Чиллер с воздушным охлаждением и чиллер с водяным охлаждением

Чиллер воздушного охлаждения. Вода в чиллере охлаждается благодаря испарителю. Вентиляторы для отвода тепла прогоняют воздух через конденсатор.   Если использовать воздушный теплообменник как испаритель и изменить направление движения хладагента, чиллер преобразуется в тепловой насос «воздух-вода», и будет нагревать воду для горячего водоснабжения и отопления. Производительность чиллеров с воздушным охлаждением растет, увеличивается число объектов, где применяются воздухоохлаждаемые чиллеры.  Если раннее данные чиллеры применялись в небольших системах, у которых холодильная мощность не превышала более 2110 кВт, то на сегодняшний день чиллеры с воздушным охлаждением применяются более масштабно, с холодильной производительностью более 3500 кВт, к тому же используют сразу несколько чиллеров.

Чиллер водяного охлаждения. Также применяют испаритель для охлаждения воды. Тепло отводится благодаря конденсаторам с водным охлаждением. Если на производстве есть необходимость в тепле, можно использовать воду, которая проходит через конденсатор. В этом случае чиллер применяется с функцией теплового насоса «вода-вода». Особенностью данного чиллера является простота утилизации бросового тепла. Чиллеры с водяным охлаждением используются не только для кондиционирования, но и в промышленных целях для производства холода. Диапазон холодопроизводительности водоохлаждаемых чиллеров составляет от 70 до 21 100 кВт.

Диапазон мощностей и холодильной производительности чиллеров

Вес и габариты – основные факторы, ограничивающие максимальную мощность чиллеров с воздушным охлаждением. При одинаковой холодопроизводительности, воздушные теплообменники больше по габаритам, чем водяные теплообменники, поэтому воздухоохлаждаемые чиллеры крупнее водоохлаждаемых холодильных машин.

На сегодняшний день более популярны воздухоохлаждающие чиллеры, холопроизводительность которых составляет в среднем 700 кВт. На втором месте используются воздушные модели чиллеров с производительностью около 880 кВт.

Холодильная мощность чиллеров с водяным охлаждением, которые пользуются спросом, составляет 1055 кВт.  При потребности в более высокой холодопроизводительности, применяются водоохлаждаемые чиллеры с центробежным компрессором. С появлением небольших центробежных безмасляных компрессоров, в последнее время спрос на центробежные чиллеры значительно вырос.

Эффективность теплообмена между хладагентом и воздухом меньше, чем между хладагентом и водой, поэтому температура конденсации у чиллеров с воздушным охлаждением выше, чем у водоохлаждаемых. Поэтому, разница температур испарения и конденсации выше. Следовательно, затраты на электроэнергию воздухоохлаждаемых чиллеров выше.

Международный стандарт ANSI/ASHRA/IES90.1 определяет минимальные коэффициенты производительности при полной нагрузке и интегральные показатели эффективности при частичной нагрузке (IPLV) для различных типов чиллеров,учитывая их мощность. Конкретные цифры согласно последней редакции стандарта приведены в таблице ниже.

Минимальная эффективность согласно стандарту ANSI/ASHRA/IES90.1

Следуя таблице, видно, что продажа чиллеров с водяным охлаждением выше почти в 1.8 раза, чем у воздухоохлаждающих чиллеров.

При той же холодопроизводительности эффективность центробежных чиллеров еще выше.  При этом для водяных чиллеров нужно учитывать энергопотребление вентиляторов градирен и водяных насосов.

Однако, у чиллеров в воздушное охлаждение, при частичной нагрузке, прирост эффективности, которая возникает за счет снижения окружающей температуры, намного выше, чем у водяных чиллеров. Зато холодильные машины с водяным охлаждением удобны в транспортировке и в монтаже на высоте.

Цена на чиллер

Стоимость чиллера зависит от эффективности и мощности. При одинаковой холодильной мощности, цена чиллера с воздушным охлаждением дороже, чем стоимость чиллера с водяным охлаждением.

Водоохлаждающие чиллеры дешевле воздушных чиллеров. Но перед тем, как купить чиллер с водяным охлаждением, нужно учитывать, что на их использование требуются дополнительные расходы:

• прокладка трубопровода для охлажденной и охлаждающей воды;

• строительство градирни;  

• монтаж электропроводки

В итоге, общая сумма всех затрат для воздухоохлаждающего чиллера может быть меньше, чем для чиллера с водяным охлаждением.

Помимо капитальных затрат, следует еще рассматривать стоимость обслуживания и эксплуатация чиллеров, от которых зависит жизненных цикл холодильного оборудования. Срок службы холодильных машин зависит от монтажа, качества сборки, стоимости рабочей силы, наличия квалифицированного обслуживающего персонала, доступности водных ресурсов, климатических условий и т.д.

Использование чиллеров с тепловым насосом

Технология отопления и получения горячей воды благодаря тепловому насосу стала популярнее за использование традиционных котлов, так как производит меньше парниковых выбросов. Чиллер с тепловым насосом, который используют в качестве источника тепла воздух, намного проще в эксплуатации.  Но их эффективность снижается при снижении наружной температуры или, когда нужно повысить температуру нагрева воды.

Водяные тепловые насосы в чиллере зачастую используют в при свободном доступе к незамерзающим природным водоемам, бросовому теплу или геотермальной энергии производственных процессов.

Новейшие промышленные тепловые насосы способны нагревать воду до 70°С. Недавно были созданы тепловые насосы, которые одновременно способны нагревать воду до 90°С, и охлаждать до 7°С, например, такой популярный как чиллер с тепловым насос Galletti.