Модульная архитектура чиллеров  устраняет жёсткие ограничения мультизональных системам по длине трассы и перепаду высот, удаленности до самого удаленного блока кондиционирования и громоздкость традиционных чиллеров и проблему единой точки отказа, сложность размещения на малой площади нескольких чиллеров.

Модульные чиллеры представляют из себя традиционные холодильные машины, работающие на базе спиральных компрессоров и возможность достаточно простого объединения нескольких блоков в одну систему. Что делает их похожими на VRV системы. 

Конструкция модульных чиллеров

Внешне модульные чиллеры напоминают наружные блоки мультизональных систем кондиционирования. Они занимают малую площадь, имеют вертикально-ориентированный конденсатор с горизонтальным всасыванием и верхним выбросом воздуха. Модульные чиллеры включают в себя все те же элементы, что и обычные чиллеры – испаритель для охлаждения холодоносителя, компрессор, конденсатор, термо-регулирующий вентиль, вентилятор для обдува конденсатора, трубопроводы, арматуру, элементы автоматики.

Технологическое обслуживание модульных чиллеров упрощается за счет особенности сервисной зоны, которая  расположена с двух противоположных сторон. Двумя другими сторонами они могут быть установлены вплотную друг к другу в один ряд.

Объединение модульных чиллеров в одну систему

Подобно VRV системам модульные чиллеры предусматривают объединение нескольких агрегатов в единую систему. Максимальное количество блоков споосбных объединиться в единую систему составляет 16 единиц. Что в случае, например, объединения 120 кВт модулей позволяет создать единую машину суммарной производительностью 1920 кВт холода. Контроллеры модульных чиллеров имеют весь необходимый для этого функционал – физические разъёмы для кабелей, поддержку адресации и программное обеспечение, осуществляющее контроль и управление над системой в целом.

При объединении нескольких модульных чиллеров в одну систему один из них назначается главным (Мастером), остальные – ведомыми блоками. Система управления следит за равномерной выработкой ресурса каждого из чиллеров. При аварии на ведущем чиллере обычно требуется ручной выбор нового ведущего чиллера. При аварии на ведомом чиллере система продолжает работать, но без вышедшего из строя блока.

Возможность объединения чиллеров различной мощности позволяет подобрать общую мощность системы, в точности соответствующую величине теплоизбытков на объекте. 

В случае модульных чиллеров система может быть собрана из трех агрегатов мощностью, например, 65 кВт, 65 кВт и 120 кВт. Что обеспечит суммарную холодильную мощность на объекте равную 250 кВт. Отказоустойчивость значительно вырастает за счет, того что чиллер состоит из трех логически независимых блоков.

Безусловно, можно было бы предусмотреть два или три обычных чиллера. Это позволило бы точно попасть в заданную холодопроизводительность и обеспечить резервирование. Но, помимо завышенной стоимости решения, габаритные размеры будут в пользу модульного решения.

Диапазон холодопроизводительности модульных чиллеров

Холодильная мощность одного модульного чиллера относительно невелика – от 25 до 250 киловатт в зависимости от производителя и линейки. Объединение таких чиллеров в одну сеть позволяет построить систему общей холодопроизводительностью порядка 2 мегаватт (до 2080 киловатт холодильной мощности у Dantex, до 2000кВт у Lessar, до 2208кВт у Royal Clima).

Для сравнения вспомним, что максимальная холодильная мощность VRF-систем составляет порядка 300-400кВт, а холодопроизводительность системы из нескольких мощных чиллеров может достигать и даже превышать 10МВт.Такой анализ подтверждает позиционирование модульных чиллеров между мультизональными и классическими чиллерными системами.

Регулирование холодопроизводительности

Применение модульных чиллеров имеет ряд преимуществ с точки зрения регулирования холодопроизводительности системы охлаждения при одновременной экономии средств на дорогостоящих технологиях плавного регулирования.

Действительно, наиболее распространенный метод регулирования холодопроизводительности на сегодня – применение инверторных компрессоров. Когда в холодильном контуре присутствует один или два компрессора, очевидно, они должны быть инверторными для получения широкого диапазона регулирования. Применение модульных чиллеров, собранных из нескольких блоков, позволяет регулировать производительность системы путём включения и отключения каждого из компрессоров.

Такой подход обеспечивает ступенчатое регулирование холодильной мощности и экономию средств на инверторных компрессорах: вместо них могут быть применены обычные «старт-стопные» агрегаты. Шаг регулирования при этом определяется путём деления 100-процентной холодопроизводительности на число холодильных контуров в системе.

Например, всего 4 двухконтурных модульных чиллера общей мощностью 320кВт обеспечат шаг регулирования 320/(4•2) = 40кВт или всего 12,5% от общей производительности системы. Погрешность регулирования при этом составит половину шага – 20кВт или 6%. Столь низкая погрешность регулирования холодопроизводительности при отсутствии затрат на дорогие инверторные компрессоры – ещё одно преимущество модульных чиллеров.