Чиллеры: устройство, принцип работы, виды, сферы применения

Содержание

• Сферы применения
• Принцип работы и особенности
• Классификация
• Система чиллер-фанкойл
• Преимущества и недостатки
• Особенности монтажа

• Сервисное обслуживание

Чиллеры применяются в промышленных отраслях для охлаждения жидкости в системах кондиционирования, для создания благоприятного микроклимата в офисах, торговых залах, жилых помещениях. Их используют в металлообрабатывающей отрасли, медицине, пищевой промышленности, машиностроении. Способность поддерживать определенный температурный режим, который обеспечивает бесперебойную работу оборудования, делает его незаменимым для многих отраслей промышленности.

Сферы применения 

Агрегаты с повышенной степенью поглощения тепла используются в промышленных целях, в том числе в машиностроительной и металлообрабатывающей отраслях. С малой же мощностью - в централизованном кондиционировании в небольших помещениях.

Другие сферы использования:

• охлаждение различных напитков, включая алкоголь, сироп и соки;
• производство лазерных станков;
• поддержание температурного режима в бассейнах;
• выпуск продукции из пластмассы и резины;
• изготовление медикаментов при низкой температуре;
• производство установок, применяемых в химической промышленности;
• участие в создании катков, зимних спортивных площадок;
• охлаждение медицинской техники.

Производители выпускают холодильные машины с различными характеристиками и уровнем мощности — от 5 до 9 тыс кВт. Выбирать подходящий агрегат необходимо с учетом его сферы применения.

Принцип работы и особенности

В основе большинства таких установок лежит применение компрессорного оборудования, состоящего из следующих частей:

• конденсатор;
• компрессор;
• теплообменник;
• испаритель.

Когда компрессор сжимает фреон в конденсаторе, происходит повышение давления, температуры и возникает конденсация фреона до его перехода в жидкость. Он отдает тепло воде или воздуху. Затем охлаждается и переходит в испаритель, где вмонтирован регулирующий вентиль, контролирующий количество холодильного агента. Фреон при попадании в больший объем расширяется, что вызывает его переход в газообразное состояние. Во время испарения возникает снижение его температуры.

При экстремальном охлаждении фреон поступает в теплообменник и начинает охлаждать воду, которая переходит в фанкойлы и в их радиаторах охлаждает воздух.

При эксплуатации чиллера для обогрева совершается такой же процесс, что и при охлаждении — только порядок процессов обратный. Теплая вода в фанкойлах нагревает проходящий воздух.

Парокомпрессионный чиллер

Холод образуется в цикле, который состоит из компрессии, конденсации, испарения и дросселирования. При этом задействованы такие элементы как конденсатор, испаритель, компрессор и регулирующий вентиль. Этот тип эксплуатируется в разных отраслях промышленности и производства.

Абсорбционный чиллер

Устройство абсорбционного типа отличается от других видов. Главное отличие заключается в отсутствии компрессора. Повышение давления получается с помощью внешних тепловых источников.

Рабочий цикл выглядит так: в генераторе кипит рабочее вещество (смесь бинарных растворов из абсорбента и хладагента). Пар хладагента поступает в конденсатор для охлаждения и конденсации, передачи тепла окружающей среде. Получившаяся при этом жидкость попадает в испаритель и после испарения отдает холод и переходит в абсорбер. Через дроссель сюда же идет абсорбент для поглощения паров хладагента и перехода в генератор. Здесь происходит повторное закипание хладагента. 

Классификация

Производители предлагают усовершенствованные модели с разной мощностью. Их классифицируют по следующим признакам:

1. По типу охлаждения конденсатора:

• Водяные — — требуют регулярного сброса воды в различные бассейны и водоемы. Имеют повышенную хладопроизводительность и демонстрируют меньшую зависимость от температуры окружающей среды. Они поддерживают конкретную температуру, забирая лишнее тепло и направляя его в теплообменник. В контуре совершается постоянная циркуляция фреона, роль насоса для которого выполняет компрессор. В конденсаторе холодильный агент отдает тепло, получается конденсация фреона и далее он переходит в жидкое состояние с выбросом тепла наружу. В испарителе или теплообменнике происходит обмен теплом между охлажденным холодильным агентом и водой, что приводит к его закипанию, испарению и переходу к нему тепловой энергии хладоносителя. Терморасширительный вентиль контролирует подачу хладагента в испаритель и процесс изменения давления, защищая оборудование от перегрева.
• Воздушные — подобные агрегаты размещают на крышах. В основе его действия лежит теплообмен, который получается между воздухом и фреоном. Компрессор сжимает хладагент. Его роль выполняет фреон. Из-за повышения давления возрастает температура, что приводит к переходу хладагента в жидкое состояние. Происходит передача в конденсатор, фреон начинает отдавать тепло, охлаждается и идет в испаритель.

2. По наличию функции обогрева:

• с тепловым насосом — для охлаждения и для нагревания теплоносителя;
• без теплового насоса.

3. По типу конструкции оборудования:

• Со встроенным конденсатором, имеющие воздушное охлаждение, могут быть моноблочными. Они представляют из себя автономный агрегат, к которому подсоединены только трубопроводы насосной станции.
  
• С выносным конденсатором — дает возможность использовать основное оборудование в помещении. Это упрощает техническое обслуживание агрегата. При этом сам конденсатор можно монтировать снаружи здания.
  

4. По типу вентилятора:

• Моноблочные устройства с осевым вентилятором —предназначены для открытых территорий, монтируются на крышах зданий или внешних стенах. Сброс тепла идет в окружающую среду.
• С центробежным вентилятором — Устанавливаются внутри зданий. Создают сильный воздушный напор. Тепло направляется в окружающую среду.

Система чиллер-фанкойл

Фанкойл (вентиляторный доводчик) — это внутренний блок системы, охлаждающий или нагревающий поступающий в него воздух. Устройство подключают с помощью трубопроводов к самой холодильной установке. Вместо хладагента выступает незамерзающая жидкость или вода.

Воздух определенной температуры нагревается или охлаждается жидкостью и переходит в помещение. При этом образуется конденсат. Он выходит в канализацию или на улицу.

Могут быть следующих видов:

• однозональные — для больших площадей, в которых тепло распределяется равномерно, так как нагревание и охлаждение одноконтурных фанкойлов одновременное;
  
• многозональные — предполагают разделение подачи горячей и холодной воды с помощью двухконтурных теплообменников, что позволяет поддерживать в разных помещениях разный температурный режим.
  

Фанкойлы подразделяются по способу установки на кассетные, напольные, канальные и настенные. Кассетные устройства можно скрывать за подвесными потолочными покрытиями. Напольные фанкойлы монтируют в области пола. В качестве маскирующего элемента можно использовать декоративный короб. Устройство рекомендуется размещать вблизи окон с открывающимися форточками, чтобы выделяемый воздух выходил на улицу. Настенный блок монтируют преимущественно над входной дверью. Для удобства эксплуатации и управления пользуются пультом.

Канальные фанкойлы применяют на больших площадях, где требуется устанавливать мощную систему кондиционирования. Такие установки устанавливают в крупных торговых центрах, на производстве, в кинотеатрах. Преимущество канальных фанкойлов — отсутствие корпуса. Оборудование находится в вентиляции шахт.

Преимущества и недостатки

Современные чиллеры отличаются экологичностью, бесшумной работой. Производители регулярно выпускают новые модели устройств, которые намного удобнее в эксплуатации, чем предыдущие.

Основные преимущества:

• простота и удобство применения;
• неограниченное количество фанкойлов на центральную установку;
• подача теплоносителя на большие расстояния;
• сокращение материальных затрат на обслуживание;
• экологичность и отсутствие громких звуков во время работы устройства;
• использование в помещениях с минимальной площадью;
• безопасность эксплуатации;
• проведение монтажа установки снаружи помещения.

Главное достоинство — подача теплоносителя за сотни метров, что выгодно отличает его от классических сплит-систем. Это дает техническую возможность использовать чиллер-машину с выносным конденсатором в небольших офисах, магазинах, торговых центрах. Также удается сократить расходы на фреон, который не только дорого стоит, но и оказывает отрицательное влияние на окружающую среду. Кроме этого, при использовании оборудования разрешается применять пластиковые или стальные трубы. Они стоят дешевле, чем медные.

К недостаткам относят:

• энергозатратность;
• необходимость монтировать на выходе обратный клапан при наличии встроенного гидромодуля;
• повышенная стоимость, по сравнению с эксплуатацией сплит-систем;
• большой вес;
• необходимость использовать фильтр;
• крупные габариты внутренних блоков.

Выбор чиллера может иметь некоторые сложности. При сомнениях лучше заранее консультироваться с опытными мастерами, которые занимаются реализацией или монтажом подобных установок.

Особенности монтажа

Перед монтажом необходимо определиться с местом установки. При установке необходим беспрепятственный доступ к электрическому щиту, а также к обслуживаемым узлам. Перед монтажом важно произвести осмотр и демонтировать транспортные бруски. При обнаружении дефектов, полученных в результате транспортировки или хранения, монтаж и ввод в эксплуатацию без согласования не допускается. Установка выполняется на твердую плоскую горизонтальную раму или фундамент, выдерживающий удвоенный вес. На входе хладоносителя в обязательном порядке следует установить механический фильтр с размером ячейки не более 1,2 мм., для защиты испарителя и насосов от загрязнения и поломки. Система трубопроводов должна быть разработана с наименьшим возможным числом изгибов и минимальным сопротивлением. Если падение давления в системе выше производительности насоса, расход хладоносителя снижается и, как следствие, ухудшается теплообмен и падает холодопроизводительность чиллера. Все электрические соединения должны быть выполнены в соответствии со схемами и документацией, входящей в комплект поставки. Электрическая распределительная сеть должна обеспечить потребляемую мощность.

Сервисное обслуживание

Для обеспечения надежности, эффективности и повышения долговечности, необходим правильный и регулярный технический уход.

ПЕРЕЧЕНЬ РАБОТ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ

1. Провести внешний осмотр
2. Проверить:
   • надежность крепления всех узлов
   • потребляемую силу тока
   • сопротивление изоляции электродвигателя
   • холодильные контуры на предмет утечки хладогента и масла
   • надежность электрических контактов на компрессорах вентиляторах, насосах
   • работу подогревателей картера компрессоров
   • перепад давления на сетчатом фильтре
   • отсутствие постоянных шумов при работе
   • значения давлений всасывания и нагнетания (при необходимости произвести очистку теплообменников).