Класифікація чиллерів

За принципом роботи і отримання холоду чиллери можна розділити на два типи: парокомпресійні і абсорбція. Область застосування обох типів холодильних машин схожа. Обидва типи переважно служать для виробництва охолоджуючої рідини (холодоносителя) для потреб кондиціонування, промислового холоду, вентиляції або технології. Крім цього, чиллери також можуть використовуватися для нагріву теплоносія для потреб опалення та вентиляції. При чому, агрегати паро-компресійного типу використовуються для нагріву значно рідше, ніж абсорбція в зв'язку з їх низькою ефективністю при негативних температурах навколишнього повітря. У даній статті будуть розглянуті чиллери парокомпрессионного типу.

Принцип роботи.

Основні елементи парокомпрессионного чилера це компресор, випарник, конденсатор, дроселює. Відведення теплової енергії в парокомпрессионной холодильної машині, відбувається за рахунок зміни агрегатного стану речовини (холодильного агента) .Як правило, холодильним агентом служать хладони - фтор і містять хлор похідні насичених вуглеводнів (головним чином метану і етану). Холодильна машина працює за наступним принципом: компресор нагнітає газоподібний холодоагент в конденсатор (див. Схему рис.1), де в результаті високого тиску і відведення тепла газоподібний фреон конденсується. Далі, при проходженні рідкого холодоагенту через дроселює, його тиск падає, при цьому частина рідини перетворюється на пару. Цей процес супроводжується зниженням його температури. Потім парожидкостная суміш надходить у випарник, де кипить і остаточно перетворюється на пару. Випарник являє собою проміжний теплообмінник хладон / вода, в якому відбувається передача тепла від холодоагенту охолоджувальної рідини. Потім рідину необхідної температури подається через гідравлічний контур до споживачів - фанкойлам, вентиляційних установок і т.д.

Класифікація чиллеров.

Парокомпресійні чиллери можна класифікувати:

за типом охолодження конденсатора;
- з повітряним охолодженням конденсатора;
- з водяним охолодженням конденсатора;
по виконанню:
- для установки зовні будівель;
- для установки всередині будівель;
за іншими конструктивними особливостями, наприклад:
- з системою вільного охолодження (фрікулінг);
- з відцентровим вентилятором охолодження конденсатора;
- за типом компресора і т.п.

За способом охолодження конденсатора:

чиллери повітряного охолодження;
чиллери водяного охолодження (водоохолоджувані).

До чиллеру зовнішньої установки відносяться моноблочні чиллери з повітряним охолодженням конденсатора, які зазвичай встановлюються на покрівлі будівель або на спеціальних майданчиках поруч з обслуговуються будівлями. Також до чиллеру зовнішньої установки можна віднести чиллери з виносним випарником.

До чиллеру внутрішньої установки відносяться:

чиллери без конденсатора (бесконденсаторние);
чиллери водяного охолодження (водо-водяні чиллери);
чиллери повітряного охолодження з відцентровим вентилятором.

Чиллери внутрішньої установки розміщуються в спеціальних приміщеннях - машинних залах. Завдяки простоті монтажу, зручності експлуатації і ціною найбільшого поширення набули моноблочні чиллери з повітряним охолодженням конденсатора.

Моноблочні чиллери з повітряним охолодженням конденсатора

Моноблочні чиллери з широко застосовуються в системах центрального кондиціонування з приточними установками і в системах «чиллер-фанкойл». Моноблоки мають дві модифікації:

з осьовими вентиляторами;
з відцентровими вентиляторами (для установки всередині будівель).

Чилери з осьовими вентиляторами (рис.2) представляють собою агрегати, змонтовані на рамі в єдиному корпусі і встановлюються на покрівлі будівель або поруч на підготовленому майданчику. Скидання тепла виробляється в навколишнє середовище.

В якості теплоносія використовується вода або водяні розчини гліколю для роботи холодильної машини в холодну пору року. Якщо вимоги проекту не дозволяють використовувати гликоли, то в систему вбудовується проміжний теплообмінник (рис.3). При такій схемі температурні параметри розчину гліколю в чиллере повинні бути на 2ºС нижче розрахункової температури в контурі споживачів. Наприклад, для того щоб забезпечити температурні параметри води в проміжному теплообміннику вихід / вхід: 7 / 12ºC, необхідно отримати гліколевий розчин на виході з чилера температурою 5ºC.

Крім цього, при використанні проміжного теплообмінника можлива експлуатація холодильної машини при негативних температурах навколишнього повітря. Основними перевагами моноблочних чілерів з повітряним охолодженням є простота монтажу, зручність обслуговування, повна готовність агрегатів до роботи (заправлений холодоагентом і маслом), порівняно низька ціна. До числа додаткових переваг моноблоків можна віднести широкі можливості при розміщенні в зв'язку з необмеженою довжиною трас теплоносія і перепадом висот між чиллером і споживачами. Чиллери модульної конструкції також мають незаперечні переваги:

мінімальний термін поставки завдяки наявності на складі;
економія коштів - система вводитися в експлуатацію частинами в міру необхідності;
варіативність - об'єднуючи модулі різної продуктивності отримуємо холодильну машину необхідної потужності (схема рис.4);
економія електроенергії - система працює на тому рівні потужності, який в даний момент необхідний споживачам, шляхом включення / відключення окремих модулів.

Чилери з відцентровими вентиляторами (рис.5) призначені для установки в приміщеннях: підвалах, горищах, службових спеціальних приміщеннях. Основна відмінність від чиллерів з осьовими вентиляторами це наявність відцентрового вентилятора / ів з високим напором. Через мережу повітропроводів вентилятор нагнітає повітря, який охолоджує конденсатор і потім видаляється назовні, а тепло скидається в навколишнє середовище.

Перевага чиллерів з відцентровими вентиляторами:

можливість цілорічної експлуатації з використанням води;
зручність обслуговування в будь-який час року;
тривалий термін служби завдяки розташуванню в опалювальному приміщенні.

Забір повітря проводиться з приміщення, видув може бути організований по воздуховодам в одному з трьох напрямків (рис.6)

Гідромодуль. Циркуляція хладоносителя (вода, розчину гліколю) між чиллером і споживачами (фанкойлами) забезпечується гидромодулем (насосною станцією) (рис.7, a), Гідромодуль включає в себе циркуляційний насос, розширювальний бак, запірну арматуру, бак-акумулятор (буферний бак), систему управління і захисту.

Бак-акумулятор (рис.4, b) необхідний для збільшення ємності теплоносія в системі. Буферний бак дозволяє скоротити кількість запусків компресорів та насосного обладнання, збільшуючи тим самим термін служби холодильних машин. Буферний бак може не входити до складу гидромодуля і поставлятися окремо.

Чиллери без конденсатора (бесконденсаторние) (рис.8)

Чиллер без конденсатора являє собою агрегат, в якому всі основні елементи: компресор, випарник, дроселює встановлені на одній рамі в єдиному корпусі. При цьому сам чиллер призначений для установки усередині приміщень, а конденсатор повітряного охолодження призначений для вуличного використання і встановлюється зовні.

Основні переваги чілерів без конденсатора:

можливість цілорічної експлуатації з використанням води;
зручність обслуговування в будь-який час року;
висока ефективність, завдяки відсутності контуру з гликолем і проміжних теплообмінників;
нижче навантаження на покрівлю будівлі;
тривалий термін служби завдяки розташуванню в опалювальному приміщенні;
можливість використання конденсатора в нізкошумних або вибухозахищеному виконанні.

Чиллер встановлюється в теплому приміщенні - це зручно для обслуговування. При установці чилера без конденсатора необхідно враховувати, що існують обмеження по довжині хладонових трас між чиллером і конденсатором. Довжина траси повинна бути не більше 30 м.

Чилери з водяним охолодженням конденсатора.

На малюнку 9 представлена принципова схема роботи чиллера з рідинним охолодженням конденсатора, іменованих також - водоводяні чиллери або чиллери «вода-вода». У чиллерах такого типу конденсатор прохолоджується рідким теплоносієм: водою або розчинами гліколю.

Внаслідок низької температури конденсації, чиллери водяного охолодження мають високу енергоефективність. Відведення тепла від конденсатора здійснюється за допомогою додаткового теплообмінного апарату типу «повітря-вода», а саме:

сухого охолоджувача, він же - драйкулери (від англ. Dry cooler), він же - суха градирня;
мокрою градирні відкритого або закритого типу (рис.10).

До переваг чиллерів з водяним охолодженням конденсатора можна віднести наступні:

висока ефективність завдяки низькій температурі конденсації і сіпользованію води в якості теплоносія;
цілорічне використання чилера;
зручність обслуговування в будь-який час року;
тривалий термін служби завдяки розташуванню в опалювальному приміщенні.