Чиллеры для систем холодоснабжения

Чиллеры (холодильные машины) являются ключевым элементом систем холодоснабжения для различных объектов, включая общественные и административные здания, торговые центры, серверные и центры обработки данных, а также промышленные объекты. Принцип работы чиллера основан на холодильном цикле, но в отличие от обычных систем кондиционирования чиллеры предназначены для охлаждения воды, которая затем используется для охлаждения воздуха в помещениях с помощью фэнкойлов. Чиллеры можно классифицировать по нескольким признакам.

Классификация чиллеров

По типу холодильного цикла.

• Чиллеры на базе парокомпрессионного холодильного цикла, в котором холод получается за счёт сжатия и расширения хладагента.
• Чиллеры на базе абсорбционного холодильного цикла, в котором холод получается за счёт поглощения и выпаривания одного вещества из другого.

В системах холодоснабжения наиболее распространены чиллеры, работающие на базе парокомпрессионного холодильного цикла.

По типу компрессора:

• c поршневым компрессором – на сегодняшний день холодильные машины с поршневыми компрессорами практически не используются из-за их низкой эффективности;
• cо спиральным компрессором – в чиллерах мощностью до 700 кВт;
• c винтовым компрессором – в чиллерах мощностью от 100 до 2000 кВт;
• c турбокомпрессором – в некоторых особо объёмных системах мощностью от 9000 кВт.

По исполнению конденсатора:

• cо встроенным конденсатором,
• с выносным конденсатором.

По типу охлаждения конденсатора:

• c воздушным охлаждением,
• с водяным охлаждением.

Выбор исполнения конденсатора и типа его охлаждения зависит от применяемой схемы системы холодоснабжения. Кроме того, чиллеры могут быть оснащены функцией фрикулинга, встроенным гидромодулем или насосной станцией. Возможны и другие варианты классификации.

Устройство и принцип работы чиллера

Чиллер – это комплексная холодильная установка, включающая основные элементы холодильного контура: компрессор, конденсатор, терморегулирующий вентиль и испаритель. Кроме того, в состав чиллера входят дополнительные компоненты холодильного контура, а также электрический щит и щит автоматики.

Принципиальная схема чиллера

При рассмотрении принципиальной схемы чиллера можно выделить следующие элементы холодильного (фреонового) контура:

1. Компрессор – сжимает газообразный хладагент и нагревает его для последующего охлаждения в конденсаторе.
2. Конденсатор – охлаждает горячий сжатый газообразный хладагент за счёт окружающей среды; обдувается наружным воздухом с помощью вентилятора.
3. Реле высокого давления – защищает систему от избыточно высокого давления хладагента.
4. Манометр высокого давления – показывает давление хладагента после конденсатора.
5. Ресивер – бак-аккумулятор для хранения излишнего хладагента.
6. Фильтр-осушитель – очищает хладагент от грязи, влаги и других загрязнителей.
7. Соленоид – клапан, который открывается и закрывается при включении и отключении компрессора соответственно.
8. Смотровое стекло – предназначено для визуального контроля за движением хладагента в трубопроводе и оценки его количества.
9. Терморегулирующий вентиль (ТРВ) – сбрасывает давление хладагента до исходного давления всасывания, при этом хладагент резко охлаждается, образуя холод.
10. Регулятор производительности (клапан байпаса) – предназначен для перепуска газа со стороны нагнетания на сторону всасывания, регулирует производительность компрессора.
11. Испаритель – теплообменник, в котором холодоноситель охлаждается, отдавая своё тепло хладагенту.
12. Манометр – отслеживает давление хладагента после испарителя на входе в компрессор.
13. Реле низкого давления – защищает холодильный контур от чересчур низкого давления.

Элементы, относящиеся к контуру холодоносителя:

14. Циркуляционный насос – обеспечивает движение холодоносителя по контуру; может быть частью чиллера или проектироваться отдельно.
15. Защита от замерзания холодоносителя в испарителе.
16. Датчик температуры прямого потока холодоносителя
17. Манометр – показывает давление холодоносителя.
18. Система подпитки – может быть реализована в чиллере или отдельно в контуре; представляет собой трубопровод от системы водоснабжения здания с фильтром, отсечными кранами, управляемым соленоидным краном и, при необходимости, насосом.
19. Датчик уровня воды в баке-аккумуляторе.
20. Датчик температуры обратного потока холодоносителя.
21. Реле протока – сигнализирует об отсутствии протока холодоносителя, то есть об аварийной ситуации.
22. Бак-аккумулятор – служит для накопления холода на период, когда чиллер отключён.

Область применения чиллеров

Чиллерные системы охлаждения сложны в проектировании, монтаже и наладке, занимают много места. Поэтому их применение нецелесообразно на малых объектах (до 100 киловатт холодильной мощности). В диапазоне мощностей от 100 до 1000 киловатт они конкурируют с мультизональными системами охлаждения. На объектах с тепловой нагрузкой 1000 киловатт и более применение чиллеров является оптимальным решением. Кроме промышленного применения чиллеры часто используются в офисных, административных и общественных зданиях, бизнес-центрах, торговых и торгово-развлекательных центрах, кафе и ресторанах.