Что такое чиллер: схема и основные элементы чиллера

Что такое чиллер: схема и основные элементы чиллера

Чиллер  — это водоохлаждающая машина для охлаждения жидкости, использующая парокомпрессионный или абсорбционный холодильный цикл. После охлаждения в чиллере жидкость может подаваться в теплообменники для охлаждения воздуха (фанкойлы) или для отвода тепла от оборудования. В ходе охлаждения жидкости чиллер создаёт избыточное тепло, которое должно быть отведено в окружающую среду. Чиллеры сами по себе имеют широкое применение в промышленности.

Виды чиллеров

Вид чиллера или тип могут быть совершенно различными и зависят от его назначения. Так, например, модульные чиллеры могут набираться как конструктор и соединяться в один контур, а одиночные (они же чиллеры определенной производительности, или фиксированной производительности) работают каждый на свой контур.

Именно правильный выбор типа чиллера и понимание, для каких процессов он будет использоваться, позволит избежать проблем при запуске и дальнейшей эксплуатации.

Существуют различные типы холодильных машин (чиллеров). Используются абсорбционные чиллеры, а также чиллеры с центробежными, винтовыми и спиральными (scroll) компрессорами. В чиллерах может использоваться как воздушное, так и водяное охлаждение конденсатора.

Более подробно о видах чиллеров мы рассказывали здесь - "Разновидности парокомпрессионных чиллеров"

Схема чиллера (элементы чиллера)

Основными элементами чиллера, являются испаритель, компрессор, конденсатор и расширительное устройство. Давайте рассмотрим все эти элементы подробнее.

Схема чиллера

Испаритель

Испарительная секция представляет собой кожухотрубный теплообменник, обеспечивающий теплообмен между хладагентом и водой. В зависимости от конструкции чиллера по трубам циркулирует или хладагент или вода.

  • В кожухотрубном испарителе затопленного типа холодный, жидкий хладагент с низким давлением поступает через распределительную систему в кожух (корпус) и циркулирует в межтрубном пространстве кожуха, принимая тепло от более теплой воды, которая протекает по трубам.
  • В кожухотрубном испарителе непосредственного испарения (DX) более теплая вода заполняет кожух, в то время как холодный жидкий хладагент низкого давления циркулирует в трубах.

Для каждого типа конструкции существует, так называемая, температура приближения (approach temperature), которая представляет собой разность между температурой хладагента и температурой потока воды на выходе. Температура приближения является критерием эффективности процесса теплопередачи в испарителе, который можно измерить.

Компрессор

Компрессор чиллера – это основной элемент холодильной машины, который сжимает фреон до высокого давления и под давлением подает его в трубопровод. Компрессор откачивает парообразный хладагент из испарителя и сжимает его. При сжатии повышается температура хладагента. Давление изменяется так, чтобы при охлаждении в конденсаторе газообразный фреон стал жидким.

Компрессоры бывают разных типов - поршневые, винтовые, спиральные и центробежные. Каждый из этих типов имеет собственные характеристики, мощность, функциональные возможности, преимущества и недостатки. Самостоятельно подобрать оптимальный вариант сложно, так как нужно произвести максимально точные расчеты, учесть самые высокие нагрузки, интенсивность, специфику использования и другие факторы. Чем больше производительность чиллера, тем сложнее и больше компрессор. Поэтому для подбора компрессора лучше сразу обращаться к специалистам.

Конденсатор

Чтобы обеспечить охлаждение здания или технологического процесса, необходимо, чтобы переданное тепло было отведено. Суммарное количество тепла, которое должно быть отведено, представляет собой сумму полной нагрузки испарителя, тепла, образующегося при работе компрессора, и мощности, выделяемой при работе электродвигателя. В чиллерах герметичной конструкции, в которых электродвигатель и компрессор размещены в одном кожухе, тепло от этих нагрузок отводится в конденсаторе. В открытых чиллерах, в которых электродвигатель размещен отдельно и соединен с компрессором с помощью вала, тепло, выделяемое при работе электродвигателя, отводится непосредственно в окружающую атмосферу. Нагрузка испарителя и тепло, выделяемое при работе компрессора, отводятся в конденсаторе. Тепло, выделяемое электродвигателем, должно учитываться при расчете системы кондиционирования воздуха.

В чиллерах с воздушным охлаждением конденсатора вода для охлаждения не используется, так как отвод тепла выполняется с помощью теплообменников хладагент/воздух. Для обеспечения оптимальной производительности в компрессорно-конденсаторных агрегатах с воздушным охлаждением изготовители используют ступенчатое регулирование работы вентиляторов в зависимости от нагрузки чиллера и температуры окружающего воздуха по сухому термометру.

Гидромодуль (насосная станция)

Напомним, что чиллер состоит из двух контуров — фреоного и водяного. Фреон циркулирует от внутреннего блока чиллера (испаритель, который находится в водяном баке, охлаждая ее) до внешнего блока (конденсатор). От бака с водой (которую охлаждает испаритель) по водопроводным трубам ледяная вода идет к фанкойлам или центральному кондиционеру.

Чтобы вода циркулировала по всей многометровой системе необходима насосная станция или иначе говоря гидромодуль. Для того, чтобы вода от чиллера дошла до конечного потребителя требуется мощный насос, который будет гонять по трубам сотни и тысячи литров воды.

Кроме того, в состав гидромодуля входит аккумулирующий бак, в котором скапливается ледяная вода. При его наличии чиллер работает меньше по времени и более стабильно. Как известно, при изменении температуры, вода изменяет свой объем. Чтобы систему не разорвало, в водяной контур встроен расширительный бак (расширительное устройство). При увеличении объема воды, она наполняет расширительный бак.

Расширительное устройство

Расширительное устройство управляет потоком жидкого хладагента, поступающего из конденсатора, обеспечивая падение величины давления с высокого значения (давление в конденсаторе) до низкого значения (давление в испарителе), влияя также на величину падения температуры. Расширительные устройства, применяемые в холодильной технике, могут быть двух видов: регулируемые и нерегулируемые. В нерегулируемых расширительных устройствах проходное сечение остается неизменным, в отличие от регулируемых расширительных устройств - в них проходное сечение может изменяться, меняя таким образом массовый расход хладагента через устройство.

Все современные производители чиллеров имеют в своем ассортименте большое количество моделей холодильных машин, работающих как в режиме охлаждения, так и в режиме теплового насоса. Наша компания занимается подбором и продажей высококачественного оборудования для любых целей. Обращайтесь к нашим специалистам, которые совершенно бесплатно проконсультируют вас по любым вопросам и помогут в организации вашего производства.

Смотрите также