Чиллеры

Чиллер – водоохлаждающая парокомпрессионная холодильная машина. Холодильная машина предназначена для отбора теплоты у охлаждаемой среды при низких температурах, при этом отдача теплоты при высоких температурах является побочным процессом.

В составе холодильной машины несколько функциональных элементов: компрессор (от 1 до 4), конденсатор, электродвигатель, испаритель, устройство для расширения хладагента или терморегулирующий вентиль, блок управления. Получение искусственного холода базируется на простых физических процессах: испарении, конденсации, сжатии и расширении рабочих веществ. Рабочие вещества, используемые в холодильных агрегатах, называют холодильными агентами.

Холодильные машины различаются:

по конструкции (абсорбционные, со встроенным или выносным конденсатором – конденсаторные и бесконденсаторные);
типу охлаждения конденсатора (воздушное или водяное);
схемам подключения;
наличию теплового насоса.

Преимущества

Удобство эксплуатации – круглогодично автоматически поддерживаются заданные параметры в каждом помещении в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами;
Гибкость системы - расстояние между чиллером и фанкойлами ограничено только мощностью насоса и может достигать сотен метров
Экономическое преимущество – сокращаются затраты на эксплуатацию
Экологическое преимущество – безвредный холодоноситель
Строительное преимущество – гибкость планировки, минимальные затраты полезной площади на размещение холодильной машины, т.к. ее можно установить на крыше, техническом этаже зданий, во дворе
Акустическое преимущество – малошумное исполнение агрегатов
Безопасность – риск залива ограничен за счет применения запорной арматуры.
Чиллеры могут служить не только источником холодоснабжения, но и в режиме реверсирования холодильного или водяного цикла, работать как тепловой насос, что востребовано в холодное время года.

Опции чиллеров

Фрикулинг - функция свободного охлаждения.
Практически незаменима для чиллеров, работающих в холодное время года. Возникает разумный вопрос, зачем использовать для охлаждения парокомпрессионный цикл, если на улице холодно? Ответ приходит сам собой - следует теплоноситель напрямую охлаждать уличным воздухом. В системе холодоснабжения наиболее распространен температурный график 7°С/12°С, а при уличных температурах ниже 7°С уже возможно использовать свободное охлаждение.
Тепловой насос - это режим работы чиллера “на отопление”.
Парокомпрессионный цикл работает несколько в иной последовательности - испаритель и конденсатор меняются своими ролями и теплоноситель не охлаждается, а нагревается. Чиллер хоть и холодильная машина, дающая трижды больше холода, чем потребляет, но он ещё более эффективен в качестве отопителя - тепла он даст в четыре раза больше, чем затратит электроэнергии. Режим теплового насоса наиболее распространен в общественных и административных зданиях, иногда применяется для складов и др.
Плавный пуск компрессора - опция, позволяющая избавиться от высоких пусковых токов, превышающих рабочие в 2-3 раза.

Парокомпрессионные чиллеры - это наиболее распространенный в настоящее время тип холодильного оборудования.

Классификация чиллеров

По типу установки:

Наружная установка (встроенный конденсатор).
Подобные агрегаты представляют собой единый моноблок, устанавливаемый на улице. Удобен тем, что позволяет эксплуатировать неэксплуатируемые площади - кровлю, открытые площади на земле и др. Также это и более дешевое решение. В то же время, использование воды в качестве теплоносителя сопряжено с необходимостью её слива на зимний период, что неудобно в эксплуатации, поэтому применяются незамерзающие жидкости, как новые солевые, так и традиционные - растворы гликолей в воде. При этом необходимо производить пересчет работы чиллера под каждый конкретный теплоноситель.
Внутренняя установка (выносной конденсатор).
Здесь ситуация практически обратная по сравнению с предыдущим вариантом. Чиллер состоит из двух частей - компрессорно-испарительного блока и конденсатора, соединенные фреоновой трассой. При этом требуются ценные площади внутри здания и необходимо место снаружи для размещения конденсатора, правда с заметно меньшими требованиями как по площади так и по массе. В чиллерах внутренней установки не возникает проблем с использованием воды. Данный тип характеризуется несколько большим энергопотреблением компрессора и увеличением потери давления и температуры хладагента в связи с удлиненной трассой (от чиллера до конденсатора), которая ограничена компрессором по длине.

По типу исполнения конденсатора:

Воздушное охлаждение.
Это самый распространенный вариант. Конденсатор представляет собой трубчато-ребристый теплообменник и охлаждается бесплатным наружным воздухом. Это и дешево и просто в проектировании, монтаже и эксплуатации. Минусом можно назвать лишь большие габариты конденсатора в виду малой плотности воздуха.
Водяное охлаждение.
В ряде случаев используется водяное охлаждение конденсатора. В этом случае конденсатор является пластинчатым, пластинчато-ребристым или теплообменником “труба в трубе”. Водяное охлаждение заметно уменьшает габариты конденсатора, а также позволяет реализовать рекуперацию тепла. Но полученная нагретая вода (около 40°С) не является ценным продуктом, часто её просто отправляют на охлаждение в градирне, отдавая всё тепло окружающей среде. Таким образом, водяное охлаждение реально выгодно в случае наличия потребителя нагретой воды. В любом случае, чиллеры с водяным охлаждением дороже воздушных, а вся система в целом более сложна и в проектировании, и в монтаже, и в эксплуатации. Традиционно для охлаждения конденсатора холодильных машин применяются градирни. Это громоздкое устройство, требующее специального обслуживания, установки насоса и другого вспомогательного оборудования. В последнее время применяются так называемые "сухие" градирни или охладители конденсатора, которые представляют поверхностный теплообменник "вода-воздух" с осевыми вентиляторами, в котором тепло воды, нагретой в конденсаторе передается воздуху, циркуляцию которого через теплообменник обеспечивают осевые вентиляторы.

По типу исполнения гидромодуля:

Со встроенным гидромодулем.
Чиллеры такой конфигурации представляют собой моноблок, в который включена насосная группа и, как правило, расширительный бак. Производители выпускают стандартные гидромодули чаще всего двух модификаций - с менее и более мощными насосами, которые не всегда удовлетворяют необходимым требованием (обычно их напора просто может не хватать). Кроме того, встроенный гидромодуль в чиллерах наружной установки будет расположен на улице, что может создать проблемы зимой - незамерзающий теплоноситель может загустеть и в первые секунды работы насосы не способны преодолеть его вязкость и не запустятся. С другой стороны, нет необходимости искать место для насосной станции, продумывать её компоновку и т.д., а также отсутствуют проблемы с автоматикой - это очень весомые преимущества встроенных гидромодулей.
С выносным гидромодулем. Выносной гидромодуль используется, во-первых, когда не хватает мощности встроенного;
во-вторых, при необходимости резервирования (отметим, что во встроенных гидромодулях допускается один резервный насос);
в-третьих, если по каким-либо причинам желательна внутренняя установка насосов. Система становится гибкой, а длина трассы практически неограниченной, ведь насосы бывают и очень мощные.

По типу компрессора:

Поршневые компрессора.
Ротационные компрессора.
Спиральные компрессора.
Винтовые компрессора

По типу вентиляторов конденсатора:

Осевые вентиляторы.
Центробежные вентиляторы.

Оборудование

Чиллер с водяным охлаждением конденсатора KVWF.

Чиллеры данной серии холодильной мощностью до 2,7 мВт оснащены конденсаторами, охлаждаемыми водой из градирни или водоема, и полугерметичными винтовыми компрессорами и могут использоваться в системах кондиционирования средней и большой мощности, а также в производственно-технологических системах охлаждения. В агрегатах с утилизацией тепла заслуживает внимания возможность получения горячей воды при работе в режиме охлаждения. Данные агрегаты компактны и отличаются удобным доступом ко всем компонентам. Они предназначены для установки в закрытых помещениях. Данные агрегаты отличаются высоким показателем энергоэффективности (EER) и использованием хладагента R134a. Высокая эффективность агрегатов достигнута за счет точного подбора производительности каждого компонента с учетом характеристик экологически безвредного хладагента R134a. Особое внимание уделено теплообменным поверхностям, вентиляторам и компрессорам. Fläkt Woods Group может поставить агрегаты в малошумном исполнении с применением высокоэффективных магнитных компрессоров.

Чиллер с воздушным охлаждением конденсатора KVAF.

Чиллеры с холодопроизводительностью от 38 до 1800кВт с конденсатором воздушного охлаждения и осевыми вентиляторами, предназначены для наружной установки. Агрегаты поставляются заправленными незамерзающим маслом и хладагентом, каждый агрегат проходит испытания на заводе-изготовителе. На месте монтажа требуется только подключить агрегат к сети электропитания и системе водоснабжения. Возможна поставка агрегатов в малошумном исполнении, а также, комплектация чиллеров циркуляционными насосами. По желанию заказчика могут использоваться высокоэффективные магнитные компрессора.