Чиллер: что это и принцип работы

Чиллер — это устройство, которое используется для регулирования температуры и потока воздуха в помещении. Он применяется для обеспечения комфортной и здоровой обстановки для жизни людей. В этой статье рассмотрим, что это такое, как устройство работает и какие преимущества и недостатки имеет его применение.

Что это такое

Чиллер — это устройство, которое используется для регулирования температуры в помещении. Он может использоваться для охлаждения или отопления, для управления вентиляторами, двигателями и другими механизмами.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: Какой автомат ставить для кондиционера

Принцип работы

Чиллер использует электрический привод для управления подачей горячей или холодной воды в помещение, в зависимости от достигнутой температуры. Он состоит из датчика температуры, который постоянно измеряет показатель в помещении, управляющего устройства, которое принимает данные от датчика и передает их в электромеханический привод, и привода, который открывает и закрывает клапаны для подачи горячей или холодной воды.

Когда температура поднимается выше заданного уровня, управляющее устройство передает сигнал приводу, который закрывает клапан для подачи горячей воды и открывает клапан для подачи холодной воды. Когда температура опускается ниже заданного уровня, управляющее устройство передает сигнал приводу, который закрывает клапан для подачи холодной воды и открывает клапан для подачи горячей воды.

Схема работы чиллера

Чиллер состоит из трех основных компонентов: компрессора, конденсатора и эвапоратора. Компрессор преобразует поток воздуха в высокое давление. Конденсатор преобразует высокое давление в тепло. Эвапоратор используется для охлаждения воздуха.

Чиллер работает следующим образом. Начинается все с подачи воздуха в компрессор. Он, в свою очередь, преобразует воздух в высокое давление. Далее оно поступает в конденсатор, где преобразуется в тепло. Тепло поступает в эвапоратор, где и используется для охлаждения воздуха. Охлажденный воздух возвращается назад в помещение.

Система управления чиллера

Система управления чиллера — это комплексное устройство, которое предназначено для контроля и регулирования работы холодильной установки. Она обеспечивает автоматический контроль температуры охлаждающей жидкости и регулирует мощность компрессора в соответствии с заданными параметрами.

ВАМ МОЖЕТ БЫТЬ ИНТЕРЕСНО: Что такое гигростат

Базовая конструкция чиллера

Базовая конструкция чиллера включает в себя несколько основных компонентов:

1. Компрессор — это устройство, которое отвечает за сжатие рабочего хладагента, такого как фреон, чтобы создать высокое давление и температуру.
2. Конденсатор — это теплообменник, который используется для передачи тепла от горячего рабочего хладагента к охлаждающей среде, как правило, воздуху или воде.
3. Эвапоратор — это теплообменник, который используется для передачи тепла от жидкости, которую нужно охладить, к рабочему хладагенту, который испаряется внутри эвапоратора, поглощая тепло от жидкости.
4. Расширительный клапан — это устройство, которое используется для регулирования расхода рабочего хладагента, который поступает в эвапоратор, чтобы обеспечить оптимальный процесс охлаждения.
5. Ресивер — это резервуар, который используется для хранения рабочего хладагента и компенсации разницы между количеством хладагента, которое требуется для работы чиллера, и количеством, которое поставляется компрессором.

Базовая конструкция чиллера может быть дополнена другими компонентами, такими как насосы для циркуляции жидкости, вентиляторы для обеспечения циркуляции воздуха и контроллеры для управления процессом работы чиллера.

Компрессор чиллера

Компрессор чиллера — это ключевой компонент системы кондиционирования воздуха или холодильной установки, который отвечает за циркуляцию рабочего фреона в системе. Он сжимает газообразный фреон, повышая его давление и температуру, после чего передает его в конденсатор для конденсации в жидкость. Компрессоры чиллеров могут работать на различных типах энергии, включая электрическую, газовую или паровую.

Конденсатор чиллера

Конденсатор чиллера — это устройство, которое используется для конденсации рабочего фреона, который выходит из компрессора в газообразном состоянии. Он состоит из ряда трубок, которые обычно изготавливаются из меди или алюминия, расположенных внутри корпуса, через которые проходит охлаждающая жидкость, например, вода.

Существуют различные типы конденсаторов, включая воздушные, водяные и охлаждаемые. Воздушные модели обычно используются в малых системах кондиционирования, которые не требуют большого количества охлаждителя, в то время как водяные конденсаторы используются в больших системах, где нужно большое количество хладагента.

Охлаждаемые конденсаторы обычно используются в зонах с высокой температурой окружающей среды, где охлаждающая жидкость может быть неэффективной.

Расширительный клапан 

Это устройство, которое управляет расходом жидкого рабочего фреона в испарительном блоке чиллера, что позволяет контролировать его температуру и давление. Это ключевой элемент в цикле холодильной машины, который позволяет чиллеру работать эффективно и стабильно.

Расширительный клапан имеет простую конструкцию и состоит из металлического корпуса, внутри которого находится дроссель, обычно изготавливаемый из меди. Расширительные клапаны могут быть механическими или электронными. Первые управляются изменением давления жидкости в системе, что вызывает открытие и закрытие клапана.

Электронный расширительный клапан управляется электроникой, которая регулирует открытие и закрытие клапана на основе сигналов с датчиков температуры и давления в системе.

Испаритель

Это часть холодильной системы чиллера, которая отвечает за передачу тепла от охлаждаемого объекта к хладагенту, который циркулирует по системе. Он является ключевым компонентом чиллера, который обеспечивает охлаждение объектов и поддерживает стабильную температуру в помещении.

Состоит из трубок, в которых происходит испарение жидкого хладагента, который при этом поглощает тепло от окружающей среды, таким образом охлаждая ее. Жидкий хладагент поступает в испаритель через расширительный клапан, который снижает давление и расширяет его объем, что приводит к его испарению.

Испарители могут быть выполнены из различных материалов, таких как медь, алюминий, нержавеющая сталь или титан. Они могут иметь различные конструкции и формы, в зависимости от специфических требований охлаждения и конструкции холодильной системы чиллера.

Гликолевый и фреоновый контур

Это два основных типа хладагентных контуров, которые используются в холодильных системах чиллеров.

Гликолевый контур использует гликоль, который является водорастворимым органическим соединением, как хладагент. Он имеет ряд преимуществ, включая высокую эффективность охлаждения и возможность работы в широком диапазоне температур.

Фреоновый контур использует хладагенты, такие как R22, R134a, R407C, R410A и другие. Он имеет высокую эффективность охлаждения и может обеспечивать стабильную работу при разных условиях эксплуатации.

Важно! Фреоновые контуры могут иметь негативное воздействие на окружающую среду, так как многие из них содержат хлорфторуглероды, которые могут разрушать озоновый слой и способствовать глобальному потеплению.

Применение чиллеров

Чиллеры используются в системах кондиционирование воздуха для его охлаждения. Применяются в системах центрального кондиционирования или автономных.

Также используются в промышленности для охлаждения производственных процессов и оборудования. Это может быть производство пищевых продуктов, фармацевтическая промышленность, химическая промышленность, производство пластмасс, металлургия и другие отрасли.

В зданиях с высокой плотностью тепловыделения, таких как серверные помещения, чиллеры используются для охлаждения серверов и оборудования. Также могут применяться для охлаждения теплообменников и оборудования, которые работают при высоких температурах.

ИНТЕРЕСНО: Режим Auto на пульте кондиционера

Монтаж чиллера

Чтобы правильно произвести монтаж чиллера, необходимо выполнить несколько шагов:

1. Начните с подготовки места для установки.
2. Убедитесь, что на поверхности нет пыли или других загрязнений.
3. Установите чиллер на поверхность и закрепите его при помощи предоставленных крепежных элементов.
4. Подключите провода, следуя инструкциям по установке.
5. Проверьте, правильность подключения..
6. После включите чиллер и проверьте его работу.
7. Если все в порядке, закрепите крышку чиллера и проверьте все ли сделано правильно.

Виды чиллеров

В кондиционерах используются различные виды чиллеров, которые могут отличаться по типу используемого хладагента, способу охлаждения, мощности и другим параметрам. Некоторые из наиболее распространенных типов чиллеров, используемых в кондиционерах, включают в себя:

1. Воздушно-охлаждаемые чиллеры (air-cooled chiller). Они используют воздух для охлаждения рабочего хладагента, который затем циркулирует через конденсатор и эвапоратор. Воздушно-охлаждаемые чиллеры не требуют воды для охлаждения, что делает их более экономичными в использовании.
2. Водоохлаждаемые чиллеры (water-cooled chiller): это тип чиллеров, который использует воду для охлаждения рабочего хладагента, который затем циркулирует через конденсатор и эвапоратор. Могут иметь более высокую эффективность охлаждения, особенно в жарких климатических условиях.
3. Абсорбционные чиллеры (absorption chiller) используют тепловую энергию, такую как пар или горячая вода, для приведения в действие процесса охлаждения. Обычно более эффективны в использовании тепловой энергии, однако они могут быть сложными в использовании и требуют более высокой начальной инвестиции.
4. Магнитные чиллеры (magnetic chiller) используют магнитную энергию для охлаждения жидкости. Они более эффективны и экологичны в использовании, но могут быть сложными в установке и обслуживании.

Кроме того, существуют еще различные виды чиллеров, которые могут использоваться в кондиционерах, например:

1. Жидкостные чиллеры (liquid chiller) используют жидкости для охлаждения, например, гликоль или масло. Они могут иметь различные типы конструкций и используются в промышленных или коммерческих зданиях.
2. Компрессорные чиллеры (compressor chiller). Это наиболее распространенный тип чиллеров, который использует компрессор для циркуляции хладагента через конденсатор и эвапоратор. Широко используются в коммерческих и жилых зданиях для охлаждения воздуха и воды.
3. Погруженные чиллеры (immersed chiller) используют жидкость для охлаждения, а также имеют погруженную конструкцию, когда его компоненты находятся внутри резервуара с охлаждающей жидкостью. Могут быть более эффективными и экологичными в использовании, но дорогими и сложными в установке и обслуживании.

Выбор определенного типа чиллера зависит от многих факторов, включая требуемую мощность охлаждения, климатические условия, наличие доступных ресурсов, стоимость и другие параметры. Рассмотрим самые распространенные из них более детально.

Парокомпрессионный чиллер

Парокомпрессионный чиллер — это тип холодильного оборудования, использующего паровой компрессионный цикл для охлаждения жидкости. Он работает путем преобразования жидкости в пар, который затем сжимается в компрессоре и конденсируется обратно в жидкость, отводя тепло через конденсатор.

Одним из преимуществ парокомпрессионных чиллеров является их высокая эффективность и надежность. Они могут работать на высоких нагрузках и обеспечивать стабильную температуру в течение длительного времени.

Абсорбционный чиллер

Абсорбционный чиллер — это тип холодильного оборудования, который использует процесс абсорбции для охлаждения жидкости. Он использует тепловой и химический процесс для охлаждения воды или другой жидкости.

Абсорбционные чиллеры могут использовать различные растворители, такие как вода, литий-бромид или аммиак, для охлаждения жидкости. Обычно имеют низкую энергоемкость и не используют компрессор, что делает их более экологически чистыми. Также могут использовать низкопотенциальные источники тепла, такие как отходы производства или геотермальные источники.

Чиллеры с выносным конденсатором бесконденсаторные

Бесконденсаторные чиллеры — это тип холодильного оборудования, который использует специальную технологию охлаждения, позволяющую избежать необходимости использования конденсатора.

Бесконденсаторные чиллеры имеют ряд преимуществ. Они не нуждаются в больших площадях для установки, так как не требуется дополнительное пространство для конденсатора. Также такие модели могут быть более энергоэффективными, чем конденсаторные чиллеры.

Выводы

Чиллер – это устройство, которое используется для охлаждения различных компонентов и систем. Оно использует принцип охлаждения путем отвода тепла от жарящихся компонентов, систем и их последующего охлаждения с помощью процесса отвода тепла, который может быть активным или пассивным. При активном отводе тепла используется внешний источник энергии, а при пассивном — теплоотводящие материалы. Чиллеры могут быть использованы для охлаждения больших и малых систем.