Разбираемся в разновидностях чиллеров

Дата публикации:
24 Мая 2024 г.

Длительность чтения:
10 мин.

Оглавление:

Принцип работы
Классификация чиллеров
Моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора
Чиллеры с выносным конденсатором (бесконденсаторные)
Чиллеры с водяным охлаждением конденсатора

Существует два основных типа чиллеров, различающихся по принципу работы и способу получения холода: парокомпрессионные и абсорбционные. Область применения обеих этих типов холодильных систем в значительной степени совпадает. Они используются преимущественно для производства охлаждающей жидкости (холодоносителя) для кондиционирования воздуха, промышленного охлаждения, вентиляции или технологических процессов. Кроме того, чиллеры могут применяться и для нагрева теплоносителя в системах отопления и вентиляции. Однако агрегаты парокомпрессионного типа редко используются для нагрева из-за своей низкой эффективности при низких температурах окружающей среды. В этой статье мы рассмотрим парокомпрессионные чиллеры подробнее.

Принцип работы

Основные компоненты парокомпрессионного чиллера включают компрессор, испаритель, конденсатор и дроссельное устройство. Тепловая энергия в такой системе отводится за счет изменения агрегатного состояния холодильного агента. Обычно в качестве холодильного агента используются хладоны - это фторсодержащие производные насыщенных углеводородов, в основном метана и этана. Принцип работы холодильной машины следующий: компрессор сжимает газообразный хладагент и направляет его в конденсатор, где под высоким давлением и отводом тепла газ конденсируется. Затем жидкий хладагент проходит через дроссельное устройство, где его давление падает, частично превращаясь в пар и сопровождаясь понижением температуры. Далее смесь жидкости и пара поступает в испаритель, где происходит окончательное превращение жидкости в пар. Испаритель представляет собой теплообменник между хладоном и охлаждаемой жидкостью, где происходит передача тепла от хладагента к охлаждаемой жидкости. Затем охлажденная жидкость направляется к потребителям - фанкойлам, вентиляционным установкам и т.д.

Классификация чиллеров

Чиллеры парокомпрессионного типа могут быть разделены на несколько категорий в зависимости от следующих параметров:

Тип охлаждения конденсатора:
- Чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора
- Чиллеры с водяным охлаждением конденсатора
Исполнение:
- Чиллеры для наружной установки
- Чиллеры для внутренней установки
Другие конструктивные особенности:
- Чиллеры с системой свободного охлаждения (фрикулинг)
- Чиллеры с центробежным вентилятором для охлаждения конденсатора
- Чиллеры в зависимости от типа компрессора и других факторов

Существует несколько типов чиллеров в зависимости от способа охлаждения:

Чиллеры воздушного охлаждения:
- Моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора, которые обычно размещаются на крышах зданий или на специальных площадках рядом с ними. Также сюда можно отнести чиллеры с выносным испарителем.
Чиллеры водяного охлаждения:
- Чиллеры внутренней установки с выносным конденсатором (без конденсатора)
- Водо-водяные чиллеры
- Чиллеры воздушного охлаждения с центробежным вентилятором

Чиллеры внутренней установки устанавливаются в специальных помещениях, таких как машинные залы. Моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора наиболее популярны благодаря простоте установки, удобству эксплуатации и доступной цене.

Моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора

Моноблочные чиллеры находят широкое применение в системах центрального кондиционирования с вентиляционными установками и в системах "чиллер-фанкойл". Эти устройства имеют два основных варианта:

С вентиляторами осевого типа
С центробежными вентиляторами (предназначены для установки внутри зданий)

Моноблочные чиллеры с осевыми вентиляторами представляют собой компактные агрегаты, установленные на раме в одном корпусе и размещаемые на крышах зданий или на специальных площадках. Они осуществляют отвод тепла в окружающую среду.

В качестве теплоносителя часто используется вода или водные растворы гликоля в периоды холодного времени года. В случае, если требования проекта не позволяют использовать гликоли, в систему встраивается промежуточный теплообменник. При такой схеме температурные параметры раствора гликоля в чиллере должны быть на 2ºС ниже расчетной температуры в контуре потребителей. Например, для достижения температурных параметров воды в промежуточном теплообменнике на уровне 7/12ºC, необходимо получить гликолевый раствор на выходе из чиллера с температурой 5ºC.

Кроме того, при использовании промежуточного теплообменника, есть возможность эксплуатировать холодильную машину при низких температурах окружающей среды. Моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением обладают несколькими основными преимуществами, такими как легкий монтаж, простота обслуживания, готовность к работе (полная заправка хладагентом и маслом) и относительно низкая цена. Кроме того, они обладают дополнительными преимуществами, включая гибкость в размещении благодаря неограниченной длине теплового тракта и разнице высоты между чиллером и потребителями. Чиллеры модульной конструкции также имеют свои преимущества:

Минимальное время поставки благодаря наличию на складе
Экономия средств: система вводится в эксплуатацию поэтапно по мере необходимости
Вариативность: объединение модулей разной производительности позволяет создать холодильную машину нужной мощности
Экономия электроэнергии: система работает на том уровне мощности, который требуется потребителям в данный момент, путем включения или отключения отдельных модулей

Чиллеры с центробежными вентиляторами предназначены для установки в различных помещениях, таких как подвалы, чердаки и специальные служебные помещения. Основное отличие от чиллеров с осевыми вентиляторами заключается в наличии центробежного вентилятора или нескольких таких вентиляторов с высоким напором. Через систему воздуховодов вентилятор подает воздух, который охлаждает конденсатор и затем выводится наружу, при этом тепло отводится в окружающую среду.

Преимущества чиллеров с центробежными вентиляторами включают:

Возможность использования круглогодично с применением воды
Удобство обслуживания в любое время года
Долгий срок службы благодаря размещению в отапливаемом помещении

Забор воздуха осуществляется из помещения, а выдув может быть организован в одном из трех направлений через воздуховоды.

Система гидромодуляции обеспечивает циркуляцию хладоносителя (воды или раствора гликоля) между чиллером и потребителями (например, фанкойлами). Она включает в себя гидромодуль, который состоит из циркуляционного насоса, расширительного бака, запорной арматуры, буферного бака (бак-аккумулятора), системы управления и защиты.

Буферный бак (бак-аккумулятор) необходим для увеличения емкости теплоносителя в системе. Он позволяет сократить количество запусков компрессоров и насосного оборудования, что увеличивает срок службы холодильных установок. Буферный бак может поставляться как часть гидромодуля или отдельно в зависимости от требований системы.

Чиллеры с выносным конденсатором (бесконденсаторные)

Чиллер с выносным конденсатором представляет собой компактный агрегат, где все ключевые компоненты - компрессор, испаритель, и дроссельное устройство - собраны на одной раме в едином корпусе. В то время как сам чиллер устанавливается внутри помещений, конденсатор воздушного охлаждения предназначен для наружного применения и устанавливается снаружи.

Основные преимущества чиллеров с выносным конденсатором включают:

возможность круглогодичной эксплуатации с использованием воды
удобство обслуживания в любое время года
высокая эффективность благодаря отсутствию контура с гликолем и промежуточных теплообменников
сниженная нагрузка на кровлю здания
длительный срок службы за счет расположения в отапливаемом помещении
возможность использования конденсатора в низкошумном или взрывозащищенном исполнении

Установка чиллера в теплом помещении обеспечивает удобство его обслуживания. Однако при установке чиллера с выносным конденсатором необходимо учитывать ограничения по длине хладоновых трубопроводов между чиллером и конденсатором, которая не должна превышать 30 метров.

Чиллеры с водяным охлаждением конденсатора

В данном типе чиллеров конденсатор охлаждается жидким теплоносителем, таким как вода или растворы гликоля.

Из-за низкой температуры конденсации, чиллеры водяного охлаждения обладают высокой энергоэффективностью. Отвод тепла от конденсатора происходит с помощью дополнительного теплообменного устройства типа «воздух-вода», которое может быть представлено в виде:

сухого охладителя, также известного как драйкулер или сухая градирня
мокрой градирни открытого или закрытого типа

К числу преимуществ чиллеров с водяным охлаждением конденсатора относятся:

высокая эффективность за счет низкой температуры конденсации и использования воды в качестве теплоносителя
возможность круглогодичного использования чиллера
удобство обслуживания в любое время года
длительный срок службы благодаря расположению в отапливаемом помещении

Специалисты нашей компании готовы помочь Вам с выбором подходящего типа чиллера, исходя из потребностей и особенностей Вашего объекта. Для получения бесплатной консультации свяжитесь с нами по почте или телефону.