Чиллеры для охлаждения воды

Существует множество разновидностей чиллеров, название которых так или иначе связано с водой. Они комплектуются различными составляющими, а принцип их работы имеет свои особенности. Попробуем разобраться, в чем же их принципиальные отличия.

 

Все чиллеры относятся к водоохлаждающему оборудованию. Само название «чиллер» говорит о том, что такое оборудование предназначено для работы с водой или какой-то другой средой, находящейся в жидком состоянии. Конечно, чаще всего это вода, так как она легко доступна и удобна в применении. Однако вода имеет один важный недостаток – при температурах ближе к нулю градусов она кристаллизуется, что приводит к серьезным поломкам оборудования. Чтобы избежать этого, вместо воды могут применяться другие вещества в жидком состоянии, которые не кристаллизуются при низких температурах.

Помимо воды в чиллере также циркулирует холодильный агент, который является главным веществом, используемым для охлаждения/нагрева жидкости через теплообменник.

Холодильный агент и вода никогда не смешиваются в чиллере, но они вступают между собой в теплообмен. У каждого из этих веществ есть свой контур, где они циркулируют. У холодильного агента это холодильный контур, а у жидкости – гидравлический. Единственный элемент системы, где эти два вещества могут находиться одновременно и обмениваться холодом/теплом, – это теплообменник испарителя/конденсатора чиллера.

Как и любое другое оборудование, которое применяется для получения холода, чиллер – это холодильная машина, работающая по тому же принципу, что и, скажем, домашний холодильник или кондиционер воздуха. Одним из основных элементов такой холодильной машины является компрессор. Он сжимает холодильный агент и под большим давлением он поступает дальше, в следующий обязательный элемент – конденсатор. Соединяются между собой эти два элемента, также, как и все остальные, медными трубопроводами.

Конденсатор – это второй основной элемент чиллера и любой холодильной машины, где горячий газообразный холодильный агент охлаждается, и переходит в жидкое состояние, то есть происходит процесс конденсации.

Однако на этом этапе холодильный агент все еще недостаточно охлажден (около +30…+40 °C), поэтому он поступает в следующий обязательный элемент – дросселирующее устройство. Такое устройство в разных информационных источниках может называться по-разному. Это и регулятор потока, и дроссельный вентиль, а реализованы они могут быть в виде терморегулирующего (или просто регулирующего) вентиля, электронного терморегулирующего вентиля и даже капиллярной трубки (в чиллерах небольшой производительности) и др. Именно здесь происходит резкое уменьшение давления холодильного агента, его расширение и значительное снижение температуры. Теперь хладагент готов для работы на охлаждение.

Именно с такой низкой температурой хладагент поступает в следующий основной элемент чиллера – испаритель. Там холодный жидкий холодильный агент уже в двухфазном состоянии обменивается холодом/теплом с водой. Так как вода более теплая (в случае работы чиллера на охлаждение), то холодильный агент начинает от воды нагреваться, испаряться, переходить в газообразное состояние, после чего опять поступает в компрессор на сжатие. Цикл повторяется многократно.

В свою очередь охлажденная вода при помощи циркуляционного насоса или насосов гидравлического модуля подается по трубопроводам в фанкойлы или в теплообменники приточных установок для охлаждения воздуха в помещении.

   

Опишем, каким образом в конденсаторе осуществляется отвод тепла от холодильного агента. Самый распространенный и простой, но имеющий серьезные недостатки способ – это отвод тепла с помощью окружающего воздуха (воздушный конденсатор). 

Более подробно остановимся на другом способе – с помощью водяного охлаждения конденсатора.

 

Этот способ более дорогой и сложный, он предусматривает наличие еще одного водяного гидравлического контура, который служит для охлаждения и конденсации холодильного агента. Вода в таком конденсаторе нагревается, и её следует охладить, чтобы снова направить в теплообменник конденсатора. Такое охлаждение происходит в драйкулере или в «сухом» охладителе. Несмотря на наличие еще одного гидравлического контура, громоздкость и большую стоимость, у чиллера с водяным конденсатором имеется одно неоспоримое преимущество: вода, в сравнении с воздухом, имеет лучшие теплообменные характеристики и меньше подвержена перепаду температуры в летний и зимний периоды года.

Именно чиллеры с водяным конденсатором сокращенно называются «водоохлаждаемыми чиллерами».

Также хотелось бы отметить, что чиллеры хоть и имеют одно название, но конечную среду – воду – могут охлаждать до различных температур. Чиллер для кондиционирования охлаждает воду не ниже, чем до +5 °C, и именно исходя из этих условий производитель компонует его соответствующими элементами определенной производительности. Для более низких температур предусмотрены чиллеры с другими техническими характеристиками, рассчитываются и изготавливаются такие чиллеры в каждом случае отдельно.