Чиллеры (от англ. “to chill” – охлаждать) – это специализированные устройства, предназначенные для охлаждения воды или другой жидкости. Они используются в различных отраслях промышленности, в системах кондиционирования, а также в быту. В зависимости от типа конструкции и принципа работы, чиллеры могут иметь разные характеристики и области применения. В данной статье мы рассмотрим основные типы чиллеров, их особенности, преимущества и недостатки, а также область применения каждого из них.
Воздушные чиллеры
Воздушные чиллеры (Воздухоохлаждаемые чиллеры) являются наиболее распространенным типом и используются для охлаждения и конденсации хладагента в системе кондиционирования воздуха и промышленном холодоснабжении. Принцип их действия основан на том, что хладагент (как правило, фреон) испаряется и забирает тепло из помещения. Затем хладагент поступает в конденсатор, где охлаждается и конденсируется, отдавая тепло в окружающую среду. После этого хладагент проходит через дросселирующий клапан и возвращается в испаритель. В свою очередь, воздушные чиллеры делятся на моноблочные NASA и с выносным воздушным конденсатором NCSA.
Воздушные чиллеры (NCSA) с выносным воздушным конденсатором отличаются от чиллеров с моноблочным исполнением тем, что в первом случае конденсатор устанавливается отдельно от основного блока установки. Это позволяет уменьшить шум и вибрацию, а также упрощает процесс обслуживания и ремонта. Кроме того, такие чиллеры обычно имеют бОльшую мощность и могут использоваться в широком диапазоне температур. Также выносной конденсатор будет полезен при необходимости разнести помещение (место установки основного агрегата) и тепловыделяющий блок (конденсатор)
Преимущества воздушных чиллеров:
- Нормальная эффективность (COP = 3-4);
- Простота обслуживания;
- Надежность и долговечность.
Недостатки:
- Средний уровень шума;
- Ограниченная мощность (до 1400 кВт в одной машине);
- Сравнительно большие габариты при мощности 1000 кВт и более для моноблочных машин;
- Большая зависимость от температуры наружного воздуха;
- Отсутствие возможности получить низкий и средний холод (Т ≤ -5).
Область применения практически не ограничена. Но чем выше требуется холодильной мощности, тем больше компрессоры потребляют электроэнергии.
Для примера: на 1000 кВт холодильной мощности электропотребление компрессоров будет составлять порядка 300-350 кВт/ч. А если таких чиллеров будет 3?
В этом случае стоит присмотрится к водоохлаждаемым машинам (чиллерам с водоохлаждаемым конденсатором).
Чиллеры с водоохлаждаемым конденсатором
Чиллеры с водоохлаждаемым конденсатором (Водяные чиллеры) являются эффективным решением для систем охлаждения. Они обладают высокой энергоэффективностью, низким уровнем шума и могут легко адаптироваться к различным условиям эксплуатации. Однако их установка и эксплуатация могут быть более дорогими, и для их работы требуется непрерывное водоснабжение. Область применения таких чиллеров включает промышленные процессы, центры обработки данных, торговые центры и другие здания с высоким потреблением энергии.
Преимущества водяных чиллеров:
- Более высокая эффективность (COP = 4-7);
- Большая единичная мощность в сравнении с воздушными чиллерами;
- Надежность и долговечность;
- Возможность получить теплоноситель температурой -5 и ниже.
Недостатки:
- Стоимость. Установка и эксплуатация чиллеров с водоохлаждаемым конденсатором могут быть дороже по сравнению с традиционными чиллерами с воздушным охлаждением;
- Требования к водоснабжению. Для работы этих чиллеров требуется непрерывный источник воды, что может быть проблемой в некоторых регионах;
- Затраты на водоподготовку.
Чиллеры с водоохлаждаемым конденсатором применяются в том случае, когда необходимо спроектировать более энергоэффективную систему охлаждения. Т.к. СОР таких чиллеров может составлять 7, это значит, что на 1000 кВт холодильной мощности чиллер будет потреблять около 150-200 кВт/ч.
Дополнительно отметим, что чиллеры можно разделить по типу компрессора следующим образом:
- Винтовые компрессоры обычно используются в чиллерах большой мощности (более 400 кВт), так как они способны обеспечить более высокую производительность и эффективность. NWRA – водоохлаждаемый винтовой чиллер. NARA – Винтовой чиллер с воздушным конденсатором.
- Спиральные компрессоры чаще используются в моделях меньшей мощности (менее 350 кВт) из-за их компактных размеров и более низких требований к техническому обслуживанию. NWSA – чиллер с водоохлаждаемым конденсатором и спиральным компрессором. NASA – чиллер с воздушным конденсатором и спиральным компрессором. NCSA — Чиллер со спиральным компрессором и выносным воздушным конденсатором.
Выбор между винтовыми и спиральными компрессорами зависит от требуемой мощности системы, условий эксплуатации и предпочтений заказчика.
В мире чиллеров существует и особенный представитель.
Химические чиллеры или абсорбционные бромистолитиевые холодильные машины (АБХМ)
Используются для охлаждения различных сред, таких как вода, воздух и технологические жидкости. Они основаны на принципе поглощения тепла хладагентом, который затем испаряется и охлаждает рабочую среду.
Основные преимущества химических чиллеров включают высокую эффективность (до 80% и выше), низкие эксплуатационные расходы, возможность использования низкопотенциального тепла и отсутствие движущихся частей. Однако их применение ограничено из-за высокой стоимости и необходимости использования специальных хладагентов.
В химической промышленности АБХМ используются для охлаждения реакторов, конденсаторов и других теплообменников, а также для утилизации тепла в процессах перегонки и ректификации. В нефтегазовой отрасли они применяются для охлаждения скважин и оборудования, а также в процессах закачки воды в пласт. В энергетике АБХМ могут использоваться для охлаждения турбин и генераторов, а также в системах утилизации тепла дымовых газов.
Преимущественно АБХМ используют 4 основных вида тепловой энергии:
- Горячая вода. С температурой 75 градусов и выше.
- Пар
- Выхлопные газы
- Природный газ / дизельное топливо
Применение АБХМ позволяет существенно экономить на электроэнергии, т.к. 1000 кВт холодильной мощности потребуют около 10 кВт электроэнергии. В случаях, когда есть бесплатная или дешевая тепловая энергия – АБХМ незаменимый продукт холодильной индустрии.
