УКР
+38 (067) 576-23-95
+38 (066) 902-83-65
info@termocom.com.ua
ЗАМОВИТИ ДЗВІНОК
ЗАДАТИ ПИТАННЯ
«Termocom»

Призначення і принцип роботи чилера

Що таке чиллер і його застосування

Що таке чиллер? Чиллер - эце охолоджувач рідини. Цільовим призначенням чилера є охолодження рідких речовин, повітря в системі чиллер-фанкойл, а також забезпечення холодом інших теплообмінних процесів. Агрегат охолоджує або безпосередньо рідкий продукт (наприклад - вуглеводень в хімічному виробництві 1,5), або проміжний рідкий холодоносій, який далі використовують відповідно до потреби підприємства.

Для чого потрібен чиллер? Основне призначення чилера - забезпечення правильного температурного режиму технологічних процесів, охолодження обладнання, оснащення систем кондиціонування (система чиллер-фанкойл). Промислові чиллери використовують у всіх галузях виробництва, де є необхідність у відведенні зайвого тепла, наприклад: харчова, лікеро-горілчана, машинобудівна, металообробна, хімічна, нафтохімічна та ін. Цей тип холодильних машин виконує широкий спектр задач холодозабезпечення в промислових, побутових і розважальних сферах. Також ці агрегати використовують в медицині, для кондиціонування промислових і комерційних приміщень, холодозабезпечення льодових арен.

Типи чиллерів

Зараз випускається величезний асортимент промислових чиллерів, що розрізняються своїми характеристиками і особливостями. Всі чиллери можна розділити на кілька великих груп за критеріями основних вузлів

  1. Охолодження конденсатора:
    • Повітряний (теплообмінник обдувається повітрям, що поступає з вентилятора). Конструкція чиллерів з повітряним охолодженням конденсатораного блоку буває:
      • З вбудованим конденсатором (є автономною системою). Обираючи місце установки чилера такого типу, необхідно враховувати, що мінімальна відстань від конденсатора до стіни повинно бути не менше 1,5 метрів. При розміщенні всередині будівлі, приміщення, де встановлюють чиллер, має бути досить великим (в розрахунку оптимальних експлуатаційних умов відштовхуються від потужності, габаритів чилера, кількості тепла, що виділяється)
      • З виносним конденсатором. Таке рішення передбачає розміщення чилера в приміщенні, а конденсаторного блоку на вулиці (наприклад, на даху). Основну частину холодильного контуру зазвичай встановлюють в приміщенні. Це спрощує обслуговування установки в зимовий період, тому що трубопроводи і чиллер розташовані всередині приміщення, і тому немає необхідності спускати воду взимку і застосовувати незамерзаючі розчини.
    • Водяний (проточна вода охолоджує конденсатор). Перевага такого варіанта виконання - установка агрегату можлива в невеликому приміщенні.
  2. Можливість роботи на обігрів:
    • Без теплового насоса.
    • З тепловим насосом (чиллери можуть працювати на обігрів і на охолодження).
  3. Тип компресора:
    • Гвинтовий
    • Поршневий
    • Роторний
    • Спіральний
  4. Тип вентиляторів конденсаторного блоку:
    • З осьовим вентилятором (більш дешеві, зі слабким напором повітря, мають низький рівень шуму, і низьку вартість).
    • З відцентровим вентилятором (напір повітря потужніший, більше шум, висока продуктивність при компактних розмірах).
  5. Холодильний цикл:
    • Абсорбційний чиллер.
    • Парокомпресійний чиллер.

Розглянемо принцип роботи парокомпресійного чилера і функції його елементів.

Принцип роботи чиллера

Контур холодоагенту

Принцип роботи чиллера полягає в проходженні холодоагентом парокомпресіонного холодильного циклу, а саме етапів: компресії, конденсації, дроселювання і випаровування. Так, основними компонентами нашого охолоджувача будуть компресор, теплообмінники: конденсаторний і випарний блоки, а також розширювальний вентиль.

При роботі компресорного вузла пари холодоагенту з випарника перекачуються в конденсатор. Що робить компресор, крім перекачування парів? Стискає їх - тобто в конденсатор газ надходить з підвищеним тиском і, відповідно, підвищеною температурою. Ділянка холодильного контура між компресором і конденсатором називають лінією нагнітання.

В конденсаторі газоподібний фреон віддає свою теплоту охолоджуючому середовищу (ним може бути повітря або вода) і повністю конденсується, переходячи в рідкий стан.

Рідкий фреон з конденсатора надходить до розширювального вентиля (ТРВ або ЕРВ), який здійснює дроселювання, тобто знижує тиск і температуру холодоагенту. За рахунок різкого зниження тиску частина нашої охолоджуючої рідини знову змінює свій агрегатний стан, випаровуючись. Таким чином, в випарник фреон надходить в парожидкостной фазі. Ділянка холодильного контуру між конденсаторним і випарним блоком називають рідинної лінією.

У випарнику фреонова суміш пари і рідини кипить і відбирає тепло підведеної охолоджувальної рідини. Знову стаючи газоподібним, фреон всмоктується компресором, цикл замикається. Ділянка холодильного контуру між випарником і компресором називають лінією всмоктування.

Давайте підсумуємо: компресор забезпечує циркуляцію фреону в контурі. Холод в чиллері ми отримуємо за рахунок зниження тиску фреону в контурі після проходження через ТРВ. Обов'язково треба стежити за кількістю фреону в системі. У випарнику фреон повинен закипіти і перетворитися в пар повністю, щоб у компресор не потрапляла рідина (або перенасичений пар, що стає рідиною при стисканні), тому що це може привести до гідроудару. Для запобігання виникненню гідроудару використовуються різні пристрої: зворотні клапани, акумулятори холодоагенту та інше. Також стежать за чистотою теплобменніков.

Якщо холодильний цикл в чиллері здійснюється у зворотньому порядку, ми отримаємо не холод, а тепло. Це принцип роботи теплових насосів.

Принцип роботи чиллера - Контур холодоагенту

Охолодження води

Як ми вже знаємо, саме в випарнику відбувається охолодження підведеної до нього рідини. Адже саме підведена рідина віддає своє тепло через теплообмінний апарат холодоагенту, що призводить до його кипіння. Якщо необхідно охолоджувану рідину отримати з мінусовою температурою, необхідно використовувати незамерзаючі розчини, щоб не привести теплообмінник до «розмерзання» і його виходу з ладу. До таких незамерзаючих розчинів відносять розчини етилен- і пропіленгліколю, розсоли, розчин «фрізіум» і т.п.

Досить важливим фактом також є наявність в випарнику низького тиску для того, щоб температура кипіння фреону була нижча за температуру охолоджуваного середовища. Крім дроселя з цією задачею допомагає справлятися компресор, всмоктуючи пари з випарника, і підтримуючи в ньому знижений тиск.

Дуже наочно процес охолодження можна уявити, подивившись на схему кожухотрубного випарника: в його трубках циркулює холодоагент, між трубок - речовина, що охолоджується (наприклад, вода). Перегородки між трубами допомагають воді досягати необхідної швидкості для її ефективного охолодження.

Тепловідведення

Оскільки наш холодоагент в процесі кипіння забирає тепло у охолоджуваної рідини, зайве тепло потрібно якось відвести. Тепловідведення відбувається в конденсаторі - від фреону, а точніше - його парів, до навколишнього середовища. З фізики ми пам'ятаємо, що коли гаряча пара стикається з холодним середовищем, вона конденсується, переходячи в рідкий стан. Саме така дія конденсації і здійснюється в даному блоці чилера. Конденсатори можуть бути з повітряним або водяним охолодженням. Перекачуванню холодоагенту по контуру з теплообмінника-випарника в теплообмінник-конденсатор сприяє компресор.

Дросселирование

У випарник холодоагент повинен прийти з такою низькою температурою, яка буде нижче температури охолоджуваної речовини, що дозволить відібрати у неї тепло. Тому рідиноподібний фреон проходить процес дроселювання, тим самим знижуючи свій тиск і температуру. Це подібно до процесу розпилення води з пульверизатора або використання балончика дезодоранту - коли рідина під високим тиском проходить через дрібне отвір. Навіть в таких прикладах рідина стає відчутно прохолоднішою. Теж саме відбувається і з фреоном.

Роль дроселя в контурі чилера виконує терморегулюючий вентиль або електрорегулюючий (ТРВ або ЕРВ, відповідно). ТРВ або ЕРВ також забезпечують необхідну кількість фреону в випарнику (щоб він встиг повністю випаруватися перед потраплянням в компресор).

Теплий і холодний потоки

В холодильному циклі використовуються терміни теплого і холодного потоку. Суть в тому, що різниця між ними по температурі завжди буде в межах 5 градусів, тому, поняття теплоти або холоду, в цьому випадку, досить умовне. Як ми пам'ятаємо, чиллер може працювати з від'ємними температурами холодоносія, і все одно поняття «теплого потоку» буде застосовуватися!

Принцип роботи чиллера - схема влаштування спірального компресора

Компрессор

Основна характеристика чилера - його холодопродуктивність або потужність. Саме на цей параметр ви спочатку звертаєте увагу при виборі агрегату. Холодопродуктивність - головний показник, що характеризує, скільки пари компресор всмоктує в одиницю часу. Особливість або навіть відповідальність компресорного вузла полягає в тому, щоб вчасно відкачувати з випарника пари холодоагенту, не допускаючи в ньому наявності надлишку парів. Також не можна і дуже швидко перекачувати пари фреону, що википає, з випарника, адже тоді в останньому буде спостерігатися зниження тиску, що в свою чергу спричинить зниження температури кипіння. Тому правильно підібраний компресор в чиллері забезпечить правильний режим роботи. Потужність чилера може становити одиниці, сотні і тисячі кВт, в залежності від своєї комплектації.

Склад спірального холодильного компресора:
Умовні позначення: 1 – Камера нагнітання, 2 – Чавунні спіралі, 3 – Спрощена схема приводу рухливої спіралі, 4 – Труба для юстування двигуна, 5 - Высокопродуктивний двигун, 6 - Резервуар з маслом, 7 – Сепаратор домішок, 8 – зворотний клапан, 9 – Клапан, що запобігає шкоді у разі інверсії фази ел. Струму, 10 – Спіралі, 11 – Підшипники ковзання, 12 – Покажчик рівня масла, 13 – Отвір для зливу і заміни масла, 14 – Датчик температури.

Види схем установок охолодження рідини (чиллери):

  • Пряме охолодження. Застосовується для охолодження рідин, коли перепад температур (Tвих/Твх) становить не більше 7°С.
  • Охолодження за допомогою проміжного хладаносітеля і другорядного теплообмінника. Така схема підключення використовується, коли перепад температур (Tвих/Tвх) становить понад 7°С.
  • З накопичувальною ємністю. Доцільно використовувати таке підключення, коли є необхідність підключення декількох споживачів до однієї установки.
  • З проміжним теплоносієм і відкритим теплообмінником. Класична схема отримання «лід-води»