Описание работы чиллера. Принцип работы чиллера

Это агрегат, предназначенный для охлаждения жидкости, которая используется в качестве теплоносителя систем кондиционирования. На сегодняшний день, самым распространенным видом таких агрегатов являются парокомпрессионные холодильные машины. Схема такого чиллера всегда включает в себя такие основные элементы, как компрессор, испаритель, конденсатор и расширительное устройство.

Принцип работы такой системы построен на поглощении и выделении тепловой энергии за счет изменения агрегатного состояния хладагента в зависимости от воздействующего на него давления. Наиболее важным элементом, от которого в первую очередь зависит работа чиллера, является компрессор, которых на сегодняшний день существует несколько типов:

роторные;
спиральные;
винтовые;
поршневые;
центробежные;

Главная задача компрессора заключается в том, чтобы сжимать пары хладагента, тем самым повышая давление, что необходимо для начала конденсации. Далее, горячая парожидкостная смесь попадает в конденсатор (чаще всего воздушного охлаждения), который передает тепловую энергию во внешнюю среду. После того, как хладагент полностью переходит в жидкое состояние, он попадает на расширительное устройство (дроссель), которое расположено перед испарителем и понижает давление до такой степени, чтобы он начал вскипать. Проходя через испаритель, кипящий хладагент полностью переходит в газообразное состояние и поглощает тепловую энергию из теплоносителя, тем самым снижая его температуру.

Приведенная выше схема работы чиллера не изменяется в зависимости от его конструктивного исполнения, которых существует несколько вариантов:

моноблочные наружной установки;
моноблочные с центробежными вентиляторами;
с выносным конденсатором;
с конденсатором, охлаждаемым жидкостью.

Рисунок 1. Принципиальная схема чиллера с конденсатором воздушного охлаждения. 1- компрессор, 2-реле высокого давления, 3-клапан запорный, 4-клапан дифференциальный, 5-регулятор давления конденсации, 6-конденсатор воздушного охлаждения, 7-ресивер линейный, 8-клапан запорный, 9-фильтр-осушитель, 10-стекло смотровое, 11-клапан соленоидный, 12-катушка для клапана соленоидного, 13-вентиль терморегулирующий, 14-испаритель пластинчатый паяный, 15-фильтр-осушитель, 16-реле низкого давления, 17-клапан запорный, 18-датчик температуры, 19-реле протока жидкости, 20-щит электрический.

Какое бы исполнение вы ни выбрали, принцип работы чиллера всегда остается неизменным. Основополагающим моментом в проектировании оборудования такого типа, является соблюдение рекомендаций изготовителя к установке, в которых четко обозначены необходимый расход теплоносителя (охлаждаемой жидкости), допустимая наружная температура и количество тепловой энергии, которую необходимо отводить.

Виды схем установок охлаждения жидкости (чиллеры)

Для того чтобы правильно подобрать , всегда следует обращаться к специалистам, которые хорошо представляют себе, какую именно конструктивную схему предложить для каждого конкретного случая, ведь несмотря на общий принцип работы, каждый элемент установки играет очень важную роль в функциональности системы в целом.

Это парокомпрессорная холодильная машина, которая призвана работать на охлаждение жидкой среды.

Он состоит из нескольких частей:

Компрессор;
Ресивер;
Конденсатор;
Блоки управления и щит;
Медные трубопроводы;
Вентиль для терморегуляции;
Соленоидный вентиль;
Фильтр для осушения.

Чиллер включает в себя три главные составляющие: компрессор, конденсаторный блок и испаритель - всё это заключено в единый корпус. Работа чиллера - комплексный налаженный процесс, который происходит по строгой схеме. Испаритель играет важную роль в функционировании прибора: он отводит от охлаждаемого оборудования излишнее тепло. Это достигается путем циркулирования внутри его контура хладагента, который и производит обмен температурой. В процессе кипения хладагент отнимает тепло у жидкости. После этого температура воды или другого теплоносителя понижается, а хладагент наоборот нагревается и переходит в состояние газа. Затем газообразный хладагент идет в компрессор, где происходит его воздействие на обмотки электродвигателя, что способствует понижению их температуры. Там же происходит сжатие нагретого пара, который затем снова нагревается до температуры в 80–90 ºС. На этом этапе в него добавляется масло, которое используется для охлаждения и герметизации зазоров.

В нагретом состоянии фреон проходит в конденсаторный блок, где хлпдагент остывает, обдуваемый прохладным воздухом. После этого приходит время финального этапа работы: хладагент из теплообменника следует в переохладитель, где его температура падает, из-за чего фреон становится жидким и попадает в фильтр-осушитель. Там он из него выпаривается влага. Затем хладагент попадает в терморасширительный вентиль, где давление фреона падает. После выхода из терморасширителя холодильный агенент являет собой пар низкого давления вместе с жидкостью. Эта смесь подается в испаритель, где хладагент вновь закипает, превращаясь в пар и перегреваясь. Перегретый пар покидает испаритель, что является началом нового цикла.

Основная задача холодильной машины заключается в том, чтобы отвести энергию от охлаждаемого тела . Для исполнения этой задачи в чиллерах используются хладагенты, которые закипают при отрицательных температурах. Наиболее важные детали чиллера - конденсатор, компрессор и испаритель. Испаритель работает по следующему принципу: он переносит тепло из внутреннего объема холодильника посредством воды и хладагента, который закипает и принимает тепло от жидкости. Происходит обмен энергией, хладагент нагревается и становится газообразным в то время как вода охлаждается. В компрессоре, куда попадает хладагент, создается разница давлений, что приводит к сжатию хладагента и его нагреванию. Далее хладагент направляется в конденсатор и охлаждается с помощью воздуха, который поступает снаружи. Весь цикл повторяется.

Виды чиллеров

Чиллеры с воздушным охлаждением наружной установки

Монтируются на крыше дома или во дворе
Производятся в различных исполнениях с разными значениями по производительности
Существуют варианты низкошумного исполнения
В комплекте идет система автоматизированного контроля параметров системы с возможностью подключения к компьютерной сети
При мощности более 30 кВт есть опция автоматического постепенного регулирования затрат электроэнергии

Схема чиллера

Есть два основных принципа устройства этих машин.

1. Схема непосредственного охлаждения жидкости.

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

Устройство чиллера

Машины, которые вырабатывают холод, состоят из следующих основных частей:

конденсатор;
компрессорная установка;
Специальный теплообменник фреон-вода;
испаритель.

В отличие от обычного кондиционера или бытового холодильника, этот агрегат охлаждает не воздух, а хладагенты, которые служат для переноса энергии. А уже охлажденные жидкости перенаправляются по трубам к тому месту, где необходим холод (внутренние блоки, фэнкойлы).

Чиллеры с воздушным охлаждением внутренней установки

Монтируются в технических помещениях, забирают и выбрасывают воздух по воздуховодам.
Комплектуются системами автоматического контроля параметров системы с возможностью подключения к компьютерной сети
При производительности более 30 кВт существует автоматическая ступенчатая регулировка потребления электроэнергии

Чиллеры с выносным конденсатором

Устанавливаются в подсобных помещениях, соединяются фреоновым контуром с конденсаторными блоками, которые стоят обычно на улице
Выпускается несколько серий с различными пределами мощности
Возможно низкошумное исполнение
Полностью защищены от неблагоприятных погодных условий
Компактный внутренний блок
При мощности более 30 кВт существует автоматическая ступенчатая регулировка потребления электроэнергии

Чиллеры с водяным охлаждением

Монтируются, как правило, в специальных помещениях, соединяются трубами с градирней, которая расположена на улице, или с проточной водой
Выпускается несколько серий с различными пределами мощности
Есть вариант низкошумного исполнения
Комплектуются системами автоматического контроля с возможностью подключения к компьютерной сети
Полностью защищены от неблагоприятных погодных условий
Небольшой по габаритам внутренний блок
При мощности более 30 кВт предусмотрена автоматическая ступенчатая регулировка потребления электроэнергии

Таким образом, теперь вам известен принцип работы чиллера.

Чиллер-фанкойл это универсальная система, позволяющая поддерживать комфортную температуру в помещении независимо от времени года: летом охлаждая воздух, а зимой, нагревая его. Чиллер-фанкойл позволяет поддерживать комфортные климатические условия в зданиях любой площади и этажности.

Принцип его работы аналогичен принципу действия системы водяного отопления. Только вместо котла в ней используется универсальный агрегат (чиллер), предназначенный для охлаждения жидкости, но способный осуществлять также ее нагрев.

Для поддержания комфортной температуры в отдельных комнатах здания в системе чиллер-фанкойл используются фанкойлы-теплообменники, дополненные вентиляторами.

К одному чиллеру, устанавливаемому, как правило, в верхней части здания, можно подсоединить любое количество фанкойлов, расположенных в помещениях.

Так же, как и радиаторов отопления, фанкойлов в одной комнате может быть от одного до нескольких, в зависимости от площади и требований к температуре воздуха.

В качестве теплоносителя в системах чиллер-фанкойл используется вода или водный раствор этиленгликоля. Расстояние между холодильным агрегатом и фанкойлами может быть любым и регламентируется только конструктивными особенностями здания.

Немного истории

Название системы чиллер-фанкойл свидетельствует об ее явно зарубежной происхождении: в переводе с английского ««сhiller» -мощный холодильный агрегат, а «fan coil unit»-теплообменник, дополненный вентилятором.

Между тем системы чиллер-фанкойл широко использовались в Советском Союзе. Именно с их помощью поддерживался комфортный микроклимат в гостиницах и общественных зданиях. Их установка предусматривалась на стадии проектирования наряду с системами отопления и вентиляции. Оборудование, используемое в чиллер-фанкойлах, и сами системы должны были соответствовать действующим ГОСТ и СНиП.

Системы чиллер-фанкойл универсальны и в равной мере эффективны как для отопления здания, так и для кондиционирования воздуха в нем. Однако зачастую возможность обогрева помещений при использовании чиллеров упускается из виду, а сами системы используются только в жаркое время года. При этом чиллер-фанкойл сравнивается со сплит-системой и с системой центрального кондиционирования.

Но даже опустив возможность обогрева здания, чиллер-фанкойл при сравнении со сплит-системой имеет ряд неоспоримых преимуществ.

Чиллер-фанкойл или сплит-система?

Обе эти системы аналогичны, но в сплит системе циркулирует газовый хладогент, что в значительной мере ограничивает расстояние между холодильной машиной и внутренними блоками системы. Именно поэтому наружные блоки сплит систем располагают в непосредственной близости к внутренним блокам, помещая их на фасадах зданий.

Благодаря использованию в качестве охлаждающей среды жидкости, чиллер-фанкойл имеет ряд преимуществ

Возможность присоединения к одному холодильнику любого количества фанкойлов. Разумеется, их суммарная мощность должна соответствовать мощности холодильной установки.
Компактность: для работы системы кондиционирования здания достаточно одного холодильного агрегата, установить который можно в техническом помещении, не портя при этом фасада здания. Фанкойлы могут находиться на любом расстоянии от чиллера
Простота монтажа: система кондиционирования монтируется аналогично системе отопления с использованием водопроводных труб и запорной арматуры, что значительно проще и дешевле по сравнению с газонаполненными системами.
Безопасность: уровень аварийной опасности системы сравним с обычным водопроводом. В случае аварии существует только угроза затопления помещений, снизить уровень которой можно с помощью качественной запорной арматуры.

Из чего состоит система чиллер-фанкойл

В состав системы чиллер-фанкойл входят следующие структурные элементы:

Чиллер или центральная охлаждающая машина
Фанкойлы или локальные теплообменники
Охлаждающая жидкость (теплоноситель). Это может быть обычная вода или раствор этиленгликоля.
Насос, называемый гидромодулем. В крупных системах обычно речь идет о насосных станциях
Трубная разводка
Система автоматического регулирования

Как устроен чиллер

Чиллером называют агрегат, предназначенный для охлаждения или нагрева жидких сред, используемых далее в качестве теплоносителей. Чиллеры могут иметь широкий диапазон мощности, благодаря чему они с успехом используются в пищевой промышленности и фармацевтике, а также в климатотехнике. Их применяют для кондиционирования воздуха и отопления общественных зданий и частных домов, для заливки катков, охлаждения напитков и медикаментов.

Устройство чиллера аналогично устройству бытового холодильника. В нем есть компрессор, конденсатор и испаритель. Отличие состоит только в том, что тепловая энергия может забираться или отдаваться жидкости, циркулирующей через теплообменник, для чего используются одновременно 2 контура циркуляции воды: горячий и холодный.

В жаркое время года тепло охлаждаемой жидкости используется для нагрева воды, направляемой далее на горячее водоснабжение. В холодное время года осуществляется только нагрев воды.

Движение горячей и холодной жидкости идет по двум отдельным непересекающимся трубопроводам, по которым теплоноситель поступает к фанкойлам.

Что такое фанкойлы — принцип работы

Фанкойл — теплообменник с вентилятором

Фанкойл это высокоэффективный теплообменник, одновременно подключаемый к холодному и горячему трубопроводу. Для усиления теплообмена используется вентилятор, монтируемый за теплообменником фанкойла. Особенностью фанкойла является создание воздушных потоков заданной температуры внутри помещения без дополнительного притока воздуха извне, что позволяет повысить эффективность использования вырабатываемой чиллером тепловой энергии.

Управление фанкойлом может идти в ручном и в автоматическом режиме.

При ручном управлении для отопления достаточно перекрыть кран подачи в устройство холодной воды, а для охлаждения, напротив, перекрыть кран подачи горячей воды, открыв движение охлаждающей жидкости.

В автоматическом режиме достаточно установить на панели требуемую температуру воздуха в помещении, поддержание которой осуществляется с помощью термостатов, регулирующих движение горячего и холодного теплоносителей.

Место установки фанкойлов может быть любым: настенным, напольным, потолочным. Если система используется предпочтительно для охлаждения, предпочтение отдается потолочному монтажу. Если, наоборот, для отопления, то фанкойлы помещают в нижней части стен.

Подведем итоги

Чиллер-фанкойл эффективная, проверенная временем, система отопления и кондиционирования воздуха, применение которой обеспечивает благоприятный климат круглый год.

Чиллер-фанкойл в равной степени эффективна для общественных зданий и частных домостроений, но в настоящее время ее широкое распространение ограничено недостаточным количеством предложений на рынке нашей страны чиллеров малой мощности, установка которых возможна в индивидуальных домах.

Еще одним недостатком чиллеров является высокая стоимость единицы тепловой энергии, вырабатываемой с их помощью. При выборе чиллеров для отопления они проигрывают газовым котлам.

Мультизональная климатическая система чиллер-фанкойл предназначена для создания комфортных условий внутри здания большой площади. Работает она постоянно - летом снабжает холодом, а зимой теплом, прогревая воздух до заданной температуры. С ее устройством стоит познакомиться, согласны?

В предложенной нами статье подробно описана конструкция и составные части климатической системы. Приведены и детально разобраны способы подключения оборудования. Мы расскажем, как устроена и функционирует эта система терморегуляции.

Роль охлаждающего устройства отведена чиллеру - внешнему блоку‚ производящему и подающему холод по трубопроводам с циркулирующей по ним водой или этиленгликолем. Этим она и отличается от других сплит-систем, где в качестве теплоносителя закачивают фреон.

Для движения и передачи фреона, хладагента, нужны дорогие медные трубы. Здесь же с этой задачей прекрасно справляются водопроводные трубы с теплоизоляцией. На ее работу не влияет температура наружного воздуха, тогда как сплит-системы с фреоном теряют работоспособность уже при -10⁰. Внутренним теплообменным агрегатом является фанкойл.

Он принимает жидкость с низкой температурой, затем передает холод в воздушную среду помещения‚ а нагретая жидкость возвращается назад в чиллер. Фанкойлы устанавливают во всех комнатах. Каждый из них работает по индивидуальной программе.

Основные элементы системы - насосная станция‚ чиллер‚ фанкойл. Фанкойл может быть установлен на большом расстоянии от чиллера. Все зависит от того‚ какой силой обладает насос. Число фанкойлов пропорционально мощности чиллера

Обычно такие системы применяют в гипермаркетах‚ торговых комплексах‚ сооружениях‚ возведенных под землей‚ гостиницах. Иногда их используют в качестве отопления. Тогда по второму контуру в фанкойлы подают нагретую воду или переключают систему на котел отопления.

Конструкционное исполнение системы

По конструкционному исполнению системы чиллер-фанкойл бывают 2-трубными и 4-трубными. По типу установки отличают устройства настенные‚ напольные‚ встраиваемые.

Оценивают систему по таким основным параметрам:

мощности или холодопроизводительности чиллера;
производительности фанкойлов;
эффективности перемещения воздушной массы;
длине магистралей.

Последний параметр зависит от силы насосной установки и качества теплоизоляции труб.

Галерея изображений

В области климатического оборудования чиллеры довольно популярны. Они представляют собой холодильное оборудование парокомпрессионного типа. В качестве основной задачи таких устройств выступает поддержание микроклимата в помещениях. Здания могут иметь разное назначение. Агрегаты работают по принципу нагревания или фильтрации воздуха, а также его охлаждения. Приборы обычно являются одной из важных составляющих современных систем кондиционирования.

Описание

Если вы решили установить чиллер, что это такое, вам непременно следует узнать поподробнее. Ознакомившись с оборудованием ближе, сможете понять, что оно представляет собой водоохлаждаемую машину, которая использует при функционировании абсорбционный или парокомпрессионной холодильной цикл.

После охлаждения жидкость подается в теплообменник или используется для отвода тепла от оборудования. В первом случае жидкость применяется для охлаждения воздуха. В процессе понижения температуры жидкости устройство создает избыточное тепло, которое отводится во внешнюю среду. Описываемые агрегаты обычно работают в тандеме с фанкойлами, которые широко используются в промышленности.

Принцип работы

В широком ассортименте в продаже сегодня представлены чиллеры. Что это такое, было уже сказано, но нужно еще ознакомиться и с принципом функционирования данных установок. Охлаждение в них происходит за счет циркуляция и кипения при низких температурах, конденсации и давления хладоносителя в системе замкнутого типа. Описываемые установки предусматривают наличие:

компрессора;
конденсатора;
регулятора потока;
испарителя трубопроводов.

Хладагент циркулирует в системе замкнутого типа. Компрессор управляет этим процессом, где газообразное вещество имеет довольно низкую температуру ниже -5 °C и давление в 7 атмосфер. Сухой сжатый насыщенный пар уходит в конденсатор, где охлаждается до 45 °C, превращаясь в жидкость. Его давление при этом остается неизменным.

Принцип работы чиллера предусматривает использование в системе дросселя, который представляет собой редукционный клапан. Он идет следующим на пути движения. Этот этап предусматривает снижение давления до предела, при котором начинается испарение. Температура одновременно с этим понижается и достигает 0 °C. Жидкость испаряется и образует влажный пар.

Рабочее вещество поступает в испаритель, который выполняет роль теплообменника. Холод передается теплоносителю от смеси жидкости и пара. Тепло забирается у холодильного агрегата и одновременно подсушивает. Давление и температура остаются на неизменном уровне. К фанкойлам поступает жидкость, при этом задействуются насосы, температура при этом остается достаточно низкой. Холодный агент, пройдя весь этот путь, поступает в компрессор, чтобы повторить парокомпрессионный цикл.

Принцип работы устройства для охлаждения сусла

Проточная установка, предназначенная для охлаждения напитков, работает по принципу обратного холодильного оборудования. В ее составе имеется ПВХ-шланг с медной трубкой внутри. По ней двигается горячее сусло, которое поступает в приемный бункер. Трубка остужается проточной водой, которая двигается в обратном направлении. Такая установка для сусла хороша тем, что в короткие сроки способна осуществить охлаждение.

Чиллер для пива легко очищается и моется, не подвергается коррозии, ведь он изготавливается из нержавеющей стали. Когда сусло закипает, в емкость опускается чиллер и снимается с огня. К нему подсоединяются трубки, одна из которых сопряжена с источником холодной воды, тогда как другая обеспечивает ее вывод. После включения установки вода в короткие сроки охлаждает сусло.

Подобные агрегаты могут быть представлены разными видами, среди прочих производители предлагают оборудование с функцией фрикулинга. Оно позволяет экономить на потреблении электроэнергии до 70% в год. Вы можете приобрести чиллер для пива с выносным конденсатором и встроенным гидромодулем. Контролеры обладают инновационной логикой и оснащены самыми современными компрессорами.

Область применения

Принцип работы чиллера вам теперь известен, однако для полной картины необходимо ознакомиться еще и с областью использования. Применяются установки в центральных системах вентиляции и кондиционирования. Холодильные агрегаты приобретаются компаниями промышленного назначения. Среди областей использования следует выделить:

пищевую;
химическую;
фармацевтическую;
спортивно-развлекательную;
машиностроение;
полиграфию.

В пищевой промышленности установки используются при изготовлении напитков массового употребления, где технология производства предусматривает охлаждение жидкости и соблюдение химических, а также биологических процессов. Чиллеры нашли свое применение при изготовлении кондитерских изделий, молочной и мясной продукции, которая хранится на прилавках с помощью воздухоохладительных установок, следящих за соблюдением температурных норм.

Промышленный чиллер может использоваться в машиностроении на подготовительном этапе при сборке лазерных аппаратов и индукционных печей. В химической отрасли агрегаты применяются при приготовлении жидкостей с заданными технологическими свойствами, а также при необходимости охлаждения резиновых и пластмассовых предметов, промышленного оборудования и полиэтиленовой продукции.

Дополнительные сферы применения

Во многих областях деятельности человека сегодня распространены чиллеры. Что это такое, можно узнать поточнее, если ближе ознакомитесь с областью использования. Среди прочих следует выделить фармацевтическую, где агрегаты используются при производстве медикаментов. А вот в полиграфии установки применяются при охлаждении воды, где она выступает в качестве важного элемента при изготовлении бумажных изделий и печатной продукции.

Одни из мощнейших агрегатов используются для поддержания температуры жидкости на ледовых аренах и в аквапарках. Это говорит еще и о том, что чиллеры являются незаменимой составляющей учреждений спортивно-развлекательной сферы.

Особенности обслуживания

Обслуживание чиллера предусматривает проведение комплексных работ на обесточенном и включенном агрегате. В первом случае производится контроль настройки регулирующих и предохранительных устройств. Необходимо прочистить контактные пары, а также протянуть электрические соединения в клеммной коробке. Сопротивление изоляции двигателей и кабельных линий контролируются, как и наличие или отсутствие влаги во фреоновом контуре.

Протечки масла должны отсутствовать. Важно проконтролировать физические параметры масла и проследить, нет ли утечек фреона. Обслуживание чиллера предполагает контроль работы гидравлического контура, в нем должны отсутствовать течи. Картерный нагреватель проверяется, он должен работать правильно. Предстоит прочистить конденсаторы и проверить направление вращения и балансировку крыльчаток вентиляторов.

Обслуживание включенной установки

Чиллер для сусла проверяется еще и на включенном агрегате. При этом контролируется питающее напряжение, проверяется заправка хладагентом. Компрессоры контролируются на отсутствие шумов. Важно проследить за питающим напряжением и измерить параметры холодильной машины. Предохранительные устройства должны быть проверены на правильность настроек. На заключительном этапе заполняется техническая документация.

Классификация установок для охлаждения воды

Чиллеры для охлаждения воды можно классифицировать по способу отвода тепла от конденсатора. На сегодняшний день известно два типа оборудования. Первые представляют собой установки с водяным охлаждением, тогда как другие - с воздушным. Обе разновидности могут иметь гидравлический контур. Если и такового нет, то установка дополняется насосной станцией.

Агрегаты с отводом тепла с помощью воздуха из внешней среды делятся на три группы по виду и расположению конденсатора. Чиллер для охлаждения воды может иметь осевой вентилятор, центробежный или выносной.

В заключение

Установки довольно габаритны и массивны, что при монтаже предполагает использование надежной опоры. Конструкция должна стабильно удерживать вес. Оптимальным решением может стать использование фундамента, который придает устойчивость и долговечность чиллеру. Что это, а также по какому принципу работает, вы смогли узнать, если прочли статью.

Дополнительно можно отметить, что подобные агрегаты представлены двумя видами, один из которых работает с конденсатором с помощью воздуха, тогда как другой - с помощью воды. Оба эти метода востребованы в индустрии. Но аппараты с воздушным охлаждением являются наиболее популярными, ведь они не имеют потребности в использовании специального теплоносителя.

Загрузка...

Поделитесь с друзьями:

Добавьте эту статью в избранное, чтобы не потерять!