Čileriai

Čileriai technologiniam šaldymui – kai reikia kontroliuoti skysčio, o ne tik oro temperatūrą

Čileris – tai šaldymo mašina, kuri aušina vandenį, glikolį ar kitą šilumnešį ir per hidraulinį kontūrą perduoda šaltį technologiniam procesui. Tokia architektūra ypač naudinga tada, kai vienu stabilios temperatūros skysčio kontūru reikia aušinti gamybos įrangą, talpas, šilumokaičius, proceso linijas ar kelis atskirus vartotojus.

Pagrindinė mūsų kompetencija – technologinis šaldymas alaus ir pieno gamybai, maisto pramonei, staklėms, lazeriams, plastiko ar gumos perdirbimo įrangai, sandėliams, specialioms šaldymo kameroms ir kitiems procesams, kuriems reikalinga stabili šilumnešio temperatūra.

Jei projektas jau parengtas, čilerį ir hidraulinę dalį komplektuojame pagal suderintą techninę užduotį. Jei projekto dar nėra, pirmiausia turi būti nustatyta reali proceso šiluminė apkrova, temperatūrų režimas, hidraulinė schema ir rezervavimo lygis.

Kokius duomenis reikia žinoti prieš parenkant čilerį?

Vien nominalios šaldymo galios kW neužtenka. Tą pačią 100 kW apkrovą galima aušinti labai skirtingais režimais, o nuo jų tiesiogiai priklausys kompresoriaus darbas, šilumokaičio dydis, šaltnešio pasirinkimas ir energijos sąnaudos.

• reikalinga šaldymo galia kW ir jos kitimas darbo metu;
• į čilerį grįžtančio ir iš jo tiekiamo skysčio temperatūros;
• reikalingas srautas ir leistinas slėgio kritimas;
• šilumnešis – vanduo, etilenglikolis, propilenglikolis ar kitas skystis;
• mažiausia galima skysčio temperatūra ir užšalimo rizika;
• darbo grafikas – valandos per parą, savaitę ir sezoną;
• minimali ir maksimali lauko temperatūra;
• ar procesas gali trumpam sustoti, ar reikalingas rezervas;
• ar objekte yra panaudojamas šilumos poreikis;
• ar sistema turės veikti kartu su laisvasis aušinimas arba adiabatinio aušinimo pakopa.

Vanduo ar glikolis? Didesnė koncentracija nėra automatiškai geriau

Jeigu kontūras gali patekti į neigiamą temperatūrą arba dalis vamzdynų ir šilumokaičių yra lauke, vanduo dažnai keičiamas vandens–glikolio mišiniu. Glikolis sumažina užšalimo temperatūrą, tačiau už tai mokama didesne klampa, didesniais siurblių slėgio nuostoliais ir prastesniu šilumos perdavimu.

Todėl glikolio koncentracijos nereikėtų rinktis principu „kuo daugiau, tuo saugiau“. Ji parenkama pagal mažiausią realiai galimą šilumnešio temperatūrą su reikalinga saugos atsarga. Per didelė koncentracija gali be reikalo padidinti siurblio elektros sąnaudas ir sumažinti visos sistemos efektyvumą.

R290 čileriai – natūralus šaltnešis ir gamykloje sukomplektuota sistema

R290 – propanas – turi labai mažą GWP ir šiandien yra viena plačiai taikomų natūralių šaltnešių krypčių mažiems, vidutiniams ir daliai didesnių technologinių čilerių.

Modernūs R290 čileriai projektuojami su keliomis nepriklausomomis šaldymo grandinėmis ir nedideliu šaltnešio kiekiu kiekviename kontūre. Tai leidžia kontroliuoti A3 degumo riziką ir kartu išlaikyti aukštą dalinės apkrovos efektyvumą.

INTARCON R290 gamoje naudojami kompaktiški lauko montavimo čileriai ir visiškai inverteriniai (Full Inverter) sprendimai, kuriuose kiekvieno kompresoriaus galia gali būti moduliuojama pagal realią apkrovą. Priklausomai nuo modelio hidraulinė dalis gali būti integruota bendrame rėme, todėl objekte sumažėja montavimo ir paleidimo darbų apimtis.

R290 pasirinkimas vis tiek turi būti vertinamas kartu su A3 saugos reikalavimais, įrenginio vieta, konkrečiu šaltnešio užpildu ir gamintojo instrukcijomis.

Plačiau – R290 čileriai.

R717 / NH₃ čileriai – labai stiprus pasirinkimas didesnei pramonei

Amoniakas R717 yra vienas efektyviausių klasikinių pramoninio šaldymo šaltnešių ir turi GWP 0 bei ODP 0. Jo pagrindinis ribojantis veiksnys nėra aplinkosauga, o sauga: R717 pagal šaltnešių klasifikaciją priklauso B2L kategorijai, todėl reikalingi atitinkami toksikologinės ir mažesnio degumo rizikos sprendimai, kvalifikuotas aptarnavimas ir tinkama įrangos vieta.

Šiuolaikiniai low-charge R717 čileriai gerokai skiriasi nuo senų didelio amoniako užpildo mašininių. Pavyzdžiui, INTARCON Ammolite gamintojas deklaruoja maždaug 70 g R717 vienam kW šaldymo galios, o kai kurie naujesni pramoniniai sprendimai rinkoje pasiekia dar mažesnius specifinius užpildus. Tai yra konkrečių konstrukcijų charakteristika, o ne universali visų amoniakinių sistemų taisyklė.

R717 ypač racionalus didesnėse, daug valandų per metus veikiančiose sistemose, kur svarbios ilgalaikės elektros sąnaudos ir technologinė apkrova. Dažnai čileris statomas lauke, o į pastatą įvedamas tik antrinis vandens ar glikolio kontūras, taip sumažinant šaltnešio kiekį pastato viduje.

Plačiau – Pramoniniai R717 čileriai.

Klasikiniai A1 ir mažo GWP A2L čileriai

Fluorinti šaltnešiai neišnyksta vienu metu, tačiau jų pasirinkimą vis labiau riboja Reglamento (ES) 2024/573 etapai. Nuo 2027 m. naujiems stacionariems čileriams taikomi svarbūs GWP apribojimai: iki 12 kW galios įrangai iš esmės nebeleidžiamos F-dujos su GWP ≥150, o didesniems nei 12 kW čileriams – F-dujos su GWP ≥750, išskyrus reglamente numatytas saugos išimtis.

Todėl šiuolaikinis „klasikinis čileris“ nebūtinai reiškia seną aukšto GWP HFC. Priklausomai nuo galios ir projekto gali būti naudojami mažesnio GWP A1, A2L ar HFO/HFC sprendimai. A2L turi papildomus degumo rizikos vertinimus, tačiau dažnai leidžia išlaikyti labai pažįstamą čilerio architektūrą.

Plačiau – Klasikiniai čileriai.

SEPR, EER ir dalinė apkrova – kodėl vien nominalaus COP neužtenka?

Procesinių čilerių efektyvumui Europos reglamentuose naudojamas SEPR – Seasonal Energy Performance Ratio. Jis vertina ne vien vieną nominalų tašką, bet įrenginio darbą skirtingomis dalinėmis apkrovomis ir aplinkos temperatūromis.

Tai svarbu todėl, kad realiame objekte čileris didžiąją metų dalį neveikia 100 % projektine galia. Jeigu 100 kW mašina turi keturis vienodo dydžio kompresorius, jos bazinės galios pakopos gali būti 25–50–75–100 %. Inverterinis kompresorius arba daugiau mažesnių pakopų leidžia daug tiksliau sekti 10, 20 ar 35 % realią apkrovą.

Vertinant du skirtingus čilerius, COP, EER ar SEPR galima lyginti tik prie vienodų bandymo sąlygų. Individualios sistemos ekonomikai svarbiausias galutinis rodiklis yra metinis elektros energijos suvartojimas realiame proceso darbo profilyje.

Free cooling – Lietuvoje tai turi būti vienas pagrindinių pasirinkimo kriterijų

Jeigu technologiniam procesui šalto skysčio reikia visus metus, Lietuvos klimatas leidžia didelę metų dalį panaudoti lauko orą tiesioginiam šilumnešio aušinimui ir sumažinti kompresorių darbą.

Free cooling efektyvumas pirmiausia priklauso nuo reikalingos tiekiamo skysčio temperatūros ir sauso aušintuvo „approach“ – temperatūrų skirtumo, kurio reikia tarp lauko oro ir šilumnešio, kad šilumokaitis galėtų perduoti reikiamą galią.

Kuo aukštesnės temperatūros skystį leidžia technologinis procesas, tuo daugiau valandų per metus galima aušinti be kompresoriaus arba su labai maža jo pagalba. Pavyzdžiui, +30/+25 °C proceso kontūras yra visai kita užduotis negu +7/+12 °C oro kondicionavimo režimas.

Adiabatinis laisvasis aušinimas – kai sauso oro jau nebeužtenka

Karštą dieną įprastas sausas aušintuvas negali atšaldyti skysčio žemiau aplinkos sausosios termometro temperatūros. Adiabatinė sistema prieš šilumokaitį išgarina vandenį ir atšaldo įeinantį orą link jo šlapiojo termometro temperatūros. Todėl tinkamomis oro drėgmės sąlygomis skystį galima aušinti keliais laipsniais žemiau lauko sausosios temperatūros.

CABERO šioje srityje turi kelias skirtingas technologijas. Naujos kartos CABERO DUO gamintojas deklaruoja šilumnešio išėjimo temperatūrą maždaug 2–3 K virš lauko oro šlapiojo termometro temperatūros. Tai svarbesnis kriterijus už reklaminį teiginį „iki 9 K žemiau lauko temperatūros“, nes realus laimėjimas priklauso nuo konkrečios dienos temperatūros ir santykinės drėgmės.

Jeigu karštą, sausą dieną šlapiojo termometro temperatūra yra gerokai žemesnė už sausojo termometro, skirtumas gali būti labai didelis ir 7–9 K žemiau lauko sausosios temperatūros gali būti visiškai realus. Karštą, bet labai drėgną dieną šlapiojo termometro priartėja prie sausojo termometro, todėl adiabatikos nauda sumažėja.

CABERO turi ir intensyvesnio garinimo sistemas, kurių ribinė šilumnešio temperatūra priartėja maždaug iki 1,5 K virš šlapiojo termometro, tačiau tokio sprendimo pasirinkime daugiau reikšmės įgauna vandens vartojimas, vandens kokybė, higiena ir eksploatacinė priežiūra.

Ką Lietuvos klimatas reiškia +30/+25 °C technologiniam kontūrui?

Lietuvos hidrometeorologijos tarnybos 1991–2020 m. klimato norma rodo, kad vidutinė metinė oro temperatūra Lietuvoje yra apie +7,4 °C, o ne +22 °C. Šilčiausio mėnesio – liepos – vidurkis yra apie +18,3 °C.

Projektavimui dar naudingesnės dienos ir nakties reikšmės. Kaune birželio–rugpjūčio vidutinės dienos maksimalios temperatūros yra apie 21,7 / 24,0 / 23,5 °C, o vidutinės nakties minimalios – apie 11,0 / 13,5 / 12,8 °C. Vilniuje atitinkamai apie 21,8 / 23,8 / 23,1 °C ir 11,2 / 13,6 / 12,7 °C. Pajūryje dienos kiek vėsesnės.

Tai reiškia, kad +30/+25 °C technologinis kontūras Lietuvos sąlygomis yra labai įdomus laisvasis aušinimas ir adiabatikos kandidatas. Didelę metų dalį sausas aušintuvas gali padengti visą arba dalį apkrovos, o karštesnėmis vasaros valandomis adiabatinė pakopa gali priartinti aušinimą prie šlapiojo termometro ribos.

Tačiau procesui, kuriam +25 °C tiekiamas skystis privalo būti garantuotas 24/7, vien vidutiniais klimato duomenimis remtis negalima. Reikia tikrinti objekto vietos projektines sausojo termometro ir šlapiojo termometro sąlygas, šilumokaičio approach ir numatyti rezervinę kompresorinę arba kitą aušinimo pakopą toms retoms valandoms, kai oras yra ir karštas, ir drėgnas.

Naktinis laisvasis aušinimas ir akumuliacinė talpa

Lietuvoje vasaros nakties temperatūra vidutiniškai yra maždaug 10 K žemesnė už dienos maksimumą. Jeigu technologinis procesas leidžia, tai galima panaudoti ne tik tiesioginiam aušinimui, bet ir didesnei akumuliacinei talpai: naktį pigiai atvėsinti didesnį šilumnešio kiekį, o dieną šį rezervą panaudoti piko apkrovai sumažinti.

Toks sprendimas nėra universalus – rezervuaro dydis, papildomi siurbliai ir vieta taip pat kainuoja. Tačiau visus metus veikiančiam procesui su aukštesne vandens ar glikolio temperatūra tai gali būti labai racionali alternatyva didesniam kompresoriniam čileriui.

Daržovių ir vaisių kameros – kur čileris su glikoliu turi papildomą prasmę

Vaisių ir daržovių saugyklose svarbi ne tik oro temperatūra. Didelis produkto masės praradimas dažnai susijęs su drėgmės pašalinimu iš oro, todėl reikia kontroliuoti temperatūrų skirtumą tarp kameros oro ir šaldančio paviršiaus bei oro judėjimą.

Čileris su antriniu glikolio kontūru leidžia stabiliai tiekti šilumnešį keliems didelio paviršiaus oro aušintuvams ir projektuoti mažą oro–šilumnešio temperatūrų diferenciją. Tai gali padėti išlaikyti aukštesnę santykinę drėgmę ir sumažinti produkto džiūvimą.

Tačiau tai nėra vienintelis techninis būdas pasiekti mažą ΔT. Tinkamai parinkta DX sistema su dideliu garintuvu ir elektroniniu išsiplėtimo vožtuvu taip pat gali dirbti su maža temperatūrų diferencija. Todėl čilerį pasirenkame tada, kai jo hidraulinė architektūra ir proceso valdymas duoda realią papildomą naudą.

Hidraulinė dalis – čilerio sistema nesibaigia ties šaldymo mašina

Net labai geras čileris neveiks tinkamai, jei hidraulinė dalis parinkta neteisingai. Reikia suderinti siurblio slėgį, srautą, vamzdynų diametrus, balansavimą, akumuliacinę talpą, išsiplėtimo indą, oro atskyrimą, filtravimą ir apsaugą nuo minimalaus srauto.

Jeigu procesas kritinis, siurbliai gali būti dubliuojami, o čilerio šaldymo galia padalijama į kelis nepriklausomus kontūrus. Gedimo atveju tikslas nėra būtinai išlaikyti 100 % galios – dažnai ekonomiškai pakanka tokio rezervo, kuris leidžia saugiai užbaigti technologinį ciklą arba palaikyti minimalią būtiną temperatūrą.

Šilumos atgavimas – vertiname ne procentą, o temperatūros lygį ir realų vartotoją

Čilerio kondensatoriaus pusėje reikia pašalinti ne tik iš proceso paimtą šilumą, bet ir kompresorių sunaudotą elektrinę galią. Todėl teoriškai iš sistemos pašalinamos šilumos kiekis yra didesnis už nominalią čilerio šaldymo galią.

Praktiškai svarbiausias klausimas yra ne „kiek procentų galima atgauti“, o kokios temperatūros šilumą gauname ir ar tuo pačiu metu turime kam ją panaudoti. Galimas dalinis aukštesnės temperatūros desuperheater šilumos atgavimas arba platesnis kondensacinės šilumos panaudojimas.

Plačiau – Atliekinės šilumos panaudojimas.

Monitoringas ir paleidimas

Technologiniame procese svarbu matyti ne tik tiekiamo vandens temperatūrą. Priklausomai nuo sistemos galima registruoti įėjimo ir išėjimo temperatūras, srautą, slėgį, kompresorių darbo laiką, ventiliatorių ir siurblių būsenas, laisvasis aušinimas procentą, adiabatikos darbą, vandens sunaudojimą ir aliarmus.

Paleidimo metu tikriname, ar realus srautas ir temperatūrų skirtumas atitinka projektinius duomenis, ar teisingai veikia kompresorių sekos, inverteriai, siurbliai, laisvasis aušinimas, adiabatinės pakopos ir rezervavimo logika.

Kokią informaciją atsiųsti čilerio pasiūlymui?

• kokį procesą arba įrangą reikia aušinti;
• projektinę šaldymo galią kW;
• tiekiamo ir grįžtančio skysčio temperatūras;
• reikalingą srautą arba proceso šiluminę apkrovą;
• šilumnešio tipą ir koncentraciją, jei ji jau nustatyta;
• darbo grafiką ir ar sistema veiks visus metus;
• minimalią ir maksimalią lauko temperatūrą;
• ar reikalingas laisvasis aušinimas arba adiabatinis aušinimas;
• ar reikia rezervinio siurblio, kelių kontūrų ar dalinio galios rezervo;
• ar objekte yra šilumos vartotojas, kuriam galima naudoti atliekinę šilumą;
• projekto, principinės schemos arba proceso įrangos dokumentus.

Jeigu dalies parametrų neturite, atsiųskite proceso aprašymą ir turimus įrangos duomenis. Pagal juos galima nustatyti, kokių pradinių duomenų dar trūksta čilerio parinkimui.

Dažniausi klausimai apie pramoninius čilerius

Ar jūsų čileriai skirti oro kondicionavimui?

Galimi ir tokie sprendimai, tačiau tai nėra mūsų pagrindinė kryptis. Daugiausia dirbame su technologinio proceso aušinimu – vandeniu ar glikoliu alaus, pieno, maisto gamybos, staklių ir kitų pramoninių įrenginių kontūruose.

Kada verta rinktis R290?

Kai tinka lauko montavimas, galima suvaldyti A3 saugos reikalavimus ir norima natūralaus mažo GWP šaltnešio. R290 ypač patrauklus gamykloje sukomplektuotuose, kelių mažo užpildo kontūrų čileriuose.

Kada R717 racionalesnis už R290?

Paprastai didesnėse ir daug valandų per metus dirbančiose pramoninėse sistemose, kur aukštas efektyvumas gali pateisinti specifinius R717 saugos ir aptarnavimo reikalavimus.

Ar laisvasis aušinimas gali visiškai pakeisti kompresorinį čilerį?

Tik tada, kai proceso reikalinga skysčio temperatūra, vietos klimatas ir šilumokaičio dydis leidžia ją garantuoti visomis projektinėmis sąlygomis. Dažniau laisvasis aušinimas mažina kompresorių darbo valandas, o kompresorinis etapas lieka piko ir karštų oro sąlygų rezervu.

Kuo adiabatinis aušinimas skiriasi nuo sauso laisvasis aušinimas?

Sausas aušintuvas remiasi lauko sausojo termometro temperatūra. Adiabatinė sistema išgarindama vandenį prieš šilumokaitį sumažina įeinančio oro temperatūrą link šlapiojo termometro, todėl tam tikromis oro sąlygomis skystį galima atvėsinti žemiau lauko sausosios temperatūros.

Ar +30/+25 °C kontūrui Lietuvoje verta svarstyti adiabatiką?

Taip. Toks aukštos temperatūros technologinis kontūras turi didelį laisvasis aušinimas potencialą. Tačiau jeigu +25 °C tiekimas turi būti garantuotas be išimčių, galutinė schema turi būti tikrinama pagal konkretaus objekto sausojo termometro ir šlapiojo termometro projektines sąlygas ir turėti rezervinę aušinimo pakopą.

Reikia čilerio technologiniam procesui?

Atsiųskite projektą, proceso aprašymą arba pagrindinius temperatūrų ir galios duomenis. Įvertinsime čilerio komplektaciją, šilumnešį, hidraulinę dalį, laisvasis aušinimas, adiabatikos, rezervavimo ir stebėsenos poreikį bei pateiksime individualų pasiūlymą.

Gauti individualų pasiūlymą   |   Pasikonsultuoti dėl čilerio