Чиллер моноблок что это

Рассматривая вопрос охлаждения или обогрева собственного частного дома, имеет смысл узнать, что такое чиллер. Эта альтернатива системам кондиционирования практически не используется для отдельных небольших комнат, но для просторного коттеджа может оказаться очень выгодным решением.

В представленной нами статье подробно описан принцип действия этого типа климатического оборудования. Приведены правила сборки и сооружения системы, формирующей микроклимат в помещении. С учетом наших рекомендаций вы без проблем сможете подобрать оптимальную модель.

Принцип работы чиллера

Чиллерами называют разновидность холодильных машин, которые используются для охлаждения разнообразных жидкостей. Чаще всего эти агрегаты применяются в промышленности, но подходят они и для кондиционирования воздуха в крупных жилых зданиях, торговых комплексах, офисах и т.

В сочетании с вентиляторными доводчиками-фанкойлами чиллеры прекрасно исполняют роль центрального кондиционера. Если в традиционных кондиционерах фреон охлаждает непосредственно воздух, то с чиллерами все несколько иначе.

Здесь тепловую энергию перемещают с помощью обычной воды. Чтобы предотвратить ее замерзание, может использоваться смесь с антифризом, например, с тосолом. Чиллер работает благодаря испарителю, компрессору и конденсатору, которые входят в его состав.

Через испаритель проходят потоки воды и хладагента. Последний поглощает тепловую энергию воды и закипает. Хладагент превращается в газ, а вода охлаждается. После этого парообразный хладагент поступает в компрессор, где под воздействием сил сжатия разогревается и смешивается с маслом.

Фото из

Установка чиллера на крыше многоэтажки

Конструктивные составляющие чиллера

Блок управления чиллером и фанкойлами

Устройство для подачи обработанного воздуха в помещение

Затем этот состав перемещается в конденсатор, здесь он отдает значительную часть тепловой энергии и превращается в жидкость. После этого хладагент поступает в фильтр-осушитель, чтобы освободиться от избыточной влаги.

Давление жидкого хладагента понижается при перемещении через терморасширительный вентиль. Здесь он снова переходит в парообразное состояние и подается в испаритель для повторения цикла.

Чиллер состоит из компрессора, конденсатора и испарителя. Перемещаясь межу этими устройствами, хладагент отбирает тепловую энергию воды и охлаждает ее (+)

Таким образом, компрессор предназначен для сжатия и перемещения хладагента, который последовательно перемещается через воздушный конденсатор и испаритель, то нагреваясь и одновременно охлаждая воду, то остывая.

Конденсатор в этой системе исполняет роль теплообменника, с помощью которого тепловая энергия, поглощенная хладагентом, передается окружающей среде.

Современные модели чиллеров снабжены панелью управления с жидкокристаллическим экраном, на котором отражается текущее состояние устройства и сообщения о вероятных поломках

Избыточное давление на контуре хладагента может привести к повреждению системы. Для контроля этого показателя используют реле высокого давления, а также манометр, позволяющий визуально следить за состоянием системы. Для хранения хладагента предназначен жидкостный ресивер.

Фильтр-осушитель удаляет из хладагента не только водяные пары, но и посторонние загрязнения. Для управления потоком хладагента предназначен соленоидный вентиль, который автоматически перекрывает систему при прекращении работы компрессора.

Это защищает систему от попадания в испаритель хладагента в жидком состоянии. Как только компрессор включается, вентиль открывается. В системе имеется смотровое стекло, которое позволяет визуально контролировать состояние хладагента.

Если в потоке жидкости просматриваются пузырьки воздуха, значит, необходимо увеличить количество фреона. Для контроля за влажностью хладагента предназначены датчики с цветовой индикацией. А регулирование количества хладагента, поступающего в испаритель, осуществляется с помощью терморегулирующего вентиля.

Для повышения пропускной способности системы иногда рекомендуется использовать горячий перепускной клапан газа. Этот элемент не всегда входит в комплект поставки.

Чтобы количество воды в системе оставалось достаточным для ее работы, в промышленных моделях чиллеров устанавливают систему автоматического долива воды. Циркуляцию воды внутри контура обеспечивает насос охлаждающей жидкости.

Моноблочные модели чиллеров уже подготовлены к монтажу, поэтому их установить проще и удобнее, чем агрегат с выносным конденсатором

Упомянутые ранее фанкойлы представляют собой устройства, с помощью которых охлажденный воздух поступает в отдельные помещения. Устанавливают вентиляторные доводчики внутри помещения. Они монтируются на стену, потолок и даже на пол. К одному чиллеру можно присоединить несколько фанкойлов.

Конкретное их количество определяется количеством помещений, нуждающихся в кондиционировании. Но при этом производительность чиллера должна обеспечивать определенное количество фанкойлов.

Для соединения чиллера и фанкойлов в общую систему используют обычные водопроводные трубы. Это выгодно отличает их от традиционных сплит-систем, для которых подходят только дорогостоящие медные коммуникации.

Чиллеры с выносным конденсатором не так производительны, как моноблочные модели, но они позволяют использовать меньше места для монтажа устройства внутри дома

Важная часть такого устройства — насос, обеспечивающий циркуляцию хладагента. Чем выше производительность этого насоса, тем большее расстояние может разделять чилер и фанкойлы. Это удобно, поскольку увеличивает количество вариантов при выборе подходящего места для чиллера.

Нередко агрегат ставят на крыше здания, на при желании его можно поместить в специальном подсобном помещении. Это позволяет полностью сохранить внешний вид существующего фасада здания. Сплит-системы практически никогда не предоставляют такой возможности.

Чиллеры классифицируют в зависимости от различных признаков:

• по типу холодильного цикла как абсорбционные и парокомпрессионные;
• по конструкции как моноблок или система с выносным конденсатором;
• по типу охлаждения конденсатора, которое может быть воздушным или водяным;
• по схеме подключения;
• по наличию или отсутствию теплового насоса.

Чиллеры, имеющие в конструкции тепловой насос, подходят не только для кондиционирования воздуха в помещении, но и для его обогрева. Они рассчитаны на использование в течение всего года.

Как правильно выбрать чиллер?

Для нужд большого коттеджа специалисты рекомендуют использовать чиллер с водяным охлаждением конденсатора. Такие устройства имеют более простую конструкцию, чем аналоги с воздушным охлаждением, соответственно, и стоят они дешевле.

Конструкция чиллера с воздушным охлаждением включает вентилятор (осевой или центробежный) для забора воздуха из помещения, в котором установлено устройство.

Некоторые модели чиллеров можно использовать не только для кондиционирования воздуха, но и для обогрева жилых помещений в зимний период

Для охлаждения конденсатора с помощью воды можно использовать местные водные ресурсы: реки, озера, атезиансткие скважины и т. Если по каким-то причинам доступа к таким источникам не имеется, применяется альтернативный вариант: охладитель из этилена или пропиленгликоля.

Охладители этого типа идеальны для применения в холодное время года, когда обычная вода просто замерзает.

Выбор между чиллером в виде моноблока, когда и компрессор, и испаритель, и конденсатор заключены в общий корпус и вариантом, когда конденсатор устанавливают отдельно, не так однозначен. Моноблок проще в монтаже, кроме того, производительность агрегатов этого типа может быть довольно высокой.

Выбирая подходящую модель чиллера, следует оценить его производительность и соотнести ее с количеством фанкойлов, которые будет обслуживать устройство

Выносные системы монтируют в разных местах: собственно чиллер — в подсобном помещении внутри здания (можно даже в подвале), а конденсатор — снаружи. Для соединения этих двух блоков обычно используют трубы, по которым циркулирует фреон. Этим объясняется повышенная сложность монтажа системы, а также дополнительные материальные затраты на установку.

Но для установки чиллера с выносным конденсатором используется меньше места внутри помещения, а такая экономия может оказаться необходимой. Выбирая подходящее устройство, следует учесть также дополнительные функции, которыми оснащен прибор.

Среди популярных и полезных дополнений можно отметить:

• контроль и регулировку водного баланса в системе;
• очистку воды от нежелательных примесей;
• автоматизированное заполнение емкостей;
• котроль и коррекцию внутреннего давления в системе и т.п.

Наконец, обязательно следует оценить холодопроизводительность чиллера, т. его способность отбирать тепловую энергию из рабочей жидкости. Конкретные количественные показатели обычно указаны в техническом паспорте изделия. Холодопроизводительность каждой конкретной системы чиллер-фанкойл рассчитывается отдельно.

При этом учитываются максимальные и минимальные температурные показатели, мощность чиллера, производительность насоса, протяженность труб и т. Это только общие рекомендации по выбору чиллеров. В каждом конкретном случае следует проконсультироваться с опытным специалистом, который сможет учесть различные нюансы и поможет сделать верный выбор.

Особенности монтажа таких устройств

Сэкономить на установке чиллера сможет только опытный специалист. Всем прочим владельцам этого устройства придется оплатить услуги профессиональных монтажников, поскольку в этом вопросе любая ошибка может стать фатальной. Начинают установку с тщательного изучения всей технической документации и рекомендаций производителя.

Чиллер состоит из множества конструктивных элементов. Промышленную модель лучше всего устанавливать и запускать с помощью опытных профессионалов (+)

После этого приступают непосредственно к установке. Для чиллера следует выбрать опорную площадку, способную выдержать вес этого устройства.

На площадке монтируют раму, положение которой тщательно выверяют с помощью уровня. Если нет площадки с необходимыми характеристиками, следует забетонировать подходящий для монтажа участок, и установить на нем раму.

При этом следует учитывать вибрационное воздействие, которое возникает при работе чиллера. Площадка и рама должны быть установлены таким образом, чтобы вибрация не передавалась прочим конструкциям здания. Воздействие могут также оказывать и другие элементы системы: трубы, воздуховоды, гидромодуль и т.

Установку чиллера выполняют на специальную раму, при этом необходимо провести мероприятия по защите окружающих устройство объектов от вибрационного воздействия

Если установка чиллера запланирована в подсобном помещении внутри здания, для нее необходимо соорудить фундамент, который будет возвышаться над уровнем пола. Это позволит уменьшить общую инерционность системы, снизить вибрационное воздействие, улучшить распределение массы агрегата.

Собственно чиллер монтируют на специальные пружинные или резиновые опоры с целью погасить вибрационное воздействие. Под эти опоры кладут еще один слой резины, затем закрепляют конструкцию с помощью анкерных болтов. Определяясь с местом для установки чиллера, следует помнить, что вокруг агрегата должно оставаться свободное пространство.

Для монтажа чиллера на улице или на крыше здания используют специальный кожух, чтобы защитить устройство от непогоды

Оно обеспечит доступ к механизмам для выполнения технического обслуживания. Кроме того, вокруг устройства должен свободно циркулировать воздух, чтобы улучшить охлаждение конденсаторов. Если чиллер установлен снаружи здания, его необходимо защитить от загрязнений, например, опавшей листвой.

Если мусор проникнет в теплообменник, это приведет к некорректной работе системы и серьезным поломкам оборудования. Недопустимо чтобы корпуса чиллера касались посторонние предметы или коммуникации, поскольку им может передаться вибрационное воздействие. Еще один важный момент при монтаже чиллера снаружи — направление ветра.

При установке внутри помещения следует учитывать шумовое воздействие, возникающее во время работы агрегата. Имеет смысл позаботиться о дополнительной шумоизоляции и продумать, как избыточный шум скажется на соседних помещениях. Не рекомендуется ставить чиллер по соседству с жилыми комнатами.

Если рядом с чиллером планируется установить еще какие-то агрегаты, нужно позаботиться, чтобы механизм не подвергался избыточному тепловому воздействию, а также чтобы не было препятствий свободному перемещению потоков воздуха.

При наружном монтаже чиллера используют специальный кожух, который защищает устройство от воздействия погодных факторов. Внутри кожуха ставят испаритель, для монтажа компрессоров предусмотрено место сбоку, а конденсатор устанавливают сверху.

Подобным же образом агрегат устанавливают на крыше здания. При внутренней установке, кожух, разумеется, не нужен, но если в этом случае используется модель с выносным конденсатором, то часть монтажных работ выполняют снаружи.

Для монтажа чиллера на крыше здания может понадобиться специальная строительная техника, поскольку устройство имеет большой физический вес

При изучении технической документации следует обратить внимание на порядок монтажа рамы под чиллер. Для некоторых моделей с высокой производительностью используют специальные виброопоры, которые не нужно дополнительно крепить анкерными болтами.

Для отдельных агрегатов не требуется заливать отдельный фундамент, достаточно правильно установить раму и закрепить устройство болтами.

Для присоединения труб к патрубкам чиллера обычно используют муфты, поскольку диаметр этих коммуникаций невелик. Подключение чиллера к трубопроводам осуществляется только после того, как агрегат установлен на фундамент и виброопоры. Не стоит выполнять этот этап заранее, чтобы не повредить коммуникации.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик с презентацией промышленной модели чиллера ЧА-14 можно посмотреть здесь:

Промышленный чиллер — устройство достаточно сложное, но при правильном монтаже и обслуживании оно может безупречно прослужить многие годы. Чтобы не ошибиться в процессе установки оборудования, лучше обратиться в специализированную компанию.

Мультизональная климатическая система чиллер-фанкойл предназначена для создания комфортных условий внутри здания большой площади. Работает она постоянно — летом снабжает холодом, а зимой теплом, прогревая воздух до заданной температуры. С ее устройством стоит познакомиться, согласны?

В предложенной нами статье подробно описана конструкция и составные части климатической системы. Приведены и детально разобраны способы подключения оборудования. Мы расскажем, как устроена и функционирует эта система терморегуляции.

• Составные части схемы чиллер-фанкойл
• Конструкционное исполнение системы
• Подключение чиллера и фанкойла
• Основные классы чиллеровУстройство абсорбционного агрегатаКонструкция парокомпрессионных установокСпецифика парокомпрессионного чиллера
• Устройство абсорбционного агрегата
• Конструкция парокомпрессионных установок
• Специфика парокомпрессионного чиллера
• Чем отличается хладагент от теплоносителя?
• Роль фанкойла в системе кондиционирования
• Выводы и полезное видео по теме

Составные части схемы чиллер-фанкойл

Роль охлаждающего устройства отведена чиллеру — внешнему блоку‚ производящему и подающему холод по трубопроводам с циркулирующей по ним водой или этиленгликолем. Этим она и отличается от других сплит-систем, где в качестве теплоносителя закачивают фреон.

Для движения и передачи фреона, хладагента, нужны дорогие медные трубы. Здесь же с этой задачей прекрасно справляются водопроводные трубы с теплоизоляцией. На ее работу не влияет температура наружного воздуха, тогда как сплит-системы с фреоном теряют работоспособность уже при -10⁰. Внутренним теплообменным агрегатом является фанкойл.

Он принимает жидкость с низкой температурой, затем передает холод в воздушную среду помещения‚ а нагретая жидкость возвращается назад в чиллер. Фанкойлы устанавливают во всех комнатах. Каждый из них работает по индивидуальной программе.

Основные элементы системы — насосная станция‚ чиллер‚ фанкойл. Фанкойл может быть установлен на большом расстоянии от чиллера. Все зависит от того‚ какой силой обладает насос. Число фанкойлов пропорционально мощности чиллера

Обычно такие системы применяют в гипермаркетах‚ торговых комплексах‚ сооружениях‚ возведенных под землей‚ гостиницах. Иногда их используют в качестве отопления. Тогда по второму контуру в фанкойлы подают нагретую воду или переключают систему на котел отопления.

Конструкционное исполнение системы

По конструкционному исполнению системы чиллер-фанкойл бывают 2-трубными и 4-трубными. По типу установки отличают устройства настенные‚ напольные‚ встраиваемые.

Оценивают систему по таким основным параметрам:

• мощности или холодопроизводительности чиллера;
• производительности фанкойлов;
• эффективности перемещения воздушной массы;
• длине магистралей.

Последний параметр зависит от силы насосной установки и качества теплоизоляции труб.

Чиллер для системы охлаждения большого объекта

Устройство чиллера для климатических систем

Простота управления и обслуживания

Установка охлаждающей машины в помещении

Фанкойлы климатической системы

Канальный вариант фанкойла

Стандартный состав фанкойла

Система для кондиционирования и вентилирования

Подключение чиллера и фанкойла

Слаженное функционирование системы происходит путем соединения чиллера с одним или несколькими фанкойлами посредством трубопроводов с теплоизоляцией. В случае отсутствия последней значительно падает значение КПД системы.

Каждый файнкойл имеет индивидуальный узел обвязки, посредством которого обеспечивают регулировку его производительности как в случае выработки тепла‚ так и холода. Расход хладагента в отдельном агрегате регулируют посредством специальной арматуры — запорной и регулирующей.

Чтобы направить охлажденную воду в теплообменник одну трубу подключают к фанкойлу, а другую — для отвода жидкости — к чиллеру. Устройство системы допускает смешивание хладагента с теплоносителем

Если нельзя допускать смешивания теплоносителя с холодильным агентом. воду подогревают в отдельном теплообменнике и дополняют схему циркуляционным насосом. Чтобы обеспечить плавную регулировку потока рабочей жидкости через теплообменник при монтаже схемы обвязки используют 3-ходовой клапан.

Если в здании смонтирована двухтрубная система, то и охлаждение и нагрев происходит за счет охладителя — чиллера. Для повышения эффективности отопления с помощью фанкойлов в холодный период‚ в дополнение к чиллеру в систему включают котел.

В отличие от двухтрубной системы с одним теплообменником‚ в четырехтрубную систему заложено 2 этих узла. В этом случае фанкойл может работать и на нагрев‚ и на холод‚ используя в первом случае жидкость, циркулирующую в системе отопления.

Один из теплообменников подключают к трубопроводу с хладагентом, а второй к трубе с теплоносителем. На каждом теплообменнике имеется индивидуальный клапан‚ управляемый специальным пультом. Если применена такая схема‚ хладагент никогда не смешивается с теплоносителем.

Так как температура теплоносителя в системе в отопительный сезон колеблется в пределах от 70 до 95⁰ и для большинства фанкойлов она превышает допустимую‚ ее предварительно снижают. Поэтому горячая вода‚ поступающая от центральной теплосети к фанкойлам‚ проходит специальный тепловой пункт.

Основные классы чиллеров

Условное разделение чиллеров на классы происходит в зависимости от типа холодильного цикла. По этому признаку все чиллеры можно условно отнести к двум классам — абсорбционным и парокомпрессорным.

Устройство абсорбционного агрегата

Абсорбционный чиллер или АБХМ для работы использует бинарный раствор с присутствующими в нем водой и бромидом лития — абсорбер. Принцип функционирования — поглощение хладагентом тепла в фазе преобразования пара в жидкое состояние.

Такие агрегаты используют тепло‚ выделяющееся при работе промышленного оборудования. При этом абсорбирующий поглотитель с температурой кипения значительно превышающей соответствующий параметр хладагента‚ хорошо растворяет последний.

Схема функционирования чиллера этого класса следующая:

• Тепло от внешнего источника подводят к генератору, где оно разогревает смесь бромида лития и воды. При кипении рабочей смеси хладагент (вода) полностью испаряется.
• Пар переносится в конденсатор и становится жидкостью.
• Хладагент в жидком виде попадает в дроссель. Здесь он охлаждается‚ а давление падает.
• Жидкость поступает в испаритель‚ где происходит испарение воды и поглощение ее паров раствором бромида лития — абсорбером. Воздух в помещении охлаждается.
• Разбавленный абсорбент снова нагревается в генераторе, и цикл запускается повторно.

Такая система кондиционирования пока не получила широкого распространения‚ но она полностью созвучна с современными тенденциями‚ касающимися энергосбережения, поэтому имеет хорошие перспективы.

Конструкция парокомпрессионных установок

На базе компрессионного охлаждения функционирует большинство холодильных установок. Охлаждение происходит за счет непрекращающейся циркуляции‚ кипения при низких показателях температуры‚ давления и конденсации хладоносителя в системе замкнутого типа.

В конструкцию чиллера этого класса входят:

• компрессор;
• испаритель;
• конденсатор;
• трубопроводы;
• регулятор потока.

Хладагент циркулирует в замкнутой системе. Этим процессом управляет компрессор, в котором газообразное вещество с низкой температурой (-5⁰) и давлением 7 атм поддается компрессии при доведении температуры до 80⁰.

Сухой насыщенный пар в сжатом состоянии уходит в конденсатор, где происходит его охлаждение до 45⁰ при неизменном давлении и превращение в жидкость.

Следующий пункт на пути движения — дроссель (редукционный клапан). На этом этапе давление снижается от значения соответствующего конденсации до предела, при котором происходит испарение. Одновременно понижается и температура приблизительно до 0⁰. Жидкость частично испаряется и образовывается влажный пар.

На схеме изображен замкнутый цикл‚ по которому функционирует парокомпрессионная установка. В компрессоре (1) происходит сжатие влажного насыщенного пара до достижения им давления р1. В компрессоре (2) пар отдает тепло и трансформируется в жидкость. В дросселе (3) понижаются как давление (р3 – р4)‚ так и температура (T1-T2). В теплообменнике (4) давление (р2) и температура (T2) остаются неизменными

Поступив в теплообменник — испаритель‚ рабочее вещество‚ смесь пара и жидкости‚ отдает холод теплоносителю и забирает тепло у холодильного агента‚ подсушиваясь одновременно. Процесс происходит при постоянных показателях давления и температуры. Насосы подают жидкость с низкой температурой к фанкойлам. Пройдя этот путь, холодильный агент возвращается в компрессор‚ чтобы снова повторить весь парокомпрессионный цикл.

Специфика парокомпрессионного чиллера

В холодное время чиллер может работать в режиме природного охлаждения — это называется фрикулинг. При этом теплоноситель охлаждает уличный воздух. Теоретически использовать свободное охлаждение можно при внешней температуре менее 7⁰С. На практике оптимальная температура для этого 0⁰.

При настройке на режиме «тепловой насос» чиллер работает на отопление. Цикл претерпевает изменения‚ в частности, конденсатор и испаритель обмениваются своими функциями. В этом случае теплоноситель нужно подвергать не охлаждению, а нагреву.

Наиболее простыми являются моноблочные чиллеры. В них компактно объединены в одно целое все элементы. Они поступают в продажу укомплектованными на 100% вплоть до заправки хладагентом

Этот режим наиболее часто используют в больших офисах‚ общественных зданиях‚ на складах. Чиллер является холодильным агрегатом, дающим холода больше в 3 раза, чем потребляет. Его эффективность как отопителя еще выше — он затрачивает электроэнергии в 4 раза меньше‚ чем дает тепла.

Чем отличается хладагент от теплоносителя?

Холодильный агент является рабочим веществом, которое в процессе холодильного цикла может пребывать в разных агрегатных состояниях при различных значениях давления. Теплоноситель не меняет фазовых состояний. Его функция — перенос холода или тепла на какое-то определенное расстояние.

Транспортировкой хладагента управляет компрессор, а теплоносителя — насос. Температура холодильного агента может опускаться как ниже точки кипения, так и подыматься за ее пределы. Теплоноситель‚ в отличие от хладагента‚ постоянно работает в условиях температур, не растущих выше точки кипения при текущем давлении.

Роль фанкойла в системе кондиционирования

Фанкойл — важный элемент централизованной климатической установки. Второе название — вентиляторный доводчик. Если термин fan-coil перевести с английского дословно, то это звучит‚ как вентилятор-теплообменник‚ что наиболее точно передает принцип его действия.

В конструкцию фанкойла включен сетевой модуль, обеспечивающий подключение к центральному управляющему устройству. Прочный корпус скрывает конструктивные элементы и оберегает их от порчи. Снаружи устанавливается панель, равномерно распределяющая потоки воздуха в различных направлениях

Предназначение устройства заключается в приеме носителя с низкой температурой. В перечень его функций также входит как рециркуляция, так и охлаждение воздуха в помещении, где он установлен‚ без поступления воздуха снаружи. Основные элементы fan-coil расположены в его корпусе.

К ним относятся:

• центробежный или диаметральный вентилятор;
• теплообменник в виде змеевика‚ состоящего из медной трубки и алюминиевых ребер‚ насаженных на нее;
• пылевой фильтр;
• блок управления.

Кроме основных узлов и деталей в конструкцию фанкойла входит поддон для улавливания конденсата‚ насос для откачки последнего‚ электродвигатель‚ посредством которого поворачиваются воздушные заслонки.

На фото канальный фанкойл марки Trane. Производительность двухрядных теплообменников — 1. 5 – 4. 9 кВт. Агрегат укомплектован малошумным вентилятором и компактным корпусом. Он отлично размещается за фальшь-панелями или за подвесной потолочной конструкцией

В зависимости от способа монтажа существует фанкойлы потолочные‚ канальные‚ монтируемые в каналы‚ по которым осуществляется приток воздуха‚ бескорпусные‚ где все элементы смонтированы на раме‚ настенные или консольные.

Потолочные аппараты наиболее популярны и имеют 2 варианта исполнения: кассетные и канальные. Первые монтируют в объемных помещениях с подвесными потолками. За подвесной конструкцией располагают корпус. Видимой остается нижняя панель. Они могут рассредоточивать воздушные потоки по двум или всем четырем сторонам.

Если систему планируют использовать исключительно для охлаждения, то лучшее место для него — потолок. Если конструкция предназначается для обогрева‚ устройство размещают на стене в нижней ее части

Потребность в охлаждении существует не всегда, поэтому‚ как видно на схеме‚ передающей принцип работы системы чиллер-файнкойл‚ в гидравлический модуль встраивают емкость, выполняющую роль аккумулятора для хладагента. Тепловое расширение воды компенсирует расширительный бак, подключенный к подающему трубопроводу.

Управляют фанкойлами как в ручном, так и в автоматическом режимах. Если вентиляторный доводчик работает на отопление, то в ручном режиме отсекают подачу холодной воды. При работе его на охлаждение перекрывают горячую воду и открывают путь для поступления охлаждающей рабочей жидкости.

Пульт для управления как 2-трубным так и 4-трубным фанкойлом. Модуль подключают непосредственно к устройству и размещают вблизи него. От него подсоединяют панель управления и провода для ее питания

Для работы в автоматическом режиме на панели выставляют нужную для конкретного помещения температуру. Поддержка заданного параметра осуществляется посредством термостатов, которые корректируют циркуляцию теплоносителей — холодного и горячего.

Преимущество фанкойла выражается не только в применении безопасного и дешевого теплоносителя но и в быстром устранении неполадок в виде утечек воды. Это удешевляет их сервис. Применение этих устройств — наиболее энергоэффективный способ создания благоприятного микроклимата в здании

Так как любое большое здание имеет зоны с разными требованиями к температурному режиму, каждую из них должен обслуживать отдельный фанкойл или их группа с идентичными настройками.

Количество агрегатов определяют на стадии проектирования системы расчетным путем. Стоимость отдельных узлов системы чиллер-фанкойл довольно высокая‚ поэтому как расчет‚ так и проектирование системы нужно выполнять максимально точно.

Видео #1. Все об устройстве‚ работе и принципе действия системы терморегуляции:

Видео #2. О том‚ как установить и ввести в действие чиллер:

Установка системы чиллер-фанкойл целесообразна в средних и больших зданиях с площадью, превышающей 300 м². Для частного дома‚ даже огромного‚ монтаж такой системы терморегуляции — удовольствие дорогое. С другой стороны подобные финансовые вложения обеспечат комфорт и хорошее самочувствие, а это немало.

Основные элементы чиллера

• Компрессор
• Поршневой компрессор
• Винтовой компрессор
• Спиральный компрессор
• Испаритель
• Внешние блоки чиллеров (конденсаторы)
• Моноблок
• Моноблок внутреннего размещения (чиллер с радиальными вентиляторами)
• Чиллер с выносным воздушным конденсатором
• Чиллер с водяным конденсатором
• Гидромодуль (насосная станция)
• Устройства управления и защиты чиллеров

Компрессор

Компрессор — основное устройство холодильной машины, предназначенное для сжатия фреона до высокого давления и подачи его под давлением в трубопровод.

Иначе говоря, компрессор очень напоминает насос. Компрессор засасывает в себя фреон из внутреннего блока (испарителя), повышает его давление и толкает дальше, во внешний блок.

Компрессора бывают разных типов.

Поршневой компрессор

Не так давно все чиллера были оснащены именно такими компрессорами.

Принцип действия прост до удивления: поршень движется в цилиндре, сжимая фреон до высокого давления, клапан в цилиндре открывается и фреон вырывается в трубопровод.

Двигаться поршень заставляет электродвигатель.

Поршневые компрессора до сих пор в строю, у них есть своя четкая ниша – чиллеры небольшой мощности.

Винтовой компрессор

Принцип действия этого компрессора имеет много общего с работой мясорубки. Винт, вращаясь, засасывает фреон и постепенно сдавливает его, повышая давление.

Винтовой компрессор имеет следующие преимущества перед поршневым:

• Более высокий КПД;
• Малая изнашиваемость деталей и узлов;
• Высокий ресурс и надежность работы;
• Небольшой вес и размеры.

Спиральный компрессор

Этот компрессор состоит из двух спиральных пластин, вставленных одна в другую. Одна спиральная пластина неподвижна, другая вращается.

При вращении пластины попеременно то сближаются, то расходятся, создавая цикл – всасывание-нагнетание.

Компрессор имеет существенные преимущества перед конкурентами:

• КПД на 15% выше, чем у поршневого;
• Малый вес и размеры (20-30%);
• Меньшая стоимость, чем поршневого компрессора из-за небольшого количества сложных узлов.
• Высокая надежность и большой ресурс.

Стоимость компрессоров составляет очень значительную часть любой холодильной техники.

Испаритель

Внутренний блок (или по научному «испаритель») — это тонкий «змеевик» по которому бежит ледяной фреон низкого давления. Змеевик охлаждает воду, которая потом идет к фанкойлам и центральным кондиционерам.

Ледяной испаритель, по которому идет фреон, опущен в бак с водой. Вода из фанкойлов и центральных кондиционеров возвращается в этот бак, снова охлаждается и поступает обратно к потребителям.

Внешние блоки чиллеров (конденсаторы)

Мы уже говорили, что в состав чиллера входит внешний блок, именно он выделяет в атмосферу десятки и сотни киловатт тепла. Это именно то, что мы чаще всего мы видим около зданий — большие будки с решетчатыми стенами за которыми стоят могучие конденсаторы. Иногда их можно увидеть на крыше зданий.

Конденсаторы бывают нескольких видов, которые и отличают один тип чиллер от другого.

Моноблок внутреннего размещения (чиллер с радиальными вентиляторами)

Моноблок может размещаться в помещении. Но, чтобы отводить от него тепло, прокладываются воздуховоды большого сечения до улицы. Такие моноблоки оснащаются мощными вентиляторами, которые обдувают конденсатор и направляют горячий поток воздуха по воздуховодам до улицы.

Чиллер с водяным конденсатором

Кажется, что подобная схема очень сложная? Действительно, внутренний блок чиллера охлаждает воду, которая идет по трубам к фанкойлам, а внешний блок выделяющий тепло, охлаждается ледяной водой, которая в свою очередь получается еще одним устройством! Это на самом деле может показаться слишком усложненным.

Но, подобные схемы используются, скажем, если какое-либо предприятие потребляет для своего производственного процесса (охлаждение заготовок, оборудования, инструмента и т. ) большое количество холодной воды. Холодную технологическую воду готовят специальные устройства – градирни.

Поэтому, когда есть много такой технологической холодной воды, то ее можно вполне использовать для охлаждения фреона в чиллерах!

Удивительный симбиоз технологического и комфортного оборудования!

Гидромодуль (насосная станция)

Напомним, что чиллер состоит из двух контуров — фреоного и водяного. Фреон циркулирует от внутреннего блока чиллера (испаритель, который находится в водяном баке, охлаждая ее) до внешнего блока (конденсатор).

От бака с водой (которую охлаждает испаритель) по водопроводным трубам ледяная вода идет к фанкойлам или центральному кондиционеру.

Чтобы вода циркулировала по всей многометровой системе необходима насосная станция или иначе говоря гидромодуль.

Для того, чтобы вода от чиллера дошла до конечного потребителя требуется мощный насос (он называется циркуляционным), которые будет гонять по трубам сотни и тысячи литров воды.

Кроме того, в состав гидромодуля входит аккумулирующий бак, в котором скапливается ледяная вода. При его наличии чиллер работает меньше по времени и более стабильно.

Как известно, при изменении температуры, вода изменяет свой объем. Чтобы систему не разорвало, в водяной контур встроен расширительный бак. При увеличении объема воды, она наполняет расширительный бак.

Устройства управления и защиты чиллеров

Термо-регулирующий вентиль (ТРВ) — это пластина с небольшим отверстием, в которое входит тонкий клиновидный стержень, перекрывая его. В зависимости от размером образующейся щели меняется давление и объем подаваемого фреона. ТРВ – одно из самых главных устройств в системах кондиционирования.

Электромагнитный клапан – клапан, который закрывает фреоновые трубопроводы при отключении чиллера и открывает при включении.

Предохранительный клапан – устройство, которое не допускает превышение давление фреона в трубопроводах или компрессоре. Когда давление становится критическим, клапан сбрасывает фреон наружу (за пределы помещения).

Обратный клапан – клапан, который допускает движение фреона в трубопроводе только в одном направлении.

Фильтр-осушитель – устройство, которое очищает фреон, идущий по контуру, от влаги и пыли.

Пыль и частицы могут оказаться в фреоновом контуре из-за износа трущихся частей агрегатов, как результат сварки труб при монтаже системы, из-за старения и обугливания масла и т.

Влага – злейший враг фреоновых контуров – попадает из-за недостаточная просушки системы перед монтажом, из-за неплотностей соединений, из-за химических реакций и т.

Для борьбы с ними используют фильтры-осушители, которые устанавливают перед теми узлами, которые должны быть защищены (перед ТРВ, компрессором).

Смотровые стекла с индикатором влажности – устройство, по которому можно определить о степени загрязненности системы и наличия в ней влаги.

Зеленый – нет опасных загрязнений в фреоне;

Желтый – в фреоне содержится влага;

Пузыри – недостаточное количество фреона в системе.

Аккумулятор жидкого фреона (ресивер) накапливает жидкий фреон для того, чтобы без сбоя подавать фреон в компрессор.

Для кондиционирования крупных зданий чаще всего используется система чиллер-фанкойл. Она имеет множество преимуществ, среди которых почти неограниченное расстояние между основными элементами, возможность обслуживать множество просторных помещений с использованием одного чиллера и сравнительно невысокая стоимость оборудования.

В чем заключается принцип работы чиллера

Чиллерами называют холодильные установки, являющиеся одним из основных элементов систем кондиционирования. Они используются в сочетании с фанкойлами – особым видом теплообменников.

Несмотря на то что чиллеры – это холодильные машины, некоторые из них могут не только снижать, но и повышать температуру теплоносителя, поэтому системы, дополненные такими устройствами, используются также для прогрева воздуха.

Чиллеры могут работать с разными типами теплоносителей, включая воду и фреон. Их конструкция также может различаться. Тем не менее у большинства из таких устройств есть общий принцип работы. Когда теплоноситель попадает в чиллер, компрессор сжимает его и «забирает» тепло. Затем жидкий теплоноситель перемещается в другую часть установки, расширяется, превращаясь в газ, и охлаждается. После этого по специальным трубам он попадает в теплообменники – фанкойлы, охлаждает воздух и снова возвращается в чиллер. Процесс повторяется снова и снова.

Обратите внимание: чиллеры только охлаждают или прогревают теплоноситель, но не добавляют свежий воздух с улицы. Это значит, что они используются в системах кондиционирования, а не вентиляции, а помещения, где применяется это оборудование, нужно дополнительно проветривать.

Какими бывают чиллеры

Существуют чиллеры с воздушным и водяным охлаждением. В первом случае оптимальная температура компрессора поддерживается за счет холодного воздуха, который оборудование забирает из помещения или с улицы и после использования выбрасывает по специальным трубопроводам. Во втором случае для охлаждения элементов используется артезианская, проточная вода или система оборотного водоснабжения.

Устройства второго типа более дешевы и отличаются сравнительно простой конструкцией, однако, к сожалению, иногда их использование оказывается затруднено из-за проблем с установкой водяной системы.

Большинство чиллеров используют для работы электроэнергию. Однако в случаях, когда случаются перебои с подачей электричества, либо когда необходимо экономить средства, можно выбирать абсорбционные модели. Они работают на отходах: перегретом водяном паре, мазуте, отработанном масле. Этот тип чиллеров зачастую не отличается высокой экологичностью, но зато позволяет обеспечивать оптимальный микроклимат в условиях частых проблем с подачей электричества.

Виды чиллеров

Абсорбционные  чиллеры —  очень перспективная область развития холодильной техники, получающая всё более широкое применение ввиду ярко выраженной современной тенденции к электросбережению. Дело в том, что для абсорбционных холодильных машин основным источником энергии является не электрический ток, а бросовое тепло, неизбежно возникающее на заводах, предприятиях  и т. и безвозвратно выбрасываемое в атмосферу, будь то горячий воздух, охлаждаемая воздухом горячая вода  и др.

Рабочим веществом является раствор из двух, иногда трех компонентов. Наиболее распространены бинарные растворы из поглотителя (абсорбента) и хладагента, отвечающие двум главным требованиям к ним: высокая растворимость хладагента в абсорбенте и значительно более высокая температура кипения абсорбента по сравнению с хладагентом. Широкое применение получили растворы вода-аммиак (водоаммиачные холодильные машины) и бромистый литий-вода (бромистолитиевые машины), в которых, соответственно, вода и бромистый литий являются абсорбентами, а аммиак и вода —хладагентами. Рабочий цикл в абсорбционных чиллерах (см. на рисунке ниже) выглядит следующим образом: в генераторе, к которому подводится бросовое тепло) кипит рабочее вещество, в результате чего выкипает практически чистый хладагент, ведь его температура кипения гораздо ниже, чем у абсорбента.

Пар хладагента поступает в конденсатор, где охлаждается и конденсируется, отдавая своё тепло окружающей среде. Далее полученная жидкость дросселируется, в результате чего охлаждается при расширении) и направляется в испаритель, где, испаряясь, отдает своё холод потребителю и следует в абсорбер. Сюда же через дроссель подается абсорбент, из которого в самом начале выкипел хладагент, и поглощает пары хладагента, ведь мы выше обозначили требование их хорошей растворимости. Наконец, насыщенный хладагентом абсорбент насосом перекачивается в генератор, где хладагент снова выкипает. Основные преимущества абсорбционных чиллеров:

• Идеальное решение для создания тригенерации на предприятии. Тригенерационный комплекс – это комплекс позволяющий на сегодняшний день, максимально снизить себестоимость электроэнергии, горячего водоснабжения, отопления и охлаждения для предприятия за счет использования собственной когенерационной электростанции в связке с абсорбционным чиллером;
• Продолжительный срок службы – в пределах 20 лет, до проведения первого капитального ремонта;
• низкая себестоимость вырабатываемого холода, холод вырабатывается почти бесплатно, т. к. асборбционные чиллеры просто утилизируют лишнее тепло;
• Пониженный уровень шума и вибрации, в результате отсутствия компрессоров с электромоторами, как следствие — тихая работа и высокая надежность;
• Применение холодильных/нагревающих агрегатов с пламенным газовым генератором прямого действия позволяют отказаться от бойлеров, которые необходимо использовать в обычных установках. Это уменьшает начальную стоимость системы и делает абсорбционные чиллеры конкурентоспособными по сравнению с обычными системами, в которых используются бойлеры и охладители;
• Обеспечение максимальной экономии электроэнергии в периоды пиковых нагрузок. Другими словами не потребляя электроэнергии для производства холода/тепла, абсорбционные чиллеры не перегружают электросети предприятия даже в моменты пиковых нагрузок;
• Имеется возможность объединения в паровые районные системы с эффективной холодильной установкой двойного эффекта;
• Имеется возможность распределения нагрузки в условиях максимальной производительности в режиме охлаждения. Устройство справляется с критической нагрузкой в режиме охлаждения с минимальным расходом электроэнергии за счет применения охладителей с пламенным газовым генератором прямого действия или генератора с паровым нагревом;
• Позволяет использовать аварийные электрогенераторы меньшей мощности, так как потребление энергии у абсорбционных холодильных установок является минимальным, если сравнивать их с электрическими холодильными установками;
• Безопасность для озонового слоя, не содержит хладагентов, разрушающих озон. Охлаждение осуществляется без использования хладагентов, содержащих хлор;
• Снижается до минимума общее воздействие на окружающую среду, так как уменьшено потребление электроэнергии и газа, вызывающих парниковый эффект и как следствие глобальное потепление.

Абсорбционный чиллер — это машина, которая производит охлажденную воду, используя остаточное тепло из таких источников, как пар, горячая вода или горячий газ. Охлажденная вода производится по принципу охлаждения: жидкость (хладагент), которая испаряется при низкой температуре, поглощает тепло из окружающей ее среды при испарении. Чистая вода обычно используется в качестве хладагента, тогда как раствор лития бромида (LiBr) используется в качестве абсорбента.

Как работают абсорбционные холодильные системы

В абсорбционных холодильных установках абсорбент, генератор, насос и теплообменник заменяют компрессор систем охлаждения парового компрессора (механического охлаждения). Остальные три (3) компонента, обнаруженные также в механических холодильных системах, то есть расширительный клапан, испаритель и конденсатор, также используются в абсорбционных холодильных системах.

Стадия испарения абсорбционных охладителей

Обратитесь к рисунку-2 для схематического объяснения процесса абсорбционного охлаждения. Подобно механическому охлаждению, цикл «начинается», когда жидкий хладагент высокого давления из конденсатора проходит через расширительный клапан (1, на фиг. 2) в испаритель низкого давления (2, на фиг. 2) и собирает в испарителе Отстойник.

При этом низком давлении небольшое количество хладагента начинает испаряться. Этот процесс испарения охлаждает оставшийся жидкий хладагент. Аналогичным образом, передача тепла от сравнительно теплой технологической воды к охлажденному в настоящее время хладагенту приводит к тому, что последний испаряется (2, на фиг. 2), и результирующий пар хладагента подается в абсорбер нижнего давления (3, На фиг. По мере того как технологическая вода теряет тепло к хладагенту, его можно охладить до значительно низких температур. На этой стадии охлажденную воду фактически получают путем испарения хладагента.

Стадия абсорбции абсорбционных охладителей

Абсорбция паров хладагента в бромиде лития является экзотермическим процессом. В поглотителе хладагент «всасывается» поглощающим раствором литиевого бромида (LiBr). Этот процесс не только создает область низкого давления, которая тянет непрерывный поток пара хладагента из испарителя в абсорбер, но также заставляет пар конденсироваться (3, на фиг. 2), поскольку он высвобождает теплоту испарения, предусмотренную в испаритель. Это тепло вместе с теплотой разбавления, возникающей при смешивании конденсата хладагента с абсорбентом, переносится в охлаждающую воду и выделяется в градирне. Охлаждающая вода — это утилита на этой стадии охлаждения.

Регенерация раствора бромида лития

По мере того как абсорбент литиевого бромида всасывает хладагент, он становится все более и более разбавленным, уменьшая его способность поглощать большее количество хладагента. Для продолжения цикла абсорбент должен быть повторно сконцентрирован. Это достигается постоянным откачиванием разбавленного раствора из абсорбера до низкотемпературного генератора (5 на рисунке 2), где добавление остаточного тепла (горячая вода, пар или природный газ) закипает (4, на рисунке 2) Хладагент из абсорбента. Часто этот генератор используется для утилизации отработанного тепла с завода. Как только хладагент удаляется, реконцентрированный раствор бромида лития возвращается в абсорбер, готовый возобновить процесс абсорбции, и свободный хладагент отправляется в конденсатор (6, на фиг. На этом этапе регенерации отработанное тепло от пара или горячей воды является полезным.

Конденсация хладагента

Пар хладагента, свариваемый в генераторе (5, на рисунке 2), возвращается в конденсатор (6), где он возвращается в свое жидкое состояние, когда охлаждающая вода поднимает теплоту испарения. Затем хладагент возвращается в расширительный клапан, где завершается полный цикл. На стадии конденсации охлаждающая вода снова становится полезной.

Различные технологии для абсорбционных чиллеров

Абсорбционные чиллеры могут быть одноразовыми, двойными или новейшими, что является тройным эффектом. Машины с одним эффектом имеют один генератор (см. Схему выше, рисунок 2) и имеют значение COP меньше 1. Машины с двойным эффектом имеют два генератора и два конденсатора и более эффективны (типичные значения COP> 1,0). Машины с тройным эффектом добавляют третий генератор и конденсатор и являются наиболее эффективными: типичное значение COP> 1,5.

Плюсы и минусы систем абсорбционной холодильной машины

Основное преимущество абсорбционных чиллеров — более низкие затраты на электроэнергию. Затраты могут быть еще более уменьшены, если природный газ доступен по низкой цене или если мы можем использовать источник низкосортного тепла, который в противном случае теряется на заводе.

Два основных недостатка абсорбционных систем — их размер-вес, а также их потребность в более крупных градирнях. Поглотительные больше и тяжелее по сравнению с электрическими чиллерами той же мощности.

Парокомпрессионные чиллеры

Парокомпрессионные  чиллеры —  это наиболее распространенный в настоящее время тип холодильного оборудования. Генерация холода осуществляется в парокомпрессионном цикле, состоящем из четырех основных  процессов —  компрессии, конденсации, дросселирования и  испарения —  с использованием четырех основных  элементов —  компрессора, конденсатора, регулирующего вентиля и  испарителя —  в следующей последовательности: Рабочее вещество (хладагент) в газообразном состоянии поступает на вход компрессора с давлением P1 (~7атм) и температурой T1 (~5° C) и сжимается там до давления P2 (~30атм), нагреваясь до температуры T2(~80° C).

Далее хладагент следует в конденсатор, где охлаждается (как правило, за счет окружающей среды) до температуры T3 (~45С), при этом давление в идеале остается неизменным, реально же падает на десятые доли атм. В процессе охлаждения хладагент конденсируется и полученная жидкость поступает в дроссель (элемент с большим гидродинамическим сопротивлением), где очень быстро расширяется. На выходе получается паро-жидкостная смесь с параметрами P4(~7атм) и T4(~0С), поступающая в испаритель. Здесь хладагент отдает свой холод обтекающему испаритель теплоносителю, нагреваясь и испаряясь при постоянном давлении (реально, оно падет на десятые доли атмосферы). Полученный охлажденный теплоноситель (Tх~7С) и является конечным продуктом. А хладагент на выходе из испарителя имеет параметры P1 и T1, с которыми попадает в компрессор. Цикл замыкается. Движущая сила — компрессор.

Хладагент и теплоноситель

Особо отметим разделение схожих на первый взгляд  терминов —  хладагент и теплоноситель. Хладагент —  это рабочее вещество холодильного цикла, в процессе которого оно может находиться в широком диапазоне давлений, а также претерпевает фазовые изменения. Теплоноситель же агрегатного состояния (фазовых изменений) не меняет и служит для передачи (переноса) тепла (холода) на определенное расстояние. Конечно, можно провести аналогию, сказав, что движущей силой хладагента является компрессор со степенью сжатия около 3, а  теплоносителя —  насос, повышающий давление в  1. 5–2. 5  раза,  т. цифры соизмеримые, но принципиальным является факт наличия фазовых изменений у хладагента. Другими словами, теплоноситель всегда работает при температурах ниже точки кипения для текущего давления, хладагент же может иметь температуру как ниже, так и выше точки кипения.

Типология чиллеров

Источником холода в водовоздушных системах кондиционирования воздуха является  чиллер —  водоохлаждающая холодильная машина. Существуют чиллеры различных типов в зависимости от способа охлаждения конденсатора, способа комплектации: моноблочного или с выносным конденсатором, со встроенным гидромодулем или без него, типа компрессора, режима работы (только охлаждение или охлаждение и отопление). Производители чиллеров постоянно модернизируют выпускаемое оборудование на основе новейших технологических и конструкторских разработок.

Номенклатурный ряд выпускаемых чиллеров в последние годы значительно обновился за счет широкого применения новых более эффективных типов компрессоров: спиральных, одновинтовых, двухвинтовых которые в диапазоне малых, средних и больших производительностей постепенно вытесняют поршневые компрессоры. Расширился ряд чиллеров со встроенным гидравлическим модулем, в том числе и с аккумулирующим баком.

Чаще используются в качестве испарителей пластинчатые и поверхностные теплообменники, что дало возможность уменьшить габариты агрегатов и их вес. В последнее время производители начали випускать чиллеры на экологически безопасных фреонах R407° C, R134a. В зависимости от способа охлаждения конденсатора чиллеры разделяются на чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора и чиллеры с водяным охлаждением конденсатора. Наибольшее применение находят чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора, когда теплота от конденсатора отводится воздухом, чаще наружным.

Этот способ отвода теплоты требует установки чиллера снаружи здания или применения специальных мероприятий, обеспечивающих такой способ охлаждения. Чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора выпускаются в моноблочном исполнении, когда все элементы чиллера находятся в одном блоке, и чиллеры с выносным конденсатором, когда основной блок может устанавливаться в помещении, а конденсатор, охлаждаемый наружным воздухом, размещается вне здания, например на крыше или во дворе. Основной блок соединяется с воздушным конденсатором, установленным снаружи здания, медными фреонопроводами.