В соответствии со способом функционирования и получения холода чиллеры делят на два вида: абсорбционные и парокомпрессионные. Их основное назначение примерно одинаково – это подготовка и подача жидкого хладоносителя для систем кондиционирования, замораживания, вентиляции или для обеспечения правильного протекания технологических процессов. Также чиллеры применяют для нагревания теплоносителя в отопительных и вентиляционных комплексах. В последнем случае чаще всего используют абсорбционные аппараты, так как, они более эффективны при минусовых температурах внешней среды. Пароконденсационные холодильные машины считаются в настоящее время самой обширной и распространенной группой чиллеров.
Как работает чиллер
К главным элементам парокомпрессионной машины относят:
- Компрессорный блок;
- Испарительная камера;
- Конденсатор;
- Дроссельная заслонка.
Тепловая энергия отводится посредством перехода хладагента в жидкое состояние. В качестве рабочего вещества зачастую выбираются насыщенные фторсодержащие углеводороды, получившие техническое название «хладоны». Цикл функционирования начинается с нагнетания компрессором агента, находящегося в газообразном состоянии, в конденсатор. В нем под высоким давлением и при отводе тепловой энергии хладагент становится жидкостью. Затем уже жидкий фреон, проходя через терморегулирующий вентиль с более низким давлением частично преобразуется в пар. Одновременно с этим процессом существенно понижаются температурные показатели. Следующий этап – испарительная камера, в которой смесь жидкости и пара закипает и целиком превращается в пар. Этот элемент чиллера играет роль промежуточного теплообменного устройства, где тепло переходит от фреона к воде. Завершается цикл подачей жидкости нужной температуры на потребительское оборудование.
Систематизация чиллеров
Современные парокомпрессионные машины классифицируют по следующим критериям:
Способ охлаждения конденсатора:
- Воздушное;
- Водяное.
Тип исполнения:
- Наружный;
- Внутренний.
Особенности конструкции:
- Применение технологии свободного охлаждения;
- Наличие центробежного вентилятора;
- Класс установленного компрессора.
Чиллеры для монтажа снаружи зданий могут быть с одним блоком и воздушной системой охлаждения либо с несколькими блоками, включающими выносной испаритель. Они зачастую монтируются на крышах сооружений или на специально отведенной площадке возле основного строения.
Аппараты внутреннего использования различают:
- С выносным конденсатором;
- С водяным охлаждением;
- С воздушным охлаждением и вентилятором центробежной конструкции.
Чиллеры для монтажа внутри зданий находятся в отдельных специализированных помещениях. За счет легкости в установке, комфортной эксплуатации и приемлемой стоимости наиболее распространены моноблочные агрегаты с воздушным принципом охлаждения.
Моноблочные варианты с воздушным типом охлаждения
В крупных климатических системах с приточными станциями и модулях чиллер/фанкойл широко используются моноблочные охладители. Они бывают двух основных моделей:
- С осевым расположением вентилятора;
- С центробежными крыльчатками для внутренней установки.
Устройства с осевыми вентиляторами монтируются в закрытый корпус для установки во внешней части здания. При этом излишки тепла отводятся наружу.
Теплоносителем в таких моноблоках может выступать вода либо ее растворы с гликолем для бесперебойной работы при минусовых температурах. Если проектная документация исключает использование гликоля, то система дополняется отдельным теплообменником. В новой схеме температура раствора должна быть меньше на два градуса расчетного значения для потребительского контура. К примеру, для охлаждения воды в промежуточном теплообменном устройстве до температуры +10 °С нужно подать растворенный гликоль со значением +8 °С.
Внедрение в систему теплообменника-посредника позволяет безопасно использовать охладительное оборудование в морозную погоду. Из основных достоинств моноблоков с воздушным охлаждением можно выделить:
- Простой монтаж на кровле здания или специальной площадке;
- Удобство в эксплуатации, не требующей особых знаний и навыков;
- Доступная стоимость;
- Возможность использовать в любое необходимое время, поскольку агрегат уже заполнен хладоном и маслом;
- Неограниченная протяженность магистрали, возможность высотных перепадов между источником и потребителем.
Модульные чиллеры характеризуются следующими преимуществами:
- Способность ввода в эксплуатацию системы отдельными узлами;
- Разнообразие вариантов подключения;
- Экономия затрат на электроэнергию благодаря использованию необходимой мощности путем отключения автономных агрегатов.
Охладители с центробежными вентиляторами разработаны для монтажа внутри помещений. Внутри блока располагается один или несколько мощных вентиляторов, нагнетающих воздух с определенным напором для снижения температуры конденсатора и вывода излишков тепла наружу.
К основным положительным качествам чиллеров такой модификации можно отнести:
- Использование в качестве хладагента воды в течение всего года;
- Простота в обслуживании;
- Длительная эксплуатация, достигаемая изоляцией от негативных воздействий окружающей среды.
Гидромодуль. Компактная насосная станция обеспечивает необходимый напор для перемещения хладоносителя от чиллера к фанкойлу. Гидромодульная конструкция состоит из циркуляционной помпы, расширительного резервуара, вентилей, накопительной емкости, автоматизированной системы регулировки и датчиков для защиты от выхода из строя.
Аккумулирующий бак используется для увеличения объема теплоносителя в магистрали. Он позволяет уменьшить число запусков компрессорной и насосной техники для оптимизации эксплуатационных качеств. Буферная емкость может встраиваться в гидромодуль либо приобретаться в качестве отдельного элемента.
Бесконденсаторные чиллеры
Холодильные машины с внешним конденсатором состоят из компрессора, испарителя и дроссельной заслонки. Все элементы располагаются в одном блоке и монтируются внутри помещения. При этом конденсатор размещается в отдельном корпусе и устанавливается за пределами здания.
Из основных преимуществ бесконденсаторных чиллеров можно выделить:
- Всесезонное использование с хладагентом в виде воды;
- Простое обслуживание и эксплуатация;
- Незначительная нагрузка на кровлю;
- Удлиненный срок службы;
- Возможность установки конденсаторов в звукоизоляционном корпусе.
Основная холодильная машина находится в отапливаемой комнате и не подвергается прямому попаданию влаги и пыли. Отдавая предпочтение таким модификациям охладителей, необходимо принять во внимание ограничения по длине магистралей между чиллером и конденсирующим модулем, которое не должно превышать 30 м.
Чиллеры с гидроохлаждением конденсатора
В подобных модификациях конденсаторный блок охлаждается водой или ее раствором с гликолем. Такая система отличается высокой энергоэффективностью за счет использования дополнительного теплообменника в виде сухой или мокрой градирни. Из основных достоинств гидроохлаждаемых чиллеров можно выделить:
- Отличная эффективность из-за использования доступного теплоносителя в виде воды;
- Возможность круглогодичного пользования;
- Простое обслуживание;
- Длительный срок использования оборудования.
Выбор в пользу того или иного чиллера должен основываться на архитектурных особенностях здания, объеме кондиционируемых помещений и особенностях климата в данном регионе.
