Чиллер — это холодильная машина, работающая на охлаждение жидких теплоносителей. Чиллеры в системах кондиционирования воздуха, предназначены для изменения температуры теплоносителя и передачи его в фанкойлы или приточные установки. Широкий диапазон мощности дает возможность использовать чиллеры в помещениях различных размеров: от квартир и частных домов до офисов и гипермаркетов. Кроме того, они применяются в пищевой промышленности для охлаждения воды и напитков, в спортивно-оздоровительной сфере – для охлаждения катков и ледовых площадок, в фармацевтике – для охлаждения медикаментов.
Система чиллер-фанкойл (chiller fan coil unit / вентиляторный доводчик), англ. fan — вентилятор, coil — змеевик, теплообменник) наиболее распространённая и эффективная система организации центральной многозональной системы кондиционирования воздуха. В зависимости от региона, в качестве хладагента на участках «чиллер — фанкойлы» используют водный раствор этиленгликоля (регионы с умеренным климатом) или обычная вода (в районах с более теплым климатом).
Технологически чиллер представляет собой парокомпрессорную холодильную машину, основная функция которой — охлаждение жидкой среды. Важнейшая характеристика чиллера — это холодопроизводительность, то есть удельная мера тепла, отводимого чиллером от охлаждаемой среды. Холодопроизводительность чиллера возможно установить, зная, как используется теплоноситель и насколько именно он нагревается за цикл работы всего оборудования. Принцип работы системы чиллер фанкойл обеспечивает способность устройств обогревать помещения, а при переключении режима — охлаждать. Регулирование холодо- или теплопроизводительности отдельного устройства обеспечивает узел обвязки фанкойла. В нем используется запорная и регулирующая арматура, определяющая расход теплоносителя через отдельный теплоагрегат.
Схема чиллера может предполагать возможность реверсирования процесса, то есть работа чиллера в этом случае может быть направлена на нагрев воздуха в помещении. Система чиллеров в подобном режиме выступает в роли парокомпрессионных тепловых насосов.
Сферы применения чиллеров
Основная сфера эксплуатации чиллеров — это системы кондиционирования воздуха. Кроме этого, чиллеры применяют в следующих производственных сферах:
- — для охлаждения напитков в пищевом производстве;
- — для охлаждения питьевой и технологической воды в установках хлебобулочной и кондитерской сферы;
- — в производстве и машиностроении;
- — в химической промышленности;
- — в производстве упаковочной продукции и печатных изданий;
- — для поддержания температуры воды в бассейнах;
- — для организации ледовых площадок и катков в спортивно-оздоровительной сфере;
- — в специально медицинском оборудовании и в фармацевтической сфере;
- — в сфере лазерных технологий.
Таким образом, применение чиллеров в промышленности достаточно широко, однако одной из важнейших коммерческих сфер использования данных устройств всё же остаётся применение в системах кондиционированя воздуха. При монтаже и внедрении достаточно масштабной системы климат-контроля, чиллеры позволяют достичь необходимой гибкости выбора решений и получить возможность относительно простого масштабирования комплекса.
Преимущества чиллеров
- Главное преимущество чиллер-фанкойловой системы в её экологичности, при условии, что теплоносителем является вода, а не фреон. При повреждении трубы возможна лишь протечка воды и испорченные отделка и настроение, тогда как утечка фреона влечёт за собой серьёзные проблемы со здоровьем. К тому же обнаружить и устранить утечку воды гораздо проще и безопаснее, чем утечку фреона
- При правильной установке чиллер способен обслужить несколько десятков, а то и сотен комнат одновременно. При этом каждый фанкойл в той или иной комнате можно выключить в любой момент.
- Возможность любых расстояний, между которыми устанавливается чиллер и фанкойлы.
- Чиллер дает постоянную температуру воды в контуре. Это позволяет точно и без перепадов поддерживать необходимую температуру в помещениях заказчика.
- При применении реверсивных чиллеров, которые, как и бытовые сплит-системы способны нагревать воду, забирая тепло из наружного воздуха, затраты на энергоресурсы обходится в среднем в два с половиной, три раза дешевле, чем при обычном электрический обогрев.
- Все шумные части данной системы можно легко спрятать подальше от ушей домочадцев.
- И ещё одним преимуществом является возможность наращивать мощности постепенно, например, по мере добавления помещений, нуждающихся в кондиционировании воздуха.
Недостатки системы
- Довольно крупные габариты внутренних блоков системы и сложность монтажных работ. Во время монтажа системы придётся врезать немаленькие штрабы и проходы сквозь перекрытия дома. К тому же все вышеперечисленные процедуры требуется делать до начала отделочных работ в помещении. Немало проблем может доставить сам монтаж чиллера, поскольку чиллер отличается немаленькими габаритами и довольно внушительным весом. Следовательно монтаж чиллеров обязаны выполнять только профессиональные монтажные бригады.
- Ещё одним недостатком служит повышенное энергопотребление по сравнению с мультисистемами с фреоном – примерно на 20% больше. Поэтому, их применение оправдано в зданиях с многочисленными помещениями и большими площадями.
Какой чиллер купить
Перед тем как купить чиллер, необходимо произведести расчеты теплопритоков помещения в различные сезоны и различных условиях, что бы правильно подобрать холодо- и теплопроизводительность оборудования.
Для того что бы выбрать чиллер, необходимо понимать его принципиальное устройство. По типу охлаждения чиллеры делятся на устройства с воздушным охлаждениемконденсата и водяным. Наличие теплового насоса (точнее, гидравлического контура) даёт возможность проводить обогрев помещений.
Чиллеры с водяным охлаждением
Наиболее простая конструктивная схема чиллера — это чиллер с водяным охлаждением. Простота схемы означает низкую стоимость устройства, а потому такой чиллер (вода) может отличаться очень выгодной ценой. Водяные чиллеры наиболее часто монтируются внутри помещений, а для охлаждения конденсатора самой холодильной машины применяется промежуточный теплоноситель, который может охлаждаться в оборотных системах. Используется и естественная проточная схема охлаждения, если возможно использование воды из природных водоёмов. В России применяется классическая схема: отопление работает от котельной на газу, а кондиционирование — на базе чиллера. Система кондиционирования включается только в жаркое время года. В остальные периоды просто отключается или консервируется. Главное что бы при минусовой температуре трубы с водой не находились на открытом воздухе. Во избежание подобных аварий зимой воду сливают из системы.
Чиллеры с воздушным охлаждением
Монтаж чиллеров с воздушным охлаждением осуществляется снаружи помещений, на открытом воздухе. Конденсатор устройства охлаждается с помощью системы вентиляторов. Чиллеры с воздушным охлаждением монтируют: на улице, балконе, крыше, на чердаках, а так же в помещениях без обогрева в подвалах, на чердаках, в подсобках.
Конструктивное исполнение – размещение конденсатора
Промышленные чиллеры разделяют по принципу исполнения: с выносным или со встроенным конденсатором. Выносной конденсатор используется для вывода на улицу, что позволяет монтировать устройство вне помещения, экономить площадь, а также часто даёт возможность отказаться от дорогостоящей незамерзающей жидкости. Ремонт чиллера с выносным конденсатором также во многих ситуациях проводится на порядок быстрее, чем устройства со встроенным конденсатором.
Моноблочные чиллеры (со встроенным конденсатором) – представляют собой автономную холодильную машину, к которой подключаются только трубопроводы от насосной станции и питание. Моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением могут иметь осевой или центробежный вентилятор. Осевые вентиляторы дешевле, но создают очень малый напор воздуха, поэтому чиллер с осевым вентилятором можно размещать только на открытом месте — на крыше, на стене здания и т.п. Центробежные вентилятры создают более сильный напор воздуха, поэтому чиллеры с такими вентиляторами можно размещать внутри помещения, обеспечив забор и выброс наружного воздуха через воздуховоды
Абсорбционный чиллер
Абсорбционные чиллеры работают на отработанной технической горячей воде (так называемой, «обратке»). Такие чиллеры не получили широкого распространения в России, т.к. в большинстве случаев обратка, по технологическму циклу, подается сразу в котельную для нового цикла. Схема такого чиллера включает в себя генератор, испаритель, абсорбер и конденсатор. В общем случае абсорбционный чиллер отличается пониженным потреблением электроэнергии при достаточно высокой производительности.
Расчет холодопроизводительности чиллера
В первую очередь по формуле расчет холодопроизводительности чиллера, в которой участвует объем охлаждаемой жидкости; изменение температуры жидкости, которое надо обеспечить охладителем; теплоемкость жидкости; ну и конечно время за которое этот объем жидкости надо охладить — определяется мощность охлаждения:
Формула охлаждения, т.е. формула вычисления необходимой холодопроизводительности:
- Q = G*(Т1- Т2)*Cрж*pж / 3600
- Q – холодопроизводительность, кВт/час
- G — объёмный расход охлаждаемой жидкости, м3/час
- Т2 — конечная температура охлаждаемой жидкости, оС
- Т1 — начальная температура охлаждаемой жидкости, оС
- Cрж -удельная теплоёмкость охлаждаемой жидкости, кДж/(кг* оС) pж — плотность охлаждаемой жидкости, кг/м3
—
* Для воды Cрж*pж = 4,2
По данной формуле определяется необходимая мощность охлаждения и она является основной при выборе чиллера.
Формулы пересчета размерностей чтобы рассчитать холодопроизводительность водоохладителя:
- 1 кВт = 860 кКал/час
- 1 кКал/час = 4,19 кДж
- 1 кВт = 3,4121 кБТУ/час
Выбор чиллера по параметрам
Выбирая чиллер, обращайте внимание на следующие параметры устройства:
- — Мощность, то есть холодопроизводительность (см. формулу выше);
- — Экономию электроэнергии в различных режимах работы;
- — Возможность использования в качестве замены одноконтурных установок без существенных переделок системы в целом;
- — Экологичность и безопасность для окружающей среды;
- — Низкий уровень издаваемого при работе шума;
- — Высокая надёжность и ремонтопригодность;
- — Наличие защитной и контролирующей автоматики;
- — Площадь размещения устройства.
При установке чиллера в систему вентиляции необходимо выполнить предварительную проверку всех устройств системы и итоговое приёмочное тестирование.