Чиллер из чего состоит: Чиллер – что это за устройство, принцип его работы и применение

Как работает чиллер? — Принцип работы промышленных систем охлаждения — Рефакадемия: информационно-аналитический портал

Если на вашем предприятии используются реактивы или станки, которые вырабатывают тепло, вам понадобится промышленная система для охлаждения  процессов или внутренних компонентов машин. Понимание того, как работает промышленный чиллер, и знание различных типов доступных конфигураций, помогут помочь вам сделать правильный выбор, который покроет все ваши потребности в охлаждении.

Что такое чиллер?

Промышленный чиллер — это холодильная система, используемая для понижения температуры машин, промышленных помещений и технологических жидкостей за счет отвода теплоты из системы и его передачи в другое место. Промышленные чиллеры необходимы для регулирования температуры в нескольких промышленных процессах, таких как литье под давлением, гальванизация, процессы с применением обильной смазки и пищевая промышленность.

Принципы работы

Промышленные чиллеры работают на основе следующих принципов работы;

1.

Изменение фазового состояния

Жидкий хладагент подвергается фазовому переходу в газ при нагревании, а когда газообразный хладагент переохлаждается, он конденсируется обратно в жидкость.

2. Тепловой поток

Тепловая энергия всегда течет из области высокой концентрации в область более низкой концентрации.

3. Точка кипения

Снижение давления над жидкостью снижает температуру кипения, а повышение давления повышает температуру кипения.

Как работает чиллер?

Чиллеры состоят из четырех основных компонентов; испаритель, компрессор, конденсатор и дросильное устройство. Каждая система охлаждения содержит хладагент.

Процесс начинается с подачи хладагента низкого давления в испаритель. Внутри испарителя хладагент нагревается, что приводит к его переходу в газовое состояние. Газообразный хладагент поступает в компрессор, где увеличивается его давление.

Хладагент высокого давления поступает в конденсатор, который отводит теплоту с помощью охлаждающей воды из градирни или воздуха из окружающей среды, конденсируя его в жидкость высокого давления. Конденсированный хладагент затем поступает дросильное устройство — клапан, который действует как дозирующее устройство для ограничения потока хладагента в системе — это снижает давление хладагента и снова начинается процесс охлаждения. Весь процесс известен как холодильный цикл.

Типы промышленных чиллеров

В настоящее время используются три основных типа промышленных чиллеров: чиллеры с воздушным охлаждением, чиллеры с водяным охлаждением и абсорбционные чиллеры. Мы также кратко коснемся градирен (альтернативная или дополнительная система охлаждения) и специальных чиллеров, таких как гликолевые и центробежные чиллеры.

Выбор правильного чиллера для вашего применения поможет вам сэкономить, сократить время простоя и повысить эффективность работы.

Чиллеры с водяным охлаждением

Чиллеры с водяным охлаждением используют воду из внешней градирни для отвода теплоты от газообразного хладагента в конденсаторе.

Чиллеры с воздушным охлаждением

Вместо охлаждающей воды чиллеры с воздушным охлаждением используют окружающий воздух для отвода тепла от хладагента в конденсаторе.

Парокомпрессионные чиллеры

Этот тип чиллера использует хладагенты для охлаждения технологических жидкостей и помещений. Компрессор используется в качестве движущей силы для перекачки хладагента по всей системе.

Паровые абсорбционные чиллеры

Чиллеры с абсорбцией пара не имеют компрессора в агрегате. Они используют источник тепла, например пар, паровой конденсат,  солнечную энергию или отработанное тепло, чтобы в качестве движущей силы.

Как работает абсорбционный чиллер?

Процесс начинается с жидкого теплоносителя в испарителе, который превращает его в газообразную форму. Газообразный хладагент поглощается концентрированным абсорбентом, таким как бромид лития или аммиак, который обеспечивается генератором. Разбавленный раствор поглощает охлаждающую жидкость, в то время как тепло поглощается охлаждающей водой.

Разбавленный раствор хладагента и абсорбента течет через теплообменник к генератору, где он нагревается. Хладагент испаряется из раствора, конденсируется и снова отправляется на охлаждение. Теперь концентрированный абсорбент также подвергается переработке.

Гликолевый чиллер

Гликолевые чиллеры — это особые типы чиллеров, в которых используется пропиленгликоль, антифриз, в системе. Они широко используются в пищевой промышленности, например, в производстве спирта и в системах охлаждения пивоваренных заводов.

Как работает гликолевый чиллер?

Режим работы гликолевых чиллеров такой же, как и у стандартных чиллеров.

Центробежный чиллер

Центробежные чиллеры состоят из обычной установки испарителя, компрессора, конденсатора и расширительного устройства, но с дополнительными вращающимися рабочими колесами, которые сжимают хладагент и транспортируют его вокруг системы. Они особенно полезны для средних и крупных операций охлаждения (от 500 кВт).

Градирни

Промышленная градирня

Градирня — это большой теплообменник, который подготавливает охлаждающую воду для отвода теплоты от охлаждающей жидкости, которая используется для охлаждения машин, технологических жидкостей или зданий. Когда охлаждающая вода встречается с воздухом, небольшая часть испаряется, понижая ее температуру. Этот эффект известен как «испарительное охлаждение».

Часто встречаются градирни, удобно расположенные рядом с водоемами, такими как озера и реки, чтобы обеспечить постоянную подачу воды для охлаждения. Во многих ситуациях вы можете соединить вместе чиллер и градирню для более эффективного промышленного охлаждения.

Использование промышленных чиллеров

Промышленные системы охлаждения могут использоваться для операций охлаждения в различных отраслях промышленности. Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных приложений:

Пищевая и перерабатывающая промышленности

Промышленные чиллеры широко используются в производстве и переработке пищевых продуктов, которые требуют высокой степени точности при контроле температуры. Например, чиллеры винодельни используются для контроля температуры во время брожения и хранения вина. Пекарские чиллеры помогают с охлаждением смесителя, охлаждением питьевой воды и охлаждением резервуаров с дрожжами в рубашке, которые являются важными компонентами хлебобулочных изделий.

Отделка металла

Регулирование температуры имеет важное значение в процессах отделки металла, таких как гальваническое или электроосаждение, для удаления избыточного тепла, поскольку для склеивания металлов обычно требуются очень высокие температуры (несколько сотен градусов). В некоторых отраслях промышленности используются чиллеры с металлической отделкой для охлаждения анодирующей жидкости в теплообменнике или использование гликоля / воды в качестве охлаждающей среды для снижения температуры внутри резервуара.

Литье под давлением

Литье под давлением — это технология массового производства для изготовления пластиковых деталей с использованием литьевой машины, термопластичных гранул и пресс-формы. Процесс и расплав должны поддерживаться в точных температурных пределах для предотвращения таких проблем, как трещины, деформация и внутренние напряжения в конечном продукте.

Холодильная машина для литья под давлением может подавать поток переохлажденной жидкости для охлаждения формы с идеальной скоростью, чтобы обеспечить оптимальное качество продукта.

Охлаждение пространства

На производственных предприятиях, которые вырабатывают много тепла от тяжелого оборудования, которое они используют, чиллеры могут помочь предотвратить экстремальные температуры в офисах и других рабочих помещениях. Они также помогают сэкономить на покупке отдельных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для охлаждения.

Подбор чиллера под ваши потребности

Выбор чиллера соответствующего размера имеет решающее значение для эффективного и экономически оправданного процесса охлаждения оборудования или охлаждения пространства. 

Ключевым фактором является верно определенная холодильная нагрузка на чиллер, которая должна учитывать множество факторов, и более того, их одновременность. 

Простой в использовании инструмент расчета тепловых нагрузок ХОЛОД-ОК поможет вам быстро и точно определить холодильную нагрузку для различных применений, либо доверьтесь профессионалам для определения оптимальной производительности для всех ваших потребностей!

Обладая более чем тридцатилетним опытом проектирования промышленных холодильных систем,компания «НИО Холод» предлагает охлаждающее оборудование и экспертные знания для решения самых сложных задач охлаждения.

Промышленный чиллер для охлаждения воды (фреоновый)

08.05.2019

Приборы для охлаждения на основе фреона служит для снижения температуры теплоносителя. Такие чиллеры для охлаждения воды представлены в виде моноблоков и могут применяться в коммерческих или промышленных целях.

Чтобы обеспечить оптимальное охлаждение лазерного станка, чаще всего покупают фреоновые чиллеры. В каталоге товаров нашего интернет- магазин вы можете найти несколько уникальных моделей, отличающихся высоким качеством и разумной ценой. Чиллер для воды является незаменимым устройством, если вы хотите сэкономить свое время на контроль и корректировку температуры охлаждающей жидкости.

Основной процесс охлаждения теплоносителя происходит в испарителе. Жидкий фреон забирает избыток температуры у воды и распределяется в конденсатор, где происходит его остывание. От перепада температур происходит образование влаги, в которую фактически преобразовывается фреон.

Остаток влаги поступает в испаритель.

Отдельное слово следует сказать про выбор хладогента. Для фреоновых чиллеров чаще используется R-22. Его покупают из соображений экономии. Большая часть компрессоров, чья задача сжимать газ, поддерживает эту марку. Но использование этого вещества не лишено минусов. В первую очередь они связаны с перегревом самого компрессора. В опытной эксплуатации удалось доказать, что промышленные чиллеры тратят меньше энергии и ресурсов на хладогенте 404.

Что входит в состав чиллера для охлаждения воды

Прибор состоит из двух блоков – фреонового и бака с жидкостью. Они неразрывно связаны. Принцип работы состоит в том, что одна часть снижает температуру второй. Водяные чиллеры подобного плана используются на производстве за счет своих размеров. Для домашнего применения такой прибор не подойдет.

Компрессор оказывает воздействие на фреон, выделяя энергию. Это способствует нагреву прибора. Он попадает в конденсатор, где происходит снижение температуры.

Фреон перемещается в дроссель с ниспадающим давлением, затем в область испарения. Температура во время испарения уменьшается за счет резкого поглощении энергии фреоном. Принцип работы чиллера с водяным охлаждением основан на циклическом повторении одних и тех же действий за счет периодического снижения температуры фреона.

Испаритель представляет собой теплообменник, в котором жидкость в трубках поддерживается на одном уровне нагрева, а при необходимости уровень понижается. Жидкость циркулирует с помощью насоса. Далее в промышленном чиллере для воды она попадает в емкость и способствует бесперебойной работе комплектующих за счет их охлаждения. После выполнения своей работы жидкость возвращается в теплообменник. Таким образом, работают два блока – с фреоном и с водой.

Конденсатор нужно использовать высокой мощности – от 1,8 кВт. Поскольку теплоноситель имеет большую площадь, то он быстро становится комнатной температуры и наблюдается достаточно быстрый обмен температурами. На выходе хладогент повышает градус, и он только увеличивается. Поэтому чем мощнее конденсатор, тем интенсивнее будет обмен.

Моноблок чиллера состоит из следующих элементов:

• Панели из стали высокой прочности;
• Компрессор;
• Конденсатор фреонового контура;
• Испаритель;
• Ресивер, где хранится хладагент;
• Вентиль для регулировки;
• Фильтр для очистки фреона;
• Электромагнитный клапан;
• Гидромодуль;
• Контур теплоносителя;
• Автоматизированная система контроля и управления.

Преимущества фреоновых чиллеров

Есть несколько неоспоримых преимуществ:

1. Эффективный способ обмена тепловой энергией на основе фреона;
2. Большой путь прохождения процесса охлаждения;
3. Достижение необходимого уровня охлаждения за счет циркуляции воды в автоматическом режиме;
4. Надежное расположение всех составных элементов в моноблоке;
5. Экономное потребление электроэнергии;
6. Доступная цена на чиллер для охлаждения воды;
7. Повышенный ресурс эксплуатации;
8. Небольшие габариты;

При выборе руководствуйтесь наличием гибромодуля. Встроенные системы преимущественно выгоднее, так как в их состав входит насос двух модификаций и бак для жидкости. Модуль можно установить на улице, высвобождая место в рабочей области. Единственный минус такого подхода – в холода теплоноситель становится густым и запустить насос становится сложнее.

На производстве важно соблюдение шумового режима. На этот показатель оказывает влияние тип корпуса промышленного чиллера и изоляция. Чтобы снизить шум, выбирайте прибор с блоком управления, контролирующим передвижение хладогента по трубкам.

Обратите внимание на следующие характеристики:

• Уровень мощности;
• Уровень производительности;
• Ресурс работы;
• Расход энергии;
• Уровень нагрева фреона на входе и выходе;
• Уровень шума при работе;
• Размер и вес;
• Тип теплообмена.

Если вы самостоятельно не можете определиться с типом оборудования для вашего производства, то позвоните нам, и мы обязательно ориентируем вас.

Чиллеры

— Основные компоненты — Инженерное мышление Компоненты чиллера

части чиллера

Основными компонентами чиллера являются компрессор, конденсатор, испаритель, расширительный клапан, силовая панель, блок управления и водяная камера. В этой статье мы узнаем, как их найти на чиллере, и вкратце узнаем, для чего они нужны.

Видеоинструкция на YouTube внизу страницы

Чиллеры можно найти в большинстве средних и крупных зданий, они производят охлажденную воду, используемую для кондиционирования воздуха. Существует множество различных типов чиллеров, но, по сути, все они имеют одни и те же основные компоненты.

Компрессор:

Компрессор является основным двигателем, он создает перепад давления для перемещения хладагента по системе. Существуют различные конструкции холодильных компрессоров, наиболее распространенными из которых являются центробежные, винтовые, спиральные и поршневые компрессоры. У каждого типа есть свои плюсы и минусы. Он всегда располагается между испарителем и конденсатором. Обычно он частично изолирован и к нему в качестве движущей силы прикреплен электрический двигатель, который будет установлен либо внутри, либо снаружи. Компрессоры могут быть очень шумными, обычно это постоянный глубокий гудящий звук с накладывающимся на него высоким тоном, при нахождении в непосредственной близости от чиллера следует надевать средства защиты органов слуха.

Компрессор центробежного типаКомпрессор винтового типаКомпрессор поршневого типаКомпрессор спирального типа

Конденсатор:

Конденсатор расположен после компрессора и перед расширительным клапаном. Конденсатор предназначен для отвода тепла от хладагента, набранного в испарителе. Существует два основных типа конденсаторов: с воздушным охлаждением и с водяным охлаждением.

Конденсаторы с водяным охлаждением будут иметь повторяющийся цикл «Конденсаторная вода» между градирней и конденсатором, горячий хладагент, поступающий в конденсатор из компрессора, будет передавать свое тепло этой воде, которая транспортируется в градирню и отводится из здание. Хладагент и вода не смешиваются, они разделены стенкой трубы, вода течет внутри трубы, а хладагент снаружи.
Конденсаторы на чиллерах с воздушным охлаждением работают несколько иначе, они не используют градирню, а вместо этого пропускают воздух через открытые трубы конденсатора, при этом хладагент течет на этот раз по внутренней стороне трубы.

Конденсатор чиллера с водяным охлаждением Конденсатор чиллера с воздушным охлаждением

Расширительный клапан:

Расширительный клапан расположен между конденсатором и испарителем. Его цель состоит в том, чтобы расширить хладагент, снизив его давление и увеличив его объем, что позволит ему улавливать нежелательное тепло в испарителе. Существует множество различных типов расширительных клапанов, наиболее распространенными из которых являются термический расширительный клапан, терморегулирующий клапан с пилотным управлением, электронный расширительный клапан и расширительный клапан с фиксированным отверстием.

Электронный расширительный клапанПилотный расширительный клапанТепловой расширительный клапан

Испаритель:

Испаритель расположен между расширительным клапаном и компрессором, его назначение – собирать нежелательное тепло от здания и направлять его в хладагент, чтобы его можно было отправить в градирню и отбраковывается. Вода охлаждается по мере того, как тепло извлекается хладагентом, эта «охлажденная вода» затем прокачивается по зданию для обеспечения кондиционирования воздуха. Затем эта «охлажденная вода» возвращается в испаритель, унося с собой любое нежелательное тепло из здания.

Испаритель на чиллере с воздушным охлаждениемИспаритель на чиллере с водяным охлаждением

Блок питания:

Блок питания либо монтируется непосредственно на чиллер, либо может быть отделен и закреплен на стене машинного зала с прокладкой силовых кабелей между ними. Блок питания предназначен для управления подачей электроэнергии на чиллер. Обычно они содержат стартер, автоматические выключатели, регулятор скорости и оборудование для контроля мощности.

Блок питания

Элементы управления:

Блок управления обычно устанавливается на охладителе. Его цель состоит в том, чтобы отслеживать различные аспекты производительности чиллеров и контролировать их, внося коррективы. Блок управления будет генерировать сигналы тревоги для инженерных групп и безопасно отключать систему, чтобы предотвратить повреждение устройства. Также обычно присутствуют соединения BMS, позволяющие осуществлять дистанционное управление и мониторинг.

Блок управления чиллером

Водяные камеры:

Водяные коробки устанавливаются на испарители, а также на конденсаторы чиллеров с водяным охлаждением. Назначение водяного бокса — направлять поток, а также разделять вход и выход. В зависимости от количества проходов в испарителе и конденсаторе, водяные камеры могут иметь 1-2 фланцевых входных или выходных отверстия или они могут быть полностью закрыты и просто перенаправлять поток обратно в следующий проход.

Водяной бокс чиллера, открытый Водяной бокс чиллера, закрытый

Гайки и болты чиллеров

Патриция Т. Фоли

Чиллеры

являются основным компонентом центральных систем кондиционирования воздуха, устанавливаемых в зданиях среднего и крупного размера, таких как офисные здания, торговые центры, больницы, спортивные комплексы, школы и колледжи, государственные учреждения и заводы. Говоря простым языком, чиллеры отбирают тепло у теплой воды, поступающей в агрегат; и возврат холодной воды в центральную систему кондиционирования.

Чиллеры

используют хладагент или рабочую жидкость в двухфазном холодильном цикле. Существует две основные категории чиллеров: агрегаты с механическим сжатием пара, в которых используется механическое сжатие для повышения давления и температуры хладагента, и абсорбционные агрегаты, в которых используется термический или химический процесс для создания эффекта охлаждения, необходимого для получения охлажденной воды.

Почему медь используется в чиллерах Широкое использование меди в кондиционерах — от оконных блоков до больших чиллеров — отражает благоприятные комбинированные свойства меди: превосходную способность к теплопередаче, легкую формуемость, коррозионную стойкость и умеренную прочность. Медь проводит тепло до 8 раз лучше, чем другие металлы, такие как сталь и алюминий. Медная труба относительно проста в изготовлении и формовании. Бесшовные и сварные трубы доступны в широком диапазоне размеров и различных конфигураций, от гладкостенных до труб с улучшенной поверхностью со сложным рисунком как на внутренней, так и на внешней поверхности. Медную трубу можно легко согнуть, установить и соединить. Медь устойчива к коррозии и требует минимального обслуживания, что очень важно для закрытой системы с ожидаемым сроком службы 20-30 лет. Медь обладает прочностью, необходимой для того, чтобы выдерживать давление жидкости в больших системах кондиционирования воздуха.

Для владельца здания основное различие между механическими и абсорбционными чиллерами заключается в типе используемой энергии. Механические компрессионные чиллеры обычно используют электрическую энергию, а абсорбционные агрегаты требуют источника тепла, например, природного газа, горячей воды или пара. Абсорбционные блоки устанавливаются, когда имеющийся источник тепла более экономичен, чем электричество. На их долю приходится очень небольшая часть общей установленной мощности.

Существует три основных типа холодильных машин с механическим компрессором.

Стандартный тип чиллера	Диапазон размеров (тонн)	Эффективность при полной нагрузке (кВт/тонну)
Центробежный	100 — 1500+	0,49- 0,68
Винт	40 — 1100
с водяным охлаждением		0,61 — 0,70
с воздушным охлаждением		1,1–1,3
Поршневой	1 — 400
с водяным охлаждением		0,8 — 1,0
с воздушным охлаждением		1,4 — -1,6
Источник: E Source, Атлас технологий охлаждения помещений, воспроизведено на сайте www. epa.gov

• Поршневые чиллеры используют поршни и цилиндры для сжатия и являются наиболее экономичными при небольших нагрузках. На них приходится основная часть рынка до 200 тонн холодопроизводительности. Из-за своего небольшого размера эти блоки менее энергоэффективны, чем другие конструкции.
• В винтовых компрессорах для сжатия обычно используются два переплетенных винта. Они не так эффективны с точки зрения затрат, как небольшие поршневые агрегаты или большие центробежные чиллеры. Большинство приложений имеют холодопроизводительность от 100 до 300 тонн, но даже здесь они составляют лишь небольшую часть рынка. Их энергоэффективность находится между поршневыми и центробежными агрегатами.
• Наиболее широко используются центробежные охладители. Центробежный компрессор вращается с высокой скоростью, сжимая хладагент под действием центробежной силы. Благодаря своей конструкции они хорошо подходят для больших нагрузок по охлаждению и содержат более 95% чиллеров с холодопроизводительностью от 200 до 10 000 тонн. Центробежные агрегаты являются наиболее энергоэффективными чиллерами с характеристиками в диапазоне 0,49–0,68 кВт/т.

Чиллеры включают компрессор, испаритель и конденсатор, а также вспомогательное оборудование для перемещения воздуха. Они представляют собой основные единицы оборудования и стоят от 125 000 до 400 000 долларов США для блоков с холодопроизводительностью в диапазоне от 500 до 850 тонн. Часто в большом здании используется несколько чиллеров. Например, до его трагической гибели 9/11, Всемирный торговый центр в Нью-Йорке использовал семь центробежных охладителей. Пять новых блоков были установлены в 1993 году взамен поврежденных в результате первого взрыва во Всемирном торговом центре. Каждый из этих новых чиллеров обеспечивал холодопроизводительность 2000 тонн.

Многие производители бытовых кондиционеров также обслуживают рынок чиллеров, в том числе Carrier Corp., York International, The Trane Co., Dunham-Bush, Inc. и McQuay International.

Чиллеры

интенсивно используют медь, отдельные блоки содержат от 3000 до 6000 фунтов меди.