Использование чиллерных систем для охлаждения оборудования является наиболее рациональным и обоснованным выбором для серьезных проектов. Работа подобных систем имеет ряд тонких моментов, которые вплотную не рассматриваются даже в учебниках по инженерному проектированию.

Теплоносители для систем охлаждения, работающих по принципу чиллера

Специалисты отмечают, что гибкость проектных решений является одновременно и преимуществом, и недостатком. С одной стороны, чиллерная система охлаждения очень проста, а принцип ее работы похож на водопровод. С другой стороны, неограниченное количество вариантов исполнения может стать серьезной проблемой, ведь к каждому приходится искать индивидуальный подход.

Как это работает?

Устройство системы достаточно простое и понятное. Чиллер выступает в роли кондиционера, который отбирает лишнее тепло не у воздуха, а у циркулируемой по системе жидкости. В зимний период последняя может охлаждаться напрямую холодным внешним воздухом. Рабочий диапазон используемой воды – от 5 до 20 градусов. Для большей эффективности и расширения сферы применения воду можно заменять на антифриз – раствор этилен- или пропиленгликоля. При прохождении через теплообменник водно-гликолевая смесь нагревается на 5-15 градусов, после чего возвращается обратно в чиллер.

В зависимости от конструкции чиллер может работать как по гликолевой, так и по воздушной схеме. Устройство размещается в помещении либо на улице – в виде объединенного с теплообменником моноблока.

Как определить оптимальную концентрацию раствора?

Во избежание замерзания жидкостных трасс зимой в воду добавляется антифриз. На практике популярны два варианта: этиленгликоль (стоит относительно недорого и обладает минимальной вязкостью) или пропиленгликоль (более дорогой и вязкий, но абсолютно не токсичный). Главный вопрос, стоящий перед специалистами, определение оптимальной концентрации гликоля. Именно она определяет температуру замерзания рабочей жидкости и многие неопытные проектировщики пытаются уменьшить ее ниже минимального проектного предела температуры на улице.

Важно помнить, что выбранная концентрация этилен- или пропиленгликоля – это всего лишь залог не замерзания раствора при отрицательной температуры на улице, но никак не гарантия работоспособности чиллерной системы. Физические свойства гликоля таковы, что при охлаждении до экстремально низких температур он становится более вязким, приобретая консистенцию студня. Жидкость плохо поддается перекачке по системе и усиливает нагрузку на насосное оборудование. В результате приходится осуществлять непрерывную перекачку с дополнительным подогревом неработающих контуров. Важно, чтобы внешние магистрали имели качественную и продуманную теплоизоляцию. Идеальный вариант – это изоляция по принципу теплоцентралей – с жестким внешним защитным контуром.

Зависимость между температурой и характеристиками смеси

Работоспособность любого чиллерного контура характеризуется парой температур, которые указываются через дробь – создаваемая источником холода температуры и температура жидкости, возвращенной от потребителя. Важно не только правильно подобрать температурные значения, но и учесть дельту между ними. Про проектировании чиллерных систем многие специалисты ориентируются лишь на стандартные значения – 7/12 градусов, которые приведены в каталогах.

Необходимо учитывать, что значение дельты температур ограничивается как верхним, так и нижним пределом. В случае с чиллером для охлаждения оборудования перепад температур варьируется от 4 до 8 градусов, что связано с особенностями конструкции теплообменников. При меньшем перепаде температур наблюдается усиленный поток жидкости, что может стать причиной падения давления и появления опасных вибраций. Если перепад слишком сильный – наблюдается недостаточная турбулентность потока жидкости, которая снижает эффективность теплообмена. Присутствует риск чрезмерно переохладить теплоноситель в чиллере, а если это не гликоль, а обычная вода – то еще и заморозить ее.