Промышленное кондиционирование воздуха и технологии получения ледяной воды с помощью чиллеров

28.01.2016

Чиллер – это сложная холодильная установка, которая используется для охлаждения технологических жидкостей в промышленном кондиционировании, а также для производства ледяной воды.

Хладоносителем в чиллерах могут выступать вода, низкотемпературные жидкости на гликолевой основе (этилен- или пропиленгликоль), солевые, кислотные или спиртовые растворы. В качестве хладагента технически возможно использование любого вещества: существуют гидрофторуглеродные, гидроуглеродные и аммиачные системы, те, которые работают на базе различных фреонов, а также системы, где хладагентом  является CO₂.

Чиллер в системе охлаждения и кондиционирования воздуха

По характеру охладительного цикла чиллеры бывают абсорбционные и парокомпрессионные.

В абсорбционных чиллерах необходимую для производственного процесса энергию обеспечивают горячая вода или пар. Также агрегаты этой конструкции могут работать на низкотемпературных или вторичных энергоресурсах («побочное тепло» от заводов, теплоэлектростанций и мусоросжигательных печей, выхлопные газы и другие побочные источники), что является существенным конкурентным преимуществом для приобретения более дорогих (по сравнению с парокомпрессионными) абсорбционных чиллеров. В качестве хладагента чаще всего применяется дистиллированная вода, а в роли абсорбента используют бромистый литий; именно в результате химической реакции данного рабочего раствора и осуществляется охлаждение. Такие холодильные чиллеры оптимальны для использования в условиях дефицита или высокой стоимости электроэнергии, не имеют движущихся частей, благодаря чему обеспечивают низкий уровень шума и вибраций, а также отличаются высокой надежностью.

Наиболее обширный класс чиллеров базируется на компрессионном цикле охлаждения. В схему таких агрегатов входят компрессор, конденсатор, испаритель и регулятор потока. Все компоненты соединены в замкнутую систему трубами, по которым циркулирует хладагент.

 Существует множество вариантов исполнения промышленных чиллеров с парокомпрессионным рабочим циклом в зависимости от конкретных условий применения. Например, по типу установки чиллеры бывает со встроенным (наружная установка) и выносным (внутренняя установка) конденсатором. А по типу охлаждения конденсатора оборудование делится на чиллеры воздушного охлаждения (оборудованы трубчато-ребристым теплообменником) и водяного охлаждения (комплектуются пластинчатым, пластинчато-ребристым или трубчатым конденсатором).

Оборудование для охлаждения подбирается исходя из задач, которые оно должно решать, а также в соответствии с условиями его эксплуатации. Так чиллеры с воздушным охлаждением, которые предназначены для наружной установки (например, на кровле), оснащены осевыми вентиляторами, которые охлаждают конденсатор. Чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора с помощью центробежных вентиляторов используются для внутреннего охлаждения помещений и могут применяться при любых температурах наружного воздуха. Круглый год (летом в режиме охлаждения помещений, а зимой в качестве обогревателя) применяются реверсивные чиллеры. Агрегаты с водяным охлаждением конденсатора тоже устанавливаются внутри помещений; для охлаждения конденсатора в них используется промежуточный теплоноситель (вода), который в свою очередь охлаждается в специальных устройствах (градирнях) или с помощью воды из местных водоемов. Такая оборотная система охлаждения особенно выгодна, если поблизости имеется потребитель отработанной нагретой воды. Стоимость таких агрегатов выше, чем воздушных, а конструкция сложнее, к тому же отмечается высокая энергоемкость.

Чиллер как генератор ледяной воды

Ледяная вода как идеальный хладоноситель используется в пищевой и химической промышленности, в производстве и машиностроении, в фармацевтической сфере и сфере лазерных технологий, в медицине и при производстве упаковочных материалов, а также для поддержания температуры воды в бассейнах. На молоко- и хлебозаводах, в производственных циклах которых наблюдается плавающая тепловая нагрузка в течение суток, для производства ледяной воды используются льдоаккумуляторы, применение которых позволяет компенсировать большие тепловые нагрузки. Холодильное оборудование подбирается с ориентацией на среднюю нагрузку, которая иногда в несколько раз может быть меньше пиковой.

В производствах, где необходима постоянная холодопроизводительность оборудования, например, для изготовления различных пластмассовых и резиновых изделий, для получения ледяной воды применяются чиллеры с планочным испарителем. Получение охлажденной до температуры 0,5…2°С воды происходит в результате контакта тонкой пленки воды, стекающей из расположенного наверху распределительного бака, с вертикальными теплообменными панелями испарителя, внутри которых циркулирует хладагент.

Преимущества использования чиллеров с пленочными испарителями в качестве генератора ледяной воды:

• получение воды с близкой к точке замерзания температурой без риска повреждения теплообменного оборудования;
•  работа даже при больших колебаниях нагрузки на испаритель, возникающих при значительных изменениях температуры на входе;
• возможность охлаждения даже загрязненной воды;
• простота очистки оборудования, в т.ч. без остановки рабочего процесса;
• высокий коэффициент теплопередачи;
• компактная конструкция.

 В зависимости от плана размещения оборудования чиллеры с пленочными испарителями могут быть выполнены либо в виде моноблока, либо в модульном исполнении (компрессор и конденсатор тогда устанавливаются в разных помещениях). Специалисты НПП «Холод» подберут для вас подходящее под цели и задачи оборудование, рассчитают наиболее оптимальный вариант комплектующих с учетом нагрузки и имеющихся ресурсов, а также осуществят ремонт и монтаж холодильного оборудования в зависимости от необходимости. 

Также рекомендуем статьи:

Виды генераторов ледяной воды в промышленности

Льдоаккумуляторы в промышленном охлаждении молока

Классификация систем холодоснабжения