Схема обвязки чиллера с баком аккумулятором

Системы холодоснабжения, принципиальные схемы

В разделе приведены некоторые наиболее часто встречающиеся схемные решения систем холодоснабжения

Схема системы с чиллером наружной установки

Система холодоснабжения с одним чиллером наружной установки с осевыми вентиляторами — одна из самых распространенных и достаточно простых систем. В качестве теплоносителя в системе, как правило, используется вода, в отдельных случаях возможно применение теплоносителей с низими температурами замерзания (раствор этиленгликоля, рассолы и т.д.).

Циркуляция теплоносителя в системе осуществляется с помощью насосной группы. На схеме показанной в качестве примера, насосная группа состоит из двух насосов, один из которых основной, второй резервный.

Расширительный мембранный бак служит как для предотвращения гидравлических ударов при работе насосов, так и для компенсации изменения объема теплоносителя вследствие изменения его температуры.

Бак — аккумулятор предназначен для увеличения тепловой инерционности системы и сокращения количества циклов пуска/остановки холодильной машины.

При использовании потребителей с переменным расходом теплоносителя (например, фанкойлов с регулированием холодопроизводительности изменением расхода двухходовыми клапанами) необходимо обеспечить постоянный расход жидкости через теплообменник испарителя холодильной машины. На схеме показан вариант с установкой регулятора перепада давлений на перемычке между распределительными коллекторами для обеспечения постоянного расхода на испарителе. В случае использования потребителей с постоянным расходом (трехходовые клапаны с байпасом на теплообменниках потребителей) перемычки с регулятором перепада не требуется.

Недостатки рассматриваемой схемы системы холодоснабжения:

• отсутствие резервирования холодильного оборудования,
• необходимость частичного сезонного слива/заправки теплоносителя (в случае использования воды) и как следствие — повышенная коррозия трубопроводов и арматуры.
• невозможность круглогодичной эксплуатации системы.

Схема системы с параллельным подключением двух чиллеров

В ряде случаев (при значительной холодопроизводительности системы, необходимости частичного резервирования холодильного оборудования) возникает необходимость в установке нескольких холодильных машин, работающих на одну систему холодоснабжения. В качестве примера приведена схема с установкой двух чиллеров с воздушным охлаждением конденсаторов.

Принцип работы системы аналогичен принципу работы системы с одним чиллером.

Недостатками рассматриваемой схемы системы холодоснабжения являются:

• необходимость частичного сезонного слива/заправки теплоносителя (в случае использования воды) и как следствие — повышенная коррозия трубопроводов и арматуры.
• колебания температуры теплоносителя при включении/ отключении одной из холодильных машин.
• невозможность круглогодичной эксплуатации системы.

Схема системы на базе чиллера с водяным конденсатором

Рассматривается схема на базе холодильной машины с водяным конденсатором. Помимо контура испарителя в системе имеется контур охлаждения конденсатора холодильной машины с раствором этиленгликоля в качестве теплоносителя.

Теплоноситель нагреваясь забирает тепло от конденсатора, затем, с помощью насосов подается на «сухую градирню» (драйкулер), где охлаждается потоком воздуха, отдавая тепло. Также как и в контуре испарителя, основными элементами контура охлаждения конденсатора являются насосы, расширительный бак.

Так как температура наружного воздуха, а как следствие и производительность драйкулера
меняется в широких пределах, в схеме предусматривается установка трехходового смесительного клапана для поддержания постоянной температуры на входе в конденсатор. Помимо этого, как правило, применяются различные способы изменения производительности драйкулера посредством изменения расхода воздуха (изменением частоты вращения вентиляторов, частичным выключением одного или нескольких вентиляторов и т.д.)

Недостатками рассматриваемой схемы системы холодоснабжения являются относительно высокая стоимость и сложность в эксплуатации.

Основное преимущество — возможность круглогодичной эксплуатации системы.

Двухконтурная система холодоснабжения с промежуточным теплообменником с применением этиленгликоля

Для устранения проблем, связанных с необходимостью сезонного слива теплоносителя из системы холодоснабжения с холодильными машинами наружной установки, зачастую используются двухконтурные схемы с промежуточным теплообменником. Следует заметить, что при применении указанной схемы необходимо обеспечить разность температур теплоносителей контура испарителя и контура потребителей.

Двухконтурная система холодоснабжения с функцией «свободного охлаждения» (Freecooling)

В целях экономии электроэнергии, сокращения количества времени работы компрессоров холодильной машины за все время эксплуатации системы холодоснабжения, возможна доработка двухконтурной системы холодоснабжения до системы с функцией «свободного охлаждения». Охлаждение теплоносителя в холодный период года осуществляется наружным воздухом с помощью драйкулера без использования холодильной машины.

Драйкулер включается в контур испарителя параллельно с основной холодильной машиной и в летний период не используется. На зимний период холодильная машина отключается от системы холодоснабжения, теплоноситель охлаждается только с помощью драйкулера.

Трехходовой клапан, показанный на схеме, предназначен как для регулирования температуры теплоносителя в процессе работы в режиме «свободного охлаждения», так и для защиты теплообменника от замерзания при пусках системы в зимний период.

Источник

Обвязка чиллера

Для более четкого понимания вопроса по обвязке чиллера следует разграничить три зоны единой системы чиллер.

Первая группа оборудования – это потребители холода — фанкойлы, водяные охладители приточных установок. Их обвязка необходимая для более эффективной, удобной работы и регулировки, которая включает арматуру и оборудование между гидромодулем и самими потребителями.

Вторая группа – гидромодуль или насосная станция и ее обвязка, которая обеспечивает подачу воды или незамерзающей жидкости. Обвязка включает множество регулирующей, предохранительной, запорной и измерительной арматуры, которая необходима для надежной и безопасной работы гидромодуля и самого чиллера.

Третья группа – сам чиллер. В систему обвязки чиллера входят различного рода приборы и оборудование, которое устанавливается между теплообменником (испарителем) чиллера и гидромодулем. Это в первую очередь запорная и регулирующая арматура. Если же чиллер предназначен для использования при более низких температурах холодоносителя, то вместо воды заправляется незамерзающая жидкость.

Здесь же хочется отметить, что система чиллер – потребители может иметь различные конструкции: чиллер со встроенным гидромодулем и чиллер с выносным гидромодулем. В первом и во втором случае узел обвязки чиллера практически не зависит от того где расположен гидромодуль. Отличие составляет только длины трубопроводов, соединяющие гидромодуль с чиллером.

Ниже представлена схема обвязки чиллера, где гидромодуль расположен после фанкойла, но перед испарителем чиллера. Такое расположение считается наиболее удобным и предпочтительным. На схему обвязки чиллера также не влияет и конструкция самого чиллера, но самым востребованным принципом организации холодильного контура является чиллер с воздушным конденсатором. Ниже представлена схема обвязки такого чиллера. Узел обвязки чиллера в максимальной его комплектации включает в себя поз. 2-12. Позиции 1, 13, 14, 15 составляют сам чиллер.

Однако в зависимости от особенностей работы, и желания заказчика количество оборудования, которое составляет узел обвязки чиллера, может быть сведено до минимума.

• 1- испаритель,
• 2 – запорная арматура,
• 3 — датчик температуры входящей воды в испаритель,
• 4 — фильтр,
• 5 — автоматический воздушный клапан,
• 6 — манометр для воды входящей в испаритель,
• 7 — манометр для воды, выходящей из испарителя,
• 8 — реле протока,
• 9 — точки измерения давления, слив дренажа,
• 10 — байпасная линия,
• 11 — датчик температуры выходящей воды из испарителя,
• 12 — запорная арматура,
• 13 — компрессор,
• 14 — воздушный конденсатор (встроенный или выносной),
• 15 — дросселирующее устройство.

По своему расположению гидромодуль может быть:
— встроенный, т.е. находиться в одном корпусе с чиллером;
— выносной, т.е находиться вне корпуса чиллера.

Независимо от расположения гидромодуля он выполняет одни и те же функции. Обвязка гидромодуля может быть разнообразная и зависеть от множества факторов, начиная от требований заказчика, и заканчивая максимальной степенью безопасностью его эксплуатации при нестандартных режимах работы чиллера.
Остановимся на рассмотрении обвязки гидромодуля с самой распространенной комплектацией. На рисунке показана принципиальная схема такой обвязки.

• 1 — испаритель,
• 2 — циркуляционный насос,
• 3 — дренажный клапан,
• 4 — аккумулирующий бак,
• 5 — водяной фильтр,
• 6 — обратный клапан,
• 7 — мембранный расширительный бак,
• 8 — точки измерения давления, слив дренажа,
• 9 — выход воды на потребителей,
• 10 — вход воды от потребителей,
• 11 — запорная арматура,
• 12 — гибкие антивибрационные вставки,
• 13 — байпасная линия,
• 14 — датчик температуры входящей воды в испаритель,
• 15 — датчик температуры выходящей воды из испарителя,
• 16 — автоматический воздушный клапан,
• 17 — предохранительный клапан,
• 18 — реле протока,
• 19 — термометр,
• 20 — фильтры,
• 21 — заслонки.

Источник

Схема чиллера

Мы проектируем и производим промышленные чиллеры. По предварительному запросу клиента разрабатывается принципиальная схема чиллера, которая удовлетворяет требованиям существующего или проектируемого технологического цикла.
Ознакомиться с нашим оборудованием.

Примеры схем чиллеров

Ниже приведены некоторые примеры наиболее часто применяемых принципиальных схем чиллеров.

Принципиальная схема чиллера с погружным трубным испарителем с одним насосом

Данная схема применяется для чиллеров небольшой холодопроизводительности, как правило, в чиллерах до 10 кВт, ввиду их сравнительно больших габаритов, хотя были случаи, когда трубные-витые испарители устанавливались в промышленных чиллерах до 25кВт. Данный тип испарителя является самым надежным, не подвержен размораживанию. С таким теплообменником, с правильным подбором мощности и настройке ТРВ, можно охладить воду до +2С, без риска обледенения трубок (при наличии должной циркуляции воды в баке), что невозможно в пластинчатых испарителях. Бак в такой схеме негерметичный — хладоноситель в баке под атмосферным давленым. Как правило, бак с крышкой во весь периметр бака, чтобы было возможно монтировать и демонтировать испаритель для замены (например, при механическом повреждении). Трубный испаритель неприхотлив к качеству чистоты хладоносителя. Его практически невозможно засорить, не обязательна система фильтрации на входе в теплообменник или чиллер.

Принципиальная схема чиллера с погружным трубным испарителем с одним насосом, с системой холодного запуска

Такие чиллеры можно устанавливать вне отапливаемого помещения для охлаждения незамерзающего хладоносителя, например, раствора гликоля. Система холодного запуска позволяет эксплуатацию чиллер, при отрицательных температурах. Также такая схема применяется в чиллерах с выносными воздушными конденсаторами.

Принципиальная схема чиллера с погружным трубным испарителем с герметичным баком — кожухотрубный испаритель

Данная схема реализуется, когда необходимо собрать проточный чиллер небольшой холодопроизводительности от 1 до 10кВт, при этом, охладить нужно воду до температуры ниже +5С. Так стандартные кожухотрубные испарители имеют минимальную мощность, примерно от 15 кВт, а в чилерах с пластинчатыми испарителями весьма рискованно охлаждать воду ниже +5С. Данное решение не часто применяется, но в тех редких случаях качественно применить возможно только такое решение. Испаритель крепиться в баке, далее крышка бака герметично закрывается. В зависимости от того какое давление будет в баке, бак изготавливается из пластика (листового полипропилена) и крышка бака запаивается. Если давление более трех бар, то применяются баки из нержавеющей стали, крышка заваривается или применяется фланец.

Принципиальная схема чиллера однонасосная, с пластинчатым испарителем

Наиболее распространенная схема.

Пластинчатый испаритель позволяет охладить воду минимум до +5С, при правильном подборе оборудовании и настройке чиллера. Чаще всего, в зарубежных моделях минимальное охлаждение воды для пластинчатых теплообменников ограничено +7С. Тип чиллера с пластинчатым испарителем, в обязательном порядке , предусматривает установку реле контроля протока жидкости — это один из важнейших элементов автоматизации. Процесс охлаждения должен включаться только, если реле фиксирует достаточный проток воды через испаритель, в противном случае, при малом протоке или его отсутствии, вода начнет подмерзать на внутренней поверхности пластин, слой будет намерзать лавинообразно и пластины испарителя будут разорваны (размороженный испаритель), появится влага во фреоновом контуре, с необходимостью дорогостоящего ремонта. Вторым не менее важным моментом является задержка остановки циркуляционного насоса после выключения процесса охлаждения. Выключение протока воды через испаритель, сразу после выключения холодильного компрессора является типовым нарушением при эксплуатации чиллера. Остатки фреона в испарителе продолжают выкипать, при этом, отбирая теплоту у малого неподвижного объема воды в межпластинчатом пространстве, который почти мгновенно замерзает, что также создает весьма значительный риск разрыва пластин (разморозки испарителя), со всеми вытекающими. Для задержки остановки насоса применяют контроллеры, разработанные для чиллеров, где функционально предусмотрена возможность паузы между выключением компрессора(ов) и насоса. Если применяется более простой температурный контроллер, то необходимо включить в схему автоматизации чиллера реле времени с задержкой на выключение, что позволит насосу продолжать перекачивать воду через испаритель в течении 60 секунд, после команды выключения чиллера, пока остатки фреона не выкипят, далее насос выключится. Раствор гликоля можно охлаждать до отрицательной температуры, сообразной с концентрацией.

Отдельным пунктом необходимо вынести необходимость качественной фильтрации хладоносителя на входе в теплообменник и чиллер. Пластинчатый теплообменник крайне чувствителен к малейшим засорениям. Недопустимо попадание в него любого рода механической грязи. Засорение является причиной плохого протока, плохой проток понижает температуру кипения фреона. Далее, при плохо работающем реле протока, теплообменник может быть разморожен. Фильтр ставится на входе в испаритель, однако, необходимо понимать, что данный фильтр является крайней степенью защиты испарителя от засорения, но не системой фильтрации, как таковой. Если есть возможность попадания грязи в охлаждающую жидкость необходимо предусмотреть дополнительный фильтр на входе в чиллер, его проще чистить, нежели защитный фильтр внутри рамы. Кроме того, внешний фильтр желательно подобрать больше диаметра трубы в 1.5-2 раза. Это позволит сохранять необходимый проток жидкости, при частичном загрязнении сетки фильтра и возможность реже его чистить. Такая мера особенно необходима, когда в процессе хладоноситель пополняется не очень чистой жидкости и перманентно в него попадают новые порции загрязнений и единожды отчитать (профильтровать) систему и в дальнейшем работать на чистой жидкости невозможно.

Принципиальная схема чиллера двухнасосная, с пластинчатым испарителем

Ключевые моменты аналогичны предыдущему пункту. Два насоса устанавливаются на чиллеры средней и большой мощности, как правило, свыше 100 кВт. Иногда, двухнасосная схема применяется при производстве чиллеров и малой холодопроизводительности, это необходимо, кода охлажденная жидкость должна подаваться к потребителю с определенной стабильной температурой. Т.е. технологический цикл никак не предусматривает, чтобы температура жидкости плавно снижалась, циркулируя от чиллера до потребителя и обратно, постепенно охлаждаясь, с последующим поддержанием заданной температуры, как в однонасосной схеме. В двухнасосной схеме один насос — циркуляционный постоянно качает воду через испаритель, таким образом вода в баке-аккумуляторе всегда охлажденная до необходимой температуры и поддерживается на такой температурной отметке с некоторым допустимым дифференциалом (в зависимости от объема воды в баке и мощности чиллера от 0.1°С до 3°С). Имеем в любой момент времени объем охлажденной воды с необходимой температурой. Второй насос — подающий по команде эксплуатационщика перекачивает хладоноситель к потребителю в любой необходимый для технологического цикла момент времени. Далее тепло от потребителя поступает в бак, датчик фиксирует повышение температуры на величину дифференциала, снова включается компрессор и охлаждает воду до установленного значения. Как правило, баки в чиллерах теплоизолируются, что позволяет снизить потери холода и предотвратить частые запуски холодильного компрессора, при отсутствии тепловой нагрузки от потребителя на охлаждаемую жидкость.

Принципиальная схема чиллера однонасосная и двухнасосная, с пластинчатым испарителем, с системой холодного запуска

Аналогично предыдущим двум пунктам. О системе холодного запуска есть краткое описание ко второй схеме.

Принципиальная схема чиллера однонасосная, с пластинчатым испарителем, без бака, с системой холодного запуска и без

Применяется для охлаждения внешней емкости с жидкостью, чаще всего не герметичной. Это может быть, например, чиллер для купели или чиллер для аквариума. По данной схеме собираются промышленные чиллеры для рыборазводных ферм. Наличие бака в чиллере не нужно, так как роль буферного бака играет непосредственно емкость с охлаждаемой водой. Холодопроизводительность чиллера берется относительно небольшая, чтобы время первоначального охлаждения до температуры, которую необходимо поддерживать было не менее 12 часов (редко 6 часов), далее работа на поддержание. Вода, насосом чиллера всасывается из резервуара, далее насос прокачивает ее через испаритель чиллера, охлаждая, и нагнетает снова в резервуар, процесс повторяется циклично. Это как раз тот случай, когда есть возможность поставить небольшой дифференциал точности поддержания (например — 0.1К), ввиду большого объема воды в сравнении с мощностью холодильного компрессора, компрессор все равно не будет превышать безопасное или рекомендованное число пусков-остановок в единицу времени, как при малом объеме воды, где возможно очень быстрое охлаждение или нагрев охлаждаемой жидкости.

Принципиальная схема чиллера с пластинчатым испарителем, без насоса и бака

Применение аналогично предыдущему пункту. Отсутствие насоса обуславливается тем, что во многих (почти во всех) купелях и бассейнах существует высокоэффективная встроенная система принудительной фильтрации с песочными и другими фильтрами. В таких системах всегда есть насос для циркуляции воды между фильтрами и емкостью. Чиллер для бассейна ставится на трубопровод возврата воды в емкость после фильтров. Экономится электроэнергия, так как вместо двух насосов работает один и, как бонус, не повышается уровень шума от еще одного насоса.

Принципиальная схема чиллера с пластинчатым испарителем, с промежуточным теплообменником

Такая схема применима на производствах, где по правилам недопустимо непосредственное охлаждение продукта. Т.е. когда пищевой продукт охлаждается при теплообмене с кипящим фреоном через стенку испарителя. Промежуточный теплообменник (ПТ) снижает риск попадания фреона и компрессорного масла в продукт, при размораживании или механическом повреждении испарителя. В испарителе охлаждается промежуточный хладоноситель (ПХ) — вода или водный раствор пропиленгликоля, (в зависимости от конечной температуры охлаждения). Далее, охлажденный ПХ насосом подается с ПТ, где в противоток ему подается охлаждаемый продукт. Мощность ПТ побирается так, чтобы дельта между охлаждаемой и охлаждающей жидкостями была не менее 5K. Т.е. если Вам необходимо охладить продукт (например сусло), если это чиллер для сусла, до +5°С, ПХ должен подаваться в ПТ, с температурой не выше 0°С.

Источник