Чиллерная это: Принцип работы чиллеров | Как работает чиллер

Принцип работы чиллеров | Как работает чиллер

Чиллер – это агрегат, предназначенный для охлаждения жидкости, которая используется в качестве теплоносителя систем кондиционирования. На сегодняшний день, самым распространенным видом таких агрегатов являются парокомпрессионные холодильные машины. Схема такого чиллера всегда включает в себя такие основные элементы, как компрессор, испаритель, конденсатор и расширительное устройство.

Принцип работы такой системы построен на поглощении и выделении тепловой энергии за счет изменения агрегатного состояния хладагента в зависимости от воздействующего на него давления. Наиболее важным элементом, от которого в первую очередь зависит работа чиллера, является компрессор, которых на сегодняшний день существует несколько типов:

• роторные;
• спиральные;
• винтовые;
• поршневые;
• центробежные;

Приведенная выше схема работы чиллера не изменяется в зависимости от его конструктивного исполнения, которых существует несколько вариантов:

• моноблочные наружной установки;
• моноблочные с центробежными вентиляторами;
• с выносным конденсатором;
• с конденсатором, охлаждаемым жидкостью.

Рисунок 1. Принципиальная схема чиллера с конденсатором воздушного охлаждения. 1- компрессор, 2-реле высокого давления, 3-клапан запорный, 4-клапан дифференциальный, 5-регулятор давления конденсации, 6-конденсатор воздушного охлаждения, 7-ресивер линейный, 8-клапан запорный, 9-фильтр-осушитель, 10-стекло смотровое, 11-клапан соленоидный, 12-катушка для клапана соленоидного, 13-вентиль терморегулирующий, 14-испаритель пластинчатый паяный, 15-фильтр-осушитель, 16-реле низкого давления, 17-клапан запорный, 18-датчик температуры, 19-реле протока жидкости, 20-щит электрический.

Какое бы исполнение вы ни выбрали, принцип работы чиллера всегда остается неизменным. Основополагающим моментом в проектировании оборудования такого типа, является соблюдение рекомендаций изготовителя к установке, в которых четко обозначены необходимый расход теплоносителя (охлаждаемой жидкости), допустимая наружная температура и количество тепловой энергии, которую необходимо отводить.

Виды схем установок охлаждения жидкости (чиллеры)

1. Схема непосредственного охлаждения жидкости.

2. Схема охлаждения жидкости с использованием промежуточного хладоносителя и вторичного теплообменного аппарата.

3. Схема охлаждения жидкости с использованием ёмкости-накопителя

4. Схема охлаждения жидкости с использованием промежуточного хладоносителя и открытого вторичного теплообменного аппарата.

Для того чтобы правильно подобрать чиллер, всегда следует обращаться к специалистам, которые хорошо представляют себе, какую именно конструктивную схему предложить для каждого конкретного случая, ведь несмотря на общий принцип работы, каждый элемент установки играет очень важную роль в функциональности системы в целом.

Какое должно быть помещение для чиллера? Чиллерная

• с конденсатором воздушного охлаждения, в едином корпусе с чиллером, с осевым вентилятором;
• с конденсатором воздушного охлаждения, вынесенным за пределы корпуса чиллера, с осевым вентилятором;
• с конденсатором водяного охлаждения в едином корпусе с чиллером;
• с конденсатором воздушного охлаждения в едином корпусе с чиллером, с центробежным вентилятором;

На фото: Чиллеры с водяным, воздушным охлаждением, чиллер с выносным конденсатором

Самым распространенным вариантом сочетания чиллера и конденсатора является конденсатор воздушного охлаждения с осевым вентилятором, когда все элементы находятся в одном корпусе.

Достаточно редко такой чиллер размещают в помещении, для охлаждения конденсатора чиллера требуется воздух с температурой не выше 35 °С. Так как конденсатор во время работы выделяет огромное количество тепла в воздух, а в нашем случае в помещение, то необходимо обеспечить постоянный приток наружного воздуха для поддержания температуры не выше 35 °С.

Для этого следует обеспечить принудительную вентиляцию помещения. Считается, что объем принудительно подаваемого воздуха должен составлять не менее 850 м³/ч на один киловатт холодопроизводительности чиллера. Само же помещение должно быть удобным для монтажа, обслуживания и ремонта чиллера. Поэтому практическим путем было определено, что числовое значение объема помещения в м³ должно превышать в  семнадцать раз производительность чиллера (в кВт), устанавливаемого в этом помещении, при этом принудительно воздух подавать не обязательно, но естественная вентиляция должна быть.

На фото: Чиллеры снаружи и внутри помещений

Практически все выпускаемые сегодня чиллеры работают и зимой и летом. При этом температура наружного воздуха, подаваемая в помещение, колеблется в больших пределах. Верхний, летний предел температуры, мы обозначили 35 оС. Зимой же температура может опускаться ниже нуля градусов или вообще уходить в глубокий минус. В этом случае в технической документации имеются предельные температуры воздуха, при которых чиллер имеет возможность работать без дополнительных элементов безопасности. В случае более низкой температуры следует устанавливать  регулятор давления конденсации. 

Чиллер | Techno cool

Система чиллер — фанкойл (chiller — fancoil) отличается от всех остальных систем кондиционирования тем, что между наружным и внутренними блоками циркулирует не фреон, а вода (или незамерзающая жидкость). Охлаждает воду чиллер — холодильная машина, предназначенная для охлаждения жидкости. Чиллер представляет собой обычный фреоновый кондиционер, через испаритель которого проходит не охлаждаемый воздух, а вода. Эта вода с помощью насосной станции поступает по системе теплоизолированных трубопроводов к фанкойлам. Фанкойлы устанавливаются в кондиционируемых помещениях и выполняют ту же роль, что и внутренние блоки сплит-систем. Система чиллер — фанкойл, по сравнению с традиционными мульт-сплит или мультизональными системами имеет ряд преимуществ:

• Расстояние между чиллером и фанкойлом определяется только мощностью насосной станции и может достигать нескольких сотен метров.
• Количество фанкойлов в системе не ограниченно и зависит только от мощности чиллера.

Для соединения чиллера с фанкойлами используются не дорогие медные фреоновые коммуникаций, а обычные водопроводные трубы.

Система «чиллер-фанкойл» имеет ряд неоспоримых преимуществ.

Система чиллер-фанкойл — централизованная, многозональная система кондиционирования воздуха, в которой теплоносителем между центральной охлаждающей машиной (чиллером) и локальными теплообменниками (узлами охлаждения воздуха, фанкойлами) служит охлаждённая жидкость, циркулирующая под относительно низким давлением — обыкновенная вода (в тропическом климате) или водный раствор этиленгликоля (в умеренном и холодном климате). Кроме чиллера (чиллеров) и фанкойлов, в состав системы входит трубная разводка между ними, насосная станция (гидромодуль) и подсистема автоматического регулирования.

Преимущества. По сравнению со сплит-системами, в которых между холодильной машиной и локальными узлами циркулирует газовый хладагент, системы чиллер-фанкойл обладают преимуществами:

Масштабируемость. Количество фанкойлов (нагрузок) на центральную холодильную машину (чиллер) практически ограничено только её производительностью.

Минимальный объём и площадь. Система кондиционирования крупного здания может содержать единственный чиллер, занимающий минимальный объём и площадь, сохраняется внешний вид фасада за счет отсутствия внешних блоков кондиционеров.

Практически неограниченное расстояние между чиллером и фанкойлами. Длина трасс может достигать сотен метров, так как при высокой теплоёмкости жидкого теплоносителя удельные потери на погонный метр трассы намного ниже, чем в системах с газовым хладагентом.

Стоимость разводки. Для связи чиллеров и фанкойлов используются обыкновенные водяные трубы, запорная арматура и т. п. Балансировка водяных труб, то есть выравнивание давления и скорости потока воды между отдельными фанкойлами, существенно проще и дешевле, нежели в газонаполненных системах.

Безопасность. Потенциально летучие газы (газовый хладагент) сосредоточены в чиллере, устанавливаемом, как правило, на открытом воздухе (на крыше или непосредственно на земле). Аварии трубной разводки внутри здания ограничены риском залива, который может быть уменьшен автоматической запорной арматурой.

Технический отдел инжиниринговой компании «Techno Cool» регулярно консультируют заказчиков на предмет целесообразности применения той или иной системы кондиционирования. В некоторых случаях цена системы чиллер фанкойл может быть экономически не привлекательна в сравнении с другими вариантами, а цена отходит на второй план, т.к. других вариантов — нет. Главное при выборе системы обратиться к специалистам, которые рассчитают и подберут все необходимые блоки системы, так, чтобы она качественно функционировала и цена системы оправдывала бы её выбор.

Обращайтесь к нам. И мы подберём полный комплект оборудования для оснащения вашего объекта системой и всеми сопутствующими элементами и материалами для монтажа.

Инжиниринговая Компания Techno Cool, является одним из лидеров на рынке промышленных систем холодоснабжения и климата, занимается не только проектирование и подбором оборудованием, но и монтажом, пуско-наладкой и сервисным обслуживанием.

Мы готовы организовать доставку оборудования, опираясь на свой опыт.

Система охлаждения в дата-центре GreenBushDC

Почти в каждом материале мы пишем о том, что в ЦОД сервера работают в оптимальном для электроники микроклимате. Но ни разу не рассказали как, собственно, устроена система охлаждения центра обработки данных GreenBushDC и почему это так важно. Исправляемся.

Почему это важно

Работа серверного оборудования напрямую зависит от температуры в помещении. При температуре выше нормы процессоры перегреваются, работают медленнее, а при критических показателях выходят из строя. Ниже нормы — начинают отказывать чувствительные компоненты электроники, а также образуется конденсат. Что ничуть не лучше перегрева. 

Оптимальной для серверного и телекоммуникационного оборудования считается температура 20-27°C. Хотя еще несколько лет назад этот показатель был другим: оборудование 1990-2000 г. требовало 16-20°C, следующее поколение нормально работало уже при 18-22°C, а современные сервера отлично себя чувствуют в температурных параметрах 20-27°C. Их же, кстати, рекомендует ASHRAE — регламент Американского общества инженеров. 

Система охлаждения в ЦОД GreenBushDC

Чиллерное охлаждение. Чиллерная система охлаждения используется в блоке А2. Это система жидкостного охлаждения ЦОД с использованием незамерзающего хладагента: он циркулирует по трубопроводу между чиллером и узлами охлаждения воздуха в машзале. В серверном зале раствор нагревается, забирая излишнее тепло, и перегоняется насосом в чиллер. В чиллере хладагент охлаждается и снова подается в систему. Это если упрощенно.

Площадка установки чиллера

Воздух машинных залов блока А2 охлаждают 4 чиллера (наружных теплообменника) суммарной холодопроизводительностью 3,6 мВт. Система резервирована по схеме N+1, то есть имеет резервные компоненты, которые включатся в работу в момент сбоя одного из основных элементов. У каждого из шести машзалов блока собственная вентиляционная камера с 12 прецизионными кондиционерами в каждой. Они также зарезервированы. 

Адиабатическое охлаждение. В блоках А1 и А2 адиабатические установки охлаждают шесть больших машинных залов. Технология проста: вода из емкостей через форсунки распыляется в виде взвеси. Впрыскиваемая в горячий воздух, вода испаряется и охлаждает его. Это экологически безопасная, так называемая «зеленая» технология охлаждения ЦОДа. Для нее требуется только очищенная вода.

Для дополнительного охлаждения в работу включаются фреоновые дохолаживатели — прецизионные кондиционеры, резервированные по схеме 2N. При 2N система запараллелена и каждый компонент системы дублирован. При этом ни один из них не загружен на 100% и сбой одного или сразу нескольких элементов не влияет на работу системы. В трех остальных залах блока устроено жидкостное прецизионное охлаждение — кондиционеры в венткамерах для этих залов резервированы по схеме N+1.

Прецизионные кондиционеры в венткамере

Изоляция горячих коридоров. При изоляции горячих коридоров нагретый оборудованием воздух через фальшпол подается к блокам охлаждения, а в помещении свободно циркулирует холодный воздух. Технология изоляции горячих коридоров позволяет устранять в машзале зоны локального перегрева, гибко регулировать мощность охладительной системы и длительное время поддерживать экономичный режим работы. Данные о температуре горячего коридора контролируются системой мониторинга: при повышении температуры выше оптимальной срабатывает оповещающий сигнал.

Диспетчерская мониторинга и управления инженерными системами

Изоляция горячих коридора хоть и не основной метод охлаждения ЦОД, но помогает снижать нагрузку на чиллерную и адиабатическую установки, что в конечном итоге отражается на счетах за электричество — экономия может достигать 5%. 

Вживую работу система охлаждения в ЦОД, чиллеры и вентиляционные камеры вы можете увидеть на экскурсиях по дата-центру — до марта 2020 г мы проводили их регулярно. Как только позволит эпидемиологическая обстановка в Москве и области — обязательно возобновим. А пока на все вопросы по температурному режиму в серверных залах, резервированию систем охлаждения и безопасности colocation-оборудования отвечают наши специалисты.

Как создавалась система холодоснабжения дата-центра NORD-4

В конце сентября проект системы холодоснабжения дата-центра NORD-4 получил премию Russian Data Center Awards 2016 в номинации «Лучшее решение в области инженерных систем». Сегодня мы расскажем в деталях, как создавалась система охлаждения самого большого дата-центра в России.

Условия задачи таковы

Тип строения. NORD-4 сразу планировался многоэтажным: на первом этаже дата-центра находится энергоцентр, на втором и третьем – 8 залов на 2016 стойко-мест.

Холодопроизводительность. Для отвода тепла от ИТ-оборудования мощностью 9000 кВт и сопутствующей инженерной инфраструктуры требовалось не менее 10 000 кВт холодопроизводительности.

Температурный режим в зале. В холодных коридорах машинного зала температура должна быть в пределах 23–27 °С. В таких условиях оборудование работает стабильно, а инженеры в холодных коридорах не простужаются.

Климатические условия на улице. Температура наружного воздуха для проекта взята из строительных норм и правил (СНиП). В Московском регионе зимой температура опускается до –42 °С, а в теплое время года достигает +37 °С.

Сертификация. Дата-центр планировалось сертифицировать по стандартам Uptime Institute Tier III (проект, готовое здание и процессы эксплуатации). Согласно стандарту в дата-центре уровня Tier III любой компонент системы можно отключить для обслуживания без перерыва в работе. Это означает, что у каждого элемента есть резерв минимум N+1.

График запуска. Дата-центр сразу строился с прицелом на поэтапный запуск, поэтому все системы нужно было спроектировать так, чтобы монтаж и пусконаладка новых мощностей не мешали уже работающим машинным залам.

Тип ИТ-оборудования. NORD-4 – коммерческий дата-центр: он будет заполняться постепенно и самыми разными стойками. Это значит, что нельзя жестко закрепить схему расположения стоек в машинном зале и заранее изолировать горячие или холодные коридоры.

Выбор схемы холодоснабжения

Прежде чем остановиться на чиллерной схеме, которая и была реализована, мы рассмотрели несколько альтернатив.

Кондиционеры прямого расширения (DX). Такую конфигурацию часто называют просто фреоновой. В машинных залах располагаются шкафные фреоновые кондиционеры с испарителем, компрессором, терморегулирующим вентилем. На крыше или рядом со зданием дата-центра – внешние блоки c конденсатором. Кондиционеры и внешние блоки соединяются между собой медными фреонопроводами.

В этой схеме кондиционер охлаждает воздух непосредственно в машинном зале без промежуточного теплоносителя (вода, воздух).

Принцип работы фреоновой схемы охлаждения

Эта система работает в 5 наших дата-центрах, поэтому хорошо нам знакома. По сравнению с чиллерной схемой у нее есть ряд преимуществ: она дешевле по капитальным вложениям, проще и быстрее в монтаже. Так как все кондиционеры автономны, для резервирования системы достаточно добавить нужное количество лишних кондиционеров.

Несмотря на эти плюсы, для проекта NORD-4 она не подошла из-за следующих ограничений:

• длина фреонопроводов: для эффективного охлаждения она не должна превышать 50 метров по горизонтали, если есть перепад высот – еще меньше. С многоэтажным дата-центром было сложно уложиться в эти ограничения.
• низкая энергоэффективность: в длительной перспективе фреоновая схема менее выгодна, чем та же чиллерная. У компрессора фреонового кондиционера только два состояния – включен и выключен. В такой схеме нет возможности охлаждения без работающего компрессора, т. е. электричество на охлаждение будет расходоваться, даже когда на улице холодно.

Kyoto Cooling. Это двухконтурная схема с естественным воздушным охлаждением (фрикулингом). Во внутреннем контуре циркулирует воздух дата-центра, а в наружный контур подается уличный воздух. В теплообменнике-рекуператоре роторного типа, или «колесе», горячий воздух от ИТ-оборудования охлаждается за счет уличного воздуха. В работе Kyoto Cooling не участвуют компрессоры (то самое естественное охлаждение) при низких уличных температурах.

Принцип работы Kyoto Cooling

Этот вариант подкупал своей энергоэффективностью: в режиме фрикулинга электричество расходуется только на привод электродвигателей вентиляторов. Дата-центры, использующие эту схему, могут похвастаться одним из самых низких PUE – 1,09–1,13. В отличие от чиллерной схемы, Kyoto Cooling работает без воды, поэтому нет риска протечек.

В то же время система Kyoto Cooling предъявляла специфические требования к планировке здания:

• теплообменник «колесо» со всеми вентиляционными камерами занимает много места. Фактически под него нужно отдельное техническое помещение, которое сложно вписать в готовый проект здания.
• у воздуха маленькая теплоемкость: чтобы передать большой объем тепла, нужны большие воздуховоды. Функцию воздуховодов могут выполнять коридоры, но это опять-таки нужно предусмотреть на этапе проектирования здания.
• внутри машинного зала необходимо изолировать горячие коридоры. Это сложно сделать, когда стойки разнокалиберные и зал заполняется постепенно.
• дополнительные расходы на фильтры. Уличный воздух, который приходит на колесо, нужно фильтровать, иначе пыль будет попадать в машинные залы.

«Колесо» с горизонтальным расположением оси

По стоимости система получалась дорогой. Чтобы Kyoto Cooling справлялся с охлаждением только за счет уличного воздуха, на улице должно быть не жарче 25 °С. Для летнего периода в дополнение к «колесу» нам все равно пришлось бы закупить холодильные машины на полную мощность. Кроме того, решение было для нас новым и неопробованным, а пускаться в эксперименты на таком масштабном объекте не хотелось.

Чиллер-фанкойл. Еще одной альтернативой стала двухконтурная чиллерная схема на этиленгликоле и воде. Внешний контур с незамерзающим раствором этиленгликоля соединяет чиллеры и теплообменник. Внутренний контур с водой идет от теплообменника к шкафным кондиционерам. Таким образом, воздух в машинных залах охлаждается с помощью теплоносителей – воды и раствора этиленгликоля.

Похожую схему мы использовали в самом первом своем дата-центре OST-1. Возможность естественного охлаждения в холодное время года – основное преимущество этой схемы. При фрикулинге электричество расходуют только вентиляторы и насосы. Компрессоры, самый «прожорливый» элемент системы, стоят выключенными.

Чиллерная схема выглядела самым подходящим вариантом для проекта NORD-4. Она не упиралась в ограничения, как фреоновая схема, и в долгосрочной перспективе была более энергоэффективной. В отличие от Kyoto Cooling, она не требовала специальных решений в планировке здания, но при этом также поддерживала режим фрикулинга.

Выбор оборудования

Чиллеры. Мы проанализировали энергетическую и экономическую эффективность оборудования с близкими техническими параметрами: из стоимости оборудования и его расчетного энергопотребления в течение года высчитывалось, как скоро разница в цене по сравнению с самой дешевой моделью отобьется за счет экономии на электроэнергии. Фактически мы сравнивали CAPEX и OPEХ. Как правило, получалось, что чем дороже машина, тем дольше она работала в режиме фрикулинга и тем меньше потребляла электричества в течение года. Благодаря такому сравнению мы увидели, что срок окупаемости для дорогих моделей сопоставим с более дешевыми.

Просмотрели оборудование более 10 вендоров: Emerson, Uniflair, Stulz, Climaventa, Hiref, Aermec, Climacore, Clivet, Hitema, Clint, Ferroli. По результатам нашего исследования самым подходящим для наших целей оказался чиллер Stulz CyberCool-2 номинальной холодопроизводительностью 950 кВт. Чиллер работает на «теплом» хладоносителе: температура этиленгликоля на выходе из чиллера – 16 °С, на входе – 22 °С. Обычно температура этиленгликоля +7 и +12 °С.

Высокая температура хладоносителя обеспечивает более длительный период естественного охлаждения за счет уличного воздуха. Если этиленгликоль теплее, чем наружный воздух, то система охлаждения отводит тепло без включения компрессоров.

Анализ энергоэффективности чиллера Stulz CyberCool-2

Чиллер переходит в режим полного фрикулинга, когда на улице прохладнее +6 °С, а в режим частичного – при температурах от +6 до +19 °С. При полном фрикулинге компрессоры выключены, и электричество расходуют только вентиляторы и насосы.

Холодопроизводительность чиллера регулируется благодаря 4-ступенчатым винтовым компрессорам. Они работают в четырех режимах и могут варьировать производительность: 0, 25, 50, 100 %. Мощность регулируется и у электронно-коммутируемых вентиляторов.

Контроллер чиллера питается от встроенного ИБП, поэтому при переключении питания в дата-центре он продолжает работать и не тратит время на перезагрузку.

Чиллеры Stulz CyberCool-2

Кондиционеры. Как в случае с чиллерами, более дорогие модели кондиционеров оказались более энергоэффективными. Так получилось и с выбранным в итоге Stulz ASD1000CW. По нашим расчетам, высокая стоимость кондиционера Stulz компенсируется менее чем за год за счет использования вентиляторов с электронной коммутацией.

Температура воды на входе в кондиционер 18 °С, на выходе – 24 °С. Благодаря высокой температуре теплоносителя в системе кондиционеры работают выше точки росы, поэтому не тратится лишняя энергия на конденсацию влаги и последующее увлажнение воздуха.

Кондиционер Stulz ASD1000CW

Каждый кондиционер регулирует холодопроизводительность с помощью 2-ходового клапана, изменяя расход воды (схема с переменным расходом). В более распространенной схеме с постоянным расходом кондиционер регулирует температуру воздуха с помощью 3-ходового клапана, пропуская часть воды через теплообменник, а часть через байпас. На выходе из кондиционера потоки смешиваются. В нашей схеме такого не происходит, и получается сохранить высокую температуру обратной воды.

При переменном расходе насосы поддерживают постоянное давление на входах в кондиционеры. За этим следит система автоматического регулирования.

Сравнение схем с постоянным и переменным расходом воды

Итоговая реализация

В каждом машинном зале располагается 14 кондиционеров, в энергоцентрах – по 4 штуки. Схема резервирования N+1.

На крыше дата-центра работают 14 чиллеров. Чиллерные группы будут монтироваться в четыре этапа в соответствии с запуском машинных залов: 4+3+4+3. На каждом этапе поддерживается резерв не менее N+1: 3+1, 6+1, 9+2, 12+2. К настоящему моменту установлено 7 чиллеров (6+1).

Все остальные элементы системы мы разместили в хладоцентре на четвертом техническом этаже над машинными залами. Здесь располагаются насосы, баки-аккумуляторы, основную запорно-регулирующую арматуру, промежуточные теплообменники, трубную разводку водяного и гликолевых контуров системы охлаждения. Так мы упростили для себя управление запорной арматурой, разгрузили этажи с машинными залами и обезопасили себя от масштабных протечек рядом с ИТ-оборудованием.

Технический этаж

Наружный контур с раствором этиленгликоля соединяет чиллер и теплообменник: теплый гликоль температурой 22 °С идет к чиллеру, охлаждается до 16 °С и поступает в теплообменник. Каждый чиллер с насосом, трубопроводом и теплообменником образует независимый холодильный узел. При отказе одного из элементов из работы выводится весь узел.

Взаимодействие наружного и внутреннего контуров в чиллерной схеме

Внутренний водяной контур, занимающий весь технический этаж, соединяет теплообменник с кондиционерами: к кондиционерам поступает вода температурой 18 °С, от кондиционеров к теплообменнику возвращается вода 24 °С.

Во внутреннем контуре предусмотрены баки-аккумуляторы общим объемом 46 куб. м. При перерывах в работе чиллеров (например, при переключении с города на ДГУ) эти баки поддерживают автономную работу системы до 8 минут. Получается своего рода «бесперебойное охлаждение».

Кровля с чиллерами и технический этаж

Трубопроводы внутреннего контура на одном из этажей NORD-4

Выводы

Главное достоинство получившейся системы холодоснабжения – ее высокая энергоэффективность. Добиться этого удалось благодаря следующим решениям:

• Повышенная температура теплоносителей – этиленгликоля и воды.
• Переменный расход теплоносителя во внутреннем водяном контуре. Такая схема исключает смешение холодной и горячей воды. В результате мы получили повышенную разницу температур горячей и холодной воды и бОльший период фрикулинга.
• Вентиляторы с электронной коммутацией в шкафных кондиционерах и чиллерах.

По нашим расчетам, при полной проектной нагрузке дата-центра среднегодовой механический PUE («по холоду») составит не более 1,21.

Услуги и решения ИЦ ТЕЛЕКОМ-СЕРВИС

Чиллерные системы кондиционирования на воде – важная составляющая инженерной инфраструктуры ЦОД. Известно, что теплопроводность воды в 3500 раз лучше воздуха.

Чиллеры полностью решают задачу утилизации тепловых потоков и распределения охлажденного воздуха без образования зон локального перегрева в помещениях дата-центров.  Благодаря грамотной схеме отвода тепла холодных воздух «генерируется» непосредственно возле оборудования, где он и необходим.

Разные модели кондиционеров отличаются друг от друга величиной мощности и техническими особенностями, наличием навесной двери к шкафу с оборудованием или встроенного регулятора влажности воздуха. Закрытые системы кондиционирования «запирают» тепловые потоки во внутреннем пространстве шкафа вместе с оборудованием.  Такие кондиционеры намного меньше шумят и не создают зон «локального переохлаждения» в помещениях дата-центров.

Эффективность внедрения решения:

• Устойчивость к нагрузкам при большом тепловыделении на единицу площади.
• Адаптация к недостаточным тепловым потокам.
• Независимость от взаиморасположения внутренних и внешних блоков.
• Безостановочная рабочая эксплуатация.
• Быстрая интеграция.

«ИЦ ТEЛЕКОМ-СЕРВИС» предлагает своим клиентам следующие услуги:

• Проектирование системы кондиционирования.
• Поставка и установка оборудования.
• Выполнении балансировки и настройки системы кондиционирования.
• Монтаж и ввод в эксплуатацию.
• Интеграция в существующую инженерную инфраструктуру ЦОД и масштабирование.

Основные элементы чиллерных систем

• Основными элементами чиллерных систем кондиционирования являются чиллерные установки с насосными группами и баками-аккумуляторами холода, воздушные кондиционеры на чиллерной воде и системы распределения холодоносителя.  
• Системы распределения холодоносителя представляют собой «гребенки» с фильтрами и регуляторами расхода жидкости и систему трубопроводов к местам установки кондиционеров.
• Система мониторинга протечек с автоматической отсечкой аварийных сегментов настраивается так, что работающее оборудование не зависит от схемы перемещения тепловых потоков и степени избыточности тепла в помещениях ЦОД.

• Трубопроводы изготавливаются из современного полипропилена или металлопластика, что увеличивает срок эксплуатации труб до сотни лет.  
• Промышленные чиллеры Uniflair отличаются высоким качеством охлаждения и могут применяться в различных сферах производства, машиностроении, металлообрабатывающей, химической и пищевой промышленности.
• Кондиционеры на чиллерной воде Stulz представляют собой профессиональные системы охлаждения водой для дата-центров.  
• Уникальная серия оборудования CyberCool разработана для обеспечения максимальной надежности в центрах обработки данных и в области медицины в формате 365*24*7.

Принцип действия кондиционирования на чиллерной воде

Основным компонентом систем кондиционирования воздуха на чиллерной воде являются чиллерные машины, которые выполняют функцию снабжения кондиционеров-фанкойлов охлажденной водой.

Чиллер — это агрегат для производства охлажденной жидкости (вода или раствор этиленгликоля) для кондиционирования воздуха в помещениях дата-центра.

Принципиальная схема устройства промышленного чиллера представляет собой замкнутый контур, по которому компрессор гоняет вещество с очень низкой температурой кипения. В состав контура входят два теплообменника. Внутри одного из теплообменников создается давление, при котором жидкий фреон испаряется. При испарении фреон этом забирает тепло из окружающей среды, из той самой воды, требующей охлаждения.

В другом теплообменнике возникает давление, при котором газообразный фреон конденсируется и отдает тепло окружающей среде. Т.е. в одном теплообменнике — испарителе производится холод, а в другом теплообменнике конденсируется тепло. Холод используется в системе кондиционирования, тепло отводится за ненадобностью.

Выполненные проекты

Система чиллер-фанкойл

Для чего нужна и где применяется система чиллер-фанкойл

Современная система чиллер-фанкойл занимает особое место среди большого разнообразия оборудования для кондиционирования помещений. Главное предназначение системы заключается в формировании оптимального микроклимата внутри помещений и круглогодичном, бесперебойном поддержании заданных температурных показателей.

Работа системы чиллер-фанкойл может обеспечивать одновременную и независимую стабилизацию температурного режима сразу в нескольких помещениях одного здания даже большой площади или этажности.

Именно поэтому систему кондиционирования чиллер-фанкойл целесообразно устанавливать на следующих объектах:

• производственные площадки и складские помещения;
• многоэтажные административные здания, бизнес-центры, офисы;
• гостиничные и торгово-развлекательные комплексы, концертные холлы;
• крупные магазины, супер- и гипермаркеты;
• объекты социального предназначения с большим количеством помещений (клиники, лечебные комплексы).

Система чиллер-фанкойл: принцип работы и особенности

Схема работы системы чиллер-фанкойл способна обеспечивать кондиционирование помещений в течение круглого года. Одна из особенностей заключается в том, что она не ограничена температурными рамками, в отличие от систем, работающих на фреоне. Для последних характерна работа только в межсезонье — при понижении температуры до 0°С, фреоновые системы становятся недостаточно эффективными, а при отметке -10°С — просто не могут функционировать безопасно и требуют отключения.

Второй особенностью системы чиллер-фанкойл  является принцип работы: кондиционирование воздушных потоков происходит благодаря нестандартному хладагенту. Вместо стандартного хладагента, в качестве теплоносителя используют воду или незамерзающую жидкость.

И самое главное — благодаря чиллер фанкойл сплит системе можно одновременно организовать разные режимы температуры в каждом из помещений одного и того же здания. А добиться увеличения эффективности работы можно путем ее интеграции с центральным кондиционером. Таким образом, каждый пользователь сможет самостоятельно регулировать комфортную температуру помещения, независимо от других.

Чтобы понять принцип работы, нужно понимать что представляют собой составные компоненты системы. Чиллер является наружным охлаждающим блоком, который устанавливают в технических этажах, подвалах (модели высокой мощности) или на крышах здания. Фанкойлы относятся в внутренним блокам, устанавливаемым непосредственно внутри здания. 

Принцип работы довольно элементарный. После охлаждения чиллером воды/незамерзающей жидкости до требуемой температуры, она подается при помощи насосов по теплоизолированным трубопроводам к другому элементу системы кондиционирования — фанкойлу. Они монтируются внутри помещения и выполняют роль кондиционера-доводчика. По своей сути, фанкойл аналогичен стандартному внутреннему блоку любой сплит-системы, только работает на жидкости, которая нагревается за счет тепловой энергии воздушных масс, забираемых из помещения и затем возвращается обратно в охладитель.

Как устроена система чиллер-фанкойл

Основные комплектующие системы чиллер-фанкойл, благодаря которым становится возможной зональная вентиляция и кондиционирование помещений, включают в себя следующие элементы:

• холодильный аппарат, он же чиллер, осуществляющий холодоснабжение или нагрев жидкости в системе чиллер-фанкойл;
• фанкойл (кондиционер-доводчик), являющийся местным теплообменником, сквозь который проходит поток охлажденного или нагретого воздуха;
• магистральная разводка соединений приборов;
• насосная станция, перегоняющая теплоноситель по магистрали;
• расширительный и накопительный баки;
• блок управления;
• собственно, незамерзающая жидкость или вода.

Элементы чиллер-фанкойл

Рассмотрим более подробно устройство главных элементов системы — чиллера и фанкойла.

Чиллер представляет собой мощный холодильный аппарат, где есть компрессор, испаритель и конденсатор. В отличие от стандартного кондиционера, испарительный теплообменник выбрасывает накопленный холод не в атмосферу, а непосредственно в жидкость. Она то и поступает после охлаждения по трубам к фанкойлам.

Чиллеры бывают двух видов:

• абсорбционные;
• парокомпрессионные.

Абсорбационный чиллер                                        Компрессионный чиллер

Первые имеют довольно высокую стоимость, большие габариты и достаточно узкую специализацию.

Самыми востребованными на сегодня считаются парокомпрессионные модели, которые условно делятся на 3 типа:

• наружной установки с воздушным охлаждением;

Охлаждение теплообменника-конденсатора осуществляется за счет осевых вентиляторов

• внутренней установки с воздяным охлаждением;

Взятие воздуха для охлаждения и выброс горячего происходит по воздуховодам. Движению способствует центробежный вентилятор.

Работают в двух направлениях: на нагрев и охлаждение воздуха и могут устанавливаться в системах кондиционирования без дополнительного водонагревающего оборудования.

Кондиционер-доводчик (фанкойл) является очень эффективным теплообменником, который одновременно подключают к холодному и горячему трубопроводу. Чтобы усилить обмен тепла, задействуют вентилятор, устанавливаемый сразу за теплообменником. Особенность таких приборов заключается в создании потоков воздуха нужной температуры без притока воздушных масс извне. Именно это позволяет добиться максимально эффективного использования тепловой энергии, производимой чиллером.

Фанкойл

Фанкойл состоит из следующих элементов:

• теплообменник-радиатор, куда поступает теплоноситель;
• вентилятор с двигателем, регулирующий производительность охлаждения;
• поддон для конденсата;
• быстросъемный фильтр;
• электрический нагреватель;
• блок управления.

Схема системы чиллер-фанкойл

Фанкойлы представлены несколькими типами и каждая модификация имеет свою специфику. Делая расчет системы чиллер-фанкойл и подбирая фанкойл оборудование, учитывайте прежде всего площадь помещения, тепловую мощность, требуемую производительность и длину воздушной струи.

Кондиционеры-доводчики по способу установки делятся на:

• настенные;
• напольные;
• потолочные фанкойлы;
• универсальные (настенно-потолочные).

Виды фанкойлов

Внутренние блоки могут быть:

Кассетные

Их предназначение — равномерное распределение, нагрев или охлаждение воздушных потоков в помещениях, где предусмотрены подвесные потолочные блоки, куда и встраивается оборудование. Такой монтаж позволяет скрыть составные элементы конструкции и минимизировать шумы. Распределение потока воздуха возможно на 2 или 4 направления.

Кассетный фанкойл

Канальные

Модели канального типа встраивают непосредственно в вентканал. Забор воздушной массы производится по отдельным воздуховодам, а ее вывод — по воздуховодам, размещенным за подвесными потолочными блоками. Модели подобных кондиционеров-доводчиков показывают отличную производительность и применяются, в большинстве своем, для помещений с большими площадями, торговых залов, складских площадок и проч.
   

Канальные фанкойлы

Преимущества системы кондиционирования чиллер-фанкойл

Современная система чиллер-фанкойл зарекомендовала себя с отличной стороны и становится одним из самых востребованных решений при организации эффективной вентиляции и кондиционирования зданий и помещений. Неудивительно, ведь преимущества системы по сравнению с другими вариантами очень убедительны и вот некоторые из них:

Неограниченная протяженность трубопроводов, определяемая исключительно мощностью чиллера

Устанавливая высокомощную насосную станцию, можно установить чиллеры и фанкойлы на достаточно большом удалении друг от друга (длина магистрали может доходить до нескольких сотен метров), без потери эффективности и производительности обслуживания.

Минимум места для монтажа агрегатов

Даже для большого здания будет достаточно одного производительного чиллера, который никоим образом не повлияет на эстетичность внешнего вида здания и избавит от необходимости устанавливать большое количество внешних блоков.

Бюджетная стоимость разводки

В системе чиллер-фанкойл для передачи охлажденной жидкости задействуют не медные соединения (как в случае с фреоновыми системами), которые стоят довольно дорого, а стандартные водопроводные трубопроводы и запорная арматура.

Безопасность в повседневном использовании

Большим плюсом к безопасности является то, что все летучие газы находятся внутри чиллера, а он, в свою очередь, чаще всего размещается на открытом воздухе или в подвальном помещении. Риск утечки минимален, что позволяет говорить практически о полной безопасности людей.

Отличная адаптивность

Каждый пользователь помещения может выставлять индивидуальные температурные настройки и регулировать их по своему усмотрению. Кроме того, монтаж установок можно производить без остановки всей системы, в отличие от стандартных фреоновых систем.

Современный рынок климатической техники сегодня переполнен огромным количеством предложений, однако, не рекомендуется выполнять подбор оборудования к системе чиллер-фанкойл и монтаж самостоятельно. Только профессиональные специалисты с практическими знаниями и опытом в этой сфере помогут организовать эффективную и безопасную работу оборудования.  

Сравнительный анализ плюсов и минусов системы чиллер-фанкойл и системы VRF-кондиционирования.

Прежде, чем проводить анализ, нужно обозначить что же представляет из себя мультизональная система  VRF. По сути, это большая мультисплит-система кондиционирования, к наружному блоку которой подключено множество внутренних блоков. Благодаря этому, можно одновременно настраивать и поддерживать различный температурный режим в разных помещениях. На первый взгляд, может показаться, что они имеют незначительные отличия друг от друга, но каждая из них имеет свои конструктивные особенности, недостатки и преимущества, сравнив которые можно выбрать оптимальный вариант для решения именно ваших задач.

Подробнее о VRF и VRV системах кондиционирования

Основной конструктивной особенностью, которая отличает эти две системы, является то, что в системе чиллер-фанкойл, в качестве хладоносителя выступает ледяная вода (или незамерзающие водные растворы, типа этилен-гликоля), в то время как в системе VRF-кондиционирования циркулирует исключительно фреон.

Сравнение мощности

Рекордная мощность самого производительного чиллера — 20 мегаватт. На практике, задействуют модели гораздо меньшей мощности (до 1,4 мегаватта). Если возникает потребность в более мощной и производительной установке, систему комбинируют из нескольких холодильных установок.

VRF-системы кондиционирования имеют максимально возможную мощность в 140 киловатт. В основном, систему собирают из наружных блоков, мощностью от 12 до 28 киловатт. Чтобы увеличить производительность, VRF также собирают из нескольких установок.    

Сравнение по протяженности трассы

Несомненным преимуществом заключается в том, что трасса в системе чиллер-фанкойл имеет неограниченную протяженность. Вопрос ее удлинения без потери производительности решается посредством приобретения и монтажа водяных насосов большей мощности.

Слабое место VRF-системы — невозможность протянуть трассу от наружного к внутреннему блоку больше, чем на 150 м. Суммарная протяженность трубопроводов — максимум 300 м. Кроме того, нужно учитывать разницу в перепаде высоты между внутренним и наружным блоком — она не должна превышать 50 м.

Именно с этим фактором связана необходимость равномерного разнесения и распределения наружных блоков VRF-системы по всей кровле. На сегодня существуют продвинутые модификации с градирней и водным охлаждением,  применить которые можно даже в очень больших зданиях. Но одновременно с этим, они теряют свое преимущество в виде экономичности и простоты обслуживания.

Сравнение по способности охлаждения в приточных системах

Большим преимуществом системы чиллер-фанкойл перед VRF, является возможность использовать всего одну чиллерную установку в качестве источника охлаждения для всех видов потребителей: начиная от фанкойлов малой мощности в небольших помещениях, заканчивая водными охладителями приточных вентустановок, задействованных на огромных торговых площадях.

VRF-системы, в основном большинстве, не могут подключаться к охладителям в установках приточного типа, поэтому для того, чтобы охладить воздушные массы в приточных вентустановках, потребуется задействовать доп. устройства (те же чиллеры, компрессорные блоки с фреоном и т.п.).

Сравнение по способности работать в холодный сезон

Работа многих зданий, офисов, торговых и развлекательных центров требует качественного кондиционирования с целью охлаждения помещений даже в зимний период. Это связано со значительным выделением тепла в современных зданиях от  интенсивного освещения, постоянной работы оборудования (торгового, промышленного, офисного) и проч. Системы чиллер-фанкойл превосходно справляются с этой задачей даже в сильные морозы, благодаря циркулирующему внутри системы этилен-гликолю (или др. незамерзающей жидкости).

Современные VRF-системы в результате усовершенствования и конструктивных доработок также способны функционировать даже в условиях пониженных температур.

Сравнение по потреблению энергии

Системы чиллер-фанкойл достаточно энергоёмки: на 1 кВт холода нужно затратить 0,5 кВт электричества.

VRF-системы кондиционирования гораздо выгоднее в экономическом аспекте: на 1 кВт холода потребуется всего 350 Вт

Сравнение по требуемой площади для установки и размещения и наличия техпомещений

Для организации и монтажа системы чиллер-фанкойл требуется большая площадь и наличие дополнительных технических помещений для размещения насосных станций, баков, промежуточных теплообменников и проч.

Для мультизональных систем VRF они не требуются.

Сравнение по особенностям эксплуатации

По этому пункту однозначно выигрывает VRF-система. Она не требует обслуживающего персонала, а рабочий режим определяется индивидуально.

Чтобы обслуживать систему чиллер-фанкойл, требуется присутствие квалифицированного персонала, который будет регулярно следить за состоянием и корректной работой оборудования, контролировать герметичное перекрытие элементов, работу насосов, чиллера, гликолиевых контуров и т. п.

Сравнение по стоимости

Цена систем чиллер-фанкойл ниже, чем у оборудования для VRF-систем. Однако, если учесть количество дополнительных элементов в первом случае, стоимость приблизительно будет на равном уровне.

Проведя анализ преимуществ и недостатков каждой из систем, можно сделать вывод, что системы с чиллером имеют более широкую сферу применения, к тому же, они могут охлаждать воздух в приточных установках без применения дополнительных устройств. Однако, если есть ограничение по энергопотреблению, или отсутствует возможность содержать собственную сервисную службу, предпочтение лучше отдать мультизональным системам VRF- кондиционирования. Они отлично справляются с поставленными задачами, более выгодны в плане затрат на электроэнергию и имеют более простую и эффективную систему управления.

Получить бесплатную консультацию инженера по системам чиллер-фанкойл

Как работает чиллер? — Что такое чиллер и как выбрать лучший

Что такое Чиллер ?

Промышленные охладители воды используются в различных сферах, где охлажденная вода или жидкость циркулируют через технологическое оборудование. Обычно используемые для охлаждения продуктов и оборудования, водоохладители используются во множестве различных приложений, включая литье под давлением, инструмент и высечку, продукты питания и напитки, химикаты, лазеры, станки, полупроводники и многое другое.

Функция промышленного чиллера заключается в перемещении тепла из одного места (обычно технологического оборудования или продукта) в другое (обычно воздух за пределами производственного помещения). Для передачи тепла к охладителю и от него очень часто используется вода или водно-гликолевый раствор, что может потребовать, чтобы технологический охладитель имел резервуар и насосную систему. Независимо от вашей отрасли и процесса, обеспечение достаточного охлаждения имеет решающее значение для производительности и экономии средств.

Зачем использовать Чиллер ?

Ни один промышленный процесс, машина или двигатель не являются эффективными на 100%, причем наиболее частым побочным продуктом такой неэффективности является тепло. Если это тепло не удаляется, оно со временем будет накапливаться, что приведет к сокращению времени производства, остановам оборудования и даже преждевременному выходу оборудования из строя. Чтобы избежать этих проблем, необходимо включить охлаждение в конструкцию промышленных технологических систем.

Использование чиллера для охлаждения дает множество преимуществ. Чиллер обеспечивает постоянную температуру и давление в вашем производственном процессе.Исключение переменных температуры и давления упрощает разработку и оптимизацию процесса, обеспечивая высочайшее качество продукта. Вместо расточительной однопроходной системы охладитель рециркулирует охлаждающую воду. Рециркуляция сводит к минимуму расходы на потребление воды, что может быть дорогостоящим и экологически вредным.

Как работает Чиллер Работа?

В большинстве случаев технологического охлаждения насосная система перекачивает холодную воду или водно-гликолевый раствор из охладителя в технологический процесс.Эта холодная жидкость удаляет тепло из процесса, а теплая жидкость возвращается в чиллер. Технологическая вода — это средство передачи тепла от технологического процесса к чиллеру.

Промышленные чиллеры содержат химическое соединение, называемое хладагентом. Существует множество типов хладагента и применений в зависимости от требуемых температур, но все они работают по основному принципу сжатия и фазового перехода хладагента из жидкости в газ и обратно в жидкость. Этот процесс нагрева и охлаждения хладагента и превращения его из газа в жидкость и обратно — это цикл охлаждения.

Холодильный цикл начинается со смеси жидкости и газа под низким давлением, поступающей в испаритель. В испарителе тепло от технологической воды или водно-гликолевого раствора приводит к кипению хладагента, который превращает его из жидкости низкого давления в газ низкого давления. Газ низкого давления поступает в компрессор, где сжимается до газа высокого давления. Газ под высоким давлением поступает в конденсатор, где окружающий воздух или вода конденсатора отводят тепло, чтобы охладить его до жидкости под высоким давлением. Жидкость под высоким давлением проходит к расширительному клапану, который контролирует количество жидкого хладагента, поступающего в испаритель, тем самым снова начиная цикл охлаждения.

В чиллерах используются два типа конденсаторов; с воздушным и водяным охлаждением. Конденсатор с воздушным охлаждением использует окружающий воздух для охлаждения и конденсации горячего газообразного хладагента обратно в жидкость. Он может быть расположен внутри чиллера или удаленно снаружи, но в конечном итоге он отводит тепло от чиллера в воздух. В конденсаторе с водяным охлаждением вода из градирни охлаждает и конденсирует хладагент.

Что Чиллер Лучше всего подходит для вашего процесса?

Чиллер Системы различаются по размеру и дизайну и доступны в виде небольших, локализованных или переносных чиллеров для небольших приложений или больших центральных чиллеров, предназначенных для охлаждения целых процессов.

Если вас интересуют более подробные сведения о лучшем охлаждающем решении для вашей области применения, обратитесь к специалисту по тепловому уходу.

Полное руководство по чиллерным системам. Все, что Вам нужно знать.

В коммерческих зданиях используются системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) для осушения и охлаждения здания.Современные коммерческие здания ищут эффективных систем и компонентов HVAC в рамках более широких инициатив, направленных на повышение эффективности и устойчивости зданий. Жители зданий также возлагают большие надежды на то, что система HVAC будет работать так, как задумано. . . для создания комфортной внутренней среды независимо от внешних по отношению к зданию условий.

Чиллеры стали важным компонентом систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для самых разных коммерческих объектов, включая отели, рестораны, больницы, спортивные арены, промышленные и производственные предприятия и т. Д.В отрасли давно признано, что холодильные системы представляют собой крупнейшего потребителя электроэнергии на большинстве объектов. Они могут легко потреблять более 50% от общего потребления электроэнергии в сезонные периоды. По данным Министерства энергетики США (DOE), чиллеры могут вместе использовать примерно 20% всей электроэнергии, вырабатываемой в Северной Америке. Более того, по оценкам Министерства энергетики, чиллеры могут расходовать до 30% дополнительной энергии из-за различной неэффективности эксплуатации.Эти признанные недостатки обходятся компаниям и строительным предприятиям в миллиарды долларов ежегодно.

В общем, чиллер способствует передаче тепла от внутренней среды к внешней среде. Это устройство теплопередачи зависит от физического состояния хладагента, циркулирующего в системе охлаждения. Безусловно, чиллеры могут функционировать как сердце любой центральной системы HVAC.

Чиллер работает по принципу сжатия пара или поглощения пара.Чиллеры обеспечивают непрерывный поток охлаждающей жидкости к холодной стороне системы технологической воды при желаемой температуре около 50 ° F (10 ° C). Затем хладагент прокачивается через технологический процесс, отбирая тепло из одной части объекта (например, машин, технологического оборудования и т. Д.), Когда оно течет обратно в обратную сторону системы технологической воды.

В чиллере используется механическая система охлаждения с компрессией пара, которая подключается к системе технологической воды через устройство, называемое испарителем. Хладагент циркулирует через испаритель, компрессор, конденсатор и расширительное устройство чиллера.Термодинамический процесс происходит в каждом из вышеперечисленных компонентов чиллера. Испаритель работает как теплообменник, так что тепло, захваченное потоком технологического хладагента, передается хладагенту. По мере передачи тепла хладагент испаряется, превращаясь из жидкости с низким давлением в пар, в то время как температура технологического хладагента снижается.

Затем хладагент поступает в компрессор, который выполняет несколько функций. Во-первых, он удаляет хладагент из испарителя и гарантирует, что давление в испарителе остается достаточно низким для поглощения тепла с правильной скоростью.Во-вторых, он повышает давление выходящего пара хладагента, чтобы его температура оставалась достаточно высокой для выделения тепла, когда он достигает конденсатора. Хладагент возвращается в жидкое состояние в конденсаторе. Скрытая теплота, выделяемая при переходе хладагента из пара в жидкость, уносится из окружающей среды охлаждающей средой (воздухом или водой).

Как описано, две разные охлаждающие среды (воздух или вода) могут способствовать передаче скрытой теплоты, отдаваемой при переходе хладагента из пара в жидкость.Таким образом, чиллеры могут использовать два разных типа конденсаторов: с воздушным и водяным охлаждением.

• Конденсаторы с воздушным охлаждением напоминают «радиаторы», охлаждающие автомобильные двигатели. Они используют моторизованный вентилятор, чтобы нагнетать воздух через решетку линий хладагента. Конденсаторам с воздушным охлаждением для эффективной работы требуется температура окружающей среды 95 ° F (35 ° C) или ниже, если они специально не предназначены для высоких условий окружающей среды.
• Конденсаторы с водяным охлаждением выполняют те же функции, что и конденсаторы с воздушным охлаждением, но требуют двух этапов для завершения теплопередачи.Сначала тепло переходит от пара хладагента в воду конденсатора. Затем теплая вода конденсатора перекачивается в градирню, где технологическое тепло в конечном итоге отводится в атмосферу.

с водяным охлаждением имеют конденсатор с водяным охлаждением, соединенный с градирней. Они обычно используются для средних и крупных установок с достаточным водоснабжением. Чиллеры с водяным охлаждением могут обеспечить более стабильную производительность для коммерческого и промышленного кондиционирования воздуха из-за относительной независимости от колебаний температуры окружающей среды.Размеры чиллеров с водяным охлаждением варьируются от небольших моделей емкостью 20 тонн до моделей на несколько тысяч тонн, которые охлаждают крупнейшие в мире объекты, такие как аэропорты, торговые центры и другие объекты.

Типичный чиллер с водяным охлаждением использует рециркулирующую воду конденсатора из градирни для конденсации хладагента. Чиллер с водяным охлаждением содержит хладагент, зависящий от температуры воды на входе в конденсатор (и расхода), который зависит от температуры окружающей среды по влажному термометру.Поскольку температура по влажному термометру всегда ниже температуры по сухому термометру, температура (и давление) конденсации хладагента в чиллере с водяным охлаждением часто может работать значительно ниже, чем в чиллере с воздушным охлаждением. Таким образом чиллеры с водяным охлаждением могут работать более эффективно.

Чиллеры с водяным охлаждением обычно располагаются внутри помещений в среде, защищенной от непогоды. Следовательно, чиллер с водяным охлаждением может обеспечить более длительный срок службы. Чиллеры с водяным охлаждением обычно представляют собой единственный вариант для более крупных установок.Дополнительная система градирни потребует дополнительных затрат на установку и обслуживание по сравнению с чиллерами с воздушным охлаждением.

В чиллерах с воздушным охлаждением используется конденсатор, охлаждаемый окружающим воздухом. Таким образом, чиллеры с воздушным охлаждением могут найти обычное применение в небольших или средних установках, где может существовать нехватка места. Чиллер с воздушным охлаждением может быть наиболее практичным выбором в сценариях, где вода представляет собой ограниченный ресурс.

Типичный чиллер с воздушным охлаждением может быть оснащен пропеллерными вентиляторами или механическими холодильными циклами, чтобы втягивать окружающий воздух через оребренный змеевик для конденсации хладагента. Конденсация паров хладагента в конденсаторе с воздушным охлаждением обеспечивает передачу тепла в атмосферу.

Чиллеры с воздушным охлаждением обладают значительным преимуществом в виде более низких затрат на установку. Более простое обслуживание также достигается благодаря их относительной простоте по сравнению с чиллерами с водяным охлаждением. Чиллеры с воздушным охлаждением будут занимать меньше места, но в основном будут располагаться вне помещения.Таким образом, у наружных элементов сократится срок их службы.

Комплексный характер чиллеров с воздушным охлаждением снижает затраты на техническое обслуживание. Их относительная простота в сочетании с меньшими требованиями к пространству дает большие преимущества во многих типах установок.

Затраты на чиллер составляют значительную часть счетов за коммунальные услуги в вашем здании. Какие меры необходимо предпринять, чтобы добиться экономии энергии за счет максимальной эффективности чиллерной системы? Давайте рассмотрим некоторые возможности.

Чиллерные системы будут работать более эффективно за счет надлежащего текущего обслуживания. Большинство организаций осознают эту ценность и предприняли шаги в рамках своей повседневной передовой практики управления объектами. Некоторые общие передовые практики для систем чиллера включают:

1. Осмотрите и очистите змеевики конденсатора. Теплопередача оказывает большое влияние на чиллерные системы и остается основой для обеспечения эффективной работы чиллера. При плановом техническом обслуживании следует проверять змеевики конденсатора на предмет засорения и свободного прохода воздуха.
2. Поддерживайте заправку хладагента. Коэффициент охлаждения чиллера зависит от надлежащего уровня хладагента в системе. Поддержание надлежащей заправки хладагента может значительно повлиять на энергоэффективность за счет снижения затрат на охлаждение почти на 5-10%.
3. Поддержание воды в конденсаторе: водяные контуры конденсатора, используемые с градирнями, должны поддерживать надлежащий расход воды в соответствии с проектом. Любой мусор, такой как песок, эрозионные твердые частицы и загрязняющие материалы, может повлиять на водяной контур конденсатора. Загрязнение или образование накипи могут препятствовать потоку воды и сильно влиять на эффективность работы чиллера.

Искусственный интеллект (ИИ) продолжает развиваться в повседневных практических приложениях. Такое оборудование, как чиллерные системы, выиграет от использования алгоритмов искусственного интеллекта, которые могут обнаруживать потенциальные сбои до того, как они произойдут. Прогнозирующее техническое обслуживание использует сбор и анализ рабочих данных системы чиллера, чтобы определить, когда следует предпринять действия по техническому обслуживанию до катастрофического отказа. Поскольку чиллеры представляют собой сердце большинства современных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, предотвращение катастрофических отказов, приводящих к значительным «простоям», позволит сэкономить на расходах на аварийный ремонт, а также на репутации.Критическая роль, которую играет система чиллера, требует повышенного внимания. Большие данные и искусственный интеллект минимизируют время простоя и повышают производительность.

Интернет вещей (IoT) предоставляет инструмент сбора данных, который позволяет использовать приложения AI, такие как профилактическое обслуживание. Фактически, будущее HVAC — это AI и IoT. Интернет вещей позволяет собирать данные с чиллера в реальном времени, чтобы обеспечить непрерывный анализ его работы. Детализированные данные IoT, полученные от чиллера, выходят далеко за рамки данных, полученных при визуальном осмотре.Интернет вещей позволяет инженерам-строителям видеть в режиме реального времени критически важные объекты HVAC, тем самым обеспечивая информированный мониторинг фактических условий эксплуатации.

Чиллеры работают как часть сложной системы HVAC. Чиллеры с водяным охлаждением имеют большую сложность из-за подключения к системе градирни. Таким образом, оценка общей производительности холодильной установки будет включать анализ общего энергопотребления компрессора, насосов, вентиляторов градирни и т. Д.для оценки комплексных показателей эффективности, таких как кВт / тонна.

Оптимизация всей холодильной установки должна выполняться комплексно. Различные настройки, направленные на оптимальные уставки охлажденной воды, последовательность работы чиллера и балансировку нагрузки, управление пиковым потреблением, управление водой в градирне и т. Д., Могут выполняться только с рабочими данными. Интернет вещей может предоставить инструменты для такой оптимизации, обеспечивая в реальном времени мониторинг энергопотребления каждой части холодильной установки, температуры подачи / возврата из холодильной машины и градирни, расхода воды из водяного контура конденсатора и т. Д.Интернет вещей нашел практическое применение в HVAC, чтобы облегчить настоящую оптимизацию.

значительно повлияет на эксплуатационные расходы вашего здания. Текущее плановое обслуживание представляет собой минимум с точки зрения управления объектом. Для профилактического обслуживания и оптимизации холодильной системы требуются оперативные данные в режиме реального времени. Интернет вещей открыл дверь к новым формам повышения эффективности чиллера.

Примечание редактора: этот пост был первоначально опубликован в ноябре 2017 года и был полностью переработан и обновлен для обеспечения точности и полноты.

Узнайте, как Senseware может в режиме реального времени предоставлять данные о работе чиллера на вашем предприятии.

Запишитесь на демонстрацию с нашей командой.

Как работает чиллер? | Принципы работы промышленного чиллера

Как работает чиллер? — Принципы работы промышленной чиллерной системы

Если на вашем предприятии используются технологические жидкости или тяжелое оборудование, выделяющее тепло, вам понадобится промышленная система охлаждения для охлаждения ваших процессов и внутренних компонентов оборудования.Понимание того, как работает промышленный чиллер, и знание различных типов доступных чиллеров поможет вам сделать правильный выбор для ваших потребностей в охлаждении.

Что такое чиллер?

Промышленный чиллер — это холодильная система, используемая для понижения температуры оборудования, производственных помещений и технологических жидкостей путем отвода тепла от системы и передачи его в другое место. Промышленные чиллеры необходимы для регулирования температуры в нескольких промышленных процессах, таких как литье под давлением, металлизация, добыча нефти и пищевая промышленность.

Принципы работы

Промышленные чиллеры работают на следующих принципах работы;

1. Смена фазы

Жидкий хладагент претерпевает фазовый переход в газ при нагревании, а когда газообразный хладагент переохлажден, он снова конденсируется в жидкость.

2. Тепловой поток

Тепловая энергия всегда течет из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией.

3. Температура кипения

Снижение давления над жидкостью снижает ее точку кипения, а увеличение давления увеличивает ее точку кипения.

Как работает чиллер?

Чиллеры состоят из четырех основных компонентов; испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный блок. Каждая холодильная система содержит хладагент.

Процесс начинается с поступления хладагента низкого давления в испаритель. Внутри испарителя хладагент нагревается, что приводит к его фазовому превращению в газ. Газообразный хладагент попадает в компрессор, который увеличивает его давление.

Хладагент высокого давления поступает в конденсатор, который отводит тепло, используя охлаждающую воду из градирни или воздух из окружающей среды, конденсируя его в жидкость под высоким давлением.Затем конденсированный хладагент поступает в расширительный блок, который имеет клапан, который действует как дозирующее устройство, ограничивая поток хладагента в системе.

Следовательно, это снижает давление хладагента и снова запускает процесс охлаждения. Весь процесс известен как цикл охлаждения .

Типы промышленных чиллеров

В настоящее время используются три основных типа промышленных чиллеров: чиллеры с воздушным охлаждением, чиллеры с водяным охлаждением и абсорбционные чиллеры.Мы также кратко коснемся градирен (альтернативной или дополнительной системы охлаждения) и специальных охладителей, таких как гликоль и центробежные охладители.

Выбор подходящего чиллера для вашей области применения поможет вам сэкономить средства, сократить время простоя и повысить эффективность эксплуатации.

Чиллеры с водяным охлаждением

Чиллеры с водяным охлаждением используют воду из внешней градирни для отвода тепла от газообразного хладагента в конденсаторе до того, как он претерпит фазовый переход в жидкость.

Чиллеры с воздушным охлаждением

Вместо охлаждающей воды чиллеры с воздушным охлаждением используют окружающий воздух для отвода тепла от хладагента в конденсаторе.

Чиллеры с компрессорным паром

В чиллерах этого типа используются хладагенты для охлаждения технологических жидкостей и помещений. Компрессор используется в качестве движущей силы для перекачивания хладагента по системе.

Чиллеры с абсорбцией пара

Чиллеры с абсорбцией пара не имеют компрессора. Скорее они используют источник тепла e.g., солнечная энергия или отработанное тепло для прогона охлаждающей жидкости через систему.

Процесс начинается с жидкого хладагента в испарителе, который превращает его в газообразную форму. Газообразный хладагент поглощается концентрированным абсорбентом, таким как бромид лития или аммиак, обеспечиваемым генератором. Разбавленный раствор поглощает охлаждающую жидкость, в то время как тепло поглощается охлаждающей водой.

Разбавленный раствор хладагента и абсорбента проходит через теплообменник в генератор, где он нагревается.Охлаждающая жидкость испаряется из раствора, конденсируется и снова отправляется на охлаждение. Теперь концентрированный абсорбент также перерабатывается.

Гликолевые чиллеры

Гликолевые чиллеры — это специальные типы чиллеров, в системе которых используется пропиленгликоль, антифриз. Они широко используются в пищевой промышленности, например, при производстве алкоголя и в системах охлаждения пивоварен.

Режим работы гликолевых чиллеров такой же, как и у стандартных чиллеров.

Центробежные чиллеры

Центробежные чиллеры состоят из обычного испарителя, компрессора, конденсатора и расширительного устройства, но с дополнительными вращающимися крыльчатками, которые сжимают хладагент и транспортируют его по системе. Они особенно полезны для средних и крупных операций охлаждения (от 150 до 6000 тонн охлаждения).

Градирни

Градирня — это большой теплообменник, который обеспечивает охлаждающую воду для отвода тепла от охлаждающей жидкости, которая использовалась для охлаждения оборудования, технологических жидкостей или зданий.Когда охлаждающая вода встречается с воздухом, небольшая ее часть испаряется, понижая ее температуру. Это известно как «испарительное охлаждение».

Градирни обычно удобно располагать рядом с водоемами, такими как озера и реки, чтобы обеспечить постоянную подачу воды для охлаждения. Во многих ситуациях вы можете соединить чиллер и градирню вместе для более эффективного промышленного охлаждения.

Использование промышленных чиллеров

Промышленные чиллеры могут использоваться для охлаждения в различных отраслях промышленности.Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных приложений:

Пищевая промышленность

Промышленные чиллеры широко используются в производстве и переработке пищевых продуктов, где требуется высокая точность регулирования температуры. Например, охладители винных заводов используются для контроля температуры во время ферментации и хранения вина. Охладители для пекарен помогают с охлаждением миксера, охлаждением питьевой воды и охлаждающими резервуарами для дрожжей с рубашкой, которые являются критически важными компонентами хлебобулочных изделий.

Обработка металла

Контроль температуры важен в процессах отделки металлов, таких как гальваника или химическое нанесение покрытия, для удаления избыточного тепла, поскольку обычно для склеивания металлов требуются очень высокие температуры (несколько сотен градусов).В некоторых отраслях промышленности используются охладители для отделки металла, чтобы охладить анодирующую жидкость в теплообменнике, или использовать гликоль / воду в качестве охлаждающей среды для снижения температуры внутри резервуара.

Литье под давлением

Литье под давлением — это метод массового производства пластмассовых деталей с использованием машины для литья под давлением, термопластичных гранул и пресс-формы. Процесс и плавление должны поддерживаться в точных температурных пределах, чтобы предотвратить такие проблемы, как трещины, коробление и внутренние напряжения в конечном продукте.

Охладитель для литья под давлением может подавать поток переохлажденной жидкости для охлаждения формы с идеальной скоростью для обеспечения оптимального качества продукта.

Космическое охлаждение

На производственных предприятиях, которые выделяют много тепла от тяжелого оборудования, которое они используют, чиллер может помочь предотвратить экстремальные температуры в офисах и других рабочих помещениях. Они также помогают сэкономить на покупке отдельных систем HVAC для охлаждения.

Определение правильного размера чиллера для ваших нужд

Выбор чиллера подходящего размера имеет решающее значение для эффективного и рентабельного охлаждения процессов, оборудования и помещений.Простой в использовании инструмент для определения размеров чиллеров Cold Shot Chillers может помочь вам быстро определить оптимальную мощность, тоннаж и размер чиллера.

Доверьтесь чиллерам холодного воздуха для всех ваших нужд!

Обладая более чем тридцатилетним опытом в производстве промышленных систем охлаждения, компания Cold Shot Chillers предоставляет охлаждающее оборудование и опыт для решения самых сложных задач технологического охлаждения.

Свяжитесь с нами сегодня в режиме онлайн или позвоните нам по телефону 1.800.473.9178 для получения дополнительной информации о наших продуктах и ​​услугах .

Основная терминология чиллера — Инженерное мышление

Основная терминология чиллера. В этой статье мы рассмотрим основные термины чиллера. Это термины, которые инженеры произносят, когда они говорят о чиллерах, и ожидают, что вы точно поймете, что они означают.
Прокрутите вниз, чтобы просмотреть видеоурок на YouTube.

Хотите узнать больше о чиллерах и о том, как добиться оптимальной эффективности чиллера? Тогда вам нужно узнать, что может предложить Данфосс.Данфосс хочет помочь вам создавать более качественные, долговечные и более эффективные чиллеры, и у них есть широкий спектр решений, которые помогут сделать это возможным. Фактически, у них есть до 70% продуктов, которые вам нужны для ваших холодильных систем, включая компрессоры, приводы переменного тока, системы защиты, теплообменники, клапаны, электронику и датчики.

Неважно, с каким чиллером вы работаете — Danfoss предлагает продукты, которые помогут вам повысить производительность, повысить надежность и снизить воздействие на окружающую среду.Все эти решения объединены, чтобы помочь вам спроектировать и создать более совершенные чиллеры — изнутри.

Для начала перейдите на Chillers.Danfoss.com

Холодильный цикл

Это процесс циркуляции хладагента вокруг чиллера или любой холодильной системы. Компрессор — движущая сила хладагента. Хладагент покидает компрессор в виде высокотемпературного газа под высоким давлением и перемещается в конденсатор.

Конденсатор охлаждает хладагент и отводит тепловую энергию в атмосферу, хладагент выходит из конденсатора в виде жидкости под высоким давлением. Затем хладагент направляется в расширительное устройство, которое снижает давление, и хладагент становится жидко-паровой смесью низкого давления.

Затем хладагент проходит через испаритель, куда добавляется нежелательное тепло здания, при этом хладагент превращается в пар низкого давления, поскольку он испаряется, забирая с собой нежелательное тепло, которое всасывает компрессор, чтобы повторить цикл.

Хладагент

Это специально разработанная жидкость, которая движется по внутренней части чиллера, собирая нежелательное тепло от испарителя и перемещая его в конденсатор, чтобы это тепло могло отводиться из здания. Он меняет состояние между жидкостью и газом во время цикла охлаждения и перемещается внутри охладителя компрессором. Хладагент остается внутри чиллера и всегда хранится отдельно от воды конденсатора и охлажденной воды.У хладагентов будут странные названия, такие как R134A R1233zd и т. Д.
Прочтите нашу предыдущую статью о том, как работают хладагенты и как новые законы приводят к поэтапному отказу, а также наше руководство о том, как модернизировать старые системы с помощью запрещенных хладагентов.

Конденсатор

Здесь нежелательное тепло здания отводится в атмосферу через конденсатор с воздушным или водяным охлаждением. Хладагент, который переносит нежелательное тепло от испарителя к конденсатору, будет поступать в виде газа под высоким давлением и высокой температурой, а по мере отклонения тепловой энергии он уйдет в виде жидкости под высоким давлением.

Конденсатор водяной

Вода конденсатора — это вода, протекающая между градирней и конденсатором чиллера с водяным охлаждением. Это улавливает все нежелательное тепло в конденсаторе, которое было передано через хладагент. В некоторых конструкциях он также собирает тепло от компрессора. Вода из конденсатора направляется в градирню, где тепло отводится и отводится в атмосферу, а затем возвращается обратно в конденсатор для сбора большего количества тепла.Типичная температура: Расход: 32 ° C (89,6 ° F) Возврат 27 ° C (80,6 ° F). Эти числа являются типичными, они могут отличаться от указанных.

С воздушным охлаждением

Относится к чиллеру с воздушным охлаждением. Они расположены снаружи здания, обычно на крыше или внизу возле автостоянки и т. Д. Очень редко они расположены внутри здания, но для этого они могут быть оборудованы воздуховодом. В чиллерах этих типов не используются водяные контуры конденсатора. Вместо этого они используют вентиляторы, чтобы обдувать конденсатор воздухом, поэтому их называют чиллерами с воздушным охлаждением.

С водяным охлаждением

Это относится к типу чиллера, в котором используется вода конденсатора и градирни для отвода тепла от конденсатора. Они расположены внутри здания, как правило, в подвале.

Испаритель

В испарителе собирается нежелательное тепло здания перед передачей в конденсатор. Когда нежелательное тепло попадает в испаритель, он вызывает кипение и испарение хладагента, а при испарении он уносит тепло в конденсатор.Хладагент входит в испаритель в виде жидкости низкого давления и при испарении уходит в виде пара низкого давления.

Охлажденная вода

Чиллер производит охлажденную воду, эта вода течет по замкнутому контуру между испарителем чиллера и охлаждающими змеевиками внутри здания. Насос нагнетает охлажденную воду вокруг здания к змеевикам внутри AHU и FCU, где нежелательное тепло из воздуха переходит в воду, это охлаждает воздух и нагревает «охлажденную воду», а затем эта теплая охлажденная вода возвращается. к испарителю чиллера, чтобы сбросить это нежелательное тепло.Когда тепло отводится, он вызывает кипение хладагента и уносит это тепло, в результате чего вода снова остывает. Затем он повторяет цикл и собирает больше тепла. Типичные температуры охлажденной воды: подача: 6 ° C (42,8 ° F) Возврат: 12 ° C (53,6 ° F) Эти числа могут и будут отличаться от указанного.

Один проход, два прохода, три прохода

Это относится к испарителю или конденсатору с водяным охлаждением, а также к способу прохождения воды или хладагента через компонент. За один проход жидкость будет проходить прямо насквозь, но для большей теплопередачи трубки могут быть загнуты назад один или два раза, чтобы увеличить время передачи и площадь поверхности, это позволит передать больше тепла и увеличит площадь поверхности теплопередачи.

Компрессор

При этом хладагент перемещается вокруг чиллера, собирая нежелательное тепло от испарителя и перемещая его в конденсатор. Вот некоторые из различных дизайнов чиллеров:

• Центробежный тип, в котором используется вращающееся рабочее колесо для создания центробежной силы на хладагенте, которая заставляет его перемещаться по системе.
• Тип Turbocor, который является более продвинутым вариантом центробежного типа, он использует две небольшие вращающиеся крыльчатки для сжатия хладагента.
• Винтовой тип, в котором используются два винтовых вращающихся винта, которые сжимают хладагент в ограниченном пространстве и, таким образом, сжимают его.
• Спиральный тип, в котором используются два спиральных диска, один из которых неподвижен, а другой вращается, чтобы сжимать хладагент и сжимать его в небольшом пространстве.
• Поршневой тип, в котором используются поршни и цилиндры для сжатия хладагента в меньший объем.

Градирня

Часто называют просто «башней», они располагаются снаружи здания, обычно на крыше, и используются только с чиллерами с водяным охлаждением. Они бывают мокрого или сухого типа, но оба типа используют вентиляторы для перемещения воздуха через градирню.У влажного типа водяной контур конденсатора открыт, и вода разбрызгивается в воздушный поток, который отводит тепло и охлаждает воду. В сухом типе конденсаторный контур замкнут, и вода проходит через теплообменник, где воздушный поток проходит через него для отвода тепла. Кроме того, некоторые градирни распыляют воду на охлаждающие змеевики, чтобы помочь отвести тепло.

Байпас горячего газа

Используется только на некоторых чиллерах. Он используется для создания искусственной охлаждающей нагрузки, чтобы предотвратить циклическую работу чиллера, остановку, помпаж, а также для защиты испарителя от замерзания в условиях низкой нагрузки.Регулирующий клапан используется вместе с редукционным клапаном для рециркуляции горячего хладагента из линии нагнетания компрессора и направления его прямо на вход испарителя, таким образом минуя конденсатор, поэтому тепло добавляется к испарителю для создания ложной нагрузки.
Это довольно неэффективная стратегия, энергия, которая ушла на сжатие хладагента, не обеспечит полезного охлаждающего эффекта. Если вы используете эту стратегию, вероятно, ваш чиллер слишком велик.

COP

COP означает коэффициент полезного действия.Это просто соотношение того, сколько охлаждения вы получаете на единицу затраченной электроэнергии, которое является способом измерения эффективности чиллеров.
COP = кВт охлаждения / кВт электроэнергии
2500 кВт охлаждения / 460 кВт электроэнергии = COP: 5,4, поэтому на каждый 1 кВт электроэнергии, которую вы вложили в чиллер, он будет генерировать 5,4 кВт охлаждения.
COP зависит от охлаждающей нагрузки чиллера. Это полезно для измерения эффективности в определенный момент времени или при определенных условиях.

Пускатель двигателя (устройство плавного пуска)

Большие чиллеры, особенно с одним компрессором, например центробежного типа, могут иметь очень большие пусковые токи при запуске двигателя.Это означает большой поток энергии через электрическую систему здания в чиллер. Это может вызвать повреждение электрической инфраструктуры и вывести оборудование из строя. Возможно, вы испытали это, когда компрессор холодильника в вашем доме включился, и свет погас на долю секунды. Для борьбы с этим чиллеры будут использовать пускатели двигателя, которые ограничивают скачок мощности при запуске двигателя. Они либо встроены в компрессор, размещены в корпусе на охладителе, либо размещены в корпусе рядом с охладителем.Для этого используется множество различных методов.

Преобразователь частоты VFD

В некоторых чиллерах используются приводы с регулируемой скоростью. Они эффективно выполняют работу устройств плавного пуска, но они также регулируют скорость компрессора, чтобы позволить ему работать более эффективно в условиях частичной нагрузки, что может привести к значительной экономии энергии. Однако они приведут к снижению эффективности в условиях полной нагрузки, хотя чиллеры обычно работают только 1% в год при полной нагрузке.ЧРП
также могут быть установлены на насосах, чтобы помочь сэкономить энергию и позволить насосам изменять свой расход, чтобы лучше соответствовать потребности в охлаждении, обычно с помощью датчика давления для управления скоростью.

Номинальный ток нагрузки (RLA)

RLA относится к максимальному току, потребляемому двигателем компрессора во время работы. RLA будет варьироваться в зависимости от того, сколько работы должен выполнять компрессор. Если RLA будет превышено, двигатель компрессора перегреется и разрушится. В органы управления чиллера встроены защитные приспособления для измерения и предотвращения этого.Например, чиллер центробежного типа с водяным охлаждением номинальной мощностью 1272 кВт имеет RLA 359 ампер, но чиллер отключит мощность двигателя, если оно достигнет 455 ампер. Этот предел и значение различаются для всех чиллеров.

Нагрузка

Нагрузка относится к потребности в охлаждении чиллера.
Полная нагрузка означает, что чиллер работает с максимальной охлаждающей способностью, обычно это только 1-2% в год.
Частичная нагрузка означает, что чиллер работает с меньшей максимальной мощностью, это нормально в течение большей части года для типичных приложений.
Низкая нагрузка означает, что чиллер работает с очень низкой производительностью, в этих условиях часто могут возникать неисправности, а чиллеры обычно не работают эффективно в этих условиях. Если чиллер работает при низкой нагрузке в течение длительных периодов в течение года, то он имеет слишком большие размеры, и следует изучить альтернативные варианты его замены, которые позволят сэкономить электроэнергию и эксплуатационные расходы.
Холодильная нагрузка обычно измеряется в БТЕ / с холодопроизводительных тонн или кВт.

Потребность в охлаждении

Когда охлажденная вода перекачивается из испарителя чиллеров вокруг здания для сбора нежелательного тепла, она возвращается обратно с более высокой температурой.Количество протекающей воды и температура определяют потребность в охлаждении. Например, расход 0,0995 м3 / с при температуре подачи 6 ° C и возврате 12 ° C приведет к потребности в охлаждении около 2500 кВт или 710 RT.

Вместимость

Это относится к тому, сколько охлаждения чиллер разработан для обеспечения максимальной нагрузки. Производительность большинства чиллеров можно регулировать, чтобы она точно соответствовала фактической потребности в охлаждении в настоящее время. Мощность обычно указывается в киловаттах или тр.тоннах холода.

Предохранительные клапаны

Предохранительные клапаны и линии устанавливаются на чиллеры для защиты компонентов и операторов от опасного повышения давления хладагента внутри чиллера. Такое случается редко, но возможно, например, в случае пожара. Обычно в чиллере используется подпружиненный клапан, который открывается автоматически, если давление хладагента превышает давление пружины. Это позволит хладагенту безопасно выйти в атмосферу, и клапан снова закроется, как только он достигнет более низкого давления.

Обрастание

Относится к скоплению грязи и органических веществ на поверхности теплообменников, которое эффективно изолирует поверхности и снижает способность теплообменников передавать тепло. Это очень часто встречается в конденсаторе чиллера с водяным охлаждением из-за разомкнутого контура, который позволяет грязи и бактериям попадать в трубопровод. Чтобы уменьшить это, необходимо обеспечить надлежащую очистку воды и мониторинг с течением времени. Чиллеры спроектированы таким образом, чтобы выдерживать определенное количество загрязнений при нормальной работе, но если оно будет превышено, чиллер не сможет достичь проектной мощности.

Подъемник

Подъем относится к разнице давлений между хладагентом в конденсаторе и хладагентом в испарителе. Чем выше разница, тем больше работы приходится выполнять компрессору для достижения этой цели. Температуры охлажденной воды и воды в конденсаторе, а также температуры приближения устанавливают требуемый подъем. Уменьшение уставки воды в конденсаторе и увеличение уставки охлажденной воды снизит энергопотребление компрессора.

Температура приближения

Это относится к разнице температур между температурой подаваемой охлажденной воды на выходе из чиллера по сравнению с температурой хладагента внутри испарителя.
Например, температура подаваемой охлажденной воды может составлять 7 ° C (44,6 ° F), а температура хладагента может быть 3 ° C (37,4 ° F). Таким образом, при подходе температура равна 4 ° C или 7,2 ° F. Разница 3-5 ° C или 5-8 ° F является типичной.

Уставка, активная уставка охлажденной воды

Уставки в чиллерах относятся к желаемой температуре или давлению, обычно это связано с температурой подаваемой охлажденной воды. Желаемая температура определяется средствами управления, и чиллер пытается достичь этой температуры.Датчики температуры на выходе из испарителя для подачи охлажденной воды или рядом с ним будут измерять фактическую температуру, а органы управления чиллерами будут вносить корректировки в соответствие с ней или работать как можно ближе к ней.

Насос охлажденной воды и водяной насос конденсатора

Это насосы, которые распределяют охлажденную воду и воду из конденсатора по зданию между охладителем, охлаждающими змеевиками и градирней. Они могут быть как с постоянным, так и с переменным расходом в зависимости от конструкции системы.Переменный поток становится все более популярным в системах вторичного контура, поскольку он может обеспечить значительное снижение энергозатрат и эксплуатационных расходов.

Расход

Это относится к количеству воды, проходящей через чиллер или определенную часть распределительного трубопровода. Это измерение объема в единицу времени. Например, галлон в минуту (gpm) литр в секунду (л / с) или кубический метр в секунду (м3 / с).

Массовый расход

Это относится к массе воды, протекающей через чиллер, насос или определенную точку в распределительном трубопроводе.Это измерение веса в единицу времени. Пример фунт / м или кг / с.

Расходомер

Расходомер может быть установлен на чиллерах или системах охлажденной воды для контроля потока к каждому чиллеру и от него или для измерения потока через разделительную трубу для диагностики проблем, а также для обеспечения эффективной работы и подачи сигнала второму чиллеру для запуска или остановки. Часто это клещи на счетчиках, которые используют ультразвуковые датчики для расчета расхода.

Сработал чиллер

Это относится к холодильной машине, которая выключается сама по себе через внутренние органы управления из-за обнаруженной неисправности или при достижении пределов проектной уставки.Например. высокое или низкое давление или температура. После этого чиллер отключается, чтобы защитить себя от повреждений.

Катушки

Змеевики относится к теплообменнику. В системе чиллера и охлажденной воды есть несколько змеевиков. Охлаждающий змеевик будет означать теплообменник в установке для обработки воздуха или фанкойле, который принимает охлажденную воду и обменивает ее холод с воздухом. Змеевик конденсатора будет относиться к конденсатору чиллера с воздушным охлаждением, который принимает горячий хладагент высокого давления и использует окружающий воздух для его конденсации в жидкость.

Delta T или ∆T

Это относится к разнице температур между температурами подачи и возврата охлажденной воды и воды конденсатора. Типичная разница температур между подающей и обратной охлаждающей водой составляет 6 ° C, но она может варьироваться. Высокая дельта Т означает, что чиллер работает усиленно, и эффективность должна быть высокой, тогда как низкая дельта Т означает, что чиллер, вероятно, работает неэффективно, и, вероятно, это связано с конструкцией системы охлаждения, вызывающей это.

Перегрев

Это относится к количеству градусов (Кельвина), на которое хладагент выше точки кипения при определенном давлении.Типичное значение 4-8К. Если показание высокое, то испаритель работает неэффективно, а если оно низкое или нулевое, то есть неисправность и возможно попадание жидкого хладагента в компрессор, что приведет к повреждению службы.

Переохлаждение

Относится к хладагенту, который был конденсирован и имеет температуру ниже точки кипения, поэтому он находится в жидком состоянии. Это разница между температурой насыщения хладагента и фактической температурой жидкого хладагента.

Расширительный клапан / Устройство

Это устройство, используемое между конденсатором и испарителем. Это вызывает снижение давления в хладагенте, а также контроль количества хладагента, поступающего в испаритель, который используется для регулирования перегрева. В чиллерах используется много различных типов. Некоторые примеры расширительных клапанов и устройств чиллера:

• Диафрагма
• Поплавковые клапаны
• Тепловой расширительный клапан
• Электронные расширительные клапаны
• Тепловые расширительные клапаны с пилотным управлением

Сброс температуры охлажденной воды

Это стратегия управления, используемая для экономии энергии.Эта стратегия повышает температуру подаваемой охлажденной воды для уменьшения подъемной силы, что снижает объем работы, выполняемой компрессором. Это также приведет к более высокой температуре возвратной воды, что может привести к увеличению скорости насоса в системах с регулируемой скоростью. Это также может привести к синдрому низкой дельта-Т и требует тщательного анализа перед внедрением.

Опережение и запаздывание или дежурный и резервный

Под опережением или обязанностью понимается чиллер или насос, который должен первым включаться и обрабатывать охлаждающую нагрузку, когда в здании используется несколько чиллеров.Задержка или режим ожидания относится к следующему чиллеру или насосу, который включится, если ведущий / рабочий не может справиться с полной нагрузкой или если ведущий / рабочий охладитель / насос отключается из-за неисправности. Отложенный / резервный либо присоединится, чтобы предоставить больше возможностей, либо возьмет на себя опережающий / дежурный. Обозначение опережения / запаздывания или режима ожидания / ожидания обычно будет чередоваться, чтобы обеспечить равные часы работы для всего оборудования, или оно будет назначаться в соответствии с наиболее эффективным оборудованием, работающим в текущих рабочих условиях.

Профиль нагрузки

Это потребность здания в охлаждении, нанесенная на диаграмму, показывающую изменение обычно в час, охватывающее в целом 24 часа. 24 часа могут относиться либо к определенному дню, либо к усреднению за период времени, например, сезонной потребности, или общей сумме за определенный год или, возможно, каждый будний день. Это очень полезно для инженеров для анализа и может позволить улучшить стратегии управления, энергоэффективности и прогнозирования энергии.

Чиллер для агрегатов

Это относится к чиллерам, которые поставляются производителем в одной полной комплектации со всеми основными компонентами холодильного цикла в одной упаковке.Это самый распространенный тип чиллера. Они могут иметь конструкцию с водяным или воздушным охлаждением

Экономайзер чиллера

Экономайзер используется в некоторых чиллерах центробежного типа с двухступенчатыми компрессорами для снижения потребления энергии. Конструкция довольно проста: между конденсатором и испарителем размещен специальный бак. Хладагент частично дросселируется в бак, а любой испаряющийся хладагент направляется прямо во вторую ступень компрессора.Остальной хладагент, находящийся в жидком состоянии, поступит в испаритель. Это снижает требования к работе компрессора и, таким образом, экономит энергию.

Разъединитель

Это обычное явление в первичных вторичных системах. Это труба, помещенная в конце набора параллельно соединенных чиллеров, чтобы гидравлически разделить первичную и вторичную стороны и позволяет регулировать поток на вторичной стороне. Чиллеры на первичной стороне должны иметь минимальную скорость потока, чтобы предотвратить повреждение, развязка позволяет охлажденной подаваемой или возвратной воде течь в любом направлении, чтобы удовлетворить потребности насосов первичного и вторичного контура.Скорость потока через разделитель также определяет, можно ли включить или выключить второй чиллер.

Естественное охлаждение

Это относится к стратегии управления охлаждением, при которой тепло отводится без или с минимальным использованием компрессора. Эта стратегия может использоваться только в определенных условиях окружающей среды, ее можно включить, когда температура наружного воздуха ниже заданной температуры. В некоторых чиллерах эта функция встроена, в другие можно дооснастить или модифицировать систему, чтобы приспособиться к этому.

Как работают чиллеры с воздушным охлаждением

В этой статье мы рассмотрим, как работают чиллеры с воздушным охлаждением. Чиллеры с воздушным охлаждением очень распространены, особенно в небольших и средних коммерческих и офисных зданиях. Обычно они располагаются снаружи, на крыше или на уровне земли. Это связано с тем, что чиллеры с воздушным охлаждением не используют градирни, вместо этого они отводят тепло в окружающий воздух и поэтому нуждаются в большом количестве свежего воздуха, чтобы отводить нежелательное тепло из здания. Прокрутите вниз, чтобы просмотреть обучающее видео по этой теме.

Чиллеры будут производить «охлажденную воду», которая перекачивается по всему зданию в вентиляционные установки (AHU) и фанкойлы (FCU), которые удаляют нежелательное тепло из здания и передают его в контур охлажденной воды. Охлажденная вода будет поступать в AHU / FCU при температуре около 6 ° C (42,8 ° F) и к тому времени, когда она покинет теплообменник внутри AHU / FCU, она повысится примерно до 12 ° C (53.6 ° F), а затем вернется в чиллер с воздушным охлаждением, чтобы сбросить это тепло в атмосферу перед повторением цикла.

Теплая возвратная «охлажденная вода» поступает в испаритель только там, где она проходит вдоль внешней поверхности внутренних труб, содержащих хладагент, затем выходит на противоположном конце, отдав свою тепловую энергию. Хладагент — единственная жидкость, которая движется вокруг каждого из компонентов чиллера. Он изменяет свое давление, температуру, энтальпию и энтрою при движении вокруг машины и отводит нежелательное тепло от охлажденной воды испарителя.

Чиллер с воздушным охлаждением состоит из 5 основных компонентов.

1. Компрессор — обычно винтовой, спиральный или возвратно-поступательный
2. Конденсатор — пучок горизонтальных труб, содержащих горячий хладагент, которые окружены множеством тонких металлических листов по вертикальной оси. Они помогают отводить тепло от трубок в воздух, который проходит через трубки и тонкие листы металла.
3. Вентиляторы конденсатора — они всасывают воздух через змеевики конденсатора, поступая с боковых сторон, а затем вытесняют этот воздух через верхнюю часть агрегата вверх в окружающую атмосферу.
4. Расширительный клапан — расширяет хладагент перед его поступлением в испаритель.
5. Испаритель — здесь производится охлажденная вода и отбирается тепло из теплой возвратной «охлажденной воды» для отправки в конденсатор.

Как хладагент движется по чиллеру

Компрессор — движущая сила хладагента. Хладагент сначала покидает компрессор в виде перегретого пара высокого давления и высокой температуры, а затем попадает в конденсатор.

Когда хладагент попадает в конденсатор, он будет течь по горизонтальным трубам и передавать свою тепловую энергию потоку окружающего воздуха, который нагнетается вентиляторами сверху.

Когда хладагент передает свою тепловую энергию, он начинает конденсироваться в жидкость. К тому времени, когда хладагент покидает конденсатор, это будет насыщенная жидкость высокого давления и средней температуры.

Далее хладагент поступает в расширительный клапан. Расширительный клапан измеряет поток хладагента в системе.Самый простой тип — это терморегулирующий клапан, который регулирует поток хладагента путем измерения температуры трубы на выходе из испарителя и регулирует скорость потока, чтобы поддерживать температуру в пределах желаемой уставки.

Расширительный клапан задерживает хладагент и поддерживает высокое давление в конденсаторе. Внутри расширительного клапана небольшое отверстие позволяет продолжать течь ограниченному количеству хладагента. Проходя через это ограничение, он достигает стороны низкого давления клапана.Это внезапное падение давления позволяет хладагенту расширяться из жидкости в смесь жидкость / пар. Когда это произойдет, давление и температура упадут. Через него проходит такое же количество хладагента, просто в нем больше места, поэтому он расширяется, чтобы заполнить этот пробел.

Затем хладагент поступает в испаритель и проходит через ряд горизонтальных трубок, окруженных «охлажденной водой», и они будут течь в противоположных встречных потоках друг другу. К тому времени, когда хладагент покидает испаритель, он заберет нежелательное тепло от возвратной охлажденной воды и уйдет в виде насыщенного пара с низким давлением и низкой температурой.Охлажденная вода передаст свою тепловую энергию хладагенту и уйдет около 6 ° C (42,8 ° F).

Как работают абсорбционные чиллеры | EnergyLink

В отличие от обычных чиллеров, абсорбционные чиллеры используют сбор отработанного тепла от других процессов или оборудования для управления термодинамическим процессом, который позволяет охлаждать воду и распределять ее для нужд ОВК. Вместо обычных хладагентов вода обычно смешивается либо с аммиаком, либо с бромидом лития, и бромид лития является более распространенным, поскольку он не токсичен.

Хотите знать ваши варианты? См. Три типа абсорбционных чиллеров здесь>

Основные рекомендации по установке абсорбционного чиллера

состоит в том, что они не оснащены электрическими компрессорами, что означает, что они могут обеспечить значительную холодопроизводительность объекта, не увеличивая пиковую потребность в электроэнергии. Главное соображение, которое необходимо принять во внимание при оценке применимости таких чиллеров, заключается в том, что для их работы требуется большой и постоянный поток отработанного тепла.Наиболее очевидными кандидатами являются промышленные производственные предприятия, но в других условиях, например в университетских кампусах, крупных больничных комплексах или крупных отелях, часто есть возможность извлечь выгоду из установки абсорбционного чиллера.

Каковы преимущества использования абсорбционных чиллеров?

1. Хладагенты, используемые в основном в абсорбционных чиллерах, не способствуют глобальному потеплению и разрушению озонового слоя.
2. Абсорбционный чиллер может снизить затраты на электроэнергию, горячую воду, отопление и охлаждение для объекта.
3. Из-за отсутствия компрессоров в машине, шум и вибрация в здании значительно снижены, обеспечивая тихую среду с высокой надежностью.
4. Абсорбционный чиллер почти полностью работает за счет тепла, которое уже теряется.
5. Он не потребляет электроэнергию для производства охлажденной воды и тепла.
6. Для системы аварийного резервного питания не потребуется почти такой же мощности.

Наука, лежащая в основе абсорбционных чиллеров

Абсорбционный чиллер обычно имеет конденсатор, генератор, испаритель, абсорбер и теплообменник.Сначала в абсорбере хранится хладагент или вода, смешанная с бромидом лития. Он будет прокачиваться через теплообменник и поступать в резервуар генератора в верхней части чиллера. Тепло, выделяемое снаружи, или отработанный пар, собираемый из других систем в здании, поступает в генератор чиллера. Бромид лития и вода будут разделены при нагревании. Вода постепенно превращается в пар и поднимается вверх, где находится конденсатор, а бромид лития опускается вниз.

Бромид лития пройдет по трубе и потечет обратно в абсорбер, откуда он изначально начался. Затем пар в конденсаторе наверху проходит через градирню. В трубе градирни давление воздуха ниже, чем в конденсаторе. Таким образом, пар снова становится водой при понижении давления воздуха. Затем холодная вода поступает в испаритель и снова смешивается с бромидом лития в абсорбере.

Короче говоря, абсорбционный чиллер охлаждает воду за счет резкого изменения давления.Когда вода в генераторе нагревается, давление воздуха высокое. Вода выделяет тепло и превращается в пар. Затем по трубе пар поступает в испаритель, где давление воздуха низкое. Затем пар остынет и сразу же снова станет холодной водой. Наружная температура упадет, поскольку пар поглощает тепло и превращается в воду.

Вода испаряется и уносит все нежелательное тепло. Затем, проходя через градирню, пар охлаждается в среде с низким давлением и снова становится водой.Когда вода смешивается с бромидом лития в абсорбере, они готовы снова пройти через теплообменник и уносят с собой больше нежелательного тепла.

Во время работы абсорбционный чиллер производит охлажденную воду, потребляя при этом лишь небольшое количество электроэнергии для работы насосов. И он будет продолжать отводить тепло из здания по мере прохождения цикла нагрева и охлаждения.

Как установить абсорбционный чиллер

Лучше всего работать с подрядчиком, который имеет опыт работы со сложными системами, такими как абсорбционные чиллеры.EnergyLink может помочь вам спроектировать, построить и профинансировать абсорбционную охлаждающую систему, которая имеет экономический смысл для вашей организации с хорошим и понятным путем к получению разумной рентабельности инвестиций. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о способах финансирования абсорбционных чиллеров>

Как работает чиллер? См. Нашу схему чиллера

Проще говоря, промышленные чиллеры охлаждают технологические жидкости. Технологические жидкости (обычно вода или смесь воды и гликоля) используются для охлаждения машин, оборудования, продуктов питания и т. Д.Технологическая жидкость поглощает тепло от того, что охлаждается, а затем проходит через чиллер, где тепло отводится от жидкости и передается окружающему воздуху.

Промышленные чиллеры с водой или гликолем содержат два основных контура: контур охлаждения и контур жидкости. Холодильный контур состоит из четырех компонентов: компрессора, конденсатора, расширительного клапана и испарителя. Холодильный контур отводит тепло от технологической жидкости.Контур жидкости обычно состоит из резервуара для жидкости, насоса, фильтров и теплообменника. Гидравлический контур переносит технологическую жидкость вокруг охлаждаемого объекта.

Холодильный контур — это наиболее техническая часть работы чиллера. В холодильном цикле используются принципы термодинамики для эффективного перемещения тепла из одной области в другую. В случае чиллеров тепло отбирается от охлаждаемой жидкости и передается окружающему воздуху.

1. Компрессор

Холодильный цикл начинается с компрессора. Компрессор принимает хладагент низкого давления и низкой температуры в виде газа и сжимает его в газ под высоким давлением и высокой температурой.

1. Конденсатор

Затем этот газ проходит через змеевики в конденсаторе. В конденсаторе воздух или вода будут течь по змеевикам и отводить тепло от хладагента. По мере того как хладагент теряет тепло, он начинает конденсироваться, пока весь газ не превратится в жидкость.

1. Расширительный клапан

После выхода из конденсатора жидкость проходит через расширительный клапан. Расширительный клапан ограничивает поток хладагента. Когда жидкость под высоким давлением проходит через расширительный клапан, она попадает в испаритель.

1. Испаритель

Испаритель — это место, где хладагент начинает испаряться обратно в газ. Когда хладагент испаряется, он становится очень холодным и поглощает много тепла. Именно в испарителе технологическая жидкость взаимодействует с холодным хладагентом.Тепло отводится от жидкости и передается хладагенту. Затем хладагент поступает в компрессор, и цикл начинается снова.

Теперь, когда вы знаете, как работает чиллер, вы можете рассмотреть варианты своей технологической системы чиллера.