Що таке чилер і як він працює?

Чилер є головним компонентом системи центрального кондиціонування «чилер-фанкойл». Саме він відповідає за охолодження або нагрівання води, яка потім надходить у теплообмінники фанкойлів і використовується для кондиціонування приміщень.

Чилери бувають різних типів залежно від принципу роботи, використовуваного холодоагенту, конструктивних елементів та інших характеристик. Найчастіше застосовують парокомпресійні пристрої, як найбільш надійні та невибагливі. У цьому матеріалі ми детально розповімо про те, що вони собою являють і як працюють.

Чилер – це пристрій, призначений для охолодження або нагрівання рідини (зазвичай води) з метою підтримки певної температури в приміщеннях або охолодження промислового обладнання. Ці пристрої є ключовими елементами систем кондиціонування повітря, що забезпечують оптимальний мікроклімат всередині об’єктів, що обслуговуються. У промисловості чилери використовуються для охолодження обладнання, машин, виробничих ліній, а також для забезпечення нормальних умов протікання різних технологічних процесів.

Наприклад, у харчовій промисловості такі агрегати застосовують для охолодження продуктів на різних етапах виробництва і підтримки низьких температур у приміщеннях із готовою продукцією. У лікарнях та інших медичних установах, а також у лабораторіях різного профілю чилери використовують для охолодження обладнання та приладів, які потребують суворого контролю температури. У центрах обробки даних і на телекомунікаційних об’єктах ці пристрої застосовують для охолодження комп’ютерів і серверів, завдяки чому запобігають їхньому перегріванню. На заводах, що випускають пластмаси і гуму, чилери охолоджують прес-форми і технологічне обладнання. На електростанціях ці агрегати використовуються для охолодження генераторів і турбін. У кінотеатрах, концертних залах та інших розважальних установах чилери застосовуються для створення комфортних умов для відвідувачів і персоналу.

Більшість чилерів працюють відповідно до парокомпресійного циклу, використовуючи холодоагент для передачі тепла з одного середовища в інше. Ключовим (і найдорожчим!) компонентом пристрою є компресор.

Під час експлуатації в режимі охолодження цей силовий агрегат стискає газоподібний холодоагент, внаслідок чого його тиск підвищується до 15-25 атмосфер, а температура – до 70-90 градусів. Потім перегрітий стиснений газ нагнітається в теплообмінник – конденсатор. У ньому фреонова пара охолоджується, віддаючи своє тепло зовнішньому повітрю або воді. У результаті фреон конденсується, тобто переходить із газоподібної в рідку фазу. З цієї причини теплообмінник і отримав назву конденсатора.

Далі рідкий холодоагент нагнітається в дросельний пристрій – терморегулювальний вентиль (електронний розширювальний клапан). Він регулює потік фреону, що надходить у теплообмінник-випарник. У результаті тиск холодоагенту різко падає, а у випарник проникає рівно стільки холодоагенту, скільки необхідно для його ефективного випаровування.

У випарнику, що являє собою, наприклад, кожухотрубний теплообмінник, рідкий фреон через поверхні трубок відбирає тепло у води і випаровується, переходячи в газоподібний агрегатний стан. У результаті вода охолоджується, після чого трубопроводом надходить до кінцевих пристроїв системи кондиціонування – фанкойлів. У свою чергу, газоподібний холодоагент всмоктується компресором, після чого цикл знову повторюється.

Цей процес повторюється доти, доки працює компресор. Він постійно стискає холодоагент і тим самим забезпечує підтримання температури на виході випарника на заданому користувачем рівні. Якщо в стисненні фреону немає потреби (температура води і так відповідає заданому техперсоналом значенню), компресор на деякий час відключається.

Ефективність чилера залежить від багатьох чинників, включно з продуктивністю і ККД компресора, ефективністю теплопередачі у випарнику і конденсаторі, властивостями холодоагенту, що використовується в системі кондиціонування. Сучасні чилери оснащені інтелектуальними системами управління, які оптимізують роботу всіх компонентів залежно від умов експлуатації та команд користувача.

Компресор. Як зазначалося вище, це основний елемент чилера. Він відповідає за стиснення газоподібного холодоагенту, внаслідок чого його тиск і температура зростають. Основні типи компресорів: поршневі, спіральні, гвинтові, відцентрові. Кожен із них має свої переваги в різних умовах застосування.

Випарник – теплообмінник, у якому рідкий холодоагент відбирає тепло у води (водного розчину гліколю) і випаровується. Своєю чергою, вода охолоджується і нагнітається у фанкойли, припливні установки та інші кінцеві пристрої системи центрального кондиціонування.

Конденсатор – теплообмінник, в якому газоподібний холодоагент віддає своє тепло навколишньому середовищу (повітрю або воді) і конденсується, переходячи в рідку фазу.

Дроселювальний пристрій (терморегулювальний вентиль, електронний розширювальний клапан) – агрегат, призначений для точного регулювання потоку холодоагенту, що надходить у випарник.

Розширювальний бак (опціонально). Чилери можуть комплектуватися розширювальним баком, який служить для компенсації коливань температури і тиску води в гідравлічному контурі.

Система управління регулює роботу компресора та інших компонентів, відстежує параметри всієї системи кондиціонування й оптимізує роботу чилера залежно від теплового навантаження на нього.

Холодильний агент (холодоагент) – речовина, яка циркулює в холодильному контурі чилера. Під час кипіння вона забирає тепло в охолоджуваної рідини, а після стиснення віддає його охолоджувальному середовищу.

Вентилятор (використовуються в чилерах з повітряним охолодженням конденсатора) застосовується для підвищення ефективності теплопередачі і підтримки тиску конденсації на стабільному рівні.

Фільтри очищають холодоагент і воду від сторонніх домішок.

Крім того, холодильний і гідравлічний контури чилера включають: клапани (соленоїдний, зворотні, сервісні, дренажні), захисні реле, датчики температури та тиску, вентилі, що забезпечують автоматичне або ручне доливання води тощо.

Існує кілька типів чилерів, кожен з яких призначений для певних сфер і умов експлуатації. Важливо знати про особливості кожного з них, щоб вибрати найбільш підходяще кліматичне обладнання для конкретного проєкту.

Парокомпресійні чилери

Парокомпресійні чилери – чилери, що працюють відповідно до парокомпресійного циклу, за якого передача тепла між двома речовинами здійснюється завдяки випаровуванню і конденсації холодоагенту.

• Повітроохолоджувані. Чилери з повітряним охолодженням конденсатора відводять тепло в навколишнє середовище. Вони прості в установці та обслуговуванні, але для ефективної роботи вимагають хорошої вентиляції.
• Водоохолоджувані. Чилери з водяним охолодженням конденсатора віддають тепло холодній воді, що подається з мокрої або сухої градирні (драйкулера).
• Водоохолоджувані з відкритим циклом. Чилери з водяним охолодженням конденсатора, що використовують для конденсації газу прісну воду. Ефективні в регіонах, для яких характерна наявність великої кількості прісної води.
• Гліколеві. Як робочу рідину гліколеві чилери використовують не воду, а водний розчин етилен- або пропіленгліколю, що не замерзає за низьких температур.

Абсорбційні чилери

Абсорбційні чилери – холодильні установки, які як холодоагент використовують гарячу воду (бромід літію) або пару.

• Чилери водяного нагріву (водяні абсорбційні). Джерелом тепла є гаряча вода температурою близько 90 градусів.
• Чилери парового нагріву (парові абсорбційні). Як теплоносій використовується водяна пара температурою 200 °С.
• Чилери прямого нагріву (газові абсорбційні). Як паливо використовують природний або скраплений газ, дизельне паливо.
• Вакуумні. Працюють в умовах зниженого тиску і використовуються, наприклад, для охолодження вакуумних систем.

Для підбору чилера необхідно визначити його оптимальну продуктивність (тобто сукупний обсяг теплонадходжень, який повинен нівелювати холодильний агрегат), діапазон температур, за якого його можна експлуатувати, доступність ресурсів (повітря, води) для охолодження конденсатора, електричні властивості та завантаженість розподільної мережі, до якої буде під’єднаний пристрій, необхідний рівень енергоефективності та багато іншого.

Корпорація TICA пропонує надійні та сучасні чилери, які здатні вирішити безліч практичних завдань у будь-яких сферах. У каталозі компанії кожен клієнт зможе знайти кліматичне обладнання, що підходить безпосередньо для його проекту. Техніка, що випускається під брендом TICA, має низку істотних переваг перед продукцією інших виробників.

Основні переваги чилерів TICA:

• Оптимальна конструкція і високоякісні комплектуючі. Чилери оснащені комплектуючими відомих світових виробників. Компресори для них випускають Emerson Copeland (США), Bitzer (Німеччина), Danfoss (Данія), електронні розширювальні клапани – Danfoss і Sanhua (Китай), вентилятори – Shibaura (Японія), автоматичні вимикачі – ABB (Швейцарія), шафи автоматики та їхні комплектуючі – Schneider Electric (Франція), контролери перегріву – Carel (Італія) та ін. Оптимальна конструкція, розроблена конструкторами TICA, дала змогу істотно зменшити площу, яку займає чилер.
• Високопродуктивні компресори. Оснащення потужними компресорами дало змогу зменшити загальну кількість силових агрегатів, габарити і вагу чилерів загалом, а також удвічі скоротити кількість елементів холодильного контуру.
• Високоефективні та надійні теплообмінники. Всі теплообмінники виготовляються самою компанією TICA. Перед відправкою замовнику кожен теплообмінник проходить випробування на герметичність відповідно до вимог міжнародного стандарту ISO 9001. Ці агрегати невибагливі до якості води, стійкі до обмерзання і корозії, не потребують частого технічного обслуговування.
• Низький рівень шуму. Компресори забезпечені звукоізоляційними кожухами. На трубках всмоктування і нагнітання компресора встановлено додаткові пластини, що знижують рівень шуму і вібрацій. Сталеві перегородки в кожухотрубних випарниках знижують рівень вібрацій внутрішніх мідних трубок.

Усе HVAC-обладнання бренду TICA відповідає відповідним стандартам. Як наслідок, висока якість і надійність системи кондиціонування гарантовані. Підбір моделі не викличе жодних труднощів, а після її придбання кваліфіковані фахівці проведуть установку і пусконалагодження обладнання.

Чилери є високопродуктивними пристроями, які успішно застосовуються для охолодження або нагріву (якщо чилер може виконувати функції теплового насоса) води або водного розчину гліколю на заводах і фабриках, в адміністративних будівлях, торговельно-розважальних і бізнес-центрах, готелях, медичних установах і т.д. Вони універсальні, невибагливі до ресурсів і надійні: термін експлуатації пристроїв досягає 15 років і більше.

Якщо вам необхідно придбати чилер, ми рекомендуємо звернути увагу на обладнання корпорації TICA, яке відповідає всім світовим стандартам і вирізняється високою ефективністю, зносостійкістю і довговічністю.