Установка чиллера маленьком помещении

Не редко встречаются ситуации, когда по совершенно разным причинам, размещение промышленного чиллера или выносного конденсаторного блока на улице не представляется возможным. А помещение, которое заказчик выделил для установки в нем чиллера не оснащено достаточной приточно-вытяжной вентиляцией и нет возможности сквозного проветривания или постоянно открытой двери для отведения большого количества теплоты (относительно размеров помещения), которое выделяет чиллер, при работе.

Последствия установки промышленного чиллера в маленьком помещении

Чиллер включается и происходит нагрев помещения до высокой температуры до +40°C и выше. Если какая-то часть тепла рассеивается посредством естественной конвекции через тонкие ограждающие перекрытия и неутепленные потолочные перекрытия с холодным чердаком, то чиллер, нагрев помещение до некоторой температуры, может продолжать работу, но его эффективность (холодопроизводительность) существенно снижется, вследствие повышенного давления конденсации фреона.  Разница в холодопроизводительности промышленного водоохладителя, при рабочей температуре конденсации фреона +35°C и +50°C составляет, в среднем 25 — 30% - примерно третья часть холодильной мощности будет утеряна, при этом потребление электроэнергии вырастет на 15 — 20%, что весьма существенно. Но это еще не самая большая проблема. Если естественное рассеивание тепла происходит со значительно меньшей эффективностью относительно притока тепла, то конденсация фреона вырастет до аварийного давления ~25.5 — 26 бар (примерно соответствует температуре конденсации фреона +55°C, при R404 и R507), температура в помещении, при этом также может вырасти до +50°C и выше, в зависимости от температуры конденсации, которая в свою очередь зависит от марки применяемого фреона. Например, до срабатывания аварии высокого давления - R22 может достигать температуры конденсации до +60°C/+62°C, что естественным образом отразиться на температуре в помещении. Далее чиллер остановится по аварии высокого давления фреона. Процесс охлаждения жидкости прекратиться, что бывает нежелательно.

Методы нормализации температуры в помещении с чиллером

Для разрешения данной задачи, на практике широко применяется несколько наиболее эффективных методов.

Метод №1

Первый и он же наиболее распространенный  применение колпаков с воздуховодом, который одевается и крепится на место выброса теплоты из чиллера, как правило это вентиляторы, расположенные снаружи рамы чиллера. Воздуховод выводится любое возможное место, куда допустимо отводить теплоту. За наружную стену здания.  В стене бурятся большой коронкой отверстие(ия), куда крепится воздуховод. Снаружи это отверстие закрывается решеточкой.  Как правило это визуально не портит стену снаружи, даже если это фасад, решеточка может быть окрашена под цвет облицовки, в любом случае это не одно и тоже что висящая на стене или стоящая около нее рама чиллера, с выходящими из нее трубами и кабелями, при этом производящая шум. Поток воздуха из отверстия(ий) решеточек будет минимальный. Иногда, для еще большей шумоизоляции, применяется воздухопроницаемый шумоизолирующий поролон перед решеточкой. Если бурить уличную стену нет возможности, по любой возможной причине, то бурится потолок и выброс нагретого воздуха производится, на холодный чердак, где он рассеивается. Также в очень редких случаях, при существующих условиях, осуществляется прокладка воздуховода через смежные помещения и этажи. Бывает, что дальновидный заказчик просит отводить теплоту из чиллерного помещения в другое помещение большого размера, который посредством данного тепла частично или полностью отапливается, в зависимости площади помещения и графика эксплуатации воздушного чиллера  например, рядом находящийся склад. Потоки нагретого воздуха можно разделить, посредством тройника в воздуховоде. Один из потоков можно направить в чиллерную, предусмотреть регулирующие задвижки – такое решение справедливо, если чиллер находится в небольшом пространстве, относительно своей мощности, но при этом неотапливаемом. Таким образом, перепуская некоторую часть тепла через тройник с регулируемой задвижкой, можно поддерживать в нем зимой плюсовую температуру, если график работы чиллера позволяет это. Также вместо тройника можно предусмотреть окно с задвижкой в самом корпусе колпака - такое решение часто применяется.  В качестве хладоносителя в данном случае, для страховки, лучше использовать раствор гликоля.

Колпак на чиллер

Стоит добавить, что в данном методе необходимо предусмотреть плавающую или приводную задвижку. Иными словами, воздуховод должен быть перекрыт от притока холодного воздуха, когда чиллер останавливается, для предотвращения притока к воздушному конденсатору холодного воздуха. Приток холодного воздуха может повлечь снижение давления во фреоновом контуре и фиксирование аварии низкого давления фреона. При поступлении команды от контроллера на запуск  чиллер не запустится, придется в ручном режиме блокировать аварию на реле давления и сбрасывать ее, что неудобно. Плавающая задвижка  это пластины на пружинках, лучше со слоем теплоизоляции (используется липкая флекс-лента  толщиной 2 — 3мм). При включении моноблочного чиллера, под действием потока воздуха от вентиляторов пластины (задвижка) разворачиваются и принимают положение вдоль воздуховода, при прекращении потока воздуха возвращаются в исходное положение под давлением пружинок и перекрывает воздуховод по всему его сечению, остаются небольшие щели межу задвижкой и воздуховодом, которые не критичны. Также существуют электродвижки различных модификаций. При включении вентиляторов, подается электричество на привод задвижки (например, через нормально открытый контакт пускателя вентилятора), и она открывается. Вентилятор выключился  задвижка закрылась  холодный воздух не проникает к воздушному конденсатору.

Преужинная задвижка для воздуходода чиллера

Есть второй метод предотвращение аварии низкого давления, на этапе технического задания заказать у поставщика  производство холодильного чиллера с системой зимнего запуска. Данное решение на ~5 — 7% увеличит стоимость чиллера, но позволит отказать от установки задвижек. Финансовую сторону вопроса необходимо рассчитать в проекте, что обойдется дешевле - купить промышленный чиллер с холодным запуском или установить короба с задвижками.

Предусмотреть приток воздуха в чиллерную. Бурится вентиляционное отверстие аналогичного диаметра из смежного помещения или с улицы. Отверстие с улицы должно быть, как можно дальше от воздушно конденсатора. Часть тепла через колпак, стенки конденсатора, от насоса, компрессора будет оставаться в помещении — переохлаждения чиллерной быть не должно. В любом случае, разумно будет приточную решеточку реализовать с регулировкой проходного сечения, например  жалюзийную настроить по ситуации.

Метод №2

Были объекты, где нет никакой возможности вести воздуховоды. Выход в этой ситуации решался путем увеличения мощности конденсатора с использованием фреона с более низким давлением конденсации, в частности R134a. Не везде этот метод применим, но в некоторых случаях имеет место быть.

На чиллер устанавливает воздушный конденсатор с коэффициентом не 1.6 — 2.2, как на стандартных моделях, а 3.0 и более, в зависимости от заданных условий соразмерности холодопроизводительности, величины помещения, возможностей естественного рассеивания теплоты. Дело в том, что дельта между температурой конденсации и температурой окружающей среды чаще всего принимается 15К, но если увеличить теплообменную поверхность конденсатора, то дельту возможно снизить до 10К и даже до 5К, без повышения давления конденсации. Иными словами, при температуре окружающей среды +50°C, можно добиться температуры конденсации +60°C или даже +55°C, что соответствует рабочему давлению R134a — 14 -16 бар. Главная сложность заключатся в определении количества теплоты, которое сможет рассеиваться из помещения через стены, потолок и различные неплотности. Для этого есть специальные строительные формулы и программы, вроде  теплопотери через ограждения.

Метод №3

Чиллер с водяным конденсатором, вместо воздушного. Совсем редко применим, хотя такой чиллер можно ставить практически в любое помещение. Применение чиллера с водяным охлаждением оправдано, если есть бесплатный неограниченный источник воды, вроде незамерзающего водоема, колодца с подходящим дебетом воды или собственной скважины. Стоит сказать, что данный чиллер будет дешевле воздушного. По эксплуатационным затратам нужен индивидуальный расчет - на сколько насос, перекачивающий воду от источника до водяного конденсатора, будет потреблять больше электричества, нежели вентиляторы. При использовании скважины - вопрос со сбросом нагретой воды.