Центробежный вентилятор: специфика устройства и принцип работы прибора

Условия среды

Эффективность работы испарительного охладителя зависит от условий среды, в частности, относительной влажности и температуры воздуха. Устойчивая работа устройства гарантирована при влажности наружного воздуха до 70%, впрочем, и при более высоких значениях этого параметра воздух будет охлаждаться, нужно только увеличить количество смен воздуха в помещении. Если же влажность превышает 80%, охладитель следует перевести в режим вентилятора.

Следует учесть, что фактическое содержание влаги в воздухе оказывается ниже указанного в прогнозе погоды, что доказывают замеры влажности с помощью гигрометров, поэтому испарительные охладители можно применять практически во всех регионах России, даже тех, что традиционно считаются очень влажными — например, в Санкт-Петербурге.

В общем, эффективность работы охладителя возрастает при понижении влажности и повышении температуры воздуха. То есть, если за окном сухо и жарко, производительность вашего охладителя будет максимальна.

В холодный период года, когда на улице устанавливается минусовая температура, охладитель необходимо отключить от водоснабжения и перевести его в режим вентилятора из-за возможности замерзания воды. В этом случае устройство не очищает воздух и не работает на его охлаждение, хотя прохладу в дом все же приносит.

Используя данные, приведенные в таблице, можно вычислить, насколько испарительный охладитель может понизить температуру воздуха, исходя из внешних условий:

Температура наружного воздуха, ºС	Относительная влажность наружного воздуха, %
	10	20	30	40	50	60	70	80	90
10	4	4,5	5,5	6	7	7,5	8	9	9,5
15	7,5	8,5	9,5	10,5	11	12	13	13,5	14
20	11	12	13	14,5	15,5	16,5	17,5	18,5	19
25	14,5	16	17	18,5	20	21	22	23	24
30	17,5	19,5	21	22,5	24	25	26,5	28	29
35	20	23	25	26,5	28,5	30	31,5	32,5	34
40	23	26,5	29	31	32,5	34,5
45	26	29	32,5	35
50	29	32,5	36,5

Последовательность рабочего процесса

Основной задачей компрессора является всасывание и увеличение давления паров фтороуглеводорода. Затем в отсеке конденсатора для обмена тепла вещество охлаждается и преобразуется в жидкость. Такие превращения были бы невозможны без внешних потоков воздуха, которые поступают в прибор через вентиляционную систему конденсатора. Полученный результат имеет жидкую консистенцию и обладает высоким давлением.

Необходимым явлением становится парообразное состояние хладона на стадиях выхода из испарителя и всасывания в компрессор. Охлаждение воды происходит за счет цикличного оборота различных структурных фаз фтороуглеводорода. Холодильный аппарат избавляется от расходуемой теплоты, выбрасывая ее в атмосферные слои. Фреон во время всех процессов преобразуется в различные физические формы, чему способствуют два фактора высокого и низкого давления. Функционирование деталей высокого давления происходит с помощью кондиционирования, а технические части низкой планки взаимодействуют при испарении.

Конструкция воздухоохладителя

Современный воздухоохладитель, независимо от типа, представляет собой сложное устройство, включающее в себя оребренные трубы, корпус, специальные отсеки для испарения, систему вентиляторов и электродвигателей. При работе испарителя с точкой кипения хладагента ниже 0С, как правило, устанавливается ТЭН воздухоохладителя. Теплоэлектронагреватель необходим для оттаивания льда, инея образовавшегося на оребрении и поддоне воздухоохладителя.

Трубы воздухоохладителя, как правило, изготавливаются из меди, оребрение из меди или алюминия. Также выпускаются воздухоохладители из нержавеющей стали для эксплуатации в агрессивных средах.

В качестве хладагента в холодильных системах используют гликоль, фреон, а также естественные хладагенты: углекислый газ, аммиак

Соответственно при подборе воздухоохладителя важно учитывать работоспособность модели на хладагенте конкретной холодильной системы. Наиболее эффективными считаются теплообменники, заправленные фреоновым хладагентом.

Все воздухоохладители оснащены вентиляторами, которые увеличивается теплоотдачу от испарителя. Подробнее о вентиляторах для воздухоохладителей.

Характеристики воздухоохладителей

Основные технические характеристики воздухоохладителей:

— холодопроизводительность, измеряемая в Ваттах. Характеризует кол-во отводимого тепла испарителем в единицу времени. Производительность одной и той же модели может меняться в зависимости температуры кипения хладагента и дельты (разница между температурой кипения и температурой в холодильной камере), применяемого хладагента, скорости вращения вентилятора.

— дальнобойность или дальность воздушной струи, измеряемая в метрах. Характеризует расстояние, на которое выбрасывается воздушная струя из воздухоохладителя.

— мощность ТЭНа оттайки, вентиляторов воздухоохладителя, измеряемая в Ваттах

Важно учитывать при расчете теплового баланса тепло выделяемое ТЭНом оттайки и электродвигателями вентиляторов.. Воздухоохладители, предлагаемые различными фирмами-производителями, различаются по качеству и цене

Благодаря широкому спектру моделей и типов воздухоохладителей можно подобрать оптимальную технику для конкретной холодильной системы.

Воздухоохладители, предлагаемые различными фирмами-производителями, различаются по качеству и цене. Благодаря широкому спектру моделей и типов воздухоохладителей можно подобрать оптимальную технику для конкретной холодильной системы.

Каталог производителей воздухоохладителей вы найдете в нашем справочнике в разделе «Оборудование» в рубрике «Теплообменное оборудование», а список продавцов в разделе «Компании» в рубрике «Промышленное холодильное оборудование».

Узнать цену на воздухоохладители.

Как выбрать оптимальный охладитель воздуха?

Мобильные системы охлаждения весьма разнообразны в своих возможностях. Поэтому изначально следует определить, какие именно задачи потребуются к выполнению – понижение температуры, увлажнение, очистка воздуха, ионизация или сушка. Как уже отмечалось, некоторые модели способны и повышать температурный уровень, что позволяет использовать прибор и в зимнее время. Далее определяется конструкция и ее параметры. Самое популярное решение – напольный охладитель воздуха, который можно перемещать по квартире без затруднений. Если нужна полная свобода перемещений, то следует выбирать модели без наружного патрубка и гофры – это должен быть аппарат с замкнутой системой аккумуляции воздушных масс. Затем подбираются конкретные эксплуатационные параметры, определяется набор опций и другие нюансы – от дизайнерских тонкостей до мощности.

Особенности использования газовых воздушных теплогенераторов

В жаростойком корпусе (как правило, стальном) таких приборов размещены вентилятор, горелка и камера сгорания.

Процесс работы газовых воздушных теплогенераторов очень прост: холодный воздух посредством вентилятора попадает в камеру сгорания, где за счет газа и горелки осуществляется его нагрев. После уже прогретый воздух поступает в теплообменник и затем распределяется в системе воздуховода, а далее попадает в помещение, нуждающееся в обогреве.

Современные модели газовых воздушных теплогенераторов работают от сети в 380 и 220 вольт.

В зависимости от конструктивных особенностей такие воздухонагреватели могут быть мобильными и стационарными (подвесными, которые также называются калориферами, и напольными — вертикальными или горизонтальными).

Мобильные виды воздухонагревателей менее распространены, поскольку для их работы требуется газ в баллонах, что не всегда удобно. Они, как правило, используются кратковременно: к примеру, для обогрева шатров во время проведения различных мероприятий на природе.

А вот стационарные воздухонагреватели весьма востребованы, поскольку отличаются удобством в эксплуатации и высокой эффективностью.

Общие сведения о холодильных машинах

Холодильные машины и установки предназначены для искусственного снижения и поддержания пониженной температуры ниже температуры окружающей среды от 10 °С и до -153 °С в заданном охлаждаемом объекте. Машины и установки для создания более низких температур называются криогенными. Отвод и перенос теплоты осуществляется за счет потребляемой при этом энергии. Холодильная установка выполняется по проекту в зависимости от проектного задания, определяющего охлаждаемый объект, необходимого интервала температур охлаждения, источников энергии и видов охлаждающей среды (жидкая или газообразная).

Холодильная установка может состоять из одной или нескольких холодильных машин, укомплектованных вспомогательным оборудованием: системой энерго- и водоснабжения, контрольно-измерительными приборами, приборами регулирования и управления, а также системой теплообмена с охлаждаемым объектом. Холодильная установка может быть установлена в помещении, на открытом воздухе, на транспорте и в разных устройствах, в которых надо поддерживать заданную пониженную температуру и удалять излишнюю влагу воздуха.

Система теплообмена с охлаждаемым объектом может быть с непосредственным охлаждением холодильным агентом, по замкнутой системе, по разомкнутой, как при охлаждении сухим льдом, или воздухом в воздушной холодильной машине. Замкнутая система может также быть с промежуточным хладагентом, который переносит холод от холодильной установки к охлаждаемому объекту.

Началом развития холодильного машиностроения в широких размерах можно считать создание Карлом Линде в 1874 году первой аммиачной паро-компрессорной холодильной машины. С тех пор появилось много разновидностей холодильных машин, которые можно сгруппировать по принципу работы следующим образом: паро-компрессионнные, упрощенно называемые компрессорные, обычно с электроприводом; теплоиспользующие холодильные машины: абсорбционные холодильные машины и пароэжекторные; воздушно-расширительные, которые при температуре ниже -90 °С экономичнее компрессорных, и термоэлектрические, которые встраиваются в приборы.

Каждая разновидность холодильных установок и машин имеет свои особенности, по которым выбирается их область применения. В настоящее время холодильные машины и установки применяются во многих областях народного хозяйства и в быту.

Подбор и расчет воздухоохладителей

Основой подбора любого холодильного оборудования, в том числе и воздухоохладителей, лежит точный инженерный расчет с учетом всех действующих факторов. Подбор и расчет необходимого Вам воздухоохладителя можно сделать онлайн, с помощью размещенного на сайте калькулятора или других программ, но результаты могут использоваться только как предварительные, для примерной оценки стоимости переоснащения. Только точное изучение всех условий и профессиональный расчет позволяет получить максимально полный результат.

Обратитесь в компанию «ФростТехнолоджи» для подбора и расчета коммерческого или промышленного воздухоохладителя. Мы предложим оптимальное решение для Вашего предприятия!

Что такое чиллер

Чиллер – аппарат, который служит для охлаждения или подогрева жидкой среды, используемой как переносчик тепла. Модели обладают разной мощностью, поэтому могут использоваться в промышленном производстве, для обогрева небольших помещений и в климатотехнических работах:

• на пищевых комбинатах;
• фармакологических предприятиях;
• отоплении (кондиционировании) объектов соцкультбыта;
• устройстве катков и т. д.

Чиллер по конструкции является мощной холодильной машиной, он имеет компрессорную установку, конденсаторную камеру и испаритель. С помощью чиллера жидкость может повышать температуру или понижать ее. Эту возможность обеспечивает наличие 2 контурных систем циркуляции горячего и холодного теплоносителя.

Сферы применения чиллеров

Для начала разберёмся, что такое чиллер.

Чиллер — мощный агрегат, предназначенный для охлаждения жидкости, применяемой в качестве теплоносителя в центральных системах кондиционирования, таких как приточные установки, фанкойлы. Он нужен для циркуляции жидкого вещества, например, воды, антифриза.

Так, для централизованного кондиционирования в квартирах, домах, офисах и других заведениях применяются системы малой мощности. Агрегат с высокой способностью поглощения тепла используется в металлообрабатывающей промышленности, машиностроении, медицине.

Чиллеры также необходимы для выполнения таких задач:

• охлаждение алкогольных напитков, соков, сиропов при производстве продукции;
• понижение температуры питьевой и технологической воды в оборудовании пищевой промышленности;
• поддержание температурного режима в бассейнах;
• образование ледовых катков на спортивных площадках;
• охлаждение специальных медицинских установок;
• выпуск лекарственных средств при низких температурах;
• охлаждение лазерных станков;
• выпуск пластмассовой и резиновой продукции;
• оборудование для химической отрасли.

Преимущества и недостатки

По назначению чиллеры схожи с прецизионными кондиционерами, мультизональными или мульти-сплит системами. Они призваны обеспечивать микроклимат в нескольких помещениях и больших объемах. Но имеют принципиальные отличия.

В системах чиллер-фанкойл за обогрев или охлаждение отвечает теплоноситель – вода или антифриз. В мульти-сплит системах приток холода или тепла осуществляется хладагентом – фреоном, хладоном. Из-за разницы в теплоемкости он менее эффективен, чем теплоноситель системы чиллер-фанкойл.

В мультизональном кондиционере допускается расстояние между внутренним и наружным блоком в несколько десятков метров. Чем дистанция больше, тем быстрее падает эффективность (COP) кондиционера.

Длина труб между чиллером и фанкойлом может быть более 100 метров. При этом эффективность несколько снижается, но не так сильно, как у мульти-сплита. Все зависит от скорости потока, мощности насоса, теплоизоляции труб.

Кроме эффективности, у чиллеров есть следующие плюсы:

• Возможность изменять количество фанкойлов;
• Чиллер не портит внешний вид фасада здания;
• Фреон не циркулирует к фанкойлам, при его утечке нет риска нанести вред здоровью людей;
• Долгий срок службы;
• Низкая стоимость монтажа фанкойлов и магистралей для теплоносителя.

 Есть у чиллеров минусы:

• Высокая стоимость;
• Дорогая профилактика и обслуживание;
• Высокая цена запчастей.

Бытовые и промышленные холодильники

Холодильник — устройство, поддерживающее низкую температуру в теплоизолированной камере. Обычно их применяют для хранения пищи и других предметов, требующих хранения в холодном месте.

На рис. 21 показана схема работы однокамерного холодильника, а на рис. 22 — назначение основных частей холодильника.

Рис. 21. Схема работы однокамерного холодильника

Рис. 22. Назначение основных частей бытового холодильника

Работа холодильника основана на применении теплового насоса, переносящего теплоту из рабочей камеры холодильника наружу, где оно отдается внешней среде. В промышленных холодильниках объём рабочей камеры может достигать десятков и сотен м3.

Холодильники могут быть двух видов: среднетемпературные камеры для хранения продуктов и низкотемпературные морозильники. Однако в последнее время наибольшее распространение получили двухкамерные холодильники, включающие в себя оба компонента.

Холодильники бывают четырех типов: 1 — компрессионные; 2 — абсорбционные; 3 — термоэлектрические; 4 — с вихревыми охладителями.

Рис. 23. Схема работы холодильника: 1 — конденсатор; 2 — капилляр; 3 — испаритель; 4 — компрессор

Рис. 24. Основные составные части холодильника

Основными составляющими частями холодильника являются:

1 — компрессор, получающий энергию от электрической сети;

2 — конденсатор, находящийся снаружи холодильника;

3 — испаритель, находящийся внутри холодильника;

4 — терморегулирующий расширительный вентиль (ТРВ), являющийся дросселирующим устройством;

5 — хладагент (циркулирующее в системе вещество с определёнными физическими характеристиками — обычно им является фреон).

Основные типы фреоновых испарителей и области их применения

Современный рынок климатического оборудования предлагает обширный ассортимент теплообменников, широко применяемых как для бытовых нужд населения, так и для оснащения коммерческих и промышленных помещений. В зависимости от способов установки и общих характеристик выделяют несколько основных типов охладителей воздуха:

• • Кубические. Применяются в коммерческих и полупромышленных целях: камеры заморозки, холодильные камеры различного объема, складские помещения. Подразделяются на высокотемпературные, среднетемпературные и низкотемпературные.
  • Двухпоточные — создают два потока охлажденного воздуха. Устанавливаются на потолочное покрытие. Разработаны для использования в холодных камерах, камерах заморозки и складских помещениях, имеющих стесненные условия и низкий уровень потолка.
  • Канальные. Используются для снижения температуры и осушения воздуха в жилых, коммерческих и промышленных помещениях. Устанавливаются непосредственно в вентиляционные ходы. 

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните накарту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Монтаж чиллера

Мощность и функции оборудования должны соответствовать проекту. Установка и монтаж элементов системы также следует проводить согласно указаниям проектировщиков. Не следует допускать посторонних людей к устройству, во избежание поломки конструкций.

Оборудование должно соответствовать указанному в проекте. Монтаж инженерной сети осуществляется, выдерживая значение параметров аппарата в части мощности, конструкции и места установки.

При установке оборудования его нельзя наклонять или перемещать вручную, во избежание падения и поломки. Для подъема и монтажа оборудования необходимо пользоваться краном или другим подъемно-транспортным оборудованием. Чиллер можно заправлять только жидкостями, внесенными в техпаспорт устройства.

Не допускается нарушение инструкции от производителя. Устройство монтируется с расчетом наличия свободного места, чтобы обеспечить возможность сервисной службе производить ремонтные и профилактические мероприятия, техобслуживание и другие процедуры.

Для установки оборудования подготавливается горизонтальная открытая площадка. Прочность площадки должна соответствовать весу и нагрузкам оборудования. Дислокация устройства на крыше требует размещения опорной рамы. При наземной установке чиллер устанавливается на предварительно залитый фундамент.

Эти дополнительные устройства обеспечивают равномерное распределение веса оборудования, увеличивают инерцию, снижают вибрацию.

Климатическая установка фиксируется на раме или фундаменте после контроля горизонтальности ее положения. В качестве фиксаторов выступают анкера (металлические болты) и гайки.

2.1. Воздушные холодильные установки

В воздушных холодильных установках в качестве рабочего тела используется воздух, а передача теплоты от «холодного» источника «горячему» осуществляется за счет затраты механической энергии. Необходимое для охлаждения холодильной камеры понижение температуры воздуха достигается в этих установках в результате быстрого его расширения, при котором время на теплообмен ограничено, и работа в основном совершается за счет внутренней энергии, в связи, с чем температура рабочего тела падает. Схема воздушной холодильной установки показана на рис 7.14

Рис. 14. Схема воздушной холодильной установки: ХК — холодильная камера; К — компрессор; ТО — теплообменник; Д — расширительный цилиндр (детандер)

Температура воздуха, поступающего из холодильной камеры ХК в цилиндр компрессора К, поднимается в результате адиабатного сжатия (процесс 1 — 2) выше температуры Т3 окружающей среды. При протекании воздуха по трубкам теплообменника ТО его температура при неизменном давлении понижается — теоретически до температуры окружающей среды Тз. При этом воздух отдает в окружающую среду теплоту q (Дж/кг). В результате удельный объем воздуха достигает минимального значения v3, и воздух перетекает в цилиндр расширительного цилиндра — детандера Д. В детандере, вследствие адиабатного расширения (процесс 3-4) с совершением полезной работы, эквивалентной затемненной площади 3-5-6-4-3, температура воздуха опускается ниже температуры охлаждаемых в холодильной камере предметов. Охлажденный подобным образом воздух поступает в холодильную камеру. В результате теплообмена с охлаждаемыми предметами температура воздуха при постоянном давлении (изобара 4-1) повышается до своего исходного значения (точка 1). При этом от охлаждаемых предметов к воздуху подводится теплота q2 (Дж/кг). Величина q 2, называемая хладопроизводительностью, представляет собой количество теплоты, получаемой 1 кг рабочего тела от охлаждаемых предметов.

1 Составные части

Стандартный бытовой кондиционер состоит из двух основных частей: внешнего и внутреннего блока. Один из них находится снаружи помещения, а другой — внутри.

Наружный модуль. Эта часть вынесена из квартиры или офиса и обычно размещается на стене здания снаружи. Связана такая особенность конструкции и с необходимостью отвода воздуха в атмосферу (или забора из неё), и с тем, что наружный блок очень сильно шумит из-за расположенных в нём компрессора и вентилятора. Вот его основные составные части:

1. 1. Компрессор — сжимает хладагент (чаще всего фреон) и заставляет его циркулировать между внешним и внутренним блоками.
2. 2. Конденсатор — охлаждает фреон и конденсирует его. Следовательно, проходящий через него воздух нагревается.
3. 3. Вентиляторы — обдувают внутренние части модуля, в особенности конденсатор. У самых слабых моделей имеет только одну скорость, из-за чего может работать с небольшим диапазоном наружных температур. Если же аппарат рассчитан на больший температурный диапазон, он будет иметь 2−3 скорости либо возможность их плавной регулировки. Такие кондиционеры имеют более высокую мощность и чаще всего относятся к классу полупромышленных.
4. 4. Фильтр системы фреона — защищает конденсатор от попадания медной стружки и другой грязи, которая могла оказаться в системе во время некачественного монтажа. Однако, если внутренняя часть аппарата слишком сильно загрязнена, он не поможет.
5. 5. Плата управления — бывает не во всех кондиционерах, а только в инверторных, кассетных или канальных и мульти-сплит-системах. Принцип работы всех остальных кондиционеров несколько иной — там вся электроника размещается во внутреннем блоке.
6. 6. Четырёхходовой клапан — встречается только в реверсивных моделях, способных не только охлаждать воздух, но и обогревать его. Такой режим возможен только благодаря этой детали: при переключении на обогрев она запускает все процессы в обратном порядке, как бы меняя между собой внутренний и внешний блок.
7. 7. Штуцерные соединения — позволяют соединить два блока при помощи труб из меди.
8. 8. Защитная крышка — она закрывает клеммный разъём, к которому подключаются электрические провода, и (иногда) штуцерные соединения. В некоторых моделях последние остаются снаружи.
9. 9. Внешний корпус устройства.

Установка

Установить бытовой охладитель воздуха очень просто: нужно лишь добавить воду в специальный резервуар, включить устройство в розетку и наслаждаться комфортом — увлажненным и охлажденным воздухом.

Для того чтобы начать пользоваться промышленным воздухоохладителем необходимо произвести ряд манипуляций. Во-первых, необходимо провести сеть воздуховодов, как при установке приточной вентиляции, а во-вторых, обеспечить подачу воды. Эту работу лучше доверить специалистам, имеющим нужный опыт и соответствующую квалификацию.

Публикация подготовлена при помощи специалистов компании «Ювента»

Устройство чиллера

Разберём, как работает эта климатическая техника и из чего она состоит.

Парокомпрессионный чиллер

Конструкция парокомпрессионного холодильного агрегата может меняться в зависимости от модификации и типа чиллера, но главными элементами системы являются:

• испаритель;
• конденсатор;
• компрессор.

Принцип работы парокомпрессионного чиллера состоит в следующем.

1. При сжатии компрессором испарений рабочего вещества, или хладагента, давление доходит до 30 атм, температура повышается до 70 °C. Начинается процесс конденсации.
2. Конденсатор отдаёт тепло наружу. Конденсатор — единственный механизм, в котором хладагент контактирует с воздушной средой. Наружный воздух обдувает смесь, которая меняет агрегатное состояние и превращается в жидкость. При этом горячий хладон остывает и отдаёт свою энергию, воздух нагревается.
3. Затем рабочее вещество проходит через регулирующий вентиль и расширяется. Давление падает. Резко снижается температура. Хладон вскипает и, пройдя через испаритель чиллера, переходит в газообразное состояние, поглощает энергию теплоносителя и охлаждает его. Затем вещество опять поступает в компрессор. Цикл повторяется.

На таком принципе основаны схема чиллера и его устройство. Многие агрегаты работают по обратному холодильному циклу — вместо охлаждения вырабатывают тепло.
Как устроен чиллер, лучше показать на принципиальной схеме или в виде чертежа охлаждающего оборудования.

Принципиальное устройство

Центробежный вентилятор состоит из рабочего колеса, представляющего собой лопастной ротор с лопатками небольшой высоты. Их количество зависит от диаметра колеса. Форма лопастей чаще всего бывает:

• загнутой назад (относительно основного вращения), что обеспечивает высокий КПД, энергоэффективность и возможность сжимать воздух до высоких давлений;
• загнутой вперед, что делает вентилятор менее эффективным (меньшее КПД, малая скорость вращения), но менее шумным.

Рис 1. назад загнутые лопатки

Рис 2. вперед загнутые лопатки

Реже встречаются модели с плоскими лопатками (практически не применяются в современных устройствах из-за низкого КПД) и лопатками специальной формы исполнения (данные лопасти могут иметь разнообразную геометрию и размеры).

Ротор помещают в кожух-диффузор спиральной конструкции. Кожух оснащен всасывающим и нагнетательным патрубками (в мощных вентиляторах может быть два всасывающих и два нагнетательных патрубка).

Вал соединятся с двигателем:

• непосредственно (рабочее колесо расположено на валу), что позволяет получить компактный, но шумно работающий прибор;
• через ременную передачу (на валу вентилятора при этом имеется шкив, через который проходит вращающий его ремень), что увеличивает размеры устройства по сравнению с прямым соединением, но обеспечивает относительно бесшумную работу;
• прямым подключением.

3.1. Принцип работы компрессионного холодильника

Теоретической основой, на которой построен принцип работы холодильников, схема которых показана на рис. 23, является второе начало термодинамики. Охлаждающий газ в холодильниках совершает так называемый обратный цикл Карно. При этом основная передача теплоты основана не на цикле Карно, а на фазовых переходах — испарении и конденсации. В принципе возможно создание холодильника использующего только цикл Карно, но при этом для достижения высокой производительности потребуется или компрессор, создающий очень высокое давление, или очень большая площадь охлаждающего и нагревающего теплообменника.

Хладагент поступает в испаритель под давлением через дросселирующее отверстие (капилляр или ТРВ), где за счёт резкого уменьшения давления происходит испарение жидкости и превращение ее в пар. При этом хладагент отнимает теплоту у внутренних стенок испарителя, за счёт чего происходит охлаждение внутреннего пространства холодильника. Компрессор засасывает из испарителя хладагент в виде пара, сжимает его, за счёт чего температура хладагента повышается и выталкивает в конденсатор. В конденсаторе нагретый в результате сжатия хладагент остывает, отдавая теплоту во внешнюю среду, и конденсируется, т.е. превращается в жидкость. Процесс повторяется вновь. Таким образом, в конденсаторе хладагент (обычно им является фреон) под воздействием высокого давления конденсируется и переходит в жидкое состояние, выделяя теплоту, а в испарителе под воздействием низкого давления хладагент вскипает и переходит в газообразное, поглощая теплоту.

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) необходим для создания необходимой разности давлений между конденсатором и испарителем, при которой происходит цикл теплопередачи. Он позволяет правильно (наиболее полно) заполнять внутренний объем испарителя вскипевшим хладагентом. Пропускное сечение ТРВ изменяется по мере снижения тепловой нагрузки на испаритель, причем при понижении температуры в камере количество циркулирующего хладагента уменьшается. Капилляр — это аналог ТРВ. Он не меняет свое сечение, а дросселирует определенное количество хладагента, зависящее от давления на входе и выходе капилляра, его диаметра и типа хладагента.

При достижении необходимой температуры температурный датчик размыкает электрическую цепь и компрессор останавливается. При повышении температуры (за счёт внешних факторов) датчик вновь включает компрессор.

Чиллеры с осевыми вентиляторами

Возможно исполнение чиллера с дополнительным способом регулирования хо-лодопроизводительности. При вариантах исполнения чиллеров 1, 3 теплота конденсации передается наружному воздуху и безвозвратно теряется. При вариантах исполнения чиллеров 2 и 4 устанавливаются дополнительные кожухотрубные теплообменники, дублирующие конденсатор полностью в варианте R (использование 100% теплоты конденсации для нагревания воды) или частично (использование 15% теплоты конденсации для нагревания воды).

При варианте 4 дополнительный кожухотрубный конденсатор устанавливается на нагнетательной линии после компрессора перед основным воздушным конденсатором. Конфигурация чиллера может быть: ST-стандартная; LN — с пониженным уровнем шума, что достигается устройством звукопоглощающего кожуха для компрессора и понижением скорости вращения осевого вентилятора конденсатора по сравнению со стандартной конфигурацией; EN — со значительным снижением уровня шума, что достигается устройством звукопоглощающего кожуха для компрессора, увеличением площади живого сечения конденсатора для прохода воздуха и понижением скорости вращения осевого вентилятора, а так же установкой компрессора на пружинные антивибрационные опоры, применением гибких вставок на нагнетательных и всасывающих трубопроводах холодильного контура.

Требования по уровню звуковой мощности, создаваемой работающим чиллером с осевыми вентиляторами при установке за пределами здания могут быть не очень высокими, если отсутствуют особые требования по уровню шума в застройке, где это здание расположено. Если такие ограничения имеют место, необходимо выполнить расчет уровня звукового давления в помещении шума, излучаемого чиллером, и при необходимости применить чиллеры специальной конфигурации.

Как работает холодильная машина

Для получения холода используется свойство холодильного агента корректировать собственную температуру кипения при изменении давления. Чтобы превратить жидкость в пар, к ней подводится определенное количество теплоты. Аналогично конденсация парообразной среды наблюдается при отборе тепла. На этих простых правилах и основывается принцип работы холодильной установки.

• компрессор
• конденсатор
• терморегулирующий вентиль
• испаритель

Между собой все эти узлы соединяются в замкнутый технологический цикл при помощи трубопроводной обвязки. По этому контуру подается холодильный агент. Это вещество, наделенное способностью кипеть при низких отрицательных температурах. Этот параметр зависит от давления парообразного хладагента в трубках испарителя. Более низкое давление соответствует низкой температуре кипения. Процесс парообразования будет сопровождаться отнятием тепла от той окружающей среды, в которую помещено теплообменное оборудование, что сопровождается ее охлаждением.

При кипении образуются пары хладагента. Они поступают на линию всасывания компрессора, сжимаются им и поступают в теплообменник-конденсатор. Степень сжатия зависит от температуры конденсации. В данном технологическом процессе наблюдается повышение температуры и давления рабочего продукта. Компрессором создают такие выходные параметры, при которых становится возможным переход пара в жидкую среду. Существуют специальные таблицы и диаграммы для определения давления, соответствующего определенной температуре. Это относится к процессу кипения и конденсации паров рабочей среды.

Конденсатор – это теплообменник, в котором горячие пары хладагента охлаждаются до температуры конденсации и переходят из пара в жидкость. Это происходит путем отбора от теплообменника тепла окружающим воздухом. Процесс реализуется при помощи естественной или же искусственной вентиляции. Второй вариант зачастую применяется в промышленных холодильных машинах.

После конденсатора жидкая рабочая среда поступает в терморегулирующий вентиль (дроссель). При его срабатывании давление и температура понижается рабочих параметров испарителя. Технологический процесс вновь идет по кругу. Чтобы получить холод необходимо подобрать температуру кипения хладагента, ниже параметров охлаждаемой среды.

• «И» — испаритель
• «К» -компрессор
• «КС» — конденсатор
• «Д» — дроссельный вентиль

Стрелочками указано направление технологического процесса.

Помимо перечисленных основных узлов, холодильная машина оснащается приборами автоматики, фильтрами, осушителями и иными устройствами. Благодаря им установка максимально автоматизируется, обеспечивая эффективную работу с минимальным контролем со стороны человека.

В качестве холодильного агента сегодня в основном используются различные фреоны. Часть из них постепенно выводится из употребления ввиду негативного воздействия на окружающую среду. Доказано, что некоторые фреоны разрушают озоновый слой. Им на смену пришли новые, безопасные продукты, такие как R134а, R417а и пропан. Аммиак применяется лишь в масштабных промышленных установках.

Заключение

Сама потребность в наличии охладителя для дома имеет место в тех случаях, когда нет возможности установить стандартный кондиционер. Такие ситуации возможны и в загородных домах, и в квартирах, и тем более на дачах. Но будет ли это наилучшим выходом из положения? По совокупности эксплуатационных качеств, действительно, кроме полноценных сплит-систем, выполнить регуляцию микроклимата столь же эффективно может только охладитель воздуха. Цена напольной модели с типовыми параметрами в среднем составляет 8-10 тыс. руб. Как видно, даже по сравнению с кондиционером это очень привлекательный вариант. Конечно, такие приборы могут проигрывать в производительности, но это будет зависеть от мощности конкретной модели и режима эксплуатации. Теоретически охладитель может стать даже более эффективным помощником в регуляции воздушной среды, так как обеспечивает, кроме температурной регуляции, увлажнение и функцию ионизации с очисткой, фильтрацию и сушку. Не всегда этот перечень встречается в одной модели, поэтому функционал просчитывается в оптимальной конфигурации заранее.