Чиллер-фанкойл: схема устройства и особенности работы системы охлаждения

Устройство чиллера и схема работы

Что такое чиллер? Чиллер – это холодильный агрегат, применяемый для охлаждения и нагревания жидких теплоносителей в центральных системах кондиционирования, в качестве которых могут выступать приточные установки или фанкойлы. В основном чиллер для охлаждения воды используют на производстве — охлаждают различное оборудование. У воды лучше характеристики по сравнению со смесью гликоля, поэтому работа на воде более эффективна.

Широкий диапазон мощности дает возможность использовать чиллер для охлаждения в помещениях различных размеров: от квартир и частных домов до офисов и гипермаркетов. Кроме того, он применяется в пищевой промышленности для охлаждения воды и напитков, в спортивно-оздоровительной сфере – для охлаждения катков и ледовых площадок, в фармацевтике – для охлаждения медикаментов.

• моноблок, воздушный конденсатор, гидромодуль и компрессор находятся в одном корпусе;
• чиллер с выносным конденсатором на улицу (холодильный модуль располагается в помещении, а конденсатор выносится на улицу);
• чиллер с водяным конденсатором (используют когда нужны минимальные размеры холодильного модуля в помещении и нет возможности использовать выносной конденсатор);
• тепловой насос, с возможностью нагрева или охлаждения теплоносителя.

Выбор чиллера – это серьезный вопрос, который требует грамотного решения. Безусловно, для того чтобы подобрать холодильный агрегат, вам вовсе необязательно знать все нюансы работы холодильной машины, однако знание основных принципов поможет вам быстрее определиться с нужной моделью.

Принцип работы чиллера

Теоретической основой, на которой построен принцип работы холодильников, кондиционеров, холодильных установок, является второе начало термодинамики. Охлаждающий газ (фреон) в холодильных установках совершает так называемый обратный цикл Ренкина — разновидность обратного цикла Карно. При этом основная передача тепла основана не на сжатии или расширении цикла Карно, а на фазовых переходах — испарении и конденсации.

Промышленный чиллер состоит из трех основных элементов: компрессора, конденсатора и испарителя. Основная задача испарителя – это отвод тепла от охлаждаемого объекта. С этой целью через него пропускаются вода и хладагент. Закипая, хладагент отбирает энергию у жидкости. В результате этого вода или любой другой теплоноситель охлаждаются, а холодильный агент – нагревается и переходит в газообразное состояние. После этого газообразный холодильный агент попадает в компрессор, где воздействует на обмотки электродвигателя компрессора, способствуя их охлаждению. Там же горячий пар сжимается, вновь нагреваясь до температуры в 80-90 ºС. Здесь же он смешивается с маслом от компрессора.

В нагретом состоянии фреон поступает в конденсатор, где разогретый холодильный агент охлаждается потоком холодного воздуха. Затем наступает завершающий цикл работы: хладагент из теплообменника попадает в переохладитель, где его температура снижается, в результате чего фреон переходит в жидкое состояние и подается в фильтр-осушитель. Там он избавляется от влаги. Следующим пунктом на пути движения хладагента является терморасширительный вентиль, в котором давление фреона понижается. После выхода из терморасширителя холодильный агенент представляет собой пар низкого давления в сочетании с жидкостью. Эта смесь подается в испаритель, где хладагент вновь закипает, превращаясь в пар и перегреваясь. Перегретый пар покидает испаритель, что является началом нового цикла.

Схема работы промышленного чиллера

# 1 Компрессор (Compressor)
Компрессор имеет две функции в холодильном цикле. Он сжимает и перемещает пары хладогента в чиллере. При сжатии паров происходит повышение давления и температуры. Далее сжатый газ поступает в воздушный конденсатор где он охлаждается и превращается в жидкость, затем жидкость поступает в испаритель (при этом её давление и температура снижается), где она кипит, переходит в состояние газа, тем самым забирая тепло от воды или жидкости, которая проходит через испаритель чиллера. После этого пары хладагента поступают снова в компрессор для повторения цикла.

# 2 Конденсатор воздушного охлаждения (Air-Cooled Condenser)
Конденсатор с воздушным охлаждением представляет собой теплообменник, где тепло, поглощаемое хладагентом, выделяется в окружающее пространство. В конденсатор обычно поступает сжатый газ — фреон, который охлаждаются до температуры насыщения и, конденсируясь, переходит в жидкую фазу. Центробежный или осевой вентилятор подают поток воздуха через конденсатор.

# 3 Реле высокого давления (High Pressure Limit)
Защищает систему от избыточного давления в контуре хладагента.

# 4 Манометр высокого давления (High Pressure Pressure Gauge)
Обеспечивает визуальную индикацию давления конденсации хладагента.

# 5 Жидкостной ресивер (Liquid Receiver)
Используется для хранения фреона в системе.

# 6 Фильтр-осушитель (Filter Drier)
Фильтр удаляет влагу, грязь, и другие инородные материалы из хладагента, который повредит холодильной системе и снизить эффективность.

# 7 Соленоиндный вентиль (Liquid Line Solenoid)
Соленоидный клапан — это просто электрически управляемый запорный кран. Он управляет потоком хладагента, который закрывается при остановке компрессора. Это предотвращает попадание жидккого хладагента в испаритель, что может вызвать гидроудар. Гидроудар может привести к серьезному повреждению компрессора. Клапан открывается, когда компрессор включен.

# 8 Смотровое стекло (Refrigerant Sight Glass)
Смотровое стекло помогает наблюдать поток жидкого хладагента. Пузырьки в потоке жидкости свидетельствуют о нехватке хладагента. Индикатор влажности обеспечивает предупреждение в том случае, если влага поступает в систему, указывая, что требуется техническое обслуживание. Зеленый индикатор не сигнализирует никакого содержания влаги. А желтые сигналы индикатора, что система загрязнена с влагой и требует технического обслуживания.

# 9 Терморегулирующий вентиль (Expansion Valve)
Терморегулирующий вентиль или ТРВ — это регулятор, положение регулирующего органа (иглы) которого обусловлено температурой в испарителе и задача которого заключается в регулировании количества хладагента, подаваемого в испаритель, в зависимости от перегрева паров хладагента на выходе из испарителя. Следовательно, в каждый момент времени он должен подавать в испаритель только такое количество хладагента, которое, с учетом текущих условий работы, может полностью испариться.

# 10 Горячий Перепускной клапан газа (Hot Gas Bypass Valve)
Hot Gas Bypass Valve (регуляторы производительности) используются для приведения производительности компрессора к фактической нагрузке на испаритель (устанавливаются в байпасную линию между сторонами низкого и высокого давления системы охлаждения). Перепускной клапан горячего газа (не входит в стандартную комплектацию чиллеров) предотвращает короткое циклирование компрессора путем модуляции мощности компрессора. При активации, клапан открывается и перепускает горячий газ холодильного агента с нагнетания в жидкостной поток хладагента, поступающего в испаритель. Это уменьшает эффективную пропускную способность системы.
# 11 Испаритель (Evaporator)
Испаритель это устройство, в котором жидкий хладагент кипит, поглощая тепло при испарении, у проходящего через него охлаждающей жидкости.

# 12 Манометр низкого давления фреона (Low Pressure Refrigerant Gauge)
Обеспечивает визуальную индикацию давления испарения хладагента.

# 13 Предельное Низкое давление хладагента (Low Refrigerant Pressure Limit)
Защищает систему от низкого давления в контуре хладагента, чтобы вода не замерзла в испарителе.

# 14 Насос охлаждающей жидкости (Coolant Pump)
Насос для циркуляции воды по охлаждаемому контуру

# 15 Ограничение температуры замерзания (Freezestat Limit)
Предотвращает замерзание жидкости в испарителе

# 16 Датчик температуры
Датчик, который показывает температуру воды в охлаждающем контуре

# 17 Хладагент манометр (Coolant Pressure Gauge)
Обеспечивает визуальную индикацию давления теплоносителя, подаваемого на оборудование.

# 18 Автоматический долив (Water Make-Up Solenoid)
Включается когда вода в емкости снижается ниже допустимого предела. Соленоидный клапан открывается и происходит долив в емкость от водопровода до нужного уровня. Далее клапан закрывается.

# 19 Резервуар Уровень поплавковый выключатель (Reservoir Level Float Switch)
Поплавковый выключатель. Открывается когда уровень воды в емкости снижается.

# 20 Датчик температуры 2 (From Process Sensor Probe)
Датчик температуры, который показывает температуру нагретой воды, которая возвращается от оборудования.

# 21 Реле протока (Evaporator Flow Switch)
Защищает испаритель от замерзания в нем воды (когда слишком низкий проток воды). Защищает насос от сухого хода. Сигнализирует отсутствие потока воды в чиллере.

# 22 Емкость (Reservoir)
Для избежания частых пусков компрессоров используют емкость увеличенного объема.

Чиллер с водяным охлаждением конденсатора отличается от воздушного — типом теплообменника (вместо трубчато-ребристого теплообменника с вентилятором используется кожухотрубный или пластинчатый, который охлаждается водой). Водяное охлаждение конденсатора осуществляется оборотной водой из сухого охладителя (сухой градирни, драйкулера) или градирни. В целях экономии воды предпочтительным является вариант с установкой сухой градирни с водяным замкнутым контуром. Основные преимущества чиллера с водяным конденсатором: компактность; возможность внутреннего размещения в маленьком помещении.

Вопросы и ответы

Можно ли чиллером охлаждать жидкость на проток более, чем на 5 градусов?

Чиллер можно использовать в замкнутой системе и поддерживать заданную температуру воды, например, 10 градусов, даже если возврат будет с температурой 40 градусов.

Есть чиллеры, которые охлаждают воду на проток. Это в основном используется для охдаждения и газирования напитков, лимонадов.

Что лучше чиллер или драйкулер?

Температура хладоносителя при использовании драйкулера зависит от температуры окружающей среды. Если, например, на улице будет +30, то хладоноситель будет с температурой +35…+40С. Драйкулер используют в основном в холодное время года для экономии электроэнергии. Чиллером можно получать заданную температуру в любое время года. Можно изготовить низкотемпературный чиллеры для получения температуры жидкости с отрицательной температурой до минус 70 С (хладоносителем при такой температуре является в основном спирт).

Какой чиллер лучше — с водяным или воздушным конденсатором?

Чиллер с водяным охлаждением имеет компактные размеры, поэтому могут размещаться в помещении и не выделяют тепло. Но для охлаждения конденсатора требуется холодная вода.

Чиллер с водяным конденсатором имеет более низкую стоимость, но может дополнительно потребоваться сухая градирня, если нет источника воды — водопровод или скважина.

В чем отличие чиллеров с тепловым насосом и без него?

Чиллер с тепловым насосом может работать на обогрев, т.е не только охлаждать хладоноситель, но и нагревать его. Необходимо учитывать, что с понижением температуры нагрев ухудшается. Наиболее эффективен нагрев когда температура опускается не ниже минус 5.

На какое расстояние можно выносить воздушный конденсатор?

Обычно конденсатор можно вынести на расстояние до 15 метров. При установке системы отделения масла выснок конденсатора возможен до 50 метров, при условии правильного подбора диаметра медных магистралей между чиллером и выносным конденсатором.

До какой минимальной температуре работает чиллер?

При установке системы зимнего пуска работа чиллера возможно до окружающей температуры минус 30…-40. А при установке вентиляторов арктического исполнения — до минус 55.

Виды и типы схем установок охлаждения жидкости (чиллеры)

1. Схема непосредственного охлаждения жидкости.

Применяется в случае, если перепад температур ∆Т_ж = (Т_Нж – Т_Кж ) ≤ 7ºС (охлаждение технической и минеральной воды)

2. Схема охлаждения жидкости с использованием промежуточного хладоносителя и вторичного теплообменного аппарата.

Применяется в случае, если перепад температур ∆Т_ж = (Т_Нж – Т_Кж ) > 7ºС или для охлаждения пищевых продуктов, т.е. охлаждение во вторичном разборном теплообменнике.

Для этой схемы необходимо правильно определить расход промежуточного хладоносителя:

G _х – массовый расход промежуточного хладоносителя кг/ч

G _ж – массовый расход охлаждаемой жидкости кг/ч

n – кратность циркуляции промежуточного хладоносителя

где: C _Рж – теплоёмкость охлаждаемой жидкости, кДж/(кг ´ К)

C _Рх – теплоёмкость промежуточного хладоносителя, кДж/(кг ´ К)

∆Т_х = (Т_Нх – Т_Кх ) – температурный перепад промежуточного хладоносителя в испарителе

∆Т_х = 4…5ºС при температуре хладоносителя Т_Кх > 0 о С

∆Т_х = 3…4ºС при температуре хладоносителя Т_Кх < 0 о С

Температуре хладоносителя принимается Т_Кх = Т_Кж – (3…6 о С)

3. Схема охлаждения жидкости с использованием ёмкости-накопителя

Применяется в случае наличия нескольких потребителей, подключенных к одной установке.

4.Схема охлаждения жидкости с использованием промежуточного хладоносителя и открытого вторичного теплообменного аппарата.

применяется для получения «ледяной» воды (Т_В = 0…1ºС) и охлаждения технических жидкостей. При получении «ледяной» воды эту схему возможно использовать в режиме аккумулятора холода. Холод аккумулируется в виде льда намороженного на теплообменной поверхности открытого теплообменного аппарата.

Система чиллер-фанкойл: принцип работы и обустройство системы терморегуляции

Мультизональная климатическая система чиллер-фанкойл предназначена для создания комфортных условий внутри здания большой площади. Работает она постоянно — летом снабжает холодом, а зимой теплом, прогревая воздух до заданной температуры. С ее устройством стоит познакомиться, согласны?

В предложенной нами статье подробно описана конструкция и составные части климатической системы. Приведены и детально разобраны способы подключения оборудования. Мы расскажем, как устроена и функционирует эта система терморегуляции.

Составные части схемы чиллер-фанкойл

Роль охлаждающего устройства отведена чиллеру — внешнему блоку‚ производящему и подающему холод по трубопроводам с циркулирующей по ним водой или этиленгликолем. Этим она и отличается от других сплит-систем, где в качестве теплоносителя закачивают фреон.

Для движения и передачи фреона, хладагента, нужны дорогие медные трубы. Здесь же с этой задачей прекрасно справляются водопроводные трубы с теплоизоляцией. На ее работу не влияет температура наружного воздуха, тогда как сплит-системы с фреоном теряют работоспособность уже при -10⁰. Внутренним теплообменным агрегатом является фанкойл.

Он принимает жидкость с низкой температурой, затем передает холод в воздушную среду помещения‚ а нагретая жидкость возвращается назад в чиллер. Фанкойлы устанавливают во всех комнатах. Каждый из них работает по индивидуальной программе.

Основные элементы системы — насосная станция‚ чиллер‚ фанкойл. Фанкойл может быть установлен на большом расстоянии от чиллера. Все зависит от того‚ какой силой обладает насос. Число фанкойлов пропорционально мощности чиллера

Обычно такие системы применяют в гипермаркетах‚ торговых комплексах‚ сооружениях‚ возведенных под землей‚ гостиницах. Иногда их используют в качестве отопления. Тогда по второму контуру в фанкойлы подают нагретую воду или переключают систему на котел отопления.

Конструкционное исполнение системы

По конструкционному исполнению системы чиллер-фанкойл бывают 2-трубными и 4-трубными. По типу установки отличают устройства настенные‚ напольные‚ встраиваемые.

Оценивают систему по таким основным параметрам:

• мощности или холодопроизводительности чиллера;
• производительности фанкойлов;
• эффективности перемещения воздушной массы;
• длине магистралей.

Последний параметр зависит от силы насосной установки и качества теплоизоляции труб.

Система чиллер-фанкойл позволяет формировать необходимый пользователям микроклимат одновременно в нескольких помещениях

Важным преимуществом использования чиллера является возможность формировать условия, независимо от общих требований пользователей. Каждый из них может выбрать оптимальную лично для себя температуру

Чиллеры производят нагрев или охлаждение теплоносителя, которым может быть вода, антифриз или воздушный поток

Во время работы чиллеры выделяют большое количество тепловой энергии, потому их чаще всего устанавливают на улице. При расположении в помещении необходимо обязательно обеспечить охлаждение оборудования и обдув

По способу поставки воздуха фанкойлы схожи с внутренними блоками сплит-систем. Бывают канальными и кассетными, располагаются на стенах или потолке

Основными компонентами фанкойла является теплообменник с вмонтированным рядом с ним вентилятором, а также система фильтров для очистки воздуха

Системы чиллер-фанкойл считаются наиболее гибким и перспективным климатическим оборудованием, ориентированным на запросы пользователей. К тому же кроме охлаждения или подогрева воздуха они способны вентилировать помещения

Подключение чиллера и фанкойла

Слаженное функционирование системы происходит путем соединения чиллера с одним или несколькими фанкойлами посредством трубопроводов с теплоизоляцией. В случае отсутствия последней значительно падает значение КПД системы.

Каждый файнкойл имеет индивидуальный узел обвязки, посредством которого обеспечивают регулировку его производительности как в случае выработки тепла‚ так и холода. Расход хладагента в отдельном агрегате регулируют посредством специальной арматуры — запорной и регулирующей.

Чтобы направить охлажденную воду в теплообменник одну трубу подключают к фанкойлу, а другую — для отвода жидкости — к чиллеру. Устройство системы допускает смешивание хладагента с теплоносителем

Если нельзя допускать смешивания теплоносителя с холодильным агентом. воду подогревают в отдельном теплообменнике и дополняют схему циркуляционным насосом. Чтобы обеспечить плавную регулировку потока рабочей жидкости через теплообменник при монтаже схемы обвязки используют 3-ходовой клапан.

Если в здании смонтирована двухтрубная система, то и охлаждение и нагрев происходит за счет охладителя — чиллера. Для повышения эффективности отопления с помощью фанкойлов в холодный период‚ в дополнение к чиллеру в систему включают котел.

В отличие от двухтрубной системы с одним теплообменником‚ в четырехтрубную систему заложено 2 этих узла. В этом случае фанкойл может работать и на нагрев‚ и на холод‚ используя в первом случае жидкость, циркулирующую в системе отопления.

Один из теплообменников подключают к трубопроводу с хладагентом, а второй к трубе с теплоносителем. На каждом теплообменнике имеется индивидуальный клапан‚ управляемый специальным пультом. Если применена такая схема‚ хладагент никогда не смешивается с теплоносителем.

Так как температура теплоносителя в системе в отопительный сезон колеблется в пределах от 70 до 95⁰ и для большинства фанкойлов она превышает допустимую‚ ее предварительно снижают. Поэтому горячая вода‚ поступающая от центральной теплосети к фанкойлам‚ проходит специальный тепловой пункт.

Основные классы чиллеров

Условное разделение чиллеров на классы происходит в зависимости от типа холодильного цикла. По этому признаку все чиллеры можно условно отнести к двум классам — абсорбционным и парокомпрессорным.

Устройство абсорбционного агрегата

Абсорбционный чиллер или АБХМ для работы использует бинарный раствор с присутствующими в нем водой и бромидом лития — абсорбер. Принцип функционирования — поглощение хладагентом тепла в фазе преобразования пара в жидкое состояние.

Такие агрегаты используют тепло‚ выделяющееся при работе промышленного оборудования. При этом абсорбирующий поглотитель с температурой кипения значительно превышающей соответствующий параметр хладагента‚ хорошо растворяет последний.

Схема функционирования чиллера этого класса следующая:

1. Тепло от внешнего источника подводят к генератору, где оно разогревает смесь бромида лития и воды. При кипении рабочей смеси хладагент (вода) полностью испаряется.
2. Пар переносится в конденсатор и становится жидкостью.
3. Хладагент в жидком виде попадает в дроссель. Здесь он охлаждается‚ а давление падает.
4. Жидкость поступает в испаритель‚ где происходит испарение воды и поглощение ее паров раствором бромида лития — абсорбером. Воздух в помещении охлаждается.
5. Разбавленный абсорбент снова нагревается в генераторе, и цикл запускается повторно.

Такая система кондиционирования пока не получила широкого распространения‚ но она полностью созвучна с современными тенденциями‚ касающимися энергосбережения, поэтому имеет хорошие перспективы.

Конструкция парокомпрессионных установок

На базе компрессионного охлаждения функционирует большинство холодильных установок. Охлаждение происходит за счет непрекращающейся циркуляции‚ кипения при низких показателях температуры‚ давления и конденсации хладоносителя в системе замкнутого типа.

В конструкцию чиллера этого класса входят:

• компрессор;
• испаритель;
• конденсатор;
• трубопроводы;
• регулятор потока.

Хладагент циркулирует в замкнутой системе. Этим процессом управляет компрессор, в котором газообразное вещество с низкой температурой (-5⁰) и давлением 7 атм поддается компрессии при доведении температуры до 80⁰.

Сухой насыщенный пар в сжатом состоянии уходит в конденсатор, где происходит его охлаждение до 45⁰ при неизменном давлении и превращение в жидкость.

Следующий пункт на пути движения — дроссель (редукционный клапан). На этом этапе давление снижается от значения соответствующего конденсации до предела, при котором происходит испарение. Одновременно понижается и температура приблизительно до 0⁰. Жидкость частично испаряется и образовывается влажный пар.

На схеме изображен замкнутый цикл‚ по которому функционирует парокомпрессионная установка. В компрессоре (1) происходит сжатие влажного насыщенного пара до достижения им давления р1. В компрессоре (2) пар отдает тепло и трансформируется в жидкость. В дросселе (3) понижаются как давление (р3 – р4)‚ так и температура (T1-T2). В теплообменнике (4) давление (р2) и температура (T2) остаются неизменными

Поступив в теплообменник — испаритель‚ рабочее вещество‚ смесь пара и жидкости‚ отдает холод теплоносителю и забирает тепло у холодильного агента‚ подсушиваясь одновременно. Процесс происходит при постоянных показателях давления и температуры. Насосы подают жидкость с низкой температурой к фанкойлам. Пройдя этот путь, холодильный агент возвращается в компрессор‚ чтобы снова повторить весь парокомпрессионный цикл.

Специфика парокомпрессионного чиллера

В холодное время чиллер может работать в режиме природного охлаждения — это называется фрикулинг. При этом теплоноситель охлаждает уличный воздух. Теоретически использовать свободное охлаждение можно при внешней температуре менее 7⁰С. На практике оптимальная температура для этого 0⁰.

При настройке на режиме «тепловой насос» чиллер работает на отопление. Цикл претерпевает изменения‚ в частности, конденсатор и испаритель обмениваются своими функциями. В этом случае теплоноситель нужно подвергать не охлаждению, а нагреву.

Наиболее простыми являются моноблочные чиллеры. В них компактно объединены в одно целое все элементы. Они поступают в продажу укомплектованными на 100% вплоть до заправки хладагентом

Этот режим наиболее часто используют в больших офисах‚ общественных зданиях‚ на складах.Чиллер является холодильным агрегатом, дающим холода больше в 3 раза, чем потребляет. Его эффективность как отопителя еще выше — он затрачивает электроэнергии в 4 раза меньше‚ чем дает тепла.

Чем отличается хладагент от теплоносителя?

Холодильный агент является рабочим веществом, которое в процессе холодильного цикла может пребывать в разных агрегатных состояниях при различных значениях давления. Теплоноситель не меняет фазовых состояний. Его функция — перенос холода или тепла на какое-то определенное расстояние.

Транспортировкой хладагента управляет компрессор, а теплоносителя — насос. Температура холодильного агента может опускаться как ниже точки кипения, так и подыматься за ее пределы. Теплоноситель‚ в отличие от хладагента‚ постоянно работает в условиях температур, не растущих выше точки кипения при текущем давлении.

Роль фанкойла в системе кондиционирования

Фанкойл — важный элемент централизованной климатической установки. Второе название — вентиляторный доводчик. Если термин fan-coil перевести с английского дословно, то это звучит‚ как вентилятор-теплообменник‚ что наиболее точно передает принцип его действия.

В конструкцию фанкойла включен сетевой модуль, обеспечивающий подключение к центральному управляющему устройству. Прочный корпус скрывает конструктивные элементы и оберегает их от порчи. Снаружи устанавливается панель, равномерно распределяющая потоки воздуха в различных направлениях

Предназначение устройства заключается в приеме носителя с низкой температурой. В перечень его функций также входит как рециркуляция, так и охлаждение воздуха в помещении, где он установлен‚ без поступления воздуха снаружи. Основные элементы fan-coil расположены в его корпусе.

К ним относятся:

• центробежный или диаметральный вентилятор;
• теплообменник в виде змеевика‚ состоящего из медной трубки и алюминиевых ребер‚ насаженных на нее;
• пылевой фильтр;
• блок управления.

Кроме основных узлов и деталей в конструкцию фанкойла входит поддон для улавливания конденсата‚ насос для откачки последнего‚ электродвигатель‚ посредством которого поворачиваются воздушные заслонки.

На фото канальный фанкойл марки Trane. Производительность двухрядных теплообменников — 1.5 – 4.9 кВт. Агрегат укомплектован малошумным вентилятором и компактным корпусом. Он отлично размещается за фальшь-панелями или за подвесной потолочной конструкцией

В зависимости от способа монтажа существует фанкойлы потолочные‚ канальные‚ монтируемые в каналы‚ по которым осуществляется приток воздуха‚ бескорпусные‚ где все элементы смонтированы на раме‚ настенные или консольные.

Потолочные аппараты наиболее популярны и имеют 2 варианта исполнения: кассетные и канальные. Первые монтируют в объемных помещениях с подвесными потолками. За подвесной конструкцией располагают корпус. Видимой остается нижняя панель. Они могут рассредоточивать воздушные потоки по двум или всем четырем сторонам.

Если систему планируют использовать исключительно для охлаждения, то лучшее место для него — потолок. Если конструкция предназначается для обогрева‚ устройство размещают на стене в нижней ее части

Потребность в охлаждении существует не всегда, поэтому‚ как видно на схеме‚ передающей принцип работы системы чиллер-файнкойл‚ в гидравлический модуль встраивают емкость, выполняющую роль аккумулятора для хладагента. Тепловое расширение воды компенсирует расширительный бак, подключенный к подающему трубопроводу.

Управляют фанкойлами как в ручном, так и в автоматическом режимах. Если вентиляторный доводчик работает на отопление, то в ручном режиме отсекают подачу холодной воды. При работе его на охлаждение перекрывают горячую воду и открывают путь для поступления охлаждающей рабочей жидкости.

Пульт для управления как 2-трубным так и 4-трубным фанкойлом. Модуль подключают непосредственно к устройству и размещают вблизи него. От него подсоединяют панель управления и провода для ее питания

Для работы в автоматическом режиме на панели выставляют нужную для конкретного помещения температуру. Поддержка заданного параметра осуществляется посредством термостатов, которые корректируют циркуляцию теплоносителей — холодного и горячего.

Преимущество фанкойла выражается не только в применении безопасного и дешевого теплоносителя но и в быстром устранении неполадок в виде утечек воды. Это удешевляет их сервис. Применение этих устройств — наиболее энергоэффективный способ создания благоприятного микроклимата в здании

Так как любое большое здание имеет зоны с разными требованиями к температурному режиму, каждую из них должен обслуживать отдельный фанкойл или их группа с идентичными настройками.

Количество агрегатов определяют на стадии проектирования системы расчетным путем. Стоимость отдельных узлов системы чиллер-фанкойл довольно высокая‚ поэтому как расчет‚ так и проектирование системы нужно выполнять максимально точно.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Все об устройстве‚ работе и принципе действия системы терморегуляции:

Видео #2. О том‚ как установить и ввести в действие чиллер:

Установка системы чиллер-фанкойл целесообразна в средних и больших зданиях с площадью, превышающей 300 м². Для частного дома‚ даже огромного‚ монтаж такой системы терморегуляции — удовольствие дорогое. С другой стороны подобные финансовые вложения обеспечат комфорт и хорошее самочувствие, а это немало.

Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Задавайте вопросы по заинтересовавшим моментам, делитесь собственным мнением и впечатлениями. Возможно, у вас есть опыт в сфере устройства климатической системы чиллер-фанкойл или фото по теме статьи?

Система «чиллер-фанкойл»

Система «чиллер-фанкойл» — категория промышленного оборудования с обширной сферой применения: от кондиционирования помещений до фармацевтики. Чиллеры способны заменить 2 инженерных системы сразу: отопительную и климатическую. Также в сеть можно интегрировать вентиляцию и качественно улучшить параметры микроклимата. «Чиллер-фанкойлы» имеют неограниченные возможности масштабирования и работают с любой конфигурацией внутренних блоков. Как это реализуется на практике? Есть ли недостатки? Для каких объектов подходит оборудование?

Принцип работы системы «чиллер-фанкойл»

Задача чиллера — производить хладагент (охлажденную жидкость) оптимальной температуры и доставлять ее к другим агрегатам. Принимающим устройством является фанкойл. Прибор монтируется в помещении и внешне ничем не отличается от внутреннего блока кондиционера.

1. Работа чиллера основана на сжатии или абсорбции пара. Это процесс происходит в испарительном аппарате, где вода с добавлением антифриза переходит в газообразное состояние.
2. Пар перемещается в компрессор, который повышает его температуру и давление. Затем холодильный агент транспортируется в конденсатор, где газ выделяет накопленное ранее тепло и возвращается в жидкую форму.
3. Раствор транспортируется к дроссельной заслонке. Задача этого элемента: понизить давление и температурные показатели. В этот момент хладагент снова поступает в испаритель — цикл охлаждения повторяется. Процесс продолжается до тех пор, пока хладагент не достигнет заданной температуры.
4. Охлажденная жидкость поступает в теплообменник вентиляторных доводчиков — фанкойлов, установленным в помещении. Эти приборы «всасывают» комнатный воздух, который охлаждается при прохождении через теплообменник, и распределяется по помещению.

Данный процесс протекает плавно и синхронно: отдельные компоненты работают одновременно. Агрегаты оснащены термостатом и электронными элементами, которые позволяют контролировать как режимы работы устройства, так и всю установку в целом.

Рисунок 1. Система «чиллер-фанкойл»

Чем отличается хладагент от теплоносителя

Хладагент неоднократно меняет свое состояние в процессе цикла охлаждения. Жидкость в чиллере — типичный хладагент. Раствор в испарителе принимает газообразную форму и возвращается в жидкое состояние в конденсаторе. Теплоноситель не меняет фазовых состояний и выполняет более примитивную задачу: переносит параметры среды (горячей или холодной) от одного агрегата к другому. Эти понятия часто используют как синонимы, что в корне неверно.

Из каких компонентов состоит система «чиллер-фанкойл» и как работает

Ключевые агрегаты — чиллер, гидромодуль, насосная станция, фанкойлы, автоматика. Об основных элементах — подробнее.

Чиллер

Принцип работы основан на согласованной работе четырех агрегатов, через которые транспортируется хладагент:

• испарителя;
• компрессора;
• конденсатора;
• расширительного клапана.

Отдельно существует АБХМ (абсорбционная холодильная машина или абсорбционный чиллер), который производит холод из неиспользуемого (отработанного) тепла.

Рисунок 2. Чиллер

Насосная станция

Обеспечивает движение рабочего вещества между чиллером и фанкойлами и включает следующее оборудование:

• циркуляционный насос для поддержания давления;
• расширительный бак для компенсации температурного расширения/сжатия теплоносителя;
• запорная арматура для сервисного обслуживания;
• аккумулирующий бак для оптимизации нагрузки на систему при снижении потребности в охлаждении;
• система управления и защиты для контроля работы насосной станции и предупреждения аварийных ситуаций.

Фанкойл

Фанкойл играет роль принимающего устройства. Во внутреннем блоке комнатный воздух охлаждается, проходя через теплообменник, и возвращается в помещение. Вентиляторный доводчик — не автономная система. Фанкойл не может работать без чиллера: в этом их принципиальное отличие.

Рисунок 3. Фанкойлы

Конструктивное исполнение

Схема реализации зависит от мощностных характеристик оборудования и конфигурации помещения. Чиллеры устанавливаются за пределами здания, либо в специально оборудованном помещении внутри. В этом случае понадобится качественная звукоизоляция: агрегат сильно шумит.

Принципиально отличается от стандартных сплит-систем кассетного и настенного типов по ряду параметров:

1. Тип хладагента. В «чиллер-фанкойлах» — вода или гликолевый раствор. В кондиционерах — дорогостоящий фреон.
2. Емкость конструкции. К чиллеру можно подключить неограниченное количество фанкойлов. Число внутренних модулей в традиционных сплит-системах и протяженность магистралей строго ограничены.
3. Размеры помещения. Кондиционеры эффективны для площадей менее 200 м 2 . Для крупных объектов с большим количеством комнат идеально подойдет данная конструкция: она эффективно поддерживает оптимальный микроклимат и сохраняет архитектурный облик здания.

Также стоит отметить, что данная установка легко встраивается в комплексы приточной вентиляции, которыми оборудованы большинство зданий старой постройки.

Особенности конструкции насосной станции

Насос отвечает за циркуляцию хладагента в системе. Ключевые компоненты:

1. Циркуляционный насос создает нужное давление в системе.
2. Расширительный бачок компенсирует увеличение объема при изменении температуры жидкости.
3. Запорная арматура контролирует движение потока.

Система управления обеспечивает штатную и бесперебойную работу.

Подключение системы

При подключении оборудования к сети важно соблюдать технику безопасности и придерживаться следующих правил: заземлять оборудование, использовать рекомендованный производителем размер и тип электрокабеля. Провода, подающие напряжение, не должны соприкасаться с системой управления оборудованием и деталями гидромодуля.

Схематичное расположение системы «чиллер-фанкойл»

Разберем типовой пример реализации схемы «чиллер-фанкойла» в одноэтажном офисе типа «open space»:

1. Чиллер вынесен за пределы помещения и установлен на опорную конструкцию на земле.
2. За перемещение хладоносителя по гидравлическому контуру отвечают два циркуляционных насоса.
3. Гидравлический контур включает трубопровод и запорную арматуру.
4. Помещения разделены на зоны и кондиционируются с помощью четырех кассетных фанкойлов, встроенных в подвесной потолок.

Рисунок 4. Схема размещения

Чиллер охлаждает воду в контуре до заданной температуры. Охлажденная жидкость поступает в воздухообрабатывающие агрегаты — фанкойлы.

Преимущества и недостатки системы «чиллер-фанкойл»

Множество плюсов, обусловленных рабочей средой и особенностями конфигурации. Перечислим их:

1. В системе циркулирует водный раствор — безопасный, дешевый и экологичный хладагент. В связи с этим отсутствуют эксплуатационные риски, связанные с утечкой фреона.
2. Длина магистралей и перепад высот в сети могут быть любыми. Подобную конфигурацию невозможно реализовать для фреоновых установок, ограниченных длиной трубопровода.
3. К одному чиллеру можно подключить любое количество фанкойлов разной конфигурации. Ограничительный фактор — мощность холодильной установки.
4. Работу каждого фанкойла можно настраивать под потребности помещения.
5. Низкие затраты на комплектующие — еще один аргумент в пользу чиллеров. Для прокладки коммуникаций используют бюджетные водопроводные трубы из полипропилена. Для традиционных фреоновых климат-систем понадобятся дорогие медные трубы.
6. Можно наращивать мощность и расширять конфигурацию сети, вводя в эксплуатацию новые помещения и увеличивая число фанкойлов.

Есть и недостатки. Основной — большой объем инвестиций на начальном этапе. Холодильная установка — дорогой агрегат. Оборудовать небольшое помещение стандартными сплит-системами дешевле. Дополнительных затрат требуют профессиональное проектирование и монтаж. Именно поэтому чиллеры ставят на крупных коммерческих и промышленных объектах. Стоит отметить, что отрасль развивается: производители предлагают оборудование малой и средней мощности по умеренной цене.

Возможные неисправности

Оборудование не защищено от поломок, вызванных ошибками монтажа и проектирования, выработкой ресурса. Основной перечень неисправностей:

• утечка хладагента из-за нарушений герметичности;
• выход из строя компрессора. Типичные поломки возгорание статорной обмотки, износ поршней из-за перегрева и устаревания компонентов;
• попадание воды в охладительную систему. Основная причина: утечка в испарителе.

Срок службы значительно влияет на эксплуатационные расходы. Старое оборудование имеет повышенную статистику отказов контроллера и плохо функционирующие клапаны. Эффективность работы агрегатов можно повысить с помощью корректной калибровки температурных датчиков и техобслуживания клапанов. Чтобы избежать большинства проблем, стоит уделить внимание качеству оборудования и монтажа, проводить профилактические техосмотры и сервисное обслуживание.

Где используется система «чиллер-фанкойл»

Кондиционирование и отопление зданий — не единственная сфера применения оборудования. Чиллеры широко используются в промышленном холодоснабжении. С их помощью можно создавать и поддерживать нужную температуру внутри камеры холодильного аппарата. Конфигурация имеет несколько схем реализации.

Востребованы на крупных объектах разного профиля с большим количеством комнат:

• административные здания;
• коммерческие объекты (торговые центры, кинотеатры, офисные помещения, включая open space — офисы открытого типа);
• промышленные сооружения;
• многоэтажные жилые дома;
• элитные комплексы;
• гостиницы;
• учебные заведения;
• спорткомплексы.

«Чиллер-фанкойлы» часто используются для охлаждения воды в бассейнах и подготовки спецрастворов для сохранения ледового покрытия на катках.

Охлаждение объемами воздуха

В данном случае не используются внутренние блоки охлаждения (фанкойлы). Хладагент по системе воздуховодов через диффузоры поступает в помещение. Автоматика контролирует температуру. При превышение парамертров увеличивается объем поступающего охлажденного воздуха и удаление теплого комнатного. Основной регулировочный элемент — двухходовой или трехходовой клапан.

Охлаждение в оконечных устройствах

В этой схеме работы чиллера фанкойлы не используются. В качестве альтернативы применяются климатические модули и охлаждающие балки. В агрегатах комнатный воздух с высокой скоростью проходит через теплообменник с холодной водой, охлаждается и подается в помещение.

Сочетание двух схем охлаждения

В климатическое оборудование можно интегрировать систему вентиляции. Свежий воздух из приточно-вытяжной системы охлаждается при прохождении через теплообменник, смешивается с внутренним воздухом и поступает в комнату.

«Чиллер-фанкойл» и VRF-кондиционирования — что лучше?

Работу кондиционирования часто сравнивают с мультизональными VRV/VRF-устройствами, но принцип их работы различен:

• «чиллер-фанкойлы» работают на воде с полипропиленовым трубопроводом. VRV/VRF — на фреоне с медным;
• внешний блок мультизональных систем позволяет подключить не более 30 внутренних блоков. Для чиллеров такого лимита нет;
• длина коммуникаций в VRV/VRF — не более 1 км суммарно. Протяженность трубопровода в «чиллер-фанкойлах» может быть любой и ограничена лишь мощностью насоса.

Рисунок 5. VRV и VRF система кондиционирования

При сопоставимой мощности мультизональные системы дешевле чиллеров. Исходя из этого, многие владельцы зданий, где не планируется ввод в эксплуатацию новых помещений, отдают предпочтение VRV/VRF. Для больших помещений мощности одной мультизональной системы может не хватить: в этом случае лучше выбрать чиллер.

Сколько стоит и как выбрать подрядчика

Цена оборудования зависит от конструкции. Самыми дорогими являются двух- и четырехтрубные модели. На итоговую стоимость также влияет:

• вид хладоносителя;
• мощность и энергопотребление;
• площадь помещения;
• марка оборудования;
• количество расходников;
• затраты на проектирование и услуги монтажников.

При монтаже данной установки критически важен профессионализм проектировщиков и монтажников. Подробно о том, как правильно выбрать компанию для монтажа инженерных систем.

Вывод

Большинство владельцев и арендаторов крупных объектов отдают предпочтение системам «чиллер-фанкойл» — это решение оправдано повышенным ресурсом системы, неограниченным масштабированием и гибкостью реализации. Низкие эксплуатационные расходы окупают первоначальные затраты в среднесрочной перспективе.

Система Чиллер-фанкойл

На сегодняшний день существуют новые, современные виды систем кондиционирования с непосредственным охлаждением воздуха для больших помещений, которые являются более эффективными и экономичными. Наряду с этим все большую популярность приобретают и централизованные системы кондиционирования с промежуточным хладоносителем, одной из которых и является система «чиллер-фанкойл». Условно эту систему можно тоже назвать сплит-системой. Она состоит из внешнего блока – чиллера, в котором происходят все основные процессы получения холода и процессов теплообмен. Уже после чиллера холодный промежуточный хладоноситель (жидкость) с помощью насосов подается к конечным охладителям воздуха – фанкойлам. В них хладоноситель нагревается, а воздух в помещении, в свою очередь, охлаждается, и теплым поступает опять в чиллер на охлаждение. При этом сам фанкойл будет являться внутренним блоком. Одним из важных преимуществ такой системы чиллер-фанкойл можно считать большую гибкость всей системы к изменениям тепловой нагрузки и к построению всей гидравлической системы трубопроводов от чиллера до фанкойлов. Любые изменения в удаленности фанкойлов от основного чиллера компенсируются только возможностями насосов, которые обеспечивают подачу промежуточного хладоносителя к фанкойлам. Увеличение или уменьшение их производительности можно произвести на любом этапе работы всей системы без других значительных ее изменений, в случае, если насос подобран с запасом, и имеет дополнительную опцию «частотный преобразователь».

Система Чиллер

Чиллер – это устройство, предназначенное для тепловой обработки (охлаждения/нагрева) жидкости, которая используется в общей системе в качестве промежуточного хладоносителя. Принцип работы чиллера ничем не отличается от работы простой парокомпрессионной холодильной машины. В самом чиллере происходят все основные процессы холодильного цикла, конечным результатом работы которого является охлаждение/нагрев промежуточного хладоносителя в испарителе. Для надежности и эффективной работы гидравлического контура имеется гидромодуль, где размещаются насосы, которые и обеспечивают подачу хладоносителя к фанкойлам. Таким образом, теплота от воздуха в помещении передается промежуточному хладоносителю, а он, в свою очередь, в испарителе чиллера передает эту теплоту холодильному агента, который отдает эту теплоту в окружающий воздух, охлаждается, и процесс снова повторяется. На данный момент существует большое количество вариантов исполнения чиллеров, что позволяет подобрать оптимальный тип для объектов любой сложности. В качестве хладоносителя может быть использована вода, если предполагается использовать чиллер только в летнее время, или незамерзающие жидкости, если чиллер будет использоваться и в зимний период время.

Важным преимуществом системы чиллер – фанкойл также является то, что сама система может быть собрана из составляющих разных производителей, т.е. чиллер –одного производителя, а фанкойл – другого производителя. Именно простота устройства фанкойла делает его универсальным и простым в эксплуатации. Такая система обеспечивает долговечность работы фанкойла, его низкую стоимость и небольшие эксплуатационные затраты.

• Моноблочные с наружной установкой;
• Модульные с наружной установкой;
• Моноблочные внутренней установки с центробежными вентиляторами;
• С выносным конденсатором воздушного охлаждения;
• С конденсатором водяного охлаждения.

Система Фанкойл

Фанкойл – это устройство, в котором происходит теплообмен между воздухом в помещении и хладоносителем, циркулирующим в теплообменнике фанкойла. Причем фанкойл может как охлаждать воздух в помещении, так и нагревать его. Это зависит от того, в каком режиме работает сам чиллер. Если чиллер работает в режиме теплового насоса, то из него хладоноситель (в таком случае он называется теплоноситель) поступает теплым в фанкойл и, соответственно, нагревает воздух. Если чиллер работает в режиме холодильной машины, то из него хладоноситель (в таком случае он называется именно хладоноситель) поступает холодным в фанкойл и, соответственно, охлаждает воздух.

Процесс теплообмена в фанкойле происходит в его теплообменнике. Внутри трубок теплообменника протекает хладоноситель. Наружная поверхность трубок имеет оребрение. Чаще всего оребрение пластинчатое с алюминиевыми ребрами. Наружное оребрение позволяет более интенсивно осуществлять теплообмен между хладоносителем и воздухом в помещении. Конструкция фанкойла делается как можно проще и с наименьшим количеством элементов, которые могут усложнить его конструкцию или привести к увеличению уровня шума при его работе. Это очень важная характеристика, так как фанкойлы устанавливаются в помещениях, где находятся люди, и повышенные шумовые характеристики не желательны. Однако для усиления циркуляции воздуха в фанкойлах устанавливаются вентиляторы (осевые или центробежные), они обеспечивают забор воздуха, обдув теплообменника фанкойла воздухом, и подачу этого воздуха назад в помещение. Поддержание нужной температуры в помещении осуществляется за счет изменения скорости вращения вентилятора или его полного отключения. Для более точного регулирования температуры воздуха в помещении бывает недостаточно отрегулировать температуру таким образом, поэтому часто фанкойл комплектуется трехходовым клапаном.

На фото: Фанкойлы по типу размещения

На фото: Двухтрубный, четырехтрубный фанкойл

На фото: Схема шахматного и коридорного расположения труб в пучке

На фото: Фанкойлы по числу рядов теплообменника

Принцип работы системы чиллер-фанкойл

Промежуточный хладоноситель поступает в чиллер, где охлаждается/нагревается до определенной температуры. Далее, насосами по трубопроводам гидравлической системы он поступает в фанкойлы, и, проходя через их теплообменники, охлаждает воздух, при этом температура самого хладоносителя повышается. Как видно, принцип работы системы «чиллер-фанкойл» не сложен для понимания, но, помимо выбора подходящих вариантов из большого количества типов оборудования, необходимо правильно рассчитать и смонтировать трубопроводы теплоносителя, поэтому проектирование и установку лучше доверить профессионалам.

С учетом своих плюсов, система «чиллер-фанкойл» наиболее оптимальна для применения в торговых комплексах, офисных центрах и гостиницах. В состав системы всегда можно внести изменения в плане количества фанкойлов, их расположение и типа, что особенно полезно в случаях, когда большое количество помещений сдается в аренду, т.к. при изменении планировок потребуются минимальные финансовые затраты. В целом, она олицетворяет собой современный подход к кондиционированию помещений разных классов и категорий, так как она не изменяет внешний вид строений и способна поддерживать внутри них оптимальные параметры температуры и относительной влажности.

Схематичное расположение системы чилер-фанкойл

Схематичное расположение системы чилер-фанкойл на этаже офисного здания.

Система охлаждения: кондиционер чиллер-фанкойл

В помещениях с большой площадью комфортный микроклимат можно создать с помощью мультизональной конструкции чиллер-фанкойл. Функционирует она круглый год: зимой, весной и осенью нагревает комнаты, а летом охлаждает до заданной температуры. Главные элементы кондиционирующего устройства — теплообменник и охладитель — обеспечивают его нормальную работу.

Устройство системы

Внешний блок, который называют чиллером, выполняет функции охлаждающего устройства, он производит и подаёт холод по трубопроводам вместе с теплоносителем, циркулирующим по ним. В этом и заключается главное отличие оборудования от обычных сплит-систем. В них в качестве теплоносителя используется фреон, который перемещается по дорогим медным трубам.

На работу чиллерной системы охлаждения не влияет температура, а сплит-конструкции начинают работать со сбоями уже при -10 градусах. Теплообменный внутренний элемент — фанкойл — принимает холодную жидкость, отдаёт холод в атмосферу и возвращает тепло в чиллер. Деталь монтируют в каждой комнате и программируют на индивидуальную программу.

Систему чиллер фанкойл применяют в супермаркетах, торговых центрах, гостиницах, подземных конструкциях. В некоторых случаях оборудование используется в качестве отопления, для чего переключают конструкцию в режим обогрева или по второму контуру пускают тёплую воду.

Конструкция и особенности

По конструкции разделяют двух- и четырёхтрубные системы чиллер. По способу монтажа оборудование может быть напольным, настенным и встраиваемым. Выбирают подходящую модель по нескольким критериям:

• производительности холода;
• мощности фанкойлов;
• эффективности перемещения воздуха;
• длине трассы.

Мощность кондиционера напрямую зависит от размеров помещения. В частном доме можно установить слабое устройство, для торговых центров и магазинов необходимо выбирать более производительные модели. От нормального функционирования фанкойлов зависит микроклимат в помещении. Поэтому нужно обращать внимание на их конструкцию и производительность.

На эффективность перемещения воздушных потоков влияет качество всего оборудования. Сила насосной установки и качество теплоизоляционных труб воздействуют на длину магистралей. Чем лучше материал, из которого изготовлены трубопроводы, тем больше их можно проложить. Мягкий пластик или текстильные изделия лучше не приобретать, а гофрированные или металлические конструкции позволят оборудованию прослужить дольше. Большая мощность насоса даёт возможность прогонять воду быстрее.

Монтаж оборудования

Для нормальной работы системы чиллер подсоединяют к одному или нескольким фанкойлам с помощью теплоизоляционных трубопроводов. Если использовать обычные изделия, то коэффициент полезного действия оборудования снижается. У каждого фанкойла есть отдельный узел обвязки, который обеспечивает контроль его мощности во время выработки холода и тепла.

Запорная и регулирующая аппаратура позволяет контролировать уровень хладагента в индивидуальном элементе. Если смешивать охладительную жидкость и теплоноситель нельзя, то воду необходимо отдельно нагревать в теплообменнике и в схему чиллер фанкойла вносят циркулярный насос. Для медленной регулировки потока жидкости в системе используется трёхходовой клапан. Если смонтировано двухтрубное оборудование, то нагрев и охлаждение осуществляет чиллер.

В зимнее время производительность системы повысится в том случае, если к главному элементу подключить котёл. В четырёхтрубной конструкции заложено два узла, благодаря чему фанкойл может работать и на охлаждение, и на обогрев помещения, используя жидкость, которая циркулирует в отопительной системе.

Одну из деталей присоединяют к трубам с хладагентом, а вторую — к изделию с теплоносителем. У каждого фанкойла есть отдельный клапан, который контролируется специальным пультом. С помощью такой схемы можно избежать смешивания хладагента и теплоносителя, что важно в холодное время года.

Во время отопительного сезона жидкость достигает температуры в 70−90 градусов, что непозволительно для фанкойлов. Под воздействием такого жара элементы могут сломаться. Поэтому показатель предварительно снижают. Горячая жидкость, которая перемещается от центральной тепловой сети к отдельным агрегатам, проходит специальный пункт, где её температура становится меньше.

Классификация чиллеров

Классифицируют чиллер-кондиционеры по типу холодильного цикла. Разделяют два типа оборудования по этому признаку: абсорбционное и парокомпрессорное. В первом виде используется бинарный раствор с водой и бромидом лития, который называют абсорбером. Устройство функционирует по такому принципу: хладагент поглощает тепло, преобразуя пар в жидкость. Прибор использует горячие выделения производственной техники. При этом поглотитель растворяет хладагент благодаря тому, что температура кипения первого значительно превышает этот же показатель второго.

Схема работы чиллера:

• тепло извне попадает в генератор, разогревает абсорбирующую смесь, испаряет воду посредством кипения;
• пар перемещается в конденсатор и преобразуется в жидкость;
• жидкий хладагент переходит в дроссель, где его температура понижается, а давление падает;
• вода поступает в испаритель, где испаряется, а пар поглощается абсорбирующим раствором;
• разбавленная смесь опять нагревается, цикл повторяется.

Этот вид системы ещё не распространён, но благодаря экономичности и незначительному потреблению электроэнергии считается перспективным. Парокомпрессорные конструкции пользуются большей популярностью. Непрерывная циркуляция обеспечивает охлаждение, кипение начинается при низкой температуре, система имеет замкнутый контур, где проходит конденсация хладоносителя.

В устройство кондиционера входят такие детали:

• испаритель;
• компрессор;
• конденсатор;
• трубы;
• регулятор.

Весь процесс находится под управлением компрессора, в котором газ с низкой температурой нагревается и сжимается. Сухой пар переходит в конденсатор, охлаждается и превращается в жидкость. Затем он двигается к дросселю, где понижается давление и температура, часть воды испаряется и превращается во влажный газ.

Смесь жидкости и пара поступает в теплообменник, забирает тепло у хладагента, отдаёт ему холод и подсушивается. Отметки давления и температуры при этом не изменяются. Жидкость поступает в фанкойлы под воздействием насоса, после всего цикла холодильный агент переходит в компрессор, процедура повторяется.

Зимой чиллер продолжает работать в природном режиме, а теплоноситель охлаждает воздух на улице. Если настроить оборудование на подачу тепла, то конструкция функционирует как обогреватель. В этом случае теплоноситель должен нагреваться. Этот режим необходим для офисных зданий, складов и общественных помещений. Прибор эффективно работает и на охлаждение, и на обогрев.

Основные отличия

Хладагент — это рабочее вещество, которое в процессе функционирования кондиционера переходит из одного агрегатного состояния в другое под воздействием разного давления. У теплоносителя нет подобных фаз, он только перемещает холод или тепло на определённое расстояние по трубопроводам.

Компрессор контролирует транспортировку охлаждающей жидкости, а за движение воды отвечает циркулирующий насос. Хладагент в чиллер-системах может изменять свою температуру выше и ниже точки кипения, теплоноситель постоянно функционирует в пределах этого показателя. Эти условия работают только в том случае, если оказываемое давление остаётся неизменным. В этом заключаются главные отличия между теплоносителем и холодильным агентом.

Роль в кондиционировании

Фанкойл, или вентиляторный доводчик, — это основной элемент климатического оборудования. Он работает по принципу теплообменника, в его конструкцию входят такие детали:

• электрическая панель подключения;
• вентилятор;
• теплообменник из алюминия;
• поддон для сбора конденсата;
• воздушный клапан;
• разъёмы для подключения насоса и трубки.

Главная функция элемента — приём носителя с низким показателем температуры, а также он рециркулирует и охлаждает воздух внутри помещения без доступа новых потоков. В корпусе фанкойла находятся диаметральный вентилятор, змеевик из алюминиевых рёбер и медных трубок, блок управления и пылевой фильтр.

А также в конструкции есть насос для откачки конденсата и электродвигатель, проворачивающий воздушные клапаны. Существует несколько разновидностей фанкойлов: настенные и напольные конструкции, монтируемые в каналы, консольные и бескорпусные, у которых все элементы расположены на раме.

Потолочное оборудование может быть кассетным и канальным, первый вид устанавливается за подвесными потолками. Нижняя панель остаётся на виду, воздушные потоки направляются на две или четыре стены. Если фанкойл необходим только для охлаждения, то монтируют его именно в потолке.

В гидравлический модуль можно дополнительно встроить ёмкость, которая будет служить аккумулятором. Расширительный бак компенсирует расширение воды при нагреве, элемент подключают к подающим трубам. Управлять фанкойлом возможно автоматически и вручную. При работе на отопление хозяин самостоятельно отключает подачу холодной жидкости. Для охлаждения перекрывают горячую воду. В автоматическом режиме достаточно установить на панели подходящую температуру, которую будут поддерживать термостаты.

Фанкойл-чиллерная система позволяют использовать дешёвый и безопасный теплоноситель — воду, а также быстро устранять поломки в случае утечки. Несколько элементов устанавливают в одном помещении, так как разные зоны имеют отличия в требованиях к температурному режиму. Их точное количество определяется во время проектирования системы.

Система чиллер фанкойл для кондиционирования воздуха

Чиллер-фанкойл это система, которая позволяет поддерживать заданный комфортный микроклимат независимо от внешней температуры, в жару охлаждая, а зимой нагревая помещение воздухом.

Система холодоснабжения чиллер-фанкойл, выполняет те же задачи по кондиционированию либо нагреву, что и VRV-VRF мультизональные сплиты, но несколько другими средствами. Сочетание таких устройств как чиллеры и фанкойлы, получило широкое распространение, благодаря большей вариативности обработки воздуха и распределению тепловой нагрузки между холодильным центром, и внутренними блоками, а также простому управлению схемой гидравлических трубопроводов. Это современный вид центрального кондиционирования с прямым нагревом/охлаждением объёмных зданий с большим количеством помещений, где одновременно можно устроить разные температурные режимы.
К тому же, они способны подготавливать воздух в приточно-вытяжных установках без применения дополнительного оборудования. В этом разделе рассмотрим принцип работы, схему подключения и плюсы-минусы данного решения.

Принцип работы систем чиллер-фанкойл

Принципом работы и главной отличительной особенностью рассматриваемого чиллерного комплекса от кондиционирующих устройств VRV&VRF использующих теплоносителем газ фреон, является промежуточный теплоноситель вода или 10-45% раствор на основе этиленгликоля (C2H6O2) и воды.
Работа системы чиллер фанкойл заключается во взаимодействии внешней холодильной станции (чиллер), и внутреннего теплообменного оборудования (фанкойл). Все холодильные циклы происходят внутри станции, а его холадопроизводительность распределяется при помощи рабочей жидкости, которая обладает большей теплоёмкостью в отличие от газа.
После охлаждения во внешнем блоке до установленной температуры, вода при помощи циркуляционных насосов по изолированным трубопроводам подается к внутренним элементам комплекса.

В своем составе чиллер имеет компрессор, воздушный конденсатор, ТРВ и теплообменник испаритель. Теплообмен между газовым хладагентом чиллера и охлаждаемой гликолевой средой происходит в кожухотрубном, реже в пластинчатом теплообменнике-испарителе. Далее охлажденная рабочая жидкость, с помощью насосной станции (гидромодуля), подается к потребителям-фанкойлам. Фанкойлы в свою очередь производят теплообмен между воздухом в помещении и рабочим незамерзающим раствором гликоля.

Фанкойл представляет из себя радиатор-теплообменник с осевым либо центробежным вентилятором.

Место установки чиллера зависит от типа его исполнения.

· Моноблочные чиллеры, размещают на открытом пространстве, чаще всего на крыше здания. Для переноса тепла/холода применяют гликолевый раствор, который предотвращает разморозку теплообменников чиллера в холодный период года.

· Чиллер с выносным конденсатором, размещают в помещении, которое расположено в непосредственной близости с кровлей здания. На кровлю выносят конденсаторный блок, который соединен с компрессорным блоком газовой магистралью. Данный вид чиллера позволяет круглогодично использовать воду в качестве тепло-хладоносителя.

Холодильный центр в системе чиллер-фанкойл может иметь различные конфигурации исполнения и расширенный диапазон мощности, но в подавляющем большинстве случаев, климатический комплекс собирают на основе парокомпрессионных устройств. Схема чиллер фанкойл на базе абсорбционных агрегатов, это больше экзотика чем правило.
Количество фанкойлов подключаемых к климатической установке может быль любым, но суммарно они должны находится в пределах холодильной производительности чиллера. А их удаленность от хладо-центра обусловлена исключительно мощностью насосной группы. Фанкойлы подключаемые к одной холодильной станции, одновременно могут быть различных типов и модификаций и поставлены от другого производителя.

Отличия хладагента от теплоносителя

Фреон или холодильный агент это, низкокипящее рабочее вещество, которое в процессе холодильного цикла может изменять свое агрегатное состояние, от жидкости до газа, в зависимости от различных значений температуры и давления.
Теплоноситель всегда остается в жидком агрегатном состоянии, он является транспортером тепла либо холода на заданное расстояние и высоту.

Схема подключения чиллер-фанкойл

Конструктивно система кондиционирования чиллер фанкойл состоит из четырех основных узлов, и выглядит следующим образом:

1. Чиллер, производит холод и отводит тепло, доставленное рабочей жидкостью из обслуживаемых помещений в атмосферу.

2. Гидромодуль. Осуществляет транспортировку (циркуляцию) теплоносителя по трубопроводам.

3. Трубопровод. Соединяет между собой холодильную машину и внутренние блоки (фанкойлы).

4. Фанкойл. Производит непосредственное кондиционирование-обогрев внутренних помещений объекта.

Следует обратить внимание на важный момент. Для охлаждения используют одноконтурные (двухтрубные) фанкойлы. В схемах, где подразумевают обогрев одной комнаты и одновременное охлаждение другой, требуются четырехтрубные (двухконтурные) фанкойлы. Один из контуров подключают к чиллеру, другой к системе отопления, соответственно и сама трубная разводка должна быть выполнена по четырехтрубной схеме.

Существующее многообразие типоразмеров и видов фанкойлов, перекрывает потребности самых требовательных дизайнеров, проектировщиков и потребителей.
Вот краткий перечень разновидностей фанкойлов, которые одновременно можно размещать в одном обслуживаемом здании:

Достоинства и недостатки систем чиллер-фанкойл

Протяженность и высота подъема магистралей соединяющих внутренние и наружные блоки центральных кондиционеров, являются “ахиллесовой пятой” и одновременно преимуществом одного вида кондиционирования над другим.

VRF кондиционер по этим параметрам существенно уступает схеме чиллер-фанкойл. Протянуть трубопровод от внутреннего VRF к наружному блоку дальше 165 метров не получится. Кроме этого, существуют ограничения по высотности перепадов между производителем холода и потребителями, а также ограничена суммарная длинна магистралей до 300 метров.

Именно эти критерии в конечном счете определяют выбор, какая магистраль будет связывать рабочие органы системы кондиционирования, жидкостная либо газовая.
Помимо этого, при выборе типа оборудования следует обращать внимание на другие особенности систем, работающих на водных растворах:

Недостатки системы чиллер-фанкойл

· В системе кондиционирования с промежуточным хладоносителем присутствует большой объем жидкости. Нарушение герметичности трубопроводов, может повлечь локальное подтопление.

· Чиллеры размещенные на открытом пространстве, без выносных конденсаторов, требуют незамерзающую рабочую жидкость.

· Насосная группа (гидромодуль) создает дополнительное потребление электроэнергии.

· Капитальные затраты на установку системы чиллер-фанкойл выше, чем на мультизональные VRV-VRF системы аналогичной мощности.

Достоинства

· В систему можно подключить не ограниченное количество фанкойлов, но их общая мощность должна соответствовать производительности чиллера.

· Система работает за счет жидкости, а не газа. Благодаря чему риск разгерметизации и потери большого объёма холодильного агента сведен к минимуму.

· Ограничения по высоте и удаленности внутренних блоков от чиллера определяется только мощностью циркуляционных насосов.

· Мощность кондиционирования можно наращивать поэтапно, добавляя к системе модульные чиллеры и подключая к ним дополнительные потребители холода.

· Холодильному центру не требуется контролировать расход хладагента для связи с удаленными потребителями, поэтому весь комплекс сплит-системы может собираться элементами от разных производителей.

· Площадь и высотность обслуживаемого здания практически не ограничена.

· Для трассы нужны обычные водопроводные трубы и такая же запорная арматура.

· Система чиллер фанкойл, позволяет кондиционировать часть помещений в то время, когда комнаты по соседству обогреваются.

Потребление электрической энергии системами чиллер-фанкойл несколько выше, чем у VRF кондиционеров аналогичной мощности. Насосные блоки перекачивающие водно-гликолевые растворы добавляют свой расход электричества. В среднем при выработке 1 кВт холода, потребление увеличивается на 0.1 кВт.

Из проведенного анализа недостатков и преимуществ доступных способов кондиционирования, напрашивается вывод, что системы с жидким хладоносителем охватывают более широкую область применения. Однако, если имеют место ограничения по энергопотреблению, или содержать свою сервисную бригаду нет возможности, лучше предпочесть мультизональные VRF.

Условия при которых рекомендуется применять систему чиллер-фанкойл

· Общая протяженность магистралей более 300 м

· Требуется одновременный режим подогрева и охлаждения воздуха в разных помещениях