Современная электроника №6/2021

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 38 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2021 Терморегулятор управляет чиллером В данной публикации автор представляет систему охлаждения и термостабилизации с теплообменником. Охладителями в данной системе являются чиллеры, управляемые двухканальным терморегулятором. Автор приводит конкретные примеры применения представляемой системы в лазерных технологиях. Сергей Шишкин (г. Саров) В настоящее время во многих сфе- рах жизнедеятельности человека используется чиллер (англ. chiller) – холодильный агрегат, применяемый для охлаждения жидких теплоноси- телей. В качестве жидкого теплоноси- теля может выступать вода или смесь гликоля. Охлаждённая вода – популяр- ный компонент многих технических и бытовых процессов. Принцип работы чиллера заключа- ется в следующем. Хладагент в газо- образном состоянии с низкой тем- пературой и низким давлением из испарителя попадает в компрессор, где превращается в газ с высокой тем- пературой и высоким давлением, кон- денсатор охлаждается холодной водой или холодным воздухом. В испарителе хладагент испаряется и охлаждает воду. В этот момент он поглощает тепловую энергию из теплоносителя, снижая его температуру. То есть по способу охлаж- дения конденсатора чиллеры можно разделить на два типа: водяные и воз- душные. В водяных чиллерах конден- сатор охлаждается обычной проточ- ной водой. Чиллер для воды считается наиболее экономичным и стоит дешев- ле. Однако для такого агрегата потре- буется установка системы оборотного водоснабжения. Воздушные чиллеры работают по тому же принципу, что и обычные бытовые кондиционеры. То есть из вентилятора направляется поток воздуха, который обдувает кон- денсатор. Современный чиллер оснащён высо- кокачественным, высокоэффективным, малошумным компрессором, нержаве- ющими высококачественными трубо- проводами, встроенным внутренним теплообменником, а так же и контрол- лером, который поддерживает работу контрольной панели и управляет чил- лером по заданным алгоритмам. Локальная система управления чил- лера следит за основными параметрами жидкого теплоносителя (наличие пото- ка, температура, давление) и при нали- чии ошибок выдаёт соответствующий сигнал ошибки. Он может быть задей- ствован в автоматизированной системе управления (АСУ) устройства, состав- ной частью которого является чил- лер. АСУ при необходимости отключит основной чиллер и включит резервный. Это сохранит дорогостоящее охлажда- емое оборудование при повреждении внешних или внутренних трубопрово- дов, при аварийном отключении сете- вого напряжения и пр. Благодаря высокой эффективно- сти, компактным размерам, эстетич- ному виду, простоте в эксплуатации и техническом обслуживании современ- ные чиллерышироко применяются при производстве изделий из пластмасс, в гальванических установках, при произ- водстве продуктов питания, в системах кондиционирования воздуха и, конеч- но же, в лазерных технологиях. В лазерных системах чиллеры при- меняются для охлаждения зеркал, линз, оптоволокон, рабочей смеси газовых лазеров и пр. Достаточно широко на современном рынке представлены водяные чиллеры, типов PH-LW и XC. Функциональная схема, где задейство- ваны данные чиллеры будет приведе- на ниже. Внешний вид чиллера типа PH-LW16-BSP представлен на рис. 1. Внешний вид промышленного, более мощного чиллера типа XC-05ACI пред- ставлен на рис. 2. Основные техниче- ские характеристики выше указанных чиллеров представлены в табл. 1. Система термостабилизации с одним чиллером (одноконтурная схема) наружной установки – одна из самых распространённых и достаточно про- стых систем. В эту систему хорошо встраивается чиллер. PH-LW16. В каче- стве теплоносителя в системе, как пра- вило, используется вода, в отдельных случаях возможно применение тепло- носителей с низкими температурами замерзания (раствор этиленглико- ля, рассолы и т.д.). Циркуляция тепло- носителя в системе осуществляется с помощью насоса чиллера. Внутренний расширительный бак чиллера служит как для предотвращения гидравличе- ских ударов при работе насоса, так и для компенсации изменения объёма теплоносителя вследствие изменения его температуры. Например, в лазерной технике, в одноконтурной гидравлической схеме, применение чиллера серии PH-LW16 позволяет отказаться от использова- ния проточной воды для охлаждения оборудования, входящего в лазерную систему. Данный чиллер не просто охлаждает составные части лазерной системы – он поддерживает темпера- туру на заранее заданном уровне, что очень важно, например, для лазеров с диодной накачкой (при неконтролиру- Рис. 1. Внешний вид чиллера типа PH-LW16-BSP Рис. 2. Внешний вид чиллера типа XC-05ACI