Домой Полезные советы Чиллер для охлаждения воды принцип работы. Система чиллер-фанкойл — что это и как работает. Теплый и холодный потоки

Полезные советы

Чиллер для охлаждения воды принцип работы. Система чиллер-фанкойл — что это и как работает. Теплый и холодный потоки

Мультизональная климатическая система чиллер-фанкойл предназначена для создания комфортных условий внутри здания большой площади. Работает она постоянно - летом снабжает холодом, а зимой теплом, прогревая воздух до заданной температуры. С ее устройством стоит познакомиться, согласны?

В предложенной нами статье подробно описана конструкция и составные части климатической системы. Приведены и детально разобраны способы подключения оборудования. Мы расскажем, как устроена и функционирует эта система терморегуляции.

Роль охлаждающего устройства отведена чиллеру - внешнему блоку‚ производящему и подающему холод по трубопроводам с циркулирующей по ним водой или этиленгликолем. Этим она и отличается от других сплит-систем, где в качестве теплоносителя закачивают фреон.

Для движения и передачи фреона, хладагента, нужны дорогие медные трубы. Здесь же с этой задачей прекрасно справляются водопроводные трубы с теплоизоляцией. На ее работу не влияет температура наружного воздуха, тогда как сплит-системы с фреоном теряют работоспособность уже при -10⁰. Внутренним теплообменным агрегатом является фанкойл.

Он принимает жидкость с низкой температурой, затем передает холод в воздушную среду помещения‚ а нагретая жидкость возвращается назад в чиллер. Фанкойлы устанавливают во всех комнатах. Каждый из них работает по индивидуальной программе.

Основные элементы системы - насосная станция‚ чиллер‚ фанкойл. Фанкойл может быть установлен на большом расстоянии от чиллера. Все зависит от того‚ какой силой обладает насос. Число фанкойлов пропорционально мощности чиллера

Обычно такие системы применяют в гипермаркетах‚ торговых комплексах‚ сооружениях‚ возведенных под землей‚ гостиницах. Иногда их используют в качестве отопления. Тогда по второму контуру в фанкойлы подают нагретую воду или переключают систему на котел отопления.

Конструкционное исполнение системы

По конструкционному исполнению системы чиллер-фанкойл бывают 2-трубными и 4-трубными. По типу установки отличают устройства настенные‚ напольные‚ встраиваемые.

Оценивают систему по таким основным параметрам:

мощности или холодопроизводительности чиллера;
производительности фанкойлов;
эффективности перемещения воздушной массы;
длине магистралей.

Последний параметр зависит от силы насосной установки и качества теплоизоляции труб.

Галерея изображений

Чиллер - это холодильная машина, предназначенная для охлаждения холодоносителя (воды, гликолевого раствора и т.п.).

В основе работы чиллера лежит парокомпрессионный холодильный цикл, аналогичный тому, что используется в обычных кондиционерах. То есть в состав чиллера входят все четыре основных элемента любой холодильной машины: компрессор, конденсатор, испаритель и регулятор потока.

На рисунке1 представлен чиллер наружной установки с воздушным охлаждением конденсатора. Все элементы холодильной машины скомпонованы в едином корпусе, который смонтирован на жёсткой раме.

Всегда готовы помочь и ждем вашего обращения. Оставьте контакты и мы перезвоним для консультации.

Теплый и холодный потоки

На противоположной стороне чиллера расположены входной и выходной водяные патрубки: к чиллеру поступает от здания теплая вода, а обратно возвращается холодный поток. Понятия «теплый» и «холодный» весьма условны. Фактически при работе чиллера оба потока являются холодными: их температура составляет порядка 10°С.

Однако температура теплого потока выше. Обе температуры настраиваются и могут быть различны, но существует два стандартных температурных графика: 7/12 и 10/15. В первом случае температура холодного потока равна +7°С, а теплого +12°С. Во втором случае +10°С и +15°С соответственно.

Охлаждение воды

Охлаждение воды в чиллере осуществляется в испарителе-теплообменнике, в котором рабочее вещество холодильной машины (холодильный агент или коротко - хладагент или хладон) испаряется за счет тепла, получаемого от воды. Таким образом, вода отдает свою энергию хладагенту, за счет чего и охлаждается. Но откуда берется хладагент?

Контур хладагента

Хладагент циркулирует внутри чиллера. Его движение по холодильному контуру осуществляется с помощью компрессора, который, по сути, исполняет роль насоса. Нагнетаемый компрессором хладагент имеет высокое давление (до 30 атмосфер) и температуру (порядка 70°С).

Далее температура сбрасывается в конденсаторе: протекающий по трубкам хладагент обдувается наружным воздухом. В то же время хладагент меняет своё агрегатное состояние: переходит из газового состояния в жидкое.

Однако давление хладагента осталось высоким. Охлажденный хладон высокого давления проходит через регулирующий вентиль, где расширяется. Давление хладагента резко падает.

Этот процесс напоминает подачу дыхательной смеси для аквалангиста: из баллона, где газ хранится под высоким давлением, он поступает к человеку, который дышит смесью с нормальным атмосферным давлением. При этом температура дыхательной смеси заметно снижается.

Аналогично и хладагент после регулирующего вентиля теряет не только давление, но и температуру. Таким образом, его температура снижается всего до нескольких градусов. Теперь он может охлаждать поток воды системы холодоснабжения здания. Это происходит в испарителе. Далее хладагент снова поступает в компрессор, и цикл замыкается.

Теплоотвод

Таким образом, в чиллере циркулирует специальное рабочее вещество - хладагент. Его цель - охладить воду и энергию, полученную от воды, и передать в окружающую среду. Оба процесса передачи энергии реализуются в теплообменных аппаратах (теплообменниках).
Как мы уже знаем, охлаждение воды происходит в испарителе: здесь хладагент получает тепловую энергию воды. А выброс тепла в окружающую среду происходит во втором теплообменнике - в конденсаторе.

Конденсатор - это единственное место, где хладагент контактирует с окружающей средой: трубки, по которым проходит хладагент, обдуваются наружным воздухом. При этом горячий хладагент остывает, то есть отдает свою энергию, а уличный воздух нагревается.

В этом можно легко убедиться, проведя рукой сверху над чиллером или даже просто подойдя к наружному блоку обычного кондиционера. Температура воздуха, которым оттуда дует, заметно выше температуры окружающего среды.

Итак, тепло, которое выделяется людьми, оборудованием, освещением, а также тепло, поступающее в помещения за счет солнечной радиации, передаётся циркулирующей по трубам воде. В испарителе холодильной машины вода это тепло передает хладагенту. А в конденсаторе холодильной машины это же тепло выходит наружу.

Компрессор - сердце холодильной машины

Своеобразным сердцем чиллера является компрессор. Так, в чиллерах Hitachi серии Samurai используются новейшие винтовые компрессора (см. рисунок 2). Компрессора являются самыми энергозатратными элементами чиллера, поэтому оптимизация их энергопотребления - одна из основных задач.

Рисунок 2. Компоновка двухвинтового компрессора в чиллерах Hitachi серии Samurai:
1. Высоконадежный двухполюсный электродвигатель HITACHI
2. Встроенный маслоотделитель (маслоотделитель циклонного типа)
3. Смотровое стекло для контроля уровня масла
4. Подогреватель масла
5. Высокоточные сдвоенные винтовые роторы
6. Фильтр на участке всасывания

Благодаря малому количеству движущихся частей компрессор отличается высокой степенью надежности, низким уровнем шума и низким уровнем вибрации. Кроме того, в данных компрессорах используется технология непрерывного регулирования холодопроизводительности, что позволяет идеально адаптироваться к нагрузке путем точного управления температурой охлажденной воды и отказаться от использования дорогих инвертеров.

Сброс тепла наружу

Рисунок 3. Вентиляторы конденсаторов в чиллерахHitachi

Отвод тепла в окружающую среду осуществляется в конденсаторе - теплообменнике, через который движется хладагент и наружный воздух. При этом движение хладагента, как мы уже знаем, обеспечивается компрессором.

Движение же воздуха осуществляется вентилятором конденсатора. На общем виде чиллера (см. рис. 1) сверху видны 6 цилиндрических элементов - именно в них и установлены вентиляторы, обеспечивающие движение воздуха через конденсатор. Воздух засасывается по бокам чиллера, проходит через конденсаторы, нагревается, а затем выбрасывается наружу вертикально вверх.

Вентиляторы конденсатора являются вторыми по величине потребителями энергии в чиллерах, поэтому их разработке и профилированию также уделяется большое внимание.

В частности, компания Hitachi использует новые двухлопастные вентиляторы (см. рис. 3), которые позволяют снизить шум по сравнению с четырехлопастным винтом. При этом увеличивается статический напор воздушного потока и, в то же время, существенно снижается мощность, потребляемая электродвигателем.

Работа «на тепло»

Многие чиллеры могут работать и по обратному холодильному циклу, вырабатывая тепло вместо холода. Это сродни реверсивному режиму работы кондиционеров - режиму работы «на тепло». В этом случае конденсатор чиллера играет роль испарителя и забирает тепло из окружающей среды, а в испарителе (который теперь стал конденсатором) тепло передается холодоносителю. Кстати, холодоноситель в этом случае уместнее именовать теплоносителем.

Довольно непросто разбираться во всем, что есть на свете. А быть профессионалом во всех областях науки и техники и вовсе практически невозможно. Однако по долгу службы, в учебных целях, или просто для повышения собственной осведомленности нам необходимо быстро получить максимум информации о каком-то устройстве или процессе, в легком и доступном для непрофессионалов, виде. Для этих целей существуют так называемые "пособия для чайников", то есть для тех, кому нужно быстро понять, о чем идет речь и как это работает. Разберем подобную инструкцию и рассмотрим принцип работы чиллера (для чайников).

Что это такое

Чиллер (или по-другому) - это агрегат для создания искусственного холода и передачи его соответствующему холодоносителю. В роли такового, как правило, выступает обычная вода, реже - рассолы (растворы солей в воде). Этимология слова относит его к английскому языку, к глаголу to chill (англ.) - охлаждать, и образованному от него существительному chiller (англ.) - охладитель . Холодильная машина может быть двух разных типов. Есть парокомпрессионный и абсорбционный чиллер. Принцип работы каждого из них существенно отличается.

Охлаждать всегда

Основная задача любого холодильного агрегата - получение холода в искусственных условиях, то есть там, где это невозможно сделать за счёт природы (фрикулинга). Понятно дело, что зимой, с глубоким минусом на улице, не составит особого труда. Но что делать летом, когда температура окружающего воздуха намного выше необходимой нам? Здесь на помощь приходит чиллер. Принцип работы его основан на использовании специальных сред, создаваемых определенными веществами (хладагентов). Они обладают способностью отбирать теплоту от другой среды (то есть охлаждать её) при кипении, переносить и выделять её в иную среду при конденсации. При работе холодильного цикла такие хладагенты изменяют своё фазовое (агрегатное) состояние с жидкого на газообразное и обратно.

Теплообменники

Любую холодильную машину можно условно разделить на две зоны: низкого и высокого давления. Независимо от типа, в любом чиллере всегда будут присутствовать два теплообменника: испаритель - в зоне низкого давления и конденсатор - в зоне высокого давления. Без этих двух компонентов системы не сможет работать чиллер. Принцип работы таких теплообменников основан на теплопроводности (кондукции), то есть передаче теплоты от одной среды в другую через разделяющую эти две среды стенку. Испаритель холодильной машины отдаёт выработанный холод в систему потребителю, а конденсатор либо сбрасывает отведённую теплоту в окружающую среду, либо отправляет её на рекуперацию (подогрев первой ступени ГВС, теплые полы и др.).

Как работает

Рассмотрим стандартный парокомпрессионный чиллер. Принцип работы такой холодильной машины теоретически основан на Компрессор повышает давление газа, одновременно с этим поднимая его температуру. Горячий газ под высоким давлением подается в конденсатор, где участвует в процессе теплообмена с другой средой более низкой температуры. Как правило, это либо вода (рассол), либо воздух. Здесь газ конденсируется в жидкость, в процессе чего выделяется избыточная теплота, отдаваемая холодоносителю и отводимая, таким образом, от потребителя. Далее жидкость поступает в дросселирующие устройство, где происходит снижение давления в системе с соответствующим падением температуры. После этого частично вскипевшая в жидкость поступает непосредственно в испаритель, который также является важной частью системы "чиллер-фанкойл". Принцип работы испарителя аналогичен конденсатору. Здесь происходит теплообмен между холодоносителем (который и уносит холод в фанкойл) и хладагентом, который начинает вскипать и при этом забирает теплоту от другой среды. После испарителя газ поступает в компрессор, и цикл повторяется.

Абсорбционный чиллер

Работа компрессора в парокомпрессионном цикле требует значительных затрат электроэнергии. Однако уже сейчас существует оборудование, позволяющее избежать этих трат. Рассмотрим принцип работы абсорбционного чиллера. Вместо компрессора здесь используется система повышения давления на основе абсорбирующего вещества с использованием источника теплоты, подводимого извне. Таким источником может служить горячий пар, горячая вода, либо тепловая энергия от сжигания газа или иного топлива. Эта энергия идёт на ректификацию или выпаривание абсорбента, в процессе чего повышается давление хладагента и он подается в конденсатор. Далее цикл работает аналогично парокомпрессионному, а после испарителя газообразный хладагент подается на теплообменник-абсорбер, где и происходит его смешивание с абсорбентом. В качестве абсорбента используется аммиак (в водно-аммиачных чиллерах) или (бромистолитиевые АБХМ).

Система "чиллер-фанкойл"

Принцип работы основан на подготовке воздуха в специальных теплообменниках-доводчиках, фанкойлах (от слов fan (англ.) - вентилятор и coil - змеевик ), которые устанавливают в воздуховодах перед его непосредственной раздачей в обслуживаемое помещение. Преимущества таких систем перед центральным кондиционированием заключается в том, что в каждой комнате можно поддерживать разные параметры воздуха (температура, влажность, подвижность), в зависимости от назначения помещения и расчета теплового баланса. И хотя воздух с приточной установки иногда пропускают через доводчики для его финальной обработки, то есть так же, как и в системе "чиллер-фанкойл", принцип работы описанных систем заметно отличается.

Чиллер представляет собой холодильную машину, которая предназначена для охлаждения холодоносителя, например, воды и гликолевого раствора.

Работа чиллера осуществляется благодаря парокомпрессионному холодильному циклу, который используется и в простых кондиционерах. Значит, чиллер содержит все четыре главных элемента любого холодильного оборудования:

компрессор;
конденсатор;
испаритель;
регулятор потока фреона.

Благодаря широкому диапазону мощности и универсальности, чиллеры используются в быту, промышленности (охлаждение пром. оборудования, сырья, оснастки), складском хозяйстве, в спортивных (охлаждение катков, и ледовых площадок) и общественных помещениях (кондиционирование) любых размеров.

Принцип работы чиллера:

Итак, чиллер состоит из таких элементов: компрессора и конденсатора, а также испарителя. Главной задачей испарителя является отвод тепла от объекта, который охлаждается. Именно для этого через чиллер пропускаются хладагент и вода. Когда хладагент закипает, он отбирает энергию у жидкости. Вследствие чего, вода либо другой теплоноситель охлаждаются, а сам хладагент - нагревается и принимает газообразное состояние.

Следующий этап - эта переход газообразного холодильного агента в компрессор, где горячий пар сжимается с нагревом до температуры 80-90 ºС и в конденсаторе переходит в жидкое состояние.

Принцип работы чиллера разных типов:

Абсорбционный тип чиллера имеет главную особенность работы - применение в качестве холодильного агента водяного пара, температура которого до 130 ºС, и подается под давление 1 бар. Основное преимущество данных агрегатов - отсутствие подвижных элементов, а также повышенная надежность в эксплуатации.

Чиллеры парокомпрессионного типа - самые распространенные холодильные машины, которые работают на основе компрессионного цикла. Принцип работы чиллера такого типа заключается в непрерывном цикле оборота, испарения, а также конденсации теплопередающего вещества.

Чиллер с воздушным охлаждением монтируется снаружи сооружения на открытом воздухе. Осуществляется охлаждение теплообменника воздухом,прогоняемым осевыми вентиляторами. Принцип работы чиллера с водяным охлаждением конденсатора заключается в том, что для охлаждения конденсатора машины холодильной применяется промежуточный теплоноситель, который охлаждается в градирнях, а также драйкулерах.

Чиллер с выносным конденсатором функционирует на основе водяного конденсатора, размещается внутри помещения и соединяется системой фреонопроводов с наружной установкой.

Чиллер, что это такое и для чего он нужен? Чем он отличается от кондиционеров, и каков его принцип работы? Если вы столкнулись с вопросом выбора или обслуживания климатического оборудования, об этих вещах стоит знать.

Многие считают, что чиллер – это просто большой кондиционер. Но такое мнение в корне неверно. Такое холодильное оборудование имеет свои отличия и особенности. В этой публикации мы расскажем, какие бывают виды таких холодильных машин и чем они отличаются.

Чиллер: что это такое и как он работает

Чиллеры (англ. Chiller – холодильник, холодильная машина) – устройства для обеспечения охлаждения или обогрева в промышленных масштабах. Их часто используют на производствах, для обеспечения микроклимата в торговых центрах, жилых домах, офисных зданиях.

Это климатическое оборудование можно сравнить с наружным блоком кондиционера, к которому подключено большое количество внутренних. В их качестве выступают фанкойлы, поэтому такая система называется « » принцип работы чиллера таков, что к нему можно подключить любые и их комбинации.

Как и в обычном кондиционере, производство тепла или холода происходит за счет циклов испарения и конденсации хладагента. Но в отличие от сплит-систем, он циркулирует только в самом устройстве.

Рабочий цикл

Основными элементами чиллера являются:

Компрессор;
Конденсатор;
Испаритель;
Теплообменник.

Компрессор сжимает фреон, повышая его давление настолько, что он переходит в жидкое состояние. При этом его температура существенно повышается.

Попадая в конденсатор, фреон отдает тепло воздуху или воде. Он охлаждается и переходит в испаритель.

В испарителе установлен регулирующий вентиль, который контролирует количество хладагента. Фреон расширяется и переходит в газообразное состояние. При этом его температура падает.

В таком состоянии он переходит в теплообменник, где охлаждает воду в магистрали. Холодная вода поступает в фанкойлы, тем самым обеспечивая их работу.

В том случае, когда чиллер работает на обогрев, процесс такой же, но циркуляция идет в обратном порядке.

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.

Установка внутреннего блока чиллера (Видео)

Преимущества и недостатки чиллеров

По своему назначению чиллеры схожи с , мультизональными или мульти-сплит системами. Они так же призваны обеспечивать микроклимат в нескольких помещениях и больших объемах. Но имеют ряд принципиальных отличий.

Как работает чиллер с воздушным охлаждением

Холодильные машины с воздушным охлаждением конденсатора наиболее распространены. Их часто можно увидеть на крышах больших зданий. Принцип работы чиллера с воздушным охлаждением основан на теплообмене между фреоном и атмосферным воздухом.

Различают два вида такого оборудования:

С выносным, наружным конденсатором;
С встроенным, внутренним конденсатором.

В первом случае блок конденсатор находится на удалении от основного блока и связан с ним магистралью, по которой циркулирует фреон. Такие установки дороже, но удобнее в обслуживании – внутренний блок можно установить в помещении.

Принцип работы чиллера с водяным охлаждением

В чиллерах с водяным охлаждением конденсатора в качестве среды для отбора или сброса тепловой энергии используется вода. Это может быть пруд, река, бассейн или любой водоем. В них конденсатор находится отдельно от основного блока и погружен в воду.