Чиллеры с рекуперацией тепла

Во многих технологических процессах зачастую требуется не только отвод избыточного тепла (охлаждение), но также и нагрев. При этом нагрев может требоваться как прямой (непосредственный нагрев оборудования или продукта), так и косвенный (т.е. нагрев сторонних единиц оборудования и процессов, получение теплой воды для бытовых нужд, например).

Существует две схемы получения тепла, произведенного фреоновым холодильным агрегатом (чиллером).

1. С использованием тепловых насосов

2. С использованием рекуперации тепла

Первый способ позволяет производить или тепло или холод (попеременно), в зависимости от потребности.

Второй способ позволяет получать и холод и тепло одновременно путем использования бросового тепла, отведенного от охлажденного объекта.

Схема компрессионного теплового насоса

1) конденсатор, 2) ТРВ, 3) испаритель, 4) компрессор

Тепловой насос — устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой. Тепловой насос аналогичен холодильной машине (чиллеру). Однако, если чиллере основной целью является производство холода путём отбора теплоты от воды посредством испарителя, а конденсатор осуществляет отвод теплоты в окружающую среду, то в тепловом насосе картина обратная. Конденсатор является теплообменным аппаратом, выделяющим теплоту для потребителя, а испаритель — теплообменным аппаратом, утилизирующим низкопотенциальную теплоту.

Тепловые насосы HAEevo

HAEevo – тепловые насосы для получения как холодной, так и теплой воды. Диапазон температур на выходе из испарителя составляет от -10°С до +55°С. Максимальная гибкость системы реализована за счет применения 4-ходового клапана для реверсирования цикла.

Управление HAEevo чиллеров обеспечивается параметрическим микропроцессорным контроллером типа iCHiLL 121C для одноконтурной схемы и тип iCHILL 281L для схемы с двумя контурами. Эти два контроллера управляют всеми основными функциями, в том числе корректировкой, сигнализацией и внешним интерфейсом.

В режиме теплового насоса модельный ряд HAEevo позволяет нагревать рабочую жидкость, тем самым увеличивая общую энергетическую эффективность производственного процесса.

Схема с рекуперацией тепла

Данная схема работает в том случае, если в холодильник встроен теплообменник «фреон-вода», который забирает тепло от фреона, подогревая воду. Теплота воды может быть использована для различных нужд.

Подобные схемы рекуперации тепла реализованы на чиллерах серии Aries Tech и Neptune за счет установки теплообменника в ветвь фреонопровода на участке между компрессором и конденсатором.

Холодильные установки выделяют достаточно большое количество тепла. Это тепло складывается из количества тепла, полученного в процессе охлаждения, и тепла, образуемого в процессе совершения работы сжатия газа с давления кипения до давления конденсации. Чаще всего это тепло в процессе конденсации хладагента утилизируется в окружающую среду при помощи воздушных конденсаторов.

На фоне всеобщей тенденции экономии энергоресурсов такое решение выглядит не совсем разумно. В европейских странах уже давно и повсеместно применяются системы рекуперации тепла, выделяемого холодильными установками. Последнее время и в России отмечается рост интереса к такого рода системам.

Система рекуперации тепла актуальна для объектов, на которых одновременно с потребностью в холодоснабжении существует потребность в горячем водоснабжении или отоплении.

Существует два основных способа использования тепла, получаемого от холодильных установок:

- Рекуперация тепла с целью обогрева воды, используемой для технологических нужд или отопления. Данный способ позволяет эффективно использовать от 20 до 100% тепла, выделяемый холодильными установками. К холодильной системе через теплообменник подключается накопительный резервуар (бойлер), в котором происходит аккумулирование горячей воды или контур отопительной системы.

- Рекуперация тепла для воздушного обогрева помещений без использования теплоносителя. Данный способ значительно эффективнее и позволяет использовать практически 100% тепла. Возможна установка активных и пассивных нагревательных элементов.

В чиллерах модельного ряда Aries Tech используется система рекуперации тепла. Конденсатор оснащен двойным контуром хладагента (два фреоновых контура), между конденсаторами и компрессорами расположен водяной теплообменник. Теплообменник внешне изолирован эластомером для снижения теплопотерь.

При работе с температурой воды на входе в рекуперационный теплообменник ниже 20оС необходимо поддерживать давление в контуре регулирующими клапанами.

Работа в режиме 100% рекуперации тепла возможна только при полной нагрузке на чиллер.

Работа в режиме 20% рекуперации тепла возможна круглогодично.

Пользователь имеет возможность выбирать тип рекуперации по своему усмотрению.