Чиллер с пластинчатым испарителем

Купить чиллер

При производстве чиллеров, применяются комплектующие только проверенных мировых брендов, помимо Европейских и Японских, мы как Российский производитель чиллеров, последние несколько лет, также стараемся максимально возможно комплектовать наше оборудование качественными Российскими компонентами. Однако, наиболее ответственные узлы и механизмы холодильного контура по — прежнему закупаются у мирового лидера холодильной индустрии фирмы — Danfoss.

Вступление

Промышленный чиллер с пластинчатым испарителем является самым распространенным типом чиллера, их применяют в широком диапазоне холодопроизводительностей. Если линейка кожухотрубных испарителей, в среднем начинается, от 10 — 15 кВт, а, например, чиллеры с погружным испарителем, в среднем этой холодопроизводительностью (10 — 15 кВт) ограничиваются, то пластинчатые теплообменники применяются, при необходимости, практически без ограничения — во всем диапазоне мощностей.

Ниже приведены основные плюсы и минусы данного типа теплообменного оборудования.

Преимущества промышленного чиллера с пластинчатым испарителем

1. Компактность за счет высокой эффективности теплообмена. В среднем, коэффициент теплообмена [k] в пластинчатых теплообменниках, без смены фазового состояния сред (например, противоток воды и раствора гликоля) составляет 6.0 [кВт/м2*K]. Со сменой фазового состояния среды (кипение фреона), когда пластинчатый теплообменник является испарителем или конденсатором холодильного контура, в среднем — 15.0 [кВт/м2*K]. Для сравнения, в кожухотрубных теплообменниках, без изменения фазового состояния среды по обеим сторонам теплообменного аппарата этот показатель, в среднем 0.8 — 1.5 [кВт/м2*K]. А в качестве испарителя или конденсатора, с изменением фазового состояния среды (кипящего хладагента), не более 6 [кВт/м2*K]. Таким образом, получаем, что пластинчатый испаритель (конденсатор) в два с половиной раза и более эффективнее кожухотрубного, при сопоставимых скоростях движения сред по обеим сторонам теплообмена. Кроме того, меднопаяные пластинчатые теплообменники (наиболее распространены в холодильных установках) не требуют массивного корпуса, как кожухотрубный, так как сами пластины являются жесткими формообразующими элементами, как следствие, в том числе из — за отсутствия несущего корпуса, пластинчатый испаритель не только компактней, но и значительно легче, что уменьшает габариты и вес оборудования в целом. Погружные испарители имеют коэффициент теплопередачи еще  ниже, чем у кожухотрубных, ввиду сравнительно низкой скорости движения среды в емкости с охлаждаемым объемом жидкости. Точных данных нет, то для подбора испарителя, на практике, принимают значение не более 4 [кВт/м2*K], что уступает кожухотрубному.

Ниже  для наглядности, приведены приблизительные габариты испарителей для промышленных чиллеров, холодопроизводительностью 100 кВт, пластинчатого и кожухотрубного. Видна существенна разница в габаритах, при идентичной мощности. Разница в весе почти вдвое.

2. Легкость подбора. Для подбора и расчета пластинчатых теплообменников существует огромное множество каталогов, расчетов, программ. Для подбора кожухотрубных такого разнообразия нет, по крайней мере в интернете, в открытом доступе их существенно меньше. Для погружных, таких расчетов в виде официальных программ или каталогов нет вовсе, тут почти все зависит от опыта инженера-холодильщика, осуществляющего подбор, где он должен учесть все до мелочей (тип взаимодействующих сред, скорость движения сред, возможность возврата масла в компрессор, требуемый перегрев и др. нюансы.).

Если есть необходимость подобрать испаритель промышленного чиллера четко по параметрам расчета, с самой высокой точностью, при настройке рабочего режима, при этом нет возможности, скажем, делать большой запас мощности, по различным причинам, то при выборе пластинчатого типа испарителя этого добиться проще всего.

3. Подходят для агрессивных сред. Некоторые охлаждаемые жидкости вступают в реакцию  со сплавами меди, что  рано или поздно приведет к истончению медных элементов, как следствие, попадание влаги во фреоновый контур чиллера. Для такого рода целей существуют сварные теплообменники целиком из нержавеющей стали, без медного припоя или разборные - с резиновыми прокладками между пластинами. Кожухотрубный теплообменник, скажем, с  титановыми трубками для агресивных сред — экзотика, найти которую или сложно даже под заказ или чрезвычайно дорого. Распространены погружные титановые испарители, но как описывалось выше - они обладают значительно меньшим коэффициентом теплопередачи и не в любом технологическим цикле их можно эффективно применить.

Недостатки промышленного чиллера с пластинчатым испарителем

1. Чувствителен к механическим загрязнениям. Недопустимо попадание механических загрязнений в пластинчатый теплообменник. Прокачиваемая через него среда должна быть чистая. Так как чаще всего, в качестве хладоносителя применяют воду, а она особенно в промышленном секторе, не самого лучшего качества, да и многие производства сами являются причиной попадания в хладоноситель грязи. Обязательно на входе в чиллер, установить фильтр(ы) очистки, сообразные объему и характеру загрязнений. В противном случае, загрязниться фильтр на входе в испаритель, который не является системой фильтрации, как таковой, но крайней степенью защиты испарителя от грязи. Если защитный фильтр забьется грязью, проток через испаритель снизится, давление кипения фреона упадет и охлаждение остановиться по аварии низкого давления в промышленном чиллере. В этом смысле, кожухотрубные испарители более устойчивы к загрязнениям различного характера. Чиллером с погружным испарителем  можно охлаждать хоть жидкую грязь.

2. Кипение фреона не ниже +1°C, при охлаждении воды. Исходя из этого, при общепринятой дельте между температурой кипения фреона и температурой охлаждаемой жидкости в 5K, минимальная рекомендуемая температура охлаждения воды (самый распространенный хладоноситель) не ниже +6°C. На практике, при подборе испарителя с запасом, удавалось сократить дельту до 4K и охлаждать воду до +5°C, но это удорожало оборудование. Для сравнения, в кожухотрубном испарителе можно охладить воду, без риска разморозки до +4°C, а погружным до +1°C, (!) при достаточной циркуляции воды в баке или через испаритель, это не приведет к намерзанию льда на трубках. Чтобы разморозить кожухотрубный испаритель (повредить трубки) нужно заморозить внутри него практически  весь объем воды. Расстояние же между пластинами очень невелико и даже незначительное намораживание льда в межпластинчатом пространстве может привести к разрыву испарителя, и как следствие, влаге во фреоновом контуре. В этой связи, если Вам необходимо охлаждать воду до температуры ниже +5°C, то купить промышленный чиллер с пластинчатым испарителем будет весьма рискованно, лучше в данном случае отдать предпочтение кожухотрубному испарителю или чиллеру с погружным испарителем.

В целом, вышеописанные недостатки, по сути недостатками не являются, а скорее условиями  эксплуатации. Если оба условия, возможно соблюсти, то пластинчатый испаритель является лучшим решением для включения его в комплектацию любого типа чиллера. Например, в холодильном чиллере с промежуточным теплообменником, помимо пластинчатого испарителя, присутствует теплообменник жидкость/жидкость, без смены фазового состояния сред по обеим сторонам теплообмена, обычно их применяют разборного типа с резиновыми прокладками. Также более одного пластинчатого теплообменника можно встретить в чиллерах вода-вода, где один является испарителем, а второй водяным конденстаром. В чиллере вода-вода с промежуточным теплообменником их будет три штуки.  Такой чиллер будет примерно в три раза компактней, чем  чиллер с тремя кожухотрубными теплообменниками.

Ниже приведены несколько схем с пластинчатыми теплообменниками.

Принципиальная сема промышленного чиллера с пластинчатым испарителем

Принципиальная сема промышленного чиллера с пластинчатым испарителем и конденсатором

Принципиальная сема промышленного чиллера с пластинчатыми испарителем и промежуточным теплообменником