Парокомпрессионные чиллеры

Чиллер – агрегат, нацеленный на обслуживание масштабных площадей (промышленных предприятий, торговых комплексов, бизнес-центров и других больших объектов). Прибор можно сравнить с внешним блоком кондиционера, к которому подсоединены внутренние модули (фанкойлы).

Как и в традиционном климатическом оборудовании, выработка холода или тепла происходит вследствие испарения и конденсации холодильного агента. Чиллеры бывают парокомпрессионными и абсорбционными.

Парокомпрессионный чиллер – устройство, принцип работы которого основан на непрерывной циркуляции хладагента в замкнутом пространстве. Состоит из испарителя, конденсатора, трубопровода, регулятора потока и компрессора, контролирующего весь процесс.

Хладагент забирает тепло у теплоносителя, вода охлаждается, фреон закипает и превращается в пар. Далее в газообразном состоянии хладагент поступает в компрессор. Там он сжимается и снова становится жидкостью, отдавая тепло через теплообменник в окружающую среду.

Компрессоры в таких чиллерах бывают 2-х видов:

1) Герметичные (спиральные). Их устанавливают в чиллеры с производительностью среднего или малого уровня (до 250-300 киловатт). Они компактны, доступны по цене и не требуют постоянного обслуживания. Единственный нюанс: они не разбираются и если ломаются, то требуют замены.

2) Полугерметичные (поршневые, винтовые). Мощнее спиральных, устанавливаются в чиллерах с высокой производительностью (от 300 киловатт). Такие устройства стоят дороже и нуждаются в регулярном обслуживании. Привлекают надежностью и возможностью замены любой сломавшейся детали (в случае поломки вышедший из строя элемент отвинчивается и меняется на новый).

Компрессор (от латинского «compressio» — сжатие) – прибор, который сжимает газ с помощью встроенного электрического привода или двигателя внутреннего сгорания. Компрессоры делятся на объемные и динамические.

Объемные компрессоры (спиральные, винтовые, поршневые) – сжимают газ, используя изменение объема рабочей камеры.

Динамические компрессоры (турбокомпрессоры) – вращение крыльев турбины и сжатие газа происходит за счет механической энергии, поступающей от вала.

Принцип работы чиллера

Чиллер состоит из множества компонентов. Основные из них:

• компрессор. Количество работающих параллельно друг другу спиральных компрессоров может достигать 8 штук;
• испаритель. Содержит в себе теплообменник, который забирает тепло у остужаемой жидкости;
• конденсаторный блок. В нем фреон, прошедший сжатие компрессором, возвращает себе жидкое состояние (конденсируется), а радиаторы отправляют тепло в окружающую среду;
• корпус.

Работа чиллера основывается на постоянном круговороте фреона. Жидкий фреон попадает в испаритель чиллера и забирает тепло у охлаждаемой жидкости. Затем компрессор перекачивает хладагент в конденсатор и сжимает его. Далее горячий и сжатый фреон превращается в жидкость и отдает тепло окружающей среде. После сжижения хладагента в конденсаторе, он проходит через фильтр и соленоидный клапан.

Смотровое стекло предназначено для проверки уровня фреона в чиллере, терморегулирующий вентиль (ТРВ) – для контроля за количеством фреона, проходящего в испаритель.

Для парокомпрессионного чиллера важна герметичность контура, так как попадание влаги или не полностью испаренного фреона в компрессор приводит к его поломке.

Парокомпрессионные чиллеры различаются методом охлаждения конденсатора и местом размещения

• Чиллер с конденсатором, охлаждаемым потоком воздуха (устанавливается на улице):

Чиллеры с таким типом охлаждения устанавливают на открытой площадке перед зданием или на крыше. Так как для охлаждения конденсатора используется продуваемый вентиляторами уличный воздух, то для забора и выброса воздушных масс требуется большое открытое пространство.

Преимущества – невысокая стоимость и простота конструкции. Недостатки – необходимость слива воды из системы в зимний период. Этот недостаток можно устранить, если использовать вместо воды специальный антифриз.

• Чиллер для внутренней установки, оснащенный воздушным охлаждением конденсатора и воздуховодами, по которым поступает воздух с улицы:

Чиллеры такого типа – это сложная инженерная система, устанавливаемая внутри здания. Для его работы необходимы воздуховоды, которые доставляют уличный воздух в систему и выводят отработанные воздушные массы из помещения.

Главный недостаток – сложность монтажа. Преимущества – отсутствие наружных блоков и, соответственно, – необходимости консервации чиллера на зимний период (слив воды из системы, герметизация и т.д.).

• Чиллер с водяным охлаждением конденсатора:

Чиллер с водяным охлаждением конденсатора — устройство, которое устанавливается внутри помещения. В нем теплоноситель охлаждает конденсатор, а носитель тепла охлаждается в градирнях или от проточного теплоносителя.

Преимущества – возможность круглый год использовать свободное охлаждение, снизив тем самым потребление электроэнергии. Такое оборудование делает возможным рекуперацию (возвращение тепла конденсации для повторного пользования). Недостатки – высокая стоимость и сложность эксплуатации системы.

• Конденсатор используется как выносной блок наружной установки, охлаждаемый воздушным потоком:

Выполняется на основе чиллера с водяным охлаждением. Он располагается в помещении, а система фреонопроводов соединяет его с конденсатором наружной установки.

Такой чиллер можно использовать без промежуточного теплоносителя в контуре конденсатора. Это означает, что надобность в подключении мощных циркуляционных насосов отсутствует. Еще одно преимущество – исключение вероятности замерзания теплоносителя и как следствие – отсутствие необходимости в установке двухконтурной системы холодоснабжения.

Чтобы чиллер работал хорошо, следует установить жидкий ресивер. Он используется как аккумулятор хладагента.

Подобные чиллеры лишены недостатков. Единственное, стоит упомянуть об ограничении в расстоянии между компрессорно-испарительным и конденсаторным блоком.