Що таке чіллер? Все про чіллери

Чіллер — це холодильна установка, робота якої полягає у випаровуванні та конденсації холодоагенту, що циркулює в пристрої, за рахунок чого відбувається генерація теплової енергії або холоду. Цей вид обладнання являє собою енергозберігаючу систему і відрізняється високою продуктивністю. Чіллер використовують як на виробництвах, так і застосовують для підтримки комфортного мікроклімату в житлових, офісних і торгових будівлях.

План

1. Компоненти чіллера
2. Принцип роботи чіллера
3. Види охолоджувачів рідини
4. Основи розрахунку чіллера
5. Підбір чіллера
6. Найбільш відомі бренди чіллерів

Компоненти чіллера

Одним із найбільш важливих компонентів чіллера є компресор. Компресори можуть бути спіральними, гвинтовими або поршневими. Останнім часом більш популярний тип компресорів, які використовують в охолоджувальних машинах – спіральні.

Розглянемо конкретні приклади:

• чіллер із поршневими компресорами (мал.1);

• чіллер із спіральними компресорами (мал.2);

• чіллер із гвинтовими компресорами (мал. 3).

Компресор вбирає пари холодоагенту і підтримує низький тиск, тобто повністю температуру кипіння у випарнику, оскільки температура кипіння води повинна бути вище температури кипіння холодоагенту. Для того, щоб відвести тепло від холодоагенту, що має нижчу температуру, ніж температура навколишнього середовища, пар стискається в компресорі до високого тиску та градуса. Пара холодоагенту високого тиску нагнітається компресором у конденсатор.

Конденсатор або повітряний теплообмінник являє собою систему трубок, по яких циркулює холодоагент. Трубки зазвичай зроблені з міді, але все частіше виробники віддають перевагу алюмінію. На відео нижче Ви можете побачити приклад не тільки основного конденсатора, але й додаткового (конденсатора фрікулінга).

Циркуляція повітря в конденсаторі відбувається за посередництвом вентиляторів.

Вентилятори вказані синьою стрілкою (мал. 4).

Рідкий холодоагент із конденсатора дроселює в терморегулюючому вентилі, попередньо пройшовши через фільтр осушувач, який очищає дрібні частинки і вологу з холодоагенту.

Для управління системою в чіллер влаштований контролер або так званий пульт управління, кількість функцій якого може відрізнятися в залежності від конкретної моделі.

Крім основних компонентів чіллера, також існує безліч додаткових. Проте, важливо врахувати, що збій в роботі найдрібнішої деталі може привести до несправностей цілого чіллера. Інші компоненти охолоджувача рідини можна переглянути на схемі нижче (мал.5), а прочитати деталі їх роботи у статті.

Принцип роботи чіллера

Часто можна зустріти таку назву чіллера, як промисловий холодильник. Це обумовлено перш за все тим, що так само як і звичайний холодильник, чіллер здійснює відведення тепла від рідини.

Процес охолодження рідини чіллера може здійснюватися по-різному в залежності від типу його конструкції. За цим параметром всі чіллери діляться на абсорбційні або парокомпресійні.

Чіллери абсорбційного типу конструкції чи АБХМ (абсорбційна холодильна машина) найчастіше використовують при наявності надлишкового тепла. Принцип роботи чіллера абсорбційного типу зображений на мал. 7.

Абсорбційний чіллер складається найчастіше з двох камер, позначених на зображенні колами AT і VD. АТ — гаряча камера з відносно високим тиском, VD — холодна камера з дуже низьким тиском. Чіллери такого типу часто працюють на розчинах броміду-літію. Завдяки теплу (НМ), що входить ззовні в генератор, з розчину виділяється пар холодоагенту (води), який в подальшому надходить в конденсатор. Відбувається конденсація водяної пари, в результаті чого нагрівається вода охолоджуючого контуру (KuW). Після цього, вода надходить у випарник, де закипає при низькому тиску і температурі +6С та забирає тепло від охолоджуваного контуру чіллер-фанкойла. Посилення теплообміну відбувається завдяки насосу VD, який прокачує воду на форсунки. Існують й інші типи абсорбційних машин, в яких цей процес замінюють на занурення охолоджуваного контуру в спеціальну ванну з холодоагентом.

Розчин броміду-літію перетворюється в абсорбер після проходження крізь затворний клапан WD 1. Форсунки розбризкують розчин і вбирають пар із випарника для поліпшення загального процесу абсорбції.

Відведення теплоти відбувається в абсорбері AB. Суміш броміду-літію і води проходить крізь терморегулятор WT1. Далі відбувається повторення абсорбційного циклу.

Існує 4 типи АБХМ:

Варто зробити акцент на тому, що чіллери абсорбційного типу дорожчі інших охолоджувачів і вимагають наявності дешевого джерела тепла. Але при цьому вони низькошумні, екологічно безпечні і служать не менше 20 років за умови правильного технічного обслуговування.

Компресійні холодильні машини стали більш популярними в холодильній техніці та у всіх сферах, пов’язаних з охолодженням того чи іншого продукту. Детальніше про принцип роботи компресійного чіллера Ви можете почитати в нашій статті. Холодильні установки такого типу більш енергоефективні та менш екологічно небезпечні.

Все про принципи роботи чіллера, його схему, реальні приклади можна подивитися на нашому відео з експертом.

Види охолоджувачів рідини

Раніше ми вже розповідали про типи чіллерів детальніше в статті. Диференціація охолоджувачів вказана нижче.

Мал. 10.  Типи чіллерів

Основи розрахунку чіллера

Існує безліч способів розрахунку чіллера, але схема визначення необхідної потужності чіллера спрощена за допомогою спеціального Калькулятора.

Найбільш поширений спосіб розрахунку потужності для холодильного обладнання — через об’ємні витрати. Для цього Вам потрібно знати, яку рідину Ви використовуєте для охолодження (найчастіше, це вода або етиленгліколь), яка витрата охолоджуючої рідини необхідна (скільки літрів за годину), яка початкова температура рідини на вході в чіллер і якою вона повинна бути при виході. До прикладу, витрата води 63 л / год з початковою температурою 20 гр. ц. і кінцевої 1, натискаємо розрахувати і отримуємо результат. Холодильна потужність чіллера повинна бути 1.4 Вт або 1400 кВт відповідно.

Перейдемо до розрахунку мінімального об’єму рідини для чіллера. Можливість обчислення цього показника вказана в другому полі. Перше значення, яке Вам потрібно вказати — мінімальна холодопродуктивність чіллера в кВт-ах.

“Диференціал включення чіллера”, тобто допустимий нагрів рідини за мінімальний час стоянки чіллера. Найчастіше це значення дорівнює 1 гр. ц., далі йде показник мінімального часу стоянки чіллера. Вказано, якщо в чіллері встановлений 1 компресор, то мінімальний час стоянки — 5 хвилин, якщо 2 і більше, то 1 хв. Переходимо до вибору теплоємності рідини: тут потрібно зазначити теплоємність для води або для етиленгліколю (яка вказана збоку: для води — 4.19, для 45% етиленгліколю — 3. 34), в залежності від використовуваної рідини. Після вибираємо щільність води або етиленгліколю, відповідно 1000 або 1074 кг/м3. І останній крок — натискаємо розрахувати. Калькулятор покаже необхідний мінімальний обсяг рідини в системі.

Для того, щоб розрахувати чіллер для термопластавтомата, екструдера, міксера — використовуємо наступну формулу. Вказуємо масу перероблюючого матеріалу за годину в кілограмах. Далі позначаємо, яка початкова температура матеріалу і якою має бути кінцева. Наступний крок: вказуємо теплоємність для пластмаси (2,3 кДж), так як в конкретному випадку найчастіше використовують саме цей матеріал, але величину можна змінити.  Натискаємо розрахувати і отримуємо необхідну потужність чіллера на виході води +7 гр. ц. До прикладу, для зазначених величин, Вам необхідний охолоджувач рідини приблизно на 103 кВт.

Наступний спосіб: розрахунок потужності охолодження через масу і час охолодження. Тут потрібно вказати масу охолоджувальної речовини, час, за яке воно повинно охолонути, початкову та кінцеву температуру і вибрати рідину, за допомогою якої відбувається охолодження. Знову ж таки натискаємо розрахувати і отримуємо потрібний показник холодопродуктивності.

Останній метод розрахунку — через обсяг речовини і час охолодження. Всі значення потрібно ввести так само, як і в попередньому, але в першому полі значення маси потрібно замінити на обсяг.

Підбір чіллера

Ви можете детально ознайомитися з процесом підбору чіллера в нашій статті:  Як купити підходящий чіллер для Вашого виробництва? Все про підбір чіллера 

Найбільш відомі бренди чіллерів

У будь-якій промисловості є свої гіганти, авторитет яких незаперечний, холодильне обладнання не виняток. У ТОП-1 таких авторитетів серед чіллерів входять: Trane, York, Carrier. Існує ще безліч брендів, які відрізняються гарною якістю, більш детально про них ми розповіли у нашій статті Рейтинг чіллерів.