Что такое чиллер: особенности устройства, правила выбора и монтажа

Схема охлаждения жидкости с использованием промежуточного хладоносителя и вторичного теплообменного аппарата.

Применяется в случае, если перепад температур ∆Т_ж = (Т_Нж – Т_Кж ) > 7ºС или для охлаждения пищевых продуктов, т.е. охлаждение во вторичном разборном теплообменнике.

G_х= G_ж · n

где:

G_х – массовый расход промежуточного хладоносителя кг/ч

G_ж – массовый расход охлаждаемой жидкости кг/ч

n– кратность циркуляции промежуточного хладоносителя

n =

где: C_Рж – теплоёмкость охлаждаемой жидкости, кДж/(кг´К)

C_Рх – теплоёмкость промежуточного хладоносителя, кДж/(кг´К)

∆Т_х = (Т_Нх – Т_Кх ) – температурный перепад промежуточного хладоносителя в испарителе

∆Т_х = 4…5ºС при температуре хладоносителя Т_Кх > 0 оС

∆Т_х = 3…4ºС при температуре хладоносителя Т_Кх < 0 оС

Температуре хладоносителя принимается Т_Кх = Т_Кж – (3…6 оС)

По какому принципу функционирует чиллер?

Схема работы центробежного чиллера Hitachi

Принцип работы чиллера имеет свои особенности. Если вам потребовалось данное оборудование, то вы непременно должны ознакомиться с ним. Работа чиллера базируется на почти безостановочном цикле. Здесь многое зависит от потребителя.

К примеру, по системе кондиционирования перемещается фреон. Газ проникает сквозь радиатор внутреннего блока, который охлажден. Воздух обдувает радиатор. В итоге фреон прогревается, а температура воздуха понижается. Фреон попадает в компрессор. В чиллере же роль фреона исполняет холодная вода, которая протекает сквозь радиатор. Радиатор обдувается теплым воздухом из помещения. Вода нагревается, а воздух при этом охлаждается. Вода опять попадает в чиллер.

Теплообменник, предназначенный для чиллера, имеет два контура:

• по одному из контуров циркулирует жидкость;
• по другому контуру перемещается фреон.

Эти два контура прикасаются друг к другу. Однако вода и фреон не смешиваются. В целях повышения эффективности системы данные среды перемещаются навстречу друг другу.

В теплообменнике происходят такие процессы.

• Сквозь терморегулирующий вентиль жидкий фреон проникает в свой контур теплообменника. Данное вещество расширяется, что приводит к отбору тепла от стенок. Из-за этого фреон нагревается, а стенки охлаждаются.
• По контуру теплообменника протекает вода. По той причине, что стенки охлаждены, температура жидкости падает.
• Фреон попадает в компрессор, а холодная вода — охлаждает что-либо.
• Происходит повторение цикла.

Разновидности чиллеров

В продаже представлены различные виды чиллеров:

• абсорбционные — энергия добывается преимущественно из бросового тепла, которое возникает в процессе производства и просто выбрасывается в окружающую среду (это, к примеру, горячая вода, охлаждаемая воздухом);
• парокомпрессионные — холод генерируется в парокомпрессионном цикле, который состоит из таких процедур, как испарение, дросселирование, и др.

По способу монтажа чиллеры делятся на :

• наружные — единый моноблок, который монтируется на улице;
• внутренние — оборудование, которое состоит из двух частей. Конденсатор устанавливается снаружи здания, все остальные части — внутри.

По разновидности конденсатора чиллеры делятся на такие подвиды:

• с охлаждением водяного типа. Система с таким охлаждением стоит сравнительно дорого, однако она отличается повышенной надёжностью;
• с охлаждением воздушного типа. Наиболее простой и недорогой вариант.

По типу исполнения гидромодуля чиллеры делятся на следующие виды:

• со встроенной установкой. Оборудование с этим гидромодулем представляет собой моноблок, в который входит расширительный бак и насосная группа;
• с выносной установкой. Такой гидромодуль обычно применяется в тех случаях, если оказывается недостаточно мощности встроенного механизма. Ещё он используется в случаях, когда имеется потребность в резервировании.

Чиллер может быть оснащен одним из следующих видов компрессоров:

• винтовой;
• ротационный;
• поршневой;
• спиральный.

Также чиллеры классифицируют в зависимости от типа вентилятора. Оборудование может быть оснащено такими вентиляторами:

осевой. Оборудование с таким вентилятором можно устанавливались исключительно снаружи строения

Крайне важно, чтобы не было создано никаких препятствий для поступления воздуха в конденсатор и для его выброса вентиляторами;
центробежный. Оборудование с таким вентилятором рекомендовано для монтажа внутри здания

Оно отличается небольшими габаритами и малым уровнем шума.

Оно отличается небольшими габаритами и малым уровнем шума.

Важные аспекты монтажа чиллера

Чтобы ощутить все преимущества эксплуатации такого устройства, как чиллерная установка, её монтаж нужно осуществлять строго с соблюдением определённых правил. Вот основные из них.

• Данное оборудование должны устанавливать исключительно компетентные мастера.
• Чиллер должен в полной мере отвечать критериям проекта инженерной сети в части места монтажа, конструкции и мощности.
• Запрещено устанавливать оборудование, которое имеет изъян.
• Перемещать оборудование до места, где оно будет установлено, можно только с помощью крана.
• Разрешено заливать лишь воду, а также раствор этилен- либо пропиленгликоля, который имеет концентрацию до 50 процентов.
• В обязательном порядке должны быть проведены пуско-наладочные испытания.
• Вокруг чиллера должно оставаться пространство, обеспечивающее беспрепятственный доступ обслуживающего специалиста.
• Необходимо строго соблюдать технику безопасности и рекомендации производителя.

Приобретая и устанавливая чиллер, вы можете быть уверены в том, что получите современную и надёжную систему.

Особенности оборудования

Принцип действия оборудования имеет технические особенности, оно не является кондиционером в привычном понимании. Чиллер может охватывать настолько разные площади, что это приспособление можно использовать как для квартир, так и для ТЦ.

Из главных особенностей можно выделить:

• Все параметры, установленные в каждом помещении, будут поддерживаться в автоматическом режиме.
• Система охлаждения считается гибкой, и расстояние между чиллером и фанкойлами ограничивается только мощностью насоса. Длина расположения может доходить до сотни метров.
• Устройство является экологическим и безопасным.
• Благодаря тому, что применяется запорная арматура, вероятность залива минимизирована.
• Прибор удобно использовать, благодаря гибкости планировки и малых расходов полезной площади для монтажа.
• Чиллер, как холодильная установка, практически не издает шума при работе, поэтому не станет привлекать внимания.
• Оборудование допускается использовать в любое время года вне зависимости от погодных условий.

Подбор подходящего аппарата должен включать в себя оценку характеристик, рассмотрение разных типов приборов, а также ознакомление с рейтингом конкретной модели. Чтобы выбрать подходящий вариант, следует проконсультироваться с людьми, разбирающимися в чиллерах.

Схема чиллера

Расчет холодопроизводительности чиллера. Расчет мощности чиллера — его мощности охлаждения.

В первую очередь по формуле расчет холодопроизводительности чиллера, в которой участвует объем охлаждаемой жидкости; изменение температуры жидкости, которое надо обеспечить охладителем; теплоемкость жидкости; ну и конечно время за которое этот объем жидкости надо охладить — определяется мощность охлаждения:

Формула охлаждения, т.е. формула вычисления необходимой холодопроизводительности:

Q – холодопроизводительность, кВт/час

G — объёмный расход охлаждаемой жидкости, м 3 /час

Т2 — конечная температура охлаждаемой жидкости, о С

Т1 — начальная температура охлаждаемой жидкости, о С

C_рж -удельная теплоёмкость охлаждаемой жидкости, кДж /_{(кг* о С)}

pж — плотность охлаждаемой жидкости, кг/м 3

* Для воды C_рж*pж = 4,2

По данной формуле определяется необходимая мощность охлаждения и она является основной при выборе чиллера.

Формулы пересчета размерностей чтобы рассчитать холодопроизводительность водоохладителя:

1 кВт = 860 кКал/час

1 кКал/час = 4,19 кДж

1 кВт = 3,4121 кБТУ/час

Устройство чиллера

На схеме ниже – приведено изображение компактной машины по охлаждению воды – чиллер устройство, моноблочного исполнения в частично разобранном виде (сняты защитные боковины корпуса). На этом изображении хорошо видны все, указанные в схеме данной водоохлаждающей машины элементы, а так же элементы водяного контура, не попавшие в принципиальную схему (водяной насос, реле протока на трубопроводе подачи хладоносителя потребителю, водяной фильтр, манометр измерения напора хладоносителя, накопительная емкость для воды, фильтр на водяной линии).

Питер Холод – поставщик Промышленных водоохладителей и машин для систем кондиционирования. Мы готовы разработать и создать для вас чиллеры, подходящие для реализации ваших профессиональных задач. Также мы производим сервисное обслуживание, ремонт и автоматизацию чиллеров. Если вы желаете дистанционно управлять собственным оборудованием, или хотели бы защитить его от распространенных проблем, автоматика чиллеров позволит вам добиться всех этих целей. Наша команда готова к реализации проектов любого объема и сложности. Просто свяжитесь с нами удобным для вас способом, и мы проконсультируем вам по любом интересующему вопросу.

Абсорбционный чиллер

Холодильная машина, работающая по принципу абсорбции (лат. absorbere — поглощать, растворять), добивается результата за счёт поглощения тепла сорбентом. Принцип абсорбции позволяет обходиться без компрессора и движущихся механизмов. Ее преимущество, это возможность запуска в местах, где электрическая энергия недоступна или ограничена. Для работы машины необходим источник тепла. Это может быть горячая вода, пар, природный газ, твердое топливо. Чиллер заправляется хладагентом. Жидкости для этого типа аппаратов могут различаться по химическому составу.

Абсорбционные устройства подразделяются по некоторым характеристикам, в число которых входят:

• число контуров (от одного до трех);
• нагревающее вещество;
• состав хладагента.

Количество контуров влияет на получаемую разницу в температуре. Чем больше контуров, тем более производительно работает чиллер.

По типу нагревающего вещества машины могут быть: прямого нагрева, использовать внешние источники для обогрева или быть комбинированными. При прямом нагреве в корпусе устройства имеется топка для сжигания горючих веществ: газа, твердого или жидкого топлива. Устройствам непрямого нагрева потребуется внешний источник тепла: пар, вода, воздух.

Состав смеси для хладустройств может включать бромид лития в качестве абсорбента и воду-хладагент. Это бромистолитиевые машины. У аммиачных машин роль хладагента исполняет аммиак, в роли абсорбента выступает вода.

Существуют бромистолитиевые и аммиачные абсорбционные холодильные машины. В первых хладагентом является вода, абсорбентом – бромид лития LiBr. Чиллер второго вида заправляется хладагентом, состоящим из аммиака NH3, в качестве абсорбента заливается вода.

АБХМ, работающие с бромидом лития получили большую популярность.

Их конструкция состоит:

• из 2 камер;
• теплообменника;
• контура (1, 2 или 3).

Верхняя камера вмещает конденсатор и генератор, нижняя – испаритель и абсорбер. Генератор нагревает рабочий состав, влага испаряется, концентрация бромистой соли лития увеличивается.

В конденсаторной камере водяные пары остывают, конденсируются и возвращаются в контур. В испарителе устанавливается низкое давление, при котором вода опять переходит в пар.

Теплообменник обеспечивает термообмен между хладагентом и абсорбентом.

По какому принципу функционирует чиллер?

Схема работы центробежного чиллера Hitachi

Принцип работы чиллера имеет свои особенности. Если вам потребовалось данное оборудование, то вы непременно должны ознакомиться с ним. Работа чиллера базируется на почти безостановочном цикле. Здесь многое зависит от потребителя.

К примеру, по системе кондиционирования перемещается фреон. Газ проникает сквозь радиатор внутреннего блока, который охлажден. Воздух обдувает радиатор. В итоге фреон прогревается, а температура воздуха понижается. Фреон попадает в компрессор. В чиллере же роль фреона исполняет холодная вода, которая протекает сквозь радиатор. Радиатор обдувается теплым воздухом из помещения. Вода нагревается, а воздух при этом охлаждается. Вода опять попадает в чиллер.

Теплообменник, предназначенный для чиллера, имеет два контура:

• по одному из контуров циркулирует жидкость;
• по другому контуру перемещается фреон.

Эти два контура прикасаются друг к другу. Однако вода и фреон не смешиваются. В целях повышения эффективности системы данные среды перемещаются навстречу друг другу.

В теплообменнике происходят такие процессы.

• Сквозь терморегулирующий вентиль жидкий фреон проникает в свой контур теплообменника. Данное вещество расширяется, что приводит к отбору тепла от стенок. Из-за этого фреон нагревается, а стенки охлаждаются.
• По контуру теплообменника протекает вода. По той причине, что стенки охлаждены, температура жидкости падает.
• Фреон попадает в компрессор, а холодная вода — охлаждает что-либо.
• Происходит повторение цикла.

Разновидности чиллеров

В продаже представлены различные виды чиллеров:

• абсорбционные — энергия добывается преимущественно из бросового тепла, которое возникает в процессе производства и просто выбрасывается в окружающую среду (это, к примеру, горячая вода, охлаждаемая воздухом);
• парокомпрессионные — холод генерируется в парокомпрессионном цикле, который состоит из таких процедур, как испарение, дросселирование, и др.

По способу монтажа чиллеры делятся на :

• наружные — единый моноблок, который монтируется на улице;
• внутренние — оборудование, которое состоит из двух частей. Конденсатор устанавливается снаружи здания, все остальные части — внутри.

По разновидности конденсатора чиллеры делятся на такие подвиды:

• с охлаждением водяного типа. Система с таким охлаждением стоит сравнительно дорого, однако она отличается повышенной надёжностью;
• с охлаждением воздушного типа. Наиболее простой и недорогой вариант.

По типу исполнения гидромодуля чиллеры делятся на следующие виды:

• со встроенной установкой. Оборудование с этим гидромодулем представляет собой моноблок, в который входит расширительный бак и насосная группа;
• с выносной установкой. Такой гидромодуль обычно применяется в тех случаях, если оказывается недостаточно мощности встроенного механизма. Ещё он используется в случаях, когда имеется потребность в резервировании.

Чиллер может быть оснащен одним из следующих видов компрессоров:

• винтовой;
• ротационный;
• поршневой;
• спиральный.

Также чиллеры классифицируют в зависимости от типа вентилятора. Оборудование может быть оснащено такими вентиляторами:

осевой. Оборудование с таким вентилятором можно устанавливались исключительно снаружи строения

Крайне важно, чтобы не было создано никаких препятствий для поступления воздуха в конденсатор и для его выброса вентиляторами; центробежный. Оборудование с таким вентилятором рекомендовано для монтажа внутри здания. Оно отличается небольшими габаритами и малым уровнем шума

Оно отличается небольшими габаритами и малым уровнем шума.

Важные аспекты монтажа чиллера

Чтобы ощутить все преимущества эксплуатации такого устройства, как чиллерная установка, её монтаж нужно осуществлять строго с соблюдением определённых правил. Вот основные из них.

• Данное оборудование должны устанавливать исключительно компетентные мастера.
• Чиллер должен в полной мере отвечать критериям проекта инженерной сети в части места монтажа, конструкции и мощности.
• Запрещено устанавливать оборудование, которое имеет изъян.
• Перемещать оборудование до места, где оно будет установлено, можно только с помощью крана.
• Разрешено заливать лишь воду, а также раствор этилен- либо пропиленгликоля, который имеет концентрацию до 50 процентов.
• В обязательном порядке должны быть проведены пуско-наладочные испытания.
• Вокруг чиллера должно оставаться пространство, обеспечивающее беспрепятственный доступ обслуживающего специалиста.
• Необходимо строго соблюдать технику безопасности и рекомендации производителя.

Приобретая и устанавливая чиллер, вы можете быть уверены в том, что получите современную и надёжную систему.

Характеристики климатических аппаратов

Разные модели чиллеров характеризуются разной мощностью, которая может находиться в диапазоне от 5 кВт до 9 тыс. кВт. Изделия невысокой мощности отлично подходят для работы в офисе или гостинице, обладающие большой мощностью используются на промышленных предприятиях и в производственных цехах.

Имеются и другие характеристики, которые тоже дают представление об аппарате и могут повлиять на выбор модели. Выбирая чиллер,следует изучить такие параметры:

• производительность, измеряемая в кВт, от 10 кВт, до нескольких тысяч;
• марка применяемого хладагента (подбирается от вида компрессора и температурной среды эксплуатации)
• номинальная мощность может варьироваться от 30 до 200 кВт;
• геометрические размеры колеблются от 0,5 до 4 метров по каждому параметру: длине, ширине, высоте;
• вес от 0,1 до 2,0 т.
• исполнение чиллера может быть моноблочным либо с выносным конденсатором.

Типы и модели вспомогательных устройств, таких как компрессор, испаритель, конденсатор устанавливает предприятие, выпустившее чиллер.

Назначение чиллера

Термин «Чиллер» происходит от английского слова «Chiller» — охлаждающий теплообменник. Данное оборудование широко используется в металлообработке, химической, пищевой промышленности, машиностроении, металлургии, индустрии литья пластмасс для снижения температуры жидкости, циркулирующей в рубашках контура охлаждения и достижения оборудованием заданной температуры. Теплоноситель (как правило, вода) циркулирует по технологическому оборудованию, охлаждает его, аккумулируя при этом тепловую энергию, и направляется к чиллеру, где отдает тепло хладагенту и обратно направляется к технологическому оборудованию. Так повторяется цикл за циклом.

Чиллеры для термопластавтоматов Plastron серии PIC-A

3130 $

Смотреть подробнее

Чиллеры для прессформ серии PIC-W

Цена по запросу

Смотреть подробнее

Чиллеры для централизованных систем Plastron серии PICC-W

Цена по запросу

Смотреть подробнее

Центральные системы кондиционирования используют систему чиллер – фанкойл для быстрого достижения и сохранения нужной температуры помещений. Устройство незаменимо при необходимости стабилизации температуры в помещениях. Подобрав правильную производительность, чиллеры могут понижать температуру как маленьких помещений, так и многоэтажных зданий. Максимальная мощность таких установок — 9000кВт.

Контур хладагента

Учитывая все вышесказанное, одним из важнейших компонентов охладителя считается хладагент (фреон). Он представляет собой специальное вещество холодильного цикла, претерпевающее целый ряд фазовых изменений. Фреон циркулирует исключительно в чиллере. Движущей силой фреона является нагнетатель, который играет роль своеобразного насоса. Благодаря действию нагнетателя, фреон характеризуется высокой температурой (около 70°С) и высоким давлением (около 30 атмосфер).

Поступая в конденсатор, температура рабочего вещества уменьшается. Это обусловлено тем, что он обдувается наружным воздухом. В результате такого воздействия, рабочее вещество меняет свое состояние. Теперь они принимает жидкое состояние. Для того чтобы снизить давление на фреон, он должен пройти регулирующий вентиль.

Процесс движения рабочего вещества по компонентам охладителя можно сравнить с принципом поступления кислорода для аквалангиста. Он заключается в том, что газ, находящийся под высочайшим давлением, поступает к аквалангисту уже с нормальными показателями. Стоит заметить, что температура кислородной смеси значительно снижается.

Подобное действие оказывает и регулирующий вентиль. Он уменьшает давление и снижает температурные показатели. Как правило, после прохождения этого элемента чиллера температура хладона едва превышает отметку 0°С. За счет этого эффекта осуществляется остужение потоков теплой воды. Как говорилось выше, процесс происходит в теплообменнике. Выполнив свою работу, хладон возвращается в нагнетатель и начинает новый цикл.

В качестве фреона чаще всего используется бесцветный газ с незначительным запахом хлороформа. Хладон такого типа имеет ряд преимуществ:

• нетоксичен;
• не взрывоопасен;
• отличается низкой температурой нагнетания;
• имеет отличные термодинамические и теплофизические характеристики.

Самым распространенным хладагентом считается R-22. Но ввиду того, что данный хладон нельзя охарактеризовать как экологически чистый. В последнее время в чиллерах начали применять альтернативные варианты. Одним из таких вариантов является R-134A. Этот бесцветный газ считается одним из наиболее экологичных. Хладагент имеет максимально низкий потенциал разрушения озонового слоя. Для функционирования чиллеров также могут эксплуатируются хладоны из синтетических полиэфирных масел. Примером такого хладона является R-410A.

Классификация чиллеров

По месту монтажа

• Чиллеры наружной установки. Они имеют встроенный конденсатор и выглядят как единый моноблок, который монтируется на улице. Такой вариант удобен тем, что позволяет использовать неэксплуатируемые места: кровли, площадки рядом со зданием и т. п. Оборудование является более дешевым решением, но имеет свои недостатки. Например, использование воды как теплоносителя сопряжено с определенными сложностями: необходимо ее сливать перед наступлением холодов, что вызывает дополнительные эксплуатационные затраты. Поэтому в наружном чиллере применяются незамерзающие жидкости типа гликолей и солевых растворов. Расчет работы оборудования производится под каждый конкретный теплоноситель.
• Чиллеры внутренней установки. Оборудование оснащено выносным конденсатором. Последний имеет меньшие размеры, чем встроенный, и монтируется снаружи. Сам же чиллер располагается в здании. Холодильное оборудование внутренней установки не предъявляет особенных требований к теплоносителю. Так как температура в рабочем помещении всегда выше нуля, в качестве рабочей жидкости может использоваться дешевая вода. Чиллер внутренней установки отличается несколько бóльшим потреблением энергии, чем наружный.

По типу исполнения конденсатора

• Воздушного охлаждения. Это самый распространенный и недорогой вариант. Конденсатор имеет трубчато-ребристую конструкцию и охлаждается бесплатным наружным воздухом. Применение воздушного охлаждения позволяет упростить проектирование, снизить затраты на монтаж и эксплуатацию. Условным недостатком можно считать большие габариты воздушного конденсатора.
• Водяного охлаждения. Такой конденсатор имеет меньшие размеры, выполняется пластинчатым, ребристым или по типу «труба в трубе». Водяное охлаждение позволяет уменьшить габариты оборудования. Полученная вода, нагретая до +40 °С, отправляется на драйкулеры или мокрые градирни для дополнительного охлаждения.

По наличию дополнительных опций

• Фрикулинг (free cooling). Это функция свободного (естественного) охлаждения, которая используется в холодное время года. Если чиллер оснащен такой опцией, то в зимнее время рабочая жидкость охлаждается в специальном теплообменнике, где в качестве хладагента используется наружный воздух. Фрикулинг позволяет сократить потребление электричества и продлить время эксплуатации холодильного оборудования.
• Тепловой насос. Он представляет собой работу чиллера не на охлаждение, а на отопление. При этом рабочий цикл парокомпрессионного оборудования несколько иной: теплоноситель в этом случае не охлаждается, а нагревается. Режим теплового насоса чиллера востребован для общественных и административных зданий. Такое оборудование может также использоваться при организации микроклимата в складских помещениях.