Основные элементы компрессионных чиллеров

Чиллер – это специальная холодильная машина, используемая для охлаждения жидких теплоносителей. В качестве промышленного охлади­теля чиллер способен поддерживать уровень температуры, необходимый для бесперебойной работы производственного оборудования, он широко применяется в различных сферах – машиностроении, пищевой, алкоголь­ной, химической, металлообрабатывающей промышленности, медицине и т.д.

Представление об устройстве и функционировании системы охлаж­дения охватывает широкий круг вопросов, к которым относятся:
-термодинамическая схема компрессора;
-тип системы охлаждения и вид хладагента;
-конструкция газо-и маслоохладителей (включая и тип теплопере­дающей поверхности);
-компоновка аппаратов;
-устойчивость эксплуатационных характеристик;
-надёжность;
-обеспечение работоспособности в экстремальных условиях (на­пример, при высоких и низких температурах окружающей среды);
-возможность и целесообразность утилизации теплоты сжатия;
-методы тепловых и гидравлических расчётов; технико­экономический анализ и оптимизация систем охлаждения.

Технологический процесс работы чиллера. Базовыми элементами чиллера являются: испаритель (внутренний блок), конденсатор (внешний блок) и компрессор (рисунок). Компрессор – это сердце компрессион­ного холодильного агрегата, циркулирующее пары холодильного агента – от отсасывания из испарителя, сжатия их до давления конденсации и на­гнетания в конденсатор.

Рассмотрение технологического процесса начинается с отвода тепла испарителем от охлаждаемого объекта. С этой целью через него пропус­каются вода и хладагент. Закипая, последний отбирает энергию у жидко­сти. В результате этого вода или любой другой теплоноситель охлаждают­ся, а холодильный агент нагревается и переходит в газообразное состоя­ние. После этого газообразный холодильный агент попадает в компрессор, где воздействует на обмотки электродвигателя, способствуя их охлажде­нию. Там же горячий пар сжимается, вновь нагреваясь до температуры в 80…90 .С. Здесь же в него добавляется масло, используемое для охлажде­ния и герметизации зазоров.

В нагретом состоянии фреон поступает в конденсатор, где разогре­ваясь, холодильный агент охлаждается потоком холодного воздуха. После этого наступает завершающий цикл работы: хладагент поступает в переох­ладитель, где его температура снижается, в результате чего фреон перехо­дит в жидкое состояние и подается в фильтр-осушитель, в котором избав­ляется от влаги. Следующим пунктом на пути движения хладагента явля­ется терморасширительный вентиль, понижающий давление фреона. После выхода из терморасширителя холодильный агент представляет собой пар низкого давления в сочетании с жидкостью. Эта смесь подается в ис­паритель, где хладагент вновь закипает, превращаясь в пар и перегреваясь. Перегретый пар покидает испаритель, переходя к началу нового цикла.

Регулирование температуры в охлаждаемых объемах холодильного оборудования – двухпозиционное посредством включения и отключения компрессора с помощью приборов автоматики, реагирующих на темпера­туру в охлаждаемом объеме, на давление и температуру в испарителе и ос­тальные параметры.

Основные функции автоматики:
-защита холодильной установки от перегрузок;
-контроль уровня заполнения испарителя жидким холодильным агентом;
-своевременное оттаивание снеговой «шубы» в автоматическом режиме.

Вывод. Рабочий цикл воздушных холодильных машин связан с большой объемной производительностью воздуха, в связи с чем оператор вынужден использовать только турботехнику (компрессор и детандер) для уменьшения массо-габаритных показателей машины. При использовании поршневых компрессора и детандера их размеры и соответственно стои­мость, слишком велики, также вследствие малой теплоемкости воздуха малая удельная холодопроизводительность вынуждает использовать зна­чительный объем циркуляционного воздуха. Это приводит к недопусти­мому увеличению размеров холодильной установки, поэтому воздушные холодильные установки значительной производительности в настоящее время не создаются. Ввиду этого выбор компрессионной машины во­дяного охлаждения превалирует в области для использования любого по­лезного эффекта, возникающего на основе утилизации теплоты сжатия, а чиллеры занимают одно из лидирующих мест на мировом рынке холо­дильной промышленности.