Охлаждение жидкостей

Чиллеры – холодильные установки, работающие в режиме кондиционирования. Единственное отличие их от традиционных кондиционеров – вода, в качестве хладагента, которая сама охлаждается в конденсаторе установки при помощи фреона или других хладагентов.

На рынке чиллеры представлены несколькими видами, которые друг от друга отличаются технологией охлаждения воды.
Абсорбционные чиллеры
Это перспективное направление, полностью соответствующее современному принципу энергосбережения. В качестве энергоносителя здесь используется не электричество, а бросовое тепло производственных технологий, которое выбрасывается в атмосферу или канализацию: горячий воздух или пар, горячая вода и прочее.

В качестве рабочего вещества в установках используются два компонента: хладагент и адсорбер. Первый должен хорошо растворяться во втором, второй должен обладать высокой температурой кипения, чем первый. Сегодня используют два таких раствора: воды + аммиак, вода + бромистый литий.

Принцип работы таков:

• рабочее вещество нагревается бросовым теплом;
• хладагент выпаривается первым и поступает в конденсатор, где превращается в жидкость;
• далее он проходит через дроссель, расширяясь и охлаждаясь;
• затем поступает в испаритель, где отдает свою низкую температуру потребителю.

Парокомпрессионные чиллеры

Это стандартного типа чиллеры, работающие по технологии холодильной установки с использованием электроэнергии. В них четко распределены функции хладагента и теплоносителя, которые встречаются в теплообменной установке (испарителе) для передачи тепловой энергии. При этом хладагент проходит весь парокомпрессионный цикл, как это происходит в любой холодильной установке или кондиционере.

Парокомпрессионные чиллеры делятся на несколько видов.

По типу установки:

1. Наружные или со встроенным конденсатором. Это единый блок, который монтируется на улице. Удобен он тем, что можно задействовать под его установку неэксплуатируемые площади: крышу, открытые площадки, подвалы и прочее. Часть трубопровода в этом случае располагается на улице, а значит, необходимо позаботиться о его теплоизоляции. Можно сливать воду на зимний период или использовать вместо нее антифризы.
2. Внутренние с выносным конденсатором. Эта модель отличается от предыдущей тем, что состоит из двух блоков: компрессорно-испарительного и конденсаторного. Они соединены между собой трассой, по которой перемещается хладагент. Конденсатор в этом случае устанавливается на улице. Плюсом установок данного типа является – использование воды в качестве теплоносителя. Минус – агрегат будет занимать полезную площадь внутри здания, к тому же трасса, соединяющая внутренний и внешний блок, создает потери давления в системе холодильной установки.

По типу охлаждения конденсатора:

1. Воздушное охлаждение. Это малозатратный вариант, в котором в качестве охлаждающей среды используется внешний воздух. Он подается на трубчато-ребристую конструкцию конденсатора несколькими вентиляторами. Единственный минус такой установки – большие габаритные размеры, потому что воздух – среда с малой плотностью, поэтому на охлаждение требуется ее большое количество.
2. Водяное охлаждение. Это более сложные по конструкции, проектированию и монтажу установки, в которых в качестве охлаждающей среды используется вода. Именно поэтому конденсаторы на водяном охлаждении представляют собой пластинчатые конструкции, пластинчато-ребристые или труба в трубе. Стандартная технология охлаждения самой воды – это использование градирен, которые сами являются конструкциями больших размеров, укомплектованные насосами и форсунками, требующие постоянного присутствия обслуживающего персонала. Вот почему установки с водяным охлаждением считаются самыми дорогими. Сегодня водяные градирни стали заменять сухими, в которых охлаждение воды производится с помощью воздуха. Мокрая технология охлаждения является разомкнутой системой для воды, сухая замкнутой. Последний вариант – это дополнительное оборудование в виде циркуляционного насоса, расширительного бака. Запорной арматуры и предохранительных клапанов.

По типу исполнения гидромодуля (насосной установки):

1. Моноблочный вариант уличного исполнения. Это когда все элементы чиллера располагаются на одном каркасе. Удобная конструкция в плане компоновки всех частей с одним минусом – гидромодуль также располагается на улице. Зимой, даже если в системе используется антифриз, возникнут проблемы с запуском насосов, потому что антифриз при низких температурах густеет. А это нагрузка на насосы.
2. С выносным гидромодулем. Обычно последний устанавливается в помещении, а вся холодильная установка на улице, чем и решаются проблемы нагрузки на насосы. При этом такой гидромодуль обязательно комплектуется резервным насосом.

Реверсивные чиллеры

Свое название эти кондиционерные установки получили потому, что могут работать как на охлаждение помещений, так и на их нагрев. Поэтому в их конструкции устанавливается трехходовой клапан, через который и происходит переключение режимов. По такому же принципу работают кондиционеры «зима-лето».

Относится данный тип оборудования к чиллерам воздушного охлаждения, в котором два рабочих контура работают от спиральных компрессоров. На рынке они представлены тремя видами:

• стандартный;
• малошумный – в составе нет низкооборотистых вентиляторов, что снижает вибрацию и шум;
• сверхшумный – в составе низкооборотистые вентиляторы, отсюда большая вибрация и шум, поэтому для них сооружают отдельные помещения или здания.

Мини-чиллеры
Это небольшой мощности установки от 5 до 16 кВт, обычно с воздушным охлаждением конденсатора (внутренним или выносным), которые используются для охлаждения или нагрева воды.

Сегодня предлагаются несколько разновидностей мини-чиллеров по исполнению:

• абсорбционные,
• с презиционным охлаждением, что позволяет поддерживать точный температурный режим теплоносителя;
• с водяным и воздушным охлаждением;
• реверсные.

Типология оборудования

Сегодня модельный ряд чиллеров сильно изменился за счет использования в их конструкциях более эффективных компрессоров, чем поршневые: спиральные, одно- и двухвинтовые. К тому же потребители свое предпочтение стали отдавать моноблочным моделям, как удобным в монтаже и обслуживании.

Что касается испарителей, то чаще стали использовать пластинчатые или поверхностные. А это уменьшение размеров и массы устройства. В качестве хладагентов применяют более экологичные фреоны типа R407 или R134a. Предпочтение потребители отдают устройствам с воздушным охлаждением, как более дешевым, удобным в применении и не менее эффективным. В качестве вентиляторов в них используются как центробежные марки, так и осевые.