Что такое чиллер в холодильнике
Принцип работы чиллера
Принцип работы чиллера во многом сходится с механизмом стандартного кондиционера. В двух агрегатах задействован парокомпрессионный холодильный цикл, который и обеспечивает охлаждение жидких веществ. Все холодильные машины схожи по своему строению, отличается только модель и способ охлаждения.
Устройство чиллера
Агрегаты, вырабатывающие холод, имеют в своем строении следующие элементы:
В отличие от кондиционера или холодильника, чиллер охлаждает не воздух, а вещества, которые предназначены для перенесения холода, например, вода или гликолевый раствор. А уже охлажденные жидкости переносятся по трубам к тому месту, где требуется холод.
Принцип работы чиллера для чайников
Например, в кондиционере циркулирует фреон. Охлажденный газ проходит через радиатор внутреннего блока. Радиатор внутреннего блока обдувается воздухом. В результате воздух охлаждается, а фреон нагревается и уносится в компрессор.
В чиллере вместо фреона — вода. Холодная вода проходит через радиатор внутреннего блока. Радиатор внутреннего блока обдувается теплым воздухом из комнаты. Воздух охлаждается, а вода нагревается и уносится обратно в чиллер.
Теплообменник чиллера фреон-вода
Теплообменник для чиллера устроен таким образом, что внутри него существует два контура:
Оба контура теплообменника соприкасаются между собой через металлические стенки, но фреон и вода, естественно, между собой не перемешиваются. Для большей эффективности, движение происходит навстречу друг другу.
В теплообменнике фреон-вода происходит следующее:
Компрессор для чиллера
Компрессор является главной частью любой кондиционерной машины, внутри него активизируются основные процессы агрегата, поэтому на работу этого элемента уходит значительная часть энергии. Компрессорная установка нацелена на сжатие паров действующего вещества прибора (фреона). После того, как пар перешел в сжатое состояние, а давление внутри агрегата повысилось, начинается процесс конденсации.
Современные компрессоры нацелены на всестороннюю экономию энергии, они оснащены инновационными деталями, которые помогают сохранить энергетическую эффективность и оптимизировать управление прибором. Принцип работы системы чиллер фанкойл заключается в рациональном расходе энергии, а также минимизации шума при работе агрегата.
Такие современные приборы отличаются:
Принцип работы чиллера фанкойл основан на использовании минимального количества энергии и максимальной выдаче тепловых результатов.
Чиллер с выносным конденсатором
Существуют виды охлаждающих приборов, которые можно использовать удаленно от места нахождения конденсатора. Принцип работы чиллера с выносным конденсатором основан на высокой мобильности и универсальности. Такие приборы имеют элементарное строение и простую схему эксплуатации.
Выносной конденсатор чиллера может работать на двух типах вентиляторов:
Благодаря универсальности, удобству и высокой эффективности такие аппараты используются повсеместно для производственных нужд.
Единственное ограничение — чиллер с выносным конденсатором может быть использован только для охлаждения. Задействовать обратный холодильный цикл для нагрева жидкости не получится.
Абсорбционный чиллер фанкойл
Абсорбционные приборы отличаются от стандартных чиллеров строением и схемой эксплуатации. Принцип работы абсорбционного чиллера основывается на использовании раствора бромида лития (LiBr), который поглощает испарения внутри агрегата, переходя в состояние разбавленного вещества. Полученный раствор отправляется в генератор, где нагревается и выпаривается под воздействием пара или выхлопных газов. Раствор бромида лития (LiBr) возвращается в свое прежнее состояние, и направляется к своим истокам – в абсорбер. Тем временем полученный пар из воды подходит к конденсатору, чтобы замкнуть цикличный процесс и повторить процедуру вновь. Аппараты на абсорбционной системе охлаждения используются в производственных сферах для выполнения масштабных работ.
Видео о принципе работы чиллера
Что такое и для чего нужен чиллер: основные сведения об аппарате
Регулярное появление новой, «непонятной» техники вынуждает еще неосведомленных потенциальных покупателей совершать подвиг — самостоятельно узнавать о том, что это за конструкция, и для чего она предназначается. Поскольку комфорт в доме, особенно в изнуряющую жару, в состоянии обеспечить только климатическое оборудование, его сложно назвать «баловством». Из-за востребованности данной техники ассортимент таких бытовых приборов расширяется. Одними из «таинственных» агрегатов стали чиллеры, поэтому многих интересует, что это за устройство, каков принцип его действия. Прежде всего, владельцы недвижимости хотят узнать, для чего нужен чиллер, затем интересуются, целесообразно ли его использование для кондиционирования частного дома.
Что такое чиллер?
Прежде чем разбирать вопрос о том, для чего нужен чиллер, надо определить для себя, что это за оборудование. Если перевести слово «Chiller» с английского, то получится, что чиллер — охлаждающая машина, «холодильник». Но его отличие от известного бытового прибора одно: аппарат охлаждает не воздух, а только вещества, использующиеся для транспортировки холода — воду, антифриз.
Существует мнение, что этот агрегат просто большой кондиционер, однако это утверждение не совсем корректно. Отличия есть, и они существенны. Если сравнивать такой вид климатического оборудования с популярными сплит-системами, то его можно назвать наружным блоком. К нему подключают большое количество внутренних модулей. Последние конструкции называют фанкойлами — от английских слов fan (вентилятор) и coil (теплообменник). Такую раздельную систему кондиционирования называют чиллер-фанкойл.
Как по функционалу, так и по внешнему виду, это оборудование очень напоминает привычные сплит-системы. Серьезное отличие одно: это то, что работают фанкойлы на воде либо на антифризе. Хладагент «путешествует» исключительно в чиллере. Как и в сплит-системах перенос тепла или холода там осуществляется благодаря конденсации и испарению фреона. Внешний блок точно так же, как в сплит-системах, соединяется с внутренними устройствами магистралью, но в ней циркулирует вода или гликоль, его смеси с водой (пропиленгликоль, этиленгликоль), либо производные.
Чиллер: элементы и принцип работы
Главными из элементов устройства являются те же приборы, что и в наружном блоке сплит-системы. В состав чиллера входит:
Первый элемент имеет два контура: в одном циркулирует жидкость (вода, раствор, производные гликоля), в другом — хладагент. Оба элемента расположены максимально близко друг к другу. Чтобы повысить эффективность оборудования, используется встречное движение жидкости/фреона.
Работа чиллера практически не отличается от «труда» холодильника. Компрессор сжимает хладагент (0°) в конденсаторе. Во время этого процесса сильно повышается давление вещества, из-за чего оно конденсируется, переходит из газообразного состояния в жидкое (60°). Там же фреон отдает тепло воде либо воздуху.
Затем, охладившись (30°), жидкость поступает в испаритель. В нем она расширяется, снова превращается в газ. Во время процесса испарения его температура становится максимально низкой (-15°). Затем фреон следует в теплообменник, где способствует охлаждению жидкости в магистрали (0°). Потом цикл повторяется.
Холодная вода возвращается в фанкойлы. Там, благодаря радиаторам, она охлаждает воздух. Если рассматривать второй режим — обогрев, то работа (циркуляция) происходит в обратном порядке. В этом случае в фанкойлы попадает теплая жидкость, которая нагревает воздух в помещении.
Что такое фанкойл?
Рассмотрев, что представляет собой герой этого «набора букв», для чего нужен чиллер, нельзя игнорировать второй главный элемент универсальной системы чиллер-фанкойл. Если говорить кратко, то это компонент системы кондиционирования. Как уже было отмечено, любое внутреннее устройство имеет две части — вентилятор и теплообменник. Чтобы защитить блок от невесомого мусора, в нем присутствует фильтр грубой очистки. Практически все современные модели оснащаются пультом дистанционного управления.
«Фанкойлами» нередко называют внутренние модули обычных сплит-систем. Точно так же, как в случае с мульти-сплит, в здании могут быть установлены несколько устройств, даже разных конфигураций. Настроить работу модулей можно двумя способами: или в общем режиме, или в автономном, отдельно для каждого устройства.
По способу монтажа выделяют несколько видов фанкойлов. Есть модели:
Помимо этих разновидностей существуют «всемогущие» универсальные блоки, которые можно устанавливать в любом месте. Кроме того, есть корпусные и бескорпусные модули. Последние можно «спрятать» за декоративными панелями или подвесными потолками.
Плюсы и минусы чиллеров
Прежде чем рассматривать любого претендента в качестве «своего оборудования», необходимо узнать его сильные и слабые стороны. Поэтому сначала лучше познакомиться с плюсами и минусами таких систем.
Преимущества
Главное достоинство — удобство чиллеров. Если для сплит-систем предусматривается максимально возможное расстояние между внешним и внутренним (или несколькими) блоком, то в связке чиллер-фанкойл дистанция может быть существенно увеличена.
Для кондиционеров пределом становится один или несколько десятков метров. При увеличении данного значения сразу падает их эффективность. Длина магистралей между чиллером и фанкойлами может составлять более 100 м. Да, некоторое снижение эффективности наблюдается, однако оно не так заметно, как у сплит- либо мульти-сплит-систем.
К другим плюсам чиллеров с полным правом можно отнести:
Еще одним достоинством чиллеров можно считать то, что они не портят фасад здания. Как правило, эти элементы устанавливают либо на крыше, либо в помещениях. Возможность использования в любое время года — достоинство таких устройств, но существует одно исключение из правил: это новый тип чиллеров.
Недостатки
Несмотря на популярность такого оборудования, от минусов ему избавиться не удалось. Самый большой из них — высокая цена. К этой же «негативной категории» относятся:
Относительный недостаток оборудования — достаточно сложный монтаж, который априори подразумевает присутствие специалистов.
По этим причинам холодильные системы чиллер-фанкойл имеет смысл устанавливать только в больших зданиях, где площадь позволяет установку всех элементов. Если дом не впечатляет габаритами, а комнаты не слишком просторные, то лучше остановиться на привычных сплит-системах, эффективных, но относительно небольших.
Разновидности оборудования
Есть холодильные машины двух видов — с воздушным и водяным охлаждением конденсатора. Кроме того, существует чиллер, серьезно отличающийся принципом работы. Это абсорбционная модель.
Агрегаты с воздушным охлаждением
Такие чиллеры являются более популярными. Их обычно устанавливают на крышах крупных зданий. В этом случае используют возможность теплообмена между воздухом и хладагентом. Подвидов этих чиллеров существует тоже два. Есть устройства, в которых конденсатор вынесен наружу. В другом оборудовании он встроен в прибор.
Если сравнивать оба вида по срокам эксплуатации, то победителями выйдут вторые модели. Выносной конденсаторный модуль в большей степени подвержен воздействию внешних факторов. Он быстрее выйдет из строя из-за осадков или механических повреждений. Отдельная магистраль — еще одно слабое звено.
Устройства с водяным охлаждением
В этом случае для переноса тепловой энергии используется любой источник. Им может стать бассейн, пруд, река либо другой водоем. В чиллерах с водяным охлаждением конденсатор тоже находится на расстоянии: его погружают в воду.
Данное оборудование менее зависит от температуры окружающей среды, поэтому его хладо- или теплопроизводительность более высока. Причина — большая теплоемкость воды, способность более эффективно отдавать/отбирать тепловую энергию.
Разница особенно ощутима при экстремально высоких/низких температурах. Принцип работы этих агрегатов не отличается от функционирования предыдущих устройств. Отличие только в среде, в которой находятся их конденсаторы.
Абсорбционные чиллеры (АБХМ)
Данные агрегаты кардинально отличаются от своих традиционных «соперников». В этих приборах не используется компрессионный способ переноса тепловой энергии, поэтому в роли хладагента выступает слабая смесь, состоящая из воды и, например, бромида лития. Двигаясь по холодильному контуру, эти компоненты непрерывно взаимодействуют. Они либо смешиваются, либо разъединяются.
Отличие от обычных чиллеров
Отличие не только в циркулирующей жидкости и ее свойствах. В абсорбционных чиллерах другой источник энергии. Если в обычных приборах для работы главного «вечного двигателя» — компрессора — необходимо электричество, то в АБХМ используется любой вид тепловой энергии. Пример — та, что выделяется на каком-либо этапе производства, является побочным эффектом.
Основные элементы абсорбционного оборудования — абсорбер, генератор, испаритель, конденсатор, насос. В составе приборов есть дополнительные элементы: это система автоматики, вентили — дросселирующие, запорные, соленоидные. В одноконтурных чиллерах используется один генератор, в двухконтурных — два.
Принцип работы
Отличие этих моделей от обычных устройств — возможность работы только в одном режиме, на охлаждение. Сначала смесь воды и бромида нагревается в абсорбере. В процессе большая часть воды выкипает, а затем по магистрали поступает в конденсатор. В нем пары жидкости быстро охлаждаются, отдают тепло и конденсируются.
Затем конденсат следует в испаритель, где снова становится паром. Эту субстанцию поглощает бромид лития, который поступает из генератора. После поглощения и смешивания компонентов образуется слабая смесь. Она подается в генератор с помощью насоса, потом «круговорот» продолжается.
Пока этот вид оборудования предназначен только для использования на промышленных предприятиях, где есть возможность пустить в дело «лишнее» тепло. Такие установки отличаются массивностью, поэтому для бытовых условий их еще рассматривать рано.
Однако в последнее время производители занимаются разработкой компактных моделей, которые можно будет приобретать для кондиционирования частных домов. Есть уже первые, экспериментальные модели, но цена их пока очень высока.
Сферы применения оборудования
В этом случае рассматривается главный вопрос — для чего нужен чиллер. Областей применения у него много. Первая из них — кондиционирование:
Помимо основных обязанностей холодильные агрегаты могут выполнять иные задачи:
Чиллеры способны охлаждать лекарственные препараты, выпускаемые при низких температурах, медицинские установки, лазерные станки и т. п.
Особенности монтажа систем
Для чего нужен чиллер, стало более или менее понятно, однако теперь на очереди другой вопрос: есть ли какие-то особые требования к монтажу? Чтобы гарантировать эффективную работу, необходимо выполнять все правила. С основными из них лучше познакомиться еще до того, как будет сделан окончательный выбор.
Строгое соблюдение рекомендаций производителя, техники безопасности — обязательное условие. Как правило, сразу после монтажа проводят пуск и наладку агрегатов.
Как подобрать чиллер?
Кажется, что в вопросе, для чего нужен чиллер, разобраться не очень сложно. Совсем другое дело — выбор подходящего оборудования. В этом случае необходимо учитывать его будущие рабочие условия, потому что от них будет зависеть мощность устройства.
Следующим пунктом будет выбор типа конструкции — для наружного или внутреннего монтажа. В первом случае на передний план выступает надежность этой части системы чиллер-фанкойл. «Уличным идеалом» считают оборудование в оцинкованном корпусе и с теплообменниками, изготовленными из нержавеющей стали.
Определение требуемой производительности чиллера — наиболее важная операция, которая предстоит будущим владельцам. При расчете мощности учитывают:
Все притоки суммируют, получая общую тепловую нагрузку одного помещения. Аналогичным образом просчитывают все комнаты в здании. Все значения складывают. Так как при охлаждении образуется конденсат, процент влажности воздуха изменяется, расчет мощности охлаждения чиллера производят по специальной формуле. К окончательному результату для запаса мощности добавляют как минимум 20%.
Формула вычисления холодопроизводительности:
Q = G х (Т1- Т2) х Cрж х pж / 3600, где
Q — холодопроизводительность, G — расход охлаждаемой жидкости (м 3 /ч), Т1 и Т2 — ее начальная и конечная температура, Cрж и pж — ее удельная теплоемкость и плотность соответственно. Если в системе будет «работать» вода, то Cрж х pж равняется 4,2. Такие расчеты довольно требовательны, поэтому в данном случае лучше не делать их самостоятельно, а обратиться за помощью к профессионалам. Другой выход — использование онлайн-калькуляторов.
С ценами на чиллеры можно познакомиться здесь:
О работе агрегата можно узнать, если посмотреть следующее популярное видео:
Что такое чиллер и как он работает
Обновлено: 23 марта 2021.
Чиллер, что это такое и для чего он нужен? Чем отличается от кондиционеров, каков его принцип работы? Что такое чиллер для охлаждения воды и других теплоносителей? Если вы столкнулись с вопросом выбора или обслуживания климатического оборудования, об этих вещах стоит знать.
Многие считают: чиллер – просто большой кондиционер. Но такое мнение в корне неверно. Такое холодильное оборудование имеет свои отличия, особенности. В этой публикации мы расскажем, какие бывают виды чиллеров и чем они отличаются. Опишем принцип работы чиллеров для охлаждения воды с водяным, воздушным охлаждением и абсорбционных.
Чиллер: что это такое и как он работает
Чиллеры (англ. Chiller – холодильник, холодильная машина) – устройства для обеспечения охлаждения или обогрева в промышленных масштабах. Их часто используют на производствах, для обеспечения микроклимата в торговых центрах, жилых домах, офисных зданиях.
Это климатическое оборудование можно сравнить с наружным блоком кондиционера, к которому подключено большое количество внутренних. В их качестве выступают фанкойлы, поэтому такая система называется чиллер-фанкойл. Принцип работы чиллера позволяет подключить любые типы фанкойлов и их комбинации.
Как в кондиционере, производство тепла или холода происходит за счет циклов испарения-конденсации хладагента. В отличие от сплит-систем, фреон циркулирует только в устройстве.
Между основным блоком чиллера и фанкойлами проложена магистраль, по которой циркулирует вода, являющаяся теплоносителем. Иногда вместо нее используют гликоль, его производные и смеси с водой (этеленгликоль, пропиленгликоль).
Рабочий цикл
Основные элементаы чиллера:
Компрессор сжимает фреон в конденсаторе, повышая давление настолько, что он конденсируется, переходит в жидкое состояние. Его температура существенно повышается.
В конденсаторе нагретый фреон отдает тепло воздуху или воде. Он охлаждается и переходит в испаритель.
В испарителе установлен регулирующий вентиль, который контролирует количество хладагента. Фреон попадает больший объем расширяется, переходит в газообразное состояние. При испарении температура хладагента падает.
В состоянии экстремально охлажденного газа фреон переходит в теплообменник, где охлаждает воду в магистрали. Холодная вода поступает в фанкойлы, обеспечивая их работу. В радиаторах фанкойлов она охлаждает воздух.
Когда чиллер работает на обогрев, процесс такой же, но циркуляция идет в обратном порядке. Теплая вода в фанкойлах нагревает проходящий воздух.
Установка внутреннего блока чиллера (Видео)
Преимущества и недостатки
По назначению чиллеры схожи с прецизионными кондиционерами, мультизональными или мульти-сплит системами. Они призваны обеспечивать микроклимат в нескольких помещениях и больших объемах. Но имеют принципиальные отличия.
В системах чиллер-фанкойл за обогрев или охлаждение отвечает теплоноситель – вода или антифриз. В мульти-сплит системах приток холода или тепла осуществляется хладагентом – фреоном, хладоном. Из-за разницы в теплоемкости он менее эффективен, чем теплоноситель системы чиллер-фанкойл.
В мультизональном кондиционере допускается расстояние между внутренним и наружным блоком в несколько десятков метров. Чем дистанция больше, тем быстрее падает эффективность (COP) кондиционера.
Длина труб между чиллером и фанкойлом может быть более 100 метров. При этом эффективность несколько снижается, но не так сильно, как у мульти-сплита. Все зависит от скорости потока, мощности насоса, теплоизоляции труб.
Кроме эффективности, у чиллеров есть следующие плюсы:
Есть у чиллеров минусы:
Как работает чиллер с воздушным охлаждением
Холодильные машины с воздушным охлаждением конденсатора наиболее распространены. Их часто можно увидеть на крышах больших зданий. Принцип работы чиллера с воздушным охлаждением основан на теплообмене между фреоном и атмосферным воздухом.
Различают два вида такого оборудования:
В первом случае блок конденсатор находится на удалении от основного блока и связан с ним магистралью, по которой циркулирует фреон. Такие установки дороже, но удобнее в обслуживании – внутренний блок можно установить в помещении.
Чиллеры с встроенным конденсатором выполнены в виде моноблока. Их монтируют снаружи здания, в основном на крыше. Их стоимость ниже, но обслуживание затруднено.
Холодильные машины с выносным конденсатором подвержены влиянию внешних факторов (осадки, механические повреждения). Они имеют меньший срок эксплуатации.
Принцип работы чиллера с водяным охлаждением
В чиллерах с водяным охлаждением конденсатора в качестве среды для отбора или сброса тепловой энергии используется вода. Это может быть пруд, река, бассейн или любой водоем. В них конденсатор находится отдельно от основного блока и погружен в воду.
Такие устройства имеют хорошую тепло- и хладопроизводительность. Они меньше подвержены зависимости от температуры окружающей среды.
На вопрос как работает чиллер с водяным охлаждением, можно ответить просто – точно так же, как с воздушным. Единственное отличие в том, что конденсатор погружен в воду, а не находится на открытом воздухе.
При этом чиллеры с водяным охлаждением более эффективны, чем с воздушным. Дело в том, что вода имеет большую теплоемкость и способна более эффективно отбирать или отдавать тепло. Но рассчитать разницу в энергопотреблении чиллеров двух вариантов можно только на индивидуальном примере.
Абсорбционный чиллер
Абсорбционный чиллер или АБХМ имеет отличный от других видов принцип работы. В его конструкции отсутствует компрессор, а давление внутри системы повышается за счет внешних источников тепла. Такое оборудование может использовать низкотемпературную тепловую энергию.
Подробнее о функционировании абсорбционных чиллеров читайте в статье «Принцип работы АБХМ».
В последнее время производители ведут разработки холодильных машин малой мощности, которые можно было бы использовать в быту. Уже существуют опытные модели, но их стоимость слишком велика. Прогнозируется, что через 10-15 лет можно будет установить абсорбционный чиллер для обеспечения микроклимата в частном доме.
Вопрос-Ответ
Какие бывают типы чиллеров
По принципу работы чиллеры бываю парокомпрессионные и абсорбционные. По типу охлаждения или нагрева хладагента бывают чиллеры с воздушным и водяным охлаждением.
Для чего нужен чиллер
Чиллер необходим для нагрева или охлаждения воды или антифриза. Они используются как теплоноситель или хладагент в фанкойлах и другом климатическом, нагревательном или холодильном оборудовании.
Надеемся, статья была вам полезна, вы узнали что такое чиллер и его принцип работы. Если вы хотите высказать свое мнение или задать вопрос – это можно сделать в комментариях. Не забудьте поделиться статьей в соцсетях 