Мини-чиллер является базовым элементом системы кондиционирования на охлажденной воде. Как следует из названия, мини-чиллер предназначен для охлаждения воды или антифриза, используемых в теплообменниках воздухоохладителей — фэнкойлов или центральных кондиционеров.
Устройство и функциональные элементы мини-чиллера
Мини-чиллер с воздушным охлаждением конденсатора включает следующие функциональные элементы:
-
фото 2 Холодильный контур (Главный элемент мини-чиллера). Охлаждая воду в гидравлическом контуре системы кондиционирования, он переносит из него тепловую энергию в воздух, находящийся снаружи здания (На улице). Холодильный контур мини-чиллера включает компрессор спирального исполнения, воздушный теплообменник конденсатора и водяной теплообменник испарителя, расширительное устройство — терморегулирующий вентиль, смотровое стекло, фильтр осушитель.
- Встроенный гидравлический модуль предназначен для организации циркуляции воды или антифриза в гидравлическом контуре системы кондиционирования. Гидравлический модуль включает: Циркуляционный насос, аккумулирующий бак, расширительный бак, другие элементы, необходимые для работы гидравлической системы.
- Вентилятор конденсатора предназначен для организации циркуляции воздуха, находящегося снаружи здания через теплообменную поверхность конденсатора.
- Система автоматизированного управления предназначена для управления работой компонентов мини-чиллера: компрессора, вентиляторов, циркуляционного насоса.
Принцип работы системы кондиционирования на базе мини-чиллера
Принцип работы мини-чиллера основан на переносе тепловой энергии из гидравлического контура системы кондиционирования на улицу, или если сказать другими словами: на переносе холода из улицы в гидравлический контур системы кондиционирования. Функцию передачи тепловой энергии выполняет термо-динамический процесс(смотри тему: «Термодинамическая рекуперация тепла в вентустановках»), протекающий в холодильном контуре мини-чиллера. Рабочим веществом для переноса тепловой энергии является хладагент.
В мини-чиллерах используются хладагенты — R-22, R-410a, R407.Как видно из рисунка выше, воздух, находящийся снаружи здания охлаждает теплообменник конденсатора мини-чиллера. При этом теплосодержание теплосодержание хладагента, протекающего внутри теплообменника конденсатора уменьшается. Обратный процесс происходит в теплообменнике испарителя. Хладагент с низким теплосодержанием охлаждает теплообменную поверхность испарителя, который, в свою очередь охлаждает воду или антифриз, протекающий в гидравлическом контуре системы кондиционирования. Перенос тепловой энергии происходит за счет термодинамического процесса, который включает 4 главных составляющих:
- Испарение хладагента, происходящее внутри водяного теплообменника испарителя. Во время процесса испарения происходит увеличение теплосодержания хладагента. Хладагент поглощает тепловую энергию воды из гидравлического контура.
- Конденсация хладагента, происходящее внутри теплообменника конденсатора. Во время процесса конденсации происходит уменьшение теплосодержания хладагента. Хладагент отдает тепловую энергию воздуха, находящегося снаружи здания (На улице).
- Сжатие хладагента, происходящее в компрессоре.
- Дросселирование (Или принудительное расширение), происходящее внутри ТРВ.
Процессы конденсации и испарения происходят при определенных условиях, создаваемых в теплообменниках испарителя и конденсатора.
Одним из главных элементов холодильного контура является расширительное устройство — функцию которого в мини-чиллере выполняет терморегулирующий вентиль. Терморегулирующий вентиль имеет малое пропускное сечение по сравнению с другими элементами холодильного контура, подобно горлышку от бутылки.
Таким образом компрессор создает зону высокого давления до терморегулирующего вентиля – в теплообменнике конденсатора (Зона высокого давления на схеме мини-чиллера выделена красным цветом), и зону низкого давления после терморегулирующего вентиля в теплообменнике испарителя (Зона низкого давления на схеме мини-чиллера выделена синим цветом). Газообразный хладагент на выходе из компрессора имеет высокое давление и температуру. Попадая в теплообменник конденсатора, хладагент начинает конденсироваться – переходить из газообразного состояния в жидкое. Процесс конденсации происходит вследствие того, что вентиляторы, создавая циркуляцию наружного воздуха через теплообменную поверхность конденсатора охлаждают конденсатор, а следовательно и хладагент, находящийся внутри него. При этом конденсируясь, хладагент отдает тепловую энергию наружному воздуху.
Далее жидкий, сконденсированный хладагент по фреонопроводу, пройдя через фильтр осушитель и смотровое стекло попадает в Терморегулирующий вентиль (ТРВ), а затем в зону низкого давления. В зоне низкого давления, давление, а, следовательно, и температура жидкого хладагента падает (Поскольку объем хладагента постоянный). При низком давлении и температуре жидкий хладагент начинает испаряться, попадая в теплообменник испарителя. Вода, циркулирующая в гидравлическом контуре системы кондиционирования, проходя через теплообменник испарителя с одной стороны нагревает его. Хладагент, находящийся с другой стороны теплообменной поверхности испарителя также нагревается, что сопровождается его дальнейшим испарением. На выходе из испарителя хладагент находится только в газообразном состоянии. Во время испарения хладагент охлаждает теплообменную поверхность испарителя, а следовательно и воду, циркулирующую в гидравлическом контуре системы кондиционирования. давления.
В зоне низкого давления, давление, а, следовательно, и температура жидкого хладагента падает (Поскольку объем хладагента постоянный). При низком давлении и температуре жидкий хладагент начинает испаряться, попадая в теплообменник испарителя. Вода, циркулирующая в гидравлическом контуре системы кондиционирования, проходя через теплообменник испарителя с одной стороны нагревает его. Хладагент, находящийся с другой стороны теплообменной поверхности испарителя также нагревается, что сопровождается его дальнейшим испарением. На выходе из испарителя хладагент находится только в газообразном состоянии. Во время испарения хладагент охлаждает теплообменную поверхность испарителя, а следовательно и воду, циркулирующую в гидравлическом контуре системы кондиционирования.
В заключении следует отметить, что принцип работы холодильного контура мини-чиллера аналогична работе ранее рассмотренных холодильных машин(чиллеров), слит-систем и в общем всех типов кондиционеров, имеющих холодильный контур с хладагентом.
По теме:
