Для хорошего кондиционирования в больших помещениях промышленного назначения применяют чиллеры. Это оборудование эффективно охлаждает, используя разные типы теплоносителей: воду, воздух, фреон, другие. С помощью трубопроводов чиллеры подают хладагент на внутренние блоки, где он отбирает тепло у воздуха, обеспечивая кондиционирование помещения. Снижение температуры теплоносителя достигается за счёт процессов испарения и конденсации, а также абсорбции в абсорбционных чиллерах.
Принцип работы
Основа действия чиллера — базовые физические явления, такие как теплообмен, испарение, конденсация. Известно, что при сжатии жидкой среды, она нагревается. При понижении давления — охлаждается. В чиллере циркулирует теплоноситель, который остужает хладагент, поступающий от внутренних блоков. Когда температура снижена, его по трубопроводам отправляют обратно, к внутренним блокам, остужающим технологическое оборудование, либо отвечающих за кондиционирование воздуха. Чиллер — мощный охлаждающий аппарат, который можно подключать к различным типам внутренних блоков.
Устройство чиллера
В конструкцию охлаждающего агрегата входят:
- Блок испарения. Идет отдача тепла жидкостью, циркулирующей в трубопроводах системы охлаждения. Здесь её температуру понижают, а саму рабочую среду затем перекачивают и отправляют по магистралям во внутренний охлаждающий блок.
- Компрессор. Бывают агрегаты нескольких типов: роторные, спиральные, поршневые и другие типы. В компрессоре идет сжатие хладагента и повышение её температуры до 70 градусов.
- Узел, в котором снижается температура паров – конденсатор. Газ здесь охлаждается, но не переходит в жидкое состояние.
- Чтобы пар превратился в жидкость, его пропускают через дроссель — это устройство понижает давление, из-за чего происходит фазовое превращение.
Нагретый же хладагент, содержащийся в чиллере, направляют в компрессор. Здесь его сжимают до 3 атм., и повышают температуру до 80 или 90 градусов. Хладагент испаряется и в виде газа попадает в конденсатор. Здесь подаётся наружный воздух, который забирает часть энергии. Если на этом этапе забирать выделяющееся тепло и передавать на фанкойл, то так можно организовать обогрев внутренних помещений.
Охлаждённый хладагент пропускают через фильтр, чтобы убрать влагу. Потом его направляют в дроссель, где из-за снижения давления пар конденсируется и вещество полностью переходит в жидкую фазу. После изменения агрегатного состояния хладагент снова попадает в испаритель, и цикл работы чиллера начинается заново.
Виды чиллеров
До того, как приобрести чиллер, надо ознакомиться со всеми типами данного оборудования, узнать, какие возможности есть у тех или иных видов систем кондиционирования. Производители предлагают несколько базовых разновидностей, отличающихся по месту и способу монтажа, по типу хладагента, по методу работы.
По месту установки
Бывают двух типов в зависимости от расположения частей оборудования:
- Внутренней установки с выносным конденсатором, который по габаритам серьезно меньше встраиваемого. Сам чиллер ставят в помещении. А его часть — конденсатор — выносят на открытый воздух и устанавливают снаружи здания. Данный тип техники в качестве теплоносителя может применять воду. В отличие от чиллеров, монтируемых снаружи, потребляют электричества немного больше.
- Наружной установки со встроенным конденсатором, представляют собой цельный блок, который ставится снаружи. Достоинство данного типа чиллеров в том, что для его размещения можно применять незанятые площадки такого типа, как кровли, неиспользуемые территории около зданий. Требуют более сложного обслуживания — если в качестве теплоносителя используется вода, то зимой она может замерзать. Поэтому её требуется удалять из системы в преддверии холодов. Либо применять более дорогие хладагенты, такие как гликоль, солевые растворы.
Режимы работы техники определяют с помощью расчёта для каждого вида теплоносителей в отдельности.
По типу исполнения конденсатора
Чиллеры могут использовать один из двух вариантов охлаждения, в зависимости от вида применяемого в них конденсатора:
- Система с охлаждением воздухом встречается чаще всего. В конструкции использован трубчато-ребристый конденсатор. Удаление тепла из него происходит за счёт контакта с бесплатным наружным воздухом, поэтому такая система считается недорогой в эксплуатации. Также она проще в разработке, её установка обходится дешевле. К минусам подобной конструкции относится то, что она обладает относительно крупными габаритами.
- Чиллеры с водяным охлаждением занимают меньше места. В них применяются пластинчатые, ребристые или «труба в трубе» конденсаторы. Так как вода обладает высокой теплоёмкостью, то за счёт такого её свойства можно без особых сложностей уменьшить размеры чиллера.
Чтобы воду охлаждать быстрее, более эффективно, её отправляют на драйкулеры или мокрые градирни, ведь в процессе работы она способна нагреваться до 40 градусов.
По принципу работы
Чиллеры отличаются по методу работы. Они бывают двух типов: парокомпрессионные и абсорбционные. Несмотря на отличия, обе схемы обладают высокой эффективностью и востребованы.
- Парокомпрессионные модели. В их состав входит конденсатор. Конструкция также содержит компрессор и испаритель. Особенность работы состоит в том, что процесс конденсации происходит при повышенном давлении. Его увеличивают с помощью компрессора — аппарат сжимает пары теплоносителя до давления больше 30 атм. Происходит его нагрев до 70 ᵒС, начинается конденсация. Одновременно происходит обдув уличным воздухом, который отбирает часть тепла, за счёт чего температура хладагента уменьшается. Затем сжиженный фреон отправляется во внутренний блок, где, посредством теплообменника, контактирует с воздухом из внутренних помещений. В процессе взаимодействия температура воздуха понижается, а фреон нагревается. Затем хладагент снова отправляют в наружный блок, чтобы отдать собранное в помещениях тепло.
- Абсорбционный чиллер функционирует иначе. В состав входят: конденсатор и испаритель. Кроме них: генератор и абсорбер. Характер работы отличается от принципов действия парокомпрессионных моделей. Основным рабочим элементом здесь является бромид лития. Он помещается в абсорбер, где разбавляется нагретой в теплообменнике водой. Водяной пар взаимодействует с насыщенным раствором бромида лития, конденсируется и превращает раствор абсорбер в слабый, разбавленный. Он поступает в генератор, где происходит нагрев бромида лития и испарение воды из него. Пар подаётся в конденсатор и превращается в жидкую воду. Её отправляют в испаритель, именно здесь происходит процесс охлаждения за счёт передачи тепловой энергии воде от рабочей среды потребителя. Вода же, превращённая в пар за счёт нагрева, вновь перемещается в абсорбер.
При покупке чиллера надо знать, что абсорбционный хоть и дороже в эксплуатации, но его можно использовать в местах, где нет электрической энергии или доступ к ней ограничен.
Применение
Чиллеры нужны в промышленности. Их применяют во всех отраслях: от металлообработки до фармацевтики и пищевой промышленности:
- Переработка пластмасс. Охлаждение необходимо для нормальной работы всех типов станков: от термопластавтоматов до экструдеров.
- Пищепром. На всех типах производств: при производстве молока, подсолнечного масла, сахара, розливе газированной воды и лимонадов.
- Химпром. Все производства, где есть теплообменники и необходимо охлаждение. Это изготовление резины, красок, косметики, прочей продукции.
- Металлообработка. Оборудование, применяемое при переработке металлических изделий, требует охлаждения, и поэтому здесь нужны промышленные кондиционеры с чиллерами.
- Медицина и фармакология. Нужны для работы специального медицинского оборудования, холодильников, в которых хранятся органические образцы. Нужны при производстве лекарственных препаратов.
Чиллеры часто становятся элементом системы кондиционирования в крупных общественных, инфраструктурных, промышленных объектах. Необходимы для охлаждения в ЦОД.
