Chillere

In aceasta categorie este prezentata o gama larga de chillere ce pot fi utilizate pentru incalzire sau racire in circuit cu ventiloconvectoare. Aceste echipamente au o eficienta termica ridicata, au fost gandite in special pentru climatizarea spatiilor industriale (spre exemplu hale) si au o structura compacta. Chillerele prezentate pe magazinul nostru online au o putere cuprinsa intre 24 kW si 1100 kW, iar majoritatea nu sunt prevazute cu modul hidraulic, fiind necesara amplasarea unei pompe de circulatie si a unui rezervor inertial.

Alegerea echipamentului potrivit poate fi dificila, tocmai de aceea va rugam sa apelati cu incredere la specialistii nostri utilizand datele de contact din site. Preturile difera in functie de modelul ales si de accesoriile incluse, pentru a achizitiona un produs din aceasta categorie, va recomandam sa solicitati telefonic o oferta.

Într-o lume canalizata pe eficiența și economie, companiile cauta soluții viabile și complexe pentru sistemele de climatizare. Chillerele  sunt echipamente utilizate pentru racirea, încalzirea sau dezumidificarea aerului în cladiri rezidențiale și de birouri, în data centere, în spații comerciale și de servicii (depozitare, service-uri etc) de dimensiuni medii și mari.  În domeniul industrial acestea sunt folosite în mod deosebit pentru pentru racirea spațiilor, a  produselor sau a echipamentelor implicate în producție. 

• Despre chillere
  • Ce sunt chillerele
  • Functiile chillerelor
  • Tipuri de chillere
    • Chillere cu absorbtie
      • Chillere cu absorbtie directa
      • Chillere cu absorbtie indirecta
    • Chillere cu compresie
      • Chillere cu compresie pe aer
      • Chillere cu compresie pe apa
  • Tipuri de aplicatii in care se folosesc chillerele
  • Utilizarea chillerelor in spatii mici
• Functionarea si utilizarea chillerelor
  • Componentele chillerelor
  • Cum functioneaza chillerele
  • Montarea chillerelor
  • Intretinerea chillerelor
  • Utilizarea chillerelor impreuna cu alte sisteme de climatizare
• Alegerea unui chiller pentru o cladire
  • Avantajele utilizarii chillerelor
  • Cum se alege un chiller
    • Determinarea nivelului de temperatura dorit
    • Determinarea caldurii degajate si dimensionarea chillerului
    • Alegerea tipului de racire
    • Definirea mediului in care se foloseste chillerul
    • Selectarea chillerului potrivit

Chillerele sunt eficiente, durabile, multifuncționale și practice în aplicații diverse, de la cladiri rezidențiale, la producție industriala de amploare. Aceste “grupuri de racire”, cum mai sunt denumite, sunt opțiuni de confort pentru ansambluri de locuințe și spații economice, dar și soluții de productivitate în diverse domenii de activitate.

În acest articol va descriem ce sunt chillerele, modul lor de funcționare și specificațiile tehnice pe care sa le analizați când alegeți un astfel de echipament. 

Despre chillere

Chillerele sunt sisteme  complexe care asigura racirea apei necesare în sisteme HVAC (heating/ ventilation/ air conditioning - instalații de încalzire/ ventilație/ aer condiționat) pentru spații medii și mari sau în procese industriale (precum injecția de mase plastice, turnatorii, tipografii etc.). Într-un fel, chillerele pot fi asemuite atât aparatelor de aer condiționat, cât și sistemelor de racire a frigiderelor.

În acest articol descriem mai ales funcția de racire a chillerelor,  întrucât este cea mai cunoscuta utilitate a acestora. Totuși, modele de chillere industriale pot fi utilizate ca pompe de caldura pentru prepararea agentului termic sau a apei calde menajere, principiile de funcționare pentru încalzire fiind similare cu cele de refrigerare.

Pe piața exista grupuri de racire cu putere variata, cuprinsa între 3 kW și 1200 kW (modele modulare de chillere). Chillerele de mari capacitați sunt adevarate uzine de frig, utile în special pentru racirea și dezumidificarea aerului din facilitați de mari dimensiuni.  Acestea se monteaza în cladiri de birouri, spații rezidențiale, comerciale și industriale, putând deservi în spații mai mici prin montarea acestora în sisteme HVAC prevazute cu ventiloconvectoare. 

Ce sunt chillerele 

Chillerele sunt sisteme care elimina caldura dintr-un mediu (apa, glicol) sau din aer și o transfera în altul (aer, apa sau mediu înconjurator). Racirea este asigurata de chillere în mai multe etape: extragerea de caldura (prin compresie sau absorbție), transfer de caldura (catre agent de refrigerare) și eliberarea de caldura (în apa, alt fluid sau în mediul ambiental). 

Simplu spus, chillerele sunt echipamente care racesc apa necesara pentru sistemele de aclimatizare sau pentru procesele industriale din fabrici. Acestea extrag caldura dintr-un mediu cu ajutorul unui agent de racire care, mai apoi, circula printr-un schimbator de caldura. Apa racita se întoarce în sistemul de aclimatizare, iar surplusul de caldura este evacuat în aerul înconjurator sau caldura este recuperata pentru alte procese (preparare ACM sau alte etape industriale în care e necesara apa calda).

Funcțiile chillerelor 

Pentru ca au rolul de a “extrage” caldura dintr-un mediu, chillerele pot fi utilizate în sisteme de racire, încalzire, preparare apa calda menajera și dezumidificare a aerului.  Denumite și grupuri de rece, aceste echipamente sunt cunoscute în special pentru utilizarea lor în sisteme complexe de aclimatizare cu funcție de racire.

De asemenea, chillerele pot fi utilizate pe timpul iernii drept pompe de caldura pentru încalzirea agentului termic și a apei calde menajere (când sunt prevazute cu module hidraulice). Cea de a treia utilizare a unui chiller este dezumidificarea aerului.

Tipuri de chillere

Pe piața de instalații de racire-încalzire exista doua mari  tipuri de chillere: prin absorbție și cu compresie.

Diferența între cele doua tipuri de chillere este data, în primul rând, de tehnologia utilizata, diferențierile secundare fiind consecințe ale principiului de funcționare pentru fiecare dintre cele doua.

Chillerele cu absorbție utilizeaza o sursa de caldura pentru racire. Chillerele cu compresie folosesc, dupa cum se deduce din denumire, compresia mecanica pentru racire.  

Alte diferențe între chillerele cu absobție și cele cu compresie: 

• eficiența: COP/ EER este mai mare pentru chillerele cu compresie, dar tehnologia evolueaza spre modele progresiv mai eficiente pentru ambele tipuri;
• dimensiunea: chillerele cu absorbție au dimensiuni mai mari;
• masa: este mai mica la chillerele cu compresie (electrice);
• nivelul de zgomot: chillerele cu absorbție sunt mai silențioase;
• energie electrica de back-up: chillerele prin absorbție pot necesita o sursa de energie electrica de back-up  pentru situații de urgența. Întrucât consumul electric este redus, un generator de capacitate mica este suficient. 

Note: 

• COP reprezinta Coefficient of Performance  - coeficient de performanța (este utilizat în mod deosebit în sisteme de încalzire);
• EER este Energy Efficiency Ratio - Raport de eficiența energetica ( calculat pentru sisteme de racire). 

Întrucât acești parametri sunt importanți în alegerea unui chiller, este util sa notați ca:

COP = Puterea de intrare / puterea de ieșire

EER = puterea de racire în BTU per ora/ puterea electrica de intrare în W  (1 BTU / ora = 0.293 W).

Chillere cu absorbție 

Chillerele cu absorbție necesita  o sursa suplimentara  de caldura, precum vapori, gaze sau apa calda ca soluție de absorbție. Într-un sistem de mica presiune, acest fluid de absorbție este evaporat și astfel se extrage energie termica din apa racita. Cu cât este mai mare caldura utilizata ca sursa de energie, cu atât va fi mai mica temperatura de racire obținuta.

Exista doua tehnologii implementate pentru chillerele cu absorbție: directa (direct fired chiller - DFA) și indirecta (indirect fired absorbtion chiller IFA).  Echipamentele din aceasta categorie mai sunt clasificate în funcție de modul în care este proiectat ciclul de refrigerare, respectiv, chillere cu simplu efect sau dublu efect.

Aceasta este cea mai veche tehnologie de chillere de pe piața. Cea mai utilizata substanța este bromura de litiu (LiBr- H2O - apa este agent frigorific, iar bromura de litiu este absorbant). O alta varianta de agent de absorbție este soluția hidroamoniacala  (H20- NH3 - apa acționeaza ca absorbant, iar HN3 ca agent frigorific).  

Chillere cu absorbție directa

Chillerele sunt prevazute cu arzator pe gaz sau alte tipuri de combustibil pentru a acționa asupra agenților de refrigerare.

Principiile de funcționare sunt similare între cele doua tipuri de boilere (directe/ indirecte), iar diferența este data de faptul ca se utilizeaza flacara asupra agentului de absorbție. Chillerele cu absorbție directa au putere mare de racire datorita sistemului de ardere directa și sunt utilizate pentru încalzire, racire și prepararea apei menajere, iar gazele de ardere pot fi în continuare utilizate pentru alte sisteme energetice.  Sunt, de altfel,  o opțiune pentru regiunile în care energia electrica este scumpa, astfel acestea pot fi considerate chillere industriale. 

Chillerele cu absorbție directa și dublu efect au COP/ EER și puterea de racire mai mari decât cele cu absorbție indirecta. De asemenea, acestea sunt soluții de racire - încalzire pentru spații de mari dimensiuni, considerând ca în România prețul pentru 1 kW/ora termic este mai ieftin decât 1 kW/ora electric.

Chillere cu absorbție indirecta

Chillerele cu absorbție indirecta sunt agregate de putere mai mica decât cele cu racire directa, care, dupa cum sugereaza denumirea, asigura racirea în mod indirect. Apa este racita (o data sau de doua ori, în funcție de tipul tehnologiei) de un agent frigorific dintr-o tava din evaporator. Agentul frigorific vaporizat este absorbit  de o soluție concentrata  cu rol de agent termic (soluție apoasa de LiBr).

Aceste echipamente sunt utilizate pentru racirea spațiilor și asigura puteri medii-mari. Chillerele pe absorbție de apa asigura puteri de racire între aproximativ 20 kW și 175 kW.  Agregatele moderne de acest gen sunt prevazute cu automatizari complexe și pot deservi cladirilor rezidențiale, de birouri sau spațiilor de servicii.

Chillere cu compresie

Chillerele cu compresie sunt modele mai moderne și sunt dintre cele mai des folosite. Acestea sunt formate din compresor, evaporator, condensator și vane. În acest sistem, agentul frigorific aduna caldura, iar condensatorul este racit cu aer sau apa.

Chillerele cu compresie mai sunt cunoscute popular și cilere de aer condiționat,  acesta pote fiindca suntalimentate electric și pentru ca echipamentele de mica putere seamana cu aparatele de aer condiționat cu inverter. 

Exista doua clase de chillere cu compresie în funcție de agentul de racire utilizat: chiller cu aer și apa (mai exact chiller aer - apa, chiller apa- apa și a treia categorie, mai complexa, chiller în pompa de caldura).  

Gama de prețuri pentru chillere este variata, raportata la puterea de racire, EER și tehnologia utilizata. Un chiller pentru racire și încalzire, marca Hyundai, model modular, cu putere de pâna la 1100 kW costa aproximativ 135 de mii de euro.

Iar daca prețul va impresioneaza, trebuie sa remarcați și capacitatea acestuia comparabil cu cel al unui aer condiționat: 1100 KW putere de racire reprezinta 3.753.356 BTU/ora, așadar aceste chillere sunt soluții de racire pentru spații mari, industriale. 

Chillere cu compresie pe aer

Principiul de funcționare pentru chillerele cu compresie pe aer este similar celui descris mai sus.  Acestea folosesc  compresia mecanica,  condensatorul fiind racit de aer. Chillerele cu compresie pe aer sunt instalate la exterior. 

Chillerele racite cu aer sunt echipamente de capacitate medie și mare (prin modulare), care pot fi integrate în sisteme complexe HVAC, prevazute cu ventiloconvectoare.  Acestea sunt practice, mai ales în cazul în care accesul la o sursa de apa este dificil de realizat. 

Chillere cu compresie pe apa

Chillerele cu compresie pe apa folosesc, dupa cum sugereaza numele,  apa drept mediu de racire pentru condensator. Acestea sunt amplasate în general în interiorul cladirii și au amplasat la exterior un turn de racire sau un iaz pentru a dispersa caldura apei din condensator.

Chillerele apa - apa sunt soluții de racire stabile, întrucât nu depind de temperatura ambientala, cum este cazul chilerelor aer - apa. Sunt echipamente de putere medie- mare, potrivite pentru a fi instalate în cladiri industriale sau comerciale.

Tipuri de aplicații în care se folosesc chillerele

Chillerele sunt, în primul rând, utilizate ca  soluții de racire pentru spații mari. Echipamentele reversibile, modulare, sunt utilizate, de asemenea, pentru încalzire.  În funcție de tipul chillerului, dupa cum am descris anterior, acestea pot fi utilizate în:

➢     spații industriale și comerciale;

➢     cladiri de birouri;

➢     spații de servicii (service auto, data center, storage, hale de depozitare/ silozuri, spații de evenimente etc);

➢     ferme (animale și piscicole);

➢     procese industriale ( injecție mase plastice, turnatorii, tipografii, fabrici de bauturi, procese  de taiere cu încalzire LASER);

➢     spații rezidențiale medii și mari.

Utilizarea chillerelor în spații mici

Pe piața sistemelor de aclimatizare se comercializeaza chillere de capacitate redusa (așa numite mini-chillere) de la 3 kW -12 kW, care pot fi instalate în spații mai mici. Ca referința comparabila cu aparatele de aer condiționat, 3 kW reprezinta aproximativ 10.200 BTU / ora, iar 12 kW înseamna 41.000 BTU/ ora.

Spațiile mici pot fi deservite de chillere de mare capacitate când în sistemul de aclimatizare sunt montate ventiloconvectoare și stații de tratare a aerului.

Funcționarea și utilizarea chillerelor 

În prima parte a materialului ne-am concentrat asupra definirii unui chiller și asupra modurilor generale de functionare în funcție de tehnologia utilizata. În continuare discutam despre funcționarea, utilizarea și întreținerea chillerelor, în mod deosebit a modelelor cu compresie, care sunt cel mai des folosite.

Pentru ca sunt echipamente de racire complexe, cu capacitate de racire și dimensiuni considerabile,  chillerele fac parte din proiecte ample HVAC, furnizate și implementate de specialiști. 

Componentele chillerelor

Pentru a aprofunda modul în care un chiller funcționeaza, vom descrie componentele principale.

Vaporizatorul -  acesta racește agentul de racire (apa) transferând caldura catre un agent frigorific. Acesta din urma se transforma în gaz.

Compresorul -  acesta aspira vaporii de aer de joasa presiune și îi comprima la o presiune ridicata, schimbând starea agentului frigorific. Într-un chiller acționeaza  unul sau mai multe compresoare (în special compresoare centrifugale).

Condensatorul -  vaporii aflați la o presiune mare se condenseaza. În acest proces are loc un schimb de caldura.

Vana cu 4 cai -  este utilizata în sisteme de chillere care au și rol de pompa de caldura. În acestea are rol de inversa traseul și etapele în circuit pentru a realiza încalzirea.

În funcție de puterea de racire și calitatea componentelor chillerelor, variaza și gama de prețuri pentru aceste agregate.

Cum funcționeaza chillerele 

Simplist, chillerul poate fi privit ca un sistem de aclimatizare în care un lichid racit extrage caldura cu ajutorul unui agent frigorific,  în timp lichidul încalzit în timpul procesului de transfer se întoarce în circuitul chillerului.

Principiul de funcționare al unui chiller are la baza compresia și modificarea starii agentului frigorific lichid - gaz - lichid, procese care au loc în prezența schimbarii de presiune și temperatura. Agentul frigorific în forma lichida continua circulația în ciclul de refrigerare.

Pentru a trece prin aceste faze, racirea începe cu un gaz de joasa presiune, etapa care are loc la nivelul evaporizatorului. 

Montarea chillerelor

Întrucât sunt echipamente complexe și specializate, chillerele sunt montate de echipe de specialiști. Pentru instalarea unui chiller trebuie ținut cont de : 

➢     tipul de chiller;

➢     capacitatea și eficiența acestuia ( puteți lua reper 1 kW : prețul pentru 1 KW h electric versus prețul pentru a produce 1 kW/h de frig);

➢     evacuarea caldurii;

➢     modul de utilizare (racire sau încalzire);

➢     dimensiunea fizica a chillerului;

➢     alimentarea electrica ( chillerele de mare putere sunt alimentate la tensiune de 400v / 50 Hz);

➢     instalarea sistemelor hidraulice, a ventiloconvectoarelor sau a echipamentelor secundare HVAC, respectiv echipamentele utilizate în procese industriale.

Note:   

• Chillerele sunt utilizate mai ales drept soluții de racire pentru spații mari, industriale. În acest context, montarea va fi executa conform unui plan de instalații detaliat.
• Pentru utilizatorii industriali, prețurile la energie electrica variaza în funcție de contractele și planurile tarifare agreate cu furnizorul.

Întreținerea chillerelor

Întreținerea chillerelor moderne a devenit facila datorita sistemelor moderne de automatizare care permit monitorizarea modului de funcționare și a erorilor. Mentenanța și service-ul pentru chillere este asigurata de firme specializate.

Câteva sfaturi pentru menținerea într-o buna stare de funcționare a chillerelor:

• monitorizați zilnic modul de funcționare;
• pastrați conductele de apa curate pentru eficientizarea transferului de  caldura;
• folosiți soluții anticoroziune pentru tratarea condensatorului;
• pastrați temperatura și debitul apei la intrare în parametrii recomandați de producator;
• faceți teste periodice pentru verificarea modului de funcționare a compresorului.

Utilizarea chillerelor împreuna cu alte sisteme de climatizare

Cel mai frecvent, chillerele sunt utilizate pentru racirea spațiilor medii și mari, folosite în scop industrial sau comercial.

Acestea sunt instalate în sisteme de racire-încalzire prevazute cu ventiloconvectoare și conectate la stații de tratare a aerului pentru a îmbunatați calitatea vieții ocupanților cladirii.  Sistemele de aclimatizare cu ventiloconvectoare sunt executate în funcție de compartimentarea spațiilor și necesitaților de racire-încalzire-dezumidificare din incinta respectiva. 

Alegerea unui chiller pentru o cladire

Alegerea unui chiller pentru o cladire implica analizarea mai multor factori. Importanta este dimensionarea corecta a unui echipament, în funcție de necesitațile de racire ale spațiului. Eficiența, tehnologia folosita, spațiul în care va fi montat, EER (energy efficiency ratio - rata de eficiența energetica), debit, parametri de funcționare.

Aceste criterii se aplica pentru chillere de racire sau cele prevazute pentru funcționare inversa, care acționeaza ca pompe de caldura.

Avantajele utilizarii chillerelor

Datorita capacitații mari de refrigerare, chillerele sunt utile într-o plaja ampla de aplicații rezidențiale și industriale. Concret, chillerele sunt practice pentru :

• racirea unor capacitați mari de apa
• durata mare de viața
• eficiența energetica
• funcționare silențioasa
• siguranța în exploatare

Dezavantajele sunt aduse de costuri mari inițiale pentru achiziție și implementarea proiectului de instalații de racire sau încalzire și necesitatea unei întrețineri continue și adecvate.

Cum se alege un chiller

Un chiller se alege, în primul rând, în funcție de puterea de frig a agregatului raportat la suprafața ce urmeaza a fi racita.

Aspecte tehnice pe care sa le analizați la achiziționarea unui chiller:

• puterea de racire / puterea de încalzire ( pentru echipamente reversibile);
• debit apa;
• EER;
• tensiunea de alimentare;
• puterea electrica absorbita (consumul electric);
• tipul schimbatorului de caldura;
• nivel de zgomot;
• tipuri și numar de compresoare;
• dimensiunile agregatului;
• preturile chillerelor;
• criterii de mentenanța și reparații pentru modelul de chiller ales.

Determinarea nivelului de temperatura dorit

Fiecare model de chiller este prevazut sa funcționeze la performanțe diferite, urmând o curba de temperatura, care depinde inclusiv de temperatura ambientala sau temperatura de intrare a apei. Aceasta se aplica pentru chillerele apa apa, aer-apa. 

Pentru un sistem de racire cu chiller trebuie considerat ca temperatura agentului frigorific sa fie mai mica decât temperatura lichidului de proces care urmeaza sa fie racit , ca în etapele ulterioare temperatura agentului frigorific sa fie crescuta pentru a dispersa caldura.  Gama de temperatura pentru apa racita este între 2 și 7 grade. Nivelul de temperatura depinde și de agentul chimic de refrigerare și de aplicația pentru care chillerul este instalat.

Determinarea caldurii degajate și dimensionarea chillerului

În procesul de racire exista un surplus de caldura care este degajat, însa acest exces poate fi eliberat în atmosfera sau recuperat în alte procese industriale. În funcție de caldura degajata și posibilitațile de instalare, se alege chiller apa-apa (cu posibilitate de instalare în interior și un turn de caldura) sau aer-apa (instalat la exterior).

Pentru dimensionarea corecta a unui chiller apa-apa trebuie sa țineți cont de  volumul de aer ce urmeaza a fi racit, temperatura apei la intrare, temperatura apei la ieșire și debitul apei.

Capacitatea de refrigerare se masoara în mod specific în tone, 1 tona de frig reprezentând 12.000 BTU/h (3,52 kW).

Alegerea tipului de racire

La alegerea tipului de racire, foarte importante sunt resursele și tipul de aplicație în care sistemul va fi implementat. Într-o zona în care accesul la apa este limitat sau costul per metru cub este foarte mare, se vor alege chillere  cu compresie de tipul aer-apa.

De asemenea, pentru procese industriale ample se pot instala chillere cu absorbție directa, acestea având rol de racire - încalzire - dezumidificare pentru volume foarte mari de apa.

Cele mai moderne și practice, proiectate la puteri progresiv mai mari, sunt chillerele cu compresie, reversibile și modulare. Acestea au posibilitatea de racire și încalzire, iar caracteristica lor modulara permite procesarea unor volume mari de frig.

Definirea mediului în care se folosește chillerul

Întrucât temperatura de intrare a apei sau a aerului sunt importante în alegerea și eficiența unui sistem cu chiller, trebuie considerate criterii precum:

• temperatura ambientala a aerului ( pentru chillerele aer-apa);
• temperatura de intrare a apei în circuit ( pentru chillere apa-apa);
• Posibilitați de montare la exterior pentru chillerul aer-apa sau turnul de frig.

Selectarea chillerului potrivit 

La alegerea chillerului potrivit contribuie o plaja mare de factori, de la necesarul de racire, la bugetul pe care îl aveți alocat pentru aceasta investiție.Pentru a beneficia de eficiența chillerelor,  recomandarea noastra este sa alegeți echipamente noi, care sa fie întreținute de catre echipe specializate. Chillerele second-hand pot parea o varianta mai ieftina inițial, dar în timp costurile aferente reparațiilor vor fi foarte mari și veți fi afectați de nefuncționarea echipamentelor.

Criterii pe care sa le luați în calcul pentru alegerea chillerului potrivit:

• aplicația în care chillerul va fi montat;
• puterea de racire, EER și debit;
• tipul de chiller folosit, în funcție de nevoile de racire, resursele de apa și de spațiul de instalare;
• prețul de achiziție;
• costurile de mentenanța.