Принцип роботи чіллера з водяним охолодженням конденсатора

Що таке чиллер для охолодження води? Його можна уявити як величезний кондиціонер, розміри якого іноді співставні з кімнатою. Але якщо класичний кондиціонуючий пристрій охолоджує напряму повітря, то чиллер – воду або іншу рідину. А вже ця холодна рідина потім біжить по трубах і охолоджує будівлі, обладнання або виробничі процеси. Так як працює чіллер з водяним охолодженням конденсатора?

Що таке чіллер водяного охолодження і навіщо він потрібен

Це холодильна машина промислового масштабу. Якщо домашній холодильник охолоджує продукти, то чилер охолоджує цілі будівлі. Офісні центри, торгові комплекси, лікарні, заводи – скрізь працюють ці машини.

А чому саме водяне охолодження? Справа в ефективності. Вода забирає тепло краще за повітря, тому чіллер з водяним охолодженням конденсатора працює економічніше свого повітряного побратима. Особливо це помітно в спекотну погоду, коли повітряні системи починають "задихатися".

Знаєте що цікаво? В одному великому бізнес-центрі підрахували: перехід з повітряного на водяний чилер заощадив їм 30% витрат на електрику за літо. Це приблизно як якби ви платили за квартиру на третину менше.

Принцип роботи чіллера з водяним охолодженням: основні компоненти

Давайте подивимося, з чого складається ця машина. Вона містить чотири головних елементи:

1.       Компресор працює як насос для велосипеда, тільки навпаки – не накачує повітря в колесо, а ганяє холодоагент по системі.

2.       Конденсатор – тут відбувається головна фішка водяного охолодження. Власне, тут і криється принцип роботи чіллера з водяним охолодженням.

3.       Розширювальний клапан – проста, але важлива деталь. Він різко знижує тиск рідкого холодоагенту.

4.       Випарник – тут холодний холодоагент забирає тепло від води, яку потрібно охолодити. Він знову стає газом і повертається в компресор.

Як працює чіллер з водяним охолодженням: покроковий процес

Спочатку компресор засмоктує холодний газоподібний холодоагент з випарника і стискає його так сильно, що температура підскакує до 80-90 градусів. Тиск теж зростає – до 15-20 атмосфер. Далі гарячий газ під тиском потрапляє в конденсатор, а там на нього чекають трубки з холодною водою.

Чіллер з водяним охолодженням конденсатора принцип роботи якого заснований саме на цьому теплообміні, найчастіше працює з градирнею, вода з якої має невисоку температуру. Вона омиває трубки з гарячим газом. Газ охолоджується і конденсується, температура падає до 35-40 градусів, але тиск все ще високий.

Рідкий холодильний агент йде крізь розширювальний клапан, тиск різко падає, температура теж – до 5-7 градусів. Холодний холодоагент потрапляє у випарник, де зустрічається з водою з системи кондиціювання. Ця вода має температуру 12-14 градусів. Холодоагент забирає у неї тепло і випаровується.

Вода охолоджується до 7 градусів і йде охолоджувати приміщення або технологічні процеси. А газоподібний холодоагент повертається в компресор.

Порівняння водяного та повітряного охолодження:

Градирня – важливий помічник чилера

Чіллер водяного охолодження не працює сам по собі. Йому потрібна градирня – велика вежа, яка охолоджує воду для конденсатора.

Гаряча вода з конденсатора (близько 35 градусів) піднімається на верх градирні. Там вона розбризкується і стікає вниз через спеціальну насадку. Знизу вгору дме вентилятор, частина води випаровується, забираючи тепло. Решта води охолоджується і знову йде в конденсатор.

До речі, ті білі хмари над градирнями – це не дим, а звичайна водяна пара. Абсолютно нешкідлива.

Чіллер з водяним охолодженням конденсатора – принцип роботи і застосування

Де такі системи ставлять? Торгові центри використовують їх для створення комфортної температури. Влітку в них прохолодно саме завдяки чилерам. Один такий агрегат може охолодити площу в кілька футбольних полів.

Лікарні – особлива історія. Там потрібна не просто прохолода, а точна температура. В операційних має бути 18-20 градусів, у палатах, до прикладу, 22-24. Чіллер з водяним охолодженням конденсатора дає таку точність.

Виробництва теж не обходяться без чилерів. На харчових фабриках вони охолоджують молоко, на хімічних – реактори, на пластикових – форми для лиття. Скрізь, де потрібен точний і надійний холод.

Дата-центри – новий великий споживач. Сервери гріються як пічки, а тому без зниження температури вони просто згорять. Принцип роботи чіллера з водяним охолодженням дозволяє ефективно охолоджувати їх.

Переваги та особливості експлуатації водяного чилера

Чіллер з водяним охолодженням конденсатора принцип роботи якого ми розібрали, має свої плюси:

1.       Головний – економія електрики. При температурі повітря +35 градусів водяний чилер споживає на 30% менше енергії, ніж повітряний.

2.       Другий плюс – компактність. Водяний конденсатор менший за повітряний у 2-3 рази. Це важливо, коли місця на даху мало.

3.       Третій плюс – тиша. Чіллер водяного охолодження працює тихіше. Немає величезних вентиляторів, які гудуть як літак.

Але є і мінуси. Головний – потрібна вода, причому багато води. Градирня випаровує 1-2% від загального об'єму, а це сотні літрів на годину для великої системи.

Ще один мінус – складність обслуговування. Потрібно стежити за якістю води, чистити градирню, перевіряти хімічний склад. Інакше трубки заростуть накипом.

FAQ: часті питання про чилери з водяним охолодженням

Скільки служить такий чилер?

При правильному обслуговуванні він працює 15-20 років. Компресор зазвичай потребує капремонту через 40-50 тисяч годин роботи – це приблизно 10-12 років при цілодобовій експлуатації.

Чи експлуатується чилер взимку?

Так, як працює чіллер з водяним охолодженням взимку – часте питання. Багато будівель потребують охолодження цілий рік – серверні, торгові центри. Взимку чилер працює в режимі природного охолодження, використовуючи холодне зовнішнє повітря.

Яка різниця у вартості з повітряним охолодженням?

Водяний чилер коштує дорожче на 30-40%. Але експлуатація дешевша на 20-30% за рахунок економії електроенергії. Окупається різниця за 3-4 роки.

Чи потрібні спеціальні дозволи для встановлення?

Для встановлення градирні потрібен дозвіл від відповідних державних структур. Робота такого чилера передбачає випаровування води, тому перевіряють вплив на навколишнє середовище. Зазвичай проблем не виникає.

Як часто обслуговується чилер?

Чилер з водяним охолодженням вимагає щомісячної перевірки параметрів води і щоквартального чищення градирні. Повне ТО проводять двічі на рік – навесні та восени. Це включає перевірку компресора, заміну фільтрів і аналіз холодоагенту.

Чи можна модернізувати старий повітряний чилер?

Технічно замінити повітряний конденсатор на водяний можна. Але це дорого і не завжди виправдано. Простіше купити новий чилер, особливо якщо старому більше 10 років. Нові моделі набагато ефективніші.