Вентилятор для чиллера: расход воздуха, регулирование, замена

Вентилятор для чиллера — осевой вентилятор конденсатора диаметром 400–900 мм, который прогоняет через теплообменник ориентировочно 300–400 м³/ч воздуха на каждый киловатт отводимого тепла; у чиллера на 100 кВт холода это 3–4 вентилятора по 10 000–15 000 м³/ч. От вентиляторов зависят давление конденсации, шум и четверть потребляемой мощности. Ниже — какие вентиляторы ставят, как их регулируют, по каким признакам они отказывают и чем заменять.

Сколько воздуха нужно конденсатору

Конденсатор отводит тепло, равное холодопроизводительности плюс мощность компрессоров: у чиллера на 100 кВт это ориентировочно 130 кВт. Воздух нагревается в конденсаторе на 8–12 °C, и расход считают по теплоёмкости воздуха:

L = Q_к × 3600 / (1,2 × 1,005 × Δt)

• L — расход воздуха через конденсатор, м³/ч;
• Q_к — тепло конденсатора, кВт, ориентировочно 1,25–1,35 холодопроизводительности;
• 1,2 — плотность воздуха, кг/м³; 1,005 — теплоёмкость воздуха, кДж/(кг·°C);
• Δt — нагрев воздуха в конденсаторе, °C, обычно 8–12.

Для 130 кВт и 10 °C: 130 × 3600 / (1,2 × 1,005 × 10) = 38 800 м³/ч, то есть три вентилятора диаметром 800 мм. Сколько тепла уходит в конденсатор и как он устроен, разобрано в справочнике о встроенном, выносном и водяном конденсаторе.

Регулирование

Вентиляторы регулируют по давлению конденсации, а не по температуре воздуха: при падении давления ниже уставки обороты снижаются, чтобы терморегулирующий вентиль сохранял перепад. Три способа: ступенчатое отключение вентиляторов по реле давления — дёшево и грубо; регулятор напряжения или частоты для асинхронных двигателей — плавно, но с ростом шума и нагрева обмотки на низких оборотах; EC-вентиляторы со встроенным электронным приводом и входом 0–10 В — плавно, тихо, с потреблением на 30–50 % ниже на частичных режимах. Почему без регулирования чиллер не работает на морозе, разобрано в справочнике о чиллере зимой, а что это даёт в жару — в справочнике о чиллере в жару.

Шум чиллера — это почти целиком вентиляторы: при снижении оборотов на 20 % уровень звука падает на 5–6 дБ, и ночной режим контроллера именно так и работает. Как оценить шум на границе участка, показано в справочнике о шуме чиллера.

Признаки неисправности и замена

• Авария по высокому давлению в жару при чистом конденсаторе — не вращается один из вентиляторов, обратное вращение после работ в щитке или вентилятор крутится от потока воздуха соседних, но не под нагрузкой.
• Шум подшипника, биение крыльчатки, трещина лопасти — вентилятор меняют целиком; разбирать крыльчатку и балансировать на месте не стоит.
• Сработала тепловая защита двигателя — грязная решётка, высокая температура воздуха, низкое напряжение или сдохший конденсатор пуска у однофазного двигателя.
• EC-вентилятор не отвечает на 0–10 В — проверяют сигнал контроллера и разрешающий контакт, прежде чем менять электронику.

Заменяют вентилятор на тот же диаметр, расход, напряжение и направление потока (всасывающий или нагнетающий); EC-вентилятор меняют на EC с тем же управляющим сигналом. Вентилятор меньшего расхода «временно» поднимает давление конденсации на всём чиллере и снижает его холодопроизводительность на 5–10 % на каждый недостающий вентилятор. Что входит в ЗИП и когда вентилятор стоит держать на складе, сказано в справочнике о запчастях и ЗИП для чиллера.

Типовые ошибки

• Регулировать по температуре воздуха. На малой нагрузке давление падает и при +15 °C; регулятор должен смотреть на давление нагнетания.
• Понижать обороты асинхронного двигателя ниже 30 %. Двигатель перегревается, подшипники изнашиваются; для глубокого регулирования ставят EC.
• Заменить на «такой же по диаметру». Крыльчатка с другим углом лопастей даёт на четверть меньше воздуха; смотрят на расход и давление по паспорту.
• Закрыть вентиляторы кожухом от дождя или снега. Рециркуляция горячего воздуха — плюс 5–10 °C к температуре конденсации; требования к расстоянию над вентиляторами — в справочнике о чиллере на кровле.

Что из этого следует для подбора

• Плавное регулирование вентиляторов нужно каждому чиллеру, который работает ниже +10 °C или рядом с жильём; в спецификации пишут «регулирование по давлению конденсации» и, при шумовых ограничениях, EC-вентиляторы.
• Потребление вентиляторов — 1,5–3 % холодопроизводительности, его учитывают в расчёте расхода электроэнергии за год.
• Расстояние над вентиляторами 2 м и свободный подвод воздуха сбоку — условие паспортной холодопроизводительности.