Компрессор

Компрессор — основное устройство холодильной машины, предназначенное для сжатия фреона до высокого давления и подачи его под давлением в трубопровод.

Иначе говоря, компрессор очень напоминает насос. Компрессор засасывает в себя фреон из внутреннего блока (испарителя), повышает его давление и толкает дальше, во внешний блок.

Компрессора бывают разных типов.

Поршневой компрессор

Не так давно все чиллера были оснащены именно такими компрессорами.

Принцип действия прост до удивления: поршень движется в цилиндре, сжимая фреон до высокого давления, клапан в цилиндре открывается и фреон вырывается в трубопровод.

Двигаться поршень заставляет электродвигатель.

Поршневые компрессора до сих пор в строю, у них есть своя четкая ниша – чиллеры небольшой мощности.

Винтовой компрессор

Принцип действия этого компрессора имеет много общего с работой мясорубки. Винт, вращаясь, засасывает фреон и постепенно сдавливает его, повышая давление.

Винтовой компрессор имеет следующие преимущества перед поршневым:

• Более высокий КПД;
• Малая изнашиваемость деталей и узлов;
• Высокий ресурс и надежность работы;
• Небольшой вес и размеры.
• Спиральный компрессор
• Этот компрессор состоит из двух спиральных пластин, вставленных одна в другую. Одна спиральная пластина неподвижна, другая вращается.
• При вращении пластины попеременно то сближаются, то расходятся, создавая цикл – всасывание-нагнетание.
• Компрессор имеет существенные преимущества перед конкурентами:
• КПД на 15% выше, чем у поршневого;
• Малый вес и размеры (20-30%);
• Меньшая стоимость, чем поршневого компрессора из-за небольшого количества сложных узлов.
• Высокая надежность и большой ресурс.
• Стоимость компрессоров составляет очень значительную часть любой холодильной техники.

Испаритель

Испаритель — это «змеевик» по которому бежит фреон низкого давления. Змеевик охлаждает воду, которая потом идет к фанкойлам и центральным кондиционерам.

Испаритель, по которому идет фреон, опущен в бак с водой. Вода из фанкойлов и центральных кондиционеров возвращается в этот бак, снова охлаждается и поступает обратно к потребителям.

Конденсаторы

Мы уже говорили, что в состав чиллера входит внешний блок, именно он выделяет в атмосферу десятки и сотни киловатт тепла. Это именно то, что мы чаще всего мы видим около зданий — большие будки с решетчатыми стенами за которыми стоят могучие конденсаторы. Иногда их можно увидеть на крыше зданий.

Конденсаторы бывают нескольких видов, которые и отличают один тип чиллер от другого.

Моноблок  (чиллер с воздушным охлаждением конденсатора) ICA

В этом случае чиллер и конденсатор находятся в одном корпусе. Поэтому эти чиллеры всегда устанавливают непосредственно на улице.

Моноблоки — самый экономный вариант чиллера.

Моноблок внутреннего размещения (чиллер с радиальными вентиляторами) ICAC

Моноблок может размещаться в помещении. Но, чтобы отводить от него тепло, прокладываются воздуховоды большого сечения до улицы. Такие моноблоки оснащаются мощными вентиляторами, которые обдувают конденсатор и направляют горячий поток воздуха по воздуховодам до улицы.

Чиллер с выносным воздушным конденсатором ICL

В этом случае сам чиллер располагается в техническом помещении (в подвале или техническом этаже), а конденсатор выносится на улицу. Их связывают фреоновые трубки.

С водяным конденсатором ICW

Чиллер с водяным конденсатором

В этом случае внешний блок (конденсатор) охлаждается не уличным воздухом, а … водой! Для охлаждения используется или природная холодная вода (из подземных источников, скажем из артезианской скважины) или устанавливают специальное устройство для охлаждения воды (градирня).

Кажется, что подобная схема очень сложная? Действительно, внутренний блок чиллера охлаждает воду, которая идет по трубам к фанкойлам, а внешний блок выделяющий тепло, охлаждается ледяной водой, которая в свою очередь получается еще одним устройством! Это на самом деле может показаться слишком усложненным.

Градирня

Градирня может быть как сухой – DRY COOLER, так и мокрой.

Сухая градирня представляет собой теплообменник с встроенными вентиляторами, почти совсем как в радиаторе автомобиля. Жидкость проходя через множество трубок теплообменника остужается набегающим потоком воздуха и тем самым охлаждается.

Мокрая градирня. Принцип действия такой же как и у сухой, но дополнительно она еще и орошается водой. Тем самым происходит еще и охлаждение за счет испарения воды.

Гидромодуль (насосная станция)

Напомним, что чиллер состоит из двух контуров — фреоного и водяного. Фреон циркулирует от внутреннего блока чиллера (испаритель, который находится в водяном баке, охлаждая ее) до внешнего блока (конденсатор).

От бака с водой (которую охлаждает испаритель) по водопроводным трубам ледяная вода идет к фанкойлам или центральному кондиционеру.

Чтобы вода циркулировала по всей многометровой системе необходима насосная станция или иначе говоря гидромодуль.

Для того, чтобы вода от чиллера дошла до конечного потребителя требуется мощный насос (он называется циркуляционным), которые будет гонять по трубам сотни и тысячи литров воды.

Кроме того, в состав гидромодуля входит аккумулирующий бак, в котором скапливается ледяная вода. При его наличии чиллер работает меньше по времени и более стабильно.

Как известно, при изменении температуры, вода изменяет свой объем. Чтобы систему не разорвало, в водяной контур встроен расширительный бак. При увеличении объема воды, она наполняет расширительный бак.

Устройства управления и защиты чиллеров

Термо-регулирующий вентиль (ТРВ) — это пластина с небольшим отверстием, в которое входит тонкий клиновидный стержень, перекрывая его. В зависимости от размером образующейся щели меняется давление и объем подаваемого фреона. ТРВ – одно из самых главных устройств в системах кондиционирования.

Электромагнитный клапан – клапан, который закрывает фреоновые трубопроводы при отключении чиллера и открывает при включении.

Предохранительный клапан – устройство, которое не допускает превышение давление фреона в трубопроводах или компрессоре. Когда давление становится критическим, клапан сбрасывает фреон наружу (за пределы помещения).

Обратный клапан – клапан, который допускает движение фреона в трубопроводе только в одном направлении.

Фильтр-осушитель – устройство, которое очищает фреон, идущий по контуру, от влаги и пыли.

Пыль и частицы могут оказаться в фреоновом контуре из-за износа трущихся частей агрегатов, как результат сварки труб при монтаже системы, из-за старения и обугливания масла и т.д.

Влага – злейший враг фреоновых контуров – попадает из-за недостаточная просушки системы перед монтажом, из-за неплотностей соединений, из-за химических реакций и т.п.

Для борьбы с ними используют фильтры-осушители, которые устанавливают перед теми узлами, которые должны быть защищены (перед ТРВ, компрессором).

Смотровые стекла с индикатором влажности – устройство, по которому можно определить о степени загрязненности системы и наличия в ней влаги.

Цвета индикатора:

Зеленый – нет опасных загрязнений в фреоне;

Желтый – в фреоне содержится влага;

Пузыри – недостаточное количество фреона в системе.

Аккумулятор жидкого фреона (ресивер) накапливает жидкий фреон для того, чтобы без сбоя подавать фреон в компрессор.

В этой статье мы предлагаем Вам рассмотреть технические возможности и сферы применения абсорбционных холодильных машин выпускаемых компанией Thermax, ведущим индийским производителем котельного оборудования и химикатов.

Когда встает вопрос холодоснабжения крупных и средний объектов, в голову заказчика обычно приходят такие стандартные решения, как парокомпрессионный чиллер или ККБ. Но, применяя эти установки, не приходится надеяться на энергосбережение, ведь при выработке парокомпрессионным  чиллером 1 МВт холода потребляется 306 кВт электроэнергии. Абсорбционный же чиллер, работающий на природном газе,  при выработке  1 МВт холода потребляет 15 кВт электроэнергии и 75 м³/ч природного газа, что при стоимости природного газа приблизительно в четыре раза меньше стоимости электроэнергии позволяет существенно сократить статью расходов в части холодоснабжения.

Ещё одним не менее важным отличием парокомпрессионного чиллера от абсорбционного чиллера Thermax является способ охлаждения конденсатора. Если у  парокомпрессионного  чиллера конденсатор может охлаждаться как непосредственно воздухом, так и водой, то для абсорбционного чиллера Thermax охлаждение осуществляется только водой, что влечет за собой дополнительную установку и закупку градирни. Но даже в этом случае экономический эффект применения абсорбционных чиллеров Thermax остается ощутимым, ведь абсорбционный чиллер (1МВт по холоду) в месте с градирней будет потреблять не более 44кВт электроэнергии.

Автор статьи: Казаков Юрий Александрович
(при использовании материалов 
официального сайта компании THERMAX)
При полном или частичном копировании 
статьи обязательна прямая ссылка 
на сайт www.iricond.ru 

Разберем на конкретном примере экономическую выгоду от применения абсорбционного чиллера Thermax:

Исходные данные:

• Торговый центр площадью 15000 м².
• Район строительства Московская область
• Мощность системы холодоснабжения 1МВт.
• Природный газ проведен
• Подключение к электрической сети 26000 руб./кВт.
• Стоимость электроэнергии 3 руб./кВт.
• Стоимость природного газа 4 руб./м³.
• Режим работы: 12 часов в сутки на полную мощность, 120 суток в год

Курсы валют на день расчета USD ЦБ 31,5 руб., EUR ЦБ 40,0 руб.

Рассматриваются  два варианта системы холодоснабжения:
1 вариант – парокомпрессионный чиллер Iricon
2 вариант – абсорбционный чиллер Thermax

1 вариант
Парокомпрессионный чиллер IRICON модель ICA-EX 1052

Мощность по холоду: 1,021 МВт.
Потребляемая электрическая мощность: 306 кВт.
Расход природного газа: 0 м³/ч.
Затраты на подключение к электрической сети:
26 000 руб./кВт  х  306 кВт  = 7 656 000 руб.
Закупочная стоимость ICA-EX 1052:  8 453 200 руб.
Капитальные затраты:  
7 656 000 руб.  +  8 453 200 руб. = 16 409 200 руб.
Затраты на электроэнергию:  
3  руб./кВт  х  306 кВт  х  12 часов  х  120 дней = 1 321 920 руб./год.
Затраты на природный газ: 0 руб./год.
Эксплуатационные затраты:
1 321 920 руб./год + 0 руб./год = 1 321 920 руб./год.
Стоимость 1 кВт выработанного холода:
(3  руб./кВт  х  306 кВт +  4 руб./м³  х  0 м³) / 1021 кВт = 0,9 руб./кВт.

2 вариант
Абсорбционный чиллер Thermax модель 10 GD30A + мокрая градирня

Мощность по холоду: 1,0 МВт.
Потребляемая электрическая мощность: 44 кВт.
Расход природного газа: 75 м³/ч.
Затраты на подключение к электрической сети:
26 000 руб./кВт  х  44 кВт  = 1 144 000 руб.
Закупочная стоимость 10 GD30A + мокрая градирня:  13 544 100 руб.
Капитальные затраты:  
1 144 000 руб.  +  13 544 100 руб. = 14 688 100 руб.
Затраты на электроэнергию в год:
3  руб./кВт  х  44 кВт  х  12 часов  х  120 дней = 190 080 руб./год.
Затраты на природный газ в год:
4  руб./м³  х  75м³/ч  х  12 часов  х  120 дней = 432 000 руб./год.
Эксплуатационные затраты:
190 080 руб./год + 432 000 руб./год = 622 080руб./год.
Стоимость 1 кВт выработанного холода:
(3  руб./кВт  х  44 кВт +  4 руб./м³  х  75 м³) / 1000 кВт = 0,43 руб./кВт.

Выводы:    

Из чего следует, что уже на стадии капитальных затрат абсорбционный чиллер на 10% дешевле чем парокомпрессионный чиллер.

Подробнее с продукцией компании THERMAX можно ознакомиться в нашем каталоге.