Що таке чиллер? Принцип роботи системи "Чиллер-фанкойл"

Досить непросто розбиратися у всьому, що є на світі. А бути професіоналом у всіх областях науки і техніки і зовсім практично неможливо. Однак з обов'язку служби, в навчальних цілях, або просто для підвищення власної обізнаності нам необхідно швидко отримати максимум інформації про якомусь пристрої або процесі, у легкому й доступному для непрофесіоналів, вигляді. Для цих цілей існують так звані "посібник для чайників", тобто для тих, кому потрібно швидко зрозуміти, про що йде мова і як це працює. Розберемо таку інструкцію і розглянемо принцип роботи чиллера (для чайників).

Що це таке

Чиллер (або холодильна машина по-іншому) - це агрегат для створення штучного холоду і передачі його відповідному холодоносителю. У ролі такого, як правило, виступає звичайна вода, рідше - розсоли (розчини солей у воді). Етимологія слова відносить його до англійської мови, до дієслова to chill (англ.) - охолоджувати, і освіченій від нього іменника chiller (англ.) - охолоджувач . Холодильна машина може бути двох різних типів. Є парокомпрессионниє і абсорбційний чиллер. Принцип роботи кожного з них суттєво відрізняється.

Охолоджувати завжди

Основне завдання будь-якого холодильного агрегату - отримання холоду в штучних умовах, тобто там, де це неможливо зробити за рахунок природи (фрікулінга). Зрозуміло справа, що охолодити воду взимку, з глибоким мінусом на вулиці, не складе особливої праці. Але що робити влітку, коли температура навколишнього повітря набагато вище необхідної нам? Тут на допомогу приходить чиллер. Принцип його роботи заснований на використанні спеціальних середовищ, що створюються певними речовинами (холодоагентів). Вони мають здатність відбирати теплоту від іншого середовища (тобто охолоджувати її) при кипінні, переносити і виділяти її в іншу середу при конденсації. При роботі холодильного циклу такі холодоагенти змінюють свій фазовий (агрегатний) стан з рідкого на газоподібний і назад.

Теплообмінники

Будь холодильну машину можна умовно розділити на дві зони: низького і високого тиску. Незалежно від типу, в будь-якому чіллера завжди будуть присутні два теплообмінника: випарник - в зоні низького тиску і конденсатор - в зоні високого тиску. Без цих двох компонентів системи не зможе працювати чиллер. Принцип роботи таких теплообмінників заснований на теплопровідності (кондукции), тобто передачі теплоти від одного середовища в іншу через розділяє ці два середовища стінку. Випарник холодильної машини віддає вироблений холод у систему споживачеві, а конденсатор або скидає відведену теплоту в навколишнє середовище, або надсилає її на рекуперацію (підігрів першої ступені ГВП, теплі підлоги та ін).

Як працює

Розглянемо стандартний парокомпрессионниє чиллер. Принцип роботи такої холодильної машини теоретично заснований на циклі Карно. Компресор підвищує тиск газу, одночасно з цим піднімаючи його температуру. Гарячий газ під високим тиском подається в конденсатор, де бере участь в процесі теплообміну з іншого середовищем більш низької температури. Як правило, це або вода (ропа), або повітря. Тут газ конденсується в рідину, в процесі чого виділяється надлишкова теплота, що віддається холодоносителю і відводиться, таким чином, від споживача. Далі рідина надходить у дроселюючі пристрій, де відбувається зниження тиску в системі за відповідним падінням температури. Після цього частково вскипевшая в ТРВ (терморегулирующем вентилі) рідина надходить безпосередньо у випарник, який також є важливою частиною системи "чиллер-фанкойл". Принцип роботи випарника аналогічний конденсатору. Тут відбувається теплообмін між холодоносителем (який і забирає холод у фанкойл) і холодоагентом, який починає скипати і при цьому забирає теплоту від іншого середовища. Після випарника газ надходить у компресор і цикл повторюється.

Абсорбційний чиллер

Робота компресора в парокомпрессионном циклі вимагає значних витрат електроенергії. Проте вже зараз існує обладнання, що дозволяє уникнути цих витрат. Розглянемо принцип роботи абсорбційного чиллера. Замість компресора тут використовується система підвищення тиску на основі абсорбуючого речовини з використанням джерела теплоти, що підводиться ззовні. Таким джерелом може служити гарячий пар, гаряча вода, або теплова енергія від спалювання газу або іншого палива. Ця енергія йде на ректифікацію або випарювання абсорбенту, в процесі чого підвищується тиск хладагента і він подається в конденсатор. Далі цикл працює аналогічно парокомпрессионному, а після випарника газоподібний холодоагент подається на теплообмінник-абсорбер, де і відбувається його змішування з абсорбентом. В якості абсорбенту використовується аміак (у водно-аміачних чиллерах) або бромід літію (бромистолитиевие АБХМ).

Система "чиллер-фанкойл"

Принцип роботи заснований на підготовці повітря в спеціальних теплообмінниках-доводжувача, фанкойли (від слів fan (англ.) - вентилятор і coil - змійовик ), які встановлюють у повітроводах перед його безпосередній роздачею в обслуговуване приміщення. Переваги таких систем перед центральним кондиціонуванням полягає в тому, що в кожній кімнаті можна підтримувати різні параметри повітря (температура, вологість, рухливість), в залежності від призначення приміщення і розрахунку теплового балансу. І хоча повітря з припливної установки іноді пропускають через доводчики для фінальної обробки, тобто так само, як і в системі "чиллер-фанкойл", принцип роботи описаних систем помітно відрізняється.