Экономайзер и ресивер в чиллере: что это и зачем нужны

Экономайзер в чиллере — это дополнительный теплообменник в жидкостной линии: часть жидкого хладагента дросселируется, испаряется и переохлаждает остальную жидкость, а образовавшийся пар уходит в промежуточный порт компрессора. Так растут холодопроизводительность и холодильный коэффициент EER там, где компрессор работает с большим перепадом давлений, — на гликоле и в жару. Ресивер — ёмкость для жидкого хладагента после конденсатора; он нужен, когда количество хладагента в контуре меняется от режима к режиму.

Как работает экономайзер

Жидкость после конденсатора делится на два потока. Основной идёт через экономайзер к терморегулирующему вентилю (ТРВ) испарителя. Небольшую часть отводят через свой дроссель, она вскипает при промежуточном давлении и отбирает тепло у основного потока: жидкость переохлаждается ещё на 10–20 °C, ориентировочно.

Переохлаждённая жидкость при дросселировании на ТРВ меньше вскипает, и каждый килограмм хладагента в испарителе забирает больше тепла: на каждый градус переохлаждения холодильный эффект растёт примерно на 1 %. Пар из экономайзера компрессор досжимает не от давления кипения, а от промежуточного, поэтому работа на него меньше, чем выигрыш в холоде. Что такое переохлаждение и как его измерить, разобрано в справочнике о перегреве и переохлаждении.

Экономайзер бывает закрытый — пластинчатый теплообменник, как в схеме ниже, — и открытый: сосуд, в котором жидкость вскипает и отделяется от пара. Порт экономайзера есть у большинства винтовых компрессоров; у спиральных та же идея называется впрыском пара (EVI) и применяется в машинах для минусовых температур и в тепловых насосах.

Когда экономайзер даёт выигрыш

Чем больше перепад между давлением кипения и давлением конденсации, тем больше жидкости вскипает на ТРВ без пользы и тем заметнее выигрыш от переохлаждения. На воде +7 °C при умеренном воздухе он небольшой, и малые серийные машины делают без экономайзера. На гликоле −10 °C и ниже, в жару и у тепловых насосов он становится заметным, а при глубоком холоде без впрыска пара компрессор перегревается по нагнетанию.

В зарубежных каталогах слово «экономайзер» часто означает другое — охлаждение воды наружным воздухом без компрессора (waterside economizer). По-русски это фрикулинг, и он разобран в справочнике о чиллере с фрикулингом.

Ресивер: запас жидкого хладагента

Линейный ресивер стоит сразу после конденсатора и собирает жидкость, которая в данный момент контуру не нужна. Количество хладагента в конденсаторе и трубах меняется с режимом, и без ресивера лишняя жидкость подтапливала бы конденсатор, а её нехватка давала бы пар перед ТРВ.

• Выносной конденсатор. Длинная трасса держит много хладагента, и ресивер обязателен; как считают трассу, сказано в справочнике о трассе выносного конденсатора.
• Зимняя работа. Давление конденсации на морозе поддерживают, частично затапливая конденсатор жидкостью; летом она возвращается в ресивер. Ресивер и жидкостную линию на улице обогревают — об этом справочник о чиллере зимой.
• Откачка перед ремонтом. Весь хладагент можно собрать в ресивере, закрыть вентиль и вскрыть испаритель или ТРВ без потерь заправки.
• Водяной кожухотрубный конденсатор сам работает ресивером: жидкость собирается в нижней части кожуха — см. справочник о кожухотрубном теплообменнике.

Малые моноблоки с точной заправкой часто делают без ресивера: роль запаса играет конденсатор. После ресивера в жидкостной линии стоят фильтр-осушитель и смотровое стекло с индикатором влаги: пузыри в стекле — нехватка хладагента или малое переохлаждение, изменивший цвет индикатор — влага в контуре, и фильтр пора менять, как сказано в справочнике о фильтре-осушителе.

Что из этого следует для подбора

• Гликоль ниже −10 °C или воздух до +40 °C. В опросном листе и при сравнении предложений спрашивают, есть ли экономайзер или впрыск пара и при каком режиме указана холодопроизводительность; как сравнивать, разобрано в справочнике о сравнении коммерческих предложений.
• Выносной конденсатор. Ресивер, регулятор давления конденсации и обогрев входят в комплект поставки, а не докупаются на объекте.
• Низкотемпературные машины на гликоле подбирают индивидуально — порядок описан в справочнике о низкотемпературном чиллере.