- Парожидкостная смесь подается в испаритель после прохождения ТРВ
- Теплообмен фреона и хладоносителя в испарителе
- Компрессор всасывает пары хладагента из испарителя
- Компрессор служит для сжатия газа и циркуляции фреона по системе за счет создания разности давлений
- Компрессор нагнетает сжатый газ в конденсатор
- В конденсаторе сжатый газ за счет отъема теплоты переходит в жидкую фазу
- Жидкий фреон поступает в ТРВ и весь цикл повторяется
Работа чиллера — это не только работа базовых составляющих холодильного контура .
Вторая неотъемлемая часть любого чиллера — это гидромодуль . Он может быть как встроенным — то есть находиться на одной раме с холодильным контуром, так и располагаться на отдельной раме. В состав гидромодуля, как правило, входят:
- насос
- аккумуляторный бак
- комплект сантехнической и запорной арматуры.
Насос служит для циркуляции хладоносителя через теплообменник и подачу его к потребителю. Без напорного насоса нормальная невозможна, так как испаритель должен быть максимально заполнен хладоносителем для осуществления высокоэффективного теплообмена. Иногда применятся двухнасосные схемы, когда функции циркуляции хладоносителя внутри чиллера и подача уже охлажденной жидкости разделяются. Это необходимо например в тех случаях, когда требуется подавать жидкость на большую высоту, так как при прохождении теплообменника напор снижается, следовательно, чтобы была максимально эффективна, необходимо охлажденный хладоноситель подавать сразу из бака к потребителю без потери давления. Подающий насос подбирается сообразно требованиям подачи:
- высота столба (м)
- давление (бар)
- требуемый расход (м3/час).
Аккумуляторный бак служит для запаса охлажденной жидкости и снижения количества пусков-остановок компрессора, таким образом, происходит в оптимальном режиме. Если аккумуляторный бак слишком мал для мощности водоохладителя, то чиллер , запрограммированный на некоторый дифференциал, будет слишком быстро охлаждать этот объем и останавливаться по установленному градусу, потом под воздействием нагрузки потребителя, снова быстро нагреваться и снова будет возобновляться. Такой режим работы может привести к поломке компрессора чиллера . Аккумуляторный бак способен уменьшить число пусков и остановок до рекомендованного — не более 5-7 раз в час.
Схема чиллера
При грамотном инженерном расчете, проектировании и качественной сборке, будет долговечна и бесперебойна. В этом с радостью Вам помогут специалисты ЦентрПром-Холод — российского производителя чиллеров . Купить чиллер под Ваши требования под заказ через форму сайта или осуществить подбор чиллера с помощью технического специалиста по телефону — быстро, оптимально, недорого в ЦентрПром-Холод.
Чтобы создать у себя в доме комфортные условия летом, мы стремимся охладить воздух в жилище, устанавливая кондиционеры. Когда надо снизить температуру в 2 или 3 комнатах, мы ставим столько же охладителей или сплит-систем. А что делать, если нужно поддерживать прохладу в большом частном доме, да еще и с двумя или тремя этажами? Для таких целей вместо кондиционеров используется климатическая система чиллер-фанкойл. О том, что это такое и как это работает, пойдет речь в данном материале.
Современная система чиллер – фанкойл призвана поддерживать температурный режим внутри всего здания круглогодично. То есть, система может обеспечивать как охлаждение, так и нагрев воздушной среды. При этом температура в комнатах может регулироваться в соответствии с пожеланиями домовладельца. В летнее время главную роль здесь играет охлаждающее устройство – чиллер. Его задача – выработать холод и подать его внутрь здания, используя трубопроводы с хладоносителем, что зимой играет роль теплоносителя.
В качестве хладоносителя выступает, как правило, обычная очищенная вода, реже – незамерзающее вещество – этиленгликоль. Последний по своей теплоемкости не уступает воде, оттого успешно применяется вместо нее как в системе хладоснабжения, так и отопления. Далее, по трубам вода с низкой температурой поступает в другой теплообменный агрегат – фанкойл, установленный в каждом помещении. В его теплообменнике вода нагревается, передавая свой холод воздуху комнаты, после чего возвращается обратно в чиллер.
По сути, основные элементы системы чиллер-фанкойл напоминают детали кондиционера, - наружный блок (чиллер), внутренний блок (фанкойл) и соединяющие их трубопроводы с хладагентом. Только вместо фреона по трубам течет вода, а внутренних блоков может быть сколько угодно, это зависит от холодопроизводительности чиллера.
Поскольку работа чиллера зависит от потребности в холоде, а она непостоянна, то в промежуточном гидравлическом модуле схемы имеется емкость – аккумулятор для хладоносителя, а для компенсации теплового расширения воды к трубопроводу подачи подключен расширительный бак. Необходимость в насосе для перекачки хладоносителя очевидна, что и показано на схеме.
Соединение чиллера и фанкойлов через гидравлический модуль
Как было сказано выше, данная климатическая система относится к воздушным и в зимнее время может работать на обогрев помещений, только хладагент, охлаждающий воздух, становится теплоносителем и нагревается котельной установкой. Благодаря этому подобные схемы задействованы для поддержания микроклимата в зданиях крупных торговых центров, кинотеатров и прочих строениях с большими габаритами.
Разновидности чиллеров
Надо сказать, что фреон в системе все равно присутствует и находится он внутри холодильной машины. То есть, принцип работы чиллера, как и кондиционера, заключается в переносе тепла рабочим телом (фреоном) от одной среды к другой. В нашем случае тепло отбирается испарителем чиллера от нагретой в фанкойле воды и передается окружающему воздуху либо снова воде, что служит своего рода посредником – охладителем конденсационного блока.
Напомним, что фреон, - это газ, переходящий при стандартных условиях в жидкое агрегатное состояние. Это свойство использует устройство чиллера, где фреон испаряется в теплообменнике – испарителе. Происходит это за счет отбора энергии для парообразования у нагретой в фанкойлах воды. В результате последняя снова уходит в здание на охлаждение воздуха, а фреон, нагнетаемый компрессором, попадает во второй теплообменник – конденсатор, где он охлаждается и снова возвращается в жидкое состояние.
Процесс конденсации во втором теплообменнике чаще всего происходит под воздействием наружной среды, этот принцип использует чиллер с воздушным охлаждением. Для достижения высокой эффективности процесса воздух прогоняется сразу сквозь несколько радиаторов с помощью осевых вентиляторов, обеспечивающих потребный расход.
В климатических системах больших зданий часто задействованы чиллеры с водяным охлаждением, чей принцип действия мало чем отличается от воздушного агрегата. Только здесь для конденсации фреона установлен другой тип теплообменника, в котором циркулирует вода, она служит охладителем вместо воздуха.
Принцип работы установки с водяным охлаждением
В результате получается более дорогая и сложная схема с дополнительным контуром водяного охлаждения, зато холодопроизводительность такой системы выше, нежели у воздушной. Сложность и дороговизна возникают из-за того, что саму охлаждающую конденсатор воду тоже надо охлаждать, но теперь уже с помощью воздуха, а для этого требуется дополнительная установка – градирня (драйкулер). Функционирует она просто: вода проходит через несколько радиаторов, на каждом из которых установлен осевой вентилятор большой производительности, прогоняющий сквозь него мощный поток воздуха.
Принцип работы фанкойла
Разобравшись в работе чиллера, перейдем к рассмотрению, что такое фанкойл. Это устройство, обеспечивающее процесс теплообмена внутри каждого помещения. Его задача – поддержание температуры воздушной среды на заданном уровне, для этой цели агрегат снабжен необходимыми приборами и средствами автоматизации.
Действует он по той же схеме, что и драйкулер: через алюминиевый радиатор, внутри которого циркулирует вода, осевым вентилятором прогоняется воздушный поток. Пройдя через ребра теплообменника, он отдает тепловую энергию воде, а сам охлаждается и возвращается в комнату. Рабочая схема фанкойла показана ниже на рисунке.
1 – панель для подключения электрического оборудования; 2 – корпус агрегата в потолочном исполнении; 3 – вентилятор; 4 – теплообменник из алюминия или меди; 5 – ванночка для конденсата; 6 – клапан воздушный с фильтром; подключение трубки и конденсатного насоса.
Поскольку работа фанкойлов в летнее время связана с большим расходом охлаждаемых воздушных масс, в конструкции агрегата предусмотрена специальная емкость для накопления конденсата и небольшой насос, откачивающий его в канализацию. Помимо потолочного исполнения фанкойла, изображенного на схеме, существуют канальные и настенные модели устройств.
В отличие от системы отопления, соединение чиллера с фанкойлами осуществляется трубопроводами, покрытыми теплоизоляцией, в противном случае КПД всей системы ощутимо снизится.
Площадь любого жилища или общественного здания поделена на климатические зоны с разным температурным режимом. По этой причине каждую зону должен обслуживать один или группа фанкойлов, имеющих одинаковые настройки автоматики. Общее же количество фанкойлов определяется расчетом еще на стадии разработки схемы.
Следует отметить, что без корректного расчета и проектирования системы здесь не обойтись, так как все перечисленное оборудование имеет весьма приличную стоимость. Цена ошибки слишком высока, поскольку неверно подобранный чиллер для охлаждения воды или фанкойл в ту или иную комнату не смогут обеспечить требуемый микроклимат, а переделывать все по новой будет очень дорого.
Заключение
Системы чиллер – фанкойл отличаются эффективной работой и экономией энергоресурсов, для производства 3 кВт холода нужно ориентировочно 1 кВт электроэнергии. Но проектирование, приобретение оборудования, а также монтаж и обслуживание фанкойлов и чиллера требуют немалых вложений.
Как сделать вентиляцию в частном доме
Как выбрать увлажнитель воздуха
Спринклерные системы пожаротушения
Чиллеры завоёвывают всё большую популярность. Сегодня их можно увидеть в различных сферах: фармацевтике, оздоровительной и спортивной области, пищевой промышленности, торговых центрах, жилых домах и квартирах, офисах и во многих других заведениях. Чиллеры устанавливаются в помещениях разных размеров. Всё благодаря солидному диапазону мощности. С чем связана востребованность данного оборудования? Что такое чиллер, каково его устройство и по какой схеме он работает?
Важные особенности оборудования
Холодильная установка, которая предназначена для нагревания и охлаждения жидких теплоносителей в главной системе кондиционирования, получила название чиллер. Теплоносителями могут быть фанкойлы либо механизмы приточного типа.
Срок службы чиллера во многом зависит от технических характеристик изделия. Также большое значение имеет то, соблюдаются ли правила эксплуатации данного оборудования.
В число главных особенностей чиллера входят следующие.
- Данная система является гибкой. В ней расстояние между фанкойлами и чиллером ограничено лишь мощностью насоса и может составлять сотни метров.
- Благодаря такому оснащению удастся сэкономить средства.
- Оборудование можно использовать в любое время года.
- Имеется возможность в автоматическом режиме поддерживать установленные параметры в каждом помещении.
- За счёт использования запорной арматуры риск залива сведён к минимуму.
- При работе оборудование практически не издает шум.
- Холодоноситель безопасен, экологичен.
- Строительные плюсы - гибкость планировки, небольшие расходы полезной площади на размещение оборудования.
К выбору чиллера следует подходить со всей ответственностью. Чтобы не ошибиться, важно знать, какие существуют разновидности чиллеров, а также каковы устройство и основные принципы работы таких установок.
Устройство чиллера несколько отличается от устройства обычного холодильника либо системы кондиционирования. Чиллер не понижает температуру воздуха. Он понижает температуру веществ, используемых для перемещения холода. Данное оборудование может охладить, к примеру, гликолевый раствор либо воду. Далее жидкость попадает туда, где нужен холод.
Чиллер имеет такие функциональные элементы:
- воздушный конденсатор;
- ёмкость накопительная;
- реле высокого и низкого давления;
- компрессорный механизм;
- пластинчатый теплообменник;
- манометры для жидкости;
- фильтр-осушитель;
- терморегулирующий вентиль;
- реле протока;
- насос;
- ресивер.
Точный набор компонентов зависит от модификации оборудования.
По какому принципу функционирует чиллер?
Схема работы центробежного чиллера Hitachi
Принцип работы чиллера имеет свои особенности. Если вам потребовалось данное оборудование, то вы непременно должны ознакомиться с ним. Работа чиллера базируется на почти безостановочном цикле. Здесь многое зависит от потребителя.
К примеру, по системе кондиционирования перемещается фреон. Газ проникает сквозь радиатор внутреннего блока, который охлажден. Воздух обдувает радиатор. В итоге фреон прогревается, а температура воздуха понижается. Фреон попадает в компрессор. В чиллере же роль фреона исполняет холодная вода, которая протекает сквозь радиатор. Радиатор обдувается теплым воздухом из помещения. Вода нагревается, а воздух при этом охлаждается. Вода опять попадает в чиллер.
Теплообменник, предназначенный для чиллера, имеет два контура:
- по одному из контуров циркулирует жидкость;
- по другому контуру перемещается фреон.
Эти два контура прикасаются друг к другу. Однако вода и фреон не смешиваются. В целях повышения эффективности системы данные среды перемещаются навстречу друг другу.
В теплообменнике происходят такие процессы.
- Сквозь терморегулирующий вентиль жидкий фреон проникает в свой контур теплообменника. Данное вещество расширяется, что приводит к отбору тепла от стенок. Из-за этого фреон нагревается, а стенки охлаждаются.
- По контуру теплообменника протекает вода. По той причине, что стенки охлаждены, температура жидкости падает.
- Фреон попадает в компрессор, а холодная вода - охлаждает что-либо.
- Происходит повторение цикла.
Разновидности чиллеров
В продаже представлены различные виды чиллеров:
- абсорбционные - энергия добывается преимущественно из бросового тепла, которое возникает в процессе производства и просто выбрасывается в окружающую среду (это, к примеру, горячая вода, охлаждаемая воздухом);
- парокомпрессионные - холод генерируется в парокомпрессионном цикле, который состоит из таких процедур, как испарение, дросселирование, и др.
По способу монтажа чиллеры делятся на:
- наружные - единый моноблок, который монтируется на улице;
- внутренние - оборудование, которое состоит из двух частей. Конденсатор устанавливается снаружи здания, все остальные части - внутри.
По разновидности конденсатора чиллеры делятся на такие подвиды:
- с охлаждением водяного типа. Система с таким охлаждением стоит сравнительно дорого, однако она отличается повышенной надёжностью;
- с охлаждением воздушного типа. Наиболее простой и недорогой вариант.
По типу исполнения гидромодуля чиллеры делятся на следующие виды:
- со встроенной установкой. Оборудование с этим гидромодулем представляет собой моноблок, в который входит расширительный бак и насосная группа;
- с выносной установкой. Такой гидромодуль обычно применяется в тех случаях, если оказывается недостаточно мощности встроенного механизма. Ещё он используется в случаях, когда имеется потребность в резервировании.
Чиллер может быть оснащен одним из следующих видов компрессоров:
- винтовой;
- ротационный;
- поршневой;
- спиральный.
Также чиллеры классифицируют в зависимости от типа вентилятора. Оборудование может быть оснащено такими вентиляторами:
- осевой. Оборудование с таким вентилятором можно устанавливались исключительно снаружи строения. Крайне важно, чтобы не было создано никаких препятствий для поступления воздуха в конденсатор и для его выброса вентиляторами;
- центробежный. Оборудование с таким вентилятором рекомендовано для монтажа внутри здания. Оно отличается небольшими габаритами и малым уровнем шума.
Важные аспекты монтажа чиллера
Чтобы ощутить все преимущества эксплуатации такого устройства, как чиллерная установка, её монтаж нужно осуществлять строго с соблюдением определённых правил. Вот основные из них.
- Данное оборудование должны устанавливать исключительно компетентные мастера.
- Чиллер должен в полной мере отвечать критериям проекта инженерной сети в части места монтажа, конструкции и мощности.
- Запрещено устанавливать оборудование, которое имеет изъян.
- Перемещать оборудование до места, где оно будет установлено, можно только с помощью крана.
- Разрешено заливать лишь воду, а также раствор этилен- либо пропиленгликоля, который имеет концентрацию до 50 процентов.
- В обязательном порядке должны быть проведены пуско-наладочные испытания.
- Вокруг чиллера должно оставаться пространство, обеспечивающее беспрепятственный доступ обслуживающего специалиста.
- Необходимо строго соблюдать технику безопасности и рекомендации производителя.
Приобретая и устанавливая чиллер, вы можете быть уверены в том, что получите современную и надёжную систему.
Чиллеры используются в самых разных сферах деятельности человека. Основное их предназначение быстрое охлаждение жидкостей, что делает их незаменимыми в централизованных системах кондиционирования помещений и поддержании необходимой температуры промышленных установок.
Назначение чиллера
Термин «Чиллер» происходит от английского слова «Chiller» - охлаждающий теплообменник. Данное оборудование широко используется в металлообработке, химической, пищевой промышленности, машиностроении, металлургии, индустрии литья пластмасс для снижения температуры жидкости, циркулирующей в рубашках контура охлаждения и достижения оборудованием заданной температуры. Теплоноситель (как правило, вода) циркулирует по технологическому оборудованию, охлаждает его, аккумулируя при этом тепловую энергию, и направляется к чиллеру, где отдает тепло хладагенту и обратно направляется к технологическому оборудованию. Так повторяется цикл за циклом.
Центральные системы кондиционирования используют систему чиллер – фанкойл для быстрого достижения и сохранения нужной температуры помещений. Устройство незаменимо при необходимости стабилизации температуры в помещениях. Подобрав правильную производительность, чиллеры могут понижать температуру как маленьких помещений, так и многоэтажных зданий. Максимальная мощность таких установок - 9000кВт.
Принцип работы чиллера
Принцип работы чиллера основан на физических процессах переноса тепла. Температура любой жидкости возрастает при сжатии и понижается при расширении. В чиллере тепло от теплоносителя переносится к используемому в устройстве хладагенту, который в свою очередь нагревается в ходе забора высокой температуры.
Другими словами, чиллер является мощной холодильной установкой, которая располагается в цепочке всевозможных систем кондиционирования. Принцип работы чиллера основан на максимально быстром охлаждении любого теплоносителя посредством физических свойств рабочего вещества и возврат жидкости с низкой температурой обратно в систему кондиционирования.
Главные составные компоненты чиллеров:
1. Испаритель – это теплообменное устройство, которое предназначается для аккумулирования тепла у охлаждаемого вещества теплоносителя.
2. Компрессор – устройство, которое обеспечивает циркуляцию хладагента в чиллере с максимальной температурой до +70 градусов Цельсия и давлении до 3 МПа. Зависимо от сферы использования может быть нескольких видов: поршневой, винтовой, спиральный, центробежный, роторный.
3. Конденсатор – механизм для охлаждения паров хладагента.
4. Дроссель – специальное устройство, которое предназначено для снижения давления и перевода хладагента в жидкую фазу.
В качестве хладагента в чиллере может циркулировать любая разновидность охладителя – вода, этилен-гликоль, тосол, фреон. Теплоносителем в охлаждающих установках выступает вода. При этом нагретый теплоноситель до температуры +12-15 градусов Цельсия приходит с охлаждаемого оборудования напрямую в испаритель, где хладагент забирает тепло и нагревается от косвенного контакта. Как следствие хладагент сравнительно быстро закипает, при этом расширяется и испаряется, переходя в газообразное фазовое состояние. Теплоноситель при этом охлаждается до температуры +7-10 градусов Цельсия.
Для снижения температурного показателя, хладагент в газообразной фазе поступает в компрессор, повышающий его давление и, соответственно, температуру от 80 до 90 градусов Цельсия. После сжатия пары поступают прямо в конденсатор, где осуществляется быстрое снижение температуры хладагента благодаря обдуву воздухом из атмосферы. Тепло выделяется наружу и в случае необходимости может применяться в фанкойлах для последующего нагрева воздуха в помещениях. Далее хладагент фильтруется через специализированный осушитель, который удаляет из него лишнюю влагу и поступает непосредственно на дроссель. Последний снижает давление вещества и переводит его в жидкую фазу непосредственно перед подачей снова в испаритель для запуска очередного цикла охлаждения теплоносителя.
Классификация чиллеров
Зависимо от разнообразных параметров чиллеры классифицируются:
1. По методу охлаждения конденсата:
- моноблочные безконденсаторные;
- моноблочные с водяным типом охлаждения;
- парокомпрессионные чиллеры – с воздушным типом охлаждения.
2. По конфигурации:
- абсорбционные чиллеры;
- с выносным типом конденсатора;
- моноблочные со встроенным типом конденсатора.
3. По способности к обогреву:
- с тепловым насосом;
- без теплового насоса.
4. По конструкции применяемого вентилятора:
- с центробежным вентилятором;
- с осевым вентилятором.
Подбор чиллера
При подборе чиллера под конкретную задачу, основополагающими характеристиками для расчета являются максимальная мощность и холодопроизводительность. Главными факторами, которые влияют на выбор определенной модели, являются:
- габаритные размеры помещения, площадь, объем;
- место расположения объекта;
- тип планируемой установки – в отдельном помещении или под открытым небом;
- необходимость очистки теплоносителя (воды);
- разновидность применяемого хладагента, а также его объем перемещения, скорость и температурный график;
- общая длительность магистралей;
- прочие характеристики.
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;
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.