Моноблочный чиллер работа зимой

Содержание

Что представляет собой моноблочный чиллер и из чего он состоит
Водяные чиллеры (чиллеры с водяных охлаждением)
Водяные чиллеры: назначение оборудования
Разновидности водяных чиллеров
Недостатки водяных чиллеров
Моноблочные чиллеры с гидромодулем
Щит автоматизации моноблочного чиллера
Чиллеры с выносными конденсаторами
Чиллеры с выносным конденсатором: плюсы и минусы системы
Конструкция чиллера с выносным конденсатором
Принцип работы систем с выносным конденсатором
Монтаж чиллеров с выносным конденсатором
Устройство чиллера и схема работы
Принцип работы чиллера
Схема работы промышленного чиллера
Вопросы и ответы
Виды и типы схем установок охлаждения жидкости (чиллеры)
1. Схема непосредственного охлаждения жидкости.
2. Схема охлаждения жидкости с использованием промежуточного хладоносителя и вторичного теплообменного аппарата.
3. Схема охлаждения жидкости с использованием ёмкости-накопителя
4.Схема охлаждения жидкости с использованием промежуточного хладоносителя и открытого вторичного теплообменного аппарата.
Принципиальные схемы промышленных чиллеров
Чиллер с конденсатором воздушного охлаждения и системой зимнего пуска
Потеря силы напора с стальных трубах
Потеря силы напора в коленах, задвижках, донных и стопорных клапанах в см
Виды чиллеров
Методика подбора
Видео

Что представляет собой моноблочный чиллер и из чего он состоит

Этот вид чиллеров имеет ряд важных преимуществ, как в конструкции, так и в самом процессе эксплуатации. Главное преимущество – полная готовность к работе. Моноблок уже собран и готов к запуску сразу же после извлечений из транспортной упаковки. То есть, нет нужды привлекать специалистов-холодильщиков, чтобы произвести пусконаладочные работы, а также полностью отсутствует потребность в дополнительном оборудовании.

К примеру, чтобы запустить чиллер с выносным конденсатором, необходимо иметь приборы для пайки и припой, вальцовочный инструмент, вакуумный насос и много другого, узкоспециального оборудования. А для сборки и пуска чиллеров с отдельными гидромодулем и холодильным контуром необходимо оборудование дополнительных трубопроводов, что не всегда удобно.

К преимуществам моноблочной сборки стоит отнести и отсутствие потребности в сборке дополнительной насосной станции – гидромодуль полностью заменяет этот узел. Благодаря этому, такой чиллер обойдется гораздо дешевле своих сборных конкурентов.

Еще один неоспоримый плюс – малый размер такой установки. Это особо актуально для небольших производств, расположенных в небольших помещениях. Моноблочный чиллер занимает в несколько раз меньше площади, нежели охладитель с отдельным гидромодулем и холодильной установкой.

Но компактный размер не означает, что мощность устройства невысока. Моноблочные чиллеры бывают как маломощными (от 0.5 кВт холодопроизводительности), которые призваны обеспечивать потребности малого производства, так и мощнейшими охладителями воды, с производительностью до 1000 кВт. Этого вполне достаточно для многих серьезных производств, которым нужно охлаждение технологической воды.

Если же предприятию необходим чиллер с эффективной мощностью более 1000 кВт, то такое устройство, скорее всего, будет собрано с выносным воздушным конденсатором и отдельным гидромодулем. В единичных случаях, когда позволяет площадь помещения и мощность вентиляционного оборудования, возможна сборка моноблочного чиллера с холодильной мощностью более 1000 кВт, которая обычно требуется лишь тяжелому производству.

Моноблоки сегодня являются лидирующим типом чиллеров среди устройств средней и малой мощности, предназначенных для охлаждения жидкости. Но с каждым днем потребности тяжелых производств растут, а значит, растет и процент мощных моноблочных охладителей, с эксплуатационной мощностью более 1000 кВт.

Водяные чиллеры (чиллеры с водяных охлаждением)

Водяные чиллеры: назначение оборудования

Такое устройство способно охлаждать необходимую жидкость в любое время года, причем зимой хладагент возможно использовать для обогрева помещений или других объектов, нуждающихся в отоплении. Это частично решает проблему утилизации избыточного тепла, образующегося при работе чиллера, и оптимизирует затраты, делая производство более эффективным в энергетическом плане.

Разновидности водяных чиллеров

Водяные конденсаторы, используемые в чиллерах, гораздо дешевле своих воздушных аналогов, и потому стоимость такой установки значительно ниже. А вот эффективность охлаждения находится на одном уровне с другими видами конденсаторов. Многие предприятия, производящие чиллеры, изначально рассчитывают установку на работу с водяным конденсатором – это ли не показатель экономической и производственной выгоды?

Недостатки водяных чиллеров

Основным недостатком является потребность в большом количестве проточной воды. Не каждое производство обладает большим количеством дешевой воды, необходимой для охлаждения системы, а значит и не всем подойдет такой тип охладителя.

Кроме того, водяное охлаждение подразумевает размещение внутри помещений – зимой на улице при отрицательной температуре такой чиллер попросту выйдет из строя.

Еще одним нюансом, который следует учитывать при выборе типа охладителя, является относительно высокий уровень шума, который производит чиллер при работе. Это может стать серьезным аргументом против установки такого оборудования в цеху, где необходим низкий уровень шумового загрязнения.

При острой необходимости монтажа чиллера вне производственных помещений, возможна работа устройства на улице при условии наличия градирни, и замкнутого цикла охлаждения. В этом случае в качестве хладагента выступает не чистая вода, а водный раствор гликоля. Это позволяет установке работать при отрицательных температурах, однако значительно повышает расходы на эксплуатацию охладителя. Необходимо приобрести гликоль, а также внимательно следить за уровнем охлаждающей жидкости – неизбежен расход гликолевого раствора при распылении в охлаждающей градирне. Если не вести наблюдение за количеством гликоля в установке, то рано или поздно чиллер аварийно прекратит работу по причине превышения давления в системе.

Моноблочные чиллеры с гидромодулем

1.Гидромодуль, смонтированный внутри самого чиллера. В свою очередь этот узел состоит из таких частей:

Насос

Циркуляционный насос, как следует из его названия, служит для обеспечения постоянной циркуляции хладагента внутри системы – он продавливает жидкость через теплообменник, где она охлаждается, и уже холодную подает ее в накопительный бак.

Подающий же насос обеспечивает перекачку готового хладагента из накопительного бака чиллера непосредственно в зону теплообмена, а также он поддерживает постоянное рабочее давление в линии.

Бак-аккумулятор. Проще говоря — это емкость, в которой собирается охлажденный хладагент, готовый к дальнейшему применению. Он обеспечивает постоянную подачу жидкости с одинаковой температурой (что очень важно!). Еще одним важным моментом является снижение количества запусков компрессора холодильной установки, именно благодаря наличию аккумуляторного бака.

Трубопроводы и запорная арматура. Сюда относятся также байпасы, шаровые краны, датчики уровня, запорные реле, а также реле, предотвращающие влажный ход насосов. Все эти компоненты призваны обеспечить транспортировку хладагента внутри системы чиллера со встроенным гидромодулем для беспрерывного обеспечения рабочего режима устройства.

Теплоизолирующие материалы. Служат для предотвращения теплообмена хладагента и окружающей среды, а также для повышения общей энергоэффективности системы охлаждения в целом.

2. Охлаждающий контур

3. Система автоматизации процесса. Данная система призвана обеспечить работу охладителя в штатном режиме без вмешательства наладчиков и другого персонала. Благодаря наличию этой системы, чиллер может работать самостоятельно, придерживаясь заданных параметров, а также в случае аварии остановить свою работу до достижения критических значений всех показателей. Это позволяет избежать серьезных поломок, даже если какой-то агрегат вышел из строя.

Щит автоматизации моноблочного чиллера

Исходя из того, что оба модуля соединены в одном устройстве, щит управления, а также система автоматизации оборудования у них также общие. Значительно проще управлять всеми процессами в чиллере с одного поста управления, нежели перемещаться между несколькими точками для контроля состояния охладителя – это еще одно положительное качество моноблочного формата чиллеров, которое клиенты оценят по достоинству.

Чиллеры с выносными конденсаторами

Чиллеры с выносным конденсатором: плюсы и минусы системы

Главный плюс – отсутствие потребности в обустройстве приточно-вытяжной вентиляции высокой производительности. Конденсатор выносится за пределы рабочей зоны или цеха, и тем самым не нагревает воздух в производственном помещении – его не нужно дополнительно охлаждать и тратить на это дополнительные энергоресурсы.

Конструкция чиллера с выносным конденсатором

Принцип работы систем с выносным конденсатором

Место расположения конденсатора может быть выбрано как на крыше производственного цеха, так и на площадке снаружи около помещения. Существуют варианты монтажа конденсатора на наружной стене строения, если это допустимо проектной документацией здания. Выбор места для конденсатора зависит от варианта его исполнения, и размеров самого чиллера.

Наибольшая продуктивность работы конденсатора обеспечивается при температуре воздуха вокруг него не выше +35С. Этот температурный режим легко достижим практически в любой части нашей страны, и потому такой вариант монтажа приемлем для любого региона.

Монтаж чиллеров с выносным конденсатором

Для обеспечения штатной работы чиллеров с выносными конденсаторами в зимнее время обязательно нужно установить системы, обеспечивающие зимний пуск. Зачастую это механически реализованная система на обратных клапанах с наличием электронной защиты системы от аварий, связанных с понижением давления фреона в трубопроводах.

В такой схеме электронная защита – это временное реле, которое призвано обеспечить паузу перед срабатыванием системы защиты от низкого давления. В зимний период в выносном конденсаторе низкое давление фреона может быть вызвано пониженной температурой воздуха, а не нехваткой газа. Благодаря наличию такого реле, система не видит аварийную ошибку до момента, пока компрессорный блок не создаст нужное рабочее давление фреона. Потом реле срабатывает, и если давление достаточное – аварийной остановки не происходит, и весь чиллер переходит в штатный режим работы. Если же по истечению заданного времени в системе давление фреона не поднялось до рабочего режима, система зафиксирует сигнал об аварийной ситуации, и экстренно прекратит работу для того, чтобы не повредить оборудование.

Источник

Устройство чиллера и схема работы

Широкий диапазон мощности дает возможность использовать чиллер для охлаждения в помещениях различных размеров: от квартир и частных домов до офисов и гипермаркетов. Кроме того, он применяется в пищевой промышленности для охлаждения воды и напитков, в спортивно-оздоровительной сфере – для охлаждения катков и ледовых площадок, в фармацевтике – для охлаждения медикаментов.

Существуют следующие основные типы чиллеров:

моноблок, воздушный конденсатор, гидромодуль и компрессор находятся в одном корпусе;
чиллер с выносным конденсатором на улицу (холодильный модуль располагается в помещении, а конденсатор выносится на улицу);
чиллер с водяным конденсатором (используют когда нужны минимальные размеры холодильного модуля в помещении и нет возможности использовать выносной конденсатор);
тепловой насос, с возможностью нагрева или охлаждения теплоносителя.

Выбор чиллера – это серьезный вопрос, который требует грамотного решения. Безусловно, для того чтобы подобрать холодильный агрегат, вам вовсе необязательно знать все нюансы работы холодильной машины, однако знание основных принципов поможет вам быстрее определиться с нужной моделью.

Подробнее о компонентах:

Воздушный конденсатор
Реле низкого и высокого давления
Накопительная емкость
Компрессор
Манометры для воды
ТРВ
Насос
Ресивер
Фильтр-осушитель
Пластинчатый теплообменник
Реле протока

Существует несколько гидравлических схем работы чиллера: однонасосная схема (классическая), двухнасосная схема и охлаждение с промежуточным хладоносителем — пропиленгликолем. Другая техническая информация по чиллерам.

Принцип работы чиллера

Промышленный чиллер состоит из трех основных элементов: компрессора, конденсатора и испарителя. Основная задача испарителя – это отвод тепла от охлаждаемого объекта. С этой целью через него пропускаются вода и хладагент. Закипая, хладагент отбирает энергию у жидкости. В результате этого вода или любой другой теплоноситель охлаждаются, а холодильный агент – нагревается и переходит в газообразное состояние. После этого газообразный холодильный агент попадает в компрессор, где воздействует на обмотки электродвигателя компрессора, способствуя их охлаждению. Там же горячий пар сжимается, вновь нагреваясь до температуры в 80-90 ºС. Здесь же он смешивается с маслом от компрессора.

В нагретом состоянии фреон поступает в конденсатор, где разогретый холодильный агент охлаждается потоком холодного воздуха. Затем наступает завершающий цикл работы: хладагент из теплообменника попадает в переохладитель, где его температура снижается, в результате чего фреон переходит в жидкое состояние и подается в фильтр-осушитель. Там он избавляется от влаги. Следующим пунктом на пути движения хладагента является терморасширительный вентиль, в котором давление фреона понижается. После выхода из терморасширителя холодильный агенент представляет собой пар низкого давления в сочетании с жидкостью. Эта смесь подается в испаритель, где хладагент вновь закипает, превращаясь в пар и перегреваясь. Перегретый пар покидает испаритель, что является началом нового цикла.

Схема работы промышленного чиллера

# 1 Компрессор (Compressor)
Компрессор имеет две функции в холодильном цикле. Он сжимает и перемещает пары хладогента в чиллере. При сжатии паров происходит повышение давления и температуры. Далее сжатый газ поступает в воздушный конденсатор где он охлаждается и превращается в жидкость, затем жидкость поступает в испаритель (при этом её давление и температура снижается), где она кипит, переходит в состояние газа, тем самым забирая тепло от воды или жидкости, которая проходит через испаритель чиллера. После этого пары хладагента поступают снова в компрессор для повторения цикла.

# 2 Конденсатор воздушного охлаждения (Air-Cooled Condenser)
Конденсатор с воздушным охлаждением представляет собой теплообменник, где тепло, поглощаемое хладагентом, выделяется в окружающее пространство. В конденсатор обычно поступает сжатый газ — фреон, который охлаждаются до температуры насыщения и, конденсируясь, переходит в жидкую фазу. Центробежный или осевой вентилятор подают поток воздуха через конденсатор.

# 3 Реле высокого давления (High Pressure Limit)
Защищает систему от избыточного давления в контуре хладагента.

# 4 Манометр высокого давления (High Pressure Pressure Gauge)
Обеспечивает визуальную индикацию давления конденсации хладагента.

# 5 Жидкостной ресивер (Liquid Receiver)
Используется для хранения фреона в системе.

# 6 Фильтр-осушитель (Filter Drier)
Фильтр удаляет влагу, грязь, и другие инородные материалы из хладагента, который повредит холодильной системе и снизить эффективность.

# 7 Соленоиндный вентиль (Liquid Line Solenoid)
Соленоидный клапан — это просто электрически управляемый запорный кран. Он управляет потоком хладагента, который закрывается при остановке компрессора. Это предотвращает попадание жидккого хладагента в испаритель, что может вызвать гидроудар. Гидроудар может привести к серьезному повреждению компрессора. Клапан открывается, когда компрессор включен.

# 8 Смотровое стекло (Refrigerant Sight Glass)
Смотровое стекло помогает наблюдать поток жидкого хладагента. Пузырьки в потоке жидкости свидетельствуют о нехватке хладагента. Индикатор влажности обеспечивает предупреждение в том случае, если влага поступает в систему, указывая, что требуется техническое обслуживание. Зеленый индикатор не сигнализирует никакого содержания влаги. А желтые сигналы индикатора, что система загрязнена с влагой и требует технического обслуживания.

# 9 Терморегулирующий вентиль (Expansion Valve)
Терморегулирующий вентиль или ТРВ — это регулятор, положение регулирующего органа (иглы) которого обусловлено температурой в испарителе и задача которого заключается в регулировании количества хладагента, подаваемого в испаритель, в зависимости от перегрева паров хладагента на выходе из испарителя. Следовательно, в каждый момент времени он должен подавать в испаритель только такое количество хладагента, которое, с учетом текущих условий работы, может полностью испариться.

# 10 Горячий Перепускной клапан газа (Hot Gas Bypass Valve)
Hot Gas Bypass Valve (регуляторы производительности) используются для приведения производительности компрессора к фактической нагрузке на испаритель (устанавливаются в байпасную линию между сторонами низкого и высокого давления системы охлаждения). Перепускной клапан горячего газа (не входит в стандартную комплектацию чиллеров) предотвращает короткое циклирование компрессора путем модуляции мощности компрессора. При активации, клапан открывается и перепускает горячий газ холодильного агента с нагнетания в жидкостной поток хладагента, поступающего в испаритель. Это уменьшает эффективную пропускную способность системы.
# 11 Испаритель (Evaporator)
Испаритель это устройство, в котором жидкий хладагент кипит, поглощая тепло при испарении, у проходящего через него охлаждающей жидкости.

# 12 Манометр низкого давления фреона (Low Pressure Refrigerant Gauge)
Обеспечивает визуальную индикацию давления испарения хладагента.

# 13 Предельное Низкое давление хладагента (Low Refrigerant Pressure Limit)
Защищает систему от низкого давления в контуре хладагента, чтобы вода не замерзла в испарителе.

# 14 Насос охлаждающей жидкости (Coolant Pump)
Насос для циркуляции воды по охлаждаемому контуру

# 15 Ограничение температуры замерзания (Freezestat Limit)
Предотвращает замерзание жидкости в испарителе

# 16 Датчик температуры
Датчик, который показывает температуру воды в охлаждающем контуре

# 17 Хладагент манометр (Coolant Pressure Gauge)
Обеспечивает визуальную индикацию давления теплоносителя, подаваемого на оборудование.

# 18 Автоматический долив (Water Make-Up Solenoid)
Включается когда вода в емкости снижается ниже допустимого предела. Соленоидный клапан открывается и происходит долив в емкость от водопровода до нужного уровня. Далее клапан закрывается.

# 19 Резервуар Уровень поплавковый выключатель (Reservoir Level Float Switch)
Поплавковый выключатель. Открывается когда уровень воды в емкости снижается.

# 20 Датчик температуры 2 (From Process Sensor Probe)
Датчик температуры, который показывает температуру нагретой воды, которая возвращается от оборудования.

# 21 Реле протока (Evaporator Flow Switch)
Защищает испаритель от замерзания в нем воды (когда слишком низкий проток воды). Защищает насос от сухого хода. Сигнализирует отсутствие потока воды в чиллере.

# 22 Емкость (Reservoir)
Для избежания частых пусков компрессоров используют емкость увеличенного объема.

Чиллер с водяным охлаждением конденсатора отличается от воздушного — типом теплообменника (вместо трубчато-ребристого теплообменника с вентилятором используется кожухотрубный или пластинчатый, который охлаждается водой). Водяное охлаждение конденсатора осуществляется оборотной водой из сухого охладителя (сухой градирни, драйкулера) или градирни. В целях экономии воды предпочтительным является вариант с установкой сухой градирни с водяным замкнутым контуром. Основные преимущества чиллера с водяным конденсатором: компактность; возможность внутреннего размещения в маленьком помещении.

Вопросы и ответы

Можно ли чиллером охлаждать жидкость на проток более, чем на 5 градусов?

Чиллер можно использовать в замкнутой системе и поддерживать заданную температуру воды, например, 10 градусов, даже если возврат будет с температурой 40 градусов.

Есть чиллеры, которые охлаждают воду на проток. Это в основном используется для охдаждения и газирования напитков, лимонадов.

Что лучше чиллер или драйкулер?

Температура хладоносителя при использовании драйкулера зависит от температуры окружающей среды. Если, например, на улице будет +30, то хладоноситель будет с температурой +35…+40С. Драйкулер используют в основном в холодное время года для экономии электроэнергии. Чиллером можно получать заданную температуру в любое время года. Можно изготовить низкотемпературный чиллеры для получения температуры жидкости с отрицательной температурой до минус 70 С (хладоносителем при такой температуре является в основном спирт).

Какой чиллер лучше — с водяным или воздушным конденсатором?

Чиллер с водяным охлаждением имеет компактные размеры, поэтому могут размещаться в помещении и не выделяют тепло. Но для охлаждения конденсатора требуется холодная вода.

Чиллер с водяным конденсатором имеет более низкую стоимость, но может дополнительно потребоваться сухая градирня, если нет источника воды — водопровод или скважина.

В чем отличие чиллеров с тепловым насосом и без него?

Чиллер с тепловым насосом может работать на обогрев, т.е не только охлаждать хладоноситель, но и нагревать его. Необходимо учитывать, что с понижением температуры нагрев ухудшается. Наиболее эффективен нагрев когда температура опускается не ниже минус 5.

На какое расстояние можно выносить воздушный конденсатор?

Обычно конденсатор можно вынести на расстояние до 15 метров. При установке системы отделения масла выснок конденсатора возможен до 50 метров, при условии правильного подбора диаметра медных магистралей между чиллером и выносным конденсатором.

До какой минимальной температуре работает чиллер?

При установке системы зимнего пуска работа чиллера возможно до окружающей температуры минус 30…-40. А при установке вентиляторов арктического исполнения — до минус 55.

Виды и типы схем установок охлаждения жидкости (чиллеры)

1. Схема непосредственного охлаждения жидкости.

Применяется в случае, если перепад температур ∆Т_ж = (Т_Нж – Т_Кж ) ≤ 7ºС (охлаждение технической и минеральной воды)

2. Схема охлаждения жидкости с использованием промежуточного хладоносителя и вторичного теплообменного аппарата.

Применяется в случае, если перепад температур ∆Т_ж = (Т_Нж – Т_Кж ) > 7ºС или для охлаждения пищевых продуктов, т.е. охлаждение во вторичном разборном теплообменнике.

Для этой схемы необходимо правильно определить расход промежуточного хладоносителя:

G _х – массовый расход промежуточного хладоносителя кг/ч

G _ж – массовый расход охлаждаемой жидкости кг/ч

n – кратность циркуляции промежуточного хладоносителя

n =

где: C _Рж – теплоёмкость охлаждаемой жидкости, кДж/(кг ´ К)

C _Рх – теплоёмкость промежуточного хладоносителя, кДж/(кг ´ К)

∆Т_х = (Т_Нх – Т_Кх ) – температурный перепад промежуточного хладоносителя в испарителе

∆Т_х = 4…5ºС при температуре хладоносителя Т_Кх > 0 о С

∆Т_х = 3…4ºС при температуре хладоносителя Т_Кх о С

Температуре хладоносителя принимается Т_Кх = Т_Кж – (3…6 о С)

3. Схема охлаждения жидкости с использованием ёмкости-накопителя

Применяется в случае наличия нескольких потребителей, подключенных к одной установке.

4.Схема охлаждения жидкости с использованием промежуточного хладоносителя и открытого вторичного теплообменного аппарата.

применяется для получения «ледяной» воды (Т_В = 0…1ºС) и охлаждения технических жидкостей. При получении «ледяной» воды эту схему возможно использовать в режиме аккумулятора холода. Холод аккумулируется в виде льда намороженного на теплообменной поверхности открытого теплообменного аппарата.