Чиллер, агрегат для охлаждения жидкости

Чиллер – это устройство, охлаждающее воду, которая затем применяется в качестве теплоносителя в системах охлаждения промышленного оборудования и кондиционирования.

Наиболее распространённое применение — это конечно использование чиллера как агрегат для поддержания климата в помещениях.

Принцип работы чиллера

Функционирование чиллера основано на цикличном перемещении хладагента по системе с параллельным охлаждением жидкости:

Холодильный компрессор закачивает хладагент (фреон) в ТРВ (терморегулирующий вентиль) где дросселируется, испаряясь в испаритель (теплообменник),

В испарителе теплая субстанция (хладоноситель) охлаждается хладагентом

В теплообменнике за счет теплопроводности пластин теплообменника происходит теплообмен между первичным и вторичным контурами.

Далее жидкость (хладоноситель) поступает к потребителю, например, на фанкойлы и возвращается обратно в чиллер

Хладагент, доведенный до парообразного состояния, сжимается в компрессоре под высоким давлением и поступает в конденсатор

Затем фреон (хладагент) охлаждается, происходит конденсация на конденсаторе откуда при среднем давлении он снова поступает в ТРВ 

Далее процесс теплообмена повторяется

Типы хладоносителей и теплопередающих жидкостей

Хладоноситель — основной рабочий компонент холодильной установки, который циркулирует по контуру системы, проходит фазу отбора теплообмена возвращается в исходную точку. 

В чиллере этой точкой является теплообменник (испаритель), о нем мы расскажем чуть позже. 

По типу все хладоносители разделить на несколько категорий:

• Естественные – вода
• Антифризы – на основе пропиленгликоля и этиленгликоля
• Сложные химические – хлориды кальция, ацетаты, формиаты, спиртовые растворы

Сферы применения чиллеров

Основное назначение чиллера – использование в системах кондиционирования воздуха в жилых, офисных и промышленных зданиях. Помимо этого, чиллеры используются:

В пищевой промышленности:

• Для охлаждения напитков (пиво, газировки, коньяк, сиропы)
• Для охлаждения воды в питьевых и технологических целях (хлебобулочное производство, кондитерская сфера)
• При переработке молочных продуктов (в производстве мороженого, получении сливок, цельного молока, сливочного масла и т.д.)
• На мясокомбинатах (охлаждение сосисок и колбас, добавление воды в фарш)

2. В тяжелой промышленности:

• В машиностроении для получения изделий из резины и пластмассы
• В химической промышленности (охлаждение прессов, реакторов, электролитов и пр.)
• В металлообработке (охлаждение лазера, гидравлики станка, при литье металлов, производстве ювелирной продукции)

В полиграфии:

• Для охлаждения люминесцентных ламп, предназначенных для сушки
• При подготовке воды для использования в производстве упаковочной продукции и различных печатных изданий 

В спортивно-оздоровительной сфере:

• Для создания ледовых площадок
• Для регулирования температуры воды в бассейнах

В медицине:

• В медицинских центрах для обеспечения работы различных установок 
• Для гелиевого компрессора, крови
• В фармацевтической сфере

 Для переработки полимеров:

• Охлаждение пресс-форм
• Охлаждение экструдеров и термопластавтоматов
• Станков с гидравлическим масляным приводом

Из чего состоит чиллер

Рама чиллера

Рама чиллера обычно выполняется из оцинкованной стали, покрытую полиэфирами. Панели легкоснимаемые (иногда звукоизолированные) – для легкого доступа к элементам установки. Корпус устанавливается на резиновые или пружинные виброизоляторы).

Компрессор чиллера

• Компрессор необходим для поступления хладагента в испаритель. Выделяют следующие его разновидности:
• Поршневые, используются для холодильных установок небольшой мощности
• Винтовые, имеют высокий КПД и продолжительный срок службы
• Спиральные, отличаются небольшими размерами и весом
• Центробежные, применяются в чиллерах большой мощности

Испаритель чиллера

По-другому, теплообменник – это аппарат, в котором происходит кипение хладагента и охлаждение хладоносителя.

Разновидности испарителей:

• Пластинчатый паяный. Используется чаще всего, считается наиболее эффективным и компактным
• Кожухотрубный. По конструкции это цилиндрический кожух, в котором установлен трубной пучок. Хладагент через вентиль поступает в межтрубное пространство теплоносителя. Преобразованный в пар, отводится в маслосборник
• Коаксиальный. Обычно применяется в чиллерах небольшой мощности. Имеет простую конструкцию. В отличие от первых двух типов испарителей не имеет перепадов давления, минимально засоряется, используется для охлаждения любых сред (масло, жидкость, воздух)

Конденсатор чиллера

Предназначен для конденсации на своих стенках паров хладагента, после чего жидкость стекает в ресивер.

Выделяют две разновидности конденсаторов:

• С воздушным охлаждением

1. С внутренним конденсатором. Могут быть с осевым вентилятором (для установки чиллера вне помещения) или центробежным (для чиллеров с размещением в помещении – подвалы, чердаки и т.д.)
2. С выносным конденсатором, когда чиллер устанавливается в здании, а конденсаторный блок – вне помещения. 

• С водяным охлаждением

Конденсация хладагента происходит за счет циркуляции воды через конденсатор. Подобные системы становятся все более популярными, несмотря на их конструктивную сложность и стоимость.

 ТРВ (краткое описание, механика и электроника)

Терморегулирующий вентиль предназначен для регулирования количества хладагента, которое подается в испаритель. Создает практически постоянный перегрев. При повышенном перегреве ТРВ увеличивает объемы хладагента, за счет чего перегрев устанавливается на прежний уровень.

Электронный ТРВ

Все большее распространение получает электронный ТРВ, который позволяет выполнять сложные программируемые настройки. С его помощью можно регулировать массу дополнительных параметров, а не только уровень перегрева.

Фреон (R407, R410, R134a, R22)

R-22 – самый распространенный хладагент для использования в холодильных установках. По виду это бесцветный газ с запахом хлороформа. Считается не слишком экологически чистым фреоном, поэтому в последнее время осуществляется переход на альтернативные варианты.

R-410A изготавливается из синтетических полиэфирных масел. Это дает ему уникальную способность не растворяться в органическом масле.

R-134A – бесцветный газ, который стал первым фреоном на основе хлора. Хладагент считается одним из самых экологически безопасных (потенциал разрушения озонового слоя равен нулю). Считается улучшенным аналогом фреону R-12.

R407C – бесцветный газ, альтернатива хладагенту R-22. Используется в диапазоне охлаждения от средних до очень низких температур.

Гидромодуль - один из главных узлов чиллера

Гидромодуль, (насос вторичного контура) необходим для циркуляции теплоносителя в чиллере. Состоит из следующих компонентов:

• Одинарный или сдвоенный циркуляционный насос
• Расширительный бак
• Накопительный бак
• Запорная арматура

Система автоматического управления. Гидромодуль имеет три основных функции:

• Поддерживает расход теплоносителя на необходимом уровне
• Стабилизирует нагрузки в системе, для чего используется накопительный бак
• Автоматически включает запасной насос при выходе из строя основного.

Назад в раздел