Čilerių Techniniai Duomenys ir Taikymas

Čileriai (angl. Chillers) - tai pramoniniai šaldymo įrenginiai, kurie gamina atvėsintą vandenį oro kondicionavimo sistemoms, o šilumos siurblio versijose vandenį gali ir pašildyti. Jie yra neatsiejama pramoninio oro kondicionavimo ir įvairių technologinių procesų dalis. Čileriai naudojami visur, kur reikia atvėsinti sušilusį skystį, pavyzdžiui, maisto pramonėje (gaiviųjų gėrimų, pieno produktų gamyboje, užtikrinant tinkamas laikymo sąlygas), farmacijoje, autoklavų vėsinime, spaustuvėse, metalo ar plastmasės liejyklose gaminiams atvėsinti ir įvairiems gamybiniams procesams realizuoti.

Čilerių tipai ir montavimas

Atsižvelgiant į galią ir pastato savybes, galimi įvairūs čilerių elementų komponavimo atvejai. Pagal išpildymą čileriai skirstomi į surinktus viename rėme arba išskaidytus į dvi dalis.

Oru aušinami vandeniniai čileriai

Oru aušinami vandeniniai čileriai yra vėsinimo įrenginiai, kurie aušinami oru ir montuojami atvirame ore. Dažniausiai pasitaikantis variantas yra monoblokis oru aušinamas vandeninis čileris, stovintis pastato išorėje. Toks variantas yra patogus, nes nenaudojamas naudingasis pastato plotas, o kondensatoriui aušinti reikalingo lauko oro nereikia tiekti iki įrenginio. Modeliai, surinkti viename rėme, yra kompaktiški. Juos galima montuoti lauke prie pastato sienos arba ant stogo. Toks sprendimas yra pigesnis ir pats skysčio atšaldytojas sumontuojamas greičiau.

Vandeniu aušinami vandeniniai čileriai

Vandeniu aušinami vandeniniai čileriai yra vėsinimo įrenginiai, kurie aušinami vandeniu ir montuojami patalpų viduje. Kitas montavimo būdas yra pastato viduje, kompresorinėje, montuoti mašininę šaldymo dalį ir tik šiltąją dalį montuoti lauke. Šis sprendimas pasirenkamas tuomet, kai svarbu panaudoti atliekinę pramoninės vandens aušinimo mašinos šilumą pastato reikmėms, nes sumažėja temperatūriniai nuostoliai jos transportavimui.

"Free-Cooling" sistema

Lietuvoje, kuri priskiriama šaltojo klimato zonai, vis dažniau projektuojami ir naudojami čileriai su „Free-Cooling“ sistema (natūraliuoju vėsinimu). Tokie šaldymo įrenginiai ypač tinka patalpoms, kuriose visus metus būna didelė šiluminė apkrova, pavyzdžiui, serverinėse, duomenų ir komunikacijos centrų aparatinėse, t.y., patalpose, kurias reikia vėsinti visus metus, įskaitant žiemą.

Veikimo principas

Kai lauko oro temperatūra yra žemesnė nei iš sistemos grąžinamo šilumnešio temperatūra, atsiranda galimybė šilumnešį vėsinti ne vėsinimo įrenginio garintuve, bet atskirame tam tikslui sumontuotame kaloriferyje, kuris apiplaunamas lauko oru. Šitoks sprendimas vadinamas natūraliuoju vėsinimu (angl. freecooling).

• Jei lauko temperatūra nedaug žemesnė, šilumnešis iš dalies atvėsinamas natūraliojo vėsinimo šilumokaityje ir pabaigiamas vėsinti šaldymo agregato kontūre. Jo kompresorius šiuo atveju veikia mažesne galia.
• Kai lauko temperatūra nukrenta dar labiau (iki maždaug 0 °C), vėsinimo prietaisas gali būti iš viso išjungiamas, nes pakanka lauko oro vėsos.

Savaiminio aušinimo įrenginys mechaniškai skiriasi nuo standartinio įrenginio, nes jame yra 3 eigų vožtuvas ir specialus oro/vandens šilumokaitis (Sausas aušintuvas). Kombinuojant kompresorinę sistemą su free cooling sistema (kai panaudojamas lauko oras dalinai arba pilnai atvėsinant sušilusį skystį) galima pasiekti itin didelį naudingumą šaltuoju metų laiku ir sutaupyti dalį pinigų, reikalingų dirbtiniam šalčiui gauti.

Čilerių komponentai ir techninės ypatybės

Kompresoriai

Trumpą čilerio komponentų apžvalgą pradėkime nuo jo širdies - kompresoriaus. Populiariausi ir labiausiai paplitę yra hermetiniai spiraliniai kompresoriai, pusiau hermetiniai stūmokliniai arba sraigtiniai. Hermetiniai kompresoriai yra pigesni, bet jų tarnavimo laikas yra trumpesnis trečdaliu ir jie nėra remontuojami sugedus. Pusiau hermetiniai kompresoriai yra patikimesni, juos galima remontuoti. Kadangi čileris atlieka svarbių technologinių procesų aušinimą, svarbu parinkti tinkamą patikimumo lygį visai sistemai.

Patikimumo lygis

Pirmas patikimumo lygis yra suskaldyti visą šalčio poreikį į du (ar daugiau) nepriklausomus kontūrus, kad gedimo atveju būtų prarasta ne daugiau kaip 50% viso našumo. Papildomai šaldymo kontūre galima įrengti ne vieną, bet du kompresorius.

Temperatūros tikslumas

Vandens šaldymo mašinos skirstomos pagal palaikomos temperatūros tikslumą. Precizinių įrenginių aušinimui, pavyzdžiui, lazeriai ir kita laboratorinė technika, naudoja šaltą skystį su kelių laipsnio dalių deviacija.

Energijos taupymo galimybės

Atskiru žingsniu aptarkime energijos taupymo galimybes. Energijos sąnaudos bus tuo mažesnės, kuo mažesnis galios didinimo žingsnis.

Galios moduliavimas

Jei tirpalo šaldymo mašina yra 100kW galios ir turi 4 kompresorius, ji gali veikti 25-50-75-100% veikimo režimais. Yra daug atvejų (naktį, žiemą, lyjant ir t.t.), kuomet nereikia ribinės galios ir pakanka tik, pavyzdžiui, 10 - 20 - 30 -70% galios. Vietoj to, kad pajungti 25 kW kompresorių, galima įdiegti dažnio keitiklį ir taupyti elektros energiją tiksliai moduliuojant galią pagal konkretų poreikį. Toks čilerio šaldymo galios valdymo būdas papildomai padidina vandens aušyklės motoro resursą.

Energiją taupantys ventiliatoriai

Kitas energijos taupymo būdas yra naudoti energiją taupančius ventiliatorius su elektroniškai komutuojama mikroschema viduje. Tokie ventiliatoriai turi kelis sukimosi greičius ir naudoja mažiau srovės paleidimo metu, todėl jie ne tik taupo elektros energiją, bet ir tarnauja žymiai ilgiau (apie 80 000 darbo valandų). Taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į ventiliatorių kiekį: 200kW kondensatorius su 5 ventiliatoriais veiks prie didesnių sūkių, nei įdiegus 10 ventiliatorių tai pačiai galiai.

Kondensatoriaus efektyvumas

Bendrai kondensatoriaus efektyvumo klasei įvertinti buvo įdiegta energijos efektyvumo klasifikacija. Aukštesnės energetinės klasės įrenginiai turi didesnį aušinamo paviršiaus plotą ir atitinkamai sunaudoja mažiau energijos skysčio aušinimui.

Ekonomaizeris ir elektroninis išsiplėtimo vožtuvas

Energiją papildomai galima taupyti įdiegus čileryje ekonomaizerį ir elektroninį temperatūros valdymo vožtuvą vietoje standartinio TRV. Elektroninis išsiplėtimo vožtuvas padidina visos skysčio atšaldymo mašinos efektyvumą. Šis elementas optimizuoja freono perkaitimą prie bet kokių čilerio apkrovos sąlygų.

Šilumos atgavimas

Kiekviena tirpalo aušintuvė išskiria šilumą, ir ją dalinai arba pilnai galima atgauti antriniam panaudojimui. Dalinis šiluminės energijos atgavimas (ne daugiau kaip 30% nuo visos čilerio aušinimo galios) pasiekiamas naudojant papildomus šilumokaičius, tinkančius šilumai atgauti nuo šaltnešio suslėgimo linijos. Papildomo šilumokaičio naudojimas sistemoje, sukurtas remiantis maksimaliu energijos efektyvumu ir reikalingu karšto vandens poreikiu, yra praktiškai privalomas pasirinkimas, nes jis leidžia nemokamai atgauti šilumą, kuri priešingu atveju būtų išmesta į aplinką. Taip pat pagerėja čilerio veikimas, nes sumažėja kondensacijos temperatūra. Šiuo atveju skysčio šaldymo mašinos galia padidėja 3,2%, o reikalinga kompresorių elektrinė galia sumažėja 3,6%. Jei šildomo vandens temperatūra yra santykinai žema, patartina į vandentiekio grandinę įmontuoti reguliavimo vožtuvą, kuris palaikytų vandens temperatūrą didesnę nei 35 °C, kad būtų išvengta kondensacijos.

Čileris-fankoilai sistemos

Techniškai, čileris yra šaldymo mašina, skirta gaminti šaltą (arba šiltą) skystį patalpoms aušinti (arba šildyti). Jei įprastoje Split sistemoje šaltnešis yra freonas, tai čileris-fankoilai sistemoje šaltnešis yra skystis, kuris ataušinamas aušintuve, o paskui vamzdžiais tiekiamas į fankoilus.

Fankoilai

Fankoilas - tai vandeninis vėsinimo, šildymo bei vėdinimo agregatas (arba vidinis blokas). Jį sudaro ventiliatorius, šilumokaitis, filtras ir valdymo pultas (įmontuotas arba nuotolinis). Fankoilai, kaip ir vidiniai Split sistemų blokai, būna įvairių rūšių: sieniniai, kasetiniai, kanaliniai, statomi ant grindų arba tvirtinami prie lubų. Fankoilai gali būti automatiškai įjungiami ir išjungiami, galima keisti jų šildymo ir aušinimo galią.

Sistemų tipai

Fankoilai gaminami su vienu arba dviem šilumokaičiais. Pagal tai sistema gali būti:

• Dviejų vamzdžių sistema - joje naudojami fankoilai su vienu šilumokaičiu, į kurį tiekiama šalta arba karšta šilumą perduodanti terpė (iš čilerio su šilumos siurbliu).
• Keturių vamzdžių sistema - ją sudaro fankoilai su dviem šilumokaičiais. Šiuo atveju į vieną šilumokaitį tiekiama šilumą perduodanti terpė iš čilerio, o į kitą - karštas vanduo iš centrinio šildymo sistemos. Naudojant keturių vamzdžių sistemą, fankoilai žiemą veikia kaip centrinio šildymo radiatoriai.

Privalumai

Sistemos čileris-fankoilai leidžia tuo pačiu metu nepriklausomai reguliuoti temperatūrą skirtingose patalpose. Prie vieno čilerio galima prijungti daug fankoilų bei priverstinės ventiliacijos šilumokaičių, ir kiekvienas vartotojas gali veikti nepriklausomai vienas nuo kito. Be to, kondicionavimo sistemų čileris-fankoilai pranašumu laikoma galimybė palaipsniui didinti vartotojų skaičių, taigi objektą galima perduoti eksploatuoti ne iš karto. Svarbu, kad bendra visų vartotojų reikalaujama galia neviršytų čilerio šalčio gamybos galios.

Kondicionavimo sistemų čileris-fankoilai pranašumai:

• Laisvai keičiamas vidinių dalių skaičius - fankoilų skaičių centrinei šaldymo mašinai (čileriui) praktiškai riboja tik jos galia.
• Minimalūs gabaritiniai matmenys - didelio pastato oro kondicionavimo sistema gali turėti vienintelį čilerį, kuris užima minimalų tūrį ir plotą, be to, nenukenčia fasado išorė, nes nėra išorinių blokų.
• Beveik neribotas atstumas nuo čilerio iki fankoilų - trasų ilgis gali siekti šimtus metrų (jį riboja tik siurblinės galia), nes dėl didelės cirkuliuojamo šilumnešio šiluminės talpos, specifiniai nuostoliai trasos metrui yra daug mažesni, nei sistemose su freonu.
• Vamzdyno išvedžiojimo kaina - čileriui ir fankoilui sujungti naudojami paprasti vandentiekio vamzdžiai, sklendės ir t.t. Vandentiekio vamzdžių balansavimas, tai yra vandens srauto slėgio ir greičio išlyginimas tarp skirtingų konvektorių, yra daug paprastesnis ir pigesnis, negu freoninėse kondicionavimo sistemose.
• Saugumas - potencialiai lakios dujos (freonas) susitelkia čileryje, kuris paprastai įrengiamas lauke (ant stogo arba atskiroje patalpoje). Jei pastate įvyktų vamzdyno avarija, kiltų tik užpylimo pavojus, kurį taip pat galima sumažinti naudojant automatinius vožtuvus.

Šiuo metu gaminami didelio galios intervalo čileriai: nuo kelių kilovatų iki kelių tūkstančių kilovatų, jie gali būti įvairių konstrukcijų, prijungimo schemų ir t.t. Tačiau renkantis tokias sistemas turi būti atsižvelgiama į tai, kad ši sistema nėra ventiliacijos sistema - oras yra atšaldomas (šildomas) kiekvienoje kondicionuojamoje patalpoje.

Vandeninės paskirstymo sistemos komponentai yra plačiai prieinami. Toje pačioje sistemoje gali būti naudojami įvairių gamintojų įrenginiai. Galima naudoti tiek įprastų (vario ar plieno), tiek polimerinių medžiagų vamzdžius. Vandeninės sistemos suderinamos su spinduliuojamu šildymu ir vėsinimu. Vandens čileriuose naudojamas šaldymo metodas „ReFreeX“ leidžia sutaupyti iki 50% elektros energijos, o iki minimumo sumažintas šaldymo agento poreikis leidžia sumažinti kasmetinių privalomų patikrų skaičių ir sumažinti aptarnavimo kaštus. Galima kombinacija su šilumokaičiais šilto vandens ruošimui. Tiekiama šaldymo agregatai su interneto prieiga duomenų bei parametrų atvaizdavimui ir keitimui, suteikiant galimybę prisijungti iš telefono ar kompiuterio iš bet kurios vietos.

tags: #cileriai #techniniai #duomenys