Чиллер с воздушным охлаждением и выносным конденсатором. Что такое чиллеры с воздушным конденсатором

Крупные помещения вроде развлекательных или торговых центров, больниц, отелей, производственных цехов и складов нуждаются в особой системе кондиционирования. Она должна быть тесно связана с работой систем отопления и вентиляции, и при этом желательно, чтобы она не просто охлаждала воздух, но и увлажняла его или осушала в зависимости от особенностей здания. И лучше всего с такими задачами сегодня справляются системы кондиционирования, построенные на основе чиллеров.

Что дает такая система?

Чиллер - или особая холодильная станция - считается одним из самых эффективных видов климатического оборудования , которое позволяет создать оптимальные температурно-влажностные условия в любом помещении. Ее главная функция - охлаждение воды, после чего насосные установки транспортируют холодную воду по трубопроводам внутрь здания. При этом чиллеры могут быть самыми разнообразными, однако система, построенная на их базе, всегда обладает массой преимуществ:

• она дает максимально эффективное охлаждение (или нагрев, если потребуется),
• она экономична - чиллеры потребляют не слишком много электроэнергии по сравнению с другими видами климатической техники,
• она стоит не слишком дорог о - больше всего пользователь потратится только тогда, когда будет разрабатывать систему кондиционирования - это самая энергоемкая часть всего проекта, однако она быстро окупится,
• она многовариантна - в зависимости от нужд здания и его обитателей можно выбрать самые разные виды оборудования, оснащенного целым комплексом особых элементов.

Какими бывают чиллеры?

В продаже встречаются разные варианты этих агрегатов, но основными считаются всего 6 разновидностей.

1. Чиллер, оснащенный функцией воздушного охлаждения конденсатора.

Как правило, такое оборудование работает на воде, которая выступает холодоносителем. Этот вариант считается очень экономичным и при этом легким с точки зрения проектирования и последующего монтажа, однако чиллеры с воздушным охлаждением имеют и ряд недостатков. Среди них:

• возможность работы только при положительной температуре,
• отсутствие регулировки высокого уровня звукового давления (его показатели часто зашкаливают за 62 дБА),
• возможность полного размораживания чиллера, если вода была слита не полностью или не вовремя.

2. Чиллер, оснащенный функцией воздушного охлаждения конденсатора в наружной установке и работающий с незамерзающими жидкостями.

Как правило, в качестве теплообменника и холодоносителя в этой ситуации выступает гликоль, однако это может быть и вода. Такая холодильная станция работает в графике 5/10 градусов, а охлажденная вода после теплообменника отличается параметрами 7/12 градусов.

Преимущества этой системы таковы:

• пользователю не нужно каждый сезон опустошать гидравлическую систему, а затем снова ее заполнять,
• испаритель чиллера никогда не размораживается,
• система способна работать даже при отрицательной температуре снаружи,
• зимой такая система может интегрироваться с сухой градирней для свободного охлаждения воздуха.

С другой стороны, подобные чиллеры также имеют недостатки. Среди них:

• достаточно высокая цена (по сравнению с предыдущей моделью они стоят примерно на 30% дороже),
• более высокое потребление электроэнергии (за счет гликоля),
• более низкая температура теплоносителя,
• наличие второго гидравлического контура,
• необходимость использовать дополнительную автоматику, предотвращающую размораживание теплообменника, когда система впервые запускается зимой после длительного простоя.

3. Чиллер, оснащенный встроенной градирней.

Это оборудование позволяет реализовать свободное охлаждение в холодные сезоны, причем автоматика самостоятельно выбирает оптимальный режим работы - работа только градирни, работа только компрессора или смешанный режим. Это позволяет добиться максимальной экономии электроэнергии, что делает такую систему очень экономичной и дает возможность пользователю быстро окупить затраты на нее.

Еще одним преимуществом такого варианта является то, что холодильную станцию с таким оснащением можно использовать без промежуточных теплообменников.

4. Чиллер, оснащенный выносным конденсатором.

Система может эффективно служить в отдельных условиях, однако в большинстве случаев эксплуатации она будет характеризоваться только недостатками:

• такой чиллер стоит на 30-40% дороже, нежели первая разновидность,
• система не может работать круглый год в регионах с холодным климатом,
• свободного охлаждения можно добиться, только если система будет работать исключительно на эту функцию,
• между чиллером и конденсатором должно быть небольшое расстояние, не превышающее 30 м,
• в системе содержится слишком большой объем фреона,
• для установки такого чиллера потребуются исключительно профессионалы с высочайшей квалификацией.

5. Чиллер, оснащенный функцией жидкостного охлаждения конденсатора, а также сухой градирней.

Оборудование считается недешевым, однако у него есть множество преимуществ:

• такой чиллер обладает высокой энергетической эффективностью,
• угроза размораживания станции полностью отсутствует,
• система может работать круглый год, выдерживая температуру до -40 градусов,
• чиллер работает практически бесшумно,
• система надежно защищена,
• оборудование можно устанавливать на крыше, и нагрузка на кровлю будет минимальной,
• с минимальными затратами можно установить дополнительную функцию свободного охлаждения,
• расстояние между чиллером и градирней может быть неограниченным,
• чиллер не нуждается в сложном сезонном обслуживании.

Однако при этом такая техника будет примерно на 60% дороже первого варианта.

6. Центробежный чиллер или водоохлаждаемая станция, имеющая компрессор центробежного типа.

Оборудование считается очень эффективным, причем чем ниже температура охлаждающей жидкости, тем выше результативность работы чиллера. Для того чтобы ее повысить дополнительно, можно использовать испарительную градирню, которая будет поддерживать температуру воды на уровне 30 градусов. Такой вариант отлично подойдет крупным зданиям, которые нуждаются в высокомощных системах.

При этом следует отметить еще одно важное преимущество такой системы - капитальные затраты на нее невелики. Но, с другой стороны, есть и недостатки - контур охлаждающей воды в таком чиллере должен постоянно подпитываться, а минимальная производительность оборудования на самом деле составит 30% от номинального показателя.

7. Абсорбционный газовый чиллер, оснащенный функцией водяного охлаждения.

В качестве топлива на этом оборудовании можно использовать сжиженный газ - привозной или получаемый из газопровода (для установки такого чиллера к газопроводу должно быть выполнено надежное подсоединение). Также этот вид холодильной системы следует комплектовать с испартительной градирней.

Если оборудование подключено правильно, оно продемонстрирует превосходные преимущества:

• минимум относительных затрат потребляемой энергии,
• высокая окупаемость,
• возможность генерировать тепло зимой для отопления помещения и горячего водоснабжения.

В то же время капитальные затраты на этот вид оборудования будут достаточно высокими, а минимальная производительность чиллера составит около 25% от номинального показателя. Также такое оборудование нуждается в подпитке контуров охлаждающей воды.

Что выбрать?

Рассматривая все эти варианты, достаточно просто взвесить все за и против, и вы сможете приблизительно представить себе, какой вариант чиллера вас бы устроил. Однако окончательный выбор следует делать с учетом специфики всего объекта и ваших личных пожеланий и требований. В частности, нужно будет учесть:

• стоимость и основные расходы электроэнергии,
• цену присоединения дополнительных электрических мощностей,
• цену на сетевой природный газ,
• особенности климата, в котором вы проживаете,
• желаемые сроки окупаемости оборудования,
• возможность использования испарительной градирни,
• возможность установить холодильную станцию и ее элементы как внутри здания, так и снаружи,
• особенности эксплуатационных характеристик станции при частичных нагрузках в течение год,
• параметры охлажденной жидкости и ваши требования к ним,
• стоимость технического обслуживания чиллера в течение года (цена на материалы и работу специалистов в течение года),
• срок службы оборудования.

Например, если вам требуется охладить серверную, обязательно учтите, что холодопроизводительность оборудования должна быть не менее 1 тыс. кВт, стоимость подключения дополнительной энергии будет составлять 1,5 тс. Долл./кВт, а минимальная наружная температура будет до - 40. При этом техника будет работать круглый год и круглые сутки, а газ использоваться не будет.

Учитывая эти данные, оптимальный вариантом чиллера для серверной будет система со свободным охлаждением (чиллер № 5) или чиллер со встроенной градирней (№ 3). Последний будет на 20% дешевле при покупке, а первый окажется более экономичным впоследствии. Впрочем, в любой ситуации все капиталовложения в такую систему (при равной стоимости технического обслуживания и одинаковой амортизации) составят 5-7 лет, после чего дадут отличную экономию. Но если вам при этом понадобится подсоединить дополнительные электромощности (на уровне примерно 100 кВт), первый вариант однозначно будет более предпочтительным с точки зрения экономики.

Аналогичным образом следует подбирать чиллеры и для любых других помещений. И только проведя все точные расчеты и сопоставив техническое задание с разными типами станций, которые вы могли бы выбрать, вы сможете подобрать оптимальную климатическую технику.

По принципу работы и получению холода чиллеры можно разделить на два типа: парокомпрессионные и абсорбционные. Область применения обоих типов холодильных машин похожа. Оба типа преимущественно служат для производства охлаждающей жидкости (холодоносителя) для нужд кондиционирования, промышленного холода, вентиляции или технологии. Кроме этого, чиллеры также могут использоваться для нагрева теплоносителя для нужд отопления и вентиляции. При чем, агрегаты паро-компрессионного типа используются для нагрева значительно реже, чем абсорбционные в связи с их низкой эффективностью при отрицательных температурах окружающего воздуха. В данной статье будут рассмотрены чиллеры парокомпрессионного типа.

Принцип работы.

Основные элементы парокомпрессионного чиллера это компрессор, испаритель, конденсатор, дросселирующее устройство. Отвод тепловой энергии в парокомпрессионной холодильной машине, происходит за счет изменения агрегатного состояния вещества (холодильного агента).Как правило, холодильным агентом служат хладоны - фтор- и хлорсодержащие производные насыщенных углеводородов (главным образом метана и этана). Холодильная машина работает по следующему принципу: компрессор нагнетает газообразный хладагент в конденсатор (см. схему рис.1), где в результате высокого давления и отвода тепла газообразный фреон конденсируется. Далее, при прохождении жидкого хладагента через дросселирующее устройство, его давление падает, при этом часть жидкости преобразуется в пар. Этот процесс сопровождается понижением его температуры. Затем парожидкостная смесь поступает в испаритель, где кипит и окончательно превращается в пар. Испаритель представляет собой промежуточный теплообменник хладон/вода, в котором происходит передача тепла от хладагента охлаждаемой жидкости. Затем жидкость требуемой температуры подается через гидравлический контур к потребителям – фанкойлам, вентиляционным установкам и т.д.

Рис. 1

Классификация чиллеров.

Парокомпрессионные чиллеры можно классифицировать:

1. по типу охлаждения конденсатора;

• с воздушным охлаждением конденсатора;
• с водяным охлаждением конденсатора;

• для установки снаружи зданий;
• для установки внутри зданий;

• с системой свободного охлаждения (фрикулинг);
• с центробежным вентилятором охлаждения конденсатора;
• по типу компрессора и т.п.

По способу охлаждения конденсатора:

• чиллеры воздушного охлаждения;
• чиллеры водяного охлаждения (водоохлаждаемые).

К чиллерам наружной установки относятся моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора, которые обычно устанавливаются на кровле зданий или на специальных площадках рядом с обслуживаемыми зданиями. Также к чиллерам наружной установки можно отнести чиллеры с выносным испарителем.

К чиллерам внутренней установки относятся:

• чиллеры с выносным конденсатором (бесконденсаторные);
• чиллеры водяного охлаждения (водо-водяные чиллеры);
• чиллеры воздушного охлаждения с центробежным вентилятором.

Чиллеры внутренней установки размещаются в специальных помещениях - машинных залах. Благодаря простоте монтажа, удобству эксплуатации и цене наибольшее распространение получили моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора.

Моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора

Моноблочные чиллеры с широко применяются в системах центрального кондиционирования с приточными установками и в системах «чиллер-фанкойл». Моноблоки имеют две модификации:

• с осевыми вентиляторами;
• с центробежными вентиляторами (для установки внутри зданий).

Чиллеры с осевыми вентиляторами (рис.2) представляют собой агрегаты, смонтированные на раме в едином корпусе и устанавливаются на кровле зданий или рядом на подготовленной площадке. Сброс тепла производится в окружающую среду.

Рис. 2

В качестве теплоносителя используется вода или водяные растворы гликоля для работы холодильной машины в холодное время года. Если требования проекта не позволяют использовать гликоли, то в систему встраивается промежуточный теплообменник (рис.3). При такой схеме температурные параметры раствора гликоля в чиллере должны быть на 2ºС ниже расчетной температуры в контуре потребителей. Например, для того чтобы обеспечить температурные параметры воды в промежуточном теплообменнике выход/вход: 7/12ºC, необходимо получить гликолевый раствор на выходе из чиллера температурой 5ºC.

Рис. 3

Кроме этого, при использовании промежуточного теплообменника возможна эксплуатация холодильной машины при отрицательных температурах окружающего воздуха. Основными преимуществами моноблочных чиллеров с воздушным охлаждением являются простота монтажа, удобство обслуживания, полная готовность агрегатов к работе (заправлен хладагентом и маслом), сравнительно низкая цена. К числу дополнительных преимуществ моноблоков можно отнести широкие возможности при размещении в связи с неограниченной длиной трасс теплоносителя и перепадом высот между чиллером и потребителями. Чиллеры модульной конструкции также обладают неоспоримыми преимуществами:

• минимальный срок поставки благодаря наличию на складе;
• экономия средств – система вводиться в эксплуатацию частями по мере необходимости;
• вариативность – объединяя модули разной производительности получаем холодильную машину требуемой мощности (схема рис.4);
• экономия электроэнергии – система работает на том уровне мощности, который в данный момент необходим потребителям, путем включения/отключения отдельных модулей.

Рис. 4

Чиллеры с центробежными вентиляторами (рис.5) предназначены для установки в помещениях: подвалах, чердаках, служебных специальных помещениях. Основное отличие от чиллеров с осевыми вентиляторами это наличие центробежного вентилятора/ов с высоким напором. Через сеть воздуховодов вентилятор нагнетает воздух, который охлаждает конденсатор и затем удаляется наружу, а тепло сбрасывается в окружающую среду.

Преимущество чиллеров с центробежными вентиляторами:

• длительный срок службы благодаря расположению в отапливаемом помещении.

Рис. 5

Забор воздуха производится из помещения, выдув может быть организован по воздуховодам в одном из трех направлений (рис.6)

Гидромодуль. Циркуляция хладоносителя (вода, раствора гликоля) между чиллером и потребителями (фанкойлами) обеспечивается гидромодулем (насосной станцией) (рис.7,a), Гидромодуль включает в себя циркуляционный насос, расширительный бак, запорную арматуру, бак-аккумулятор (буферный бак), систему управления и защиты.

Бак-аккумулятор (рис.4, b) необходим для увеличения емкости теплоносителя в системе. Буферный бак позволяет сократить количество запусков компрессоров и насосного оборудования, увеличивая тем самым срок службы холодильных машин. Буферный бак может не входить в состав гидромодуля и поставляться отдельно.

Чиллеры с выносным конденсатором (бесконденсаторные) (рис.8)

Чиллер с выносным конденсатором представляет собой агрегат, в котором все основные элементы: компрессор, испаритель, дросселирующее устройство установлены на одной раме в едином корпусе. При этом сам чиллер предназначен для установки внутри помещений, а конденсатор воздушного охлаждения предназначен для уличного использования и устанавливается снаружи.

Рис. 8

Основные преимущества чиллеров с выносным конденсатором:

• возможность круглогодичной эксплуатации с использованием воды;
• удобство обслуживание в любое время года;
• высокая эффективность, благодаря отсутствию контура с гликолем и промежуточных теплообменников;
• длительный срок службы благодаря расположению в отапливаемом помещении;
• возможность использования конденсатора в низкошумном или взрывозащищенном исполнении.

> Производство холодильного оборудования > Установки охлаждения жидкости > Варианты исполнения и комплектации чиллеров Vactekh >

Чиллеры с выносным конденсатором

Комплектация «с выносным конденсатором» используется в случае невозможности размещения оборудования со значительным тепловыделением внутри цеха или машинного отделения (для примерной оценки - тепловыделения в конденсаторе (в кВт) на 30% выше, чем холодопроизводительность чиллера (в кВт)). В отапливаемом помещении устанавливается сам чиллер, а конденсатор воздушного охлаждения монтируется на крыше, рядом со зданием или на стене здания. Для некоторых восточных регионов России, где температура зимой в течение длительного периода времени держится на уровне - 30 …- 35С, это единственный вариант комплектации водоохлаждающих установок холодопроизводительностью более 50-100 кВт. При заказе чиллера с выносным конденсатором заказчику поставляется два модуля: холодильный блок (сам чиллер) и конденсатор воздушного охлаждения. В зависимости от производительности установки комплектуются выносными конденсаторами собственного производства, производства фирмы Searle (Англия) или HTS (Чехия).

Если чиллер с выносным конденсатором эксплуатируется в зимний период времени (при температуре окружающего воздуха ниже 0 С), то его оборудуют системой зимнего пуска, представляющей систему перепускных клапанов во фреоновом контуре, которая позволяет включиться чиллеру после длительной стоянки при низкой температуре окружающей среды. Все клапаны системы зимнего пуска встраиваются внутрь холодильного блока при его производстве.

Российского производства компании ЦентрПром-Холод изготавливаются различных мощностей от 1 до 1000 кВт. Сборка водяных чиллеров с выносным конденсатором занимает от 7 до 15 дней под заказ, в зависимости от мощности и комплектации чиллера, по предоплате.Купить чилер с выносным конденсатором можно через онлайн-заявку .

Цена чиллеров с выносным конденсатором

Электронная защита — реле времени, предусматривает задержку срабатывания низкого давления при понижении давления в конденсаторе, которое вызвано низкой температурой наружного воздуха, а не недостатком фреона. В таком случае, система автоматики, не идентифицирует временное понижение давления, как аварию. По истечении времени авария пропадет, компрессор , посредством нагнетания, поднимет давление в системе чиллера в выносным конденсатором , а если реле сработало по недостатку фреона в системе, то сигнал об аварии зафиксируется и чиллер автоматически прекратит работу.

с выносным конденсатором от чиллера со встроенным конденсатором (моноблочного) является отсутствие в его корпусе конечного теплообменника - конденсатора. По этой причине его ещё называют «бесконденсаторным» чиллером. Сам же конденсатор в конструкции присутствует, но выполняется в виде агрегата, монтируемого отдельно от холодильной машины.

Принципиально работа бесконденсаторных чиллеров не отличается от таковой у моноблочных конструкций, но схематически выглядит по-другому (см. рис.): Промежуточный теплоноситель (как правило, вода) движется по закольцованному контуру, проходя через теплообменник (испаритель) холодильной установки. Там происходит передача тепла от теплоносителя к хладагенту (фреону). Испарение фреона обеспечивается системой клапанов, датчиков температуры и давления, а его циркуляция — компрессором. Эта часть схемы является общей для всех типов чиллеров.

В бесконденсаторных чиллерах внутренний (фреоновый) контур лишь частично располагается в корпусе холодильного агрегата и имеет выводы для подключения его внешней части, в которой и находится конденсатор.

Принцип расположения конечного теплообменника отдельно от основного холодильного оборудования помогает значительно повысить холодопроизводительность всей системы, без существенного увеличения энергозатрат. Подобный эффект достигается путём установки конденсаторов в местах свободного взаимодействия с наружным атмосферным воздухом — на крышах зданий или на открытых площадках возле них. Таким способом монтируются конденсаторы воздушного охлаждения. Конденсаторы с жидкостным охлаждением можно (и предпочтительнее) устанавливать внутри помещений, вынося наружу теплообменник дополнительного водяного контура.

Преимущества и недостатки чиллера с выносным конденсатором

В сравнении с чиллером со встроенным конденсатором «бесконденсаторный» чиллер имеет немало положительных качеств, а именно:

• — более выгодное соотношение показателей холодопроизводительности и энергопотребления;
• — отсутствие необходимости в дополнительном отводе тепла из помещения, в котором расположен чиллер;
• — возможность изначальной компоновки чиллера с конденсаторами различной конструкции, габаритов и мощности или переделка подобным образом уже установленной системы. В последнем случае отсутствует необходимость в замене холодильной машины;
• — низкий уровень шума за счёт размещения охлаждающих вентиляторов вне помещения. Данная особенность также позволяет использовать наиболее экономный вариант оснащения конденсатора осевыми вентиляторами;
• — эффективное охлаждение посредством «фрикулинга» (свободного охлаждения без применения принудительного обдува) в холодный период года;
• — всесезонное использование с конденсаторами жидкостного охлаждения (с этиленгликолем в качестве теплоносителя в дополнительном контуре). В случае охлаждения проточной водой возможно постоянное получение горячей воды (при наличии её потребителя).

Недостатки чиллера с выносным конденсатором чаще проявляются в следующем:

• — более сложный, а потому — и более дорогой монтаж в сравнении с моноблочными агрегатами;
• — применение конденсаторов жидкостного охлаждения существенно повышает стоимость всей системы;
• — ограниченная протяжённость соединительных трасс между чиллером и выносным конденсатором.

Впрочем, последний из недостатков весьма сомнителен, так как опытные наладчики знают немало способов его устранения.