Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Водяные чиллеры — не новинка: только в Северной Америке их работает около 100 000 единиц. Чиллеры — это холодильные машины, используемые для кондиционирования промышленных, коммерческих и институциональных объектов. Они используются для снижения температуры всех видов оборудования и процессов, таких как: роботизированная техника; полупроводники; машины для литья под давлением и выдува; сварочное оборудование; литье под давлением и станки; обработка бумаги и цемента; источники питания; электростанции; системы охлаждения сжатого воздуха и газа; оборудование для медицинской визуализации; производство химикатов, лекарств, продуктов питания и напитков; даже просто для охлаждения питьевой воды до необходимого уровня. Будь то комфорт в офисе, защита серверных центров данных от перегрева или специализированные промышленные процессы, контроль температуры воды играет жизненно важную роль во многих закулисных процессах, влияющих на нашу повседневную жизнь.
Содержание
Для тех, кто не имеет опыта работы с чиллерами, они состоят из резервуара, заполненного жидкостью. Вода или смесь этиленгликоля и воды постоянно циркулирует. В типичном применении в зданиях они циркулируют охлажденную воду к вентиляторам или используют охлаждающие балки для передачи тепла от воздуха к воде; или, говоря иначе, передают охлаждение от воды к воздуху в здании.
Существует два основных типа чиллеров: абсорбционные и рефрижераторные. Эти два типа имеют существенно отличающийся процесс охлаждения. Абсорбционные чиллеры используют источник тепла, такой как природный газ или пар, для создания холодильного цикла. Холодильники с хладагентом используют механическое сжатие и являются наиболее распространенными. Охладители, работающие на сжатии хладагента, состоят из четырех основных компонентов:
По сути, хладагент накапливает тепло, а затем использует теплообменник испарителя для отвода этого тепла. Испаритель выбрасывает тепло в атмосферу, а хладагент направляется в конденсатор, где он снова превращается в жидкость и затем сжимается. Наконец, хладагент возвращается к источнику тепла, чтобы начать процесс сначала.
Существует два основных типа охладителей, работающих на сжатии хладагента: воздушные и водяные. Воздушные конденсаторы охлаждаются за счет использования воздуха, а водяные — за счет использования воды. Чиллеры с водяным охлаждением обычно располагаются внутри здания и используют градирни, пруд или реку, расположенные рядом со зданием, для отвода тепла воды от конденсатора.
Чиллеры с конденсаторами, охлаждаемыми воздухом, работают практически так же, как и с водяным охлаждением, в отношении цикла хладагента и всех этапов, за исключением того, что охлаждающей средой в конденсаторе является воздух, а не вода. Чиллеры с воздушным охлаждением предназначены для установки и эксплуатации на открытом воздухе. Они отводят тепло в атмосферу механическим способом, например, циркулируя наружный воздух с помощью вентилятора непосредственно через конденсатор агрегата. Для этих типов агрегатов с конденсаторным охлаждением не требуется градирня, как это обычно бывает с чиллерами с водяным охлаждением, поскольку воздух отводит тепло непосредственно в атмосферу.
Основным компонентом, определяющим принцип работы чиллера, является метод сжатия хладагента в паровой фазе. Существует четыре распространенных типа компрессоров:
Каждый из них имеет свои ключевые преимущества при выборе, такие как: идеальная рабочая зона, соответствующая заданной тоннажной нагрузке охлаждения, движущиеся части, шум, а также ключевой компонент для увеличения или уменьшения дросселирования в соответствии с изменением спроса.
Как и двигатель автомобиля, поршневые компрессоры имеют коленчатый вал и поршни. Поршни сжимают газ, нагревая его. Горячий газ отводится в конденсатор. Поршни имеют впускные и выпускные клапаны, которые могут быть открыты по требованию, чтобы поршни работали вхолостую. Это дает дополнительный компонент энергоэффективности, так как мощность может быть снижена при уменьшении спроса, что делает этот тип хорошим выбором для зданий с большими колебаниями спроса или длительными периодами низкого спроса. В качестве примера можно привести офис или школу, но не обязательно гостиницу или многоквартирный дом. Обычная мощность варьируется от 20 до 125 тонн, но может достигать и 450 тонн.
Центробежные компрессоры работают так же, как и центробежные водяные насосы. В них есть крыльчатка, которая сжимает хладагент. Центробежные чиллеры могут обеспечить очень высокую холодопроизводительность при компактном дизайне. Они способны плавно изменять мощность в соответствии с широким диапазоном нагрузок с почти пропорциональным изменением потребляемой мощности; они отлично подходят для жесткого контроля температуры и энергосбережения. Этот тип может работать с самыми большими мощностями и варьироваться от 150 до 2400 тонн.
Винтовые или спиральные компрессоры типа DNA имеют два сопряженных ротора со спиральными канавками. При вращении роторов газ сжимается за счет уменьшения объема между двумя роторами. Для идеальной подгонки спиралей требуются высокие допуски, что увеличивает первоначальную стоимость. Производительность регулируется скользящим впускным клапаном или приводом с регулируемой скоростью (VSD) на двигателе. Производительность варьируется от 25 до 450 тонн, а самые большие могут достигать 800 тонн.
Ротационные спиральные компрессоры используют две спирали для нагнетания и сжатия хладагента. Как правило, одна из спиралей неподвижна, а другая вращается эксцентрично, не вращаясь внутри другой неподвижной спирали. Благодаря этому движению между спиралями образуются карманы, в которых сжимается жидкость. Такая конструкция и работа делают их наиболее эффективными из четырех типов компрессоров. Спиральные компрессоры с одним контуром хладагента имеют мощность от 2 до 25 тонн, а самые большие могут достигать 80 тонн. Типичная температура охлаждающей воды колеблется в пределах 39-45 °F.
Для обеспечения надлежащего теплообмена между охлаждаемой водой и хладагентом важно поддерживать достаточный расход охлаждающей воды. Обычно рекомендуемый диапазон скорости потока охлажденной воды составляет от 3 до 12 футов в секунду. Поэтому очень важно, чтобы чиллер поддерживал такой расход для обеспечения надлежащей эффективности и соответствующего энергопотребления, а также для поддержания долгосрочной производительности.
Существует множество методов проверки потока через охладители. Каждый метод обладает определенными преимуществами в зависимости от желаемого результата.
Для измерения перепада давления в охладителе можно использовать несколько приборов. Измеряемый перепад давления соответствует расходу; чем выше расход, тем выше разница в давлении. Чаще всего используются реле перепада давления или преобразователи.
Дифференциальное реле может быть установлено на чиллере и настроено на переключение при определенном перепаде давления.
Преимущества:
Дифференциальные реле давления серии DX — это идеальный продукт для работы с регулируемой уставкой до 1 psid. Устройство имеет высокое статическое давление 200 фунтов на кв. дюйм (13,8 бар) для применения в условиях повышенного статического давления. В стандартной комплектации имеется атмосферостойкий корпус UL типа 4X для установки в условиях запыленности, на открытом воздухе или при мытье. В DX используются противоположные мембраны для определения высокого и низкого давления с поворотным механизмом, который передает разницу двух давлений на SPDT-переключатель.
На охладителе может быть установлен дифференциальный преобразователь. Эти устройства требуют питания и обеспечивают выходной сигнал 4-20 мА или 0-10 В постоянного тока, представляющий фактический перепад давления, измеренный в охладителе. Этот сигнал может быть подключен к системе управления или к системе мониторинга здания.
Преимущества:
Датчик перепада давления серии 629C Wet/Wet контролирует перепад давления воздуха и совместимых газов и жидкостей. В конструкции используются двойные датчики давления, преобразующие изменения давления в стандартный выходной сигнал 4-20 мА или напряжение, выбираемое на месте. Малый внутренний объем и минимальное количество движущихся частей обеспечивают исключительный отклик и надежность. Клеммная колодка, а также кнопка установки нуля легко доступны под верхней крышкой. Преобразователь перепада давления серии 629C для мокрой/влажной среды разработан в соответствии с конструкцией NEMA 4X (IP66).
Взрывозащищенный датчик перепада давления Mercoid® серии 3100D — это высокоточный (0,075% FS) микропроцессорный высокопроизводительный преобразователь, который имеет гибкую калибровку давления, кнопочную конфигурацию и программируемую связь HART®. Серия 3100D может быть сконфигурирована для работы с дифференциальным давлением. Для настройки не требуется полевой калибратор.
Эти устройства определяют скорость потока. Выпускаются реле расхода или датчики.
Лопастное реле потока может быть установлен в трубе для определения расхода и будет переключаться при заданном расходе. Размер лопатки обрезается или регулируется в зависимости от размера трубы и ожидаемого расхода.
Преимущества:
Лопастное реле расхода серии FS-2 представляет собой экономичное решение для подтверждения расхода. Индивидуальные уставки, подходящие для конкретного применения, обеспечиваются благодаря регулируемым на месте слоям лопастей и винту настройки уставки. FS-2 имеет алюминиевый погодоустойчивый корпус для установки внутри или снаружи помещения. Лопатки регулируются для установки на трубы размером от 1 до 8 мм. FS-2 идеально подходит для использования в системах «поток/без потока».
Термодисперсионный датчик расхода может быть установлен в трубе для подтверждения расхода. Импульсный термодисперсионный метод измерения расхода, при котором зонд нагревается выше температуры процесса, а затем ему дают остыть до температуры процесса.
Преимущества:
Серия TDFS2 — это тепловое реле расхода, который показывает, выше или ниже заданного пользователем расхода, с помощью НО и НЗ контактов. Уставка легко устанавливается на месте; просто приложите прилагаемый магнит к заданной цели при требуемом расходе, и все готово. В устройство встроены два светодиодных индикатора состояния на противоположных сторонах устройства, обеспечивающие визуальную индикацию переключателя: зеленый, когда расход выше заданного значения, красный, когда расход ниже заданного значения.
