In the production work of various industries, the commonly used chillers are air-cooled chillers or water-cooled chillers. These two types of chillers are the most common in the market.
Air-cooled and water-cooled industrial-grade chillers are critical for industrial processes, such as plastics, pharmaceuticals, commercial printing, and transportation manufacturing. Our clients also rely on them for brewing processes, dairy farm operations, and medical equipment processing.
Both air-cooled and water-cooled chillers work by removing the heat from your processes so that your equipment stays cool, so they can keep running strong. In this post, we’re providing an insider look at the main components of a process chiller and the importance of each one.
If you’ve ever wondered what’s inside a chiller, here are the four main components of both air-cooled and water-cooled process chillers to know about the 4main components of chillers and basic working principles of a water chiller.
1.The First Important Part is Compressor of chiller.
The main engine of chiller cold compressor is screw and centrifugal compressor, and the commercial engine is scroll compressor.
In the refrigeration industry, common compressors can be divided into the following categories.
1)Rotary Compressor
Rotor compressor is a positive-displacement rotary gas compressor. The compression volume is defined by the trochoidally rotating rotor mounted on an eccentric drive shaft with a typical 80 to 85% adiabatic efficiency.
2)Piston Compressor
Piston Compressor is a positive-displacement compressor that uses pistons driven by a crankshaft to deliver gases at high pressure.
3)Screw Compressor
Screw compressor is a type of gas compressor, such as an air compressor, that uses a rotary-type positive-displacement mechanism. These compressors are common in industrial applications and replace more traditional piston compressors where larger volumes of compressed gas are needed, e.g. for large refrigeration cycles such as chillers, or for compressed air systems to operate air-driven tools such as jackhammers and impact wrenches.
4)Magnetic Suspension Centrifugal Compressor
Magnetic suspension centrifugal compressor được thải ra từ máy nén điều hòa thông qua freon nhiệt độ cao và áp suất cao, đi vào bình ngưng, giải phóng nhiệt cho nước làm mát ống đồng, ngưng tụ thành chất lỏng Freon nhiệt độ trung bình và áp suất cao, sau đó giảm áp suất xuống chất lỏng nhiệt độ thấp và áp suất thấp thông qua van ngắt, đi vào thiết bị bay hơi, hấp thụ nhiệt từ nước đông lạnh chảy qua ống đồng trong vỏ thiết bị bay hơi, khí hóa thành khí nhiệt độ thấp và áp suất thấp, và sau đó hít vào máy nén, được sử dụng trong máy nén. Thông qua chu trình này, mục đích làm mát sẽ đạt được.
2. Phần quan trọng thứ hai là thiết bị bay hơi.
Thiết bị bay hơi của máy làm lạnh công nghiệp
Thông thường, có 3 loại Thiết bị bay hơi chúng ta sẽ sử dụng: Thiết bị bay hơi khô / Thiết bị bay hơi toàn lỏng / Thiết bị bay hơi màng mùa thu
1) Thiết bị bay hơi khô
Nguyên lý làm việc là chất làm lạnh chảy trong ống và nước chảy ra ngoài cụm ống. Nói chung, vấn đề tích tụ dầu không tồn tại khi dầu bôi trơn từ vỏ đi vào máy nén cùng với chất làm lạnh.
Thiết bị bay hơi khô chủ yếu bao gồm ống truyền nhiệt, bộ thoát y, ống xả nước, ống đầu vào chất làm lạnh, ống thoát chất làm lạnh, ống dẫn nước làm lạnh, ống thoát nước làm lạnh, nắp và vỏ bên trái và bên phải.
Đặc điểm của thiết bị bay hơi khô:
1. Hệ số truyền nhiệt cao và chênh lệch nhiệt độ nhỏ;
2. Lượng chất làm lạnh được đổ đầy ít hơn, thường chỉ bằng khoảng 1/3 lượng chất lỏng đầy đủ;
3. Khi nhiệt độ gần 0oC, nước sẽ không đóng băng, hệ số truyền nhiệt là 4.thấp và chênh lệch nhiệt độ ở cuối lớn;
5. Cân dễ bám trên bề mặt ống đồng của thiết bị bay hơi và không dễ làm sạch;
2) Thiết bị bay hơi toàn bộ chất lỏng
Chất làm lạnh chảy ra ngoài đường ống và nước chảy vào bên trong đường ống. Nó bao gồm vỏ, ống bay hơi (ống hiệu suất cao), tấm ống, tấm đỡ, v.v.
Đặc điểm của thiết bị bay hơi toàn chất lỏng:
1. Hệ số truyền nhiệt cao và chênh lệch nhiệt độ nhỏ;
2. Nước đi qua đường ống và dễ dàng làm sạch;
3. Chất lỏng làm lạnh về cơ bản lấp đầy bó ống và lượng điện tích lớn;
4.The return oil of full liquid evaporator is difficult and unstable;
5.When the evaporation temperature of refrigeration system is lower than 0 ℃;
6.The water in the tube is easy to freeze and destroy the evaporation tube;
7.The static liquid column of the liquid in the full liquid evaporator increases the saturated evaporation temperature at the bottom.
3)Falling film evaporator
The refrigerant is evenly separated from the distributor, forms a liquid film on the surface of the heat exchange tube, absorbs the heat in the tube and evaporates, and water flows in the tube, which is composed of distributor, shell, evaporation tube (high efficiency tube), tube sheet, support plate, etc.
the Characteristic of Falling Film Evaporator:
1.High heat transfer coefficient and small end temperature difference (better than full liquid, better than dry type);
2.The lubricating oil accumulates at the bottom of the container and is easy to return due to its high concentration;
3.Avoid the liquid column in the full liquid evaporator to increase the saturated evaporation temperature at the bottom;
4.The main pipe phenomenon of falling film is avoided, the heat transfer is more uniform and the efficiency is higher;
5.The water goes through the pipe and is easy to clean;
6.When the evaporation temperature of refrigeration system is lower than 0 ℃, the water in the tube is easy to freeze and destroy the evaporation tube.
3.The Third Main part is Condenser of chiller
It is a part of refrigeration system, belonging to a kind of heat exchanger, which can convert gas or steam into liquid and transfer the heat in the pipe to the air near the pipe in a very fast way. The condenser is a heat releasing device, which transfers the heat absorbed in the evaporator together with the heat converted by the compressor work to the cooling medium. The working process of condenser is an exothermic process, so the temperature of condenser is higher.
It is composed of built-in separator, shell, evaporation tube (high efficiency tube), tube sheet, support plate, subcooler, etc.
Theo môi trường làm mát khác nhau, thiết bị ngưng tụ có thể được chia thành ba loại: loại làm mát bằng nước, loại làm mát bằng không khí và loại bay hơi.
1) Bình ngưng làm mát bằng nước
Bình ngưng làm mát bằng nước lấy nước làm môi trường làm mát và lấy đi nhiệt ngưng tụ do nhiệt độ của nước tăng. Nước làm mát thường được tái chế, nhưng tháp giải nhiệt hoặc bể làm mát phải được lắp đặt trong hệ thống. Theo cấu trúc của nó, thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước có thể được chia thành thiết bị ngưng tụ vỏ và ống và thiết bị ngưng tụ dạng ống và ống.
a. Bình ngưng vỏ và ống dọc
Các tính năng chính như sau:
1) Do lưu lượng làm mát lớn và tốc độ dòng chảy cao nên hệ số truyền nhiệt cao.
2) Lắp đặt theo chiều dọc có diện tích nhỏ và có thể lắp đặt ngoài trời.
3) The cooling water flows directly and the flow rate is large, so the requirement of water quality is not high. Generally, the common water can be used as cooling water.
4) The scale in the pipe is easy to clean, and it is not necessary to stop the refrigeration system.
5) The temperature rise of the cooling water in the vertical condenser is generally only 2-4 ℃, and the logarithmic average temperature difference is generally about 5-6 ℃, so the water consumption is large. And because the equipment is placed in the air, the pipe is easy to be corroded, and the leakage is easy to be found.
b.Horizontal shell and tube condenser
Nó có cấu trúc vỏ tương tự với bình ngưng thẳng đứng, điểm khác biệt chính nằm ở vị trí đặt vỏ nằm ngang và dòng nước đa kênh.
Bình ngưng ngang được sử dụng rộng rãi trong hệ thống lạnh và hệ thống làm lạnh freon, nhưng cấu trúc của nó hơi khác một chút. Theo thiết bị ngưng tụ ngang, ống làm mát là ống liền mạch trơn tru, trong khi ống làm mát của thiết bị ngưng tụ ngang Freon nói chung là ống đồng có sườn thấp.
Điều này là do hệ số tỏa nhiệt của Freon thấp. Điều đáng chú ý là một số thiết bị làm lạnh freon thường không có bể chứa chất lỏng. Nhưng chỉ sử dụng một vài dãy ống ở dưới đáy bình ngưng, chúng cũng dùng làm bể chứa chất lỏng.
c.Bình ngưng hình ống
The vapor of the refrigerant enters the cavity between the inner and outer tubes from above, condenses on the outer surface of the inner tube, and the liquid flows down at the bottom of the outer tube in turn, and flows into the liquid reservoir from the lower end.
The cooling water enters from the lower part of the condenser and flows out from the upper part of the condenser through the inner tubes of each row in turn. This kind of condenser has the advantages of simple structure, easy manufacture, and good heat transfer effect because of single tube condensation and opposite medium flow direction.
Its disadvantage is that the metal consumption is large, and when the number of longitudinal tubes is large, the lower tube is filled with more liquid, so that the heat transfer area can not be fully utilized.
In addition, the compactness is poor, the cleaning is difficult, and a large number of connecting elbows are needed. Therefore, this kind of condenser has been rarely used in refrigeration device. Casing condenser is still widely used in small Freon air conditioning units.
d. Air cooled condenser
Air cooled condenser takes air as cooling medium and takes away condensation heat by air temperature rise. This kind of condenser is suitable for the situation of extreme lack of water or water supply, and is commonly used in small freon refrigeration units. According to the different ways of air flow, it can be divided into natural convection and forced convection.
e. Evaporative condenser
The heat transfer of evaporative condenser mainly depends on the evaporation of cooling water in the air to absorb the latent heat of gasification. According to the way of air flow, it can be divided into suction type and pressure type.
The evaporative condenser is composed of cooling pipe group, water supply equipment, fan, water baffle and box. The cooling pipe group is a snake coil group made of seamless pipe bending, which is installed in a rectangular box made of thin steel plate. The two sides or top of the box body are provided with ventilators, and the bottom of the box body is also used as a cooling water circulating pool.
Parallel connection of evaporative condenser and shell and tube condenser:
4.The Forth Important part is Throttling Device
Throttling device of chiller
The main function is to throttle and depressurize, control and regulate the refrigerant flow and superheat.
Double orifice plate: slow adjustment response; almost no adjustment ability; small energy adjustment range; low cost.
Electronic expansion valve: simple structure, small resistance, wide energy regulation, rapid response to energy efficiency regulation, high cost.
Pro tip: For low-temperature requirements, ask about electronic expansion valves (EEVs) to give you tight superheat control. They work by using a stepper motor that precisely regulates the valve’s position.
Each of these components of industrial-grade process chillers serves a vital role in cooling your equipment.
To learn more about how chillers work and If you’re interested in our chiller, request a quote,
pls sent your E-mail to LLi@aptcoating.com, or call +(86) 134 3313 1656 .