Чиллер представляет собой машину, которая охлаждает жидкий теплоноситель. Условно эти машины делятся на два разных класса: парокомпрессионные и абсорбционные.
В абсорбционных холодильных устройствах основным источником энергии для охлаждения служит горячая вода (температура которой приблизительно составляет 120-130 °С), а также перегретый пар. Благодаря использованию вторичных и низкотемпературных энергоресурсов при получении охлажденной воды обеспечивается достаточно хорошая экономия. В частности, речь идет о теплоэлектростанциях, парах низкого давления из электростанций, мусоросжигательных приборах и т.д. Абсорбентом выступает бромистый уголь, хладагентом – дистиллированная вода. Иным преимуществом данных холодильных машин, кроме эффективной экономии, является отсутствие движущейся части. За счет этого обеспечивается надежность агрегатов. Однако и недостаток присутствует – высокая стоимость оборудования. Если сравнивать с парокомпрессионными чиллерами, то их массогабаритные показатели намного хуже, что отрицательно влияет на стоимость.
Этот класс холодильных установок основывается на компрессионном цикле охлаждения. Основными конструктивными деталями этой машины являются следующие: компрессор, конденсатор, испаритель, а также регулятор потока (терморегулирующий вентиль, капиллярная трубка). Элементы соединены между собой трубопроводами, поэтому составляю замкнутую систему, в которой циркуляция фреона (хладагента) осуществляется при помощи работы компрессора. Охлаждение в машине создается благодаря непрерывной циркуляции, конденсации и кипению хладагента в замкнутой системе. Это происходит при низкой температуре и низком давлении.
Парообразный фреон всасывается в специальный компрессор, который немного повышает его давление. Затем в конденсаторе парообразный и горячий хладагент охлаждается, конденсируется и снова переходит в жидкую фазу. Конденсатор, в свою очередь, может быть водяным или воздушным. Это зависит от конструкции самой системы непосредственно.
Выходя из конденсатора при большом давлении, хладагент уже имеет жидкое состояние. Габариты конденсатора при этом должны быть такими, чтобы газ внутри конденсатора мог полностью сконденсироваться. Именно поэтому жидкость на выходе имеет температуру, которая немного ниже температуры самой конденсации.
Далее в жидкой фазе хладагент при большой температуре и давлении поступает в терморегулирующий вентиль (регулятор потока). Здесь давление уменьшается, в результате чего часть жидкости испаряется и переходит в парообразную фазу. По сути, в испаритель уже поступает жидкость и пар одновременно. Жидкость, кипя в испарителе, забирает тепло охлаждающей среды, а затем снова переходит в парообразное состояние. Размер испарителя выбирают такой, чтобы внутри него жидкость могла полностью испариться. По этой причине пар на выходе имеет более высокую температуру, нежели температура кипения. В результате в испарителе происходит кипение хладагента, за счет чего даже сеемые мелкие капли испаряются, и в конденсатор жидкость не попадает вовсе. После того, как перегретый пар выйдет из испарителя, цикл будет возобновлен. Именно таким образом происходит циркуляция хладагента по контуру, в течение которой тот меняет свое агрегатное состояние из парообразного в жидкое и наоборот.
Все компрессионные циклы чиллеров имеют несколько конкретных уровней давления. Граница между ними проходит через выход регулятора потока с одной стороны и через нагнетательный клапан на выходе компрессора с другой. Данный клапан, а также выход регулятора потока – это разделительные точки между сторонами низкого и высокого давления в устройстве. На стороне высокого давления находятся элементы, функционирующие при давлении конденсации. На стороне низкого давления располагаются элементы, функционирующие при давлении испарения.
Несмотря на то, что существует много вариантов чиллеров, их схема цикла практически одинакова. Какой конкретно вариант лучше выбрать, нельзя сказать, предварительно не определив условия применения.
Учитывая тот факт, что данные приборы являются наружными, они устанавливаются на открытом воздухе, вне помещения здания. Конденсатор в них охлаждается при помощи осевых вентиляторов. Некоторые компании-производители предлагают модели с очень низким уровнем шума. Достигается это за счет применения эффективной шумоизоляции конденсатора, снижения скорости вращения вентиляторов. К тому же, снизив конфигурацию лопастей, уровень звуковой мощности агрегата также существенно снижается. Тем не менее, это способствует увеличению габаритов прибора и его стоимости. Незащищенной агрегат такой же производительности обойдется намного дешевле.
Преимущества машин данного конструктивного исполнения заключаются в возможности использования неэксплуатируемых участков – кровли, свободных открытых площадок. Что касается недостатков, то следует выделить необходимость в сезонном сливе воды из испарителя. Также можно использовать двухконтурные схемы холодоснабжения, что предполагает применение незамерзающих растворов (пропиленгликоля, этиленгликоля) как промежуточного теплоносителя. Однако исключением могут быть приборы наружной установки с выносным теплоносителем. В стандартном исполнении чиллеры популярных брендов почти в подобной комплектации практически не встречаются.
Если первый тип устанавливался вне помещения, то модели внутренней установки устанавливаются внутри них. Забор свежего воздуха и выброс отработанного осуществляется посредством воздуховодов. Для перемещения воздуха используются центробежные вентиляторы с большим напором с целью преодоления сопротивления сети системы воздуховодов.
Данные модели имеют много преимуществ. В частности, основное из них заключается в возможности эксплуатации в режиме охлаждения при любых температурах воздуха снаружи, т.е. круглый год. При этом устройства устанавливаются «скрыто» - нет градиентов, наружных блоков и конденсаторов.
К недостаткам можно отнести габариты устройств. Для их размещения потребуются большие площади, а также дополнительные финансовые затраты на вентиляционную сеть.
Эти приборы устанавливаются внутри помещения. В машинах применяется промежуточный теплоноситель с целью охлаждения конденсатора. Этот теплоноситель, в свою очередь, охлаждается в специальных градирнях и драйкулерах, которые представляют собой оборотную охладительную систему. Также возможно создание охлаждения с теплоносителем из естественных водоемов.
Преимущество чиллера с водяным охлаждением – возможность организации круглогодичного охлаждения с применением технологии Freecooling – свободного охлаждения. Предполагается, что теплоноситель охлаждается за счет передачи тепла наружному воздуху.
К недостаткам относится сложность эксплуатации, высокая стоимость, энергоемкость. Важно отметить, что довольно-таки во многих случаях применение чиллеров с водяным охлаждением является единственно верным вариантом.
Данные модели устроены на базе холодильных устройств с водяным конденсатором. Они устанавливаются внутри помещения, но соединяются при этом с конденсатором наружной установки через фреонопроводы.
Преимущество агрегатов заключается в отсутствии необходимости в использовании промежуточного теплоносителя. В свою очередь, это исключает потребность использовать циркуляционные мощные насосы. Также возможность замерзания теплоносителя сведена к минимуму, и благодаря этому не требуется применение двухконтурной системы снабжения холодом. Этим не могут похвастаться холодильные машины с водяным конденсатором.
Недостатком является расстояние между агрегатом и конденсаторным блоком, которое сильно ограничено.
Некоторые заводы-изготовители поставляют чиллеры с воздушным охлаждением, которые «умеют» работать как в режиме охлаждения, так и обогрева. В режиме обогрева они представляют собой тепловой насос. За счет этого реверсивные чиллеры являются универсальными приборами, которые зимой отапливают помещение, а летом производят его охлаждение.
Copyright © 2018
ООО «Балтик-Компани»
