Что такое чиллер: особенности и устройство

Чиллер – это машина для охлаждения различных жидкостей. Рассмотрим те из них, которые применяются в системах кондиционирования чиллер-фанкойл для понижения температуры воздуха в помещении.

Принцип работы чиллера

Расчетные температуры, которые закладываются в программу подбора чиллера при работе на воде, это: +7 °C выходящей воды из чиллера и +12 °C выходящей воды из фанкойлов. Во всем остальном чиллер представляет собой обычную холодильную машину, где холодильный агент первоначально сжимается в компрессоре, далее в газообразном виде проходит через маслоотделитель (если он присутствует в системе), подается в конденсатор, линейный ресивер (при наличии), после чего дросселируется в ТРВ или ЭТРВ и поступает в испаритель, где охлаждает жидкость. Охлажденная жидкость с помощью насосов подается в фанкойлы, где нагревается от воздуха в помещении и возвращается на охлаждение в испаритель холодильной машины. В испарителе холодильный агент закипает, превращается в газ и через отделитель жидкости (при его наличии) поступает обратно на сжатие в компрессор.

Изначально холодильные чиллеры использовали для охлаждения, в первую очередь, воды. Далее вода поступала либо в фанкойлы для охлаждения воздуха в помещении, либо на другие нужды.
Однако со временем появилась возможность усовершенствовать работу холодильного контура чиллера и за счет включения в него четырехходового клапана изменять работу на охлаждение или на тепло. Все современные производители чиллеров для кондиционирования воздуха имеют в своем ассортименте небольшое количество моделей холодильных машин, работающих в режиме теплового насоса. Но в основном все крупные производители холодильных машин предлагают чиллеры, работающие только в режиме охлаждения, они немного дешевле и проще в эксплуатации.
Как любая холодильная машина чиллер имеет 4 основных элемента холодильного контура: компрессор, конденсатор, дросселирующее устройство, испаритель. В зависимости от производительности, которая является основным критерием для выбора компрессора, чиллер может работать на основе ротационного, спирального, винтового или центробежного компрессора. Чем больше производительность, тем сложнее и больше компрессор.

Комплектация чиллера теплообменником (испарителем) также имеет свою зависимость от производительности. Цифровые значения производительности достаточно условные, однако если они составляют примерно до 25 кВт, то конструкция испарителя, как правило, предполагает более простое строение – типа «труба в трубе» или коаксиальное. Чиллер с производительностью от 60 до 2000 кВт комплектуется кожухотрубным испарителем с кипением холодильного агента в трубах (DX-тип) или с кипением хладагента в объеме теплообменника (затопленный тип или кожухотрубный испаритель на падающей пленке). Чиллеры с производительностью от 30 до 1000 кВт в основном идут с пластинчатым теплообменником — это, пожалуй, самый дорогостоящий, но самый эффективный теплообменный аппарат на сегодняшний день.
Что касается конденсаторов, то на сегодняшний день чиллеры комплектуются в основном моделями воздушного типа – медно-трубными. С появлением примерно в 2010 году новых конденсаторов микроканального типа, многие производители перешли на выпуск чиллеров воздушного охлаждения именно на основе таких конденсаторов. Это позволило уменьшить габариты чиллера, сократить его заправку холодильным агентом почти на 65%, снизить общий вес чиллера по сравнению с медно-трубным конденсатором. Но не все производители еще в полной мере оценили такие преимущества и продолжают комплектовать медно-трубными воздушными конденсаторами.
Функциональность всего чиллера во многом зависит именно от правильной работы этих четырех элементов холодильного контура. Однако неисправности могут возникнуть и по причине выхода из строя каких-либо вспомогательных элементов. Так, достаточно часто случается отключение чиллера по высокому или низкому давлению. У этого может быть несколько причин, самые распространенные из них – большое или малое количество холодильного агента, нарушение в работе дросселирующих устройств (ТРВ или ЭТРВ), закрытый соленоидный вентиль.

Схема работы чиллера

До 1982 года чиллер являлся единственной системой кондиционирования, которая могла обеспечить работу неограниченного числа помещений. Соответственно схем подключения чиллера и его работы на различных объектах тоже немало. Отсюда как самих конструктивных решений холодильных машин, так и вариантов их подключения большое множество. Самая распространенная схема: чиллер с воздушным конденсатором, который обдувается осевым вентилятором, водяным контуром и двумя насосами в гидромодуле. В случае расположения чиллера в теплом помещении возможна схема с выносным воздушным конденсатором, который не входит в комплект поставки и приобретается отдельно. В этом случае есть неудобства, связанные с ограничением длины трубопроводов и взаимного расположения самого чиллера и выносного конденсатора. Есть схемы с водяным конденсатором, когда можно расположить сам чиллер в теплом помещении, удобном для обслуживания. Однако для снабжения конденсатора холодной водой необходим дополнительный водяной контур с сухой градирней (драйкулером).