Схема чиллера, устройство чиллера.

Подробности

   Чиллер – это водоохлаждающая машина, предназначенная для снижения температуры воды или жидких хладоносителей. На этой странице будет подробно рассмотрена схема и устройство чиллера, а также как он работает.

   Работа чиллера основана на практически безостановочном цикле (в зависимости от вида потребителя). Принцип работы чиллера заключается в том, чтобы охладить, нагретую потребителем воду на несколько градусов и подать её в таком виде на потребитель или на промежуточный теплообменник, в котором вода (если её температура не позволяет пускать её на прямую в чиллер) охлаждается на, практически, любое количество градусов. Необходимое значение снижения температуры хладоносителя — задаётся будущим пользователем водоохладителя в зависимости от вида и характеристик хладоносителя, требуемых потребителем этого самого хладонгосителя. Оборудованием, которому требуется холодная энергия, передаваемая от водоохлаждающей машины к хладоносителю могут быть самые разнообразные потребители: станки, системы кондиционирования воздуха, термопластавтоматы, индукционные машины, масляные насосы, станки по изготовлению полиэтиленовой плёнки и другие системы, требующие требующие при своей работе постоянной подачи к ним охлаждённой воды. Разнообразные модификации и широкий диапазон холодопроизводительности позволяет использовать водоохладители, как для одного потребителя с очень маленьким тепловыделением, так и для предприятий с большим количеством станков большой выделяемой тепловой мощности. Помимо этого, охладители воды применяются в пищевой промышленности во многих технологических линиях по производству напитков и других продуктов, для обеспечения охлаждения льда катков и ледовых площадок, в металлообработке (индукционные печи), в исследовательских лабораториях (обеспечение работы испытательных камер) и т.д. и т.п.

 

Выбор водоохлаждающей машины – это серьезная задача, требующая таких специфических знаний как устройство чиллера, а так же принцип взаимодействия чиллера совместно с другими элементами общей схемы.

Для принятия грамотного решения о том, какой охладитель оптимально впишется в схему совместной работы всех потребителей и самого охладителя — необходим большой опыт расчетов, подбора и последующего успешного внедрения комплекса оборудования на базе охладителей воды в технологический процесс, каким и обладают наши специалисты. Отдельной сферой является автоматизация чиллера, которая позволяет сделать работу устройства еще более эффективной, оптимизировав контроль и управление за всеми протекающими процессами. Конечно же, для того чтобы подобрать холодильный аппарат, нет необходимости знать все тонкости работы холодильной машины и автоматику чиллера, но основополагающие знания принципов помогут вам наиболее чётко сформулировать техническое задание для расчета и профессионального подбора всех элементов, из которых потом будет собрана совместная с потребителями схема чиллера.

Схема чиллера

   На приведённом ниже чертеже — будет разобрана схема чиллера, дано описание его элементов и их функциональная принадлежность. В результате чего Вам будет понятно устройство чиллера, как осуществляется работа чиллера и всех его элементов.

 

Принципиальная схема водоохладителя. Питер Холод — поставляет и монтирует водоохлаждающие машины и их обвязку «под ключ»

Водоохлаждающая машина работает по принципу сжатия газа с выделением тепла и его последующим расширением с поглощением тепла, т.е. выделением холода. Водоохлаждающая машина состоит из четырех основных элементов: компрессор, конденсатор, ТРВ и испаритель. Тот элемент, в котором вырабатывается холод называется — испаритель. Задача испарителя – отвести тепло от охлаждаемой среды. Для этого через него протекает хладоноситель (вода) и хладагент (газ, он же фреон). До попадания в испаритель газ в сжиженном виде находится под большим давлением, попадая в испаритель (где поддерживается низкое давление) фреон начинает кипеть и испаряться (отсюда название Испаритель).

Фреон кипит и отбирает энергию у хладоносителя который находится в Испарителе, но отделен от фреона герметичной перегородкой. В результате этого хладоноситель охлаждается, а хладагент – повышает свою температуру и переходит в газо-образное состояние. После этого газообразный хладагент попадает в компрессор. Компрессор сжимает газообразный хладагент который при сжатии нагревается до высокой температуры в 80…90 ºС. В этом состоянии (горячий и под высоким давлением) фреон попадает в конденсатор, где за счёт обдува окружающим воздухом охлаждается. В процессе охлаждения газ — фреон конденсируется (поэтому блок, в котором происходит этот процесс называют — конденсатор), а при конденсации газ переходит в жидкое состояние. На этом цепь преобразования фреона из жидкости в газ и обратно подходит к своему началу. Начало и конец этого процесса разделяет ТРВ (термо- расширительный вентиль) который является по сути — большим сопротивление по ходу движения фреона из конденсатора в испаритель. Это сопротивление обеспечивает перепад давления (до ТРВ — конденсатор с высоким давлением, после ТРВ — испаритель с низким давлением). По пути движения фреона по замкнутому контуру есть ещё и второстепенные элементы, которые улучшают процесс и повышают эффективность описанного цикла (фильтр, вентили и соленоидные вентили и регуляторы, переохладитель, система добавления масла для компрессора и масло отделитель, ресивер и прочее).

Устройство чиллера

На схеме ниже — приведено изображение компактной машины по охлаждению воды — чиллер устройство, моноблочного исполнения в частично разобранном виде (сняты защитные боковины корпуса). На этом изображении хорошо видны все, указанные в схеме данной водоохлаждающей машины элементы, а так же элементы водяного контура, не попавшие в принципиальную схему (водяной насос, реле протока на трубопроводе подачи хладоносителя потребителю, водяной фильтр, манометр измерения напора хладоносителя, накопительная емкость для воды, фильтр на водяной линии).

Питер Холод — поставщик Промышленных водоохладителей и машин для систем кондиционирования. Мы готовы разработать и создать для вас чиллеры, подходящие для реализации ваших профессиональных задач. Также мы производим сервисное обслуживание, ремонт и автоматизацию чиллеров. Если вы желаете дистанционно управлять собственным оборудованием, или хотели бы защитить его от распространенных проблем, автоматика чиллеров позволит вам добиться всех этих целей. Наша команда готова к реализации проектов любого объема и сложности. Просто свяжитесь с нами удобным для вас способом, и мы проконсультируем вам по любом интересующему вопросу.

Как работает чиллер. Объяснено для чайников с картинками.

Принцип работы чиллера во многом сходится с механизмом стандартного кондиционера. В двух агрегатах задействован парокомпрессионный холодильный цикл, который и обеспечивает охлаждение жидких веществ. Все холодильные машины схожи по своему строению, отличается только модель и способ охлаждения.

Устройство чиллера

Агрегаты, вырабатывающие холод, имеют в своем строении следующие элементы:

• конденсатор;
• компрессорная установка;
• Специальный теплообменник фреон-вода;
• испаритель.

В отличие от кондиционера или холодильника, чиллер охлаждает не воздух, а вещества, которые предназначены для перенесения холода, например, вода или гликолевый раствор. А уже охлажденные жидкости переносятся по трубам к тому месту, где требуется холод.

Принцип работы чиллера для чайников

Например, в кондиционере циркулирует фреон

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

Теплообменник чиллера фреон-вода

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

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

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

В теплообменнике фреон-вода происходит следующее:

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

Компрессор для чиллера

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

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

Такие современные приборы отличаются:

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

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

Чиллер с выносным конденсатором

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

Выносной конденсатор чиллера может работать на двух типах вентиляторов:

• центробежные;
• осевые.

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

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

Абсорбционный чиллер фанкойл

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

Видео о принципе работы чиллера

Устройство и схема работы чиллера

Чиллер – это холодильный агрегат, который используется для охлаждения и нагрева жидкости в системах охлаждения и кондиционирования. При кондиционировании нагретая жидкость выполняет функции теплоносителя, забирая тепло из приточных установок или фанкойлов. В производственных цехах чиллер в основном используется для охлаждения технологического оборудования, воды, соков, пивного сусла и других продуктов. В качестве теплоносителя чаще всего используется вода, которая обладает лучшими характеристиками в сравнении со смесью гликоля. Рассмотрим, что такое чиллер для охлаждения, его особенности и схему работы.

Виды и применение

Широкий диапазон мощности современных чиллеров, их эффективность и возможность удаленного расположения наружного блока позволяют использовать данное оборудование для охлаждения любых помещений – от квартир до гипермаркетов и производственных цехов.

Также они применяются при разливе воды и напитков, производстве пивного сусла, в спортивных центрах для охлаждения ледовых арен, в фармацевтике и других сферах деятельности.

Существуют следующие основные виды оборудования:

• Моноблоки. При данной компоновке воздушный конденсатор, гидромодуль и компрессор располагаются в одном корпусе.
• Чилеры с наружным блоком. В этом случае конденсатор находится за пределами помещения.
• Оборудование с водяным конденсатором. Применяется, преимущественно, когда необходимо минимизировать размер или невозможно использовать наружный блок воздушного охлаждения.
• Тепловые насосы, обеспечивающие нагрев или охлаждения теплоносителя.

Ниже мы рассмотрим принципиальную схему и виды подключения оборудования, особенности работы чиллера и прочие моменты, необходимые для правильного выбора холодильного агрегата.

Принцип работы

Теоретической базой, на которой создано и успешно функционирует современное холодильное оборудование – морозильные шкафы, кондиционеры и другие установки, в том числе и чиллеры, является второй принцип термодинамики. Хладагент, находящийся в форме пара в холодильных агрегатах, совершает так называемый обратный цикл Ренкина, что является одной из форм обратного цикла Карно. При этом основной процесс перехода энергии основан не на сжатии или расширении — его обеспечивают фазовые переходы жидкости в пар и обратный процесс конденсации.

В состав промышленного чиллера входит три основных узла. Это компрессор и два теплообменных контура — конденсатор и испаритель. Основной функцией испарителя является отвод тепла от охлаждаемого объёма. Для решения этой задачи через него организован поток воды и хладагента. При этом растет температура холодильного агента, он закипает и забирает тепловую энергию у жидкости. Благодаря этому вода или любой другой носитель тепла теряют температуру, одновременно с повышением и закипанием хладагента.

Далее фреон в газообразной форме поступает в компрессор, где вступает в контакт с обмотками электродвигателя, обеспечивая их охлаждение. На данном этапе горячий газ сжимается и нагревается до температуры в 80-90 ºС, параллельно смешиваясь с маслом от компрессора.

На следующем этапе нагретый газ подаётся в конденсатор, где охлаждается потоком холодного воздуха. Затем фреон теплообменного контура конденсатора поступает в охладитель, где теряет температуру, переходит в жидкое состояние и проходит через фильтр-осушитель, где избавляется от влаги и начинается новый цикл.

В завершающей части цикла хладагент проходит через терморегулировочный вентиль (ТРВ), где его давление снижается. При выходе из ТРВ фреон находится в виде смеси жидкости и пара низкого давления. В этой форме он поступает в испаритель, где завершается цикл и фреон закипает, превращаясь в пар и забирая тепловую энергию у воды. Далее нагретый пар покидает теплообменник и процесс повторяется.

Виды чиллеров

По принципу работы все чиллеры можно разделить на две основных группы: парокомпрессионные и абсорбционные. В свою очередь, по типу компрессора парокомпрессионные установки подразделяются на:

• Устройства со спиральным компрессором.
• Чиллеры с винтовыми компрессорами.
• Поршневые системы.
• Роторные установки.

Все они могут иметь конденсатор водяного или воздушного охлаждения. Последние, в свою очередь, подразделяются на выносные, с отдельным расположением наружного блока, и встроенные – моноблоки.

Основным конструктивным отличием чиллера с водяным охлаждением конденсатора от воздушного является используемый тип теплообменника. Для воздушных применяются трубчато-ребристые конструкции, для водяных – пластинчатые, через которые циркулирует вода. Жидкость в систему водяного охлаждения поступает из градирни или сухого охладителя – драйкулера или сухой градирни. Последний вариант наиболее предпочтителен для экономии расхода воды и, соответственно, снижения эксплуатационных затрат. Достоинствами водяного охлаждения являются компактность оборудования и возможность размещения во внутренних помещениях без контакта с наружной средой.

Абсорбционные чиллеры подразделяются:

• По количеству контуров – на одно- и двухконтурные.
• По принципу нагрева адсорбента: прямой и паровой нагрев.
• По используемому адсорбенту – бромид-литиевые и аммиачные.

Схема работы промышленного чиллера

Рассмотрим, из чего состоит чиллер, и опишем схему работы оборудования. В настоящее время широко используется несколько схем:

1. Прямое охлаждение жидкости. Применяется в том случае, если разница температур хладоносителя и охлаждаемой воды менее или равна 7°С. Теплоноситель напрямую поступает в теплообменный аппарат, где охлаждается благодаря закипанию фреона.
2. С промежуточным теплоносителем и вторичным теплообменником. Применяется при разнице температур технической и минеральной воды более 7°С, а также для охлаждения продуктов питания. Теплоноситель от потребителя поступает во вторичный теплообменный аппарат, который отдаёт энергию циркулирующему в первом контуре промежуточному рабочему телу. Последний охлаждается фреоном в первичном теплообменнике.
3. Чиллер с емкостью-накопителем. Используется при необходимости охлаждения нескольких единиц оборудования, подключенных к одному агрегату. При данной схеме обвязки чиллера теплоноситель от потребителя поступает в одну из двух частей емкости, откуда насосом подаётся в теплообменный аппарат. Охлажденная вода подаётся во вторую часть емкости, откуда по мере надобности подаётся потребителю. Таким образом, исключаются частые запуски компрессора.
4. С промежуточным контуром хладоносителя и открытым вторичным теплообменником. Данная схема широко используется при производстве «ледяной» воды с температурой 0 — +1°С. Кроме того, она применяется и при охлаждении технических жидкостей, отлично подходит для применения в качестве «аккумулятора холода». В этом случае холод сохраняется во льду, который образуется на теплообменном аппарате.

Основные компоненты чиллера

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

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

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

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

Работу чиллера обеспечивает и целый ряд вспомогательных узлов и систем:

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

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

FAQ или часто задаваемые вопросы

Вопрос: Возможно ли с помощью чиллера уменьшить температуру циркулирующей жидкости более, чем на 5°С?

Ответ: Да, возможно. Данный тип холодильного оборудования можно установить в замкнутой системе и поддерживать необходимую температуру воды. При этом разница температур горячей и холодной воды может достигать 30°С. Например, с помощью чиллера можно охладить возврат с температурой 40°С до 10°С и постоянно поддерживать данный режим. Широко применяются чиллеры, охлаждающие воду на проток. Чаще всего это охлаждение минеральной воды, лимонада и других напитков.

Вопрос: Что более выгодно использовать — чиллер или драйкулер?

Ответ: Эффективность работы сухой градирни целиком зависит от условий окружающей среды. И чем выше температура воздуха снаружи, тем выше и температура хладоносителя. Так, при летней жаре 30°С драйкулер охладит воду до 35 – 40°С. Поэтому они используются преимущественно в холодное время года для снижения затрат на электроэнергию. Преимуществом чиллера является стабильная температура охлаждения в любой сезон, независимо от внешних условий. При этом возможно и получение температуры жидкости до -70°С на специальных низкотемпературных чиллерах. В этом случае в качестве хладоносителя используется спирт. Также хотим отметить, что драйкулеры часто используются в системах чиллеров для предварительного охлаждения хладоносителя.

Вопрос: Какой чиллер желательно установить — с водяным или воздушным конденсатором?

Ответ: Всё зависит от условий эксплуатации оборудования и стоящих перед ним задач. Преимуществом чиллера с водяным охлаждением является компактность, что позволяет их размещаться в помещении без наружного блока для выделения тепла. Но для охлаждения необходима холодная вода. Достоинством является и более низкая цена оборудования, но стоит учесть, что возможно понадобится сухая градирня, а также подключение к водопроводу или скважине.

Вопрос: Чем отличаются чиллеры с тепловым насосом и без него?

Ответ: Особенностью чиллера с тепловым насосом является возможность работы на обогрев. С его помощью можно не только охлаждать воду, но и нагревать её для использования в качестве теплоносителя. Однако следует учесть, что при снижении температуры нагрев ухудшается. Наиболее эффективна работа теплового насоса на обогрев при температуре не ниже -5°.

Вопрос: На какое расстояние наружный блок с воздушным конденсатором может быть вынесен от чиллера?

Ответ: При обычных условиях наружный блок может быть вынесен на расстояние до 15 метров о чиллера. Если же установить систему отделения масла, то это расстояние можно увеличить до 50 метров. Но в этом случае необходим правильный подбор диаметра медных трубок между чиллером и наружным блоком.

Вопрос: Какова минимальная температура работы чиллера?

Ответ: В случае монтажа системы зимнего запуска работа оборудования возможна при температуре до -30 — -40°С. А если установить вентиляторы арктического исполнения — то и до -55°С.

принцип работы агрегата и технология 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.

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.

Содержание статьи:

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.

Галерея изображений

Фото из

Установка чиллера на крыше многоэтажки

Конструктивные составляющие чиллера

Блок управления чиллером и фанкойлами

Устройство для подачи обработанного воздуха в помещение

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 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 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. 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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Выводы и полезное видео по теме

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

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.

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 и схема работы —

22 января 2020

Чиллер — это центральная холодильная машина в системе чиллер-фанкойл, но он может работать и не включенный в систему, а как отдельный компонент, используемый для охлаждения жидкости разного типа, поэтому такой тип машин еще называют охладителями жидкости, НО чиллер может быть использован и для нагревания жидкости, если в нем установлена функция теплового насоса. Чиллер используют в промышленном охлаждении: на пивоварнях, ледовых аренах, молокозаводах, маслозаводах, для охлаждения реакторов, при производстве экструзионной линии, термопластавтоматов и прочее. 

План

1. Компоненты чиллера
2. Принцип работы чиллера
3. Виды охладителей жидкости
4. Основы расчета чиллера
5. Подбор чиллера
6. Наиболее известные бренды чиллеров

 

Компоненты чиллера

Одним из наиболее важных компонентов чиллера есть компрессор. Компрессоры могут быть спиральными, винтовыми или поршневыми. Последним временем более популярный тип компрессоров, которые используют в охладительных машинах – спиральные. Рассмотрим на конкретных примерах.

На рис. 1 изображен чиллер с поршневыми компрессорами:

Рис.1. Чиллер с поршневым компрессором/ поршневой компрессор

Следующий тип компрессора – спиральный. Пример можно увидеть на Рис.2.

Рис. 2. Чиллер со спиральными компрессорами/ спиральные компрессоры

Последний тип – винтовые компрессоры на изображении ниже.

Рис. 3. Чиллер с винтовым компрессором/ винтовой компрессор

Компрессор впитывает пары хладагента и поддерживает низкое давление, то есть температуру кипения в испарителе целиком, поскольку температура кипения воды должна быть выше температуры кипения хладагента. Для того, чтоб отвести тепло от хладагента, имеющего температуру более низкую, чем температура окружающей среды, пар и сжимается в компрессоре до высокого давления и градуса. Пар хладагента высокого давления нагнетается компрессором в конденсатор.

Конденсатор или воздушный теплообменник являет собой систему трубок, по которым циркулирует хладагент. Трубки чаще всего сделаны из меди, но все чаще производители отдают предпочтение алюминию.  На видео ниже Вы можете увидеть пример не только основного конденсатора, но и дополнительного (конденсатора фрикулинга).

 

Циркуляция воздуха в конденсаторе происходит через посредство вентиляторов.

Вентиляторы указаны синей стрелкой на Рис. 4.

Рис. 4. Вентиляторы

 

Жидкий хладагент из конденсатора дросселирует в терморегулирующем вентиле, предварительно пройдя через фильтр осушитель, который очищает мелкие частицы и влагу из хладагента.

Для управления системой в чиллер устроен контроллер или так называемый пульт управления, количество функций которого может отличатся в зависимости от конкретной модели.

Рис. 5 Пульт управления чиллера

Помимо основных компонентов чиллера также существует множество дополнительных, но, важно учесть, что сбои в работе мельчайшей детали может привести к неисправностям целого чиллера.  Остальные компоненты охладителя жидкости можно просмотреть на схеме ниже (Рис.5), а также прочесть о подробностях их работы в статье.

Рис. 6. Компоненты чиллера

 

Принцип работы чиллера

 Часто можно встретить такое название чиллера, как промышленный холодильник. Это обусловлено, прежде всего, тем, что так же, как и обычный холодильник, чиллер осуществляет отвод тепла от жидкости. Таким образом происходит полный отвод тепла от жидкости.

Процесс охлаждения жидкости чиллера может осуществляться по-разному в зависимости от типа конструкции чиллера. По этому параметру все чиллеры делятся на абсорбционные или парокомпрессионные. 

Чиллеры абсорбционного типа конструкции или АБХМ(абсорбционная холодильная машина) чаще всего используют при наличии избыточного тепла. Принцип работы чиллера абсорбционного типа изображен на рис. 7.

Рис. 7. Принцип работы чиллера абсорбционного типа

Абсорбционный чиллер состоит чаще всего из двух камер, обозначенных на изображении кругами AT i VD. АТ — горячая камера с относительно высоким давлением, VD – холодная камера с очень низким давлением. Чиллеры такого типа зачастую работают на растворах типа бромида-лития. Благодаря теплу(НМ), входящему снаружи в генератор, из раствора выделяется пар хладагента(воды), который в дальнейшем поступает в конденсатор. Происходит конденсация водяного пара, в результате чего происходит нагревание воды охлаждающего контура(KuW). После вода поступает в испаритель, где вскипает при низком давлении и температуре +6С и забирает тепло от охлаждаемого контура чиллер-фанкойла. Усиление теплообмена происходит благодаря насосу VD, который прокачивает воду на форсунки. Существуют и другие типы абсорбционных машин, в которых этот процесс заменяют на погружение охлаждаемого контура в специальную ванну с хладагентом.

Раствор бромида-лития превращается в абсорбер после прохождения сквозь затворный клапан WD1. Форсунки разбрызгивают раствор и впитывает пар из испарителя для улучшения общего процесса абсорбции.

Отвод теплоты происходит в абсорбере AB. Смесь бромида-лития и воды проходит сквозь терморегулятор WT1. После происходит повторение абсорбционного цикла.

Существует 4 типа АБХМ:

Рис. 8. Типы абсорбционных чиллеров

 

Стоит сделать акцент на том, что чиллеры абсорбционного типа дороже других охладителей и требуют наличия дешевого источника тепла. Но при этом они низкошумные, экологически безопасные и служат не менее 20 лет при условии правильного технического обслуживания.

Компрессионные холодильные машины стали более популярными в холодильной технике и во всех сферах, связанным с охлаждением того или иного продукта. Детальнее о принципе работы компрессионного чиллера вы можете почитать в нашей статье Компоненты чиллера. Холодильные установки такого типа более энергоэффективные и менее экологически опасны.

Рис. 9 Типы компрессионных чиллеров

 

Все о принципе работы чиллера, его схему, реальные примеры можно посмотреть на нашем видео с экспертом.

 

 Виды охладителей жидкости

Ранее мы уже рассказывали о типах чиллеров более подробно в статье. Дифференциация охладителей указана ниже.

Рис. 10.  Типы чиллеров

Основы расчета чиллера

 Существует множество способов расчета чиллера, но схема определения необходимой мощности чиллера упрощена с помощью специального Калькулятора. 

Наиболее распространенный способ расчета мощности для холодильного оборудования — через объемный расход. Для этого Вам нужно знать, какую жидкость вы используете для охлаждения (чаще всего, это вода или этиленгликоль), какой расход охлаждающей жидкости необходим (сколько литров за час), какая начальная температура жидкости на входе в чиллер и какой она должна быть при выходе. Примером, расход воды 63 л/ч с начальной температурой 20 гр. ц. и конечной 1, нажимаем рассчитать и получаем результат. Холодильная мощность чиллера должна быть 1.4 Вт или 1400 кВт соответственно.

Рис.11. Расчет мощности чиллера через объемный расход

Перейдем к расчету минимального объема жидкости для чиллера. Возможность вычисления этого показателя указана во втором поле. Первое значение, которое Вам нужно указать — минимальная холодопроизводительность чиллера в кВт-ах.

“Дифференциал включения чиллера”, то есть допустимый нагрев жидкости за минимальное время стоянки чиллера. Чаще всего это значение равно 1 гр. ц. Дальше идет показатель минимального времени стоянки чиллера. Указано, что если в чиллере установлен 1 компрессор, то минимальное время стоянки — 5 минут, если 2 и больше, то 1 мин. Указываем тот показатель, который подходит Вам. Переходим к выбору теплоемкости жидкости: здесь нужно обозначить теплоемкость для воды или для этиленгликоля(которая указана сбоку: для воды — 4.19, для 45 % этиленгликоля — 3. 34), в зависимости от используемой жидкости. После выбираем плотность воды или этиленгликоля, соответственно 1000 или 1074 кг/м3. И последний шаг — нажимаем рассчитать. Калькулятор покажет необходимый минимальный объем жидкости в системе.

Рис.12. Расчет минимального объема жидкости для чиллера

Для расчета чиллера для термопластавтомата, экструдера, миксера используем следующую формулу. Указываем массу перерабатываемого материала за час в килограммах. Дальше обозначаем какая изначальная температура материала и какой должна быть конечная. Дальше указано теплоемкость для пластмассы (2,3 кДж), так как в конкретном случае чаще всего используют именно этот материал, но величину можно изменить.  Нажимаем рассчитать и получаем необходимую мощность чиллера на выходе воды +7 гр.ц. Примером, для указанных величин, вам необходим охладитель жидкости приблизительно на 103 кВт.

Рис.13. Расчет чиллера для термопластавтомата, экструдера

Следующий способ: расчет мощности охлаждения через массу и время охлаждения. Здесь Вам нужно указать массу охлаждаемого вещества, время, за которое оно должно остыть, начальную и конечную температуру и выбрать жидкость, с помощью которой и происходит охлаждение. Опять же нажимаем рассчитать и получаем нужный показатель холодопроизводительности.

Рис. 14. Расчет мощности охлаждения через массу и время охлаждения

 Последний метод расчета — через объем вещества и время охлаждения. Все значения нужно ввести так само, как и в предыдущем, но в первом поле значение массы нужно заменить на объём.

 

Рис.15. Расчет мощности охлаждения через объём вещества и время охлаждения

Подбор чиллера

Как купить чиллер, подходящий для Вашего производства? Все о подборе чиллера 

Наиболее известные бренды чиллеров

В любой промышленности есть свои гиганты, авторитет которых неоспорим, холодильное оборудование не исключение. В ТОП-1 таких авторитетов среди чиллеров входят Trane, York, Carrier. Существует еще множество брендов, которые отличаются хорошим качеством, более детально о них мы рассказали в нашей статье Рейтинг чиллеров.

Рис. 16. Бренды чиллеров

Чиллеры для систем холодоснабжения: классификация, устройство, принцип работы, область применения

Чиллеры (холодильные машины) — основа систем холодоснабжения самых разных объектов — общественных и административных зданий, супер- и гипермаркетов, торговых и торгово-развлекательных центров, серверных и центров обработки данных, промышленных объектов. В основе работы чиллера лежит холодильный цикл, однако задача чиллера заключается в том, чтобы охладить воду, а не воздух. А вот уже при помощи холодной воды в помещениях охлаждается воздух — в этом заключается задача фэнкойлов.

Классификация чиллеров

Чиллеры могут быть классифицированы по нескольким признакам:

• По типу холодильного цикла
• По типу компрессора
• По исполнению конденсатора
• По типу охлаждения конденсатора
• По другим признакам.

Классификация чиллеров по типу холодильного цикла:

• Чиллеры на базе парокомпрессионного холодильного цикла, в котором получение холода происходит за счёт сжатия и расширения хладагента
• Чиллеры на базе абсорбционного холодильного цикла, в котором получение холода происходит за счёт поглощения и выпаривания одного вещества из другого.

В системах холодоснабжения наибольшее распространение получили чиллеры, работающие на базе парокомпрессионного холодильного цикла, поэтому далее в этой статьи будут рассматриваться именно они.

Классификация чиллеров по типу компрессора:

• С поршневым компрессором
• Со спиральным компрессором
• С винтовым компрессором
• С турбокомпрессором.

На сегодня холодильные машины с поршневыми компрессорами практически ушли с рынка ввиду их низкой эффективности. Что касается остальных трёх типов компрессоров, то каждый из них имеет диапазон холодильной мощности, в котором он эффективно работает. Так, спиральные компрессоры сегодня применяются в чиллерах мощностью до 700 кВт, винтовые — в чиллерах мощностью от 100 до 2000 кВт, турбокомпрессоры — в чиллерах мощностью от 300 до 9000 кВт.

Классификация чиллеров по исполнению конденсатора:

• Со встроенным конденсатором
• С выносным конденсатором

Классификация чиллеров по типу охлаждения конденсатора:

• С воздушным охлаждением
• С водяным охлаждением

В зависимости от применяемой схемы системы холодоснабжения выбирается то или иное исполнение конденсатора и тип его охлаждения. Кроме того, чиллеры могут быть с функцией фрикулинга или без неё, со встроенным гидромодулем или без него, с насосной станцией или без неё. Возможны и другие варианты классификации.

Устройство и принцип работы чиллера

Чиллер представляет собой полноценную холодильную машину со всеми элементами, присущими холодильному контуру — компрессором, конденсатором, термо-регулирующим вентилем и испарителем. Кроме того, в состав чиллера входит ряд второстепенных элементов холодильного контура, а также электрический щит и щит автоматики. Рассмотрим принципиальную схему чиллера.

На схеме приведено устройство чиллера, цифрами обозначены различные его элементы. Элементы с 1 по 13 относятся к холодильному (фреоновому) контуру чиллера:

1. Компрессор. В компрессоре производится сжатие газообразного хладагента и одновременно с этим его нагрев для того, чтобы получить возможность охладить этот хладагент в конденсаторе за счёт окружающей среды.

2. Конденсатор. В конденсатор поступает горячий сжатый газообразный хладагент после компрессора, где производится его охлаждение за счёт окружающей среды. Для этого конденсатор обдувается наружным воздухом при помощи специально предназначенного для этого вентилятора.

3. Реле высокого давления — элемент автоматики чиллера, который защищает систему от избыточно высокого давления хладагента.

4. Манометр высокого давления — измерительный прибор, который показывает давление хладагента после конденсатора.

5. Ресивер. Он представляет собой своеобразный бак-аккумулятор для хранения излишнего хладагента.

6. Фильтр-осушитель. Он нужен для очистки хладагента от грязи, влаги и других загрязнителей.

7. Соленоид. Это клапан, который открывается и закрывается, соответственно, при включении и отключении компрессора.

8. Смотровое стекло. Предназначено для визуального наблюдения за движением хладагента в трубопроводе и оценки его достаточности. Например, наличие пузырьков в смотровом стекле говорит о том, что в контуре недостаточное количество хладагента и систему рекомендуется дозаправить.

9. Терморегулирующий вентиль (ТРВ). Это расширитель, который сбрасывает давление хладагента до исходного давления всасывания. Подобно тому, как в компрессоре хладагент нагревался при сжатии, в терморегулирующем вентиле он резко охлаждается при расширении. Так как до ТРВ хладагент был охлажден в конденсаторе, то в ТРВ охлаждение происходит до более низких температур, чем он был на всасывании в компрессор. Именно в ТРВ образуется тот самый холод, ради которого затевается весь холодильный цикл.

10. Регулятор производительности / клапан байпаса. Предназначен для перепуска газа со стороны нагнетания на сторону всасывания и применяется для регулирования производительности компрессора. При необходимости понизить мощность чиллера клапан приоткрывается, часть газа после компрессора поступает не в конденсатор, а обратно на всасывание в компрессор. Таким образом, в контуре циркулирует меньше хладагента, и, как результат, снижается холодопроизводительность системы в целом. При необходимости повысить мощность чиллера клапан закрывается, и в контуре циркулирует весь имеющийся хладагент.

11. Испаритель. Представляет собой теплообменник, в котором холодоноситель охлаждается, то есть отдаёт своё тепло хладагенту, за счёт чего последний кипит (испаряется), откуда и взялось название этого теплообменника.

12. Манометр для отслеживания давления хладагента после испарителя на входе в компрессор.

13. Реле низкого давления. Защищает холодильный контур от чересчур низкого давления.

Элементы с 14 по 22 относятся к контуру холодоносителя, но они также входят в состав чиллера, если не указано иного:

14. Циркуляционный насос, который обеспечивает движение холодоносителя по контуру. В более общем виде его называют насосной станцией. Насосная станция может входить в состав чиллера (опционально) или же проектироваться отдельно. В первом случае речь идет о выборе характеристик станции из некоторых стандартных вариантов, во втором случае возможен более гибкий подбор насосной станции под конкретные условия работы.

В представленной схеме насос установлен на прямом потоке холодоносителя, однако его рекомендуется устанавливать на обратном потоке.

15. Защита от замерзания холодоносителя в испарителе.

16. Датчик температуры прямого потока холодоносителя (от чиллера к фэнкойлам)

17. Манометр, показывающий давление холодоносителя

18. Система подпитки. Она может быть реализована не только в чиллере, но и отдельно в контуре. Представляет собой трубопровод от системы водоснабжения здания с фильтром, отсечными кранами, управляемым соленоидным краном и, при необходимости, насосом. Как правило, насос нужен, если давление в системе водоснабжения ниже давления в системе холодоснабжения.

19. Датчик уровня воды в баке-аккумуляторе.

20. Датчик температуры обратного потока холодоносителя (от фэнкойлов к чиллеру)

21. Реле протока. Сигнализирует об отсутствии протока холодоносителя, то есть об аварийной ситуации, когда чиллеру, грубо говоря, нечего охлаждать.

22. Бак-аккумулятор. Часто предусматривается в виде отдельного изделия вне чиллера. Служит для накопления холода на тот период, когда чиллер отключен. Дело в том, что чиллер не может беспрестанно включаться и выключаться — это негативно влияет на работу компрессора. Обычно между пусками компрессора должно пройти не менее 6 минут. В это время в фэнкойлы поступает вода из бака-аккумулятора.

Область применения чиллеров

Чиллерные системы охлаждения характеризуются сложностью проектирования, монтажа и наладки, занимают достаточно много места. Именно поэтому их применение нецелесообразно на малых объектах (до 100 киловатт холодильной мощности). В диапазоне мощностей от 100 до 1000 киловатт они, так или иначе, конкурируют с мультизональными системами охлаждения. На объектах с тепловой нагрузкой 1000 киловатт и более применение чиллеров не вызывает сомнений.

Объекты, на которых система охлаждения чаще всего строится на базе чиллеров: офисные, административные и общественные здания, бизнес-центры, торговые и торгово-развлекательные центры, супер- и гипермаркеты, крупные кафе и рестораны.

Юрий Хомутский, технический редактор журнала «Мир Климата»

Чиллер: устройство и принцип работы

Чиллер представляет из себя холодильный агрегат, его используют для охлаждения жидких теплоносителей, т.е. воды на полимерном производстве. Также чиллеры могут нагревать теплоноситель, это в большей степени относится к системам кондиционирования и нам не очень интересно.

В настоящий момент чиллеры производятся в широком диапазоне мощностей, так что подобрать необходимую модель на рынке холодильного оборудования будет не сложно. Для этого не обязательно знать все нюансы работы и устройства чиллера.

 

Из чего состоит чиллер? Основными компонентами в любом чиллере являются: испаритель, компрессор и конденсатор.

На рисунке представлена схема типичного чиллера моноблока, которые сейчас в большом количестве поставляются вместе с линиями из китая. Плюсом является его моноблочное исполнение, что позволяет сэкономить производственные площади, мобильность, встроенный насос для воды. Чиллер моноблок прост в установке: подсоединил, набрал воды, включил и все. Но также у него есть и масса минусов, самый большой минус в том что невозможно увеличить емкость для воды, испаритель находится в накопительной емкости, который не герметичен, при установке в цеху летом возможны проблемы с охлаждением из-за высокой температуры воздуха в производственном помещении, так как охлаждая фреон конденсатор нагревает воздух в цеху.

Чиллеры с внешними выносными конденсаторами и герметичной испарительной камерой летом показывают больший КПД в охлаждении, позволяют закольцевать его на большую емкость с водой, также потребуется дополнительный водяной насос для обеспечения циркуляции воды между емкостью с водой и линией. Емкость для воды придется приобретать отдельно. Воздушный конденсатор лучше всего устанавливать на улице в теневой стороне.

Также чиллер можно вполне реально собрать самому закупив по отдельности все его компоненты, например в профхолоде.

Охлаждение воды происходит в испарителе, в котором хладагент закипая испаряется забирая энергию у воды. После этого хладагент в газообразном состоянии попадает в компрессор, где горячий пар сжимается и нагревается из-за этого до 80-90^оС. После компрессора фреон поступает в конденсатор, где с помощью нагнетаемого вентилятором воздуха охлаждается. Хладагент поступает в пластинчатый теплообменник где его температура снижается из-за чего фреон переходит в жидкое состояние и далее поступает в фильтр-осушитель в котором он избавляется от влаги. Далее на пути фреона следует терморасширительный вентиль (ТРВ), в нем давление хладагента понижается. После терморасширительного вентиля фреон представляет из себя пар низкого давления в сочетании с жидким фреоном. После этого цикл повторяется, эта смесь вновь поступает в испаритель. Рассчитать необходимую мощность чиллера можно воспользовавшись данной таблицей.

 

Воздушный конденсатор представляет собой радиатор из медных оребренных трубок по которому протекает нагретый хладагент после копрессора. Конденсатор охлаждается установленным на нем вентилятором.

Испаритель — в большинстве случаев представляет из себя замкнутую, герметичную емкость через которую проходит охлаждаемая вода, внутри этой емкости находится охлаждающий контур для фреона в виде змеевика или спирали из медной трубки, через стенки медных трубок происходит теплообмен между хладагентом и теплоносителем. В моноблочных чиллерах испаритель представляет собой спираль из медной трубки помещенной в накопительную емкость.

Как работает чиллер? См. Нашу схему чиллера

Как работает чиллер

Проще говоря, промышленные чиллеры охлаждают технологические жидкости. Технологические жидкости (обычно вода или смесь воды и гликоля) используются для охлаждения машин, оборудования, пищевых продуктов и т. Д. Технологическая жидкость поглощает тепло от того, что охлаждается, а затем проходит через охладитель, где тепло отводится от жидкости и передается. в окружающий воздух.

Два контура

Промышленные чиллеры с водой или гликолем содержат два основных контура: контур охлаждения и контур жидкости.Холодильный контур состоит из четырех компонентов: компрессора, конденсатора, расширительного клапана и испарителя. Холодильный контур отводит тепло от технологической жидкости. Контур жидкости обычно состоит из резервуара для жидкости, насоса, фильтров и теплообменника. Гидравлический контур переносит технологическую жидкость вокруг охлаждаемого объекта.

Пошаговый цикл охлаждения — схема чиллера

Холодильный контур — это наиболее техническая часть работы чиллера.Холодильный цикл использует принципы термодинамики для эффективного перемещения тепла из одной области в другую. В случае чиллеров тепло отбирается от охлаждаемой жидкости и передается окружающему воздуху.

1. Компрессор

Холодильный цикл начинается с компрессора. Компрессор принимает хладагент низкого давления и низкой температуры в виде газа и сжимает его в газ под высоким давлением и высокой температурой.

1. Конденсатор

Затем этот газ проходит через змеевики в конденсаторе.В конденсаторе воздух или вода будут течь по змеевикам и отводить тепло от хладагента. По мере того как хладагент теряет тепло, он начинает конденсироваться, пока весь газ не превратится в жидкость.

1. Расширительный клапан

После выхода из конденсатора жидкость проходит через расширительный клапан. Расширительный клапан ограничивает поток хладагента. Когда жидкость под высоким давлением проходит через расширительный клапан, она попадает в испаритель.

1. Испаритель

Испаритель — это место, где хладагент начинает испаряться обратно в газ.Когда хладагент испаряется, он становится очень холодным и поглощает много тепла. Именно в испарителе технологическая жидкость взаимодействует с холодным хладагентом. Тепло отводится от жидкости и передается хладагенту. Затем хладагент поступает в компрессор, и цикл начинается снова.

Чиллеры North Slope

Теперь, когда вы знаете, как работает чиллер, вы можете рассмотреть варианты своей технологической системы чиллера. Чиллеры North Slope могут похвастаться самым передовым из имеющихся активных холодильных контуров.Их легко установить, удалить и переместить, и они не нарушат структуру вашей текущей системы. Если вы хотите охладить, заморозить или что-то среднее, North Slope Chillers предложит решение, соответствующее вашим потребностям.

Примечание: для этого содержимого требуется JavaScript.

Основы чиллеров — HVAC Investigators

Когда претензия о повреждении чиллера попадает на ваш стол, вы должны быть готовы к сопутствующим сложностям. Эти системы часто бывают сложными и специализированными в зависимости от пространства или оборудования, которое они охлаждают, а это означает, что они создают свои собственные проблемы для страховых агентств, таких как вы.Если вы не знакомы с этим сложным охлаждающим оборудованием и работаете над претензией, в которую входит такое оборудование, вам нужно знать основы.

Водопроводные трубы для чиллерной системы

Как работают чиллеры?

Чиллеры отводят тепло из помещения, где требуется климат-контроль, так же, как это делает традиционная сплит-система или агрегат, но для этого в них используется вода (или водный раствор) вместо воздуха. Есть два типа чиллеров: с водяным охлаждением и с воздушным охлаждением.Они работают одинаково на протяжении большей части процесса, пока хладагент не достигнет конденсатора, и оба они описаны в следующих разделах.

Чиллеры с водяным охлаждением

Схема A

Процесс охлаждения начинается, когда вода поступает в испаритель из первичного возврата, где тепло передается от воды хладагенту.

Охлажденная вода затем направляется в резервуар для воды через первичный источник (показан синим цветом ), где водяной насос распределяет ее по различным помещениям с климат-контролем.Поскольку тепло всегда перемещается от горячего к холодному, как указано во втором законе термодинамики, охлажденная вода поглощает тепло окружающей среды кондиционируемого помещения в устройстве обработки воздуха. Затем вентилятор нагнетает охлажденный воздух в пространство через воздуховоды. Затем более теплая вода возвращается в чиллер для повторного охлаждения.

Между тем, тепло, поглощаемое хладагентом (путь, показанное зеленым ) в испарителе, необходимо передать, чтобы хладагент мог поглотить больше тепла.Хладагент с низким давлением и высокой температурой перемещается из испарителя в моторный компрессор, который увеличивает давление и температуру.

После этого хладагент поступает в конденсатор. В чиллерах с водяным охлаждением вода окружает трубы хладагента и забирает тепло (путь показан красным) . Затем вода перекачивается в градирню для отвода тепла. После конденсации хладагент проходит через расширительный клапан для снижения давления (и температуры), а затем возвращается в испаритель, где процесс начинается снова.

Чиллеры с воздушным охлаждением

Схема B

Как и в чиллерах с водяным охлаждением, процесс начинается с первичного возврата, подающего теплую воду в чиллер. В испарителе тепло передается хладагенту, а вода проходит через первичный источник в охлаждаемое пространство. Хладагент проходит через компрессор, повышая давление и температуру, а затем достигает конденсатора. Здесь вентиляторы циркулируют наружный воздух через конденсатор, который поглощает тепло от хладагента (опять же, второй закон термодинамики диктует, что горячее переходит в холод), прежде чем отводить это тепло в окружающий воздух.Затем хладагент проходит через расширительный клапан (как и раньше) и возвращается в испаритель.

Где используются чиллеры?

Чиллеры

имеют несколько применений и иногда предпочтительнее традиционных сплит-систем или агрегатов, поскольку вода проводит тепло лучше, чем воздух. Вот почему чиллеры с водяным охлаждением известны своей стабильностью и эффективностью по своим характеристикам и более длительным сроком службы, чем их аналоги с воздушным охлаждением. Чиллеры с водяным охлаждением распространены на средних и крупных объектах (при условии, что они имеют достаточное водоснабжение), таких как аэропорты, больницы, отели, торговые центры, коммерческие здания и т. Д. (На фото: портативный чиллер)

Чиллеры с воздушным охлаждением более распространены на предприятиях малого и среднего размера, где пространство и вода могут быть ограничены. Стоимость установки и обслуживания этих чиллеров ниже, чем у их аналогов с водяным охлаждением, но они обычно имеют более короткий срок службы. Эти чиллеры обычно используются в ресторанах, на корпоративных и спортивных мероприятиях, а также во временных сооружениях.

Чиллеры также часто используются в промышленных или медицинских целях.Монтажное оборудование, строительные площадки, лазеры, аппараты МРТ и различное другое мощное оборудование и объекты могут потребовать охладителей для поддержания приемлемой температуры.

Общие проблемы, влияющие на чиллеры

Коррозия

В чиллерах

используются металлические трубы (обычно из меди или углеродистой стали) для передачи воды между чиллером и помещением с климат-контролем. Простое присутствие кислорода в воде может вызвать коррозию, но если вода и трубы обрабатываются должным образом, это может значительно снизить риск.Однако при недостаточной очистке воды в систему могут попасть отложения, минералы и бактерии. Если есть накопление осадка или бактерий, которые вызывают дифференциацию уровней оксигенации, металлы могут начать коррозию. Кроме того, любая точка, где используются два разных металла, может подвергаться риску коррозии из-за их различных электрохимических свойств. Независимо от того, как происходит коррозия, она может вызвать утечки, которые повредят чиллер, снизят его эффективность и, возможно, повредят зону вокруг чиллера.

Компрессор для чиллера

Плохое обслуживание

Эти сложные машины требуют тщательного обслуживания, чтобы поддерживать их в хорошем рабочем состоянии. Если не предпринять надлежащих мер, чиллер может подвергнуться коррозии, засориться, потерять эффективность или столкнуться с рядом других проблем. Например, если не проводится надлежащая очистка воды или если открытые градирни не очищаются, в систему могут попасть отложения или твердые частицы, что приведет к засорению труб и ухудшению теплопередачи.Конденсатор чиллера с воздушным охлаждением может забиться мусором или налипнуть на грязь, что также снижает эффективность.

Проблемы с электричеством

Электрические системы чиллера тщательно спроектированы и не менее сложны, чем остальная часть машины. Их легко вывести из равновесия из-за скачков высокого напряжения или износа. Если возникает проблема с заземлением или сбой в источнике питания, чиллер может обнаружить это и выключиться. Перегрузка чиллера может вызвать его перегрев, что, скорее всего, приведет к выходу из строя.Провода и кабели могут ослабнуть или повредиться после технического обслуживания или из-за небрежности, что может привести к неисправности чиллера.

Мы можем помочь урегулировать претензии к чиллерам

Претензии чиллера — это не прогулка по парку — некоторые компоненты могут выйти из строя и привести к отказу всей системы, и источник не всегда может быть очевиден. Для правильного обращения с ними может потребоваться экспертное заключение. Если вы рассматриваете претензию по чиллеру, позвольте нам помочь! Наши обученные специалисты задокументируют повреждения, а наши специалисты составят исчерпывающий отчет с указанием повреждений, причин потери и затрат, связанных с ремонтом или заменой.

Облегчите себе урегулирование претензий по чиллерам. Подайте заявку сегодня!

Как работает чиллер? — Что такое чиллер и как выбрать лучший

Что такое Чиллер ?

Промышленные охладители воды используются в различных сферах, где охлажденная вода или жидкость циркулируют через технологическое оборудование. Обычно используемые для охлаждения продуктов и оборудования, водоохладители используются во множестве различных приложений, включая литье под давлением, инструмент и высечку, продукты питания и напитки, химикаты, лазеры, станки, полупроводники и многое другое.

Функция промышленного чиллера заключается в перемещении тепла из одного места (обычно технологического оборудования или продукта) в другое (обычно воздух за пределами производственного помещения). Для передачи тепла к охладителю и от него очень часто используется вода или водно-гликолевый раствор, что может потребовать, чтобы технологический охладитель имел резервуар и насосную систему. Независимо от вашей отрасли и процесса, обеспечение достаточного охлаждения имеет решающее значение для производительности и экономии средств.

Зачем использовать Чиллер ?

Ни один промышленный процесс, машина или двигатель не являются эффективными на 100%, причем наиболее частым побочным продуктом такой неэффективности является тепло. Если это тепло не удаляется, оно со временем будет накапливаться, что приведет к сокращению времени производства, остановам оборудования и даже преждевременному выходу оборудования из строя. Чтобы избежать этих проблем, необходимо включить охлаждение в конструкцию промышленных технологических систем.

Использование чиллера для охлаждения дает множество преимуществ. Чиллер обеспечивает постоянную температуру и давление в вашем производственном процессе.Исключение переменных температуры и давления упрощает разработку и оптимизацию процесса, обеспечивая высочайшее качество продукта. Вместо расточительной однопроходной системы охладитель рециркулирует охлаждающую воду. Рециркуляция сводит к минимуму расходы на потребление воды, что может быть дорогостоящим и экологически вредным.

Как работает Чиллер Работа?

В большинстве случаев технологического охлаждения насосная система перекачивает холодную воду или водно-гликолевый раствор из охладителя в технологический процесс.Эта холодная жидкость удаляет тепло из процесса, а теплая жидкость возвращается в чиллер. Технологическая вода — это средство передачи тепла от технологического процесса к чиллеру.

Промышленные чиллеры содержат химическое соединение, называемое хладагентом. Существует множество типов хладагентов и применений в зависимости от требуемых температур, но все они работают по основному принципу сжатия и фазового перехода хладагента из жидкости в газ и обратно в жидкость. Этот процесс нагрева и охлаждения хладагента и превращения его из газа в жидкость и обратно — это цикл охлаждения.

Холодильный цикл начинается со смеси жидкости и газа низкого давления, поступающей в испаритель. В испарителе тепло от технологической воды или водно-гликолевого раствора приводит к кипению хладагента, который превращает его из жидкости низкого давления в газ низкого давления. Газ низкого давления поступает в компрессор, где сжимается до газа высокого давления. Газ под высоким давлением поступает в конденсатор, где окружающий воздух или вода конденсатора отводят тепло, чтобы охладить его до жидкости под высоким давлением. Жидкость под высоким давлением поступает к расширительному клапану, который контролирует количество жидкого хладагента, поступающего в испаритель, тем самым снова начиная цикл охлаждения.

В чиллерах используются два типа конденсаторов; с воздушным и водяным охлаждением. Конденсатор с воздушным охлаждением использует окружающий воздух для охлаждения и конденсации горячего газообразного хладагента обратно в жидкость. Он может быть расположен внутри чиллера или удаленно снаружи, но в конечном итоге он отводит тепло от чиллера в воздух. В конденсаторе с водяным охлаждением вода из градирни охлаждает и конденсирует хладагент.

Что Чиллер Лучше всего подходит для вашего процесса?

Чиллер Системы различаются по размеру и конструкции и доступны в виде небольших, локализованных или переносных чиллеров для небольших приложений или больших центральных чиллеров, предназначенных для охлаждения целых процессов.

Если вас интересуют более подробные сведения о лучшем охлаждающем решении для вашей области применения, обратитесь к специалисту по тепловому уходу.

Полное руководство по чиллерным системам. Все, что Вам нужно знать.

Что такое чиллерные системы?

В коммерческих зданиях используются системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) для осушения и охлаждения здания. Современные коммерческие здания нуждаются в эффективных системах и компонентах HVAC в рамках более широких инициатив, направленных на повышение эффективности и устойчивости зданий. Жители здания также возлагают большие надежды на то, что система HVAC будет работать так, как задумано. . . для создания комфортной внутренней среды независимо от внешних по отношению к зданию условий.

Чиллеры стали важным компонентом систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для самых разных коммерческих объектов, включая отели, рестораны, больницы, спортивные арены, промышленные и производственные предприятия и т. Д.В отрасли давно признано, что холодильные системы представляют собой крупнейшего потребителя электроэнергии на большинстве объектов. Они могут легко потреблять более 50% от общего потребления электроэнергии в сезонные периоды. По данным Министерства энергетики США (DOE), чиллеры могут вместе использовать примерно 20% всей электроэнергии, вырабатываемой в Северной Америке. Более того, по оценкам Министерства энергетики, чиллеры могут расходовать до 30% дополнительной энергии из-за различной неэффективности эксплуатации.Эти признанные недостатки обходятся компаниям и строительным предприятиям в миллиарды долларов ежегодно.

В целом чиллер способствует передаче тепла от внутренней среды к внешней. Это устройство теплопередачи зависит от физического состояния хладагента, циркулирующего в системе охлаждения. Безусловно, чиллеры могут функционировать как сердце любой центральной системы HVAC.

Как работает чиллер?

Чиллер работает по принципу сжатия или поглощения пара.Чиллеры обеспечивают непрерывный поток охлаждающей жидкости к холодной стороне системы технологической воды при желаемой температуре около 50 ° F (10 ° C). Затем хладагент прокачивается через технологический процесс, отводя тепло из одной части объекта (например, машины, технологическое оборудование и т. Д.), Когда оно течет обратно в обратную сторону системы технологической воды.

В чиллере используется механическая система охлаждения с компрессией пара, которая подключается к системе технологической воды через устройство, называемое испарителем. Хладагент циркулирует через испаритель, компрессор, конденсатор и расширительное устройство чиллера.Термодинамический процесс происходит в каждом из вышеперечисленных компонентов чиллера. Испаритель работает как теплообменник, так что тепло, захваченное потоком технологического хладагента, передается хладагенту. По мере передачи тепла хладагент испаряется, превращаясь из жидкости с низким давлением в пар, в то время как температура технологического хладагента снижается.

Затем хладагент поступает в компрессор, который выполняет несколько функций. Во-первых, он удаляет хладагент из испарителя и гарантирует, что давление в испарителе остается достаточно низким для поглощения тепла с правильной скоростью.Во-вторых, он повышает давление выходящего пара хладагента, чтобы его температура оставалась достаточно высокой для выделения тепла, когда он достигает конденсатора. Хладагент возвращается в жидкое состояние в конденсаторе. Скрытая теплота, выделяемая при переходе хладагента из пара в жидкость, уносится из окружающей среды охлаждающей средой (воздухом или водой).

Типы чиллеров:

Как описано, две разные охлаждающие среды (воздух или вода) могут способствовать передаче скрытой теплоты, отдаваемой при переходе хладагента из пара в жидкость.Таким образом, чиллеры могут использовать два разных типа конденсаторов: с воздушным и водяным охлаждением.

• Конденсаторы с воздушным охлаждением напоминают «радиаторы», охлаждающие автомобильные двигатели. Они используют моторизованный вентилятор, чтобы нагнетать воздух через решетку линий хладагента. Конденсаторам с воздушным охлаждением для эффективной работы требуется температура окружающей среды 95 ° F (35 ° C) или ниже, если они специально не предназначены для высоких условий окружающей среды.
• Конденсаторы с водяным охлаждением выполняют те же функции, что и конденсаторы с воздушным охлаждением, но требуют двух этапов для завершения теплопередачи.Сначала тепло переходит от пара хладагента в воду конденсатора. Затем теплая вода конденсатора перекачивается в градирню, где технологическое тепло в конечном итоге отводится в атмосферу.

Чиллеры с водяным охлаждением:

Чиллеры с водяным охлаждением имеют конденсатор с водяным охлаждением, соединенный с градирней. Они обычно используются для средних и крупных установок с достаточным водоснабжением. Чиллеры с водяным охлаждением могут обеспечивать более стабильную производительность для коммерческого и промышленного кондиционирования воздуха из-за относительной независимости от колебаний температуры окружающей среды.Размеры чиллеров с водяным охлаждением варьируются от небольших моделей емкостью 20 тонн до моделей на несколько тысяч тонн, которые охлаждают крупнейшие в мире объекты, такие как аэропорты, торговые центры и другие объекты.

Типичный чиллер с водяным охлаждением использует рециркулирующую воду конденсатора из градирни для конденсации хладагента. Чиллер с водяным охлаждением содержит хладагент, зависящий от температуры воды на входе в конденсатор (и расхода), который зависит от температуры окружающей среды по влажному термометру.Поскольку температура по влажному термометру всегда ниже, чем по сухому термометру, температура (и давление) конденсации хладагента в чиллере с водяным охлаждением часто может работать значительно ниже, чем в чиллере с воздушным охлаждением. Таким образом чиллеры с водяным охлаждением могут работать более эффективно.

Чиллеры с водяным охлаждением обычно располагаются внутри помещений в защищенной от непогоды среде. Следовательно, чиллер с водяным охлаждением может обеспечить более длительный срок службы. Чиллеры с водяным охлаждением обычно представляют собой единственный вариант для более крупных установок. Дополнительная система градирни потребует дополнительных затрат на установку и обслуживание по сравнению с чиллерами с воздушным охлаждением.

Чиллеры с воздушным охлаждением:

В чиллерах с воздушным охлаждением используется конденсатор, охлаждаемый окружающим воздухом. Таким образом, чиллеры с воздушным охлаждением могут найти обычное применение в небольших или средних установках, где может существовать ограниченное пространство. Чиллер с воздушным охлаждением может быть наиболее практичным выбором в сценариях, где вода представляет собой ограниченный ресурс.

Типичный чиллер с воздушным охлаждением может быть оснащен пропеллерными вентиляторами или механическими холодильными циклами, чтобы втягивать окружающий воздух через оребренный змеевик для конденсации хладагента. Конденсация паров хладагента в конденсаторе с воздушным охлаждением обеспечивает передачу тепла в атмосферу.

Чиллеры с воздушным охлаждением обладают значительным преимуществом в виде более низких затрат на установку. Более простое обслуживание также достигается благодаря их относительной простоте по сравнению с чиллерами с водяным охлаждением. Чиллеры с воздушным охлаждением будут занимать меньше места, но в основном будут располагаться вне помещения.Таким образом, у наружных элементов сократится срок их службы.

Комплексный характер чиллеров с воздушным охлаждением снижает затраты на техническое обслуживание. Их относительная простота в сочетании с меньшими требованиями к пространству дает большие преимущества во многих типах установок.

Действия по повышению эффективности чиллерных систем:

Затраты на чиллер составляют значительную часть счетов за коммунальные услуги в вашем здании. Какие меры необходимо предпринять, чтобы добиться экономии энергии за счет максимальной эффективности чиллерной системы? Давайте рассмотрим некоторые возможности.

Текущее обслуживание

Чиллерные системы будут работать более эффективно за счет надлежащего текущего обслуживания. Большинство организаций осознают эту ценность и предприняли шаги в рамках своей повседневной передовой практики управления объектами. Некоторые общие передовые практики для систем чиллера включают:

1. Осмотрите и очистите змеевики конденсатора. Теплопередача оказывает большое влияние на чиллерные системы и остается основой для обеспечения эффективной работы чиллера. При плановом техническом обслуживании следует проверять змеевики конденсатора на предмет засорения и свободного прохода воздуха.
2. Поддерживайте заправку хладагента. Коэффициент охлаждения чиллера зависит от надлежащего уровня хладагента в системе. Поддержание надлежащей заправки хладагента может значительно повлиять на энергоэффективность за счет снижения затрат на охлаждение почти на 5-10%.
3. Поддержание воды в конденсаторе: водяные контуры конденсатора, используемые с градирнями, должны поддерживать надлежащий расход воды в соответствии с проектом. Любой мусор, такой как песок, эрозионные твердые частицы и загрязняющие материалы, может повлиять на водяной контур конденсатора. Загрязнение или образование накипи могут препятствовать потоку воды и сильно влиять на эффективность работы чиллера.

Профилактическое обслуживание

Искусственный интеллект (ИИ) продолжает развиваться в повседневных практических приложениях. Такое оборудование, как чиллерные системы, выиграет от использования алгоритмов искусственного интеллекта, которые могут обнаруживать потенциальные сбои до того, как они произойдут. Прогнозирующее техническое обслуживание использует сбор и анализ рабочих данных системы чиллера, чтобы определить, когда следует предпринять действия по техническому обслуживанию до катастрофического отказа. Поскольку чиллеры представляют собой сердце большинства современных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, предотвращение катастрофических отказов, приводящих к значительному «простою», позволит сэкономить на расходах на аварийный ремонт, а также на репутации. Критическая роль, которую играет система чиллера, требует повышенного внимания. Большие данные и искусственный интеллект минимизируют время простоя и повышают производительность.

Интернет вещей (IoT) предоставляет инструмент сбора данных, который может включать приложения AI, такие как профилактическое обслуживание. Фактически, будущее HVAC — это AI и IoT. Интернет вещей позволяет собирать данные с чиллера в режиме реального времени, чтобы обеспечить непрерывный анализ его работы. Детализированные данные IoT, полученные от чиллера, выходят далеко за рамки данных, полученных при визуальном осмотре.Интернет вещей позволяет инженерам-строителям видеть в режиме реального времени критически важные объекты HVAC, тем самым обеспечивая информированный мониторинг фактических условий эксплуатации.

Оптимизация

Чиллеры работают как часть сложной системы HVAC. Чиллеры с водяным охлаждением имеют большую сложность из-за подключения к системе градирни. Таким образом, оценка общей производительности холодильной установки будет включать анализ общего энергопотребления компрессора, насосов, вентиляторов градирни и т. Д.для оценки комплексных показателей эффективности, таких как кВт / тонна.

Оптимизация всей холодильной установки должна выполняться комплексно. Различные настройки, направленные на оптимальные уставки охлажденной воды, последовательность работы чиллера и балансировку нагрузки, управление пиковым потреблением, управление водой в градирне и т. Д., Могут выполняться только с рабочими данными. Интернет вещей может предоставить инструменты для такой оптимизации, обеспечивая в реальном времени мониторинг энергопотребления каждой части холодильной установки, температуры подачи / возврата из холодильной машины и градирни, расхода воды из водяного контура конденсатора и т. Д.Интернет вещей нашел практическое применение в HVAC, чтобы облегчить настоящую оптимизацию.

Заключение:

Эффективность работы чиллера сильно повлияет на эксплуатационные расходы вашего здания. Текущее плановое обслуживание представляет собой минимум с точки зрения управления объектом. Для профилактического обслуживания и оптимизации холодильной системы требуются оперативные данные в режиме реального времени. Интернет вещей открыл дверь к новым формам повышения эффективности чиллера.

Примечание редактора: этот пост был первоначально опубликован в ноябре 2017 года и был полностью переработан и обновлен для обеспечения точности и полноты.

---

Узнайте, как Senseware может в режиме реального времени предоставлять данные о работе чиллера на вашем предприятии.

Запишитесь на демонстрацию с нашей командой.

---

Как работает система охлажденной воды

Во многих климатах жаркая погода. В некоторых местах круглый год жарко. Но это не значит, что внутри зданий должно быть жарко. В то время как температура на улице иногда может превышать 100 ° F, температура внутри здания может быть комфортной 74 ° F.Все это благодаря системе охлажденной воды.

Системы водяного охлаждения используются в средних и крупных зданиях. Чиллерные установки действуют как централизованная система охлаждения, которая обеспечивает охлаждение всего здания или даже нескольких зданий. Это связано с тем, что зачастую удобнее централизовать оборудование для кондиционирования воздуха в одном месте, а не устанавливать множество единиц оборудования в разных местах.

В дополнение к упрощению доступа для обслуживающей бригады здания, большие системы с водяным охлаждением также обеспечивают большую энергоэффективность, чем небольшие индивидуальные системы.

Знакомство с установками охлажденной воды

Несмотря на то, что системы охлажденной воды — новая идея для большинства людей, эта концепция существует еще со времен древних римлян. Чтобы охладить свои здания, римляне пропускали воду через стены, чтобы охладить пространство внутри.

Только в 1902 году Уиллис Кэрриер изобрел современный кондиционер. Затем в 1926 году компания Carrier изобрела первый центробежный чиллер, который позволил обеспечить крупномасштабное кондиционирование воздуха в зданиях.

С тех пор чиллеры претерпели множество инноваций, и существует множество различных типов чиллеров. Однако цель чиллера остается прежней: отвод тепла от воды.

Основные сведения о системе охлажденной воды

Системы охлажденной воды обеспечивают охлаждение здания за счет использования охлажденной воды для поглощения тепла из помещений здания. В основе системы водяного охлаждения чиллер отводит тепло от воды с помощью цикла охлаждения.

Чиллеры используют цикл охлаждения для отвода тепла от охлажденной воды.

Цикл охлаждения системы с охлажденной водой работает за счет отвода тепла от охлажденной воды в испарителе чиллера.Компрессор — это то, что движет всем процессом. Он также потребляет больше всего энергии в системе с охлажденной водой.

В конденсаторе чиллера тепло передается воде конденсатора или непосредственно наружному воздуху (подробнее об этом мы поговорим ниже).

Контур охлажденной воды

Контур охлажденной воды состоит из труб и насосов, которые перемещают охлажденную воду по зданию. Насос охлажденной воды (CHWP) проталкивает охлажденную воду через чиллер и через трубопровод охлажденной воды вокруг здания.

Охлажденная вода, выходящая из чиллера, называется подачей охлажденной воды (CHWS). Температура подачи охлажденной воды обычно составляет около 45 ° F .

Охлажденная вода подается через чиллер и к различным установкам кондиционирования воздуха в здании, таким как вентиляционные установки (AHU) и фанкойлы (FCU):

1. В AHU и FCU охлажденная вода проходит через теплообменный змеевик для снижения температуры змеевика.
2. В то время как теплообменный змеевик охлаждается холодной водой, вентилятор продувает воздух через змеевик для подачи холодного воздуха в пространство здания. Температура приточного воздуха, выдуваемого из AHU и FCU, обычно составляет около 55 ° F .
3. После выхода из теплообменного змеевика возврат охлажденной воды (CHWR) возвращается в чиллер, где он снова охлаждается, и процесс повторяется.

Некоторые конфигурации системы охлаждения с водяным охлаждением очень просты, другие более сложные:

• Простая конфигурация системы охлаждения с водяным охлаждением может состоять из одного чиллера и одного насоса.
• Более сложная конфигурация системы охлаждения охлажденной водой может состоять из нескольких чиллеров, нескольких насосов, градирен, теплообменников и всевозможных клапанов для перенаправления потока в соответствии с тепловой нагрузкой внутри здания.

Далее мы поговорим о нескольких различных конфигурациях системы охлажденной воды.

Системы водяного охлаждения

Когда чиллер производит охлажденную воду, тепло, отводимое от охлажденной воды, должно куда-то отводиться — обычно за пределы здания.Чиллерная система способствует передаче тепла между внутренней и внешней частью здания.

Существует два основных типа систем охлаждения с водяным охлаждением: чиллеров с воздушным охлаждением и чиллеров с водяным охлаждением .

Чиллер с воздушным охлаждением

Чиллеры с воздушным охлаждением почти всегда располагаются вне здания и отводят тепло от охлажденной воды, отводя тепло непосредственно в окружающий воздух.

Чиллеры с воздушным охлаждением отводят тепло из змеевика конденсатора.Когда теплый хладагент проходит через змеевик конденсатора, наружный воздух обдувает змеевик конденсатора и отводит тепло от хладагента.

Затем хладагент проходит через расширительный клапан, где он быстро охлаждается, и проходит через испаритель, где охлаждает охлажденную воду. Затем этот процесс повторяется снова и снова.

Система охлажденной воды с использованием чиллера с воздушным охлаждением

Чиллер с водяным охлаждением

Чиллеры с водяным охлаждением почти всегда располагаются внутри здания. Они работают почти так же, как чиллеры с воздушным охлаждением. Разница в том, что они отводят тепло от охлажденной воды, отводя тепло ко второму изолированному водопроводу, называемому водяным трубопроводом конденсатора.

Вода конденсатора протекает через чиллер и забирает тепло. Затем вода из конденсатора возвращается в градирню. Градирня почти всегда расположена вне здания и отводит тепло от воды конденсатора, испаряя часть воды конденсатора в атмосферу.

По мере испарения некоторой части воды конденсатора тепло отводится от воды конденсатора, и холодная вода конденсатора течет обратно в охладитель. Затем этот процесс повторяется снова и снова.

Система с водяным охлаждением, использующая чиллер с водяным охлаждением

Чиллеры с водяным охлаждением очень энергоэффективны. Однако из-за своей сложности и большого количества различных деталей их установка и обслуживание зачастую обходятся дороже. По этой причине вы обычно найдете их только в больших зданиях.Это связано с тем, что экономия энергии перевешивает затраты на установку и обслуживание системы.

Однако чиллеры с водяным охлаждением начинают появляться и в небольших зданиях. Последние достижения сделали практичным установку и техническое обслуживание чиллеров с водяным охлаждением в зданиях, в которых их обычно не было.

Оптимизация чиллерной установки

Чиллерные установки часто составляют значительную часть энергопотребления здания. По данным У.S. Управление энергетической информации, 15% энергии, используемой в коммерческих зданиях, используется для охлаждения.

Если учесть, что чиллеры часто являются одними из крупнейших потребителей энергии внутри здания, их производительность может иметь огромное влияние на эксплуатационные расходы. По этой причине эффективность холодильной установки часто тщательно контролируется на предмет возможного улучшения.

Оптимизация холодильной установки — сложная задача, которая включает сбор данных и выполнение расчетов. Эти расчеты определяют, как лучше всего эксплуатировать оборудование холодильной установки.

Например, в прохладные ночные часы может быть более эффективным поднять уставку температуры подаваемой охлажденной воды чиллера. Повышение уставки температуры подаваемой охлажденной воды позволит чиллеру не работать так интенсивно.

Заключение

Системы охлажденной воды обычно используются для охлаждения средних и больших зданий. Хотя первоначальная стоимость системы с водяным охлаждением может быть высокой, обычно это компенсируется большей энергоэффективностью и более низкими затратами на техническое обслуживание.

Чиллер — это просто средство передачи тепла между внутренней и внешней частью здания, а система охлажденной воды может иметь множество различных конфигураций. Чиллеры с воздушным охлаждением и чиллеры с водяным охлаждением являются наиболее часто используемыми типами чиллеров.

Затем посмотрите это потрясающее видео, в котором показана работа холодильной установки:

Как работает чиллер? | Принцип работы промышленного чиллера

Как работает чиллер? — Принципы работы промышленной чиллерной системы

Если на вашем предприятии используются технологические жидкости или тяжелое оборудование, выделяющее тепло, вам понадобится промышленная система охлаждения для охлаждения ваших процессов и внутренних компонентов оборудования. Понимание того, как работает промышленный чиллер, и знание различных типов доступных чиллеров поможет вам сделать правильный выбор для ваших потребностей в охлаждении.

Что такое чиллер?

Промышленный чиллер — это холодильная система, используемая для понижения температуры оборудования, производственных помещений и технологических жидкостей путем отвода тепла от системы и передачи его в другое место. Промышленные чиллеры необходимы для регулирования температуры в нескольких промышленных процессах, таких как литье под давлением, металлизация, добыча нефти и пищевая промышленность.

Принципы работы

Промышленные чиллеры работают на следующих принципах работы;

1. Смена фазы

Жидкий хладагент претерпевает фазовый переход в газ при нагревании, а когда газообразный хладагент переохлажден, он снова конденсируется в жидкость.

2. Тепловой поток

Тепловая энергия всегда течет из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией.

3. Точка кипения

Снижение давления над жидкостью снижает ее точку кипения, а увеличение давления увеличивает ее точку кипения.

Как работает чиллер?

Чиллеры состоят из четырех основных компонентов; испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный блок. Каждая холодильная система содержит хладагент.

Процесс начинается с поступления хладагента низкого давления в испаритель. Внутри испарителя хладагент нагревается, что приводит к его фазовому превращению в газ. Газообразный хладагент попадает в компрессор, который увеличивает его давление.

Хладагент высокого давления поступает в конденсатор, который отводит тепло, используя охлаждающую воду из градирни или воздух из окружающей среды, конденсируя его в жидкость под высоким давлением.Затем конденсированный хладагент поступает в расширительный блок, который имеет клапан, который действует как дозирующее устройство для ограничения потока хладагента в системе.

Следовательно, это снижает давление хладагента и снова запускает процесс охлаждения. Весь процесс известен как цикл охлаждения .

Типы промышленных чиллеров

В настоящее время используются три основных типа промышленных чиллеров: чиллеры с воздушным охлаждением, чиллеры с водяным охлаждением и абсорбционные чиллеры.Мы также кратко коснемся градирен (альтернативной или дополнительной системы охлаждения) и специальных охладителей, таких как гликоль и центробежные охладители.

Выбор подходящего чиллера для вашей области применения поможет вам сэкономить средства, сократить время простоя и повысить эффективность работы.

Чиллеры с водяным охлаждением

Чиллеры с водяным охлаждением используют воду из внешней градирни для отвода тепла от газообразного хладагента в конденсаторе до того, как он претерпит фазовый переход в жидкость.

Чиллеры с воздушным охлаждением

Вместо охлаждающей воды чиллеры с воздушным охлаждением используют окружающий воздух для отвода тепла от хладагента в конденсаторе.

Чиллеры с компрессором пара

В чиллерах этого типа используются хладагенты для охлаждения технологических жидкостей и помещений. Компрессор используется в качестве движущей силы для перекачивания хладагента по системе.

Чиллеры с абсорбцией пара

Пароабсорбционные чиллеры не имеют компрессора. Скорее они используют источник тепла e.g., солнечная энергия или отработанное тепло для прогона охлаждающей жидкости через систему.

Как работает абсорбционный чиллер?

Процесс начинается с жидкого хладагента в испарителе, который превращает его в газообразную форму. Газообразный хладагент поглощается концентрированным абсорбентом, таким как бромид лития или аммиак, обеспечиваемым генератором. Разбавленный раствор поглощает охлаждающую жидкость, в то время как тепло поглощается охлаждающей водой.

Разбавленный раствор хладагента и абсорбента проходит через теплообменник к генератору, где он нагревается.Охлаждающая жидкость испаряется из раствора, конденсируется и снова отправляется на охлаждение. Теперь концентрированный абсорбент также перерабатывается.

Гликолевые чиллеры

Гликолевые чиллеры — это специальные типы чиллеров, в системе которых используется пропиленгликоль, антифриз. Они широко используются в пищевой промышленности, например, при производстве алкоголя и в системах охлаждения пивоварен.

Как работает гликолевый чиллер?

Режим работы гликолевых чиллеров такой же, как и у стандартных чиллеров.

Центробежные чиллеры

Центробежные чиллеры состоят из обычного испарителя, компрессора, конденсатора и расширительного устройства, но с дополнительными вращающимися крыльчатками, которые сжимают хладагент и транспортируют его по системе. Они особенно полезны для средних и крупных операций охлаждения (от 150 до 6000 тонн охлаждения).

Градирни

Градирня — это большой теплообменник, который обеспечивает охлаждающую воду для отвода тепла от охлаждающей жидкости, которая использовалась для охлаждения оборудования, технологических жидкостей или зданий.Когда охлаждающая вода встречается с воздухом, небольшая ее часть испаряется, понижая ее температуру. Это известно как «испарительное охлаждение».

Градирни обычно удобно располагать рядом с водоемами, такими как озера и реки, чтобы обеспечить постоянную подачу воды для охлаждения. Во многих ситуациях вы можете соединить чиллер и градирню вместе для более эффективного промышленного охлаждения.

Использование промышленных чиллеров

Промышленные чиллеры могут использоваться для охлаждения в различных отраслях промышленности.Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных приложений:

Пищевая промышленность

Промышленные чиллеры широко используются в производстве и переработке пищевых продуктов, где требуется высокая точность регулирования температуры. Например, охладители винных заводов используются для контроля температуры во время ферментации и хранения вина. Охладители для пекарен помогают с охлаждением миксера, охлаждением питьевой воды и охлаждающими резервуарами для дрожжей с рубашкой, которые являются критически важными компонентами хлебобулочных изделий.

Отделка металла

Контроль температуры важен в процессах отделки металлов, таких как гальваническое или химическое нанесение покрытия, для удаления избыточного тепла, поскольку для склеивания металлов обычно требуются очень высокие температуры (несколько сотен градусов).В некоторых отраслях промышленности используются охладители для отделки металла, чтобы охладить анодирующую жидкость в теплообменнике, или использовать гликоль / воду в качестве охлаждающей среды для снижения температуры внутри резервуара.

Литье под давлением

Литье под давлением — это метод массового производства пластмассовых деталей с использованием машины для литья под давлением, термопластичных гранул и пресс-формы. Процесс и плавление должны поддерживаться в точных температурных пределах, чтобы предотвратить такие проблемы, как трещины, коробление и внутренние напряжения в конечном продукте.

Охладитель для литья под давлением может подавать поток переохлажденной жидкости для охлаждения формы с идеальной скоростью для обеспечения оптимального качества продукта.

Космическое охлаждение

На производственных предприятиях, которые выделяют много тепла от тяжелого оборудования, которое они используют, чиллер может помочь предотвратить экстремальные температуры в офисах и других рабочих помещениях. Они также помогают сэкономить на покупке отдельных систем HVAC для охлаждения.

Определение правильного размера чиллера для ваших нужд

Выбор чиллера подходящего размера имеет решающее значение для эффективного и рентабельного охлаждения процессов, оборудования и помещений. Простой в использовании инструмент для определения размеров чиллеров Cold Shot Chillers может помочь вам быстро определить оптимальную мощность, тоннаж и размер чиллера.

Доверьтесь чиллерам холодного воздуха для всех ваших нужд!

Обладая более чем тридцатилетним опытом в производстве промышленных систем охлаждения, компания Cold Shot Chillers предоставляет охлаждающее оборудование и опыт для решения самых сложных задач технологического охлаждения.

Свяжитесь с нами сегодня в режиме онлайн или позвоните нам по телефону 1.800.473.9178 для получения дополнительной информации о наших продуктах и ​​услугах .

Схема чиллерной установки | Скачать научную диаграмму

Контекст 1

… установки систем HVAC обычно работают в условиях частичной нагрузки в течение большей части года. Энергоэффективность (то есть коэффициент энергопотребления, EIR) компонентов холодильной установки, таких как чиллеры, насосы и градирни, зависит от коэффициента частичной нагрузки (PLR) и других переменных. Однако разные компоненты холодильной установки имеют разные функции EIR и PLR и не достигают своих пиковых значений при одинаковом коэффициенте частичной нагрузки.Исходя из этого факта, существуют возможности того, что общая эффективность холодильной установки может быть улучшена и поддержана на максимуме за счет оптимального управления рабочими числами и уставками различных компонентов установки при различных коэффициентах частичной нагрузки. В статье представлена ​​основанная на эмуляции оптимальная стратегия управления холодильной установкой. Основная идея этой стратегии управления состоит в том, чтобы настроить виртуальную чиллерную установку как зеркало реальной системы. Виртуальная система состоит из математических моделей, полученных путем теоретического вывода, численного расчета или автономного тестирования.Эти модели могут имитировать энергетические характеристики физических компонентов реальной системы. Алгоритм оптимизации сначала запускается в виртуальной системе для поиска оптимальной комбинации рабочего числа и уставок различных компонентов для достижения наивысшей общей эффективности холодильной установки. Целевая функция алгоритма оптимизации — это общая эффективность холодильной установки, имеющая охлаждающую нагрузку в реальном времени и метеорологические данные в качестве входных данных, а также баланс энергии и массы, а также возможности компонентов и ограничения в качестве условий ограничений.Как только оптимальная комбинация будет определена, она будет использоваться для управления реальной работой системы. Система макета была установлена ​​и эксплуатируется в офисном здании площадью 2 50000 м в Шанхае, Китай, с целью тестирования и проверки оптимальной стратегии управления. Предварительные результаты испытаний показывают, что годовая общая энергоэффективность чиллерной установки (с центробежными чиллерами с постоянной скоростью) составляет от 0,7 кВт / тонну до 0,75 кВт / тонну, что примерно на 25% меньше, чем у той же станции, управляемой по обычной стратегии.В типичных коммерческих зданиях чиллеры потребляют значительное количество энергии. Обычно холодильная установка потребляет от 40% до 50% от общего объема энергии, потребляемой системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, или, что эквивалентно 20% от общего энергопотребления здания. Таким образом, улучшение энергетических характеристик холодильной установки обычно означает прекрасную возможность для экономии энергии систем кондиционирования воздуха в зданиях. За последние [1] годы в этой области было разработано много исследовательских работ. Т. Хартман предложил новый подход к управлению HVAC, названный «Управление по запросу».Система работает с использованием сетевых возможностей современных систем управления зданием. Комбинируя оборудование с частотно-регулируемым приводом с сетевыми технологиями управления по запросу, он может сделать более простые, компактные и недорогие энергосистемы здания, которые работают на 30-50% эффективнее, чем традиционные конфигурации систем с теми же эффективность основных компонентов HVAC. Т. Хартман [2] также поднял «Принцип равных предельных характеристик (EMPP)», который гласит, что энергетические характеристики любой системы, работающей с несколькими модулирующими компонентами, оптимизируются, когда изменение выходной мощности системы (называемой предельной выходной мощностью системы) на единицу потребляемой энергии одинаков для всех отдельных компонентов системы.EMPP может помочь оптимизировать критерии выбора размеров и проектирования для расчетных условий при полной нагрузке, а также может быть полезен для оптимизации работы систем HVAC в условиях частичной нагрузки с использованием [3] управления на основе потребности. Ю Ф. Чан представил метод применения оптимального контроля температуры конденсации и регулируемого потока охлажденной воды для увеличения КПД центробежных чиллеров с воздушным охлаждением. Термодинамическая модель для чиллеров была разработана и проверена с использованием широкого диапазона рабочих данных и спецификаций.Модель учитывает реальные явления процесса, включая регулирование производительности с помощью входных направляющих лопаток компрессора и алгоритм определения количества и скорости включения вентиляторов конденсатора на основе заданного значения температуры конденсации. На основе проверенной модели было обнаружено, что оптимизация управления температурой конденсации и изменение расхода охлажденной воды в испарителе позволяет повысить COP на 0,8% до 191,7%, в зависимости от нагрузки и условий окружающей среды. Лу Лу и др. [4] представили глобальные технологии оптимизации для общих систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC).Целевая функция глобальной оптимизации и ограничения сформулированы на основе математических моделей основных компонентов. В соответствии с характеристиками рабочих компонентов сложная исходная задача оптимизации для общих систем HVAC трансформируется и упрощается в компактную форму, готовую к оптимизации. На эффективность холодильной установки в основном влияют три фактора: эффективность оборудования, конфигурация системы и последовательность управления. В течение большей части года холодильная установка работает в условиях частичной нагрузки, поскольку ее холодопроизводительность рассчитана в соответствии с пиковыми нагрузками здания, которые возникают в экстремальных условиях только в течение нескольких часов в году.В условиях частичной нагрузки энергоэффективность компонентов холодильной установки, например чиллеры, насосы, градирни и т. д. зависят от коэффициента частичной нагрузки (PLR) и других переменных, и пиковая эффективность каждого компонента не достигается при одном и том же PLR. Это означает, что можно достичь наивысшей общей энергоэффективности холодильной установки, тщательно выбирая разные PLR для разных компонентов. Существует множество методов определения максимальной общей эффективности, но их основные принципы являются общими — как рассчитать эффективность каждого компонента при различных PLR и других условиях.В этой статье представлен метод, основанный на эмуляции, чтобы выяснить его применимость для оптимизации работы холодильной установки. Принципиальная схема типичной чиллерной установки с водяным охлаждением и насосами первичного и вторичного контура показана на рис. 1. Основная идея представленного метода оптимизации состоит в том, чтобы создать и запустить виртуальную систему как зеркало реальной системы в главном управляющем компьютере. Виртуальная система состоит из математических моделей энергоэффективности компонентов холодильной установки и рассчитывает различную общую эффективность холодильной установки при различных реальных охлаждающих нагрузках и комбинациях количества активного оборудования и заданных значений рабочих параметров (например,грамм. температура подачи охлажденной воды, скорость водяного насоса охлажденной и конденсаторной воды и т. д.). В виртуальной системе будет выполняться алгоритм глобальной оптимизации для поиска максимальной общей эффективности всей холодильной установки при последней охлаждающей нагрузке, и соответствующая комбинация количества активного оборудования и заданных значений рабочих параметров будет применяться для управления и регулировать реальную работу системы.