Факты, которые стоит знать о ЧИЛЛЕРАХ!

Чиллер воздушного охлаждения

Виды, типы, особенности и преимущества различных чиллеров

В воздушных системах кондиционирования воздуха источником холода является чиллер-водоохлаждающая  холодильная машина.

Чиллер на кровле здания
Чиллер

Выпускаются чиллеры различных типов  в зависимости от способа охлаждения конденсатора, способа комплектации: моноблочного или с выносным конденсатором, со встроенным гидромодулем и без него, типа компрессора, режима работы (только охлаждение или охлаждение и отопление).

Виды чиллеров

Номенклатурный ряд чиллеров значительно обновился за счет широкого применения более эффективных типов компрессоров: спиральных, одновинтовых, двухвинтовых которые в диапазоне малых, средних и больших производительностей существенно потеснили поршневые компрессоры.

Расширился ряд чиллеров со встроенным гидравлическим модулем, в том числе и с аккумулирующим баком.

Использование в качестве испарителей пластинчатых и поверхностных теплообменников дало возможность уменьшить габариты агрегатов и их вес.

Экологические тенденции поспособствовали переходу на экологически безопасные фреоны такие как R407C, R134a, R410а.

В зависимости от способа охлаждения конденсатора чиллеры разделяются

  • чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора;
  • чиллеры с водяным охлаждением конденсатора.

Наибольшее применение находят чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора, когда тепло от конденсатора отводиться воздухом, чаще наружным. Этот способ отвода теплоты требует установки чиллера снаружи здания или применение специальных мероприятий, обеспечивающий такой способ охлаждения.

Чиллер Феролли
Чиллер с воздушным охлаждением конденсатора

Чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора выпускаются в моноблочном исполнении, когда все элементы чиллера находятся в одном блоке, и чиллеры с выносным конденсатором, когда основной блок может устанавливаться в помещении, а конденсатор, охлаждаемый наружным воздухом, размещается вне здания, например на крыше или во дворе.

Основной блок соединяется с воздушным конденсатором, установленным снаружи здания, медными фреонопроводами.

Чиллер водяное охлаждение конденсатора
Чиллер с водяным охлаждением конденсатора

Чиллеры в моноблочном исполнении выпускаются с осевыми вентиляторами и с центробежными вентиляторами.

Осевые вентиляторы не могут работать на вентиляционную сеть, поэтому чиллеры с осевыми вентиляторами должны устанавливаться только снаружи здания, при этом ничто не должно мешать поступлению воздуха в конденсатор и выбросу его вентиляторами.

Конфигурации чиллеров

  • стандартная;
  • с пониженным уровнем шума, что достигается устройством звукопоглощающего кожуха для компрессора и понижением скорости вращения осевого вентилятора конденсатора по сравнению со стандартной конфигурацией;
  • со значительным снижением уровня шума, что достигается устройством звукопоглощающего кожуха для компрессора, увеличением площади живого сечения конденсатора для прохода воздуха и понижением скорости вращения осевого вентилятора, а также установкой компрессора на пружинные антивибрационные опоры, применением гибких вставок на нагнетательных и всасывающих трубопроводах холодильного контура.

Требования по уровню звуковой мощности, создаваемой работающим чиллером с осевыми вентиляторами при установке за пределами здания могут быть не очень высокими, если отсутствуют особые требования по уровню шума в застройке, где это здание расположено.

Если такие ограничения имеют место, необходимо выполнить расчет уровня звукового давления в помещении шума, излучаемого чиллером, и при необходимости применить чиллеры специальной конфигурации.

Как правило, производители в своих каталогах указывают для соответствующего типа и типоразмера чиллеров свои значения уровня звуковой мощности по октавным полосам и общий уровень звукового давления, измеренный на высоте 1 метр от поверхности блока, при полной и частичной нагрузке (50%).

В каталогах в зависимости от конфигурации чиллеров  приводится диапазон рабочих температур, в частности, максимальная температура воздуха на входе в конденсатор.

При расчетной температуре наружного воздуха выше +35 градусов по Цельсию значительно снижается холодопроизводительность чиллера, и ухудшаются условия теплообмена в конденсаторе.

В зависимости от условий эксплуатации выпускают чиллеры для стандартной температуры среды и для высокой температуры среды, в последнем случае выполняют конденсатор с увеличенной поверхностью теплообмена.

Чиллеры с центробежными вентиляторами

Чиллер установленный внутри помещения

Чиллеры с центробежными вентиляторами предназначены для установки внутри здания. Основные требования к этим блокам: компактность и низкий уровень шума, связанные с установкой внутри помещения.

В чиллерах данного типа используются центробежные вентиляторы с низкой скоростью вращения, большая часть типоразмеров малой и средней производительности имеет спиральный компрессор, отличающийся низким уровнем шума, в типоразмерах с герметичным поршневым компрессором он помещен в специальный звукоизолирующий кожух.

При выборе данного типа чиллера и его размещении следует обеспечить свободный подвод охлаждающего воздуха к чиллеру и отвод воздуха, нагретого в конденсаторе. Это осуществляется с помощью всасывающих и нагнетательных воздуховодов, при этом образуется вентиляционная сеть, состоящая из центробежного вентилятора, воздухонагревателя (конденсатор чиллера), воздуховодов, заборной и выпускной вентиляционных жалюзийных решеток. Размеры последних подбираются на основе рекомендуемых скоростей движения воздуха в сечении решеток и воздуховодов.

Необходимо на основе аэродинамического расчета определить потери давления в вентиляционной сети. Они должны соответствовать давлению, развиваемому центробежным вентилятором, при значении расхода воздуха, охлаждающего конденсатор.

Если давление центробежного вентилятора меньше, чем потери давления в вентиляционной сети, возможно, применить более мощный электродвигатель к центробежному вентилятору по специальному заказу.

Воздуховоды должны присоединяться к чиллеру при помощи гибких вставок, чтобы вибрация не передавалась на вентиляционную сеть.

Чиллеры с выносными конденсаторами

Чиллеры с выносными конденсаторами
Выносные конденсаторы

Бесконденсаторные блоки устанавливаются в помещении и присоединяются к удаленным конденсаторам. Установка чиллера в помещении, как и в случае чиллеров с центробежными вентиляторами, упрощает эксплуатацию системы: использование воды в качестве холодоносителя в системе, которую не надо сливать в зимний период, меньшие затраты на транспортировку воды по сравнению с незамерзающими растворами и отсутствие прочих проблем, связанных с применением незамерзающих жидкостей.

К недостаткам бесконденсаторных  чиллеров можно отнести:

  • работа только в режиме охлаждения;
  • ограничение по общей длине фреонопроводов;

Чиллеры с водяным охлаждением конденсатора

Чиллеры с водяным охлаждением конденсатора имеют меньшую стоимость, но требуют создания водяного контура для охлаждения конденсатора со всем необходимым оборудованием.

Традиционно для охлаждения конденсатора холодильных машин применяются градирни, в которых вода, нагретая в конденсаторе, разбрызгивается через форсунки в потоке движущегося наружного воздуха, и при непосредственном контакте с воздухом охлаждается до температуры мокрого термометра наружного воздуха, поступая затем в конденсатор.

Схема работы чиллера

Схема чиллера с открытыми градильнями
Схема чиллера с открытыми градильнями

Это довольно громоздкое устройство, требующее специального обслуживания, установки насоса и другого вспомогательного оборудования.

В последнее время применяются так называемые «сухие» градирни или охладители конденсатора. Они представляют поверхностный теплообменник «вода-воздух» с осевыми вентиляторами, в котором теплота воды, нагретой в конденсаторе, передается воздуху, циркуляцию которого через теплообменник обеспечивают осевые вентиляторы.

Принцип работы чиллера

Чиллер сухие градирни
Сухие градирни

В первом случае водяной контур разомкнутый, во втором случае — замкнутый, в котором необходимо установить все необходимое оборудование: циркуляционный насос, расширительный бак, предохранительный клапан, запорную арматуру.

Для предотвращения замерзания воды при работе чиллера в режиме охлаждения при отрицательных температурах наружного воздуха, замкнутый контур заполняется водным раствором незамерзающей жидкости.

При водяном охлаждении конденсатора теплота конденсации также бесполезно теряется и способствует тепловому загрязнению окружающей среды.

При наличии источника теплоты, например системы горячего водоснабжения или технологической линии, в период выработки холода, возможно полезно использовать теплоту конденсации.

Компрессоры холодильных машин

Спиральные и винтовые компрессоры, как более эффективные в определенном диапазоне производительности по сравнению с поршневыми, заменяют постепенно последние.

В чиллерах с воздушным охлаждением конденсатора, в которых предусмотрена работа в режиме теплового насоса, предусмотрено реверсирование холодильного цикла, в чиллерах с водяным охлаждением предусмотрено реверсирование по водяному контуру.

Неравномерность нагрузки на систему кондиционирования воздуха в течение суток, месяца и года вызывает необходимость регулирования производительности источников теплоты и холода, в частности чиллера, что является одним из основных путей экономии эксплуатационных затрат на выработку холода и теплоты в режиме теплового насоса.

Анализ статистики нагрузки на систему кондиционирования воздуха с чиллером и фанкойлами в течении дня показывает:

  • только 3% всего времени требуется работа чиллера со 100% производительностью;
  • 23% времени – с производительностью 67%;
  • 48% времени – с производительностью 37%;
  • остальное время (26%) чиллер должен быть отключен

В старых чиллерах было  две ступени регулирования мощности 50 и 100%. Применение в современных типах чиллеров спиральных компрессоров разной производительности дает возможность получить больше ступеней регулирования.

Большую роль в эффективности работы чиллера играет также применяемая система управления.

Система управления

Правильно подобранная система управления чиллера наряду с обычными функциями позволяет:

  • изменять уставку в зависимости от параметров наружного воздуха (температуры и энтальпии) или электрического сигнала от системы управления технологическим процессом или микроклиматом здания;
  • устанавливать более высокую уставку температуры воды на выходе из испарителя чиллера в ночное время, выходные дни;
  • выбирать необходимую ступень регулирования производительности при изменяющейся нагрузке на систему кондиционирования воздуха;
  • только при необходимости в режиме теплового насоса переключать чиллер для оттаивания испарителя;
  • при необходимости отключать циркуляционный насос.

Существенные преимущества современного типа чиллера при его эксплуатации:

  • малые пусковые токи;
  • уменьшение числа включения компрессоров в течение суток за счет увеличения ступеней регулирования и применения более совершенной  системы управления;

Применение нескольких спиральных компрессоров, соединенных параллельно и работающих на один или два холодильных контура сгладили недостатки двухпозиционного регулирования производительности спирального компрессора «включено-выключено» сглаживаются за счет нескольких ступеней регулирования.

Компрессоры автоматически постепенно включаются в работу в зависимости от требуемой нагрузки, при запуске чиллера пусковые токи минимальные.

Одновременно в чиллере работает то число компрессоров, которое фактически необходимо для обеспечения требуемой производительности. При этом всегда имеется резерв на случай выхода из строя одного из компрессоров, затраты на замену одного маленького спирального компрессора всегда будут меньше, чем затраты на замену одного большого винтового или поршневого компрессора.

Цикличность работы компрессоров сокращает время работы каждого отдельного компрессора и, что особенно важно –­ количество пусков и остановок, от которого зависит срок службы компрессора.

Таким образом, деление мощности помимо экономии электроэнергии за счет гибкого регулирования производительности, имеет и другие преимущества:

  • повышенная надежность системы;
  • малые пусковые токи;
  • сокращение затрат на обслуживание компрессоров;
  • увеличение срока службы агрегата;
  • уменьшение строительной площади, занимаемой оборудованием, за счет сокращения габаритов чиллера со встроенным гидромодулем в связи с отсутствием необходимости в аккумулирующем баке при гибком регулировании производительности чиллера;
  • уменьшение единовременных затрат на единицу холодопроизводительности.

Устройство чиллера

Устройство чиллера и фанкойла
Устройство чиллера и фанкойла

Чиллер как водоохлаждающая машина состоит из основных компонентов:

  • компрессора и электродвигателя (бывают герметичные, полугерметичные и негерметичные);
  • конденсатора;
  • испарителя (бывают паяные или сварные пластинчатые, емкостные и кожухотрубные);
  • устройство для расширения хладагента или терморегулирующего вентиля:
  • блока управления.

Чиллер, как холодильная машина, оборудуется приборами и средствами автоматизации, благодаря которым сокращаются эксплуатационные расходы, точно поддерживается температурный режим, обеспечивается безопасность и безаварийность работы.

Различаются приборы автоматического регулирования и контроля и приборы защиты (безопасности).

К приборам автоматического регулирования относятся терморегулирующие вентили (ТРВ) и электромагнитные (соленоидные) клапаны, к приборам безопасности относятся реле высокого и низкого давления.

Терморегулирующий вентиль ­– это регулятор прямого действия, положение регулирующего органа (иглы) которого определяется температурой в испарителе, и задача которого заключается  в регулировании количества хладагента, подаваемого в испаритель, в зависимости от перегрева фреоновых паров на выходе из испарителя.

Элементы защиты и безопасности

Для надежного функционирования компрессора в зависимости от его типа необходимо то или иное вспомогательное оборудование:

  • маслоотделитель;
  • устройство для возврата масла;
  • охладитель масла;
  • масляный фильтр;
  • масляный насос;
  • устройство для распределения хладагента;
  • различные типы клапанов и т.д.

Предохранительные клапаны предназначены для предотвращения непредусмотренного повышения давления в компрессорах, трубопроводах. Клапан устанавливается на участке выхода сжатого пара из компрессора. Он автоматически открывается, как только давление в защищаемой полости достигнет давления настройки, и сбрасывает хладагент в специальный трубопровод, выводимый за пределы помещения, в таком количестве, чтобы давление в полости вновь упало до величины давления настройки.

Обратные клапаны устанавливаются в жидкостных и всасывающих трубопроводах, чтобы обеспечить движение потока в одном направлении, например, в схемах с реверсированием холодильного цикла после конденсатора.

Могут также устанавливаться между компрессором и реле низкого давления  для предотвращения перетекания хладагента из магистрали нагнетания в магистраль всасывания во время остановки компрессора.

Оптимальным условием функционирования холодильного агрегата является чистота и отсутствие влаги в установке.

В холодильном контуре могут находиться различные твердые частицы, оставшиеся после заводских операций по очистке или образовавшиеся при трении трущихся частей, попавшие при сварке во время монтажа установки, при складском хранении, образовавшиеся при распаде масла или в процессе химических реакций внутри холодильного контура при высоких температурах.

Пыль приводит к грязевым образованиям, забивающим проходные отверстия, фильтры и мешающим смазке механических движущих частей, абразивное воздействие пыли может привести к ускоренному износу деталей, к их заклиниванию.

Грязевые образования могут возникнуть при старении масла, некачественном или неподходящем масле, обугливании масла под действием высоких температур.

По цвету масла можно судить о качестве функционирования холодильного контура. Когда цвет масла темный, то это указывает на ухудшение работы системы и скорый выход ее из строя.

Каковы бы ни были приняты меры предосторожности, влага в самых незначительных количествах все же присутствует в холодильном контуре. В зависимости от хладагента и установки ее количество, допустимое для бесперебойной работы агрегата, может быть различным.

Влага может стать причиной химических реакций с хладагентами, особенно фторсодержащими, коррозии металлических частей, что приводит к образованию загрязнений, засоряющих холодильный контур.

Причинами появления влаги во фреоновом контуре чиллера могут стать:

  • недостаточное осушение агрегатов и всей системы перед пуском;
  • оставшийся или поступающий через неплотности в холодильный контур воздух;
  • использование масла для смазки, оставленного на открытом воздухе перед его использованием;
  • распад масла или жидкости в процессе химических реакций;
  • попадание воздуха или влаги во время хранения чиллера, транспортировке, монтаже;
  • конденсация водяных паров при охлаждении до температуры ниже точки росы.

При определенных условиях и в присутствии масла могут протекать химические реакции, результатом которых будет образование воды и хлористых или фтористых кислот. Последние ускоряют образование загрязнений.

Для создания и содержания холодильного контура в чистоте используются фильтры-осушители и смотровые стекла с индикаторами влаги, которые при правильной установке будут адсорбировать, и удерживать грязь и влагу и облегчат наблюдение за внутренним состоянием холодильного контура.

Фильтр-осушитель устанавливается перед теми узлами, которые должны быть защищены. В частности, в жидкостной линии для защиты ТРВ. Может быть установлен во всасывающей магистрали для защиты компрессора.

Принципиальная схема движения хладагента в чиллере в режиме «Холодильной машины»

При подводе теплоты от охлаждаемой среды хладагент в испарителе кипит при давлении испарения и превращается в парообразное состояние – пар низкого давления, который поступает в компрессор для сжатия до давления конденсации.

Пар высокого давления в конденсаторе превращается в жидкость высокого давления, которая собирается в жидкостном ресивере, и оттуда, проходя последовательно через фильтр-осушитель, смотровое стекло, электромагнитный клапан, терморегулирующий вентиль, в котором превращается в жидкость низкого давления за счет снижения давления до давления испарения, поступает в испаритель.

По пути движения хладагента установлены обратные клапаны, обеспечивающие его движение в определенном направлении, и трехходовые клапаны.

В холодильном контуре установлен четырехходовой клапан для переключения режимов работы чиллера «холод-тепло».

Принципиальная схема движения хладагента в чиллере в режиме «Теплового насоса»

В режиме теплового насоса происходит реверсирование холодильного цикла с помощью четырехходового клапана, и теплообменники меняют свои функции: испаритель становиться конденсатором, а конденсатор испарителем.

В испарителе подводиться теплота от низкопотенциального источника.

Жидкий хладагент при низком давлении кипит и превращается в пар низкого давления.

Проходя через четырехходовой клапан, в котором с помощью золотника изменилось переключение ходов, пар низкого давления поступает в компрессор.

В компрессоре он превращается в пар высокого давления и далее поступает в конденсатор, где теплота конденсации используется для нагрева воды.

Из конденсатора жидкость высокого давления по обводному трубопроводу с обратным клапаном проходит через четырехходовой клапан и поступает в жидкостной ресивер. Оттуда аналогично предыдущей схеме проходит через соответствующее оборудование, превращается в жидкость низкого давления и поступает в испаритель.

Стоимость чиллеров

Стоимость чиллера очень сильно зависит от его комплектации. В прайс-листах как правило, указывается цена в базовом исполнении, что по сути означает самый простой вариант, без защит и дополнительных опций.

Кажущаяся экономия на такой покупке, в большинстве случаев нивелируется дорогостоящими ремонтами, которые неизбежны после выхода из строя холодильной машины из-за отсутствия необходимых функций и защит.

 Кроме того, комфорт эксплуатации чиллера очень сильно зависит от точности регулирования, что в минимальной комплектации такой возможности просто не даст.

В идеале, каждый чиллер как штучный товар, должен подобно конструктору собираться индивидуально, под нужную заказчику комплектацию.

Почти у всех производителей и продавцов, цены хоть и выставляются в рублях, но сильно привязаны к действующему курсу импортных валют: евро или доллару.

Причина этого банальное наличие производств по сбору чиллеров в других странах Европы и Азии. Но, даже чиллеры российской сборки собираются из импортных комплектующих, поэтому и в этом случае, их стоимость будет также сильно зависеть от действующего курса.  

Покупка чиллера это долгосрочная инвестиция. Поэтому чтобы это вложение себя оправдало, имеет смысл подбор комплектации чиллера доверить независимому Эксперту, который сам при этом чиллерами не торгует! Зато постоянно их ремонтирует и обслуживает.

В таком случае, вы  получите результат, где принципом подбора будет не «необходимость выгодно продать», либо «продать то, что залежалось на складе», а «необходимость рационально и обоснованно купить то, что будет действительно надежно работать».

Затем вы можете по нужной комплектации запросить у различных продавцов равнозначные предложения. И тут  уже делать нужный выбор! Ведь вы будете владеть самой достоверной и полной информацией по различным брендам, нюансами, о которых знают только редкие покупатели данных машин.

Условия оплаты

Безусловно, мы не можем говорить о каких-то единых для всех условиях оплаты, но чаще всего купить чиллер можно по следующим схемам оплаты:

При наличии чиллера на складе продавца или изготовителя отгрузка осуществляется на условии 100% предоплаты.

В случае специального исполнения, делается заказ на завод и поставка делиться на три этапа:

  • Предоплата–30% от договорной стоимости;
  • Отгрузка с завода – 40% от договорной стоимости;
  • Отгрузка чиллера заказчику либо на объект – уплачиваются окончательные 30%.

Сроки поставки

Необходимость заказа чиллера нужной комплектации предполагает определенные (в среднем 12-16 недель) сроки поставки. Эти недели уходят как на производство, так и на доставку и таможенную обработку.

Сроки могут быть очень сильно урезаны, если вам нужна типовая модель, и она есть на складе. Либо там же имеется  уже изготовленный, но «отказной» экземпляр.

Необходимо помнить, что в ряде стран существует определенный период (месяц), когда производства останавливаются, а персонал распускается в отпуск. Изготовления и соответственно, отгрузки чиллера в этот период вам не сделают.

Ну и забывать про форс-мажорные ситуации так же не стоит. Весна 2020 года нам наглядно показала как из-за эпидемиологической ситуации Италия и Китай просто вынужденно остановили свои производства.

Некоторые нюансы предоставления гарантии

Чаще всего поставщики предоставляют штатную, годичную гарантию на поставленный товар, с момента передачи оборудования заказчику.

Но, далеко не всегда установка оборудования производиться сразу после его получения. Некоторые, более лояльные поставщики чиллеров идут на то, чтобы отсчет гарантийного периода начинался после ввода чиллера в эксплуатацию.

В целом, у разных брендов разные условия получения гарантии. Но, далеко не все поставщики отличаются, в этом вопросе, лояльностью к покупателю.

И это тоже стоит учитывать еще ДО момента покупки чиллера.

Что стоит знать о ремонте и сервисе чиллеров?

Рано или поздно, любое оборудование потребует проведения ремонтных работ и замену запасных частей. В некоторых случаях, политика фирм-производителей исключает возможность свободной продажи запчастей своего бренда.

Кроме того, гарантия на оборудование может быть утрачена при отказе от проведения сервисных работ представителем специально уполномоченной от продавца компании.

В итоге, в будущем есть риск столкнуться либо с невозможностью оперативно приобрести нужные запасные части и расходные элементы, либо с необходимостью переплаты в несколько раз, по сравнению с аналогичным оборудованием, но только другого производителя.

Фото наших ремонтных работ чиллеров можно посмотреть в других материалах на данном сайте :

Фотогалерея ремонтных и наладочных работ

Ремонт и наладка чиллеров TRANE, CARRIER, McQuay, Daikin, RHOSS и CLINT

Сервис и ремонт, подбор и проектирование чиллеров различных брендов  является основным профилем Специализированного Бюро Наладки уже второе десятилетие.

чиллер

Об преимуществах и недостатках чиллеров мы знаем не из многообещающих рекламных каталогов, а из огромного практического опыта.

Обращайтесь!

+7(918)-943-52-05

Узнать больше о Специализированном Бюро Наладки

Видео ремонта и наладки чиллеров на нашем канале в Инстаграм