Jak działa chiller? Zasada działania agregatu wody lodowej

Jak działa chiller?

Chiller działa na zasadzie cyklu chłodniczego. Chociaż istnieje wiele różnych agregatów, większość z nich wykorzystuje tę samą metodę usuwania wysokiej temperatury.

Istotną częścią procesu jest wspomniany czynnik chłodniczy, który zatrzymuje więcej ciepła, niż woda lub powietrze. Dzięki temu pomaga w utrzymaniu stabilnych warunków termicznych.

Koncepcja chillera opiera się na zasadzie, że chłodzenie polega na usuwaniu ciepła z procesu i uwalnianiu go do powietrza.

Niemal wszystkie agregaty chłodnicze posiadają skraplacz, kompresor, zawór rozprężny i parownik. Między nimi krąży czynnik chłodniczy w specjalnych wężach do chłodziwa. Chiller przekształca go z cieczy w parę, a następnie z powrotem w ciecz.

W postaci pary czynnik chłodniczy usuwa ciepło z procesu. Natomiast po powrocie do postaci ciekłej za sprawą sprężarki i skraplacza, czynnik rozpoczyna kolejny cykl w układzie, aby odzyskać ciepło z procesu lub operacji.

Czym jest cykl chłodniczy?

Cykl chłodniczy jest bardzo prostym, ale niezwykle sprytnym i przydatnym procesem. W najbardziej podstawowej formie składa się z czterech komponentów, które tworzą zamknięty obwód:

• kompresora, 
• skraplacza, 
• urządzenia rozprężnego, 
• parownika.

Ostatnim elementem cyklu jest czynnik chłodniczy. Krąży w obiegu i odprowadza ciepło.

Cykl zaczyna się w kompresorze, który spręża czynnik chłodniczy i rozprowadza go po całym obwodzie. Dalej skraplacz chłodzi czynnik i zmienia go w parę, a następnie w ciecz.

Zadaniem urządzenia rozprężnego jest redukcja ciśnienia, aby czynnik chłodniczy łatwiej przechodził w stan gazowy w parowniku. Stamtąd czynnik wraca do kompresora i cykl rozpoczyna się od nowa.

Czynnik chłodniczy w obiegu jest zarówno gazem, parą i płynem. To właśnie zmiana jego stanu skupienia powoduje efekt chłodzenia i jest główną zasadą cyklu chłodniczego

Od czego zależy wydajność chillera?

Wydajność chillera jest zależna od wielu czynników, takich jak jego rodzaj i wielkość, warunki termiczne otoczenia czy pożądana temperatura procesu.

Wydajność chłodnicza mierzy zdolność systemu chłodzenia do usuwania ciepła. Jej jednostkami w układzie SI są waty (W), ale może być ona również wyrażona w brytyjskich jednostkach cieplnych na godzinę (BTU/h) lub tonach chłodniczych (RT).

Wydajność chillera spada wraz z redukcją temperatury zadanej. Gdy pożądana wartość jest niższa, różnica temperatur między czynnikiem chłodniczym a cieczą w agregacie jest mniejsza. W rezultacie efektywność transferu ciepła spada, co przekłada się na redukcję wydajności chłodzenia.

W związku z tym specyfikacje producenta dla danej jednostki często wskazują wydajność chillera w określonej temperaturze.

Jak już wspomnieliśmy, na wydajność chillera mają również wpływ warunki termiczne otoczenia (lub temperatura wody w przypadku urządzeń chłodzonych wodą). Usuwanie ciepła będzie utrudnione przy wyższych temperaturach powietrza lub wody.

Finalnie na wydajność ma również wpływ konserwacja. Jeśli chiller jest zabrudzony lub w złym stanie, jego efektywność spadnie.

FAQ

Czy chillery są przyjazne środowisku?

Chillery mogą być przyjazne środowisku, ale zależy to od wielu czynników. Chodzi przede wszystkim o rodzaj czynnika chłodniczego oraz zużycie energii. Jeśli wybierzesz urządzenie z chłodziwem mniej szkodliwym dla środowiska oraz oszczędne energetycznie, zmniejszysz swój ślad węglowy i ograniczysz produkcję gazów cieplarnianych.

Jaka jest idealna temperatura chillera?

Idealna temperatura chillera zależy od aplikacji. Dla przykładu: chillery stosowane w centrach danych utrzymują temperaturę poniżej 20 stopni Celsjusza, natomiast przy produkcji żywności poniżej 4 stopni Celsjusza.

Jak długo działają agregaty chłodnicze?

Generalnie agregaty chłodnicze działają od 15 do nawet 30 lat. Jednak na ich żywotność wpływa wiele czynników, takich jak np. rodzaj chillera, jakość konstrukcji czy regularna konserwacja. Dzięki dbałości o poszczególne podzespoły urządzenia możesz znacznie wydłużyć jego przydatność użytkową.

Podsumowanie

Chillery działają w oparciu o czteroetapowy proces: parowanie, sprężanie, skraplanie i rozprężanie. Obecny w nich czynnik chłodniczy przechodzi przez każde stadium w celu pochłonięcia ciepła z powietrza lub wody i uwolnienia go do atmosfery.

Urządzenia tego typu są istotną częścią wielu systemów HVAC i odgrywają ważną rolę w procesach produkcyjnych, a także budynkach użyteczności publicznej.

Znajomość zasady działania chillerów nie tylko ułatwi ci dobór odpowiedniego urządzenia, ale również jego obsługę.