З повітряним конденсатором охолодження є холодильні машини, які використовуються для нагрівання або охолодження рідкого теплоносія. Як теплоносій використовують воду або антифриз (пропілен або етиленгліколь). Залежно від принципу роботи та відведення тепла чиллери можна розділити на моделі з повітряним та водяним охолодженням. Найчастіше використовуються установки з повітряним типом охолодження. У сучасних системах повітряні чиллери виконують роль переносника тепла. Тепло від холодоносія перебирає випарник, а відповідає за скидання цього тепла назовні. Найбільш простим способомпередачі тепла назовні є передача його зовнішньому повітрі. Саме цим і займається конденсатор у повітряних чилерах.

Конденсатор повітряного охолодження

Сучасний конденсатор повітряного охолодження представлений у вигляді трубчасто-ребристого теплообмінника. Принцип роботи полягає в тому, що робоча речовина протікає трубками холодильного контуру. Як цю речовину часто називають.

Трубки та ламелі обдуваються повітрям зовні. У процесі обдування гарячі трубки з холодоагентом охолоджуються. Також необхідно досягти високої ефективності роботи самого чиллера для швидкого охолодження холодоагенту. Досягти цієї мети можна кількома шляхами.

По-перше, для охолодження на трубки насаджуються спеціальні ребра. Для цього найчастіше використовують мідні трубки у поєднанні з алюмінієвими ребрами. Товщину ребер та їх частоту необхідно проектувати виходячи з міркувань ефективності роботи системи та максимального тепловідведення. Це дозволить досягти максимальної ефективності роботи всієї системи.

По-друге, важливо правильно спроектувати конструктивні особливостітеплообмінників.

Конструктивні особливості сучасних конденсаторів повітряного охолодження

Потрібно подбати про те, щоб з конструктивної точки зору через конденсатор проходило максимальну кількість повітря. При цьому забезпечуватиметься високий рівень теплозйомки. Досягти таких результатів можна кількома способами.

Спочатку всі конденсатори робили прямокутної форми, а встановлювали вертикально. Вони кріпилися з боків найхолоднішої машини. З розвитком технологій та зміною підходів, ця конструкція була змінена та вдосконалена. Для цього стали використовувати нові конденсатори з W-подібною формою, що дозволило значно покращити ефективність роботи.

Таке рішення допомогло максимально оптимізувати повітряний потік та забезпечити ефективне та швидке охолодження. Чиллери стали працювати продуктивніше, при цьому знизилося споживання електроенергії для вентиляторів конденсатора. Також вдалося покращити тепловідведення та знизити в цілому температуру конденсації.

Необхідно розуміти, що зниження навіть на 1 ° С температури конденсації покращує ефективність (холодопродуктивність) роботи холодильної машини. Таке рішення призводить до підвищення енергоефективності на 3%, при цьому зберігається та ж холодильна потужність, що генерується.

Різновиди чилерів із повітряним конденсатором

Вентилятори для конденсаторів повітряного охолодження

Для прогону зовнішнього повітря за допомогою конденсатора застосовується вентилятор. Найчастіше він підлягає встановленню зверху холодильного агрегату: повітря втягується з боків чиллера, далі проходить крізь конденсатор, тим самим, охолоджуючи його, після чого викидається назад на вулицю строго вертикально вгору.

До того ж, чимала увага приділяється саме вентиляторам, оскільки вони представлені другим за показником величини енергоспоживачами лише після компресора та можливо насоса.

Чилери з осьовими вентиляторами

Процес охолодження конденсаторів відбувається за допомогою припливу повітря з довкілля. Головна перевага використання такого обладнання – це унікальна можливість застосування для впровадження систем кондиціювання включно незадіяних площ. Основним його мінусом є шум, що неминуче є супутньою складовою при роботі механізмів. Для мінімізації або усунення такого недоліку виробники використовують спеціальні вентилятори, які мають знижений рівень шуму і мають лопаті особливої ​​форми. Досить часто це призводить до збільшення певних габаритів конструкції, саме тому споживачеві може бути запропонована така альтернатива, як знижений рівень шуму або малі розміри. Досить часто виробляють чилер з виносним конденсаторомколи він розташовується на вулиці, а сам холодильний модуль у приміщенні.

Чилери з відцентровими вентиляторами

Чиллер, який наділений відцентровим вентилятором, підлягає встановленню всередині будівель. Як приплив охолоджуючого повітря, і відведення тепла відбувається завдяки системі воздуховодов. У свою чергу, вентилятори відцентрові, які характерні значним статичним набором, що дає можливість подолати опір повітря, здатні переміщати повітря. Важливим достоїнством устаткування такого типу є все сезонність роботи, його можна використовувати за різноманітних погодних умов, а також температурі навколишнього середовища. Для того, щоб не виникало нестачі установок під агрегати обов'язково має бути виділений спеціальний майданчик габаритного розміруусередині споруди. Крім того, на створення обов'язкової мережі повітроводів будуть потрібні допоміжні витрати.

Принцип роботи чиллера – холодильний цикл

є різновидом холодильної машини, яку використовують для охолодження всіх типів. Цей пристрій функціонує за рахунок холодильного циклу парокомпресійного типу. Аналогічний цикл застосовують також у звичайних кондиціонерах. В цілому, штучний холододержують за допомогою простих фізичних процесів - розширення, стиснення та конденсації робочих речовин або холодильних агентів.

Поняття та особливості холодильного циклу

Принцип роботи допоможе швидко визначитися із моделлю холодильної машини при покупці. І тут не обійтися без визначення холодильного циклу. Йдеться про круговий процес, який задіяно при охолодженні в чилерах. Цикл холодоагенту включає 4 базові етапи:

1. компресор. Цей агрегат є ключовою складовою кожної холодильної установки. Він підтримує нормальний перебіг холодоагенту у системі. У компресор надходить охолоджений холодоагент низького тискуу формі пари, яка проходить стиск для підвищення тиску та температури. В силу малої кількості компонентів, що рухаються, компресор характеризується високою надійністю, малими вібраціями і мінімальним рівнем шуму під час роботи.
2. конденсатор повітряний. Сюди надходить пара, яка під тиском трансформується в рідкий стан. Цей процес називають конденсацією. Він необхідний для скидання тепла, що відводиться холодоагентом, в навколишнє середовище.
3. Регулятор потоку. На цьому етапі рідкий холодоагент проходить крізь регулятор потоку, охолоджуючись і знижуючи тиск.
4. Випарник. Тут холодоагент низького тиску закипає, забираючи тепло з повітря всередині приміщення та трансформуючись у газоподібний стан. Після того, як холодоагент у формі газу знову потрапляє в компресор і холодильний цикл повторюється.

Функціонування «на тепло»

Існують чиллери, які функціонують за зворотним холодильним циклом, створюючи замість тепла холод. Цей процес схожий на реверсивний режим кондиціонера. Тут конденсатор виступає як , відбираючи тепло ззовні і передаючи його холодоносію. Останній коректніше у разі називати теплоносієм.

> Виробництво холодильного обладнання > Установки охолодження рідини > Варіанти виконання та комплектації чилерів Vactekh >

Чилери з виносним конденсатором

Комплектація «з виносним конденсатором»використовується у разі неможливості розміщення обладнання зі значним тепловиділенням усередині цеху або машинного відділення (для зразкової оцінки - тепловиділення в конденсаторі (в кВт) на 30% вище, ніж холодопродуктивність чиллера (в кВт)). У приміщенні, що опалюється, встановлюється сам чиллер, а конденсатор повітряного охолодження монтується на даху, поряд з будівлею або на стіні будівлі. Для деяких східних регіонів Росії, де температура взимку протягом тривалого часу тримається на рівні - 30...-35С, це єдиний варіант комплектації водоохолоджувальних установок холодопродуктивністю понад 50-100 кВт. При замовленні чиллера з виносним конденсатором замовнику поставляється два модулі: холодильний блок (сам чиллер) та конденсатор повітряного охолодження. Залежно від продуктивності установки комплектуються виносними конденсаторами власного виробництва, виробництва фірми Searle(Англія) або HTS(Чехія).

Якщо чилер з виносним конденсатором експлуатується в зимовий періодчасу (при температурі навколишнього повітря нижче 0 С), його обладнають системою зимового пуску, що представляє систему перепускних клапанів у фреоновому контурі, яка дозволяє включитися чиллеру після тривалої стоянки при низькій температурі навколишнього середовища. Усі клапани системи зимового пуску вбудовуються всередину холодильного блоку за його виробництві.

Великі приміщення на кшталт розважальних чи торгових центрів, лікарень, готелів, виробничих цехівта складів потребують особливої ​​системи кондиціювання. Вона повинна бути тісно пов'язана з роботою систем опалення та вентиляції, і при цьому бажано, щоб вона не просто охолоджувала повітря, а й зволожувала його або осушувала залежно від особливостей будівлі. І найкраще з такими завданнями сьогодні справляються системи кондиціювання, побудовані на основі чилерів.

Що така система дає?

Чиллер- або спеціальна холодильна станція - вважається одним із найефективніших видів кліматичного обладнаннящо дозволяє створити оптимальні температурно-вологісні умови в будь-якому приміщенні. Її головна функція – охолодження води, після чого насосні установкитранспортують холодну водутрубопроводами всередину будівлі. При цьому чилери можуть бути найрізноманітнішими, проте система, побудована на їх базі, завжди має масу переваг:

• вона дає максимально ефективне охолодження(або нагрівання, якщо потрібно),
• вона економічна- чилери споживають не надто багато електроенергії в порівнянні з іншими видами кліматичної техніки,
• вона стоїть не дуже дорогийпро - найбільше користувач витратиться тільки тоді, коли розроблятиме систему кондиціювання - це найенергоємніша частина всього проекту, проте вона швидко окупиться,
• вона багатоваріантна- Залежно від потреб будівлі та її мешканців можна вибрати самі різні видиобладнання, оснащеного цілим комплексом спеціальних елементів.

Якими бувають чилери?

У продажу зустрічаються різні варіантицих агрегатів, але основними вважаються лише 6 різновидів.

1. Чиллер оснащений функцією повітряного охолодження конденсатора.

Як правило, таке обладнання працює на воді, яка виступає холодоносієм. Цей варіант вважається дуже економічним і при цьому легким з точки зору проектування та подальшого монтажу, проте чилери з повітряним охолодженням мають ряд недоліків. Серед них:

• можливість роботи лише за позитивної температури,
• відсутність регулювання високого рівнязвукового тиску (його показники часто зашкалюють за 62 дБА),
• можливість повного розморожування чиллера, якщо вода була злита в повному обсязі чи вчасно.

2. Чиллер, оснащений функцією повітряного охолодження конденсатора зовнішньої установкиі працюючий з незамерзаючими рідинами.

Як правило, як теплообмінник і холодоносій у цій ситуації виступає гліколь, проте це може бути і вода. Така холодильна станція працює у графіку 5/10 градусів, а охолоджена вода після теплообмінника відрізняється параметрами 7/12 градусів.

Переваги цієї системи такі:

• користувачеві не потрібно кожного сезону спустошувати гідравлічну систему, а потім знову її заповнювати,
• випарник чиллера ніколи не розморожується,
• система здатна працювати навіть за негативної температури зовні,
• взимку така система може інтегруватися із сухою градирнею для вільного охолодження повітря.

З іншого боку, такі чилери також мають недоліки. Серед них:

• досить висока ціна (порівняно з попередньою моделлю вони коштують приблизно на 30% дорожче),
• вище споживання електроенергії (за рахунок гліколю),
• нижча температура теплоносія,
• наявність другого гідравлічного контуру,
• необхідність використовувати додаткову автоматику, що запобігає розморожуванню теплообмінника, коли система вперше запускається взимку після тривалого простою.

3. Чиллер, оснащений вбудованою градирнею.

Це обладнання дозволяє реалізувати вільне охолодження в холодні сезони, причому автоматика самостійно вибирає оптимальний режим роботи - робота тільки градирні, робота компресора або змішаний режим. Це дозволяє досягти максимальної економії електроенергії, що робить таку систему дуже економічною і дозволяє користувачеві швидко окупити витрати на неї.

Ще однією перевагою такого варіанта є те, що холодильну станцію з таким обладнанням можна використовувати без проміжних теплообмінників.

4. Чиллер оснащений виносним конденсатором.

Система може ефективно служити в окремих умовах, проте в більшості випадків експлуатації вона характеризуватиметься лише недоліками:

• такий чилер коштує на 30-40% дорожче, ніж перший різновид,
• система не може працювати цілий ріку регіонах з холодним кліматом,
• вільного охолодження можна досягти, тільки якщо система працюватиме виключно на цю функцію,
• між чиллером і конденсатором має бути невелика відстань, що не перевищує 30 м,
• в системі міститься занадто великий обсяг фреону,
• Для установки такого чиллера потрібні виключно майстри з високою кваліфікацією.

5. Чиллер оснащений функцією рідинного охолодження конденсатора, а також сухою градирнею.

Обладнання вважається недешевим, однак у нього є безліч переваг:

• такий чилер має високу енергетичну ефективність,
• загроза розморожування станції повністю відсутня,
• система може працювати цілий рік, витримуючи температуру до -40 градусів,
• чилер працює практично безшумно,
• система надійно захищена,
• обладнання можна встановлювати на даху, і навантаження на покрівлю буде мінімальним,
• з мінімальними витратамиможна встановити додаткову функціювільного охолодження,
• відстань між чиллером і градирнею може бути необмеженою,
• чиллер не потребує складного сезонного обслуговування.

Однак при цьому така техніка буде приблизно на 60% дорожчою за перший варіант.

6. Відцентровий чилер або водоохолоджувальна станція, що має компресор відцентрового типу.

Обладнання вважається дуже ефективним, причому чим нижча температура охолоджуючої рідини, тим вища результативність роботи чиллера. Для того, щоб її підвищити додатково, можна використовувати випарну градирню, яка підтримуватиме температуру води на рівні 30 градусів. Такий варіант відмінно підійде великим будинкам, які потребують високопотужних систем.

При цьому слід зазначити ще одну важливу перевагу такої системи – капітальні витрати на неї невеликі. Але, з іншого боку, є й недоліки - контур води, що охолоджує, в такому чилері повинен постійно підживлюватися, а мінімальна продуктивність обладнання насправді складе 30% від номінального показника.

7. Абсорбційний газовий чілер, оснащений функцією водяного охолодження.

Як паливо на цьому устаткуванні можна використовувати скраплений газ - привізний або одержуваний з газопроводу (для встановлення такого чиллера до газопроводу має бути виконане надійне підключення). Також цей вид холодильної системислід комплектувати з випарною градирнею.

Якщо обладнання підключено правильно, воно продемонструє чудові переваги:

• мінімум відносних витрат споживаної енергії,
• висока окупність,
• можливість генерувати тепло взимку для опалення приміщення та гарячого водопостачання.

У той же час капітальні витрати на цей вид обладнання будуть досить високими, а мінімальна продуктивність чиллера становитиме близько 25% номінального показника. Також таке обладнання потребує підживлення контурів води, що охолоджує.

Що вибрати?

Розглядаючи всі ці варіанти, досить просто зважити все за і проти, і ви зможете приблизно уявити собі, який варіант чиллера вас би влаштував. Однак остаточний вибір слід робити з урахуванням специфіки всього об'єкта та ваших особистих побажань та вимог. Зокрема, треба буде врахувати:

• вартість та основні витрати електроенергії,
• ціну приєднання додаткових електричних потужностей,
• ціну на мережевий природний газ,
• особливості клімату, в якому ви проживаєте,
• бажані терміни окупності обладнання,
• можливість використання випарної градирні,
• можливість встановити холодильну станцію та її елементи як усередині будівлі, так і зовні,
• особливості експлуатаційних характеристикстанції при часткових навантаженнях протягом року,
• параметри охолодженої рідини та ваші вимоги до них,
• вартість технічного обслуговування чиллера протягом року (ціна на матеріали та роботу фахівців протягом року),
• термін служби устаткування.

Наприклад, якщо вам потрібно охолодити серверну, обов'язково врахуйте, що холодопродуктивність обладнання повинна бути не менше ніж 1 тис. кВт, вартість підключення додаткової енергії становитиме 1,5 тс. Дол./кВт, а мінімальна зовнішня температура буде до - 40. При цьому техніка працюватиме цілий рік і цілодобово, а газ використовуватись не буде.

Враховуючи ці дані, оптимальним варіантом чилера для серверної буде система з вільним охолодженням (чилер № 5) або чилер із вбудованою градирнею (№ 3). Останній буде на 20% дешевшим при покупці, а перший виявиться більш економічним згодом. Втім, у будь-якій ситуації всі капіталовкладення в таку систему (при рівній вартості технічного обслуговування та однакової амортизації) становитимуть 5-7 років, після чого дадуть відмінну економію. Але якщо вам при цьому знадобиться приєднати додаткові електропотужності (на рівні приблизно 100 кВт), перший варіант однозначно буде кращим з точки зору економіки.

Аналогічним чином слід підбирати чилери і будь-яких інших приміщень. І тільки провівши всі точні розрахунки та зіставивши технічне завдання з різними типамистанцій, які б могли вибрати, ви зможете підібрати оптимальну кліматичну техніку.

з виносним конденсатором від чиллера з вбудованим конденсатором (моноблочного) є у його корпусі кінцевого теплообмінника - конденсатора. Тому його ще називають «безконденсаторним» чиллером. Сам же конденсатор у конструкції присутній, але виконується у вигляді агрегату, що монтується окремо від холодильної машини.

Принципово робота безконденсаторних чиллерів не відрізняється від такої у моноблочних конструкцій, але схематично виглядає по-іншому (див. рис.): Проміжний теплоносій (як правило, вода) рухається по кільцевому контуру, проходячи через теплообмінник (випарник) холодильної установки. Там відбувається передача тепла від теплоносія до холодоагенту (фреону). Випаровування фреону забезпечується системою клапанів, датчиків температури і тиску, яке циркуляція — компресором. Ця частина схеми є загальною всім типів чиллеров.

У безконденсаторних чиллерах внутрішній (фреоновий) контур лише частково розташовується в корпусі холодильного агрегату і має висновки для підключення його зовнішньої частини, в якій знаходиться конденсатор.

Принцип розташування кінцевого теплообмінника окремо від основного холодильного обладнання допомагає значно підвищити холодопродуктивність усієї системи без істотного збільшення енерговитрат. Подібний ефект досягається шляхом встановлення конденсаторів у місцях вільної взаємодії із зовнішнім атмосферним повітрям – на дахах будівель або на відкритих майданчиках біля них. У такий спосіб монтуються конденсатори повітряного охолодження. Конденсатори з охолодженням рідини можна (і переважно) встановлювати всередині приміщень, виносячи назовні теплообмінник додаткового водяного контуру.

Переваги та недоліки чилера з виносним конденсатором

У порівнянні з чилером із вбудованим конденсатором «безконденсаторний» чилер має чимало позитивних якостей, а саме:

• - Більш вигідне співвідношення показників холодопродуктивності та енергоспоживання;
• - Відсутність необхідності в додатковому відведенні тепла з приміщення, в якому розташований чиллер;
• - можливість початкового компонування чиллера з конденсаторами різної конструкції, габаритів та потужності або переробка подібним чином вже встановленої системи. В останньому випадку відсутня необхідність заміни холодильної машини;
• - Низький рівень шуму за рахунок розміщення охолоджуючих вентиляторів поза приміщенням. Ця особливістьтакож дозволяє використовувати найбільш ощадливий варіант оснащення конденсатора осьовими вентиляторами;
• - Ефективне охолодження за допомогою «фрикулінгу» (вільного охолодження без застосування примусового обдування) в холодний період року;
• - Всесезонне використання з конденсаторами рідинного охолодження (з етиленгліколем як теплоносій у додатковому контурі). У разі охолодження проточною водою можливе постійне одержання гарячої води(за наявності її споживача).

Недоліки чиллера з виносним конденсатором найчастіше виявляються в наступному:

• — складніший, а тому — і дорожчий монтаж у порівнянні з моноблочними агрегатами;
• - Застосування конденсаторів рідинного охолодження істотно підвищує вартість всієї системи;
• - Обмежена протяжність сполучних трас між чиллером і виносним конденсатором.

Втім, останній із недоліків дуже сумнівний, оскільки досвідчені наладчики знають чимало способів його усунення.