Спиральные чиллеры с низкотемпературным комплектом (тепловые насосы) TCA-XHE

Спиральные чиллеры с низкотемпературным комплектом (тепловые насосы)

Спиральные чиллеры с низкотемпературным комплектом представляют собой классические чиллеры с воздушным охлаждением, в которых применяются усовершенствованные конструктивные элементы, позволяющие им эффективно выполнять свои функции даже при очень низких температурах окружающей среды. В частности, модели TCA201XHE и TCA401XHE, выпускаемые компанией TICA, могут работать без потери производительности при -26 °С.

Данные приборы предназначены не только для охлаждения, но и для нагрева ресурсной жидкости (воды), поступающей в вентиляционные установки, фанкойлы или иное HVAC-оборудование аналогичного назначения. Как следствие, в холодное время года их можно использовать в качестве источника тепла для систем центрального отопления, летом — как источник прохладной воды для кондиционеров. Не стоит забывать, что чиллеры охлаждают или нагревают ресурсную жидкость, как правило, на 5 градусов. Иными словами, если мы хотим добиться, чтобы ее температура на выходе составляла 40 градусов, в устройство, работающее в режиме обогрева, через впускное отверстие должна подаваться 35-градусная вода.

Конструктивные особенности спиральных чиллеров с низкотемпературным комплектом

Каркас

Агрегаты имеют армированный каркас из листового металла толщиной 1,5—2 мм и более. Прикрепленные к нему панели могут иметь чуть меньшую толщину. Вся конструкция представляет собой шкаф с обрешеткой, отличающийся высокой прочностью и жесткостью. Каждая панель надежно соединена с каркасом болтами M10 из нержавеющей стали, что облегчает доступ к «внутренностям» устройства для проведения осмотра, технического обслуживания или ремонта.

Для защиты от коррозии все вышеуказанные внешние элементы покрываются порошковой краской (ее слой может достигать 60—100 мкм). Стальная основа, на которой размещается каркас, обеспечивает устойчивость конструкции и снижает вибрации, возникающие при эксплуатации. Решетка по периметру прибора обеспечивает надежную защиту от попадания мелких птиц и домашних животных, мусора, комков снега.

EVI-компрессор

Основными агрегатами, позволяющими чиллерам работать при очень низких температурах, являются высокопроизводительные спиральные EVI-компрессоры. В частности, в изделиях компании TICA установлены компрессоры производства американской корпорации Emerson Copeland. Благодаря уникальной технологии EVI (дополнительный впрыск фреонового пара через трубку всасывания непосредственно в камеру сжатия), впервые разработанной японской Mitsubishi и впоследствии реализованной и другими известными производителями, КПД компрессоров возрастает, при этом их объемная производительность остается неизменной. Одновременно снижается температура нагнетания и расширяется диапазон работы чиллера в режиме теплового насоса, что позволяет ему нагревать воду до 40 градусов даже при -26 °С на улице.

Преимущества спиральных компрессоров Copeland, установленных в чиллерах TICA:

• осевое и радиальное согласование спиралей компрессоров Copeland гарантирует превосходные показатели надежности и эффективности;
• усовершенствованная технология впрыска пара обеспечивает повышенную теплопроизводительность;
• благодаря сокращению числа движущихся элементов, надежному электродвигателю и сбалансированному механизму сжатия уровень шума и вибраций снижается до минимальных значений. Кроме того, увеличивается срок службы агрегата;
• объединение компрессоров в тандем повышает сезонную эффективность (SEER) чиллера.

Испаритель

Наиболее часто в качестве испарителя применяется кожухотрубный теплообменник, который состоит из пучка медных труб, закрепленных на трубной решетке и «упакованных» в кожух из одного или нескольких листов стали. Толщина кожуха, представляющего собой полую камеру, — не менее 4 мм. Межтрубное пространство в данном цилиндре заполняется ресурсной жидкостью (водой), которую нужно охладить либо нагреть, а по медным трубкам течет фреон R410A. Благодаря этому через поверхность трубок осуществляется теплообмен между жидкостью и хладагентом. В результате при работе чиллера в режиме охлаждения температура воды понижается, а отбирающий у нее тепловую энергию фреон нагревается и переходит в газообразное состояние. В режиме обогрева происходит обратный процесс.

Для повышения эффективности теплообмена межтрубное пространство отделяется перегородками. Из-за этого во время движения по кожуху поток ресурсной жидкости завихряется и ее более теплые слои перемешиваются с охлажденными. Как правило, вода перемещается по камере испарителя со скоростью 1 м/с.

Преимущества кожухотрубных испарителей, которыми укомплектованы чиллеры TICA:

• высокая эффективность;
• относительно простая конструкция;
• хорошо отлаженная технология изготовления;
• низкие потери напора ресурсной жидкости;
• качественные бесшовные медные трубки (по желанию заказчика они могут быть выполнены из нержавеющей стали, титана);
• низкая частота проведения техобслуживания (раз в четыре месяца);
• высокий порог замерзания;
• нетребовательность к качеству воды;
• минимальное влияние локального засорения на движение потока жидкости.

Конденсатор

Агрегаты состоят из медных трубок и алюминиевых пластин-ребер. Последние покрываются коррозионно-стойким полимером по технологии Blue Fin. Она получила такое название за характерный голубой цвет (от англ. blue — голубой, fin — пластина, ребро, плавник). Сегодня ребра покрывают золотым, оранжевым, зеленым, синим или бесцветным лаком. На антикоррозионные свойства полимера цвет никак не влияет.

В конденсаторах TICA используются трубки диаметром 7—9,5 мм, изготовленные из высококачественной меди. На их внутренней поверхности нанесены насечки, увеличивающие площадь теплообмена. Алюминиевые пластины имеют гофрированную поверхность. Данное ноу-хау, запатентованное компанией, также увеличивает площадь теплообмена и повышает его эффективность.

Ту же задачу выполняют и осевые вентиляторы. Они изготовляются из разных материалов, например, из пластика, металла. Последний вариант является наилучшим. Металлическими вентиляторами оборудованы и чиллеры TICA. Их крыльчатки отличаются долговечностью и низким уровнем шума во время эксплуатации. Чтобы добиться этого, инженеры провели ряд аэродинамических исследований. По их итогам была разработана усовершенствованная конструкция лопастей с зазубренными краями, позволяющими снизить сопротивляемость воздушного потока, а следовательно, и уровень звукового давления по сравнению с обычными крыльчатками при одинаковом объеме выдуваемого воздуха.

Как известно, на шумность вентиляторов влияет скорость их вращения. Чтобы обеспечить эффективную отдачу тепла фреоном во внешнюю среду, нужно организовать приток значительного объема воздуха. Этого можно достичь, увеличив либо скорость вращения, либо диаметр крыльчатки. В первом случае уровень шума будет выше. Как следствие, ведущие производители мира, включая компанию «ТИКА», используют вентиляторы большого диаметра, которые вращаются со скоростью до 1000—1200 об/мин. Такой подход положительно сказывается на надежности и сроке службы данных агрегатов, а также на шумовом «оформлении» их работы.

Электронный расширительный вентиль

Электронный расширительный вентиль (ЭРВ) — это устройство, которое регулирует количество хладагента, поступающего в испаритель. Положение его регулирующего органа (иглы) зависит от перегрева паров фреона на выходе из теплообменника. Основная функция вентиля — подавать ровно столько фреона, сколько требуется для его полного испарения. Кроме того, ЭРВ понижает давление хладагента, после чего тот поступает в испаритель, где закипает и, отбирая тепло у ресурсной жидкости, превращается в пар.

Преимущества электронных расширительных вентилей, установленных в чиллерах TICA:

• максимально точная регулировка. ЭРВ имеет 500 промежуточных положений;
• динамическое согласование объема фреона, необходимого для испарения в теплообменнике;
• энергоэффективность. Благодаря использованию высокоточного терморегулирующего вентиля чиллер не расходует энергию на испарение излишнего объема хладагента.

Материнская плата

Работу чиллера на протяжении всего срока службы отслеживает материнская плата. Она контролирует буквально каждый процесс, протекающий в этом сложном электроприборе, получает сигналы от различных датчиков и пульта управления и в зависимости от них формирует управляющие импульсы, поступающие к тем или иным агрегатам. Помимо того, в ее функции входят запуск всех систем и устройств при включении чиллера, его аварийный останов в случае возникновения неполадок или выхода из строя источника питания, сохранение в памяти текущих настроек, а также показателей, зафиксированных в момент аварийного отключения.

На плате размещены:

• микропроцессор, отвечающий за прием, обработку и выдачу управляющих сигналов;
• индикаторы, с помощью которых отображаются коды текущего состояния устройства либо неисправностей, возникших в ходе его эксплуатации;
• слоты расширения, позволяющие подсоединять, например, устройства, поддерживающие интерфейс RS-485. Для подключения ноутбука, флеш-карты и т.п. предназначен разъем USB;
• собственная система питания материнской платы.

Текущая информация об эксплуатации изделия фиксируется в оперативной памяти. Для хранения неизменяемых данных, необходимых для полноценной работы чиллера, используется постоянное запоминающее устройство. Оно может быть выполнено как в виде микросхемы на плате, так и в виде флеш-карты. В частности, TICA разработала устройство хранения данных Black Box («Черный ящик»), позволяющее считывать сведения, касающиеся работы чиллеров, даже во время их технического обслуживания и настройки, что значительно упрощает выполнение этих операций.

Пульт управления

Управление чиллером с низкотемпературным комплектом осуществляется так же, как и любым другим агрегатом с воздушным охлаждением. Пользователь (представитель инженерной службы) может контролировать и регулировать его работу с помощью пульта дистанционного управления (проводного или беспроводного) либо дистанционно, например, посредством планшета, ноутбука или персонального компьютера и установленного на нем специального ПО. Так, проводной пульт TICA не только предоставляет удобный доступ ко всей технической информации, связанной с функционированием чиллера, но и позволяет объединять в одну группу до 16 подобных аппаратов. Связь между ними поддерживается по протоколу Modbus. Сегодня он считается самым популярным во всем мире.

Защита окружающей среды

Чиллеры с низкотемпературным комплектом отличаются не только высокой производительностью и надежностью, но и бережным отношением к окружающей среде. В них загружается фреон R410A, имеющий нулевой потенциал разрушения озонового слоя.

Выпускаемые компанией «ТИКА» модели TCA201XHE и TCA401XHE — идеальные агрегаты для обеспечения систем кондиционирования и отопления охлажденной или горячей водой и минимизации выбросов углекислого газа в атмосферу. Заказывая такие приборы, вы не столкнетесь с протестами общественности и сами проявите свою гражданскую позицию в вопросах защиты окружающей среды. Более того, ввиду постоянно ужесточающихся требований к декарбонизации производства данные чиллеры помогут вам избежать многочисленных штрафов за превышение лимита выбросов CO₂.

Как выбрать спиральный чиллер с низкотемпературным комплектом?

Перед тем как выбрать чиллер, следует определить, в каком температурном диапазоне и в каких режимах он будет работать. Если предполагается использовать изделие в режиме обогрева при морозах до -26 °С, тогда следует отдать предпочтение агрегату с низкотемпературным комплектом. Если климатические условия в зимний период не столь суровы, лучше выбрать спиральный чиллер (например, TCA201XH, TCA301XH или TCA401XH), рассчитанный на эксплуатацию при температуре от -15 до +48 °С (обогрев) и от +5 до +48 °С (охлаждение). Он обойдется на 22—25% дешевле. Если же от агрегата требуется работа и на холод, и на тепло при температуре окружающей среды от -20 градусов Цельсия, тогда стоит присмотреться к чиллеру с зимним комплектом TCA201XHA.

Удостоверившись в целесообразности приобретения чилера (теплового насоса) с низкотемпературным комплектом, можно переходить к выбору конкретной модели. Прежде всего нужно обратить внимание на ее производительность и на то, сможет ли она эффективно охлаждать либо нагревать тот объем ресурсной жидкости, который затем поступит в фанкойлы, приточные установки и т.п. Следует помнить, что фактическая производительность может отличаться от номинальной (указывается на заводской табличке) примерно на 6%, что обусловлено реальными условиями эксплуатации (установкой дополнительных клапанов, насосов, ответвлений от магистрального трубопровода, возможными загрязнениями). Это также нужно учитывать при подборе оборудования.

Как отмечалось выше, благодаря модульной конструкции количество чиллеров в блоке можно довести до 16. Следовательно, общая производительность системы центрального кондиционирования, созданной на основе наиболее мощных чиллеров TCA401XHE, может достигать 2400 кВт. Остальные параметры (расход воды, воздуха, номинальный ток, потребляемая мощность и др.), связанные с работой такой системы, увеличатся прямо пропорционально числу подключенных аппаратов.