Что такое чиллер: особенности устройства, правила выбора и монтажа

Широкий диапазон мощности дает возможность использовать чиллер для охлаждения в помещениях различных размеров: от квартир и частных домов до офисов и гипермаркетов. Кроме того, он применяется в пищевой промышленности для охлаждения воды и напитков, в спортивно-оздоровительной сфере – для охлаждения катков и ледовых площадок, в фармацевтике – для охлаждения медикаментов.

Существуют следующие основные типы чиллеров:

моноблок, воздушный конденсатор, гидромодуль и компрессор находятся в одном корпусе;
чиллер с выносным конденсатором на улицу (холодильный модуль располагается в помещении, а конденсатор выносится на улицу);
чиллер с водяным конденсатором (используют когда нужны минимальные размеры холодильного модуля в помещении и нет возможности использовать выносной конденсатор);
тепловой насос, с возможностью нагрева или охлаждения теплоносителя.

Выбор чиллера – это серьезный вопрос, который требует грамотного решения. Безусловно, для того чтобы подобрать холодильный агрегат, вам вовсе необязательно знать все нюансы работы холодильной машины, однако знание основных принципов поможет вам быстрее определиться с нужной моделью.

Подробнее о компонентах:

Воздушный конденсатор
Реле низкого и высокого давления
Накопительная емкость
Компрессор
Манометры для воды
ТРВ
Насос
Ресивер
Фильтр-осушитель
Пластинчатый теплообменник
Реле протока

Существует несколько гидравлических схем работы чиллера: однонасосная схема (классическая), двухнасосная схема и охлаждение с промежуточным хладоносителем — пропиленгликолем. Другая техническая информация по чиллерам.

Принцип работы чиллера

Промышленный чиллер состоит из трех основных элементов: компрессора, конденсатора и испарителя. Основная задача испарителя – это отвод тепла от охлаждаемого объекта. С этой целью через него пропускаются вода и хладагент. Закипая, хладагент отбирает энергию у жидкости. В результате этого вода или любой другой теплоноситель охлаждаются, а холодильный агент – нагревается и переходит в газообразное состояние. После этого газообразный холодильный агент попадает в компрессор, где воздействует на обмотки электродвигателя компрессора, способствуя их охлаждению. Там же горячий пар сжимается, вновь нагреваясь до температуры в 80-90 ºС. Здесь же он смешивается с маслом от компрессора.

В нагретом состоянии фреон поступает в конденсатор, где разогретый холодильный агент охлаждается потоком холодного воздуха. Затем наступает завершающий цикл работы: хладагент из теплообменника попадает в переохладитель, где его температура снижается, в результате чего фреон переходит в жидкое состояние и подается в фильтр-осушитель. Там он избавляется от влаги. Следующим пунктом на пути движения хладагента является терморасширительный вентиль, в котором давление фреона понижается. После выхода из терморасширителя холодильный агенент представляет собой пар низкого давления в сочетании с жидкостью. Эта смесь подается в испаритель, где хладагент вновь закипает, превращаясь в пар и перегреваясь. Перегретый пар покидает испаритель, что является началом нового цикла.

Схема работы промышленного чиллера

# 1 Компрессор (Compressor)
Компрессор имеет две функции в холодильном цикле. Он сжимает и перемещает пары хладогента в чиллере. При сжатии паров происходит повышение давления и температуры. Далее сжатый газ поступает в воздушный конденсатор где он охлаждается и превращается в жидкость, затем жидкость поступает в испаритель (при этом её давление и температура снижается), где она кипит, переходит в состояние газа, тем самым забирая тепло от воды или жидкости, которая проходит через испаритель чиллера. После этого пары хладагента поступают снова в компрессор для повторения цикла.

# 2 Конденсатор воздушного охлаждения (Air-Cooled Condenser)
Конденсатор с воздушным охлаждением представляет собой теплообменник, где тепло, поглощаемое хладагентом, выделяется в окружающее пространство. В конденсатор обычно поступает сжатый газ — фреон, который охлаждаются до температуры насыщения и, конденсируясь, переходит в жидкую фазу. Центробежный или осевой вентилятор подают поток воздуха через конденсатор.

# 3 Реле высокого давления (High Pressure Limit)
Защищает систему от избыточного давления в контуре хладагента.

# 4 Манометр высокого давления (High Pressure Pressure Gauge)
Обеспечивает визуальную индикацию давления конденсации хладагента.

# 5 Жидкостной ресивер (Liquid Receiver)
Используется для хранения фреона в системе.

# 6 Фильтр-осушитель (Filter Drier)
Фильтр удаляет влагу, грязь, и другие инородные материалы из хладагента, который повредит холодильной системе и снизить эффективность.

# 7 Соленоиндный вентиль (Liquid Line Solenoid)
Соленоидный клапан — это просто электрически управляемый запорный кран. Он управляет потоком хладагента, который закрывается при остановке компрессора. Это предотвращает попадание жидккого хладагента в испаритель, что может вызвать гидроудар. Гидроудар может привести к серьезному повреждению компрессора. Клапан открывается, когда компрессор включен.

# 8 Смотровое стекло (Refrigerant Sight Glass)
Смотровое стекло помогает наблюдать поток жидкого хладагента. Пузырьки в потоке жидкости свидетельствуют о нехватке хладагента. Индикатор влажности обеспечивает предупреждение в том случае, если влага поступает в систему, указывая, что требуется техническое обслуживание. Зеленый индикатор не сигнализирует никакого содержания влаги. А желтые сигналы индикатора, что система загрязнена с влагой и требует технического обслуживания.

# 9 Терморегулирующий вентиль (Expansion Valve)
Терморегулирующий вентиль или ТРВ — это регулятор, положение регулирующего органа (иглы) которого обусловлено температурой в испарителе и задача которого заключается в регулировании количества хладагента, подаваемого в испаритель, в зависимости от перегрева паров хладагента на выходе из испарителя. Следовательно, в каждый момент времени он должен подавать в испаритель только такое количество хладагента, которое, с учетом текущих условий работы, может полностью испариться.

# 10 Горячий Перепускной клапан газа (Hot Gas Bypass Valve)
Hot Gas Bypass Valve (регуляторы производительности) используются для приведения производительности компрессора к фактической нагрузке на испаритель (устанавливаются в байпасную линию между сторонами низкого и высокого давления системы охлаждения). Перепускной клапан горячего газа (не входит в стандартную комплектацию чиллеров) предотвращает короткое циклирование компрессора путем модуляции мощности компрессора. При активации, клапан открывается и перепускает горячий газ холодильного агента с нагнетания в жидкостной поток хладагента, поступающего в испаритель. Это уменьшает эффективную пропускную способность системы.
# 11 Испаритель (Evaporator)
Испаритель это устройство, в котором жидкий хладагент кипит, поглощая тепло при испарении, у проходящего через него охлаждающей жидкости.

# 12 Манометр низкого давления фреона (Low Pressure Refrigerant Gauge)
Обеспечивает визуальную индикацию давления испарения хладагента.

# 13 Предельное Низкое давление хладагента (Low Refrigerant Pressure Limit)
Защищает систему от низкого давления в контуре хладагента, чтобы вода не замерзла в испарителе.

# 14 Насос охлаждающей жидкости (Coolant Pump)
Насос для циркуляции воды по охлаждаемому контуру

# 15 Ограничение температуры замерзания (Freezestat Limit)
Предотвращает замерзание жидкости в испарителе

# 16 Датчик температуры
Датчик, который показывает температуру воды в охлаждающем контуре

# 17 Хладагент манометр (Coolant Pressure Gauge)
Обеспечивает визуальную индикацию давления теплоносителя, подаваемого на оборудование.

# 18 Автоматический долив (Water Make-Up Solenoid)
Включается когда вода в емкости снижается ниже допустимого предела. Соленоидный клапан открывается и происходит долив в емкость от водопровода до нужного уровня. Далее клапан закрывается.

Что такое чиллер: особенности и устройство

Чиллер – это машина для охлаждения различных жидкостей. Рассмотрим те из них, которые применяются в системах кондиционирования чиллер-фанкойл для понижения температуры воздуха в помещении.

Принцип работы чиллера

Расчетные температуры, которые закладываются в программу подбора чиллера при работе на воде, это: +7 °C выходящей воды из чиллера и +12 °C выходящей воды из фанкойлов. Во всем остальном чиллер представляет собой обычную холодильную машину, где холодильный агент первоначально сжимается в компрессоре, далее в газообразном виде проходит через маслоотделитель (если он присутствует в системе), подается в конденсатор, линейный ресивер (при наличии), после чего дросселируется в ТРВ или ЭТРВ и поступает в испаритель, где охлаждает жидкость. Охлажденная жидкость с помощью насосов подается в фанкойлы, где нагревается от воздуха в помещении и возвращается на охлаждение в испаритель холодильной машины. В испарителе холодильный агент закипает, превращается в газ и через отделитель жидкости (при его наличии) поступает обратно на сжатие в компрессор.

На фото: принцип работы чиллера со встроенным гидромодулем

Изначально чиллеры использовали для охлаждения, в первую очередь, воды. Далее вода поступала либо в фанкойлы для охлаждения воздуха в помещении, либо на другие нужды.

Однако со временем появилась возможность усовершенствовать работу холодильного контура чиллера и за счет включения в него четырехходового клапана изменять работу на охлаждение или на тепло. Все современные производители чиллеров для кондиционирования воздуха имеют в своем ассортименте небольшое количество моделей холодильных машин, работающих в режиме теплового насоса. Но в основном все крупные производители холодильных машин предлагают чиллеры, работающие только в режиме охлаждения, они немного дешевле и проще в эксплуатации.

Как любая холодильная машина чиллер имеет 4 основных элемента холодильного контура: компрессор, конденсатор, дросселирующее устройство, испаритель. В зависимости от производительности, которая является основным критерием для выбора компрессора, чиллер может работать на основе ротационного, спирального, винтового или центробежного компрессора. Чем больше производительность, тем сложнее и больше компрессор.

На фото: 4 вида компрессоров (ротационный, спиральный, винтовой, центробежный)

Комплектация чиллера теплообменником (испарителем) также имеет свою зависимость от производительности. Цифровые значения производительности достаточно условные, однако если они составляют примерно до 25 кВт, то конструкция испарителя, как правило, предполагает более простое строение – типа «труба в трубе» или коаксиальное. Чиллер с производительностью от 60 до 2000 кВт комплектуется кожухотрубным испарителем с кипением холодильного агента в трубах (DX-тип) или с кипением хладагента в объеме теплообменника (затопленный тип или кожухотрубный испаритель на падающей пленке). Чиллеры с производительностью от 30 до 1000 кВт в основном идут с пластинчатым теплообменником — это, пожалуй, самый дорогостоящий, но самый эффективный теплообменный аппарат на сегодняшний день.

Что касается конденсаторов, то на сегодняшний день чиллеры комплектуются в основном моделями воздушного типа – медно-трубными. С появлением примерно в 2010 году новых конденсаторов микроканального типа, многие производители перешли на выпуск чиллеров воздушного охлаждения именно на основе таких конденсаторов. Это позволило уменьшить габариты чиллера, сократить его заправку холодильным агентом почти на 65%, снизить общий вес чиллера по сравнению с медно-трубным конденсатором. Но не все производители еще в полной мере оценили такие преимущества и продолжают комплектовать медно-трубными воздушными конденсаторами.

Функциональность всего чиллера во многом зависит именно от правильной работы этих четырех элементов холодильного контура. Однако неисправности могут возникнуть и по причине выхода из строя каких-либо вспомогательных элементов. Так, достаточно часто случается отключение чиллера по высокому или низкому давлению. У этого может быть несколько причин, самые распространенные из них – большое или малое количество холодильного агента, нарушение в работе дросселирующих устройств (ТРВ или ЭТРВ), закрытый соленоидный вентиль.

Схема работы чиллера

До 1982 года чиллер являлся единственной системой кондиционирования, которая могла обеспечить работу неограниченного числа помещений. Соответственно схем подключения чиллера и его работы на различных объектах тоже немало. Отсюда как самих конструктивных решений холодильных машин, так и вариантов их подключения большое множество. Самая распространенная схема: чиллер с воздушным конденсатором, который обдувается осевым вентилятором, водяным контуром и двумя насосами в гидромодуле. В случае расположения чиллера в теплом помещении возможна схема с выносным воздушным конденсатором, который не входит в комплект поставки и приобретается отдельно. В этом случае есть неудобства, связанные с ограничением длины трубопроводов и взаимного расположения самого чиллера и выносного конденсатора. Есть схемы с водяным конденсатором, когда можно расположить сам чиллер в теплом помещении, удобном для обслуживания. Однако для снабжения конденсатора холодной водой необходим дополнительный водяной контур с сухой градирней (драйкулером).

На фото: схема чиллера с конденсатором воздушного охлаждения. 1 – компрессор, 2 – реле высокого давления, 3 – клапан запорный, 4 – клапан дифференциальный, 5 – регулятор давления конденсации, 6 – конденсатор воздушного охлаждения, 7 – ресивер линейный, 8 – клапан запорный, 9 – фильтр-осушитель, 10 – стекло смотровое, 11 – клапан соленоидный, 12 – катушка для клапана соленоидного, 13 – вентиль терморегулирующий, 14 – испаритель пластинчатый паяный, 15 – фильтр-осушитель, 16 – реле низкого давления, 17 – клапан запорный, 18 – датчик температуры, 19 – реле протока жидкости, 20 – щит электрический.

Помимо этого имеются чиллеры в специальном исполнении, работающие также в режиме нагрева жидкости. Обычно такой режим называют – режим работы теплового насоса или просто тепловой насос. Это направление уходит немного в сторону от системы кондиционирования и занимает отдельную нишу – тепловых насосов. Чиллер, работающий и на охлаждение, и на тепло, называется – чиллер с функцией теплового насоса.

Если рассматривать разновидности чиллеров, то можно отметить, что часто чиллеры делят по производительности. Причем такое деление достаточно условное. Так, например, граница чиллеров малой и большой производительности может лежать в районе 20-100 кВт, но каждый производитель устанавливает такую границу сам.

Виды чиллеров

Вид чиллера или тип могут быть совершенно различными и зависят от его назначения. Так, например, модульные чиллеры могут набираться как конструктор и соединяться в один контур, а одиночные (они же чиллеры определенной производительности, или фиксированной производительности) работают каждый на свой контур.

На фото: общий вид чиллеров модульной компоновки серии DANTEX DN-25-250BD(F)(L) SF

В зависимости от типа компрессора, которым комплектуется чиллер, вид (тип) чиллеры тоже бывает различным. Часто чиллеры небольшой производительности комплектуются ротационными компрессорами. Они дешевле и проще в изготовлении. Небольшие чиллеры и установки большой производительности часто работают на базе спиральных компрессоров. Они более надежные и имеют больший запас прочности по сравнению с ротационными при всех прочих равных условиях. Спиральных компрессоров может быть до 4 или 6 в одном чиллере. Начиная от мощности в мегаватт, чаще применяется винтовой компрессор, а конденсаторы – не воздушного охлаждения, а водяного. Это еще больше усложняет конструкцию чиллера. Если же производительность приближается к десяти мегаваттам, то можно говорить и о центробежных компрессорах, водяных конденсаторах и кожухотрубных испарителях затопленного типа.

На фото: модульный чиллер DN-060MVB(G)/SF с двухроторными компрессорами; модульный чиллер DN-200BFL/SF со спиральными компрессорами; модульный чиллер DN-380BGMTC/SM с двухвинтовым компрессором; чиллер DN-CCWE500H/SM с центробежным компрессором

Несколько в стороне от них стоят абсорбционные чиллеры. Они относятся к установкам, использующим для осуществления холодильного цикла тепловую энергию, часто бросовую. В них нет необходимости применения компрессора как элемента, который обеспечивает циркуляцию холодильного агента. В таких чиллерах и конденсатор и испаритель отличаются по конструкции от традиционных. Единственное их преимущество в том, что за счет применения бросовой теплоты экономится значительная часть электроэнергии на работу установки. Сама же конструкция значительно сложнее классических чиллеров, да и конечные температуры, которые можно получить в результате применения такого чиллера, не такие уж и низкие.

На фото: схема одноконтурного абсорбционного чиллера, абсорбционный чиллер

Как уже говорилось выше, чиллеры для кондиционирования имеют фиксированную температуру входящей и выходящей из него воды. Разность температуры при этом составляет от 4 до 6 °C. Чтобы иметь большую разность температуры применяют схемы с двумя насосами или двухнасосные схемы.

При классической схеме работы чиллера в гидромодуле устанавливаются два насоса для обеспечения циркуляции воды: один рабочий, второй резервный. Устанавливаются они в одном месте параллельно друг другу. Однако такие чиллеры называть двухнасосными ошибочно.

В двухнасосных схемах группы насосов устанавливаются в разных местах: перед аккумулирующим баком и после него. Именно такая работа этих насосов позволяет увеличить разность температур между входящей и выходящей водой до 15 °C.

На фото: двухнасосная система. 1 – конденсатор воздушного охлаждения; 2 – компрессор; 3 – манометр высокого давления; 4 – реле сдвоенное; 5 – манометр низкого давления; 6 – ресивер вертикальный; 7 – фильтр-осушитель; 8 – глазок смотровой; 9 – соленоидный вентиль; 10 – ТРВ; 11 – испаритель пластинчатый; 12 – насос циркулирующий; 13 – насос подающий; 14 – датчик температуры; 15 – емкость термоизолированная; 16 – шаровый кран (комплект), автоматический клапан (опция); 17 – манометр жидкостный.

Следует четко понимать, что все системы, которые предназначены для охлаждения воды (жидкости), называются чиллерами. Однако если мы говорим о системе кондиционирования, то такую установку производитель выпускает именно для кондиционирования, и ее нельзя использовать в других целях – например, для охлаждения доменной печи, в работе термопластавтомата или для обработки воды в бассейне. Для этих нужд применяются чиллеры, которые изготавливают исходя из специфики их дальнейшей работы. С точки зрения конечных температур (кипения холодильного агента) их относят к группе высокотемпературных холодильных машин.

Существуют и другие чиллеры. Например, среднетемпературные и низкотемпературные. Конечные температуры у них более низкие – отрицательные.

Именно выбор типа чиллера и понимание, для каких процессов он будет использоваться, позволит избежать проблем при запуске и дальнейшей эксплуатации.

Правильность выбора чиллера

Как правило, заказчик сам выбирает тип чиллера, исходя из своих требований и целей. Определить нужную модель можно по следующим характеристикам:

тип теплоносителя (вода или какая-либо незамерзающая жидкость);
необходимость работы на охлаждение/охлаждение + нагрев жидкости;
круглогодичное использование или сезонное;
расположение чиллера и гидромодуля в одном или разных корпусах;
температурный режим работы чиллера;
место размещения чиллера (на крыше, грунте, между этажами).

В случае размещения чиллера в помещении, необходимо учитывать размеры чиллера и возможность дополнительного свободного пространства для его обслуживания. При расположении чиллера в помещении большое значение имеет температура внутреннего пространства, так как она напрямую влияет на давление конденсации. Ее следует поддерживать на уровне не выше +35 °C.

На фото: расположение чиллеров

Каждый производитель осуществляет расчет и подбор чиллера и гидромодуля по своей программе. Это связано с большим количеством производителей основных компонентов – компрессоров и теплообменников, которые имеют отличия в холодопроизводительности при прочих равных условиях. На подбор одного из составляющих гидромодуля – аккумулирующего бака – следует обратить особое внимание, поскольку для его правильного расчета требуется множество индивидуальных данных. Далее сам расчет производится согласно нескольким вполне доступным формулам.

Монтаж, управление и обслуживание

Чиллер, как и любая другая промышленная система кондиционирования, является сложным оборудованием и для его монтажа следует предварительно сделать проект системы холодоснабжения, включая подробные спецификации. Все монтажные работы производятся строго и согласно проекту. В случае отсутствия оборудования, фитингов, трубопроводов и другого оборудования, заложенного в проект, замену отсутствующих элементов без согласования с проектировщиками производить нельзя. Все монтажные работы осуществляются специалистами, сертифицированными именно по этому оборудованию именно этого бренда.

На фото: проекты систем холодоснабжения

Отдельно несколько слов стоит сказать об обвязке чиллера. У него три зоны, которые подвергаются различным соединениям (обвязкам): сам чиллер с холодильным контуром, гидромодуль с гидравлической системой на различных жидкостях и фанкойлы, охлаждающие/нагревающие воздух в помещении. Систем обвязки существует очень много. Это зависит и от оборудования, и от проектировщиков. Поэтому все эти работы следует производить согласно проектной документации.

На фото: обвязка чиллера

После монтажа и проверки всех проведенных работ осуществляется заправка чиллера холодильным агентом (*только для чиллеров с выносным конденсатором, моноблочные холодильные машины, как правило, поставляются заправленными холодильным агентом). Следует обратить внимание на тип холодильного агента. 99% всех чиллеров работают на холодильном агенте R410А. Но на рынке есть небольшое количество чиллеров, работающих на R134A, R407С, R290 и некоторых других. Если чиллер произведен до 2005 г., то есть вероятность, что он работает еще на старом фреоне – R22.

После заправки имеет смысл еще раз проверить чиллер на утечку (*только для чиллеров с выносным конденсатором). Если утечки нет, то производится запуск согласно протоколу, т.е. проверка протяжки силовых контактов, давлений жидкости на входе и выходе испарителя, расхода воды и т.п. В идеале запуск системы должен проходить в присутствии производителя или представителя продающей организации, чтобы исключить спорные моменты при возникновении неисправностей. После запуска подписывается акт приемки чиллера в эксплуатацию.

Отдельно на этапе проектирования обговаривается, каким образом будет вестись управление чиллером: только местное управление, с возможностью удаленного/центрального управления, комплексное управление. Однако центральное и комплексное управление можно сделать и по истечении какого-то времени, уже при эксплуатации чиллера.

На фото: схема управления чиллером

Если следовать всем требованиям по эксплуатации чиллера, соблюдать сроки его обслуживания, то заложенные средства автоматизации позволят удобно и безопасно его использовать. Главной и самой серьезной ошибкой является отключение средств автоматики, которые отвечают за температуру жидкости после чиллера. Часто по незнанию ее просто отключают, в результате чего происходит «разморозка» испарителя чиллера. Это, в свою очередь, грозит полной его заменой, без возможности ремонта.

Чтобы исключить вероятность каких-либо поломок следует планово проводить сервисное обслуживание чиллера и всех его составляющих. Такие работы также стоит доверить сертифицированным специалистам. В идеальном варианте обслуживание должна осуществлять та компания, которая производила монтаж и запуск чиллера.

Еще одной особенностью эксплуатации чиллеров являются работы, называемые консервацией. Часто ее проведение необходимо в отношение чиллеров воздушного охлаждения, где в качестве тепло/хладоносителя применяется вода, а сама установка используется только летом в режиме охлаждения. В зимний период времени вода может замерзнуть, поскольку чиллер стоит на открытом воздухе. Именно для предотвращения поломки теплообменника следует производить консервацию чиллера перед наступлением отрицательных температур окружающей среды. На этот случай имеются определенные порядок и последовательность проведения работ, которые прописаны в сервисном регламенте. Консервацию следует производить с особой тщательностью, так как любая небрежность впоследствии может вывести из строя испаритель чиллера, что зачастую приводит к дорогостоящему ремонту или к замене чиллера целиком.

Что такое чиллер: особенности устройства, правила выбора и монтажа

Рассматривая вопрос охлаждения или обогрева собственного частного дома, имеет смысл узнать, что такое чиллер. Эта альтернатива системам кондиционирования практически не используется для отдельных небольших комнат, но для просторного коттеджа может оказаться очень выгодным решением.

Принцип работы чиллера

Чиллерами называют разновидность холодильных машин, которые используются для охлаждения разнообразных жидкостей. Чаще всего эти агрегаты применяются в промышленности, но подходят они и для кондиционирования воздуха в крупных жилых зданиях, торговых комплексах, офисах и т.п.

В сочетании с вентиляторными доводчиками-фанкойлами чиллеры прекрасно исполняют роль центрального кондиционера. Если в традиционных кондиционерах фреон охлаждает непосредственно воздух, то с чиллерами все несколько иначе.

Здесь тепловую энергию перемещают с помощью обычной воды. Чтобы предотвратить ее замерзание, может использоваться смесь с антифризом, например, с тосолом. Чиллер работает благодаря испарителю, компрессору и конденсатору, которые входят в его состав.

Через испаритель проходят потоки воды и хладагента. Последний поглощает тепловую энергию воды и закипает. Хладагент превращается в газ, а вода охлаждается. После этого парообразный хладагент поступает в компрессор, где под воздействием сил сжатия разогревается и смешивается с маслом.

Затем этот состав перемещается в конденсатор, здесь он отдает значительную часть тепловой энергии и превращается в жидкость. После этого хладагент поступает в фильтр-осушитель, чтобы освободиться от избыточной влаги.

Давление жидкого хладагента понижается при перемещении через терморасширительный вентиль. Здесь он снова переходит в парообразное состояние и подается в испаритель для повторения цикла.

Чиллер состоит из компрессора, конденсатора и испарителя. Перемещаясь межу этими устройствами, хладагент отбирает тепловую энергию воды и охлаждает ее (+)

Таким образом, компрессор предназначен для сжатия и перемещения хладагента, который последовательно перемещается через воздушный конденсатор и испаритель, то нагреваясь и одновременно охлаждая воду, то остывая.

Конденсатор в этой системе исполняет роль теплообменника, с помощью которого тепловая энергия, поглощенная хладагентом, передается окружающей среде.

Современные модели чиллеров снабжены панелью управления с жидкокристаллическим экраном, на котором отражается текущее состояние устройства и сообщения о вероятных поломках

Избыточное давление на контуре хладагента может привести к повреждению системы. Для контроля этого показателя используют реле высокого давления, а также манометр, позволяющий визуально следить за состоянием системы. Для хранения хладагента предназначен жидкостный ресивер.

Фильтр-осушитель удаляет из хладагента не только водяные пары, но и посторонние загрязнения. Для управления потоком хладагента предназначен соленоидный вентиль, который автоматически перекрывает систему при прекращении работы компрессора.

Это защищает систему от попадания в испаритель хладагента в жидком состоянии. Как только компрессор включается, вентиль открывается. В системе имеется смотровое стекло, которое позволяет визуально контролировать состояние хладагента.

Если в потоке жидкости просматриваются пузырьки воздуха, значит, необходимо увеличить количество фреона. Для контроля за влажностью хладагента предназначены датчики с цветовой индикацией. А регулирование количества хладагента, поступающего в испаритель, осуществляется с помощью терморегулирующего вентиля.

Для повышения пропускной способности системы иногда рекомендуется использовать горячий перепускной клапан газа. Этот элемент не всегда входит в комплект поставки.

Чтобы количество воды в системе оставалось достаточным для ее работы, в промышленных моделях чиллеров устанавливают систему автоматического долива воды. Циркуляцию воды внутри контура обеспечивает насос охлаждающей жидкости.

Моноблочные модели чиллеров уже подготовлены к монтажу, поэтому их установить проще и удобнее, чем агрегат с выносным конденсатором

Упомянутые ранее фанкойлы представляют собой устройства, с помощью которых охлажденный воздух поступает в отдельные помещения. Устанавливают вентиляторные доводчики внутри помещения. Они монтируются на стену, потолок и даже на пол. К одному чиллеру можно присоединить несколько фанкойлов.

Конкретное их количество определяется количеством помещений, нуждающихся в кондиционировании. Но при этом производительность чиллера должна обеспечивать определенное количество фанкойлов.

Для соединения чиллера и фанкойлов в общую систему используют обычные водопроводные трубы. Это выгодно отличает их от традиционных сплит-систем, для которых подходят только дорогостоящие медные коммуникации.

Чиллеры с выносным конденсатором не так производительны, как моноблочные модели, но они позволяют использовать меньше места для монтажа устройства внутри дома

Важная часть такого устройства — насос, обеспечивающий циркуляцию хладагента. Чем выше производительность этого насоса, тем большее расстояние может разделять чилер и фанкойлы. Это удобно, поскольку увеличивает количество вариантов при выборе подходящего места для чиллера.

Нередко агрегат ставят на крыше здания, на при желании его можно поместить в специальном подсобном помещении. Это позволяет полностью сохранить внешний вид существующего фасада здания. Сплит-системы практически никогда не предоставляют такой возможности.

Чиллеры классифицируют в зависимости от различных признаков:

по типу холодильного цикла как абсорбционные и парокомпрессионные;
по конструкции как моноблок или система с выносным конденсатором;
по типу охлаждения конденсатора, которое может быть воздушным или водяным;
по схеме подключения;
по наличию или отсутствию теплового насоса.

Чиллеры, имеющие в конструкции тепловой насос, подходят не только для кондиционирования воздуха в помещении, но и для его обогрева. Они рассчитаны на использование в течение всего года.

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.

Особенности монтажа таких устройств

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.

Промышленный чиллер — устройство достаточно сложное, но при правильном монтаже и обслуживании оно может безупречно прослужить многие годы. Чтобы не ошибиться в процессе установки оборудования, лучше обратиться в специализированную компанию.

Что такое чиллер: особенности устройства, правила выбора и монтажа

В представленной нами статье подробно описан принцип действия этого типа климатического оборудования. Приведены правила сборки и сооружения системы, формирующей микроклимат в помещении. С учетом наших рекомендаций вы без проблем сможете подобрать оптимальную модель.

Принцип работы чиллера

Чиллер – климатическая установка, способная обрабатывать одновременно несколько независимых помещений

Принцип работы чиллера основан на охлаждении или нагреве теплоносителя, транспортируемого по трубопроводу. В его работе не задействован опасных для окружающей среды фреон

Простое в управлении оборудование не требует от оператора особой подготовки, освоить холодильную машину может рядовой человек со средним образованием

В климатической системе с чиллером мощная насосная станция перемещает по трубам теплоноситель к фанкойлам – устройствам, подающим обработанный воздух в помещения

Чиллеры классифицируют в зависимости от различных признаков:

по типу холодильного цикла как абсорбционные и парокомпрессионные;
по конструкции как моноблок или система с выносным конденсатором;
по типу охлаждения конденсатора, которое может быть воздушным или водяным;
по схеме подключения;
по наличию или отсутствию теплового насоса.

Как правильно выбрать чиллер?

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

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.

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.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик с презентацией промышленной модели чиллера ЧА-14 можно посмотреть здесь:

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящейся ниже блок-форме. Расскажите о том, как устанавливали подобную климатическую систему в вашем доме или офисе, поделитесь полезными сведениями по теме статьи. Задавайте вопросы, сообщайте об обнаруженных недочетах в тексте, публикуйте фото по теме.

Устройство чиллера и схема работы

Что такое чиллер? Чиллер – это холодильный агрегат, применяемый для охлаждения и нагревания жидких теплоносителей в центральных системах кондиционирования, в качестве которых могут выступать приточные установки или фанкойлы. В основном чиллер для охлаждения воды используют на производстве — охлаждают различное оборудование. У воды лучше характеристики по сравнению со смесью гликоля, поэтому работа на воде более эффективна.

моноблок, воздушный конденсатор, гидромодуль и компрессор находятся в одном корпусе;
чиллер с выносным конденсатором на улицу (холодильный модуль располагается в помещении, а конденсатор выносится на улицу);
чиллер с водяным конденсатором (используют когда нужны минимальные размеры холодильного модуля в помещении и нет возможности использовать выносной конденсатор);
тепловой насос, с возможностью нагрева или охлаждения теплоносителя.

Принцип работы чиллера

Теоретической основой, на которой построен принцип работы холодильников, кондиционеров, холодильных установок, является второе начало термодинамики. Охлаждающий газ (фреон) в холодильных установках совершает так называемый обратный цикл Ренкина — разновидность обратного цикла Карно. При этом основная передача тепла основана не на сжатии или расширении цикла Карно, а на фазовых переходах — испарении и конденсации.

Схема работы промышленного чиллера

# 3 Реле высокого давления (High Pressure Limit)
Защищает систему от избыточного давления в контуре хладагента.

# 5 Жидкостной ресивер (Liquid Receiver)
Используется для хранения фреона в системе.

# 14 Насос охлаждающей жидкости (Coolant Pump)
Насос для циркуляции воды по охлаждаемому контуру

# 15 Ограничение температуры замерзания (Freezestat Limit)
Предотвращает замерзание жидкости в испарителе

# 16 Датчик температуры
Датчик, который показывает температуру воды в охлаждающем контуре

# 19 Резервуар Уровень поплавковый выключатель (Reservoir Level Float Switch)
Поплавковый выключатель. Открывается когда уровень воды в емкости снижается.

# 20 Датчик температуры 2 (From Process Sensor Probe)
Датчик температуры, который показывает температуру нагретой воды, которая возвращается от оборудования.

# 21 Реле протока (Evaporator Flow Switch)
Защищает испаритель от замерзания в нем воды (когда слишком низкий проток воды). Защищает насос от сухого хода. Сигнализирует отсутствие потока воды в чиллере.

# 22 Емкость (Reservoir)
Для избежания частых пусков компрессоров используют емкость увеличенного объема.

Чиллер с водяным охлаждением конденсатора отличается от воздушного — типом теплообменника (вместо трубчато-ребристого теплообменника с вентилятором используется кожухотрубный или пластинчатый, который охлаждается водой). Водяное охлаждение конденсатора осуществляется оборотной водой из сухого охладителя (сухой градирни, драйкулера) или градирни. В целях экономии воды предпочтительным является вариант с установкой сухой градирни с водяным замкнутым контуром. Основные преимущества чиллера с водяным конденсатором: компактность; возможность внутреннего размещения в маленьком помещении.

Вопросы и ответы

Можно ли чиллером охлаждать жидкость на проток более, чем на 5 градусов?

Чиллер можно использовать в замкнутой системе и поддерживать заданную температуру воды, например, 10 градусов, даже если возврат будет с температурой 40 градусов.

Есть чиллеры, которые охлаждают воду на проток. Это в основном используется для охдаждения и газирования напитков, лимонадов.

Что лучше чиллер или драйкулер?

Температура хладоносителя при использовании драйкулера зависит от температуры окружающей среды. Если, например, на улице будет +30, то хладоноситель будет с температурой +35…+40С. Драйкулер используют в основном в холодное время года для экономии электроэнергии. Чиллером можно получать заданную температуру в любое время года. Можно изготовить низкотемпературный чиллеры для получения температуры жидкости с отрицательной температурой до минус 70 С (хладоносителем при такой температуре является в основном спирт).

Какой чиллер лучше — с водяным или воздушным конденсатором?

Чиллер с водяным охлаждением имеет компактные размеры, поэтому могут размещаться в помещении и не выделяют тепло. Но для охлаждения конденсатора требуется холодная вода.

Чиллер с водяным конденсатором имеет более низкую стоимость, но может дополнительно потребоваться сухая градирня, если нет источника воды — водопровод или скважина.

В чем отличие чиллеров с тепловым насосом и без него?

Чиллер с тепловым насосом может работать на обогрев, т.е не только охлаждать хладоноситель, но и нагревать его. Необходимо учитывать, что с понижением температуры нагрев ухудшается. Наиболее эффективен нагрев когда температура опускается не ниже минус 5.

На какое расстояние можно выносить воздушный конденсатор?

Обычно конденсатор можно вынести на расстояние до 15 метров. При установке системы отделения масла выснок конденсатора возможен до 50 метров, при условии правильного подбора диаметра медных магистралей между чиллером и выносным конденсатором.

До какой минимальной температуре работает чиллер?

При установке системы зимнего пуска работа чиллера возможно до окружающей температуры минус 30…-40. А при установке вентиляторов арктического исполнения — до минус 55.

Виды и типы схем установок охлаждения жидкости (чиллеры)

1. Схема непосредственного охлаждения жидкости.

Применяется в случае, если перепад температур ∆Т_ж = (Т_Нж – Т_Кж ) ≤ 7ºС (охлаждение технической и минеральной воды)

2. Схема охлаждения жидкости с использованием промежуточного хладоносителя и вторичного теплообменного аппарата.

Применяется в случае, если перепад температур ∆Т_ж = (Т_Нж – Т_Кж ) > 7ºС или для охлаждения пищевых продуктов, т.е. охлаждение во вторичном разборном теплообменнике.

Для этой схемы необходимо правильно определить расход промежуточного хладоносителя:

G _х – массовый расход промежуточного хладоносителя кг/ч

G _ж – массовый расход охлаждаемой жидкости кг/ч

n – кратность циркуляции промежуточного хладоносителя

где: C _Рж – теплоёмкость охлаждаемой жидкости, кДж/(кг ´ К)

C _Рх – теплоёмкость промежуточного хладоносителя, кДж/(кг ´ К)

∆Т_х = (Т_Нх – Т_Кх ) – температурный перепад промежуточного хладоносителя в испарителе

∆Т_х = 4…5ºС при температуре хладоносителя Т_Кх > 0 о С

∆Т_х = 3…4ºС при температуре хладоносителя Т_Кх < 0 о С

Температуре хладоносителя принимается Т_Кх = Т_Кж – (3…6 о С)

3. Схема охлаждения жидкости с использованием ёмкости-накопителя

Применяется в случае наличия нескольких потребителей, подключенных к одной установке.

4.Схема охлаждения жидкости с использованием промежуточного хладоносителя и открытого вторичного теплообменного аппарата.

применяется для получения «ледяной» воды (Т_В = 0…1ºС) и охлаждения технических жидкостей. При получении «ледяной» воды эту схему возможно использовать в режиме аккумулятора холода. Холод аккумулируется в виде льда намороженного на теплообменной поверхности открытого теплообменного аппарата.

Чиллер – что это за устройство, принцип его работы и применение

Чиллер – устройство для климатического контроля. Сегодня их используют все больше на промышленных предприятиях, в офисных зданиях и жилых строениях. Они позволяют регулировать температуру в помещениях, либо поддерживают тепловой баланс различного оборудования. Насколько выгодна установка чиллеров, чем они отличаются от других климат-систем, какие бывают – описывается ниже.

Что такое чиллер

Чиллер – аппарат, который служит для охлаждения или подогрева жидкой среды, используемой как переносчик тепла. Модели обладают разной мощностью, поэтому могут использоваться в промышленном производстве, для обогрева небольших помещений и в климатотехнических работах:

на пищевых комбинатах;
фармакологических предприятиях;
отоплении (кондиционировании) объектов соцкультбыта;
устройстве катков и т. д.

Чиллер по конструкции является мощной холодильной машиной, он имеет компрессорную установку, конденсаторную камеру и испаритель. С помощью чиллера жидкость может повышать температуру или понижать ее. Эту возможность обеспечивает наличие 2 контурных систем циркуляции горячего и холодного теплоносителя.

Базовая конструкция чиллера

Компрессор

Компрессор обеспечивает мощность холодильного цикла, он увеличивает давление газа за счет уменьшения его объема.

Конденсатор

Превращение газа или пара в жидкость, конденсация хладагента и отвод теплоты. Существует два типа конденсаторов: конденсатор с воздушным охлаждением и конденсатор с водяным охлаждением.

Расширительный клапан

Расширительный клапан (ТРВ, ЭРВ), это компонент чиллера, который дозирует количество хладагента поступающего в испаритель, для регулирования количества пара выходящего из испарителя.

Испаритель

Испаритель, применяется для преобразования жидкости в пар, чтобы в процессе кипения хладона поглотить тепло и сделать целевую воду более холодной. Температура испарителя зависит от давления испарения-кипения.

Гликолевый и фреоновый контур

Гликолево-водяной и фреоновый контур в точке соприкосновения между собой обмениваются полученной теплотой или холодом. После чего рабочая жидкость на водной основе с помощью циркуляционного насоса доставляет теплоноситель нужной температуры до потребителей.

Принцип работы чиллера

Принцип действия чиллера довольно прост. Как переносчик теплоты он использует низкокипящее вещество-хладагент и зависит от четырех основных компонентов: компрессора, конденсатора, расширительного клапана и испарителя. Хладагенты (фреон-хладон) являются обязательным элементом чиллера. Хладоны, используемые для передачи тепла, также являются рабочей жидкостью, обладающей замораживающим эффектом и низкой температурой кипения.

Компрессор чиллера выполняет работу подобно сердцу человека обеспечивая компрессию хладагента и перекачку его по фреонопроводу. Задача компрессора сжимать и превращать холодный газ низкого давления в газ высокой температуры и давления. После чего горячий газообразный фреон под высоким давлением поступает в конденсатор, где он отдает тепло и конденсируется превращаясь жидкость высокого давления. Далее, жидкий хладагент под давлением поступает в расширительный клапан, который контролирует сколько фреона попадает в разряженный испаритель. После поступления хладагента в испаритель его давление резко падает и хладон закипает, а тепло от технологической воды поглощается парами кипящего вещества. Так сжиженный фреон поглощая теплоту превращается в газ низкого давления и снова начинает новый цикл, через компрессор чиллера.

Применение чиллеров

Где используются чиллеры? Чиллеры имеют несколько применений и иногда предпочтительнее традиционных сплит-систем или агрегатов, поскольку вода проводит тепло лучше, чем воздух. Именно поэтому чиллеры с водяным охлаждением известны своей более стабильной и эффективной работой и более длительным сроком службы, чем их аналоги с воздушным охлаждением. Чиллеры с водяным охлаждением широко распространены на средних и крупных объектах (если они имеют достаточное водоснабжение), таких как аэропорты, больницы, отели, торговые центры, коммерческие здания и т. д.

Монтаж чиллера

Мощность и функции оборудования должны соответствовать проекту. Установка и монтаж элементов системы также следует проводить согласно указаниям проектировщиков. Не следует допускать посторонних людей к устройству, во избежание поломки конструкций.

Оборудование должно соответствовать указанному в проекте. Монтаж инженерной сети осуществляется, выдерживая значение параметров аппарата в части мощности, конструкции и места установки.

При установке оборудования его нельзя наклонять или перемещать вручную, во избежание падения и поломки. Для подъема и монтажа оборудования необходимо пользоваться краном или другим подъемно-транспортным оборудованием. Чиллер можно заправлять только жидкостями, внесенными в техпаспорт устройства.

Не допускается нарушение инструкции от производителя. Устройство монтируется с расчетом наличия свободного места, чтобы обеспечить возможность сервисной службе производить ремонтные и профилактические мероприятия, техобслуживание и другие процедуры.

Для установки оборудования подготавливается горизонтальная открытая площадка. Прочность площадки должна соответствовать весу и нагрузкам оборудования. Дислокация устройства на крыше требует размещения опорной рамы. При наземной установке чиллер устанавливается на предварительно залитый фундамент.

Эти дополнительные устройства обеспечивают равномерное распределение веса оборудования, увеличивают инерцию, снижают вибрацию.

Климатическая установка фиксируется на раме или фундаменте после контроля горизонтальности ее положения. В качестве фиксаторов выступают анкера (металлические болты) и гайки.

Виды чиллеров

Климатические устройства, такие как чиллер, используемые для охлаждения, могут быть:

парокомпрессионными;
абсорбционными;
моноблочными;
с выносным конденсатором.

Чтобы правильно подобрать нужную модель, надо знать, чем одна категория отличается от другой, каковы их плюсы и минусы.

Парокомпрессионный чиллер

Модели парокомпрессионных устройств могут иметь небольшие изменения от классической конструкции, но основная схема у всех выглядит одинаково и включает:

испаритель,
конденсатор,
компрессор.

Принцип работы основан на проявлении явления конденсации при повышении давления. Пары хладагента сжимаются компрессором, увеличивая давление до 30 и более атмосфер. Температура вещества повышается до 70 градусов, начинается процесс конденсации.

Наружный воздух обдувает конденсатор, снижая температуру хладагента. Газообразный фреон конденсируется, превращаясь в жидкость. Горячий состав остывает, нагревая воздух.

Хладагент после прохода сквозь регулирующий вентиль расширяется, его температура снижается в результате падения давления. Происходит закипание хладона. Пройдя испаритель, фреон, изменяет свое агрегатное состояние на газообразное. В результате теплоноситель охлаждается. На этом цикл завершается, хладагент возвращается компрессорную установку.

Это основные принципы схемы работы чиллера. Есть устройства, работающие по обратному циклу – рассчитанные на обогрев, а не для охлаждения.

Абсорбционный чиллер

Холодильная машина, работающая по принципу абсорбции (лат. absorbere — поглощать, растворять), добивается результата за счёт поглощения тепла сорбентом. Принцип абсорбции позволяет обходиться без компрессора и движущихся механизмов. Ее преимущество, это возможность запуска в местах, где электрическая энергия недоступна или ограничена. Для работы машины необходим источник тепла. Это может быть горячая вода, пар, природный газ, твердое топливо. Чиллер заправляется хладагентом. Жидкости для этого типа аппаратов могут различаться по химическому составу.

Абсорбционные устройства подразделяются по некоторым характеристикам, в число которых входят:

число контуров (от одного до трех);
нагревающее вещество;
состав хладагента.

Количество контуров влияет на получаемую разницу в температуре. Чем больше контуров, тем более производительно работает чиллер.

По типу нагревающего вещества машины могут быть: прямого нагрева, использовать внешние источники для обогрева или быть комбинированными. При прямом нагреве в корпусе устройства имеется топка для сжигания горючих веществ: газа, твердого или жидкого топлива. Устройствам непрямого нагрева потребуется внешний источник тепла: пар, вода, воздух.

Состав смеси для хладустройств может включать бромид лития в качестве абсорбента и воду-хладагент. Это бромистолитиевые машины. У аммиачных машин роль хладагента исполняет аммиак, в роли абсорбента выступает вода.

Существуют бромистолитиевые и аммиачные абсорбционные холодильные машины. В первых хладагентом является вода, абсорбентом – бромид лития LiBr. Чиллер второго вида заправляется хладагентом, состоящим из аммиака NH3, в качестве абсорбента заливается вода.

АБХМ, работающие с бромидом лития получили большую популярность.

Их конструкция состоит:

из 2 камер;
теплообменника;
контура (1, 2 или 3).

Верхняя камера вмещает конденсатор и генератор, нижняя – испаритель и абсорбер. Генератор нагревает рабочий состав, влага испаряется, концентрация бромистой соли лития увеличивается.

В конденсаторной камере водяные пары остывают, конденсируются и возвращаются в контур. В испарителе устанавливается низкое давление, при котором вода опять переходит в пар.

Теплообменник обеспечивает термообмен между хладагентом и абсорбентом.

Чиллеры с выносным конденсатором (безконденсаторные)

Большинство чиллеров с воздухоохлаждаемым конденсатором предназначены для монтажа вне помещений, но существует разновидность с выносным конденсатором. В этом случае испаритель и компрессор (компрессорный блок) размещают внутри здания, а воздушный конденсатор, отводящий излишнее тепло, соединяют с чиллером фреоновой магистралью и располагают снаружи.
Разнообразие сфер применения чиллера, допускает отвод тепла по средствам драйкулера. В этой ситуации водяной конденсатор, расположенный в едином блоке чиллера, соединяют с драйкулером с помощью гликолевого трубопровода. Когда температура уличного воздуха на 5-8 °С ниже требуемой, такая конфигурация подключения позволяет использовать функцию фрикулинга. Фрикулинг – это свободное охлаждение (free-cooling) промежуточного теплоносителя за счет окружающей среды.

Особенности оборудования

Фактически чиллер нельзя назвать кондиционером, в силу особенностей его строения и возможностей. Классический кондиционер обходится без промежуточного теплоносителя, охлаждая пространство непосредственно, тогда как чиллер всегда взаимодействует с антифризами либо водой. Основными особенностями чиллера являются:

высокая степень автоматизации процесса;
возможность осуществлять охлаждение на большом расстоянии, величина которого зависит только от мощности циркуляционного насоса;
высокая экологичность и безопасность;
удобство монтажа, т.к. занимает мало места;
работа независимо от погодных условий;
экономичность.

При выборе устройства необходимо ознакомиться с рейтингом брендов, оценить характеристики аппаратов, почитать отзывы о моделях.

Характеристики климатических аппаратов

Разные модели чиллеров характеризуются разной мощностью, которая может находиться в диапазоне от 5 кВт до 9 тыс. кВт. Изделия невысокой мощности отлично подходят для работы в офисе или гостинице, обладающие большой мощностью используются на промышленных предприятиях и в производственных цехах.

Имеются и другие характеристики, которые тоже дают представление об аппарате и могут повлиять на выбор модели. Выбирая чиллер, следует изучить такие параметры:

производительность, измеряемая в кВт, от 10 кВт, до нескольких тысяч;
марка применяемого хладагента (подбирается от вида компрессора и температурной среды эксплуатации)
номинальная мощность может варьироваться от 30 до 200 кВт;
геометрические размеры колеблются от 0,5 до 4 метров по каждому параметру: длине, ширине, высоте;
вес от 0,1 до 2,0 т.
исполнение чиллера может быть моноблочным либо с выносным конденсатором.

Типы и модели вспомогательных устройств, таких как компрессор, испаритель, конденсатор устанавливает предприятие, выпустившее чиллер.

Чиллер-фанкойл кондиционирование

Системы мультизонального кондиционирования на основе чиллера и фанкойлов, также как VRV и VRF системы, позволяют производить свободное регулирование температуры в разных частях здания. Чиллер охлаждает (греет) теплоноситель, который по системе трубопроводов подается с помощью циркуляционного насоса на фанкойлы.

Фанкойлом называется теплообменник с вентилятором. Он подключается к горячему и холодному циклу одновременно. Вентилятор помогает ускорить теплообмен и повысить эффективность изделия. Устройства, входящие в состав системы:

центральное устройство охлаждения;
локальный теплообменник;
насос (гидромодуль) или насосная станция;
разводка трубопроводов;
устройства регулировки.

В основную задачу фанкойла входит создание течения воздушных масс заданной температуры без организации доступа воздуха снаружи. Такое решение позволяет увеличить эффективность чиллера. Управлять устройством можно ручным или автоматическим способом.

Управление фанкойлами

Ручное управление позволяет регулировать подачу холодного или горячего теплоносителя путем перекрытия крана вручную или с помощью пульта.

Автоматическое управление осуществляется с помощью электрического или электромеханического термостата. Устройство поддерживает температуру, заданную на термостате.

Устройства монтируются в заранее выбранном месте, которое может находиться на стене, полу, потолке. Если планируется использовать климатические устройства для охлаждения, то лучшим местом будет потолок. Для обогрева помещений, лучше установить их на полу у стен или в нижних участках стен.

Преимущества и недостатки чиллеров

Использование чиллеров для климатического контроля в помещении, имеет множество положительных сторон. В их число входят:

повышение качества жизни или работы;
вынос климатической установки за пределы помещения, что сводит к минимуму шум и вибрацию;
экономия на оплате отопления, уменьшение количества отопительных приборов или батарей;
меньшие потери полезной площади;
высокая безопасность.

К недостаткам систем охлаждения можно отнести:

большие размеры основного блока;
большой вес конструкции;
сложность установки и монтажа системы;
высокие цены на данное оборудование.

Выбирая климатическое оборудование, необходимо учитывать эти тонкости. Для небольшого помещения можно подобрать сплит-систему или кондиционер, которые могут оказаться более эффективными.

Заключение

Использование чиллера для климатизации здания или производственных помещений, дает превосходные результаты. Эта система проверена временем и позволяет обеспечить надежный обогрев помещений или понижение температуры.

Установка чиллеров для охлаждения дает отличный эффект в любом здании, если правильно подобрать мощность устройства. Их применение позволяет регулировать температуру в нужных пределах.

Что такое и для чего нужен чиллер: основные сведения об аппарате

Регулярное появление новой, «непонятной» техники вынуждает еще неосведомленных потенциальных покупателей совершать подвиг — самостоятельно узнавать о том, что это за конструкция, и для чего она предназначается. Поскольку комфорт в доме, особенно в изнуряющую жару, в состоянии обеспечить только климатическое оборудование, его сложно назвать «баловством». Из-за востребованности данной техники ассортимент таких бытовых приборов расширяется. Одними из «таинственных» агрегатов стали чиллеры, поэтому многих интересует, что это за устройство, каков принцип его действия. Прежде всего, владельцы недвижимости хотят узнать, для чего нужен чиллер, затем интересуются, целесообразно ли его использование для кондиционирования частного дома.

Что такое чиллер?

Прежде чем разбирать вопрос о том, для чего нужен чиллер, надо определить для себя, что это за оборудование. Если перевести слово «Chiller» с английского, то получится, что чиллер — охлаждающая машина, «холодильник». Но его отличие от известного бытового прибора одно: аппарат охлаждает не воздух, а только вещества, использующиеся для транспортировки холода — воду, антифриз.

Существует мнение, что этот агрегат просто большой кондиционер, однако это утверждение не совсем корректно. Отличия есть, и они существенны. Если сравнивать такой вид климатического оборудования с популярными сплит-системами, то его можно назвать наружным блоком. К нему подключают большое количество внутренних модулей. Последние конструкции называют фанкойлами — от английских слов fan (вентилятор) и coil (теплообменник). Такую раздельную систему кондиционирования называют чиллер-фанкойл.

Как по функционалу, так и по внешнему виду, это оборудование очень напоминает привычные сплит-системы. Серьезное отличие одно: это то, что работают фанкойлы на воде либо на антифризе. Хладагент «путешествует» исключительно в чиллере. Как и в сплит-системах перенос тепла или холода там осуществляется благодаря конденсации и испарению фреона. Внешний блок точно так же, как в сплит-системах, соединяется с внутренними устройствами магистралью, но в ней циркулирует вода или гликоль, его смеси с водой (пропиленгликоль, этиленгликоль), либо производные.

Чиллер: элементы и принцип работы

Главными из элементов устройства являются те же приборы, что и в наружном блоке сплит-системы. В состав чиллера входит:

испаритель;
конденсатор;
компрессор.

Первый элемент имеет два контура: в одном циркулирует жидкость (вода, раствор, производные гликоля), в другом — хладагент. Оба элемента расположены максимально близко друг к другу. Чтобы повысить эффективность оборудования, используется встречное движение жидкости/фреона.

Работа чиллера практически не отличается от «труда» холодильника. Компрессор сжимает хладагент (0°) в конденсаторе. Во время этого процесса сильно повышается давление вещества, из-за чего оно конденсируется, переходит из газообразного состояния в жидкое (60°). Там же фреон отдает тепло воде либо воздуху.

Затем, охладившись (30°), жидкость поступает в испаритель. В нем она расширяется, снова превращается в газ. Во время процесса испарения его температура становится максимально низкой (-15°). Затем фреон следует в теплообменник, где способствует охлаждению жидкости в магистрали (0°). Потом цикл повторяется.

Холодная вода возвращается в фанкойлы. Там, благодаря радиаторам, она охлаждает воздух. Если рассматривать второй режим — обогрев, то работа (циркуляция) происходит в обратном порядке. В этом случае в фанкойлы попадает теплая жидкость, которая нагревает воздух в помещении.

Что такое фанкойл?

Рассмотрев, что представляет собой герой этого «набора букв», для чего нужен чиллер, нельзя игнорировать второй главный элемент универсальной системы чиллер-фанкойл. Если говорить кратко, то это компонент системы кондиционирования. Как уже было отмечено, любое внутреннее устройство имеет две части — вентилятор и теплообменник. Чтобы защитить блок от невесомого мусора, в нем присутствует фильтр грубой очистки. Практически все современные модели оснащаются пультом дистанционного управления.

«Фанкойлами» нередко называют внутренние модули обычных сплит-систем. Точно так же, как в случае с мульти-сплит, в здании могут быть установлены несколько устройств, даже разных конфигураций. Настроить работу модулей можно двумя способами: или в общем режиме, или в автономном, отдельно для каждого устройства.

По способу монтажа выделяют несколько видов фанкойлов. Есть модели:

напольные;
настенные;
настенно-потолочные;
потолочные.

Помимо этих разновидностей существуют «всемогущие» универсальные блоки, которые можно устанавливать в любом месте. Кроме того, есть корпусные и бескорпусные модули. Последние можно «спрятать» за декоративными панелями или подвесными потолками.

Плюсы и минусы чиллеров

Прежде чем рассматривать любого претендента в качестве «своего оборудования», необходимо узнать его сильные и слабые стороны. Поэтому сначала лучше познакомиться с плюсами и минусами таких систем.

Преимущества

Главное достоинство — удобство чиллеров. Если для сплит-систем предусматривается максимально возможное расстояние между внешним и внутренним (или несколькими) блоком, то в связке чиллер-фанкойл дистанция может быть существенно увеличена.

Для кондиционеров пределом становится один или несколько десятков метров. При увеличении данного значения сразу падает их эффективность. Длина магистралей между чиллером и фанкойлами может составлять более 100 м. Да, некоторое снижение эффективности наблюдается, однако оно не так заметно, как у сплит- либо мульти-сплит-систем.

К другим плюсам чиллеров с полным правом можно отнести:

возможность частичной замены традиционных отопительных систем;
безвредность из-за отсутствия хладагента в общей магистрали;
вариативность: количество фанкойлов можно менять;
шанс сократить количество радиаторов в доме;
минимальные затраты при эксплуатации;
минимум занимаемой площади;
низкую стоимость установки;
длительный срок службы;
бесшумную работа;
безопасность.

Еще одним достоинством чиллеров можно считать то, что они не портят фасад здания. Как правило, эти элементы устанавливают либо на крыше, либо в помещениях. Возможность использования в любое время года — достоинство таких устройств, но существует одно исключение из правил: это новый тип чиллеров.

Недостатки

Несмотря на популярность такого оборудования, от минусов ему избавиться не удалось. Самый большой из них — высокая цена. К этой же «негативной категории» относятся:

дорогостоящая профилактика, ремонт;
большие габариты чиллеров;
такой же «приличный» вес;
высокая цена запчастей.

Относительный недостаток оборудования — достаточно сложный монтаж, который априори подразумевает присутствие специалистов.

По этим причинам холодильные системы чиллер-фанкойл имеет смысл устанавливать только в больших зданиях, где площадь позволяет установку всех элементов. Если дом не впечатляет габаритами, а комнаты не слишком просторные, то лучше остановиться на привычных сплит-системах, эффективных, но относительно небольших.

Разновидности оборудования

Есть холодильные машины двух видов — с воздушным и водяным охлаждением конденсатора. Кроме того, существует чиллер, серьезно отличающийся принципом работы. Это абсорбционная модель.

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.

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.
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.

Пока этот вид оборудования предназначен только для использования на промышленных предприятиях, где есть возможность пустить в дело «лишнее» тепло. Такие установки отличаются массивностью, поэтому для бытовых условий их еще рассматривать рано.

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.

Сферы применения оборудования

В этом случае рассматривается главный вопрос — для чего нужен чиллер. Областей применения у него много. Первая из них — кондиционирование:

приборы высокой мощности используют на производствах, где нужно обеспечить эффективное поглощение тепла, на крупных складах, в клиниках, гостиницах, в торговых, развлекательных, административных комплексах;
устройства небольшой производительности приобретают для создания комфортной температуры в офисах, в общественных помещениях не очень большой площади, в частных домах (квартирах).

Помимо основных обязанностей холодильные агрегаты могут выполнять иные задачи:

обеспечивать оптимальную температуру воды в бассейнах;
охлаждать жидкую продукцию (алкоголь, соки, сиропы) во время ее производства;
понижать температуру питьевой, технической воды, используемой в пищевой промышленности.

Чиллеры способны охлаждать лекарственные препараты, выпускаемые при низких температурах, медицинские установки, лазерные станки и т. п.

Особенности монтажа систем

Для чего нужен чиллер, стало более или менее понятно, однако теперь на очереди другой вопрос: есть ли какие-то особые требования к монтажу? Чтобы гарантировать эффективную работу, необходимо выполнять все правила. С основными из них лучше познакомиться еще до того, как будет сделан окончательный выбор.

Этот вид оборудования обязаны устанавливать только грамотные специалисты, поэтому необходим тщательный выбор организации.
Перед покупкой хозяевам надо составить проект инженерной сети, выбрать агрегат необходимой мощности, определить оптимальное место монтажа.
Для решения всех предыдущих вопросов лучше обратиться к профессионалам. Им же рекомендуют доверить проверку выбранного оборудования.
Вокруг чиллера должно оставаться достаточно свободного места, чтобы была возможность обслуживания агрегата, его ремонта в случае отказа техники.
Если оборудование будет находиться на улице, то заливать в него нужно незамерзающие жидкости: пропилен- либо этиленгликоль. Концентрация растворов-антифризов — 50%, это максимум.

Строгое соблюдение рекомендаций производителя, техники безопасности — обязательное условие. Как правило, сразу после монтажа проводят пуск и наладку агрегатов.

Как подобрать чиллер?

Кажется, что в вопросе, для чего нужен чиллер, разобраться не очень сложно. Совсем другое дело — выбор подходящего оборудования. В этом случае необходимо учитывать его будущие рабочие условия, потому что от них будет зависеть мощность устройства.

Следующим пунктом будет выбор типа конструкции — для наружного или внутреннего монтажа. В первом случае на передний план выступает надежность этой части системы чиллер-фанкойл. «Уличным идеалом» считают оборудование в оцинкованном корпусе и с теплообменниками, изготовленными из нержавеющей стали.

Определение требуемой производительности чиллера — наиболее важная операция, которая предстоит будущим владельцам. При расчете мощности учитывают:

тепло, проникающее в здание извне;
тепловую энергию, исходящую от людей;
тепло, которое вырабатывает другое оборудование (пример — осветительные приборы).

Все притоки суммируют, получая общую тепловую нагрузку одного помещения. Аналогичным образом просчитывают все комнаты в здании. Все значения складывают. Так как при охлаждении образуется конденсат, процент влажности воздуха изменяется, расчет мощности охлаждения чиллера производят по специальной формуле. К окончательному результату для запаса мощности добавляют как минимум 20%.

Формула вычисления холодопроизводительности:

Q = G х (Т1- Т2) х C_рж х pж / 3600, где

Q — холодопроизводительность, G — расход охлаждаемой жидкости (м 3 /ч), Т1 и Т2 — ее начальная и конечная температура, C_рж и pж — ее удельная теплоемкость и плотность соответственно. Если в системе будет «работать» вода, то C_рж х pж равняется 4,2. Такие расчеты довольно требовательны, поэтому в данном случае лучше не делать их самостоятельно, а обратиться за помощью к профессионалам. Другой выход — использование онлайн-калькуляторов.

С ценами на чиллеры можно познакомиться здесь:

О работе агрегата можно узнать, если посмотреть следующее популярное видео: