Принцип работы чиллера
Поговорим детальнее об устройстве и принципе работы охладителей жидкости.
Детальный осмотр компонентов реального чиллера на видео, схемы чиллера с комментариями и другое можна посмотреть в нашем обзоре: Что такое чиллер?
Для начала рассмотрим основные компоненты чиллера:
- испаритель или водяной теплообменник
- компрессор
- конденсатор или воздушный теплообменник
- вентиляторы конденсатора
- фильтр-осушитель на жидкостном трубопроводе
- ТРВ(терморегулирующий вентиль) либо ЭРВ(электронный расширительный вентиль)
Схему работы основных компонентов можно посмотреть на рис. 1.
Рис. 1. Устройство чиллера
Принцип работы чиллера является цикличным процессом. Все элементы фреонового контура соединены трубопроводами.
Охлаждение воды происходить в испарителе, в котором жидкий хладагент циркулирует по медным трубкам. При этом в кожухе теплообменника устроены перегородки, чтобы обеспечить скорость поступления воды, достаточную для эффективного теплообмена воды с хладагентом. Охлаждение жидкости происходит благодаря отводу тепла к фреону. Подведенное к хладагенту тепло приводит к его кипению (подобно кипению воды в чайнике, только здесь источником тепла является электроэнергия). Для охлаждения воды к определенной температуре необходимо поддерживать температуру кипения хладагента ниже, чем температуру кипения воды. Эту задачу выполняет компрессор, впитывая пары хладагента и поддерживая низкое давление, а, соответственно, и температуру кипения в испарителе. В компрессоре происходить сжатие паров хладагента до высокого давления температуры. В компрессорах объемного принципа действия сжатие происходить за счет уменьшения объема рабочей полости. Например, в спиральных компрессорах уменьшение объема рабочей полости и сжатие пара хладагента происходит за счет вращения подвижной спирали относительно оси, которая параллельна оси неподвижной спирали.
Для чего же необходимо сжатие паров хладагента в компрессоре?
Для осуществления холодильного цикла тепло, подведенное к хладагенту в испарителе, необходимо отвести в окружающую среду, то есть в воздух улицы. Однако температура хладагента на выходе испарителя ниже температуры окружающей среды. Как известно, передача тепла может происходить только от тела с высшей температурой к телу с низшей. Поэтому, чтоб отвести тепло от хладагента, имеющего температуру более низкую, чем температура окружающей среды, пар и сжимается в компрессоре до высокого давления и градуса. При этом к хладагенту подводиться тепловой эквивалент работы сжатия. Пар хладагента высокого давления нагнетается компрессором в конденсатор.
Конденсатор представляет собой воздушный теплообменник. Хладагент циркулирует внутри трубок конденсатора. Циркуляция воздуха через теплообменник осуществляется посредством вентиляторов. Таким образом тепло от пара хладагента отводится в окружающую среду. При этом пар хладагента конденсируется, то есть переходить в жидкое состояние. Примером конденсации в природе есть выпадение росы на траве: утром трава имеет более низкую температуру, чем воздух, что приводит к конденсации влаги из воздуха на холодной поверхности травы.
Жидкий хладагент из конденсатора дросселирует в терморегулирующем вентиле, предварительно пройдя через фильтр осушитель, который предназначен для удаления мелких частиц и влаги из хладагента. Дросселирование — это процесс снижения давления хладагента с давления конденсации до давления кипения и прохождение через узкое сечение ТРВ. Процесс дросселирования хладагента подобен распылению воды через пульверизатор: вода нагнетается под высоким давлением через узкое отверстие, при этом давление воды снижается до атмосферного. Также ТРВ выполняет функцию регулирования подачи хладагента воды в испаритель и поддержание пара хладагента на выходе из испарителя для защиты компрессора от гидравлического удара. Более совершенным устройством есть ЭРВ. Жидкостная смесь хладагента после ТРВ снова подается в испаритель. Таким образом повторяется холодильный цикл.
Информацию о всех компонентах чиллера вы можете прочесть в нашей следующей статье Компоненты чиллера.