холодильная машина для охлаждения жидкого теплоносителя

Чиллер - холодильная машина для охлаждения жидкого теплоносителя.
Чиллеры условно можно разделить по типу холодильного цикла на два основных класса:
абсорбционные и парокомпрессионные. Наиболее обширный класс холодильных машин
базируется на компрессионном цикле охлаждения, основными конструктивными элементами
которого, являются компрессор, испаритель, конденсатор и регулятор потока
( терморегулирующий вентиль), соединенные трубопроводами и представляющие собой
замкнутую холодильную систему, в которой циркуляцию хладагента (фреона) осуществляет
компрессор. Охлаждение в холодильной машине обеспечивается непрерывной циркуляцией,
кипением и конденсацией хладагента в замкнутой системе. Кипение хладагента происходит
при низком давлении и низкой температуре.
Парообразный хладагент всасывается компрессором, который повышает его давление. Далее в
конденсаторе горячий парообразный хладагент охлаждается и конденсируется, т.е. переходит
в жидкую фазу. Конденсатор может быть либо воздушным, либо водяным, в зависимости от
конструктивного исполнения холодильной системы.
На выходе из конденсатора хладагент находится в жидком состоянии при высоком давлении.
Размеры конденсатора выбираются таким образом, чтобы газ полностью сконденсировался
внутри конденсатора. Поэтому температура жидкости на выходе из конденсатора оказывается
несколько ниже температуры конденсации.
Затем хладагент в жидкой фазе при высокой температуре и давлении поступает в регулятор
потока (терморегулирующий вентиль), где давление смеси резко уменьшается, часть жидкости
при этом может испариться, переходя в парообразную фазу. Таким образом, в испаритель
попадает смесь пара и жидкости. Жидкость кипит в испарителе, отбирая тепло от
охлаждаемой среды, и вновь переходит в парообразное состояние. Размеры испарителя
выбираются таким образом, чтобы жидкость полностью испарилась внутри испарителя.
Поэтому температура пара на выходе из испарителя оказывается выше температуры кипения,
происходит так называемый перегрев хладагента в испарителе. В этом случае даже самые
маленькие капельки хладагента испаряются и в компрессор не попадает жидкость. Перегретый
пар выходит из испарителя и цикл возобновляется.
Таким образом, хладагент постоянно циркулирует по замкнутому контуру, меняя свое
агрегатное состояние с жидкого на парообразное и наоборот.
Все компрессионные циклы холодильных машин включают два определенных уровня
давления. Граница между ними проходит через нагнетательный клапан на выходе компрессора
с одной стороны и выход регулятора потока (терморегулирующего вентиля) с другой стороны.
Нагнетательный клапан компрессора и выходное отверстие регулятора потока являются
разделительными точками между сторонами высокого и низкого давлений в холодильной
машине. На стороне высокого давления находятся все элементы, работающие при давлении
конденсации. На стороне низкого давления находятся все элементы, работающие при
давлении испарения.
Несмотря на то, что существует много вариантов исполнения чиллеров с парокомпрессионным
рабочим циклом, физический процесс одинаков. Выбор варианта исполнения обусловлен
конкретными условиями применения. Наиболее часто встречающиеся варианты исполнения
чиллеров с парокомпрессионным холодильным циклом
Чиллеры с воздушным охлаждением, с осевыми вентиляторами, наружной
установки.
Предназначены для установки вне помещений, на открытом воздухе. Охлаждение
конденсатора осуществляется с помощью осевых вентиляторов. У некоторых фирм производителей возможно низкошумное исполнение - т.е. за счет применения шумоизоляции
компрессора, снижения скорости вращения вентиляторов и изменения конфигурации лопастей
достигается значительное снижение уровня звуковой мощности агрегата в целом что, однако
ведет к увеличению габаритов и стоимости по сравнению с "незащищенным агрегатом той же
холодопроизводительности.
Преимущества машин рассматриваемого конструктивного исполнения - возможность
использования неэксплуатируемых площадей (кровля, свободные открытые площадки),
относительно низкая стоимость.
Недостатки: из агрегатов наружной установки требуется сезонный слив воды из
испарителя или применение двухконтурных схем холодоснабжения с использованием
незамерзающих растворов (этиленгликоля, пропиленгликоля) в качестве промежуточного
теплоносителя (исключение в этом случае составляют чиллеры наружной установки с
выносным испарителем, которые, однако, практически не встречаются в стандартном
исполнении холодильных машин известных фирм - производителей).
Чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора и вентиляторами большого
давления могут устанавливаться внутри помещения.
Преимущества машин рассматриваемого конструктивного исполнения - возможность
установки внутри помещения, круглогодичное использование воды в качестве внутреннего
теплоносителя и простота конструкции.
Недостатки: необходимость в дополнительном помещении с хорошей звукоизоляцией
и монтаж воздуховода от агрегата для отвода тепла от конденсатора.
Чиллеры с жидкостным охлаждением конденсатора устанавливаются внутри
помещения.
Преимущества машин рассматриваемого конструктивного исполнения - возможность
установки внутри помещения, круглогодичное использование воды в качестве внутреннего
теплоносителя, установку градирен на большом расстоянии от чиллера , построение систем с
( freecooling) свободным охлаждением, а также утилизацией тепла в хозяйственных нуждах
(нагрев воды через промежуточный теплообменник до температуры 40˚ – 50˚С), возможность
работы в широком диапазоне температур наружного воздуха.
Недостатки: необходимость в дополнительном гидромодуле и сантехнической арматуре
использование незамерзающих растворов (этиленгликоля, пропиленгликоля) в качестве
теплоносителя для охлаждения конденсатора.
Чиллеры с выносным конденсатором устанавливаются внутри помещения.
Преимущества машин рассматриваемого конструктивного исполнения - возможность
установки внутри помещения, малые размеры отсутствие конденсатора и всевозможных
гидромодулей, круглогодичное использование воды в качестве внутреннего теплоносителя,
установка конденсатора на открытом воздухе, простота конструкции.
Недостатки: ограниченное удаление конденсатора от чиллера и перепад высот между
ними, температурный диапазон наружного воздуха.