Принцип роботи чіллера

Поговоримо детальніше про пристрій і принцип роботи охолоджувачів рідини.

Детальний огляд компонентів реального чіллера на відео, схеми його функціонування з коментарями можна переглянути в нашому огляді: Що таке чіллер?

Для початку розглянемо основні компоненти чіллера:

• випарник або водяний теплообмінник;
• компресор;
• конденсатор або повітряний теплообмінник;
• вентилятори конденсатора;
• фільтр-осушувач на рідинному трубопроводі;
• ТРВ (терморегулюючий вентиль) або ЕРВ (Електронний розширювальний вентиль).

Детальна схема роботи основних компонентів чіллера зображена на мал. 1.

Мал. 1. Основні компоненти чіллера

Принцип роботи чіллера є циклічним процесом. Усі елементи фреонового контуру з’єднані трубопроводами.

Охолодження води відбувається у випарнику, в якому рідкий холодоагент циркулює по мідних трубках. При цьому в кожусі теплообмінника влаштовані перегородки, щоб забезпечити швидкість надходження води, достатньої для ефективного теплообміну води з холодоагентом. Охолодження рідини відбувається завдяки відведенню тепла до фреону. Підведене до холодоагенту тепло, призводить до його кипіння (подібне до кипіння води в чайнику, тільки тут джерелом тепла є електроенергія). Для охолодження води до певної температури, необхідно підтримувати температуру кипіння холодоагенту нижче, ніж температуру кипіння води. Це завдання виконує компресор, вбираючи пари холодоагенту й підтримуючи низький тиск, а, відповідно, і температуру кипіння у випарнику. У компресорі відбуватися стиснення парів холодоагенту до високого тиску температури. У компресорах об’ємного принципу дії, стиснення відбуватися за рахунок зменшення обсягу робочої порожнини. Наприклад, у спіральних компресорах зменшення обсягу робочої порожнини і стиснення пари холодоагенту, відбувається за рахунок обертання рухомої спіралі щодо осі, яка паралельна осі нерухомої спіралі.

Для чого ж необхідне стиснення парів холодоагенту в компресорі?

Для здійснення холодильного циклу, тепло підведене до холодоагенту у випарнику, необхідно відвести в навколишнє середовище, тобто на вуличне повітря. Однак температура холодоагенту на виході випарника нижче температури навколишнього середовища. Як відомо, передача тепла може відбуватися тільки від тіла з вищою температурою до тіла з нижчою. Тому, щоб відвести тепло від холодоагенту, що має нижчу температуру, ніж температура навколишнього середовища, пар стискається в компресорі до високого тиску і градуса. При цьому до холодоагенту підводиться тепловий еквівалент роботи стиснення. Пара холодоагенту високого тиску нагнітається компресором у конденсатор.

Конденсатор являє собою повітряний теплообмінник. Холодоагент циркулює всередині трубок конденсатора. Циркуляція повітря через теплообмінник здійснюється за допомогою вентиляторів. Таким чином тепло від пари холодоагенту відводиться в навколишнє середовище. При цьому пар холодоагенту конденсується, тобто переходить у рідкий стан. Прикладом конденсації в природі є випадання роси на траві: вранці трава має більш низьку температуру, ніж повітря, що призводить до конденсації вологи з повітря на холодній поверхні трави.

Рідкий холодоагент з конденсатора дроселює в терморегулюючому вентилі, попередньо пройшовши через фільтр осушувач, який призначений для видалення дрібних частинок і вологи з холодоагенту. Дроселювання – це процес зниження тиску холодоагенту з тиску конденсації до тиску кипіння і проходження через вузький перетин ТРВ. Процес дроселювання холодоагенту подібний розпорошенню води через пульверизатор: вода нагнітається під високим тиском через вузький отвір, при цьому тиск води знижується до атмосферного. Також ТРВ виконує функцію регулювання подачі холодоагенту води у випарник і підтримання пари холодоагенту на виході з випарника для захисту компресора від гідравлічного удару. Більш досконалим пристроєм є ЕРВ. Рідинна суміш холодоагенту після ТРВ знову подається у випарник. Таким чином повторюється холодильний цикл.

Інформацію про всі компоненти чіллера Ви можете прочитати в нашій наступній статті “Компоненти чіллера”.