Чиллер - принцип работы

Чиллеры  - это устройства, предназначенные для охлаждения жидкости, которая затем используется в различных системах, чтобы поддерживать необходимые температурные условия, повышать уровень комфорта, эффективности и безопасности. Подобная охлаждающая техника позволяет быстро снизить температуру жидкого агента, а также помогает поддерживать определенные климатические условия в разнообразных сложных установках. Подобная охлаждающая техника позволяет быстро снизить температуру жидкого агента, а также помогает поддерживать определенные климатические условия в разнообразных сложных установках.

Функции чиллеров

«Чиллер» - название оборудования, которое образовано от английского глагола «chill» в значении «охлаждать». Они представляют собой теплообменники, которые используются для охлаждения жидкостей во многих отраслях. Подобная техника довольно распространена в таких отраслях промышленности как обработка металлов, производство химической или пищевой продукции, машиностроение, а также производство пластмасс и других полимеров. Устройство понижает температуру циркулирующего в охлаждающем контуре жидкого вещества, позволяя поддерживать нужный температурный режим. В роли теплоносителя может быть вода или другая жидкость, которая циркулирует в замкнутой системе оборудования. Проходя через систему, теплоноситель охлаждает устройство, аккумулируя тепло. Накопленное тепло отправляется к устройству для передачи хладагенту. Жидкость охлаждается и возвращается на очередной круг, процесс при этом имеет непрерывный цикличный характер.

Устройства широко применяются в системах центрального кондиционирования воздуха, работая вместе с фанкойлами. В этом случае эффект охлаждения достигается быстро и позволяет поддерживать заданный температурный режим в помещении, а также стабилизировать его в разных условиях. В зависимости от производительности техники можно эффективно охлаждать как целые многоэтажные здания, так и небольшие отдельные помещения. Мощность устройства в среднем может достигать 9000 кВт, что позволяет обслуживать большие территории или масштабные замкнутые системы. В медицинских учреждениях они используются для охлаждения оборудования, холодильников и морозильных камер, обеспечивают необходимые условия для хранения медикаментов, реактивов, а также биоматериала.

Этот вид охлаждающего оборудования применяется практически во всех сферах промышленности. Эффективное охлаждение требуется в разных сферах, но особенно оно востребовано на производственных объектах с определенными условиями, где технологические процессы требуют строгого соблюдения определенных температурных режимов со строгими рамками. Они обеспечивают необходимую температуру для различных промышленных процессов, таких как формование пластиков, обработка металлов или другие термодинамические процессы. Чиллер используется для поддержания необходимой температуры в процессе хранения и переработки пищевых продуктов, а также для поддержания оптимальных условий во время химических реакций и других производственных процессов, что предотвращает перегрев техники и возможные аварии.

Использование промышленных охладителей позволяет решить сразу несколько задач:

• Соблюдать определенные температурные режимы. Устройство позволяет работать в довольно большом диапазоне температуры, сохраняя стабильные условия. Температура сохраняется в заданном пределе с точностью до одного градуса;

• Продуманная конструкция и его функции совместного использования с другим оборудованием позволяет упростить многие процессы и не использовать огромные теплообменников для наружной установки;

• Современные устройства имеют аккуратную конструкцию и стильный дизайн, что позволяет улучшить обстановку на предприятии, а также экономить место. Использование компактных моделей позволяет эффективно реорганизовать производственную площадку для повышения общей производительности;

• Оборудование работает эффективно без повышенного расхода энергии и не требует сложного обслуживания. Эти характеристики позволяют экономить бюджет, снизив постоянные затраты на сервис техники.

Чиллеры позволяют организовать эффективно охлаждение различных жидких веществ в замкнутых системах, а также поддерживать стабильные условия на любых площадях. 

Принцип действия и конструкция чиллера

Принцип работы заключается в таком физическом явлении как теплообмен. Известно, что при сжатии температура любого жидкого вещества повышается, а при расширении – понижается. Внутри оборудования теплоноситель отдает хладагенту тепло, которое тот поглощает и при этом нагревается. Это оборудование по принципу действия сродни холодильным установкам, но используется вместе с системами кондиционирования или другой техникой для поддержания заданного режима. Быстрое охлаждение жидкого носителя тепла – главная функция этого устройства, основанная на физических свойствах используемых веществ. Охлажденная жидкость возвращается в систему для осуществления нового рабочего цикла.

Устройство включает следующие элементы:

• Испаритель. Этот компонент обеспечивает теплообмен в системе и используется как аккумулятор тепла, которое передает охлаждаемый теплоноситель;
• Компрессор. Циркуляцию хладагента внутри системы в температурном режиме до +70 градусов, а также уровне давления до 3 Мпа обеспечивают компрессоры разных видов. Модификация компрессора зависит от области применения устройства и включает роторные, поршневые, винтовые, центробежные, а также спиральные типы;
• Конденсатор. Этот элемент необходим для охлаждения паров, которые выделяет хладагент в системе;
• Дроссель. С его помощью происходит снижение давления в системе, а также переход охлаждающего агента в жидкую фазу.

В роли хладагентов могут применяться различные вещества – вода, тосол, этилен-гликоль, фреон или другие охлаждающие жидкости. Вода часто используется как охладитель в водяных чиллерах. Она может циркулировать через системы охлаждения и эффективно забирать тепло из окружающей среды. В некоторых системах используется раствор гликоля с водой для предотвращения замерзания и повышения термостойкости.

Теплоносителем при этом обычно выступает вода, которая нагревается до температуры +12-15 градусов. После нагревания в охлаждаемом устройстве вода отправляется в испаритель. В испарителе она отдает тепло нагревающемуся хладагенту. Нагретый хладагент начинает кипеть, расширяясь и испаряясь при переходе в газообразное состояние. При этом происходит его охлаждение до температуры +7-10 градусов.

Газообразное вещество далее отправляется в компрессор, в котором происходит его нагрев до 80-90 градусов, а также повышается давление. В конденсаторе пары хладагента охлаждаются с помощью воздушного потока. Выделяемое при этом тепло может применяться вместе с фанкойлами для обогрева помещений. Для удаления лишней влаги в конструкции есть специальный фильтр, через который проходит хладагент, поступая к дросселю. Там происходит снижение давления с последующим переходом в жидкую фазу для дальнейшего перехода в испаритель. После попадания жидкости в испаритель начинается новый цикл охлаждения, полностью аналогичный предыдущему.

Типы чиллеров по способу охлаждения

Модификации этих охлаждающих устройств классифицируются на воздушные и водяные в зависимости от метода охлаждения и способа отведения тепла. В воздушных - охладитель (например, фреон) испаряется с помощью компрессора, а затем конденсируется вне помещения, используя атмосферный воздух. Отведение тепла осуществляется за счет вентиляторов, которые прогоняют воздух через конденсатор.

Обычно они используются в малых и средних системах, таких как системы вентиляции, кондиционирования или в холодильных установках. Часто они устанавливаются проще и быстрее, так как не требуют сложной системы трубопроводов для воды. Воздушные модели могут быть менее эффективными при высоких температурах внешней среды, так как температура воздуха влияет на эффективность охлаждения.

В водяных тепло передается через водяные контуры, в которых циркулирует вода как охладитель. Обрабатываемая вода забирает тепло из системы и передает его в конденсатор через систему теплообменников. Отведение тепла при этом может осуществляться через различные охлаждающие системы, что позволяет эффективно снизить температуру воды. Эти модели часто используются в промышленных системах, больших коммерческих зданиях или в системах централизованного кондиционирования. При этом они более сложные для монтажа, так как требуют прокладки трубопроводов и иногда использование дополнительного оборудования для охлаждения воды

Выбор между воздушным и водяным оборудованием зависит от конкретных потребностей системы, условий эксплуатации, а также бюджета. Воздушные подходят для небольших систем, тогда как водяные — для больших или более сложных. Водяные модификации зачастую более эффективны, особенно в условиях высоких нагрузок, а также когда необходимо поддерживать различные температуры. Воздушные проще в установке (не требуют трубопроводов), а водяные могут требовать больше обслуживания из-за сложных систем.

Как выбрать чиллер

Выбор промышленного чиллера — это важный шаг, который требует внимания к различным параметрам и характеристикам техники. Соответствующее рабочим условиям оборудование обеспечит эффективное охлаждение, снизит эксплуатационные расходы и повысит надежность любой системы. Основные факторы, на которые нужно обратить внимание при выборе промышленного оборудования, включают несколько важных моментов.

Прежде всего, нужно определить необходимую мощность охлаждения, которая измеряется в кВт или тоннах охлаждения. Это значение зависит от тепловой нагрузки, которую нужно снять с оборудования или помещения. Важно также выяснить, какая жидкость будет использоваться для охлаждения (вода, антифриз или другие вещества), а также какие требования к ее рабочей температуре.

Важно обратить внимание и на основные технические характеристики:

• Коэффициент энергоэффективности (EER): это показатель эффективности работы, который должен быть высоким, чтобы снизить эксплуатационные расходы;

• Температурный диапазон. Убедитесь, что устройство способно работать в заданном температурном диапазоне, чтобы эффективно справляться со спецификой технологического или лабораторного процесса;

• Тип компрессора. Существует несколько типов компрессоров (винтовые, поршневые, спиральные). Они имеют разные характеристики производительности и уровни шума, поэтому выбор зависит от конкретных требований производства;

• Охлаждение. Они могут быть воздушными или водяными. Воздушные проще в установке и обслуживании, но менее эффективны в жарких климатических условиях. Водяные чаще используются для больших промышленных площадок;

• Теплообменник: выбор между пластинчатыми и трубчатыми теплообменниками важен для эффективности и легкости обслуживания оборудования;

• Управляющие системы. Современные чиллеры оснащены интеллектуальными системами управления и мониторинга, которые обеспечивают более точное управление и диагностику работы устройства.

Энергетические и экологические аспекты также играют довольно важную роль. Обратите внимание на классы энергоэффективности и возможность автоматизации для управления потреблением энергии. Убедитесь, что устройство соответствует современным экологическим требованиям и стандартам, особенно в части хладагентов. Понимание особенностей региона (температура, уровень влажности) поможет выбрать оптимальное решение для работы в разных климатических условиях. Кроме того, важно учесть срок службы и сложность обслуживания техники. Оцените, насколько легко будет обслуживать и ремонтировать оборудование, а также доступность запасных частей.

Репутация производителя охлаждающего оборудования также важна. Многие бренды выпускают модели для охлаждения, поэтому стоит изучить информацию в открытом доступе. Выбирайте чиллеры от известных производителей, которые предлагают не только высокое качество, но также надежный сервис. Обратите внимание на условия гарантии и доступность сервисного обслуживания. Хороший производитель всегда предоставляет помощь по техническому обслуживанию, а также другие услуги.

Первоначальные затраты и окупаемость техники также важны при покупке чиллера. Сравная цену разных моделей не стоит ориентироваться только на нее. Рассматривайте косвенные затраты, такие как стоимость обслуживания и энергопотребления - убедитесь, что чиллер оправдает свои затраты. Более энергосберегающие модели, как правило, имеют более высокую цену на этапе покупки, но могут обеспечить значительную экономию в процессе эксплуатации.

Выбор промышленного чиллера — это критически важный процесс, который требует внимательного анализа всех факторов: технических характеристик модели, условий ее эксплуатации, а также потребностей производства. Проведя детальный анализ и сравнение, получится выбрать наиболее эффективное и экономически целесообразное решение для нужд лаборатории или производственной площадки.