Як працює міні-чілер з повітряним охолодженням

Як працює міні-чілер з повітряним охолодженням конденсатора

Міні-чиллер є базовим елементом системи кондиціювання на охолодженій воді. Як випливає з назви, міні-чилер призначений для охолодження води або антифризу, що використовуються в теплообмінниках охолоджувачів повітря - фанкойлів або центральних кондиціонерів. На малюнку №1 показано схему роботи системи кондиціонування з урахуванням міні-чиллера. Принцип роботи міні-чиллера заснований на перенесенні теплової енергії з гідравлічного контуру системи кондиціювання на вулицю, або якщо сказати іншими словами: на перенесенні холоду з вулиці до гідравлічного контуру системи кондиціювання.

Принцип роботи міні-чіллера з повітряним охолодженням конденсатора

Конструкція та схема роботи міні-чиллера (Малюнок №1)

Конструкція та функціональні елементи міні-чіллера

Міні-чилер з повітряним охолодженням конденсатора включає такі функціональні елементи:

Холодильний контур (Головний елемент міні-чілера). Охолоджуючи воду в гідравлічному контурі системи кондиціювання, він переносить із нього теплову енергію у повітря, що знаходиться зовні будівлі (На вулиці). Холодильний контур міні-чиллера включає компресор спірального виконання, повітряний теплообмінник конденсатора і водяний теплообмінник випарника, розширювальний пристрій - терморегулюючий вентиль, оглядове скло, осушувач фільтр.
Вбудований гідравлічний модуль призначений для організації циркуляції води або антифризу у гідравлічному контурі системи кондиціювання. Гідравлічний модуль включає: Циркуляційний насос, бак, що акумулює, розширювальний бак, інші елементи, необхідні для роботи гідравлічної системи.
Вентилятор конденсаторапризначений для організації циркуляції повітря, що знаходиться зовні будівлі через теплообмінну поверхню конденсатора.
Система автоматизованого керування призначена для керування роботою компонентів міні-чілера: компресора, вентиляторів, циркуляційного насоса. Система автоматизованого управління включає контролер, пристрої захисту, датчики, пускачі та реле.

Конструкція, функціональна схема міні-чиллера з повітряним охолодженням конденсатора (Малюнок №2)

Як працює міні-чілер

На малюнку №3 Показано спрощену схему холодильного контуру міні-чиллера. Як було зазначено раніше, основним завданням холодильного контуру є охолодження води в гідравлічному контурі системи кондиціювання. При цьому охолоджуючи воду всередині гідравлічного контуру, міні-чілер переносить теплову енергію (тепло) надвір. Робочою речовиною при перенесенні теплової енергії є фреон – холодоагент. У міні-чилерах використовуються холодоагенти – R-22, R-410a, R407C. Перенесення теплової енергії відбувається за рахунок термодинамічного процесу, що включає 4 головні складові:

Випаровування холодоагенту, що відбувається всередині водяного теплообмінника випарника. Під час процесу випаровування відбувається збільшення тепломістку холодоагенту. Холодоагент поглинає теплову енергію води з гідравлічного контуру.
Конденсація холодоагенту, що відбувається усередині теплообмінника конденсатора. Під час процесу конденсації відбувається зменшення тепломістку холодоагенту. Холодоагент віддає теплову енергію повітря, що знаходиться зовні будівлі (На вулиці).
Стиснення холодоагенту, що відбувається в компресорі.
Дроселювання (або примусове розширення), що відбувається всередині ТРВ.

Процесиконденсації та випаровування відбуваються за певних умов, створюваних у теплообмінниках випарника та конденсатора.

Одним з головних елементів холодильного контуру є розширювальний пристрій - функцію якого в міні-чілер виконує терморегулюючий вентиль. Терморегулюючий вентиль має малий пропускний переріз порівняно з іншими елементами холодильного контуру, подібно до шийки від пляшки. Таким чином компресор створює зону високого тиску до терморегулюючого вентиля - в теплообміннику конденсатора (Зона високого тиску на схемі міні-чиллера виділена червоним кольором), і зону низького тиску після терморегулюючого вентиля в теплообміннику випарника (Зона низького тиску на схемі міні-чилера виділена синім ). Газоподібний холодоагент на виході з компресора має високий тиск та температуру. Потрапляючи в теплообмінник конденсатора, холодоагент починає конденсуватися переходити з газоподібного стану в рідке. Процес конденсації відбувається внаслідок того, що вентилятори, створюючи циркуляцію зовнішнього повітря через теплообмінну поверхню конденсатора, охолоджують конденсатор, а отже і холодоагент, що знаходиться всередині нього. При цьому конденсуючись, холодоагент віддає теплову енергію зовнішньому повітрі. Далі рідкий, сконденсований холодоагент по фреонопроводу, пройшовши через фільтр осушувач і оглядове скло потрапляє в терморегулюючий вентиль (ТРВ), а потім в зону низького тиску. У зоні низького тиску, тиск, а, отже, і температура рідкого холодоагенту падає (оскільки обсяг холодоагенту постійний). При низькому тиску та температурі рідкий холодоагент починає випаровуватись, потрапляючи в теплообмінник випарника. Вода, що циркулює в гідравлічному контурі системи кондиціювання, проходячи черезтеплообмінник випарника з одного боку нагріває його. Холодоагент, що знаходиться з іншого боку теплообмінної поверхні випарника також нагрівається, що супроводжується його подальшим випаром. На виході з випарника холодоагент перебуває лише у газоподібному стані. Під час випаровування холодоагент охолоджує теплообмінну поверхню випарника, а відтак і воду, що циркулює в гідравлічному контурі системи кондиціювання.

Спрощена схема холодильного контуру міні-чілера