Чиллер – что это за устройство, принцип его работы и применение

Чиллер – что это за устройство, принцип его работы и применение

Чиллер – устройство для климатического контроля. Сегодня их используют все больше на промышленных предприятиях, в офисных зданиях и жилых строениях. Они позволяют регулировать температуру в помещениях, либо поддерживают тепловой баланса различного оборудования. Насколько выгодна установка чиллеров, чем они отличаются от других климат-систем, какие бывают – описывается ниже.

Что такое чиллер

Чиллер– аппарат, который служит для охлаждения или подогрева жидкой среды, используемой как переносчик тепла. Модели обладают разной мощностью, поэтому могут использоваться в промышленном производстве, для обогрева небольших помещений и в климатотехнических работах:

  • на пищевых комбинатах;
  • фармакологических предприятиях;
  • отоплении (кондиционировании) объектов соцкультбыта;
  • устройстве катков и т. д.

Чиллер по конструкции является мощной холодильной машиной, он имеет компрессорную установку, конденсаторную камеру и испаритель. С помощью чиллера жидкость может повышать температуру или понижать ее. Эту возможность обеспечивает наличие 2 контурных систем циркуляции горячего и холодного теплоносителя.

Чиллер

Контуры не имеют точек соприкосновения между собой, они доставляют теплоноситель нужной температуры до потребителей.

Конструктив

Устройство чиллера состоит из нескольких элементов, соединенных в сложную схему:

  • компрессора;
  • конденсатора;
  • испарителя;
  • регулятора воздушных масс;
  • блока управления;
  • дросселя;
  •  клапанов;
  • гидромодуля.

Все комплектующие образуют общую систему, собранную на металлической раме.

Монтаж чиллера

Мощность и функции оборудования должны соответствовать проекту. Установка и монтаж элементов системы также следует проводить согласно указаниям проектировщиков. Не следует допускать посторонних людей к устройству, во избежание поломки конструкций.

Оборудование должно соответствовать указанному в проекте. Монтаж инженерной сети осуществляется, выдерживая значение параметров аппарата в части мощности, конструкции и места установки.

При установке оборудования его нельзя наклонять или перемещать вручную, во избежание падения и поломки. Для подъема и монтажа оборудования необходимо пользоваться краном или другим подъемно-транспортным оборудованием. Чиллер можно заправлять только жидкостями, внесенными в техпаспорт устройства.

Не допускается нарушение инструкции от производителя. Устройство монтируется с расчетом наличия свободного места, чтобы обеспечить возможность сервисной службе производить ремонтные и профилактические мероприятия, техобслуживание и другие процедуры.

Для установки оборудования подготавливается горизонтальная открытая площадка. Прочность площадки должна соответствовать весу и нагрузкам оборудования. Дислокация устройства на крыше требует размещения опорной рамы. При наземной установке чиллер устанавливается на предварительно залитый фундамент.

Эти дополнительные устройства обеспечивают равномерное распределение веса оборудования, увеличивают инерцию, снижают вибрацию.

Климатическая установка фиксируется на раме или фундаменте после контроля горизонтальности ее положения. В качестве фиксаторов выступают анкера (металлические болты) и гайки.

Устройство климатического аппарата

Климатические устройства, такие как чиллер, используемые для охлаждения, могут быть:

  • парокомпрессионными;
  • абсорбционными;
  • моноблочными;
  • с выносным конденсатором.

Чтобы правильно подобрать нужную модель, надо знать, чем одна категория отличается от другой, каковы их плюсы и минусы.

Парокомпрессионный

Модели парокомпрессионных устройств могут иметь небольшие изменения от классической конструкции, но основная схема у всех выглядит одинаково и включает:

  • испаритель,
  • конденсатор,
  • компрессор.

Принцип работы основан на проявлении явления конденсации при повышении давления. Пары хладагента сжимаются компрессором, увеличивая давление до 30 и более атмосфер. Температура вещества повышается до 70 градусов, начинается процесс конденсации.

Наружный воздух обдувает конденсатор, снижая температуру хладагента. Газообразный фреон конденсируется, превращаясь в жидкость. Горячий состав остывает, нагревая воздух.

Хладагент после прохода сквозь регулирующий вентиль расширяется, его температура снижается в результате падения давления. Происходит закипание хладона. Пройдя испаритель, фреон, изменяет свое агрегатное состояние на газообразное. В результате теплоноситель охлаждается. На этом цикл завершается, хладагент возвращается компрессорную установку.

Это основные принципы схемы работы чиллера. Есть устройства, работающие по обратному циклу – рассчитанные на обогрев, а не для охлаждения.

Абсорбционный чиллер

Холодильная машина, работающая по принципу абсорбции (лат. absorbere — поглощать, растворять), добивается результата за счёт поглощения тепла сорбентом. Принцип абсорбции позволяет обходиться без компрессора и движущихся механизмов. Ее преимущество, это возможность запуска в местах, где электрическая энергия недоступна или ограничена. Для работы машины необходим источник тепла. Это может быть горячая вода, пар, природный газ, твердое топливо. Чиллер заправляется хладагентом. Жидкости для этого типа аппаратов могут различаться по химическому составу.

Абсорбционные устройства подразделяются по некоторым характеристикам, в число которых входят:

  • число контуров (от одного до трех);
  • нагревающее вещество;
  • состав хладагента.

Количество контуров влияет на получаемую разницу в температуре. Чем больше контуров, тем более производительно работает чиллер.

По типу нагревающего вещества машины могут быть: прямого нагрева, использовать внешние источники для обогрева или быть комбинированными. При прямом нагреве в корпусе устройства имеется топка для сжигания горючих веществ: газа, твердого или жидкого топлива. Устройствам непрямого нагрева потребуется внешний источник тепла: пар, вода, воздух.

Состав смеси для хладустройств может включать бромид лития в качестве абсорбента и воду-хладагент. Это бромистолитиевые машины. У аммиачных машин роль хладагента исполняет аммиак, в роли абсорбента выступает вода.

Существуют бромистолитиевые и аммиачные абсорбционные холодильные машины. В первых хладагентом является вода, абсорбентом – бромид лития LiBr. Чиллер второго вида заправляется хладагентом, состоящим из аммиака NH3, в качестве абсорбента заливается вода.

АБХМ, работающие с бромидом лития получили большую популярность.

Их конструкция состоит:

  • из 2 камер;
  • теплообменника;
  • контура (1, 2 или 3).

Верхняя камера вмещает конденсатор и генератор, нижняя – испаритель и абсорбер. Генератор нагревает рабочий состав, влага испаряется, концентрация бромистой соли лития увеличивается.

В конденсаторной камере водяные пары остывают, конденсируются и возвращаются в контур. В испарителе устанавливается низкое давление, при котором вода опять переходит в пар.

Теплообменник обеспечивает термообмен между хладагентом и абсорбентом.

Чиллер с выносной конденсаторной камерой

Основные виды чиллеров предназначены для монтажа вне помещений, но существует разновидность с выносным конденсатором. В этом случае испаритель и компрессор размещают внутри здания, а воздушный конденсатор, отводящий излишнее тепло, соединяют с чиллером фреоновой магистралью и располагают снаружи.
Разнообразие сфер применения чиллера, допускает отвод тепла по средствам драйкулера. В этой ситуации водяной конденсатор, расположенный в едином блоке чиллера, соединяют с драйкулером с помощью гликолевого трубопровода. Когда температура уличного воздуха на 5-8 °С ниже требуемой, такая конфигурация подключения позволяет использовать функцию фрикулинга. Фрикулинг – это свободное охлаждение (free-cooling) промежуточного теплоносителя за счет окружающей среды.

Схема чиллера с функцией фрикулинга

Особенности оборудования

Фактически чиллер нельзя назвать кондиционером, в силу особенностей его строения и возможностей. Классический кондиционер обходится без промежуточного теплоносителя, охлаждая пространство непосредственно, тогда как чиллер всегда взаимодействует с антифризами либо водой. Основными особенностями чиллера являются:

  • высокая степень автоматизации процесса;
  • возможность осуществлять охлаждение на большом расстоянии, величина которого зависит только от мощности циркуляционного насоса;
  • высокая экологичность и безопасность;
  • удобство монтажа, т.к. занимает мало места;
  • работа независимо от погодных условий;
  • экономичность.

При выборе устройства необходимо ознакомиться с рейтингом брендов, оценить характеристики аппаратов, почитать отзывы о моделях.

Характеристики климатических аппаратов

Разные модели чиллеров характеризуются разной мощностью, которая может находиться в диапазоне от 5 кВт до 9 тыс. кВт. Изделия невысокой мощности отлично подходят для работы в офисе или гостинице, обладающие большой мощностью используются на промышленных предприятиях и в производственных цехах.

Имеются и другие характеристики, которые тоже дают представление об аппарате и могут повлиять на выбор модели. Выбирая чиллер, следует изучить такие параметры:

  • производительность, измеряемая в кВт, от 10 кВт, до нескольких тысяч;
  • марка применяемого хладагента (подбирается от вида компрессора и температурной среды эксплуатации)
  • номинальная мощность может варьироваться от 30 до 200 кВт;
  • геометрические размеры колеблются от 0,5 до 4 метров по каждому параметру: длине, ширине, высоте;
  • вес от 0,1 до 2,0 т.
  • исполнение чиллера может быть моноблочным либо с выносным конденсатором.

Типы и модели вспомогательных устройств, таких как компрессор, испаритель, конденсатор устанавливает предприятие, выпустившее чиллер.

Чиллер-фанкойл VRV кондиционирование

VRV cистемы мультизонального кондиционирования на основе чиллера и фанкойлов, также как и VRF системы, позволяют производить свободное регулирование температуры в разных частях здания. Чиллер охлаждает (греет) теплоноситель, который по системе трубопроводов подается с помощью насоса на фанкойлы.

Фанкойлом называется теплообменник с вентилятором. Он подключается к горячему и холодному циклу одновременно. Вентилятор помогает ускорить теплообмен и повысить эффективность изделия. Устройства, входящие в состав системы:

  • центральное устройство охлаждения;
  • локальный теплообменник;
  • насос (гидромодуль) или насосная станция;
  • разводка трубопроводов;
  • устройства регулировки.

В основную задачу фанкойла входит создание течения воздушных масс заданной температуры без организации доступа воздуха снаружи. Такое решение позволяет увеличить эффективность чиллера. Управлять устройством можно ручным или автоматическим способом.

Управление фанкойлами

Ручное управление позволяет регулировать подачу холодного или горячего теплоносителя путем перекрытия крана вручную или с помощью пульта.

Автоматическое управление осуществляется с помощью электрического или электромеханического термостата. Устройство поддерживает температуру, заданную на термостате.

Схема управления чиллерами и фанкойлами

Устройства монтируются в заранее выбранном месте, которое может находиться на стене, полу, потолке. Если планируется использовать климатические устройства для охлаждения, то лучшим местом будет потолок. Для обогрева помещений, лучше установить их на полу у стен или в нижних участках стен.

Преимущества и недостатки чиллеров

Использование чиллеров для климатического контроля в помещении, имеет множество положительных сторон. В их число входят:

  • повышение качества жизни или работы;
  • вынос климатической установки за пределы помещения, что сводит к минимуму шум и вибрацию;
  • экономия на оплате отопления, уменьшение количества отопительных приборов или батарей;
  • меньшие потери полезной площади;
  • высокая безопасность.

К недостаткам систем охлаждения можно отнести:

  • большие размеры основного блока;
  • большой вес конструкции;
  • сложность установки и монтажа системы;
  • высокие цены на данное оборудование.

Выбирая климатическое оборудование, необходимо учитывать эти тонкости. Для небольшого помещения можно подобрать сплит-систему или кондиционер, которые могут оказаться более эффективными.

Заключение

Использование чиллера для климатизации здания или производственных помещений, дает превосходные результаты. Эта система проверена временем и позволяет обеспечить надежный обогрев помещений или понижение температуры.

Установка чиллеров для охлаждения дает отличный эффект в любом здании, если правильно подобрать мощность устройства. Их применение позволяет регулировать температуру в нужных пределах.

Материал взят с сайта: https://geotermal54.ru/stati/chiller-chto-eto-za-ustroystvo

По первому требованию будет удален в течении 24х часов.