Войти
York International чиллер с водяным охлаждением A чиллер - это устройство, которое отводит тепло от жидкости с помощью парокомпрессионные циклы, адсорбционное охлаждение или абсорбционное охлаждение. Затем эта жидкость может циркулировать через теплообменник для охлаждения оборудования или другого технологического потока (например, воздуха или технической воды). В качестве необходимого побочного продукта охлаждение создает отходящее тепло, которое необходимо отвести в окружающую среду или, для большей эффективности, использовать для отопления. В парокомпрессионных чиллерах можно использовать любой из множества различных типов компрессоров. Сегодня наиболее распространены герметичные спиральные, полугерметичные винтовые или центробежные компрессоры. Сторона конденсации чиллера может иметь воздушное или водяное охлаждение. Даже при водяном охлаждении чиллер часто охлаждается с помощью принудительной или принудительной тяги градирни. Абсорбционным и адсорбционным чиллерам для работы требуется источник тепла.
Охлажденная вода используется для охлаждения и осушения воздуха на средних и крупных коммерческих, промышленных и институциональных объектах. Водоохладители могут иметь водяное, воздушное или испарительное охлаждение. Системы с водяным охлаждением могут обеспечить эффективность и воздействие на окружающую среду по сравнению с системами с воздушным охлаждением.
Охладитель жидкости (на основе гликоля) с конденсатором воздушного охлаждения на крыше коммерческого здания среднего размера. В системах кондиционирования воздуха охлажденная вода обычно распределяется по теплообменникам, или змеевиков в воздухоочистителях или других типах оконечных устройств, которые охлаждают воздух в соответствующем пространстве (ах). Затем вода рециркулирует в чиллер для повторного охлаждения. Эти охлаждающие змеевики передают явное тепло и скрытое тепло из воздуха в охлажденную воду, таким образом охлаждая и обычно осушая воздушный поток. Типичный чиллер для систем кондиционирования воздуха имеет мощность от 50 кВт (170 тысяч БТЕ /h ) до 7 МВт (24 миллиона БТЕ / ч), и по крайней мере один производитель (York International) может производить чиллеры, способные охлаждать до 21 МВт (72 миллиона БТЕ / ч). Температура охлажденной воды может варьироваться от 2 до 7 ° C (от 35 до 45 ° F), в зависимости от требований приложения.
Когда чиллеры для систем кондиционирования не работают или требуют ремонта или замены, Для подачи охлажденной воды можно использовать аварийные чиллеры. Арендованные чиллеры устанавливаются на трейлере, чтобы их можно было быстро развернуть на объекте. Большие шланги охлажденной воды используются для соединения арендованных чиллеров и систем кондиционирования.
В промышленном применении охлажденная вода или другая жидкость из чиллера используется прокачивается через технологическое или лабораторное оборудование. Промышленные чиллеры используются для контролируемого охлаждения изделий, механизмов и заводского оборудования в самых разных отраслях промышленности. Они часто используются в пластмассовой промышленности, литье под давлением и выдувном формовании, смазочно-охлаждающих маслах для металлообработки, сварочном оборудовании, литье под давлением и станкостроении, химической обработке, фармацевтике, производстве продуктов питания и напитков, производстве бумаги и цемента, вакуумные системы, дифракция рентгеновских лучей, источники питания и электростанции, аналитическое оборудование, полупроводники, сжатый воздух и охлаждение газа. Они также используются для охлаждения высокотемпературных специализированных предметов, таких как аппараты МРТ и лазеры, а также в больницах, отелях и университетских городках.
Чиллеры для промышленного применения могут быть централизованными, когда один чиллер обслуживает несколько потребностей в охлаждении, или децентрализованными, когда каждое приложение или машина имеет свой собственный чиллер. У каждого подхода есть свои преимущества. Также возможно сочетание как централизованных, так и децентрализованных чиллеров, особенно если требования к охлаждению одинаковы для некоторых приложений или точек использования, но не для всех.
Децентрализованные чиллеры обычно имеют небольшой размер и холодопроизводительность, обычно от 0,2 до 10 коротких тонн (от 0,179 до 8,929 длинных тонн; от 0,181 до 9,072 т). Централизованные чиллеры обычно имеют мощность от десяти до сотен или тысяч тонн.
Охлажденная вода используется для охлаждения и осушения воздуха на средних и крупных коммерческих, промышленных и институциональных объектах (CII). Водоохладители могут иметь водяное, воздушное или испарительное охлаждение. Чиллеры с водяным охлаждением включают использование градирен, которые улучшают термодинамическую эффективность чиллеров по сравнению с чиллерами с воздушным охлаждением. Это происходит из-за отвода тепла при температуре воздуха по влажному термометру или около нее, а не из-за более высокой, иногда намного более высокой температуры по сухому термометру. Чиллеры с испарительным охлаждением обладают более высокой эффективностью, чем чиллеры с воздушным охлаждением, но ниже, чем чиллеры с водяным охлаждением.
Чиллеры с водяным охлаждением обычно предназначены для установки и эксплуатации внутри помещений, охлаждаются отдельным водяным контуром конденсатора и подключаются к наружным градирням для отвода тепла в атмосферу.
Чиллеры с воздушным и испарительным охлаждением предназначены для установки и эксплуатации вне помещений. Машины с воздушным охлаждением напрямую охлаждаются окружающим воздухом, который механически циркулирует непосредственно через змеевик конденсатора машины, чтобы отводить тепло в атмосферу. Машины с испарительным охлаждением аналогичны, за исключением того, что они создают туман из воды над змеевиком конденсатора, чтобы помочь в охлаждении конденсатора, что делает машину более эффективной, чем традиционная машина с воздушным охлаждением. Как правило, удаленная градирня не требуется ни для одного из этих типов блочных чиллеров с воздушным или испарительным охлаждением.
Там, где это возможно, холодная вода, имеющаяся в близлежащих водоемах, может использоваться непосредственно для охлаждения, замены или дополнения градирен. Примером может служить система глубоководного охлаждения источника в Торонто, Онтарио, Канада. Холодная озерная вода используется для охлаждения чиллеров, которые, в свою очередь, используются для охлаждения городских зданий с помощью системы централизованного охлаждения. Возвратная вода используется для обогрева питьевого водоснабжения города, что желательно в этом холодном климате. Всякий раз, когда отвод тепла чиллера может быть использован в производственных целях, в дополнение к функции охлаждения возможна очень высокая тепловая эффективность.
Парокомпрессионный охладитель обычно использует один из четырех типов компрессора: поршневой сжатие, спиральное сжатие, винтовой сжатие и центробежное сжатие - все это механические машины, которые могут приводиться в действие электродвигателями, паровыми или газовыми турбинами.. Использование электродвигателей в полугерметичной или герметичной конфигурации является наиболее распространенным методом приведения в действие компрессоров, поскольку электродвигатели могут эффективно и легко охлаждаться хладагентом, не требуя подачи топлива или вытяжной вентиляции, и не требуются уплотнения вала, что снижает необходимость в техническом обслуживании, утечки, эксплуатационные расходы и время простоя. Они производят охлаждающий эффект с помощью обратного цикла Ренкина, также известного как сжатие пара. При испарительном охлаждении отвод тепла их коэффициенты производительности (COP) очень высоки; обычно 4,0 или больше.
Текущая технология парокомпрессионных чиллеров основана на цикл «обратного Ренкина», известный как сжатие пара. См. Прилагаемую схему, на которой показаны основные компоненты холодильной системы.
Схема, показывающая компоненты чиллера с водяным охлаждением Основные компоненты чиллера:
Холодильные компрессоры, по сути, представляют собой насос для газообразного хладагента. Производительность компрессора и, следовательно, холодопроизводительность чиллера измеряется в входных киловаттах (кВт), потребляемой мощности в лошадиных силах (л.с.) или объемном расходе (м / ч, футы / ч). Механизм сжатия газообразного хладагента в разных компрессорах различается, и каждый имеет свое применение. Обычные холодильные компрессоры включают поршневые, спиральные, винтовые или центробежные. Они могут приводиться в действие электродвигателями, паровыми турбинами или газовыми турбинами. Компрессоры могут иметь встроенный двигатель от конкретного производителя или быть открытым приводом, что позволяет подключаться к другому типу механического соединения. Компрессоры также могут быть герметичными (приварными) или полугерметичными (соединенными болтами).
В последние годы применение технологии частотно-регулируемого привода (VSD) повысило эффективность парокомпрессионных чиллеров. Первый VSD был применен в чиллерах с центробежными компрессорами в конце 1970-х годов и стал нормой по мере роста стоимости энергии. Теперь VSD применяются в ротационных винтовых и спиральных компрессорах.
Конденсаторы могут быть с воздушным, водяным или испарительным охлаждением. Конденсатор представляет собой теплообменник, который позволяет теплу переходить от хладагента к воде или воздуху. Конденсаторы с воздушным охлаждением изготавливаются из медных трубок (для потока хладагента) и алюминиевых пластин (для потока воздуха). Каждый конденсатор имеет разную стоимость материала и разную эффективность. У конденсаторов с испарительным охлаждением очень высокий коэффициент полезного действия (COP); обычно 4,0 или больше. Конденсаторы с воздушным охлаждением устанавливаются и эксплуатируются на открытом воздухе и охлаждаются наружным воздухом, который часто пропускается через конденсатор с помощью электрических вентиляторов. Конденсаторы с водяным охлаждением охлаждаются водой, которая, в свою очередь, охлаждается с помощью градирни.
. Расширительное устройство или устройство измерения хладагента (RMD) ограничивает поток жидкого хладагента, вызывая падение давления, которое приводит к испарению некоторой части хладагента; это испарение поглощает тепло от ближайшего жидкого хладагента. RMD расположен непосредственно перед испарителем, так что холодный газ в испарителе может поглощать тепло воды в испарителе. На выходе из испарителя имеется датчик для RMD, который позволяет RMD регулировать поток хладагента в соответствии с требованиями к конструкции чиллера.
Испарители могут быть пластинчатого или кожухотрубного типа. Испаритель представляет собой теплообменник, который позволяет тепловой энергии переноситься из водяного потока в газообразный хладагент. Во время изменения состояния оставшейся жидкости на газ хладагент может поглощать большое количество тепла без изменения температуры.
Термодинамический цикл абсорбционного чиллера приводится в действие источником тепла; это тепло обычно доставляется в чиллер через пар, горячую воду или продукты сгорания. По сравнению с чиллерами с электрическим приводом, абсорбционный чиллер имеет очень низкую потребность в электроэнергии - очень редко более 15 кВт комбинированное потребление как для насоса раствора, так и для насоса хладагента. Однако его требования к подаче тепла велики, и его коэффициент полезного действия часто составляет от 0,5 (одноэффект) до 1,0 (двойной эффект). При той же вместимости абсорбционный чиллер требует намного большей градирни, чем парокомпрессионный чиллер. Однако абсорбционные охладители с точки зрения энергоэффективности превосходны там, где легко доступно дешевое низкопотенциальное тепло или отработанное тепло. В очень солнечном климате солнечная энергия использовалась для работы абсорбционных чиллеров.
В одноэтапном цикле абсорбции в качестве хладагента используется вода, а в качестве абсорбента - бромид лития. Именно сильное сродство этих двух веществ друг к другу заставляет цикл работать. Весь процесс происходит почти в полном вакууме.
Промышленные чиллеры обычно поставляются в виде полных, комплектных замкнутых систем, включая чиллер, конденсатор, и насосная станция с рециркуляционным насосом, расширительным клапаном, отключением при отсутствии потока, внутренним контролем холодной воды. Внутренний бак помогает поддерживать температуру холодной воды и предотвращает скачки температуры. Промышленные чиллеры с замкнутым контуром рециркулируют чистую охлаждающую жидкость или чистую воду с кондиционирующими добавками при постоянной температуре и давлении, чтобы повысить стабильность и воспроизводимость машин и приборов с водяным охлаждением. Вода течет из чиллера к месту использования и обратно.
Если разница температур воды между входом и выходом велика, то для хранения холодной воды будет использоваться большой внешний резервуар для воды. В этом случае охлажденная вода не идет напрямую от чиллера к установке, а поступает во внешний резервуар для воды, который действует как своего рода «температурный буфер». Резервуар для холодной воды намного больше, чем внутренняя вода, идущая из внешнего резервуара в систему, а обратная горячая вода из системы возвращается во внешний резервуар, а не в охладитель.
Менее распространенный открытый контур промышленные чиллеры контролируют температуру жидкости в открытом резервуаре или отстойнике, постоянно рециркулируя ее. Жидкость забирается из резервуара, прокачивается через чиллер и возвращается в резервуар. В промышленных чиллерах используется водяное охлаждение вместо воздушного. В этом случае конденсатор не охлаждает горячий хладагент окружающим воздухом, а использует воду, которая охлаждается с помощью градирни . Эта разработка позволяет снизить потребление энергии более чем на 15%, а также позволяет значительно уменьшить размер чиллера из-за небольшой площади поверхности водяного конденсатора и отсутствия вентиляторов. Кроме того, отсутствие вентиляторов позволяет значительно снизить уровень шума.
Большинство промышленных чиллеров используют охлаждение в качестве среды для охлаждения, но некоторые полагаются на более простые методы, такие как воздух или вода, протекающие по змеевикам, содержащим хладагент, для регулирования температуры. Вода является наиболее часто используемым хладагентом в технологических чиллерах, хотя часто используются смеси хладагента (в основном вода с добавкой хладагента для улучшения рассеивания тепла).
Важные характеристики, которые следует учитывать при поиск промышленных чиллеров включает общую стоимость жизненного цикла, источник питания, степень защиты IP чиллера, холодопроизводительность чиллера, мощность испарителя, материал испарителя, тип испарителя, материал конденсатора, производительность конденсатора, температуру окружающей среды, тип вентилятора двигателя, уровень шума, внутренние трубопроводы материалы, количество компрессоров, тип компрессора, количество холодильных контуров, потребность в охлаждающей жидкости, температура нагнетания жидкости и COP (отношение холодопроизводительности в RT к энергии, потребляемой всем чиллером в кВт). Для чиллеров среднего и большого размера это значение должно находиться в диапазоне от 3,5 до 7,0, причем более высокие значения означают более высокую эффективность. Эффективность чиллера часто указывается в киловаттах на тонну охлаждения (кВт / RT).
Технические характеристики насоса, которые важно учитывать, включают поток процесса, рабочее давление, материал насоса, эластомер и материал механического уплотнения вала, напряжение двигателя, электрический класс двигателя, степень защиты двигателя и характеристики насоса. Если температура холодной воды ниже -5 ° C, то необходимо использовать специальный насос, чтобы перекачивать этиленгликоль в высоких концентрациях. Другие важные характеристики включают размер и материалы внутреннего резервуара для воды, а также ток полной нагрузки.
Функции панели управления, которые следует учитывать при выборе между промышленными чиллерами, включают локальную панель управления, панель дистанционного управления, индикаторы неисправностей, индикаторы температуры и индикаторы давления.
Дополнительные функции включают аварийную сигнализацию, байпас горячего газа, переключение на городскую воду и ролики.
Разборные чиллеры также можно использовать в удаленных районах, где условия могут быть жаркими и пыльными.
Если уровни шума чиллера акустически неприемлемы, инженеры по контролю шума внедряют шумоглушители для снижения уровня шума чиллера. Для более крупных чиллеров обычно требуется набор шумоглушителей, который иногда называют блоком глушителей.
В парокомпрессионных чиллерах в качестве рабочей жидкости используется хладагент. Доступны многие варианты хладагентов; При выборе чиллера необходимо согласовать требования к температуре охлаждения и охлаждающие характеристики хладагента. Важными параметрами, которые следует учитывать, являются рабочие температуры и давления.
Есть несколько факторов окружающей среды, которые влияют на хладагенты, а также влияют на будущую доступность охладителей. Это ключевой момент в системах с прерывистым режимом работы, когда большой чиллер может прослужить 25 и более лет. Озоноразрушающий потенциал (ODP) и потенциал глобального потепления (GWP) хладагента необходимо учитывать. Данные ODP и GWP для некоторых наиболее распространенных парокомпрессионных хладагентов (с учетом того, что многие из этих хладагентов являются легковоспламеняющимися и / или токсичными):
| Хладагент | ODP | GWP |
|---|---|---|
| R12 | 1 | 2400 |
| R123 | 0,012 | 76 |
| R134a | 0 | 1300 |
| R22 | 0,05 | 1700 |
| R290 (пропан) | 0 | 3 |
| R401a | 0,027 | 970 |
| R404a | 0 | 3260 |
| R407a | 0 | 2000 |
| R407c | 0 | 1525 |
| R408a | 0,016 | 3020 |
| R409a | 0,039 | 1290 |
| R410a | 0 | 1725 |
| R500 | 0,7 | ??? |
| R502 | 0,18 | 5600 |
| R507 | 0 | 3300 |
| R600a | 0 | 3 |
| R744 (CO 2) | 0 | 1 |
| R717 (аммиак) | 0 | 0 |
| R718 (вода) | 0 | 0 |
R12 - эталон ОРС. CO 2 - эталон ПГП
Хладагенты, используемые в холодильных машинах, продаваемых в Европе, в основном включают R410a (70%), R407c (20%). %) и R134a (10%).
 | На Викискладе есть медиафайлы, связанные с чиллерами. |
