Промышленное охлаждение предполагает кондиционирование больших площадей, а также технологическое охлаждение промышленного оборудования. Существует несколько способов реализации такого охлаждения, но наиболее эффективным и экономичным становится применение чиллеров (холодильных машин).
Чиллер – это мощная компрессорно-конденсаторная холодильная машина, предназначенная для охлаждения жидкого теплоносителя. Он в свою очередь охлаждает воздух в помещении или какое-либо оборудование, требующее технологического охлаждения.
Принцип работы
Чиллер работает по принципу отбирания тепловой энергии у жидкости, чаще воды, циркулирующей в контуре охлаждения, и передачу ее воздуху или воде посредством переноса хладагентом. Основные компоненты холодильной машины:
- компрессор;
- конденсатор;
- испаритель;
- дросселирующий клапан.
Сам конденсатор представляет собой радиатор, состоящий из медных оребренных трубок, который выполняет роль теплообменника, отдавая тепло воздуху, которым он постоянно обдувается или воде. В процессе теплообмена сжатый хладагент отдает тепло и уже остывший подается в испаритель под низким давлением, регулируемым дросселирующим клапаном.
Из-за перепада давления в сторону его понижения, жидкий хладагент испаряется, резко увеличиваясь в объеме, что приводит к его сильному охлаждению в результате потери теплоемкости. Испаритель также выполнен в виде теплообменника и помещен в камеру, через которую циркулирует вода (теплоноситель). Проходя через теплообменник испарителя, вода охлаждается.
Далее охлажденная вода перекачивается насосом/насосами и используется по назначению. Например, подается в группу фанкойлов, где охлаждает воздух посредством теплообмена или же подается в охладительную систему какого-либо промышленного оборудования. Вода, которая выполняет роль теплоносителя, постоянно циркулирует в охладительном контуре. Выполнив свою охладительную функцию, она снова возвращается в чиллер для охлаждения.
![](/upload/resize_cache/webp/sprint.editor/415/1168_1000_1/cistq9wu2mwqj6vlw8w93r0einnkhphj.webp)
Современные холодильные машины оборудованы автоматикой, регулирующей процесс охлаждения. За счет инверторного управления двигателем компрессора, его частота будет точно соответствовать потребностям теплоотведения.
Другими словами, чиллер работает не на полную мощность, а его хладопроизводительность поддерживается на уровне, который необходим для охлаждения теплоносителя до заданной температуры. Эта особенность делает чиллер-фанкойл или чиллер-оборудование одной из самых эффективных и экономичных систем промышленного охлаждения.
Типы
Чиллеры можно разделить по двум признакам – рабочей температуре охлаждаемого теплоносителя и способу охлаждения конденсатора. В обычной системе промышленного охлаждения оборудование охлаждает воду не ниже нуля, то есть температура воды будет всегда положительная.
При этом существуют низкотемпературные холодильные агрегаты, способные охлаждать жидкость до отрицательных температур. В таких системах в качестве теплоносителя используются растворы гликоля, тосол, антифриз, спиртосодержащие растворы и другие незамерзающие жидкости.
Такие модели не используются в системах охлаждения. В основном они востребованы в промышленных криогенных процессах, например, для получения кислорода, химической и фармацевтической промышленности, а также для работы крытых ледовых катков.
Чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора
Это самые доступные по стоимости и простые по монтажу системы, в которых конденсатор охлаждается, обдуваясь воздухом с улицы, нагнетаемым вентилятором. При этом потребление электроэнергии у таких моделей нестабильно и во многом зависит от температуры окружающего воздуха.
В результате чем холоднее на улице, тем эффективнее работает охлаждение с меньшими затратами электричества. То есть чем жарче, тем интенсивнее будет работать оборудование и соответственно выше будет и электропотребление.
Чиллеры с водяным охлаждением конденсатора
В таких моделях для охлаждения конденсатора используется вода. В них теплообменник конденсатора помещен в герметичный корпус, через который циркулирует вода, подаваемая насосом, образуя вторичный контур охлаждения. На многих предприятиях вода подается из пожарного водоема и туда же возвращается. Это становится более экономичным решением, так как она охлаждается естественным образом. В остальных случаях для охлаждения воды во вторичном контуре используются градирни, поэтому в зимнее время требуется добавлять в воду гликоль, чтобы она не замерзала.
Модели с водяным охлаждением стоят дороже, так как нуждаются в дополнительном оборудовании – градирни, насоса и трубопровода вторичного контура охлаждения. Они сложнее устанавливаются, так как требуют гидрообвязки и монтажа дополнительного оборудования. При этом такие чиллеры более энергоэффективные и стабильные в работе, за счет более эффективного теплоотведения водой.
Конструктивные различия
Также чиллеры различаются по конструкции. Как воздушно-охлаждаемые, так и водоохлаждаемые модели могут иметь моноблочную или сплит-конструкцию. В первом случае все оборудование находится в одном корпусе или на одной раме. Сплит-конструкция предусматривает вынесение конденсатора, присоединенного к холодильному модулю хладоновой магистралью.
Применение
Чиллеры для промышленного охлаждения имеют 2 основных применения – это кондиционирование воздуха в больших помещениях или в зданиях с множеством помещений, и охлаждение оборудования. Также некоторые модели могут работать на обогрев воздуха в паре чиллер-фанкойл по принципу теплового насоса.
В отличие от мультисплит- и VRF-систем кондиционирования, к одному чиллеру можно подключить несколько десятков фанкойлов. Благодаря этому системы чиллер-фанкойл востребованы в больших гостиничных комплексах, бизнес-центрах, ТРЦ, на складах продовольствия и в производственных помещениях, где происходят горячие технологические процессы.
Холодильные агрегаты также применяются для охлаждения промышленного оборудования, например, индукторов индукционных печей, высокочастотных преобразователей и др. Нередко в охлаждении нуждается сам производственный процесс, связанный с литьем или экструзионным способом производства.
Установка и обслуживание
Сложность установки чиллера зависит от его вида и конструкции. Самым простым монтажом отличается моноблочный агрегат с воздушным охлаждением конденсатора. Его можно устанавливать, как снаружи, так и внутри здания, например, в подвальном помещении или отдельно стоящей постройке. Все, что нужно для его установки – это подключение к контуру охлаждения, а внутри помещения еще к воздуховодам для подачи и отведения воздуха к теплообменнику конденсатора.
Для моделей с водяным охлаждением необходимо спроектировать установку градирни, а также насосной станции вторичного контура охлаждения. Необходим точный расчет мощности насосов в зависимости от удаления оборудования от градирни или водоема.
Также тщательное проектирование требуется для монтажа чиллеров с выносным теплообменником конденсатора. Хладоновая трасса не должна превышать 15 м, а если ее необходимо удлинить, понадобится дополнительное оснащение. Необходимо учесть нюансы со звукоизоляцией, подпиткой контуров охлаждения, системой подключения к электросети.
Другими словами, чиллеры – это не то оборудование, которое можно купить и сразу использовать. Его проектирование и монтаж нужно поручить сертифицированным специалистам, то есть получить гарантии не только на оборудование, но и на его установку.
Что касается технического обслуживания, то здесь также не стоит заниматься этим самостоятельно. Если на предприятиях обычно есть специально обученный персонал, то на гражданских объектах обслуживание холодильной машины дешевле и надежнее доверить специалистам профильной компании.
Заключение
Чиллеры – одни из самых мощных видов охладительного оборудования и в большинстве случаев не имеют альтернативы по эффективности, функциональности и экономичности. При этом холодильные машины являются сложными агрегатами с разной производительностью и набором функций.
Выбор наиболее подходящей модели зависит не только от целей применения, но и от условий на объекте, климатических особенностей и многих других факторов. Исходя из этого, сделать оптимальный выбор можно только на основе полного анализа объекта, для чего лучше обратиться к специалистам и получить все необходимые рекомендации по выбору.