Факты, которые стоит знать о ЧИЛЛЕРАХ!

Главная » Чиллеры » Факты, которые стоит знать о ЧИЛЛЕРАХ!

Виды, типы, особенности и преимущества различных чиллеров

Чиллеры – это ключевые элементы систем охлаждения, используемые в широком спектре применений, от комфортного климата в зданиях до критически важных промышленных процессов. Они представляют собой сложные агрегаты, которые охлаждают жидкость (обычно воду или раствор гликоля) и затем направляют ее к различным устройствам, таким как фанкойлы, теплообменники или технологическое оборудование.

Что такое чиллер?

В своей сути, чиллер – это холодильная установка, предназначенная для охлаждения жидкости. Эта охлажденная жидкость затем циркулирует по замкнутому контуру, забирая тепло из целевого объекта и возвращаясь обратно для повторного охлаждения. Проще говоря, чиллер — это своего рода “сердце” системы охлаждения, которое обеспечивает непрерывное поддержание заданной температуры.

Чиллер TRANE на кровле административного здания в Краснодаре

Типы чиллеров

Классифицируются по различным критериям, включая тип компрессора, способ охлаждения конденсатора и конструктивные особенности. Вот основные типы:

Типы компрессора:

Поршневые: используют возвратно-поступательное движение поршня для сжатия фреона. Относительно недорогие, но менее эффективные и более шумные, чем другие типы. Применяются в чиллерах малой и средней мощности.
Спиральные (Scroll): состоят из двух спиралей, одна из которых неподвижна, а другая вращается, сжимая хладагент. Обеспечивают более плавную и тихую работу, а также более высокую эффективность, чем поршневые. Широко используются в чиллерах средней мощности.
Винтовые: используют вращающиеся винты для сжатия хладагента. Обеспечивают высокую производительность и энергоэффективность. Применяются в чиллерах средней и большой мощности.
Центробежные: используют вращающееся рабочее колесо (импеллер) для сжатия фреона. Обеспечивают очень высокую производительность, но требуют сложного обслуживания. Используются в крупных промышленных и коммерческих объектах.

По способу охлаждения конденсатора:

Воздушные: охлаждают конденсатор с помощью вентиляторов, обдувающих оребренный теплообменник. Просты в установке и обслуживании, но менее эффективны, чем чиллеры с водяным охлаждением.
Водяные: охлаждают конденсатор с помощью воды, которая, в свою очередь, охлаждается в градирне или другом источнике. Более эффективны, чем чиллеры с воздушными конденсаторами, но требуют дополнительного оборудования и затрат на воду.

По конструктивным особенностям:

Моноблочные: все компоненты чиллера собраны в одном корпусе.
Выносные (Split chillers): конденсатор отделен от остальной части чиллера и устанавливается на улице или в другом месте с хорошей вентиляцией.

ПНР чиллеров и мультизон — *Чиллер с воздушным охлаждением конденсатора*

Чиллер водяное охлаждение конденсатора — *Чиллер с водяным охлаждением конденсатора*

Принцип работы чиллера

Работа холодильной машины основана на принципе компрессионного холодильного цикла, который включает в себя четыре основных этапа:

Сжатие (компрессор): газообразный фреон с низким давлением всасывается компрессором и сжимается, что приводит к повышению его температуры и давления. Нагнетатель является одним из самых важных и энергоемких компонентов чиллера.
Конденсация (конденсатор): горячий газообразный хладагент под высоким давлением поступает в конденсатор. Здесь он отдает тепло окружающей среде (воздуху или воде) и конденсируется, переходя в жидкое состояние.
Расширение (расширительный клапан): жидкий фреон под высоким давлением проходит через расширительный клапан (также известный как дроссель), где его давление резко снижается. Это приводит к частичному испарению хладагента и снижению его температуры.
Испарение (испаритель): холодный, частично испаренный хладагент поступает в испаритель. Здесь он поглощает тепло из охлаждаемой жидкости (воды или раствора гликоля), переходя полностью в газообразное состояние. Охлажденная жидкость затем циркулирует по системе.

После прохождения испарителя газообразный хладагент возвращается в компрессор, и цикл повторяется.

Основные компоненты чиллера

Чиллеры, несмотря на разнообразие моделей, имеют схожую базовую структуру, включающую следующие ключевые компоненты:

Компрессор: отвечает за сжатие газообразного фреона, повышая его давление и температуру.
Конденсатор: теплообменник, в котором газообразный хладагент отдает тепло окружающей среде и конденсируется, переходя в жидкое состояние.
Расширительный клапан (дроссель): устройство, которое регулирует поток жидкого хладагента в испаритель, снижая его давление и температуру. Существуют различные типы расширительных клапанов, включая терморегулирующие вентили (ТРВ), электронные расширительные клапаны (ЭРВ) и капиллярные трубки.
Испаритель холодильной машины: теплообменник, в котором жидкий хладагент поглощает тепло от охлаждаемой жидкости (обычно воды или раствора гликоля) и испаряется, переходя в газообразное состояние.
Хладагент: рабочее вещество, циркулирующее по замкнутому контуру холодильного цикла и обеспечивающее перенос тепла. Выбор хладагента зависит от различных факторов, включая эффективность, безопасность и экологичность. Наиболее распространенные хладагенты: R-134a, R-410A, R-1234ze.
Насосы: используются для циркуляции охлаждаемой жидкости между чиллером и потребителями (фанкойлами, теплообменниками и т.д.).
Система управления: комплекс устройств, включающих контроллеры, датчики и клапаны, обеспечивающий автоматическое управление и контроль работы чиллера. Система управления позволяет поддерживать заданную температуру охлаждаемой жидкости, регулировать производительность чиллера и обеспечивать защиту от аварийных ситуаций.
Фильтры и осушители: используются для удаления загрязнений и влаги из хладагента, обеспечивая надежную и долговечную работу чиллера.
Защитные устройства: включают в себя предохранительные клапаны, реле давления, датчики температуры и другие устройства, предназначенные для защиты чиллера от перегрузок и аварийных ситуаций.

Вспомогательные компоненты

Кроме основных компонентов, чиллер может включать в себя различные вспомогательные элементы, такие как:

Ресивер хладагента: предназначен для хранения запаса жидкого хладагента.
Маслоотделитель: предназначен для отделения масла от фреона после нагнетателя и возврата его в компрессор.
Виброопоры: используются для снижения вибрации и шума, создаваемых чиллером.

Конфигурации охладителей жидкости: разнообразие решений для различных задач

Конфигурация чиллера – это способ его организации и компоновки, определяющий его функциональные возможности, производительность и область применения. Разнообразие конфигураций позволяет подобрать оптимальное решение для конкретной задачи, учитывая требуемую мощность, условия эксплуатации, энергоэффективность и бюджет.

1. Тип охлаждения конденсатора:

Это один из основных факторов, определяющих конфигурацию чиллера.

Чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора:
- Конфигурация: конденсатор, оснащенный вентиляторами, расположен непосредственно на корпусе чиллера. Горячий хладагент отдает тепло окружающему воздуху.
- Преимущества: простота установки и обслуживания, отсутствие необходимости в дополнительном оборудовании (градирня, насосы для конденсаторной воды).
- Недостатки: менее эффективны, чем чиллеры с водяным охлаждением, особенно в жарком климате. Производительность снижается при высокой температуре окружающего воздуха. Больше уровень шума.
- Применение: небольшие и средние коммерческие объекты, где нет возможности или необходимости устанавливать градирню.

Чиллеры с водяным охлаждением конденсатора:
- Конфигурация: конденсатор охлаждается водой, которая, в свою очередь, охлаждается в градирне или другом источнике. Требуется дополнительное оборудование: градирня, насосы для конденсаторной воды, трубопроводы.
- Преимущества: более высокая эффективность, стабильная производительность, меньше уровень шума по сравнению с чиллерами с воздушным охлаждением.
- Недостатки: более сложная и дорогая установка, требуется обслуживание градирни и системы водоподготовки.
- Применение: крупные коммерческие объекты, промышленные предприятия, где требуется высокая производительность и энергоэффективность.

2. Тип компрессора и его расположение:

Тип компрессора существенно влияет на конфигурацию чиллера и его производительность.

С одним компрессором: простая и экономичная конфигурация. Подходит для небольших и средних объектов. В случае выхода нагнетателя из строя система охлаждения полностью отключается.
С несколькими компрессорами (мультикомпрессорные): более сложная и надежная конфигурация. Позволяет ступенчато регулировать производительность чиллера, адаптируясь к изменяющимся нагрузкам. В случае выхода из строя одного нагнетателя остальные продолжают работать, обеспечивая частичное охлаждение. Могут использовать компрессоры одного или разных типов.
Расположение компрессора:
- Встроенный компрессор: установлен внутри корпуса чиллера.
- Выносной компрессор: установлен отдельно от корпуса, что позволяет снизить уровень шума и вибрации. Часто используется в центробежных чиллерах.

3. Схема испарителя:

Кожухотрубные испарители: представляют собой кожух, внутри которого расположены трубы, по которым циркулирует охлаждаемая жидкость. Хладагент испаряется, омывая трубы.
Пластинчатые испарители: состоят из набора пластин, между которыми циркулируют хладагент и охлаждаемая жидкость.
Затопленные испарители: вариация кожухотрубных испарителей, в которых пучок труб полностью погружен в жидкий хладагент. Обеспечивают более эффективный теплообмен, чем обычные кожухотрубные испарители, но требуют более точного контроля уровня фреона.
Пленочные испарители: жидкий хладагент распыляется в виде тонкой пленки на поверхность теплообмена, обеспечивая высокую эффективность теплообмена за счет большой площади контакта. Требуют сложной системы распыления и точного контроля параметров.
Спиральные испарители: Состоят из спирально навитых труб, обеспечивающих компактную конструкцию и эффективный теплообмен. Используются в чиллерах малой мощности.

4. Интеграция с системой управления зданием (BMS):

Современные чиллеры часто интегрируются с BMS, что позволяет:

удаленно мониторить и управлять работой чиллера
оптимизировать энергопотребление
автоматически реагировать на изменения нагрузки и аварийные ситуации
получать данные о работе чиллера для анализа и прогнозирования

5. Уровень шума

стандартное исполнение
с пониженным уровнем шума, что достигается устройством звукопоглощающего кожуха для нагнетателя и понижением скорости вращения осевого вентилятора конденсатора по сравнению со стандартной конфигурацией.
со значительным снижением уровня шума, что достигается устройством звукопоглощающего кожуха для нагнетателя, 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 холодильной машиной, и при необходимости применить чиллеры специальной конфигурации. Как правило, производители в своих каталогах указывают для соответствующего типа и типоразмера 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%).

6. Дополнительные опции и функции:

Фрикулинг: использование наружного воздуха для охлаждения воды без включения компрессора при низкой температуре окружающей среды, что позволяет значительно снизить энергопотребление.
Рекуперация тепла: использование тепла, выделяемого чиллером, для нагрева воды или воздуха.
Инверторное управление: регулировка скорости вращения компрессора для точного соответствия производительности чиллера текущей нагрузке, что позволяет повысить энергоэффективность.
Автоматическая система очистки конденсатора: предотвращает образование накипи и загрязнений на поверхности конденсатора, поддерживая высокую эффективность теплообмена.

7. Модульная конфигурация:

Несколько чиллеров одинаковой или разной мощности могут быть объединены в модульную систему. Это обеспечивает:

Резервирование: в случае выхода из строя одной машины остальные продолжают работать.
Масштабируемость: легко увеличить мощность системы охлаждения, добавив новые чиллеры.
Энергоэффективность: модульная система позволяет более точно адаптироваться к изменяющимся нагрузкам, включая и отключая чиллеры по мере необходимости.

Выбор оптимальной конфигурации:

Выбор оптимальной конфигурации чиллера – сложная задача, требующая учета множества факторов. Рекомендуется обратиться к специалистам, которые проведут расчеты, оценят условия эксплуатации и предложат наилучшее решение.

Основные факторы, влияющие на выбор конфигурации:

Требуемая холодопроизводительность: определяет мощность чиллера и количество компрессоров.
Условия эксплуатации: температура и влажность окружающего воздуха, наличие доступа к воде, требования к уровню шума.
Энергоэффективность: определяет тип компрессора, систему охлаждения конденсатора и наличие дополнительных опций (фрикулинг, рекуперация тепла, инверторное управление).
Бюджет: определяет стоимость чиллера, его установки и эксплуатации.
Требования к надежности: Определяет необходимость резервирования и модульной конфигурации.

Правильный выбор конфигурации чиллера является ключевым фактором для обеспечения эффективной и надежной работы системы охлаждения. Тщательный анализ требований и условий эксплуатации позволит подобрать оптимальное решение, отвечающее всем потребностям объекта.

Стоимость водоохлаждающей установки

Стоимость сильно варьируется и зависит от нескольких факторов:

Тип и мощность: чем больше холодопроизводительность и сложнее конструкция (например, центробежный против поршневого), тем дороже.
Бренд и производитель: известные бренды с хорошей репутацией обычно дороже.
Дополнительные опции: фрикулинг, рекуперация тепла, инверторное управление повышают цену.
Монтаж и пусконаладка: эти работы также составляют значительную часть общей стоимости.

Гарантия

Гарантия на чиллер обычно покрывает дефекты материалов и изготовления оборудования, но не распространяется на неправильную эксплуатацию, естественный износ или внешние воздействия.

Подбор и проектирование установка охлаждения жидкости

Квалифицированный подбор даёт:

Оптимальную производительность: чиллер точно соответствует потребностям объекта.
Экономию затрат: избежание покупки слишком мощного или слабого оборудования.
Энергоэффективность: минимизация энергопотребления и эксплуатационных расходов.
Надежность: правильный выбор типа водоохлаждающей машины с учетом условий эксплуатации.
Долговечность: продление срока службы оборудования.

Пусконаладка холодильных агрегатов (ПНР)

Пусконаладочные работы нужны для:

Безопасного запуска: предотвращение аварий и поломок.
Эффективной работы: обеспечение заявленной производительности.
Долговечности: продление срока службы оборудования.
Поддержания гарантии: выполнение требований производителя.

Сервис и техническое обслуживание (ТО) холодильной машины

Сервис и техобслуживание чиллера обеспечивают:

Бесперебойную работу: снижение риска поломок и простоев.
Эффективную производительность: поддержание оптимальной холодопроизводительности.
Экономию электроэнергии: снижение энергопотребления.
Увеличение срока службы: продление ресурса оборудования.
Безопасность: предотвращение аварийных ситуаций.
Соответствие требованиям: поддержание в рамках нормативных требований.

Обслуживание, ремонт, профессиональный подбор и проектирование чиллеров различных производителей – ключевая специализация Специализированного Бюро Наладки на протяжении двух десятилетий. Наши знания о сильных и слабых сторонах оборудования основаны не на рекламных материалах, а на многолетнем практическом опыте. Приглашаем к сотрудничеству в данных сферах.