Чиллер — центральная холодильная машина, которая охлаждает воду или водно-гликолевый раствор для подачи к фанкойлам, воздухоохладителям или технологическим потребителям. В статье представлена системная классификация чиллеров по способу отвода теплоты конденсации, холодильному циклу, типу компрессора, конструктивному исполнению и функциональности (табл. 1).
Классификация по мощности
Мини-чиллеры — это маленькие устройства для охлаждения. Обычно они могут охлаждать от 5 до 20 киловатт (кВт). Мы не будем говорить о специальных моделях, которые могут охлаждать только 1 кВт. У производителей есть несколько моделей мини-чиллеров с разной мощностью. Эти устройства подходят для охлаждения небольших домов, офисов или для других целей.
10–15 лет назад мини-чиллеры почти перестали использовать. Они стали не такими популярными, потому что появились другие системы охлаждения, которые стоили дешевле и работали лучше. Но потом всё изменилось.
- Теплонасосные технологии: мини-чиллеры стали использовать не только для охлаждения летом, но и для отопления зимой. Они могут работать как система водяного отопления, особенно с тёплым полом.
- Экологические требования: теперь нужно использовать безопасные хладагенты, которые не вредят окружающей среде. Раньше в системах охлаждения использовали вредные вещества, но теперь их заменили на более безопасные, например, пропан (R290) или R32. Однако эти новые вещества могут быть горючими, поэтому их нужно использовать осторожно.
В 2025 году в мире продали почти 5 миллионов мини-чиллеров. Для сравнения, систем прямого испарения (например, мини-VRF) продали в несколько раз меньше — около 800 тысяч.
Чиллеры средней мощности выпускаются в диапазоне от 20 до 500 кВт по холоду (фото 2). Эти чиллеры, как правило, модульные, то есть позволяют набирать нужную производительность путём объединения параллельно нескольких одинаковых блоков мощностью 20, 30, 60, 130, 250, 500 кВт, а в комбинации — максимально 2, 3 или даже 4 МВт.
Мини-чиллеры — это устройства, которые уже содержат все необходимые части внутри себя. А вот модульные чиллеры могут не иметь некоторых частей, таких как насосная станция. Поэтому, чтобы всё работало правильно, нужно, чтобы проектировщик тщательно рассчитал всю систему и подобрал все нужные детали, от насоса до специального бака.
Теперь о чиллерах большой мощности. Нет единого правила, как их классифицировать, но эксперты считают, что они могут охлаждать от 500 кВт до 20 МВт. Например, в Японии есть система охлаждения целого квартала, которая использует центральную холодильную станцию. Там самый мощный чиллер — от компании Mitsubishi Heavy Industries. Он может охлаждать 17 МВт и работает с водяным охлаждением. Тепло, которое он производит, сбрасывается по большим трубам в Токийский залив.
Табл. 1. Классификация чиллеров
| I. По мощности | II. По схеме работы | III. По способу охлаждения конденсатора | IV. По компоновке конденсатора |
|---|---|---|---|
| Мини-чиллеры (от 5 до 20 кВт) Модульные средней мощности (от 20 до 500 кВт) Большой мощности (от 500 кВт до 20 МВт) |
Парокомпрессионные Абсорбционные |
Воздушное Водяное |
Моноблочные С выносным конденсатором |
| V. По наличию гидромодуля | VI. По дополнительным функциям | VII. По типу компрессора | VIII. По температуре охлаждаемой воды |
| Встроенный гидромодуль Выносной гидромодуль |
С фрикулингом С тепловым насосом С утилизатором тепла |
Спиральный, ротационный Поршневой Центробежный Винтовой |
Среднетемпературные (+7…+12 °C) Низкотемпературные (от +5 °C и ниже) Высокотемпературные (+10…+25 °C) |
Классификация по принципу работы
По способу переноса теплоты от охлаждаемой жидкости к окружающей среде чиллеры подразделяют на парокомпрессионные и абсорбционные.
Парокомпрессионные чиллеры
Парокомпрессионные машины (ПКХМ) работают по простому принципу. Внутри них циркулирует специальное вещество — хладагент. Когда это вещество нагревается, оно становится газом и поглощает тепло из воздуха или воды. Затем специальный компрессор сжимает газ, из-за чего он нагревается ещё сильнее. После этого горячий газ охлаждается, отдавая тепло, и снова становится жидкостью. Эта жидкость возвращается в начало цикла.
Такие машины часто используют для охлаждения зданий и оборудования. Чтобы регулировать, сколько холода они производят, можно менять скорость работы компрессора или включать и выключать отдельные компрессоры.
Абсорбционные чиллеры (АБХМ — абсорбционная холодильная машина)
Абсорбционные чиллеры работают по-другому. В них нет механического компрессора. Вместо этого используется тепло для поглощения и выделения паров хладагента. Например, можно использовать воду и специальный раствор бромида лития. Вода здесь играет роль хладагента.
Чтобы запустить этот процесс, нужно тепло. Это может быть горячий пар, горячая вода, продукты сгорания топлива или тепло, которое уже есть на производстве. Такие чиллеры особенно полезны там, где есть доступ к дешёвому теплу.
Я сам видел, как делают такие чиллеры на заводе Panasonic в Японии в 2019 году. Эти системы до сих пор популярны в странах Азии.
Абсорбционный чиллер — это устройство, которое использует тепло для создания холода. Он работает по принципу цикла, в котором вода превращается в пар и обратно, и этот процесс повторяется снова и снова.
Элементы холодильного контура в абсорбционном чиллере:
- Испаритель. В испарителе вода (хладагент) охлаждается до очень низкой температуры (от +4 до +5 градусов Цельсия). Это происходит благодаря глубокому вакууму, который не даёт воде закипеть при обычной температуре. Охлаждённая вода забирает тепло у другого контура, который нуждается в охлаждении, например, у системы кондиционирования.
- Абсорбер. Вода, которая превратилась в пар, не может просто накапливаться. Поэтому её поглощает специальный раствор, который называется раствором бромида лития. При этом выделяется тепло, которое отводит отдельный контур.
- Насос раствора. После поглощения пара раствор становится менее концентрированным, то есть в нём больше воды. Насос подаёт этот раствор в генератор.
- Генератор. В генераторе раствор нагревается, и вода из него испаряется. Оставшийся раствор снова становится концентрированным и возвращается в абсорбер.
- Конденсатор. Пар, который выделился в генераторе, поступает в конденсатор. Там он отдаёт своё тепло другому контуру и превращается обратно в воду.
- Возвращение в испаритель. Конденсированная вода проходит через устройство, которое снижает её давление, и возвращается в испаритель. Там она снова превращается в пар и начинает цикл заново.
Как чиллеры охлаждают
Чиллеры бывают двух видов: с воздушным и водяным охлаждением. Они отличаются тем, как они отдают тепло, которое отводят от охлаждаемых систем.
Воздушное охлаждение
В чиллерах с воздушным охлаждением горячий пар охлаждается с помощью потока воздуха. Для этого используются вентиляторы, которые направляют воздух на конденсатор. Такие чиллеры обычно устанавливают на крыше, балконе или возле здания. Они просты в использовании и не требуют много дополнительного оборудования.
Однако их работа зависит от температуры воздуха. В жару они могут работать хуже, поэтому при выборе такого чиллера нужно учитывать погодные условия.
Водяное охлаждение
Чиллеры с водяным охлаждением передают тепло в специальный водяной контур. Этот контур может быть охлаждён с помощью специального устройства — градирни. Также тепло может быть использовано для других целей, например, для подогрева воды.
Такие чиллеры часто устанавливают внутри зданий. Они требуют больше оборудования, но могут работать эффективнее в больших системах. В холодных странах в водяной контур добавляют специальные вещества, чтобы вода не замерзала.
Классификация по расположению деталей
От того, как устроена холодильная машина, зависит, где находятся её основные части и какие трубы нужно провести между ними.
Моноблочные чиллеры
В моноблочном чиллере все важные части — компрессор, испаритель, конденсатор и система управления — находятся в одном большом корпусе. Внутри также могут быть насосы и другие важные элементы (см. фото 1 и 2).
Чтобы установить такой чиллер, нужно просто подключить его к электричеству и трубам для охлаждающей жидкости. Часто такие чиллеры с наружным конденсатором используют в больших зданиях, например, в офисах или на заводах.
Если трубы с жидкостью проходят на улице, важно, чтобы она не замёрзла зимой. Для этого можно использовать смесь воды с антифризом, утеплить трубы, установить подогрев или специальные устройства для предотвращения замерзания.
Чиллеры с выносным конденсатором
В этом случае компрессор и испаритель находятся внутри здания, а конденсатор — снаружи. Части чиллера соединяются специальными трубами с хладагентом (фреоном). Это позволяет держать охлаждаемую воду внутри здания, что удобно, если нужна чистая вода без добавок. Однако важно, чтобы трубы между чиллером и конденсатором были не слишком длинными, а разница в высоте не превышала допустимую. Также нужно следить за тем, чтобы масло возвращалось в компрессор и количество хладагента было правильным.
Классификация по типу компрессора
Тип компрессора определяет диапазон холодопроизводительности, способ регулирования, уровень шума, требования к сервису и поведение машины при частичной нагрузке. В парокомпрессионных чиллерах применяют поршневые, спиральные, ротационные, винтовые и центробежные компрессоры.
Поршневые (reciprocating) компрессоры
Поршневой компрессор сжимает хладагент возвратно-поступательным движением поршней
Такое решение традиционно применялось в холодильных машинах малой и средней мощности, но сегодня во многих задачах оно уступает спиральным и винтовым компрессорам по шуму, вибрации и удобству регулирования.
Спиральные (scroll) компрессоры
Спиральный компрессор сжимает хладагент двумя взаимодействующими спиралями. Компактность и сравнительно низкий уровень шума делают его подходящим для малых и средних воздушных чиллеров .
Часто в одном агрегате устанавливают несколько спиральных компрессоров. Это позволяет ступенчато или плавно адаптировать производительность к текущей нагрузке и сохранить частичную работоспособность при остановке одного компрессора.
Ротационные (роторные, rotary) компрессоры
Самые популярные компрессоры — ротационного типа. Ежегодно (по данным JARN за 2022 год) во всём мире производят около 205 млн таких устройств. В чиллерных системах их применяют в сегменте малой и средней производительности. Преимущества компрессоров ротационного типа: относительно низкая стоимость и высокая энергоэффективность при работе с неполной нагрузкой, то есть при применении популярного сегодня инверторного привода.
Винтовые компрессоры (screw)
Винтовые компрессоры используют пару роторов, создающих сжатие при их вращении. Их применяют в чиллерах средней и большой производительности, особенно в системах с продолжительными и сравнительно стабильными нагрузками.
Конкретный диапазон регулирования определяется конструкцией компрессора: золотниковым клапаном, частотным приводом или сочетанием нескольких холодильных контуров. При подборе важно оценивать не только номинальную мощность, но и сезонную эффективность машины в реальном диапазоне нагрузок.
Центробежные компрессоры (centrifugal)
Центробежный компрессор сообщает хладагенту скорость вращающимся рабочим колесом, после чего скорость преобразуется в давление в диффузоре. Такие компрессоры применяют в крупных водоохлаждаемых чиллерах .
Они работают в больших системах, которые используются в офисах, торговых центрах, больших зданиях и центрах обработки данных. Важность установки таких систем зависит не только от компрессора, но и от того, как хорошо работают другие части системы, такие как охлаждение, подача воды и отвод тепла.
Центробежные компрессоры в холодильных системах могут быть очень мощными — до 2000-3000 киловатт. Они могут сжимать воздух или газ до 11 раз сильнее.
В таких компрессорах есть несколько вращающихся колес с лопатками и специальный отсек (диффузор). Когда колеса вращаются, воздух или газ отбрасывается к краям колеса и попадает в диффузор, который соединяет его с другим колесом. Это происходит в несколько этапов. В итоге, когда газ выходит из колеса, он становится быстрее, горячее и под большим давлением, чем когда он входил.
Центробежные компрессоры работают по-другому, чем обычные. У них нет деталей, которые двигаются вперёд и назад, поэтому они работают тихо и не требуют тяжёлого основания, как поршневые машины. Ротор в таких компрессорах крутится с постоянной скоростью, а детали касаются друг друга только в подшипниках или вообще не касаются, если используются магниты. Это делает их безопасными и позволяет использовать простые и дешёвые двигатели.
Центробежные компрессоры бывают разными: с одной, двумя или несколькими ступенями. Они имеют несколько преимуществ:
- Работают быстро и эффективно.
- Равномерно подают воздух или газ, без резких скачков давления.
- Не повреждаются, если в них попадёт жидкость.
- Почти не вибрируют.
- Служат долго, даже при частом использовании.
Но у них есть и недостатки:
- Работают не так эффективно, как другие типы компрессоров.
- Требуют очень быстрого вращения, для этого нужны мощные двигатели и дополнительные устройства.
- Могут плохо поддерживать нужное давление, если условия работы нестабильные.
- С уменьшением подачи воздуха или увеличением давления, их эффективность снижается. Поэтому такие компрессоры не всегда подходят для работы с маленькими объёмами воздуха или для создания очень высокого давления.
Центробежные компрессоры часто используют для охлаждения больших зданий, таких как аэропорты, торговые центры и производственные предприятия. Они подходят как для маленьких офисов и станций метро, так и для крупных объектов, например, атомных электростанций или центров обработки данных.
В 2022 году в мире было произведено 26,4 тысячи таких компрессоров. Больше всего их делают в Китае и США, а также в странах Азии, Европы и Латинской Америки.
Центробежные компрессоры на магнитной подвеске Turbocor (Danfoss)
Отдельно необходимо рассказать о прорывной технологии, которая активно внедряется сегодня компанией Danfoss.
Компания Danfoss разработала новую технологию — центробежные компрессоры без масла и с магнитным подвесом ротора. Эти компрессоры работают очень тихо и эффективно, что делает их идеальными для использования в различных системах охлаждения.
Почему технология Turbocor так перспективна?
В каждом компрессоре есть проблема, которая снижает его эффективность и сокращает срок службы. Эта проблема называется трением. В разных типах компрессоров трение возникает по-разному: в поршневых — кольца поршней трутся о стенки цилиндров, в ротационных — пластины трутся о цилиндры, а в винтовых — винты трутся друг о друга. Из-за трения теряется энергия, и компрессор работает хуже. Чтобы уменьшить эти потери, производители добавляют масло в фреон, но это создаёт новые проблемы:
- Масло нужно постоянно проверять. Если его будет мало, компрессор может перегреться и сломаться. Если масла будет слишком много, оно может попасть в систему и вызвать гидроудар, что тоже может привести к поломке.
- Масло выводится из компрессора вместе с фреоном, поэтому его нужно постоянно возвращать. Для этого используют специальные системы, но это тоже требует энергии.
Поэтому было бы здорово создать компрессор, в котором не будет трения. И такой компрессор уже существует — это центробежный компрессор на магнитном подвесе. В нём нет трущихся частей, поэтому не нужно добавлять масло, и он работает гораздо лучше и дольше.
Как устроен компрессор Turbocor?
- В центре компрессора находится рабочее колесо, которое вращается и придаёт энергию газу. Эта энергия затем используется для сжатия фреона.
- Колесо вращается благодаря бесщёточному двигателю на постоянных магнитах. Скорость вращения двигателя регулируется специальным устройством.
- При запуске компрессора сначала включается магнитная подвеска, и колесо поднимается над опорами. Затем двигатель медленно раскручивает его до нужной скорости.
Магнитные подшипники помогают компрессору работать лучше, надёжнее и тише. Они не дают ротору (вращающейся части) касаться других поверхностей. Если питание отключится, магнитное поле будет поддерживаться за счёт встроенных аккумуляторов, пока ротор плавно опустится на опоры.
У компрессоров Turbocor есть и минусы: они дорогие, их сложно ремонтировать, и иногда они могут сломаться, если резко отключить питание.
Компрессоры Turbocor могут работать с разной мощностью — от 150 до 1600 кВт, что делает их подходящими для разных задач.
Классификация по гидравлическому модулю
Чиллер может быть поставлен без насосной станции, или с частично укомплектованным гидромодулем, или как полностью готовый к подключению агрегат. Гидромодуль обычно включает насосы, расширительный бак, предохранительную арматуру, фильтры, датчики и иногда аккумулирующий бак.
Со встроенным гидромодулем
Встроенный гидромодуль сокращает объём работ на площадке и упрощает монтаж. Такое исполнение рационально для типовых систем, когда заводской насос и доступный напор соответствуют гидравлическому сопротивлению трубопроводов, арматуры и потребителей.
С выносной насосной группой
Для крупных, протяжённых или нестандартных систем насосную группу проектируют отдельно. Это позволяет подобрать рабочие и резервные насосы, реализовать частотное регулирование, разделить контуры и предусмотреть необходимую логику управления.
Классификация по дополнительным функциям
Функциональные возможности чиллера определяются наличием реверсивного цикла, фрикулинга, рекуперации и специальной комплектацией.
Реверсивные чиллеры (с тепловым насосом)
Реверсивный чиллер, также называемый «чиллером — тепловым насосом», способен менять направление холодильного цикла. В режиме охлаждения он отбирает теплоту у воды, а в режиме отопления передаёт теплоту в водяной контур здания.
Реверсивные чиллеры получили сильный толчок в развитии при реконструкции систем водяного отопления, когда не нужно менять всю систему при отказе от мазутного или газового котла. Достаточно поменять котёл на моноблочный мини-чиллер или даже использовать их совместно по бивалентной схеме [1].
Чиллеры с фрикулингом
Чиллер с фрикулингом использует низкую температуру наружного воздуха для охлаждения воды или водно-гликолевого раствора. Когда погодные условия позволяют, компрессоры частично разгружаются или полностью отключаются, а холод производится во встроенном воздушно-жидкостном теплообменнике — сухой градирне или драйкулере.
Термин free cooling буквально означает «свободное охлаждение», но оно не полностью бесплатное: насосы, вентиляторы и автоматика всё равно потребляют электричество. Главная экономия возникает за счёт уменьшения времени работы компрессоров — наиболее энергоёмкой части парокомпрессионного чиллера.
Типовой чиллер включает:
- компрессор, испаритель, конденсатор и систему управления;
- секцию фрикулинга — оребрённый воздушно-жидкостный теплообменник;
- осевое или центробежные вентиляторы;
- трёх- или двухходовые регулирующие клапаны;
- насосы и трубопроводы контура теплоносителя;
- датчики температуры наружного воздуха, подачи и обратной воды.
Встроенное решение похоже на большой воздушный кондиционер: внутри находятся система охлаждения и дополнительный теплообменник, который помогает охлаждать жидкость естественным способом. Обычно такая система состоит из основного кондиционера в помещении и внешнего устройства для отвода тепла.
Как это работает? Всё зависит от температуры на улице, температуры воды, которая уже охлаждена, и температуры, которую нужно достичь. Поэтому нельзя установить одну и ту же температуру для всех объектов. Она определяется по графику работы системы, запасу охлаждения и тому, сколько тепла нужно отвести.
Если на улице жарко, воздух не может охладить воду до нужной температуры. В этом случае включаются специальные клапаны, которые направляют воду в специальный испаритель, где она охлаждается обычным способом. Секция фрикулинга (охлаждение за счёт воздуха) не используется или работает частично. Например, если на улице +25°C, а нужно охладить воду до +12°C, то воздух не поможет, и включаются компрессоры, вентиляторы и насосы.
Когда на улице становится достаточно холодно, часть воды охлаждается в секции фрикулинга, а затем, если нужно, Упрощённая схема чиллера с фрикулингом в испарителе. Компрессоры работают не так сильно, потому что часть работы берёт на себя секция фрикулинга. Этот режим особенно важен весной и осенью, когда на улице уже не так жарко, но и не холодно.
При очень низкой температуре на улице вода проходит через секцию фрикулинга и охлаждается без помощи компрессоров. В этом случае система работает только на вентиляторах, насосах и управлении.
Для систем, где вода должна быть охлаждена до +14…+18°C, фрикулинг включается раньше и работает дольше, чем для систем, где нужна температура +7…+12°C. Поэтому фрикулинг особенно полезен для мест, где требуется много холода: серверные, производственные линии, холодильные склады, медицинские учреждения, ледовые арены и торговые объекты.
В полном режиме весь поток воды направляется через секцию фрикулинга, а испаритель не используется. В смешанном режиме часть воды охлаждается в секции фрикулинга перед тем, как отправиться в испаритель.
Фрикулинг работает хорошо и эффективно, когда нужно постоянно охлаждать что-то в холодное время года.
Наиболее характерные потребители:
- Центры обработки данных, серверные и телекоммуникационные узлы.
- Производственные линии и технологическое оборудование.
- Холодильные склады и логистические объекты.
- Медицинские учреждения, лаборатории и диагностические комплексы.
- Ледовые арены и другие спортивные комплексы.
- Торговые объекты с круглогодичным технологическим холодом.
- Здания с внутренними теплопритоками (плотная офисная техника, оборудование связи, освещение, электрощитовые).
Источник:
Для обычного офиса фрикулинг может быть не так выгоден, потому что холод там нужен в основном летом. Система окупится быстрее там, где охлаждение нужно круглосуточно и на улице часто бывает холоднее, чем в помещении.
Чиллеры с рекуперацией тепла
Чиллеры — это устройства, которые охлаждают воду. Обычно они выбрасывают тепло, которое образуется при охлаждении, в воздух или в воду, которая возвращается обратно в систему. Но есть чиллеры с рекуперацией тепла. Они позволяют использовать это тепло для нагрева воды, которую можно использовать для горячего водоснабжения, для бассейна, отопления или других нужд.
Особенно полезно это, когда нужно и охлаждать, и нагревать. Например, если в здании одновременно работают кондиционеры и батареи. Если же тепла не нужно, всё равно нужно отвести лишнее тепло через основной конденсатор.
Классификация по температуре охлаждаемой воды
Низкотемпературные чиллеры
Низкотемпературный чиллер — холодильная машина для охлаждения жидкости до температур ниже обычного графика систем кондиционирования. Если стандартный чиллер обычно готовит воду около +7 °C, то низкотемпературная машина работает с водно-гликолевыми растворами, рассолами или иными теплоносителями при температурах от около 0 °C до отрицательных значений; специальное оборудование может обеспечивать существенно более низкие температуры (табл. 2).
Табл. 2. Рабочие диапазоны низкотемпературных чиллеров
| Температура подачи теплоносителя | Типовая задача | Особенности |
|---|---|---|
| 0…+5 °C | Охлаждение напитков, пищевых процессов, технологической воды | Пограничный диапазон: уже требуется контроль риска замерзания, но иногда ещё возможна работа на воде при безопасных параметрах |
| –10…0 °C | Охлаждение растворов, камер, оборудования, отдельных технологических процессов | Обычно используют водно-гликолевый раствор; стандартная вода в таком режиме не подходит |
| –25…–10 °C | Пищевая промышленность, химические и фармацевтические процессы, замораживание | Требуются специально рассчитанные холодильный контур, теплообменники, ТРВ, масло и защита компрессора |
| –40…–25 °C | Глубокое технологическое охлаждение, низкотемпературные процессы | Это типичный специализированный диапазон низкотемпературных промышленных чиллеров |
| Ниже –40 °C | Лабораторные, фармацевтические, химические и криогенные задачи | Используют каскадные или иные специальные холодильные схемы и теплоносители; возможны температуры до –100…–80 °C |
Главная задача такого чиллера — не комфортное кондиционирование, а стабильное отведение теплоты от технологического процесса. Его применяют, когда необходимо охлаждать продукт, оборудование, химические растворы, формы, технологические ванны или воздух в холодильных камерах. Ключевое отличие — низкая температура кипения хладагента в испарителе. Чтобы охладить теплоноситель, например, до –10 °C, хладагент должен кипеть при ещё более низкой температуре; это повышает отношение давлений в холодильном цикле, уменьшает удельную холодопроизводительность и увеличивает нагрузку на компрессор.
Поэтому низкотемпературный чиллер нельзя считать обычной машиной с «пониженной уставкой». Для него подбирают компрессор, хладагент, теплообменники, терморегулирующий вентиль (ТРВ), масло и систему защиты с учётом расчётного низкотемпературного режима.
Высокотемпературные чиллеры
Высокотемпературные чиллеры — холодильные машины, рассчитанные на охлаждение жидкости до температур выше традиционного графика кондиционирования 7/12 °C. Обычно они работают с температурой подачи около +10…+25 °C, а иногда и выше, когда требуется не глубокое охлаждение, а поддержание стабильной температуры технологической жидкости или оборудования. В [4] мы подробно писали о применении высокотемпературных чиллеров для охлаждения современных серверов в дата-центрах.
Такой чиллер отводит избыток теплоты от воды, гликоля, масла, эмульсии или другой рабочей среды. Он используется в тех случаях, когда температура процесса должна быть ниже окружающей среды, но не требуется получать холодоноситель с температурой +5…+7 °C и ниже (табл. 3).
Табл. 3. Температурные режимы высокотемпературных чиллеров
| Температура подачи теплоносителя | Примеры применения |
|---|---|
| +10…+15 °C | Охлаждение воздуха через увеличенные теплообменники, серверные и технологические контуры с умеренной температурой |
| +15…+20 °C | ЦОД, телекоммуникационное оборудование, силовая электроника, некоторые гидравлические системы |
| +20…+25 °C | Пресс-формы, экструдеры, ванны охлаждения, маслоохладители, станочное оборудование |
| Выше +25 °C | Поддержание технологической температуры оборудования и жидкостей, когда требуется только убрать часть выделяемого тепла |
Высокотемпературная машина работает почти так же, как и обычный холодильник для охлаждения воды. В испарителе жидкость охлаждается, забирая тепло; компрессор сжимает горячий пар и делает его ещё горячее; в конденсаторе тепло уходит в воздух или воду; ТРВ уменьшает давление пара перед его возвратом в испаритель.
Главное отличие — это настройка работы. Так как жидкость в машине горячее, хладагент может кипеть при более высокой температуре. Это значит, что компрессор не нужно сильно сжимать пар, и он тратит меньше электричества. При этом машина охлаждает воду так же хорошо.
Высокотемпературные чиллеры чаще применяют в промышленности, где от стабильности температуры зависит качество продукции, точность обработки, производительность и ресурс оборудования. Типичные задачи включают:
- Охлаждение пресс-форм, термопластавтоматов, экструдеров и каландров.
- Охлаждение гидравлических станций, редукторов, масел, эмульсий и смазочно-охлаждающих жидкостей.
- Отвод теплоты от лазерных установок, сварочных аппаратов, силовой электроники и источников питания.
- Температурную стабилизацию ванн, реакторов, растворов и т.п.
- Охлаждение серверных и помещений с высокой внутренней тепловой нагрузкой.
Повышенный график воды обычно позволяет получить более высокий холодильный коэффициент, чем при стандартных 7/12 °C. Компрессор работает с меньшим перепадом давлений, поэтому на единицу произведённого холода требуется меньше электроэнергии. Высокотемпературные контуры также особенно выгодны для фрикулинга. Чем выше допустимая температура подачи, тем при более тёплом наружном воздухе драйкулер способен частично или полностью охладить теплоноситель без работы компрессоров.
Заключение
Классификация чиллерных систем не заменяет их подбор, но помогает сформировать исходное техническое решение. Воздушный моноблочный чиллер со спиральными компрессорами и встроенным гидромодулем логичен для сравнительно компактного объекта; водоохлаждаемая винтовая или центробежная машина — для крупной централизованной системы; чиллер с фрикулингом — для круглогодичной нагрузки в холодном климате.
Окончательный выбор должен учитывать требуемую холодо- и теплопроизводительность, параметры теплоносителя, климатические условия, профиль нагрузки, архитектурные ограничения, уровень шума, доступность сервиса, схему резервирования и совокупное энергопотребление всей системы.
Источник: СОК №8 | 2026. Чиллеры: виды и классификация по конструктивным и функциональным характеристикамПо теме:
