Chiller – zasada działania i wykorzystanie w przemyśle

Chiller to agregat chłodniczy służący do chłodzenia i podgrzewania płynów w układach centralnej klimatyzacji, którymi mogą być centrale wentylacyjne lub klimakonwektory. Zasadniczo w produkcji stosuje się chiller do chłodzenia wody – schładzają różne urządzenia. Woda ma lepszą wydajność niż mieszanka glikolu, dzięki czemu praca na wodzie jest bardziej wydajna.

Jak działa i do czego służy chiller?

Szeroki zakres mocy umożliwia wykorzystanie chillera do chłodzenia pomieszczeń o różnej wielkości: od mieszkań i domów prywatnych po biura i hipermarkety. Ponadto znajduje zastosowanie w przemyśle spożywczym do chłodzenia wody i napojów – do chłodzenia lodowisk i lodowisk, w przemyśle farmaceutycznym – do chłodzenia leków. Istnieją następujące główne typy agregatów chłodniczych:

• monoblok, skraplacz powietrza, moduł hydrauliczny i sprężarka znajdują się w jednej obudowie;
• agregat chłodniczy ze zdalnym skraplaczem na zewnątrz (moduł chłodniczy znajduje się w pomieszczeniu, a skraplacz jest wyprowadzany na zewnątrz);
• chiller ze skraplaczem wody (stosowany, gdy potrzebne są minimalne wymiary modułu chłodniczego w pomieszczeniu i nie ma możliwości zastosowania skraplacza zdalnego);
• pompa ciepła, z możliwością podgrzania lub schłodzenia chłodziwa.

Oczywiście, aby wybrać agregat chłodniczy, nie musisz znać wszystkich niuansów, ale znajomość podstawowych zasad pomoże ci szybko określić odpowiedni model. Istnieje kilka schematów hydraulicznych do pracy agregatu chłodniczego: schemat z pojedynczą pompą (klasyczny), schemat z podwójną pompą i chłodzenie za pomocą pośredniego czynnika chłodniczego – glikolu propylenowego.

Teoretyczną podstawą, na której zbudowana jest zasada działania lodówek, klimatyzatorów, agregatów chłodniczych, jest druga zasada termodynamiki. Gaz chłodniczy (freon) w agregatach chłodniczych wykonuje tzw. odwrócony cykl Rankine’a – rodzaj odwróconego cyklu Carnota. W tym przypadku główny transfer ciepła opiera się nie na ściskaniu lub rozszerzaniu cyklu Carnota, ale na przemianach fazowych – parowaniu i kondensacji.

Chiller przemysłowy składa się z trzech głównych elementów: sprężarki, skraplacza i parownika. Głównym zadaniem parownika jest odprowadzenie ciepła z chłodzonego obiektu. W tym celu przepuszczana jest przez nią woda i czynnik chłodniczy. W rezultacie woda lub dowolny inny nośnik ciepła jest schładzany, a czynnik chłodniczy jest podgrzewany i przekształcany w stan gazowy. Następnie gazowy czynnik chłodniczy dostaje się do sprężarki, gdzie oddziałuje na uzwojenia silnika sprężarki, przyczyniając się do ich chłodzenia. W tym samym miejscu sprężana jest gorąca para, ponownie podgrzewana do temperatury 80-90 ºС. Tutaj miesza się go z olejem ze sprężarki. Zobacz jak to działa:  https://energycool.pl/produkty/wytwornica-wody-lodowej-chiller/

W stanie ogrzanym freon wchodzi do skraplacza, gdzie podgrzany czynnik chłodniczy jest chłodzony strumieniem zimnego powietrza. Następnie rozpoczyna się ostatni cykl pracy: czynnik chłodniczy z wymiennika ciepła wchodzi do dochładzacza, gdzie jego temperatura spada, w wyniku czego freon przechodzi w stan ciekły i jest dostarczany do filtra osuszacza. Tam pozbywa się wilgoci. Kolejnym punktem na ścieżce ruchu czynnika chłodniczego jest termiczny zawór rozprężny, w którym spada ciśnienie freonu. Po wyjściu z ekspandera czynnikiem chłodniczym jest para niskociśnieniowa połączona z cieczą. Ta mieszanina jest podawana do parownika, gdzie czynnik chłodniczy ponownie wrze, zamieniając się w parę i przegrzewając. Przegrzana para opuszcza parownik, co jest początkiem nowego cyklu.

Chiller w przemyśle

Chillery przemysłowe przeznaczone są do kontrolowanego chłodzenia produktów, mechanizmów i maszyn w wielu gałęziach przemysłu. Często wykorzystywane są w przemyśle tworzyw sztucznych, metalowym, chemicznym, przetwórczym, farmaceutycznym i innych. Chillery są również wykorzystywane do chłodzenia wysokotemperaturowych specjalistycznych instalacji, takich jak MRI i lasery w szpitalach.

System chłodniczy do zastosowań przemysłowych można scentralizować za pomocą jednego agregatu chłodniczego obsługującego wiele obiektów. Możliwe jest również połączenie scentralizowanej i zdecentralizowanej metody chłodzenia. Każde podejście ma swoje zalety w zależności od konkretnych warunków pracy. Niektóre branże, których nie można obsługiwać bez instalacji agregatu chłodniczego:

• Produkcja tworzyw sztucznych. Zapewnienie optymalnej termoregulacji w przedsiębiorstwach produkujących wyroby z tworzyw sztucznych jest niezbędne, aby zapobiegać wadom wytwarzanych produktów i zapobiegać awariom sprzętu.
• Przemysł metalowy. W tej branży często dochodzi do przegrzania sprzętu i części podczas spawania, cięcia, odlewania itp. Agregaty chłodnicze skutecznie chłodzą sprzęt bez obniżania wydajności.
• Przemysł spożywczy. W tej branży agregaty chłodnicze są wykorzystywane do produkcji większości produktów spożywczych i napojów.
• Przemysł farmaceutyczny. Podczas produkcji leków niedopuszczalne jest naruszenie reżimu temperaturowego, który jest utrzymywany za pomocą agregatów chłodniczych.