Was ist ein Kühler? Grundtypen, Gerät. FAQ.

Es gibt mehrere Arten von Kältemaschinen: Dampfkompressionszyklus und Absorption. Absorptionskältemaschinen werden von bekannten Herstellern von Klimaanlagen hergestellt: ShuangLiang Eco Energy (der größte Hersteller), Carrier, Trane, Thermax, York, Century, Broad.

Chiller-Fancoil-System - eine Klimaanlage, bei der das Kühlmittel zwischen Chiller (Kühlaggregat) und Fancoils (Wärmetauscher, Luftkühlaggregate) eine gekühlte Flüssigkeit ist, die unter relativ niedrigem Druck zirkuliert - normales Wasser (T - tropisches Klima +1. .. +40 ° C) oder wässrige Lösung von Ethylenglykol (UHL - mäßiges und kaltes Klima - 60 ... +40 ° C). Zusätzlich zum Kühler und den Fancoils enthält das System eine Rohranordnung zwischen ihnen, ein Hydromodul (Pumpstation).

Kältemaschinen enthalten eine chemische Verbindung namens Freon - farblose Gase oder Flüssigkeiten ohne Geruch. FCKW sind chemisch sehr inert, brennen also nicht in der Luft und sind auch bei Kontakt mit offener Flamme nicht explosiv. Beim Erhitzen von FCKW über 250 ° C entstehen jedoch sehr giftige Produkte wie das Phosgen COCl2, das während des Ersten Weltkriegs als Kampfstoff eingesetzt wurde. Der Name "CFC" von DuPont (USA) wird in der Literatur seit vielen Jahren als allgemeiner Fachbegriff für Kältemittel verwendet. In der UdSSR und RF hat der Begriff "Kältemittel" Wurzeln geschlagen. Da sind viele Arten des Kältemittels und Anwendungen in Abhängigkeit von den erforderlichen Temperaturen (R407C, R410a, R404a, R134a), aber alle arbeiten nach dem Hauptprinzip der Kompression und Phasenumwandlung des Kältemittels von Flüssigkeit zu Gas und zurück zu Flüssigkeit. Dieser Prozess des Erhitzens und Kühlens des Kältemittels und seines Austauschs von Gas zu Flüssigkeit und zurück ist ein Kühlkreislauf. FCKW werden auch beim Feuerlöschen in gefährlichen Einrichtungen (z. B. Kraftwerken, Schiffen usw.) eingesetzt.

Kühler mit Fernkondensator

• Möglichkeit, das ganze Jahr über Wasser zu verwenden;
• hoher Wirkungsgrad aufgrund fehlenden Glykolkreislaufs und Zwischenwärmetauschers;
• leiserer Kühlerbetrieb aufgrund der Tatsache, dass keine Geräusche von laufenden Kondensatorlüftern auftreten;
• Während des Betriebs wird keine Wärme an den Raum abgegeben.
• Das Kühlmodul wird in einem warmen Raum installiert, der für die Wartung geeignet ist. Bei der Installation des Kühlers mit einem Fernkondensator muss beachtet werden, dass die Länge der Kühlwege zwischen dem Kühler und dem Kondensator begrenzt ist. Die Länge der Linie zwischen den Einheiten sollte 15 Meter nicht überschreiten. Mit zusätzlicher Ausrüstung können bis zu 50 Meter ausgeführt werden.

Kältemaschinen mit wassergekühltem Kondensator

Die wichtigsten Vorteile:

• hoher Wirkungsgrad aufgrund niedriger Kondensationstemperatur und Verwendung von Wasser als Wärmeübertragungsmedium;
• Der Kühler mit Wasserkondensator nimmt im Vergleich zu einem Luftkondensator wenig Platz ein.
• Der trockene Kühlturm kann viel weiter als der Luftkondensator gebracht werden.

Monoblock-Kühler mit luftgekühltem Kondensator

• mit Axialventilatoren;
• mit Radialventilatoren.
• Monoblock-Kühler

Hydromodul - Pumpstation

• Förderpumpe, Umwälzpumpe, Reservepumpe;
• einen wärmeisolierten Lagertank;
• Expansionsbehälter (dient zum Ausgleich der Temperaturexpansion und Kompression des Kühlmittels);
• Bedienfeld und Automatisierungssystem;
• Filter;
• Absperrventil;

Da die Wärmebelastung je nach Tageszeit oder Jahreszeit variiert, gibt es Zeiträume, in denen die Kühlleistung des Kühlers erheblich höher ist als der tatsächliche Bedarf. In diesem Fall beginnt der Kühler mit kurzen Impulsen zu arbeiten und schaltet sich ein und aus. Häufige Starts der Kompressor führen zu schnellem Verschleiß und einer spürbaren Verkürzung der Lebensdauer. Um dies zu vermeiden, wird manchmal ein Speichertank in das System eingebaut, dessen Volumen auf der Grundlage möglicher thermischer Belastungen und der Menge an Kühlmittel im System berechnet wird. In diesem Fall nimmt das Gesamtvolumen und die Wärmekapazität des Kühlmittels zu, so dass die Intervalle zwischen dem Ein- und Ausschalten des Kompressors zunehmen.

Wie funktioniert die Kältemaschine?

• einen Kompressor, der die notwendige Druckdifferenz erzeugt;
• Verdampfer, der der Flüssigkeit Wärme entzieht;
• ein Kondensator, der der Umgebung Wärme gibt;
• Drosselvorrichtung, die die Druckdifferenz aufgrund der Drosselung des Kältemittels aufrechterhält;
• Freon - eine Substanz, die Wärme vom Verdampfer zum Kondensator überträgt.

Im Kondensator kühlt sich das durch Kompression erwärmte Kältemittel ab, gibt Wärme an die äußere Umgebung ab und kondensiert gleichzeitig, dh es wird zu einer Flüssigkeit, die in die Drosselvorrichtung eintritt.

Flüssiges Kältemittel gelangt über eine Drosselvorrichtung (kapillar oder thermostatisch geregelt) in den Verdampfer Expansionsventil) unter Druck, wo aufgrund eines starken Druckabfalls eine Verdunstung der Flüssigkeit stattfindet. Dabei nimmt das Kältemittel Wärme von den Innenwänden des Verdampfers auf, wodurch eine Kühlung stattfindet.

So kondensiert im Kondensator das Kältemittel unter dem Einfluss eines Hochdrucks und geht in einen flüssigen Zustand über, wobei Wärme abgegeben wird, und im Verdampfer unter dem Einfluss von Niederdruck siedet es und gelangt zu gasförmiger, absorbierender Wärme.

Das thermoregulierte Expansionsventil ist erforderlich, um die erforderliche Druckdifferenz zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer zu erzeugen, bei der ein Wärmeübertragungszyklus stattfindet. Es ermöglicht das korrekte (vollständige) Befüllen des Verdampferinnenvolumens mit kochendem Kältemittel. Der Übertragungsquerschnitt des TRV ändert sich, wenn die Wärmebelastung des Verdampfers abnimmt, wenn die Temperatur in der Kammer abnimmt, nimmt die Menge des zirkulierenden Kältemittels ab.

Energieeffizienz des Kühlers

• scrollen;
• Kolben;
• Schraube.

Die Tabelle zeigt, dass der Stromverbrauch von Scroll-Kompressoren um 10-15% geringer ist. Verwenden Sie daher für Klimaanlagen sehr häufig Spiralverdichter in Kältemaschinen.

Die beliebtesten Freons, auf denen Kältemaschinen montiert sind, sind: R404a, R407 ° C, R410a, R134a. (R22 zerstört die Ozonschicht und die Produktion wird durch das Montrealer Protokoll begrenzt).

R134a	Es wird hauptsächlich in heißem Klima verwendet, wenn die Umgebungstemperatur +50 ... + 60 ° C erreicht oder wenn Sie die Wassertemperatur im Kühler auf +25 ... 30 Grad halten müssen. Der mit diesem Freon gefüllte Kompressor zeigt eine geringere Kälteleistung als beispielsweise bei R407 ° C. Ozonzerstörungspotential ODP = 0. Für den Betrieb mit Kältemittel R134a werden nur Polyester-Kältemaschinenöle empfohlen. 134a Kältemittel wird nach jeder Leckage einfach nachgefüllt.
R410a	Der Druck in der Kontur bei Betriebstemperaturen ist erheblich höher (daher hat R43 bei 22 ° C einen Sattdampfdruck von 15,8 atm und R410A von etwa 26 atm), weshalb höhere Anforderungen an die Dichtheit von Kupferrohren gestellt werden von Kondensator und Verdampfer sollte haltbarer sein, daher größere Kupfermasse und höherer Preis. (Mit zunehmendem Alter von Metallen und Verbindungen nimmt die Anzahl der Lecks in Geräten zu.) Ein weiterer Nachteil von R-410A ist seine Unverträglichkeit mit Mineralöl. Wenn R22 in einem Mineralöl gelöst ist, ist es für Freon R410a erforderlich, spezielles Polyesteröl zu verwenden, das viel teurer ist und außerdem eine genauere Befüllung erfordert (es absorbiert sehr aktiv Feuchtigkeit und verliert seine Eigenschaften). Andererseits weist R-410A eine hohe spezifische Kaltproduktivität auf (eineinhalb Mal höher als R-407 ° C und R22, zweimal höher als R-134A, was die Verwendung eines Kompressors mit geringerer Volumenproduktivität ermöglicht.
R407 ° C.	R-407 ° C ist ein Fluorkohlenwasserstoff-Kältemittel, das die Ozonschicht nicht zerstört. Es wurde entwickelt, um R-22 in vielen Klimaanlagen zu ersetzen. Aufgrund seiner Leistungsmerkmale liegt R-407 ° C sehr nahe an R-22, was die Nachrüstung vieler mit R-22 betriebener Einheiten ermöglicht. R-407 ° C ist eine Dreikomponentenmischung mit einer Temperaturdrift von etwa 6 OK. Kältemittel R-407 ° C wird in Kühlsystemen mit Verdampfungstemperaturen unter –10 ° C nicht empfohlen. Die meisten Klimaanlagen und Wärmepumpen, in denen derzeit R-22 als Kältemittel verwendet wird, können auf R-407 ° C umgestellt werden.
R404a	Dies wird hauptsächlich in Niedertemperaturkühlern verwendet, wenn eine Glykoltemperatur von minus 15 und darunter erreicht werden muss. Das Gleittemperatur beträgt weniger als 0.5 K. Abhängig von den Betriebsbedingungen ist eine Erhöhung der Kaltproduktivität um 4 ... 5% und eine Verringerung der Auslasstemperatur im Kompressor um bis zu 8% im Vergleich zu den ähnlichen Eigenschaften von R502 vorgesehen.

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Kühlmitteltemperaturen des Kühlers

• Durchschnittstemperatur mit einer Flüssigkeitstemperatur von +5 ... + 25 ° C (Klimaanlage, Kühlgeräte usw.);
• Niedrigtemperatur mit einer Flüssigkeitstemperatur von -20 ... 0 ° C (Eisbahnen, technologische Kühlung usw.);
• Ultra-niedrige Temperatur mit flüssiger Temperatur (Salzlösungen, Alkohole) -90 ...- 30 ° C (Prüfstände);
• Bei einer Flüssigkeitstemperatur über + 30 ° C ist es besser, Kühltürme oder Luftkühler ("Trockenkühltürme") anstelle von Kältemaschinen zu verwenden.

Die Kosten für Kältemaschinen

• welche Temperatur der Flüssigkeit zu halten;
• Kühlkapazität;
• Umgebungstemperatur;
• Monoblock-Design, Behälter oder Fernkondensator;
• Verfügbarkeit von Hydromodulen

Größere Fehlfunktionen des Kühlers

• Freon Leck. Ein FCKW-Leck kann durch eine undurchlässige Verbindung des FCKW-Stromkreises auftreten.
• Ausfall des Kompressors. Im Kompressor kommt es in der Regel zu einer Verbrennung der Wicklung des Stators oder zur Zerstörung von Ventilen (Kolbengruppe).
• Feuchtigkeit im Kühlkreislauf. Feuchtigkeit (Wasser) im Kühlkreislauf kann durch Leckage im Verdampfer entstehen, was zur Vermischung der beiden "Freon-Wasser" -Kreisläufe führt.

Vor- und Nachteile von ABHM

• Minimaler Stromverbrauch. Für den Betrieb von Pumpen und die Automatisierung wird Strom benötigt.
• Minimaler Geräuschpegel.
• Umweltfreundlich. Das Kältemittel ist normales Wasser.
• Entsorgen Sie Wärmeenergie aus abgelassenem heißem Wasser, Rauchgasen oder Produktionsprozessen.
• Lange Lebensdauer (mindestens 20 Jahre).
• Komplett automatisch.
• Feuer- und Explosionsschutz.
• Absorptionsmaschinen stehen nicht unter der Kontrolle von Rostechnadzor.

Mängel bei Absorptionskältemaschinen

• Höherer Gerätepreis, ungefähr doppelt so hoch (bei Leistungen unter 2 kW) wie der Preis eines herkömmlichen Kühlers. Bei höheren Kapazitäten (500 MW und mehr) liegt der Preis von ABHM nahe an dem von PCHM.
• Die Notwendigkeit einer billigen (freien) Wärmequelle mit einer ausreichend hohen Temperatur.
• Relativ niedrige Energieeffizienz - Wärmekoeffizient (Verhältnis der zugeführten Wärmeenergie zur empfangenen Kälte), gleich 0.65-0.8 - für einstufige Maschinen und 1-1.52 - für zweistufige Maschinen.
• Deutlich mehr Gewicht als ein normaler Kühler.
• ABHM-Kältemaschinen nehmen etwa 50% mehr Platz ein als gleichwertige Dampfkompressionskältemaschinen.
• Die meisten Freon-Kältemaschinen stammen aus der Fabrik und sind mit Kältemittel gefüllt. Während das Kältemittel und das Absorptionsmittel (einschließlich Additive) in ABHM-Kältemaschinen installiert werden müssen.
• Die Notwendigkeit, offene Kältemaschinen zu verwenden - Kühltürme, die den Wasserverbrauch des Systems erhöhen.

Anrufe und Antworten

Woran arbeiten Kältemaschinen?

Antworten:

Die Kältemaschinen sind mit den Hauptkältemitteln gefüllt - R407C, R410a, R404a usw. Die Auswahl von Freon hängt von den Betriebsbedingungen und der spezifischen Aufgabe ab, für die die Kälteanlage ausgewählt wurde.

In der Verbraucherleitung wird empfohlen, Wasser zu verwenden, da es die besten thermischen und technischen Eigenschaften aufweist und der Kühlerwärmetauscher einen Betrieb mit maximaler Effizienz ermöglicht. Wenn die Gefahr des Einfrierens von Wasser besteht, verwenden Sie eine Glykollösung.

Frage:

Was ist besser als ein Kühler oder ein Fahrer?

Antworten:

Die Kühlmitteltemperatur bei Verwendung eines Treibers hängt von der Umgebungstemperatur ab. Wenn zum Beispiel draußen +30 sind, hat das Kältemittel eine Temperatur von +35 ... + 40C. Dreiculer wird hauptsächlich in der kalten Jahreszeit verwendet, um Energie zu sparen. Der Kühler kann zu jeder Jahreszeit die eingestellte Temperatur empfangen.

Frage:

Welcher Kühler ist besser - mit wasser- oder luftgekühltem Kondensator? Der Kondensator benötigt jedoch kaltes Wasser zum Abkühlen.

Der wassergekühlte Kühler hat geringere Kosten, aber einen zusätzlichen Trockner Kühlturm kann erforderlich sein, wenn keine Wasserquelle vorhanden ist - Wasserversorgung oder Brunnen.

Frage:

Was ist der Unterschied zwischen einem Wärmepumpenkühler mit und ohne Wärmepumpe?

Antworten:

Der Wärmepumpenkühler kann beheizt werden, dh das Kühlmittel wird nicht nur gekühlt, sondern auch erwärmt. Es muss berücksichtigt werden, dass sich die Erwärmung mit sinkender Temperatur verschlechtert. Das Erhitzen ist am effektivsten, wenn die Temperatur unter minus 5 fällt.

Frage:

In welcher Entfernung kann der Luftkondensator ausgeführt werden?

Antworten:

Typischerweise kann der Kondensator bis zu 15 Meter getragen werden. Bei der Installation eines Ölabscheidungssystems kann der Kondensatorauslass bis zu 50 Meter betragen, vorausgesetzt, der Durchmesser der Kupferleitungen zwischen Kühler und Auslasskondensator ist korrekt angepasst.

Frage:

Was ist die Mindesttemperatur, bei der der Kühler arbeitet?

Antworten:

Bei der Installation des Systems für den Winterstart ist ein Kühlbetrieb bis zu einer Umgebungstemperatur von minus 30 ... -40 möglich. Und bei der Installation von Ventilatoren mit arktischem Design - bis zu minus 55.