Производительность чиллера

Купить чиллер

Общие понятия

Под производительностью чиллера следует понимать такой термин, как холодопроизводительность. Холодопроизводительность (Q0) — это количество теплоты, которое способен отнять чиллер от охлаждаемой жидкости в единицу времени, измеряется в кВт. Q0 определяется компрессором, т.е. чем мощнее компрессор, тем больше Q0.

Как рассчитать необходимую холодопроизводительность можно ознакомиться пройдя по ссылке — подбор чиллера.

Однако, один и тот же компрессор, при различных условиях работы, имеет различную Q0. Зависит это от режима работы чиллера температуры кипения фреона и температуры конденсации.

Кипение фреона зависит от температуры поддержания охлаждаемой жидкости. Чем ниже температура охлаждения жидкости, тем ниже температура кипения фреона, тем ниже Q0. Иными словами, один и тот же чиллер, при охлаждении жидкости до +5°С и +25°С, будет иметь различную холодопроизводительность и эта разница существенна в два раза и более.

Температура (давление) конденсации фреона зависит от температуры окружающей (охлаждающей) среды и мощности конденсатора.

Чем ниже температура окружающей среды, тем ниже температура конденсации, тем выше Q0. Например, один и тот же компрессор, при одинаковой температуре кипения имеет Q0 = 4.5 кВт, при температуре конденсации 55°С и Q0=7.0 кВт, при температуре конденсации 35°С.

Вывод

Для достижения наибольшей холодопроизводительности чиллера, следует повысить кипение и снизить конденсацию.

Способы повышения температуры кипения хладагента

Повысить кипение, самым простым способом, увеличив уставку конечной температуры охлаждения. Если для производства не принципиальна температура воды в заданном технологическим циклом диапазоне, то из него нужно выбрать максимальное значение. Т.е. в Ваше технологическое оборудование должна поступать охлаждающая жидкости с температурой не выше +20°С, при этом производитель чиллера, при пуско-наладке оборудования установил на контроллере +7°С. Повысьте градус уставки до +18°С (2 градуса дифференциал), таким образом, Вы повысите эффективность чиллера в кВт, примерно в 1.5 раза.

Большинство Российских производителей чиллеров изготавливают каждую единицу под заказ, что позволяет конструктивно рассчитать испаритель и ТРВ (терморегулирующий вентиль) таким образом, чтобы максимально приблизить температуру кипения к температуре охлаждаемой жидкости. Зачастую, эта дельта может составлять до 8-10К, однако, возможно снизить этот показатель до 4К и даже до 3К. Этими мерами мы можем повысить кипение фреона, относительно температуры жидкости. Как этого добиться? Подобрать максимально большое ТРВ (сообразно мощности компрессора) и полностью его открыть. Как сделать это без риска затопления компрессора жидким, не выкипевшим фреоном, вследствие переразмерного или переоткрытого ТРВ? Подобрать боле мощный испаритель, в котором данное количество жидкого фреона, выходящее из ТРВ, будет успевать выкипать, проходя через него, при этом перегрев на всасывании должен быть на необходимой отметке. Такая мера целесообразна, если стоимость более мощного компрессора значительно выше стоимости более мощного испарителя, что довольно часто бывает и такой метод, в свою очередь, не редко применяется. На практике, это может снизить стоимость чиллера, при заданной производительности.

Как видно из таблицы, при кипении фреона Т0 = -10°C, Q0=2.17 кВт, а при Т0=-5°C, Q0=2.86кВт, при одинаковой температуре конденсации Tc = +45°C. Эту разницу, при некоторых условиях вполне можно нивелировать за счет вышеописанных действий, повысив холодопроизводительность более чем на 30%.

Способы снижения температуры кондесации

Для повышения Q0 чиллера, путем снижения температуры конденсации, при существующей температуре окружающей среды, необходимо увеличить мощность конденсатора.  Чем больше его мощность, тем ниже температура конденсации. Подбирается переразмерный конденсатор с коэффициентом ~2.5-3.5, т.е. на 1 кВт мощности компрессора, в режиме, приходится ~2.5-3.5 кВт мощности конденсатора.  На практике, этого бывает достаточно, для поддержания температуры конденсации на уровне 30-35С, при температуре окружающей среды до +45°С для R407С, R404a, R22, R507а и некоторых других фреонов и  +55°С для R134a. Существует  важный аспект, если чиллер будет работать, не только при высокой, но и при низкой температуре окружающей среды, необходимо предотвратить чрезмерное снижение температуры конденсации ниже +30°С, путём установки реле плавного вращения вентиляторов конденсатора, при производстве чиллера. Дифференциальные реле давления не способны точно поддерживать необходимую температуру конденсации, они дают значительные колебания, которые при низкой температуре воздуха могут снижать конденсацию ниже нормы, даже только периодически включаясь на максимальные обороты.

Такой метод, в отличие от первого (увеличение испарителя), не нашел широкого применения, так как увеличение мощности воздушного конденсатора довольно дорогое “удовольствие”. В данном случае дешевле подобрать более мощный компрессора. Однако, иногда такой метод все же применяется.  Когда необходимый компрессор совсем немного не подходит по Q0, при конденсации +45°С и нужно доиться +40°С. Тут как правило сравнивается все в комплексе – цена моделей в данной линейке, выбор из более дорогой линейки, как по компрессорам, так и по воздушным конденсаторам.

Наиболее применим данный метод не в целях экономии, а для воздушных чиллеров для жаркого климата (по ссылке есть более подробное описание).

Как видно из таблицы, при температуре конденсации фреона Тс = +55°C, Q0=3.67 кВт, а при Т0=+35°C, Q0=5.65кВт, при одинаковой температуре кипения T0 = +5°C. Снизив Tc, можно получается разброс холодопроизводительностей более чем на 50%. Обычно, при подборе воздушного конденсатора чиллера делается расчет на температуру конденсации Tc = +40°C — +45°C, исходя из максимальной температуры окружающей среды Tокр. = +25°C — +30°C. Т.е. дельта (dT) между Tc и Tокр. составляет 15К. Путем увеличения мощности воздушного конденсатора, подбора более производительных вентиляторов и некоторых других более редко применимых мер (вроде орошения водой и т.п.) можно снизить dT до 5К. На практике, меньшей дельты нам пока применять не приходилось.