Что такое чиллер?
Для охлаждения жидкости в больших объемах принято использовать холодильные машины или так называемые чиллеры. Широкое применение чиллер получил в торговых центрах, промышленных производствах, а также везде, где требуется погасить избыточное тепло. Основной технической характеристикой чиллера является его холодопроизводительность исчиляемая в кВт. Широкий диапазон холодопроизводительности от 5 кВт до нескольких МВт.
Слово чиллер (правильное написание с двумя буквами «л») образовалось от английского слова «chiller», что в переводе на русский значит «охладитель» или холодильная машина. Его основная задача это перенос тепла от потребителей холода в окружающую среду с помощью холодоносителя циркулирующего в системе охлаждения. Далее мы подробно рассмотрим принцип его работы.
Устройство и принцип работы чиллера
Основные узлы устройства чиллера это компрессор, испаритель и конденсатор размещенные на стальной раме. Эти элементы соединены между собой медными трубками по которым циркулирует холодильный агент. В качестве холодильного агента используется озонобезопасный хладагент. В основном фреон марки R134A или R410A.
Принципиальная схема устройства чиллера
На рисунке показана одна из самых распространенных схем устройства чиллера.
- BPAL – теплообменник конденсатор
- RU – запорный клапан
- AP – прессостат (реле) высокого давления
- TAP – датчик высокого давления
- F – фильтр осушитель
- VSL – соленоидный клапан
- VU – невозвратный клапан
- CP1 и CP2 – спиральные компрессоры
- TBP – датчик низкого давления
- SIW – температурный датчик воды на входе
- SP – теплообменник испарителя
- SUW – температурный датчик воды на выходе
- VT – ТРВ (термостатический расширительный вентиль)
Принцип работы чиллера
Рассмотрим работу холодильной машины на фреоне R410A со спиральными компрессорами и воздушным охлаждением конденсатора. Входными данными будет температура наружного воздуха +30°С и входящая-выходящая температура холодоносителя +7°С/+12°С.
Пары фреона попадая в компрессор сжимаются до давления 25 бар с температурой 85°С. Далее поступают в конденсатор, где газ охлаждается до температуры +45°С, тем самым отдавая снятое тепло в атмосферу. При этой температуре фреон начинает конденсироваться переходя в жидкое состояние. Температура конденсации при этом должна быть примерно на 15°С выше температуры наружного воздуха. Конденсатор охлаждается наружным воздухом с помощью вентиляторов.
Сконденсировавшийся хладагент проходит через ТРВ, в котором снижается давление до 8 бар. При этом жидкий фреон переходит в фазу газожидкостного состояния. После ТРВ хладагент поступает в испаритель в котором закипает при +5°С полностью переходя в парообразное состояния.
Холодоноситель с температурой +12°С проходит через испаритель отдавая свое тепло кипящему фреону, тем самым охлаждаясь до температуры +7°С. Обычно в системах чиллер-фанкойл холодоноситель задается с температурой +7°С на выходе из испарителя.
В последствии фреон в состоянии пара засасывается в компрессор и цикл повторяется. Этот непрерывный процесс называется холодильным циклом.
Основываясь на непрерывном действии холодильного цикла принцип работы чиллера заключается в переносе тепла от источников выделяемых тепло в атмосферный воздух.
Конструктивные типы чиллеров
В зависимости от архитектурных особенностей здания могут возникнуть трудности с расположением холодильного оборудования для этого были разработаны несколько видов конструкций:
- с воздушным охлаждением конденсатора для использования снаружи здания
- с водяным охлаждением конденсатора для использования внутри здания
- компрессорно-испарительные агрегаты для использования внутри здания с выносным конденсатором
- компрессорно-конденсаторные блоки для использования снаружи здания с выносным испарителем расположенным внутри здания
Области применения холодильных машин
В основном применяют в системах кондиционирования общественных и жилых зданий. К общественным зданиям можно отнести торговые и офисные центры, кинотеатры, административные учреждения и т.д. Охлаждение воздуха в помещениях осуществляется с помощью центральных кондиционеров или систем чиллер-фанкойл. В основном используют большие холодильные машины мощностью от 200 кВт.
Маломощные чиллеры можно использовать для охлаждения не больших отелей, гостиниц, а так же коттеджей. Холодопроизводительность таких чиллеров варьируется от 5 до 200 кВт.
В промышленности для охлаждения оборудования выделяемого большое количество тепла. К нему относятся частотные преобразователи, насосы применяемые в нефтеперекачивающих станциях, в атомной промышленности и т.д. Общая мощность чиллеров для обеспечения холодом в данной сфере исчисляется в МВт холода. Обычно используются промышленные чиллеры специально подготовленные при работе в тяжелых условиях.
Подбор чиллера
Для расчета холодильной машины необходимо знать общие теплоизбытки по всем потребителям холода. Обычно эта величина является требуемой холодопроизводительностью чиллера и измеряется она в кВт.
Основные данные для подбора чиллера:
- холодопроизводительность в кВт;
- тип холодоносителя (вода, гликоль или экосол). В случае с гликолем указать процентное содержание;
- температура холодоносителя;
- температура наружного воздуха;
- необходимость гидромодуля.
Запрос на расчет холодильной машины
Чтобы отправить запрос на подбор чиллера поставщику оборудования, необходимо заполнить опросный лист.
Вот как выглядит опросный лист на подбор холодильного оборудования:
