Устройство для охлаждения воздуха водой

Водяные охладители воздуха для дома: принцип работы, особенности и недостатки, критерии выбора

Регуляция домашнего микроклимата в жаркие сезоны долгие годы считалась задачей кондиционеров и сплит-систем, одна сегодня рынок может предложить альтернативу: водяные бытовые воздухоохладители (климатизаторы). Как понятно из названия, эти приборы используют воду для снижения температуры воздуха. Внешне они очень похожи на мобильные кондиционеры, но по своей сути имеют с ними мало общего. Как именно работают домашние воздухоохладители?

Принцип работы

Обычно водяной воздухоохладитель представляет собой блок, в котором находится резервуар с водой — источник холода. Там же располагается мелкоячеистая сетка и вентилятор. Сетка смачивается водой, а вентилятор направляет на нее воздушные потоки. Проходя через увлажненные ячейки, воздух охлаждается. Кстати, это обуславливает и увлажнение воздуха в процессе охлаждения, в отличие от работы мобильного кондиционера, который воздух, наоборот, высушивает.

Преимущества

Несмотря на свою простоту, климатизатор имеет массу положительных качеств:

• Малое энергопотребление, особенно по сравнению с кондиционерами. Обычно их мощность не превышает 150 Вт.
• Привлекательная цена. Конечно, стоимость климатизатора напрямую зависит от его функционала, однако нижняя граница цен находится в пределах 7-8 тыс. руб., что не может не радовать.
• Легкая установка. Нет необходимости прибегать к услугам профессионалов или приобретать дополнительное оборудование. Нужно просто наполнить резервуар водой, подключить прибор к сети и нажать кнопку включения.
• Экологичность. Воздухоохладители используют только воду, о фреонах и речи нет, поэтому такой прибор более экологичен, чем сплит-система.
• Надежность. Конструкция климатизатора достаточно проста, а значит, там меньше комплектующих, которые могут сломаться.

Недостатки

Основной минус водяного охладителя воздуха — не слишком большая эффективность. Многие пользователи столкнулись с ситуацией, когда очень приятно находиться непосредственно в потоке воздуха из прибора, прохладном и увлажненном, а вот температура в помещении не опускается ни на градус. Другие же с восторгом утверждают, что климатизатор — отличная замена кондиционеру и прекрасно справляется с задачей охлаждения. И та, и другая ситуации совершенно реальны: дело в том, что нужно ответственно подойти к подбору охладителя и приобрести агрегат именно под свои нужды.

Критерии выбора водяного воздухоохладителя

• Для начала нужно определиться с мощностью прибора, она будет зависеть от объема обслуживаемого помещения. И существует прямая зависимость мощности климатизатора и качества охлаждения воздуха. Конечно, это влияет на цену устройства, но тут необходимо искать компромиссы.
• Второй важный шаг — выяснить, какие функции нужны. Только ли охлаждение это будет, или нужна и очистка воздуха, его ионизация? Может быть, дистанционное управление прибором сделает вас счастливым? Или наличие таймера станет решающим аргументом?
• Третий шаг — изучить отзывы других покупателей. Такой стратегический маневр позволит избежать некоторых ошибок и сразу же отмести неэффективные варианты.

Резюме

Итак, водяной охладитель воздуха для дома — недорогая альтернатива кондиционеру. Он понизит температуру в помещении и увлажнит воздух, однако важно не ошибиться с выбором. Именно поэтому не стоит отдавать предпочтение модели с самой низкой ценой, а рассмотреть несколько вариантов, исходя из их функциональности, и взять во внимание опыт покупателей, уже ставших владельцами подобной техники.

Источник

Чиллер для охлаждения воды: принцип работы, разновидности, обзор моделей и производителей

Принцип работы водяного чиллера

У чиллера с водяным охлаждением хладагент отдает избыточное тепло не воздуху, а воде. Это происходит в конденсаторе, через который она прокачивается. В качестве источника воды используют:

Иногда конденсатор выносится отдельно от основного блока. Тогда он полностью погружается в водоем. В чиллере для охлаждения воды отбора тепла из системы происходит с помощью хладагента (фреона). Чаще всего используются газы R-22, R-407c, R-134a, R-410a. Он циркулирует по замкнутому кругу. Основные элементы чиллера:

Общий принцип работы чиллера с водяным охлаждением

Принцип работы чиллера с водяным охлаждением пошагово:

1. Хладагент в виде газа сжимается компрессором до определенного давления.
2. При сжатии температура хладагента повышается;
3. Попадая в конденсатор, хладагент охлаждается;
4. При охлаждении фреон переходит в состояние жидкости (конденсируется);
5. Далее хладагент попадает в испаритель, в котором давление ниже, чем в магистрали, по которой идет фреон;
6. В испарителе при низком давлении хладагент закипает;
7. При кипении температура фреона падает, он охлаждает воду, циркулирующую по системе;
8. Из испарителя фреон в газообразном состоянии попадает в компрессор.

Конструкция и подключение

Понятно, что такое фанкойл, теперь необходимо разобраться с его принципом работы. Существует два способа, которыми данный прибор может быть подключен к системе теплоснабжения.

Если система чиллер фанкойла двухтрубная, то охлаждение и подогрев будут производиться от одного чиллера. Если его система четырехтрубная, устройство будет охлаждать помещение за счет чиллера, а нагревать за счет воды из системы отопления.

Раньше данный прибор еще называли «вентиляторным доводчиком», т.к. его главное задачей по ГОСТ 1976 года было смешивать свежий и рециркуляционный воздух. Происходил процесс «доведения» воздуха.

Устройство оборудования соответствует его названию. Конструкция прибора состоит из двух основных частей: теплообменника и вентилятора.

Принцип работы фанкойла довольно прост: теплообменник перегоняет холодную или горячую воду (или любой химический раствор), которая подается в него охлаждающей машиной, а вентилятор отправляет воздух на теплообменник, нагревая его до температуры радиатора.

Существуют разные виды фанкойлов, главным отличием которых является количество теплообменников. Есть двухтрубные (с одним теплообменником) системы, трехтрубные (с одним теплообменником, но к нему подводится уже не одна, а две магистрали) и четырехтрубные устройства (у них в наличии уже два или более теплообменника). Последний вид является наиболее распространенным и практичным, т.к. принципом его работы является кондиционирование помещения в теплое время года и обогрев в холодное время.

Корпусные модели данного устройства обычно подбираются под конкретный интерьер квартиры или другого помещения, а бескорпусные популярны тем, что легко встраиваются в ниши потолка или стен.

На чем основывается работа данной системы

Как было сказано выше, наиболее распространенными чиллерами являются устройства парокомпрессионного типа. Принцип работы такого типа чиллеров достаточно прост:

Фанкойлы конструктивно могут иметь один или два теплообменника, соответственно система чиллер-фанкойл может быть двухтрубная или четырех трубная. В первом варианте от теплообменника отходят две трубы, по которым циркулирует только холодное и горячее рабочее вещество, а во втором для подачи на фанкойл теплоносителя из чиллера и подачи на второй теплообменник горячей воды из отопления.

Важно! Система кондиционирования чиллер-фанкойл является более гибкой, чем современные фреоновые мультизональные системы. В зависимости от мощности устройства может быть установлено практически любое количество внутренних блоков – фанкойлов, поэтому ее применяют везде, где есть ограничения по длине фреоновых магистралей.

Достоинства и недостатки

Основным недостатком такого варианта кондиционирования является сложность, и соответственно дороговизна монтажа. Также очень важным аспектом в ее эффективной работе является выбор места установки оборудования. Кроме того, есть и еще недостатки:

• Шумность работы системы.
• Высокая цена устройств.
• Низкая энергоэффективность.

Основное достоинство системы чиллер-фанкойл в том, что нет никаких ограничений по длине коммуникаций между фанкойлами. Есть и еще одно существенное достоинство – можно добавлять в уже работающую систему нужное количество внутренних блоков, по мере введения в эксплуатацию здания. Очень часто это свойство является определяющим при выборе той или иной системы кондиционирования. Кроме того к достоинствам можно отнести следующее:

• Безопасность и экологическая чистота, из-за отсутствия в ее магистралях фреона и других летучих газов.
• Она не требует наличия нескольких внешних блоков, которые существенно портят внешний вид здания.

Совет: Система кондиционирования чиллер-фанкойл является наиболее сложной в проектировании и монтаже, поэтому для таких работ обязательно должны быть привлечены профессионалы.

Устройство и принцип работы

Чиллер, по сути, есть специальная холодильная установка, которая используется для охлаждения самого различного рода жидкостей. Чиллеры применяются во многих направлениях производства:

• в алкогольной промышленности;
• в пищевой промышленности;
• в медицине;
• в машиностроении.

В конструкции любого чиллера всегда располагаются 3 основных компонента, а конкретно:

Сегодня наиболее популярной разновидностью такого вида устройств является классический чиллер-моноблок. Его главным преимуществом и является, собственно, его моноблочность — за счет этого параметра рабочее пространство значительно экономится, поскольку все элементы уже интегрированы в аппарат. Монтировка моноблочного чиллера очень проста — необходимо лишь подключить устройство, влить воду и нажать кнопку «вкл». Впрочем, к недостаткам данных моделей можно причислить отсутствие функции увеличения резервуара.

Еще одну модель устройства представляют собой чиллеры с конденсатором выносного типа. Отличительной чертой подобного формата оборудования является повышенный КПД в теплое время и возможность подсоединения к большим резервуарам с водой.

Еще одним значимым компонентом чиллера является испаритель, котрый представляет собой полностью герметичный резервуар, через который пробегает охлаждаемая жидкость. Внутри его расположена медная спираль, которая выполняет роль профиля для фреона. Через стенки спирали и осуществляется обмен тепла между теплоносителем и хладагентом.

Принцип функционирования чиллера состоит в следующем: компрессор сжимает испарения от хладагента, это повышает давление и, соответственно, начинает процесс конденсации. После этого нагретая жидкость отправляется в конденсатор, а он, в свою очередь, отправляет тепло наружу.

Как только хладагент примет целиком жидкое состояние, он перебрасывается на дроссель — особое приспособление, находящееся до испарителя и важное для снижения давления. При этом распаренный хладагент, проходя по испарителю, видоизменяется, преобразуясь в пар, и отнимает у теплоносителя энергию, таким образом остужая его.

Рабочий цикл

Основные элементаы чиллера:

1. Компрессор;
2. Конденсатор;
3. Испаритель;
4. Теплообменник.

Компрессор сжимает фреон в конденсаторе, повышая давление настолько, что он конденсируется, переходит в жидкое состояние. Его температура существенно повышается.

В конденсаторе нагретый фреон отдает тепло воздуху или воде. Он охлаждается и переходит в испаритель.

В испарителе установлен регулирующий вентиль, который контролирует количество хладагента. Фреон попадает больший объем расширяется, переходит в газообразное состояние. При испарении температура хладагента падает.

В состоянии экстремально охлажденного газа фреон переходит в теплообменник, где охлаждает воду в магистрали. Холодная вода поступает в фанкойлы, обеспечивая их работу. В радиаторах фанкойлов она охлаждает воздух.

Когда чиллер работает на обогрев, процесс такой же, но циркуляция идет в обратном порядке. Теплая вода в фанкойлах нагревает проходящий воздух.

Пример работы (значения приведены для наглядности)

• Перед попаданием в компрессор фреон имеет температуру 0 градусов. После сжатия и перехода в жидкую фазу она повышается до +60.
• Проходя через конденсатор хладагент охлаждается до +30 °С.
• В испарителе фреон переходит в состояние газа, его температура падает до -15 градусов.
• Протекая через теплообменник, он нагревается от воды до 0 °С.
• Цикл повторяется снова.

Принцип работы чиллера для чайников

Например, в кондиционере циркулирует фреон. Охлажденный газ проходит через радиатор внутреннего блока. Радиатор внутреннего блока обдувается воздухом. В результате воздух охлаждается, а фреон нагревается и уносится в компрессор. В чиллере вместо фреона — вода. Холодная вода проходит через радиатор внутреннего блока. Радиатор внутреннего блока обдувается теплым воздухом из комнаты. Воздух охлаждается, а вода нагревается и уносится обратно в чиллер

Как правильно выбрать чиллер?

Для нужд большого коттеджа специалисты рекомендуют использовать чиллер с водяным охлаждением конденсатора. Такие устройства имеют более простую конструкцию, чем аналоги с воздушным охлаждением, соответственно, и стоят они дешевле.

Конструкция чиллера с воздушным охлаждением включает вентилятор (осевой или центробежный) для забора воздуха из помещения, в котором установлено устройство.

Некоторые модели чиллеров можно использовать не только для кондиционирования воздуха, но и для обогрева жилых помещений в зимний период

Для охлаждения конденсатора с помощью воды можно использовать местные водные ресурсы: реки, озера, атезиансткие скважины и т.п. Если по каким-то причинам доступа к таким источникам не имеется, применяется альтернативный вариант: охладитель из этилена или пропиленгликоля.

Охладители этого типа идеальны для применения в холодное время года, когда обычная вода просто замерзает.

Выбор между чиллером в виде моноблока, когда и компрессор, и испаритель, и конденсатор заключены в общий корпус и вариантом, когда конденсатор устанавливают отдельно, не так однозначен. Моноблок проще в монтаже, кроме того, производительность агрегатов этого типа может быть довольно высокой.

Выбирая подходящую модель чиллера, следует оценить его производительность и соотнести ее с количеством фанкойлов, которые будет обслуживать устройство

Выносные системы монтируют в разных местах: собственно чиллер – в подсобном помещении внутри здания (можно даже в подвале), а конденсатор – снаружи. Для соединения этих двух блоков обычно используют трубы, по которым циркулирует фреон. Этим объясняется повышенная сложность монтажа системы, а также дополнительные материальные затраты на установку.

Но для установки чиллера с выносным конденсатором используется меньше места внутри помещения, а такая экономия может оказаться необходимой. Выбирая подходящее устройство, следует учесть также дополнительные функции, которыми оснащен прибор.

Среди популярных и полезных дополнений можно отметить:

• контроль и регулировку водного баланса в системе;
• очистку воды от нежелательных примесей;
• автоматизированное заполнение емкостей;
• котроль и коррекцию внутреннего давления в системе и т.п.

Наконец, обязательно следует оценить холодопроизводительность чиллера, т.е. его способность отбирать тепловую энергию из рабочей жидкости. Конкретные количественные показатели обычно указаны в техническом паспорте изделия. Холодопроизводительность каждой конкретной системы чиллер-фанкойл рассчитывается отдельно.

При этом учитываются максимальные и минимальные температурные показатели, мощность чиллера, производительность насоса, протяженность труб и т.д. Это только общие рекомендации по выбору чиллеров. В каждом конкретном случае следует проконсультироваться с опытным специалистом, который сможет учесть различные нюансы и поможет сделать верный выбор.

Разновидности

Чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора принято делить на три вида.

Моноблоки с осевым вентилятором

Чиллеры такого типа наиболее подходят для установки в условиях улицы. Охлаждение производится при помощи атмосферных потоков.

Моноблоки центробежного вентилирования

Агрегаты, подлежащие монтажу внутри помещения. Охлаждаются при помощи наружного воздуха, подаваемого по воздуховодным магистралям.

Блок выносного конденсирования

По сути является аналогом сплит системы. Собственно чиллер устанавливается в помещении, а конденсатор выводится за пределы помещения на улицу.

Принцип работы чиллера с воздушным охлаждением конденсатора сопоставим с действием классического холодильного оборудования. Основным отличием будет являться собственно система охлаждения, которая производится за счет воздуха.

В системах охлаждения чиллеры с воздушным конденсатором передают тепло от носителя холода, проходящего по контурному периметру помещения за пределы здания. Испаритель принимает тепло от хладагента и передает его в конденсатор, где производится сброс тепла. Охлаждение конденсатора производится уличным воздухом, что значительно упрощает работу всей системы и делает ее экономически выгодной. Основным нюансом можно считать тот факт, что для лучшей теплоотдачи конденсатора, необходим наибольший воздушный поток. Чем мощнее и объемнее поток воздуха, тем качественней работа конденсатора.

Агрегаты с воздушным охлаждением

Такие чиллеры являются более популярными. Их обычно устанавливают на крышах крупных зданий. В этом случае используют возможность теплообмена между воздухом и хладагентом. Подвидов этих чиллеров существует тоже два. Есть устройства, в которых конденсатор вынесен наружу. В другом оборудовании он встроен в прибор.

1. Модели с выносным конденсатором. В них конденсаторный блок находится на некотором удалении от чиллера. Связаны оба элемента медной магистралью, в которой циркулирует хладагент. Плюс устройств — удобство, так как модуль с конденсатором можно установить в помещении. Минус — более высокая цена.
2. Чиллеры с внутренним, встроенным конденсатором. Эти модели являются моноблоками, так как все элементы находятся в одном корпусе. Их обычно монтируют на крыше здания. Недостатком такого оборудования считается сложность обслуживания, а достоинством — более низкая цена.

Если сравнивать оба вида по срокам эксплуатации, то победителями выйдут вторые модели. Выносной конденсаторный модуль в большей степени подвержен воздействию внешних факторов. Он быстрее выйдет из строя из-за осадков или механических повреждений. Отдельная магистраль — еще одно слабое звено.

Устройства с водяным охлаждением

В этом случае для переноса тепловой энергии используется любой источник. Им может стать бассейн, пруд, река либо другой водоем. В чиллерах с водяным охлаждением конденсатор тоже находится на расстоянии: его погружают в воду.

Данное оборудование менее зависит от температуры окружающей среды, поэтому его хладо- или теплопроизводительность более высока. Причина — большая теплоемкость воды, способность более эффективно отдавать/отбирать тепловую энергию.

Разница особенно ощутима при экстремально высоких/низких температурах. Принцип работы этих агрегатов не отличается от функционирования предыдущих устройств. Отличие только в среде, в которой находятся их конденсаторы.

Абсорбционные чиллеры (АБХМ)

Данные агрегаты кардинально отличаются от своих традиционных «соперников». В этих приборах не используется компрессионный способ переноса тепловой энергии, поэтому в роли хладагента выступает слабая смесь, состоящая из воды и, например, бромида лития. Двигаясь по холодильному контуру, эти компоненты непрерывно взаимодействуют. Они либо смешиваются, либо разъединяются.

Отличие от обычных чиллеров

Отличие не только в циркулирующей жидкости и ее свойствах. В абсорбционных чиллерах другой источник энергии. Если в обычных приборах для работы главного «вечного двигателя» — компрессора — необходимо электричество, то в АБХМ используется любой вид тепловой энергии. Пример — та, что выделяется на каком-либо этапе производства, является побочным эффектом.

Основные элементы абсорбционного оборудования — абсорбер, генератор, испаритель, конденсатор, насос. В составе приборов есть дополнительные элементы: это система автоматики, вентили — дросселирующие, запорные, соленоидные. В одноконтурных чиллерах используется один генератор, в двухконтурных — два.

Принцип работы

Отличие этих моделей от обычных устройств — возможность работы только в одном режиме, на охлаждение. Сначала смесь воды и бромида нагревается в абсорбере. В процессе большая часть воды выкипает, а затем по магистрали поступает в конденсатор. В нем пары жидкости быстро охлаждаются, отдают тепло и конденсируются.

Затем конденсат следует в испаритель, где снова становится паром. Эту субстанцию поглощает бромид лития, который поступает из генератора. После поглощения и смешивания компонентов образуется слабая смесь. Она подается в генератор с помощью насоса, потом «круговорот» продолжается.

Однако в последнее время производители занимаются разработкой компактных моделей, которые можно будет приобретать для кондиционирования частных домов. Есть уже первые, экспериментальные модели, но цена их пока очень высока.

Особенности монтажа таких устройств

Сэкономить на установке чиллера сможет только опытный специалист. Всем прочим владельцам этого устройства придется оплатить услуги профессиональных монтажников, поскольку в этом вопросе любая ошибка может стать фатальной. Начинают установку с тщательного изучения всей технической документации и рекомендаций производителя.

Чиллер состоит из множества конструктивных элементов. Промышленную модель лучше всего устанавливать и запускать с помощью опытных профессионалов (+)

После этого приступают непосредственно к установке. Для чиллера следует выбрать опорную площадку, способную выдержать вес этого устройства.

На площадке монтируют раму, положение которой тщательно выверяют с помощью уровня. Если нет площадки с необходимыми характеристиками, следует забетонировать подходящий для монтажа участок, и установить на нем раму.

При этом следует учитывать вибрационное воздействие, которое возникает при работе чиллера. Площадка и рама должны быть установлены таким образом, чтобы вибрация не передавалась прочим конструкциям здания. Воздействие могут также оказывать и другие элементы системы: трубы, воздуховоды, гидромодуль и т.п.

Установку чиллера выполняют на специальную раму, при этом необходимо провести мероприятия по защите окружающих устройство объектов от вибрационного воздействия

Если установка чиллера запланирована в подсобном помещении внутри здания, для нее необходимо соорудить фундамент, который будет возвышаться над уровнем пола. Это позволит уменьшить общую инерционность системы, снизить вибрационное воздействие, улучшить распределение массы агрегата.

Собственно чиллер монтируют на специальные пружинные или резиновые опоры с целью погасить вибрационное воздействие. Под эти опоры кладут еще один слой резины, затем закрепляют конструкцию с помощью анкерных болтов. Определяясь с местом для установки чиллера, следует помнить, что вокруг агрегата должно оставаться свободное пространство.

Для монтажа чиллера на улице или на крыше здания используют специальный кожух, чтобы защитить устройство от непогоды

Оно обеспечит доступ к механизмам для выполнения технического обслуживания. Кроме того, вокруг устройства должен свободно циркулировать воздух, чтобы улучшить охлаждение конденсаторов. Если чиллер установлен снаружи здания, его необходимо защитить от загрязнений, например, опавшей листвой.

Если мусор проникнет в теплообменник, это приведет к некорректной работе системы и серьезным поломкам оборудования. Недопустимо чтобы корпуса чиллера касались посторонние предметы или коммуникации, поскольку им может передаться вибрационное воздействие. Еще один важный момент при монтаже чиллера снаружи – направление ветра.

При установке внутри помещения следует учитывать шумовое воздействие, возникающее во время работы агрегата. Имеет смысл позаботиться о дополнительной шумоизоляции и продумать, как избыточный шум скажется на соседних помещениях. Не рекомендуется ставить чиллер по соседству с жилыми комнатами.

Если рядом с чиллером планируется установить еще какие-то агрегаты, нужно позаботиться, чтобы механизм не подвергался избыточному тепловому воздействию, а также чтобы не было препятствий свободному перемещению потоков воздуха.

При наружном монтаже чиллера используют специальный кожух, который защищает устройство от воздействия погодных факторов. Внутри кожуха ставят испаритель, для монтажа компрессоров предусмотрено место сбоку, а конденсатор устанавливают сверху.

Подобным же образом агрегат устанавливают на крыше здания. При внутренней установке, кожух, разумеется, не нужен, но если в этом случае используется модель с выносным конденсатором, то часть монтажных работ выполняют снаружи.

Для монтажа чиллера на крыше здания может понадобиться специальная строительная техника, поскольку устройство имеет большой физический вес

При изучении технической документации следует обратить внимание на порядок монтажа рамы под чиллер. Для некоторых моделей с высокой производительностью используют специальные виброопоры, которые не нужно дополнительно крепить анкерными болтами.

Для отдельных агрегатов не требуется заливать отдельный фундамент, достаточно правильно установить раму и закрепить устройство болтами.

Для присоединения труб к патрубкам чиллера обычно используют муфты, поскольку диаметр этих коммуникаций невелик. Подключение чиллера к трубопроводам осуществляется только после того, как агрегат установлен на фундамент и виброопоры. Не стоит выполнять этот этап заранее, чтобы не повредить коммуникации.

Схема водяного чиллера

Общая схема чиллеров с водяным охлаждением

1. Компрессор;
2. Конденсатор;
3. Регулятор давления хладагента (фреона);
4. Манометр высокого давления;
5. Регулировочный клапан для воды;
6. Фильтр-осушитель;
7. Электромагнитный клапан жидкого хладагента (опционально);
8. Смотровое окно на фреоновой магистрали;
9. Расширительный клапан;
10. Кран байпаса для горячего хладагента (фреона);
11. Испаритель;
12. Резервуар;
13. Водяной насос;
14. Сенсорный зонд исходящего канала;
15. Манометр исходящего канала;
16. Электромагнитный клапан слива;
17. Сенсорный зонд входящего канала;
18. Поплавковый включатель слива (опционально);
19. Манометр низкого давления.

Основные компоненты чиллера

Чтобы понять, для чего нужен и каким образом используется чиллер, необходимо рассмотреть функции и работу каждого из его узлов.

Начнем с компрессора. Он выполняет две основных функции – сжатие и перемещение холодильного агента в системе. На следующем этапе нагретые пары хладагента подаются в конденсатор, где они охлаждаются потоком холодного воздуха и переходят в жидкую фазу. При этом падает давление и температура хладагента. Затем фреон поступает в испаритель. Там он нагревается до температуры кипения и переходит в газообразное состояние. В процессе этого происходит поглощение тепловой энергии из воды или другого хладоносителя, циркулирующего через теплоноситель. Далее пары вновь поступают в компрессор, и начинается новый цикл.

Следующий основной узел – это конденсатор воздушного охлаждения чиллера. Он представляет собой систему, в которой тепловая энергия, поглощённая фреоном, выделяется за пределы здания, в наружную среду. Как правило, в него нагнетается сжатый компрессором фреон, где он охлаждается до температуры конденсации и переходит в жидкое агрегатное состояние. Конденсатор оснащается осевым или центробежным вентилятором для эффективного воздухообмена. Вторым теплообмеником в системе чиллера является испаритель, выполняющий обратную по отношению к фреону функцию. В нём жидкий хладагент поглощает тепло у хладоносителя, закипая и переходя в газообразное состояние.

В работе холодильного агрегата необходимо обеспечить точную регулировку количества поступающего в испаритель хладагента. При этом, объем хладагента должно напрямую зависеть от температуры его паров на выходе из данного теплообменного агрегата. Эту функцию выполняет терморегулирующий вентиль (ТРВ). Благодаря ему в испаритель подаётся ровно столько хладагента, сколько может нагреться до температуры кипения и полностью испариться.

Работу чиллера обеспечивает и целый ряд вспомогательных узлов и систем:

• Реле высокого давления. Обеспечивает защиту системы от превышения допустимого давления в контуре фреона.
• Манометр высокого давления. Необходим для визуального контроля за показателями давления конденсации фреона.
• Фильтр-осушитель. Обеспечивает удаление влаги и загрязнений из проходящего через него потока жидкого хладагента. Если фильтр засорен или поврежден, то эффективность работы системы значительно снижается.
• Соленоидный вентиль. Запорная арматура с электрическим управлением. Перекрывает поток фреона при прекращении работы компрессора. Благодаря этому жидкий хладагент не попадает в испаритель, что исключает вероятность гидравлического удара и серьёзного повреждения оборудования. Клапан автоматически открывается при запуске компрессора.
• Смотровое стекло. Необходимо для визуального контроля потока хладагента при тестировании работы оборудования. Наличие пузырьков является признаком недостатка фреона.
• Индикатор влажности. Датчик, выдающий предупреждение при наличии влаги в контуре хладагента чиллера. В этом случае необходимо проведение технического обслуживания агрегата. Как правило, имеет простую индикацию, где зелёный цвет означает отсутствие влаги, а желтый её наличие.
• Регулятор производительности или перепускной клапан горячего газа. Опционально устанавливается в систему чиллера для уравнения производительности компрессора с фактической нагрузкой на испаритель. Расположен в специальной линии между низким и высоким давлением холодильной системы. Его установка позволяет предотвратить частый запуск компрессора путем модуляции его мощности. При открытии горячий газ хладагента поступает из линии нагнетания в жидкостный поток фреона, поступающего в испаритель.
• Манометр низкого давления. Необходим для визуального контроля за показателями давления испарения фреона.
• Система контроля предельного низкого давления. Обеспечивает защиту системы чиллера от падения давления в контуре фреона и, соответственно, от перемерзания влаги в испарителе.
• Насос хладоносителя. Обеспечивает циркуляцию воды в охлаждаемом контуре.
• Система ограничения температуры замерзания жидкости в теплообменнике испарителя.
• Датчик температуры хладоносителя в контуре охлаждения.
• Манометр хладоносителя. Необходим для визуального контроля за показателями давления воды, раствора гликоля или другого хладоносителя, подаваемого для охлаждения оборудования.
• Клапан автоматического долива хладоносителя. Обеспечивает автоматическое заполнение емкости с водой или другим хладоносителем при достижении минимума установленного уровня. Вода поступает через соленоидный клапан, который открывается при падении уровня и закрывается при наполнении необходимого объёма.
• Поплавковый выключатель для регулировки уровня воды в емкости.
• Датчик температуры нагретого хладоносителя, который поступает в чиллер с оборудования.
• Реле защиты испарителя от замерзания воды при слишком низком объёме циркулирующей жидкости. Также защищает насос и выдаёт тревожный сигнал при отсутствии потока воды.
• Резервуар увеличенного объёма для хранения воды и предотвращения частых запусков компрессора.

Как видите, устройство и принцип работы чиллера вполне понятен и для непрофессионалов в сфере холодильной техники Ниже мы рассмотрим ответы на наиболее часто задаваемые вопросы.

Принцип действия

Чиллер с водяным охлаждением по своей сути является холодильной машиной. Её задача – это отвод тепла от охлаждаемого тела (в нашем случае от воды, либо раствора этиленгликоля) т. е. его охлаждения. Но охладить воду это еще не все, ведь тепло, которое чиллер взял у воды надо куда-то передать. Поэтому общей целью работы чиллера является перенос тепла от охлаждаемой воды к внешнему теплоносителю. Для этой цели внутри чиллера циркулирует фреон, который меняет свое агрегатное состояние, т. е. то переходит из жидкого в газообразное (испаряется), то наоборот газообразного в жидкое (конденсируется). При испарении фреона происходит поглощение энергии, и при его конденсации – выделение.

Теперь рассмотрим как это происходит в чиллере с водяным охлаждением конденсатора. Основными компонентами устройства под названием чиллер являются испаритель (он же фреоновый охладитель, это теплообменник через который по внутреннему контуру циркулирует фреон, а по наружному вода – синяя и красная стрелки на схеме), компрессор терморегулирующий вентиль (сокращенно ТРВ) и водяной конденсатор. Жидкий охлажденный фреон после ТРВ поступает в испаритель, где он испаряется и забирает тепло от воды, т. е охлаждает ее. Далее уже газообразный фреон поступает в компрессор. где он сжимается и нагревается. Далее он поступает в конденсатор. Здесь он переходит в жидкое состояние и передает тепло внешнему теплоносителю. Затем он поспупает в ТРВ, где происходит снижение его давления и температуры и цикл повторяется.

Классификация, виды и типы чиллеров

• По своему назначению чиллеры с водяным охлаждением конденсатора делятся на те, которые работают только на охлаждение так называемые «холодные» и те, которые работают как охлаждение, так и на подогрев, в режиме теплового насоса, так называемые «теплые».
• По типу применяемого компрессора чиллеры могут быть с винтовым, поршневым или спиральным компрессора. Следует обратить внимание, что этот критерий может существенно влиять на стоимость чиллера.
• Также чиллеры могут иметь один, либо несколько холодильных контуров.
• В чиллерах с водяным охлаждением могут использоваться разные фреоны (R22, R407 или R410).

Устройство чиллера с водяным охлаждением

Для более наглядного представления того, как работает чиллер с водяным охлаждением, необходимо рассмотреть, как он устроен:

• Компрессор;
• Конденсатор. Выполняет функции теплообменника;
• Реле высокого давления. Регулирует магистральное давление;
• Манометр давления. По своей сути датчик, помогающий отслеживать скачки давления в системе;
• Жидкостный рессивер. Служит подающей системой для воды;
• Фильтр. Несет функцию очистителя хладагента;
• Соленоидный фильтр. Закрывающий элемент, находящийся под управлением потока фреона;
• Терморегулирующий вентиль. Служит регулятором объема охлаждающей жидкости;
• Перепускной газовый клапан. Открывает выход хладагента, находящегося в газовом состоянии, для попадания его в испаритель;
• Испаритель. Резервуар, в котором фреон достигает фазы кипения, благодаря которому происходит значительное снижение температуры воды;
• Насос. Транспортирует воду и охлаждающую жидкость;
• Ограничитель температуры. Контролер перегревания и переохлаждения в системе;
• Автодоливная структура. При понижении допустимой отметки шкалы воды включает автоматизированное пополнение;
• Реле. Предотвращает промерзание жидкостей в системе.

Схема работы чиллера с водяным охлаждением

В качестве теплообменников между водой, охлаждающей конденсатор и воздухом используют два типа модулей:

• Градирни. Производят распыление нагретой воды при помощи действия форсунок. После распыления, вода отдает тепло воздуху и возвращается в конденсатор;
• Драйкулеры. По своей сути служат теплообменником, воздействие на который оказывают осевые вентиляторы.

Преимущества чиллеров с водяным охлаждением конденсатора

• Компактность оборудования.
• Экономичный расход энергии, благодаря возможности вторичного применения разогретой воды в качестве теплоносителя.
• Возможность монтажа внутри помещений.

Теплообменник чиллера фреон-вода

Теплообменник для чиллера устроен таким образом, что внутри него существует два контура:

• В первом контуре циркулирует фреон;
• Во втором — жидкость (например, вода).

Оба контура теплообменника соприкасаются между собой через металлические стенки, но фреон и вода, естественно, между собой не перемешиваются. Для большей эффективности, движение происходит навстречу друг другу.

В теплообменнике фреон-вода происходит следующее:

• Жидкий фреон через ТРВ (терморегулирующий вентиль) попадает в свой контур теплообменника. В процессе он расширяется, в результате происходит отбор тепла от стенок, охлаждая их и нагревая фреон.
• Вода проходит по своему контуру теплообменника и ее температура падает за счет охлажденных стенок, которые охладил фреон.
• Далее, фреон уносится в компрессор, а холодная вода — по назначению (для охлаждения чего-либо).
• Цикл повторяется.

Компрессор для чиллера

Компрессор является главной частью любой кондиционерной машины, внутри него активизируются основные процессы агрегата, поэтому на работу этого элемента уходит значительная часть энергии. Компрессорная установка нацелена на сжатие паров действующего вещества прибора (фреона). После того, как пар перешел в сжатое состояние, а давление внутри агрегата повысилось, начинается процесс конденсации.

Современные компрессоры нацелены на всестороннюю экономию энергии, они оснащены инновационными деталями, которые помогают сохранить энергетическую эффективность и оптимизировать управление прибором. Принцип работы системы чиллер фанкойл заключается в рациональном расходе энергии, а также минимизации шума при работе агрегата.

Такие современные приборы отличаются:

• высокой эффективностью;
• минимальным шумовым уровнем;
• многофункциональностью;
• компактными размеров и форм;
• универсальностью;
• минимальными вибрационными движениями;
• удобством при использовании.

Принцип работы чиллера фанкойл основан на использовании минимального количества энергии и максимальной выдаче тепловых результатов.

Чиллер с выносным конденсатором

Существуют виды охлаждающих приборов, которые можно использовать удаленно от места нахождения конденсатора. Принцип работы чиллера с выносным конденсатором основан на высокой мобильности и универсальности. Такие приборы имеют элементарное строение и простую схему эксплуатации.

Выносной конденсатор чиллера может работать на двух типах вентиляторов:

Благодаря универсальности, удобству и высокой эффективности такие аппараты используются повсеместно для производственных нужд.

Единственное ограничение — чиллер с выносным конденсатором может быть использован только для охлаждения. Задействовать обратный холодильный цикл для нагрева жидкости не получится.

Абсорбционный чиллер фанкойл

Абсорбционные приборы отличаются от стандартных чиллеров строением и схемой эксплуатации. Принцип работы абсорбционного чиллера основывается на использовании раствора бромида лития (LiBr), который поглощает испарения внутри агрегата, переходя в состояние разбавленного вещества. Полученный раствор отправляется в генератор, где нагревается и выпаривается под воздействием пара или выхлопных газов. Раствор бромида лития (LiBr) возвращается в свое прежнее состояние, и направляется к своим истокам – в абсорбер. Тем временем полученный пар из воды подходит к конденсатору, чтобы замкнуть цикличный процесс и повторить процедуру вновь. Аппараты на абсорбционной системе охлаждения используются в производственных сферах для выполнения масштабных работ.

Применение

Подобные чиллеры, работающие по водяному принципу охлаждения встроенного конденсатора, могут применяться на таких объектах как банки, торговые центры, промышленные предприятия, общественные и муниципальные здания, школы, иных образовательные учреждения и другие места, где имеется достаточное количество систем вентиляции.

Как ответственный производитель, оперативно изготовим по Вашему ТЗ чиллер водяного охлаждения, предложим лояльные цены на холодильное оборудование с конденсатором, его доставку и установку под ключ. Работаем по Москве и области. Вся техника сертифицирована и соответствует необходимым требованиям и нормативам.

Обзор популярных моделей

Как показывает статистика, чиллеры заграничного изготовления у наших соотечественников более востребованы, чем отечественные. Ниже мы поговорим о наиболее распространенных моделях установок.

Фирма YORK Refrigeration проектирует и производит обширную линейку компактных стандартных устройств, которые работают на аммиаке. Эта серия промышленного оборудования с применением разностороннего ряда винтовых и поршневых компрессоров используется во многих областях индустрии для опосредованного остужения с употреблением вторичного хладагента.

Следует отметить, что аммиак берётся в очень малых количествах, поскольку для заливки потребуется небольшой объем хладагента, а это обеспечивает абсолютное отсутствие опасности работы всей остановки.

Конструкция заливного типа, применяемая в чиллерах YORK, гарантирует высокий КПД даже при условиях неполной нагрузки.

Классическая линейка чиллеров включает более 20-ти моделей продуктивностью от 90 до 2700 кВт для остужения воды до температуры в пределах 6−12 градусов. По специальным заявкам предприятие изготовляет чиллеры с продуктивностью 8 000 кВт.

Carrier

Ассоциация Carrier по праву считается лидером и новатором в изготовлении климатического оборудования. Предприятие реализует поглощательные устройства, действующие под 351−4853 кВт, и парокомпрессионные, мощность которых 5−2500 кВт.

Чиллеры марки Carrier предназначены для беспрерывного использования в течение всего года, а при температурах воздуха до -10 благополучно действуют без применения добавочных устройств. Алгоритм регулирования создает микропроцессорное управление функционированием вентиляторов.

Строение электрических соединений в большей мере облегчена, а все стандартные модули имеют в своём составе главный разъединитель со снабжением электропитанием.

Навесные дверцы блоков управления и большие съемные панели дают обеспечение быстрый доступ ко всем требуемым элементам устройства. К тому же в конструкции учтена система отверстий, позволяющая выполнять необходимые регулировочные работы без остановки эксплуатации конструкции.

Eurochiller

Чиллеры данной марки представляют собой технологически сложные парокомпрессионные холодильные устройства. Характерной особенностью такого оснащения является принцип термонасоса — выделяемая при эксплуатации чиллером тепловая энергия зачастую применяется для подогрева промышленных помещений. Исходя из модификации, тепло может быть транслировано водной или воздушной среде.

Группировать агрегаты от Eurochiller можно по следующим данным:

• методу работы (аммиачные, абсорбционные, фреоновые);
• способу охлаждения (водяной или воздушный);
• по типу конструкции (выносной конденсатор или моноблочное исполнение);
• присутствию добавочных опций (зимний комплект, доп. резервуары, гидромодули и проч.),
• холодильной мощности.

К главным достоинствам чиллеров бренда Eurochiller можно отнести:

• автоматизированный режим работы;
• гибкость системы (промежуток между чиллером и потребителем холода способен доходить до нескольких тысяч сантиметров);
• экономическое превосходство (при правильном подборе модификации существенно уменьшаются затраты на использование);
• природоохранное преимущество (значительная часть моделей функционирует с экологически безвредным хладагентом);
• акустическое достоинство (тихая работа);
• защищенность применения по фактору тщательной проработки структуры агрегатов.

Ангара

Изготовлением чиллеров «Ангара» занимается компания ERBAY (Турция).

Самом востребованной серией чиллеров «Ангара» является сегодня линейка моделей GRS. Установки данной серии представляют собой водоохладительные установки, которые работают на фреоне. Наименьшая продуктивность изделий находится на уровне мощности 4,5 кВт, максимальная — 400 кВт. Исходя из комплектации, чиллер может быть оснащен спиральным полугерметичными или герметичными поршневыми компрессорами. Конденсатор может быть оснащен как воздушным, так и водяным охлаждением. В последнем случае конденсаторы являются медными трубами кожухоотрубного типа, а в первом — это медные трубы с алюминиевым покрытием.

Daikin

На текущий момент компания Daikin по достоинству можно считать одной из лидирующих компаний рынка чиллер-систем.

В портфеле изготовителя можно найти буквально любые разновидности морозильных машин, в частности:

• компактные с водяным остужением;
• надежные с воздушным остужением;
• эргономичные с выносным конденсатором;
• фанкойлы.

Охлаждающие агрегаты Daikin внушительной мощности оснащены специальными винтообразными компрессорами с современной регулировкой загрузки.

Самой обширной группой морозильных агрегатов на R134а считается отлично показавшая себя линейка EWAD-MBYNN. Продуктивность приборов данной серии варьируется от 120 до 600 кВт. При этом все оборудование выделяется прочностью и тихой работой.

Агрегаты данной марки могут быть оснащены:

• режимами частичной или полной рекуперации теплоты;
• предохранительным напылением оребрения холодильного устройства;
• сервисными вентилями;
• повышенной шумоизоляцией;
• гидромодулями.

Источник