17.10.2022
ITBreeze LLC

Что такое чиллеры?

Мы много говорим о них, и также много знаем. Поэтому решили поделиться своими знаниями и наблюдениями. Рассмотрим виды и показатели чиллеров, а также типы компрессоров.

Чиллеры – это холодильные машины, предназначенные для охлаждения жидкостей (воды, гликолей, иных жидких сред).

Каждый сталкивается с этим оборудованием в повседневной жизни.  Это важная часть многих процессов в разных сферах – от производства напитков до обогрева помещений.

Основные функции чиллера:

  • поддержание температуры жидкости для охлаждения рабочих помещений, технологических аппаратов,  теплообменников, емкостей в технологических процессах;
  • поддержание температуры жидкости для последующего обогрева рабочих помещений;
  • утилизация теплоты конденсации.

В каких областях применяются чиллеры?

Охлаждение воздуха в торговых и складских помещениях:

Этот тип холодильных машин наиболее популярен в составе системы центрального кондиционирования в разных помещениях – торговых, производственных, офисных.

При производстве напитков, а именно охлаждение:

  • готовых напитков — минеральной воды, сиропов, соков;
  • водных растворов спирта при изготовлении водки, джин-тоников;
  • контроль за температурой, необходимой для хранения пивного сусла.

Приготовление хлебобулочных и кондитерских изделий, а именно охлаждение:

  • питьевой воды для замеса теста;
  • технологической воды, предназначенной для остужения сгущенного молока, шоколада.

В промышленности при охлаждении:

  • оборотной воды при выпуске печатной продукции;
  • пресс-форм при изготовлении пластмассовых изделий.

Чиллеры делятся на 2 основные вида: абсорбционные и парокомпрессионные.

Абсорбционные чиллеры

 – группа оборудования, активно набирающая популярность, ввиду больших возможностей в экономии электроэнергии на предприятиях. Основным источников энергии является бросовое тепло (пар низкого давления, горячая вода, выхлопные газы), выделяемое оборудованием в результате осуществления различных технологических процессов на производстве. Таким образом, избыточное тепло не выбрасывается в атмосферу, а становится вторичным энергетическим ресурсом, используемым для различных нужд предприятий, например, системы отопления или ГВС.

Парокомпрессионные чиллеры

 — это наиболее распространенный 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.

Чиллеры могут иметь разную мощность и холодопроизводительность, и делятся по следующим показателям:

  • конструктивное исполнение — имеют встроенный или выносной конденсатор;
  • тип охлаждения конденсатора — воздушное, водяное;
  • схемы подключения;
  • наличие насосного агрегата
  • по типу компрессора: поршневые, винтовые, спиральные, центробежные турбокомпрессоры.

При выборе того или иного типа компрессора необходимо руководствоваться следующими требованиями:

  1. Используемый хладагент
  2. Потребная холодопроизводительность
  3. Ограничения по потребляемой мощности
  4. Температура хладоносителя на выходе из чиллера
  5. Температура окружающей среды в зоне расположения конденсатора или охладителя жидкости
  6. Требования по ремонтопригодности компрессоров
  7. Ограничения по габаритным размерам
  8. Глубина и способ регулирования производительности всего чиллера и единичных компрессоров

Тип компрессора имеет большое влияние на точность выполнения графика нагрузки чиллеров.

Рассмотрим 3 типа компрессоров.

Традиционно в чиллерах большой мощности применялись поршневые или винтовые компрессоры.

В поршневых компрессорах газ сжимается в объеме цилиндра при поступательном ходе поршня, имеет большое количество движущихся частей и низкую эффективность. Также, имеет высокий уровень шума и вибрации при эксплуатации, есть необходимость их регулярного обслуживания. Такие чиллеры могут оснащаться ступенчатыми или плавными системами регулирования производительности.

В России поршневые компрессоры широко используются OEM-производителями при изготовлении чиллеров для технологического охлаждения.

Наибольшую популярность среди производителей чиллеров завоевали компрессоры Bitzer (Германия), Danfoss (Франция – Дания), BOCK (Германия), Frascold (Италия).

В винтовых компрессорах газ сжимается в пространстве между двумя винтами (в случае двухвинтовых компрессоров) или между корпусом компрессора и винтом (в случае одновинтового). Имеют сложную конструкцию, и очень высокую стоимость. Производство низкорентабельно.

Обслуживание трудоемко и требует высокой квалификации персонала.

Винтовые компрессоры используются в изготовлении чиллеров как зарубежными заводами-производителями, так и отечественными OEM-производствами. Винтовые компрессоры имеют возможность ступенчатого или плавного регулирования производительности.

Основные лидеры среди винтовых компрессоров, используемых в современных чиллерах: Bitzer (Германия), RefComp (Китай), Fusheng (Китай).

В последние годы на рынке появились новые компрессоры типа SCROLL (спиральные), которые лишены характерных недостатков поршневых и винтовых компрессоров. Scroll-компрессоры обладают высокой энергетической эффективностью, низким уровнем шума и вибраций и не нуждаются в обслуживании. Сжатие рабочего газа происходит в полости между двух вращающихся спиралей. Этот тип компрессоров прост по конструкции, очень надежен и недорог. Однако, их производительность не превышает 40 кВт.

Спиральные компрессоры используются при изготовлении чиллеров зарубежными и отечественными OEM-производствами. Получили широкое распространение в системах кондиционирования воздуха.

Основные лидеры среди спиральных компрессоров, используемых в современных чиллерах: Copeland (США), Dandoss (Дания).

Чиллеры на базе инверторных центробежных турбокомпрессоров представляют собой высокоэффективные холодильные установки, работающие без применения компрессионных масел, используемых для смазки подвижных силовых узлов и компонентов холодильного контура – технология «oil free». Это позволяет предотвратить потери холодопроизводительности и теплоотдачи оборудования при его долговременной работе, способствует снижению потребляемой мощности чиллера и сокращает количество мероприятий по сервисному обслуживанию агрегатов.

В конструкции используются магнитные подшипники. Ротор компрессора вращается в торовидном магнитном поле, а специальные датчики автоматически стабилизируют его положение в случае даже несущественных отклонений. Расположение магнитного вала корректируется до 100 раз в секунду! Стартовый ток турбочиллера не более 5А.  Плавная регулировка производительности осуществляется с учетом реальных значений тепловой нагрузки всего здания и показателей температуры конденсации чиллера. Посредством, изменения частоты вращения ротора, производительность компрессора варьируется в диапазоне от 30 до 100%.

Главным достоинством данных чиллеров является их высокая энергоэффективность, особенно если речь идет о неполной нагрузке, при которой системы охлаждения работают в среднем до 93-98% всего времени эксплуатации.

В случае сравнения с чиллером на базе спирального компрессора, при 50% нагрузке, коэффициент энергоэффективности чиллера с центробежным турбокомпрессором будет составлять 86%.

А среднегодовое потребление электроэнергии чиллером с турбокомпрессором на 30-35% ниже, чем среднегодовое энергопотребление чиллером с винтовым компрессором.

Основным недостатком данных чиллеров и компрессоров является трудоемкое высокотехнологичное производство и высокая первоначальная стоимость оборудования.

Основным производителем центробежных турбокомпрессоров является Danfoss Turbocor (Дания – США).

Грамотный подбор и установка чиллеров всегда дает отличный результат и обеспечивает нужную температуру – как в качестве обогрева, так и охлаждения.

Важно верно подобрать тип и мощность устройства и тогда получится без труда и дополнительных затрат регулировать температуру.

Если вы сомневаетесь в необходимости установки чиллера на предприятии или не можете определиться, то мы можем помочь оценить необходимость оборудования под ваши процессы и помочь с выбором.


Другие статьи