Чиллеры

Классификация чиллеров и принцип работы.

В зависимости от способа получения холода, чиллеры можно разделить на два основные вида: абсорбционные и парокомпрессионные.

Абсорбционные чиллеры.

Абсорбционные чиллеры представляют собой группу оборудования, активно набирающую обороты популярности, ввиду больших возможностей в экономии электроэнергии на предприятиях. Основным источников энергии у абсорбционных чиллеров является не электричество, а бросовое тепло (пар низкого давления, горячая вода, выхлопные газы), выделяемое оборудованием в результате осуществления различных технологических процессов на производстве. Таким образом, избыточное тепло не выбрасывается в атмосферу, а становится вторичным энергетическим ресурсом, используемым для различных нужд предприятий, например, системы отопления или ГВС.

Парокомпрессионные чиллеры.

Это наиболее традиционный в использовании тип холодильного оборудования, базирующийся на компрессионном цикле охлаждения.

Конструкция и принцип работы чиллера

Основными конструктивными элементами парокомпрессионного чиллера являются:

• Компрессор;
• Конденсатор;
• Дросселирующее устройство;
• Испаритель.

Охлаждение в парокомпрессионном чиллере происходит путем непрерывной циркуляции, кипения при низком давлении и температуре, а затем конденсации хладагента в замкнутом контуре системы, т.е. последовательном переходе хладагента из жидкого состояния в газообразное и обратно.
Конструктивно все выглядит следующим образом: чиллер имеет два контура, в одном содержится вода или другая охлаждаемая жидкость, целью которой является отвод тепла от охлаждаемого оборудования. Во втором контуре циркулирует, охлаждающее эту жидкость вещество, а именно хладагент (фреон). Оба контура независимые, замкнутого типа (для исключения смешивания жидкостей), но соприкасающиеся друг с другом для осуществления теплопередачи. Фреон в жидком состоянии поступает в холодильный контур испарителя, предварительно проходя через ТРВ, который в свою очередь регулирует давление хладагента. Посредством ТРВ происходит процесс дросселирования хладагента, т.е. изменения его состояния под воздействием низкого давления из жидкого состояния в парообразное. Далее хладагент поступает в холодильный контур испарителя, где происходит непосредственное испарение хладагента и передача холода охлаждаемой среде, в нашем случае - это вода или этиленгликоль. После чего хладагент поступает в конденсатор, где охлаждается с помощью наружного воздуха, в случае, если это моноблок наружной установки; или водой/гликолем, если чиллер внутренней установки с выносным конденсатором/драйкулером. Далее хладагент возвращается обратно в компрессор. Цикл повторяется.

Классификация чиллеров парокомпрессионного типа 

По типу установки:

Наружная установка

Чиллеры наружной установки представляют собой моноблоки, размещаемые на улице. Могут быть установлены на крышах, непосредственно около обслуживаемых зданий, в подсобных помещениях. Для обеспечения круглогодичной работы, вместо воды, заполняющей контур системы, заливается антифриз. На сегодняшний день моноблоки очень востребованный вид оборудования средней и малой мощности, используемый в системах охлаждения.

Внутренняя установка

Чиллеры внутренней установки размещаются внутри зданий, как правило, в специально отведенных помещениях, которые должны отвечать действующим нормам, требованиям и рекомендациям к установке и эксплуатации данного типа оборудования. Площади помещения должно быть достаточно для проведения сервисных мероприятий и ремонтных работ. Выносной конденсатор воздушного или водяного охлаждения монтируется снаружи здания. Внутренний и внешний блоки соединены между собой фреоновой трассой. Длинна трассы чиллера с воздушным охлаждением конденсатора не должна превышать 30-ти метров. Для чиллеров с водяных охлаждением конденсатора длинна трассы безгранична!

По типу конденсатора:

Конденсатор воздушного охлаждения

Это самый популярный и широко применяемый вариант, который может быть, как выносного типа, так и встроенным в чиллер. Конструктивно конденсатор воздушного охлаждения представляет собой ребристо-трубчатый теплообменник, обдуваемый потоками наружного воздуха, тем самым охлаждающийся после выброса отведенного тепла в атмосферу. Прост в монтаже и обслуживании.

Конденсатор водяного охлаждения

Такой конденсатор представляет собой теплообменник пластинчатого или пластинчато-ребристого типов, охлаждаемый водой, специально подготовленной до нужных значений при помощи градирни или другого охладителя. Нагретая вода может быть использована для систем отопления, ГВС или других технологических нужд предприятия.

По типу компрессора:

• Поршневые компрессоры широко применяются в машиностроении, текстильном производстве, в химической, холодильной промышленности и криогенной технике. Многообразны по своему конструктивному исполнению, схемам и компоновкам.
• Ротационные компрессоры являются компрессорами объемного типа и используются для получения более высоких показателей давления для различных групп газовых веществ (в том числе воздух, хладагенты, природный газ и специальные газы: аммиак, кислород, азот и др.)
• Спиральные компрессоры предназначены для сжатия паров хладагента и получили широкое распространение на объектах, где требуется высокая производительность холода при оптимальных энергетических затратах. Поэтому оборудование на базе спиральных компрессоров особенно востребовано на предприятиях, нацеленных на постоянное повышение своей экономической эффективности.
• Винтовые компрессоры. Винтовые компрессора имеют компактные габаритные размеры, небольшой вес, низкий уровень шума и вибрации, по сравнению с другими типами компрессоров, надежны в работе. Более того, использование винтовых компрессоров позволяет экономить до 30 % электроэнергии.

По типу вентиляторов конденсатора:

• Осевые вентиляторы очень распространенный тип вентиляторов, используемый в оборудовании систем комфортного и промышленного кондиционирования и холодоснабжения. Их популярность обусловлена эффективностью, компактностью, неприхотливостью, высоким уровнем защиты двигателя от перегрузок, искр, влаги, длительным сроком эксплуатации и низким энергопотреблением.
• Центробежные вентиляторы. Центробежные (радиальные) вентиляторы широко применяются в промышленности. Благодаря высоким показателям производительности, вентиляторы способны справиться с быстрым и качественным охлаждением воздуха, в любом охлаждаемом помещении. Они подразделяются на вентиляторы высокого, среднего и низкого давления. По уровню защиты от искрообразования относятся к вентиляторам с повышенной защитой, то есть к вентиляторам, в которых предусмотрены средства и меры, затрудняющие возникновение опасных искр.

По типу исполнения гидромодуля:

Гидромодуль – это вспомогательный, но весьма значимый элемент системы холодоснабжения, основными функциями которого являются: подача воды в чиллер, забор отработанной в цикле жидкости, регулировка ее давления в контуре системы. В состав гидромодуля входят: 2 насоса, накопительный бак, запорный вентиль (шаровой кран), предохранительный клапан, фильтры для очистки хладагента, датчики давления и температуры, различные соединительные элементы, шланги и т.п. Гидромодуль снабжен системой управления и контроля. Работа гидромодуля ориентирована на обеспечение тепловой энерции, для достижения и поддержания стабильных показателей работоспособности холодильной установки на весь период ее эксплуатации. Оптимизация работы базовых элементов системы охлаждения, которую удается достигнуть благодаря возможностям гидромодуля, позволяет получить хорошие показатели общей энергоэффективности. Гидравлический модуль может быть выполнен в двух вариантах - встроенного и выносного исполнения.

• Гидромодуль встроенного типа является частью моноблочного чиллера, и соответственно встроен в него. Рассчитан и подобран под выполнение конкретных задач конкретного объекта с возможностью круглогодичной эксплуатации. 
• Гидромодуль выносного исполнения может размещаться как внутри помещения, так и снаружи. Представляет собой насосную станцию с системой автоматического управления. Данный тип модуля не имеет ограничений по мощности. Если в контуре системы используется гликоль, то бесперебойность работы оборудования возможна даже при температуре наружного воздуха – 60 С °. Как правило, используется если нужна дополнительная мощность, поскольку мощности встроенного гидромодуля недостаточно. А также при необходимости резервирования.

Функция «Free Cooling».

Фрикулинг имеет огромный потенциал для широт с холодным и умеренно холодным климатом. Климат нашей страны позволяет в полной мере использовать возможности системы охлаждения с применением естественного холода на различных предприятиях практически любой точки РФ.  В России, можно сказать, - «дармовой холод», который может быть использован в системе холодоснабжения, в свободном доступе больше половины всего времени в году. Это колоссальная экономия электроэнергии! Кроме того, применение технологии фрикулинга позволяет в значительной степени увеличивать ресурс холодильного оборудования.

Фрикулинг может быть двух основных видов:

• Прямой фрикулинг - это непосредственная подача холодного воздуха в обслуживаемое помещение, зачастую требующая дополнительных мер по очистке и восполнению от потерь влаги.
• Непрямой (косвенный) фрикулинг, отличается от прямого тем, что холодный воздух подается не напрямую в помещение, а в промежуточный теплообменник, где воздух подготавливается до нужных значений и уже потом раздается на «потребителей». Процесс полностью автоматизирован.

Фрикулинг рассчитывается исходя из климатических показателей конкретного региона. Срок его окупаемости в среднем 3-4 года.

Области применения чиллеров.

Сфера применения чиллеров очень обширна и охватывает практически все отрасли промышленности и производства. К основным можно отнести:

Машиностроение и металлообработка

В машиностроении чиллеры используются для отвода тепла непосредственно от промышленного оборудования: для охлаждения станков, инструмента, прессов, гидравлического масла, а также для создания оптимальных температурных условий, без соблюдения которых производственный процесс будет просто невозможен. В связи с тем, что практически на всех этапах производства работ применяются технологии, при которых задействованы высокие температуры - правильный подбор чиллера, с учетом оптимальной комплектации и набором необходимых опций, становится ключевым условием обеспечения безотказной работы всего промышленно-производственного комплекса.

Химическая и фармакологическая промышленность

Применение чиллеров в химической и фармакологической промышленности обусловлено необходимостью четкого соблюдения температурного режима при производстве лекарственных средств, перегонке и хранении растворов, изготовлении косметики и бытовой химии. Холодильные машины, используемые в данной отрасли, должны поддерживать высокоточные значения температуры, обладать улучшенными показателями воздушного потока и гарантировать возможность круглосуточной и круглогодичной безотказной эксплуатации.

Пищевая промышленность

Пожалуй, это самая широкая отрасль, где выполняются всевозможные технологические процессы, важная роль в которых отведена поддержанию температурного режима. Требования к чиллеру, используемому в пищевой промышленности, могут быть самыми разными: в определенных условиях требуется сильный нагрев сырья, в ряде других случаев – процесс охлаждения или заморозки, но традиционной задачей холодильной машины было и остается: создание и поддержание точных параметров микроклимата в обслуживаемом помещении.

Применение чиллеров в отдельных областях пищевой промышленности:

• Переработка и хранение молочной продукции, где чиллер производит охлаждение и поддержание требуемых значений низкой температуры, при которой процесс переработки происходит без потерь качества и пищевой ценности молочной продукции;
• Охлаждение, заморозка и хранение мясной продукции, колбас, сосисок, копченостей, полуфабрикатов на предприятиях мясоперерабатывающей промышленности, получение ледяной воды, необходимой для охлаждения мяса мокрым способом и т.п.
• При производстве алкогольной продукции для обеспечения и соблюдения четких температурных условий, необходимых для качественного производства и хранения сырья на всех этапах технологического процесса от брожения и пастеризации, до розлива и хранения готового продукта.
• При производстве кондитерских изделий, холодильные машиины используются преимущественно для охлаждения систем управления духовыми шкафами. Благодаря принудительному охлаждению, шкафы исправно и беспрерывно выполняют свои функции даже при самой высокой нагрузке. Также чиллеры используются для охлаждения ёмкостей с мороженым, шоколадом и другой кондитерской продукцией.
• Плодоовощные базы и овощехранилища, где чиллер необходим для обеспечения оптимальных условий температуры при длительном хранении овощей и фруктов

Технологические предприятия

Например, ЦОДы, Дата-центры, серверные и объекты телекоммуникационной инфраструктуры, высокотехнологические производства - во всех местах, где необходим отвод тепла для обеспечения условий работы оборудования.

Чиллеры, обслуживающие данные объекты, должны отвечать ряду специфических требований, таких как: 

1. Высокая энергоэффективность;
2. Повышенный уровень надежности;
3. Персональное программное обеспечение, разработанное конкретно под специфику требований ИТ-объекта;
4. Системы мониторинга и удаленного доступа последнего поколения.

Важность оптимального подбора холодильных машин.

Осуществить подбор чиллера, не упустив ничего – задача сложная, требующая грамотного подхода. Разобраться во всех нюансах и подобрать оптимальный вариант оборудования с учетом специфики объекта, Вам помогут высококвалифицированные специалисты компании ТРЕЙД ГРУПП.