Дата публикации: 13.11.2024 Дата обновления: 13.11.2024
Содержание:
Поддержание оптимального микроклимата в здании — актуальная проблема для холодного и теплого периода года. Наряду с настенными, потолочными, кассетными и канальными кондиционерами для регулирования температуры в помещениях используют систему чиллер-фанкойл. Она отличается конструктивными особенностями, принципом и схемой работы, сферой применения, плюсами и минусами.
Слово «chiller» переводится с английского языка, как охладитель, а фраза «fan coil unit» означает теплообменное устройство с вентилятором. В результате получается, что чиллер-фанкойл — это комплекс оборудования из охладительной установки и вентиляторного доводчика (теплообменника).
Такая инженерная система является климатическим оборудованием. Она представляет собой универсальный комплекс, так как способна не только охлаждать воздух внутри объекта в жару, но и нагревать его в зимний период. У системы чиллер-фанкойл такая же задача, что и у мультизональной VRF-системы — создание требуемых условий микроклимата сразу в нескольких или во всех помещениях крупного здания. Отличительная черта такой системы — это наличие одного внешнего охладителя и чаще множества подключенных внутренних теплообменников, которые объединены в одну сеть с наружным блоком при помощи трубопроводов большой протяженности.
Не сложный для понимания принцип работы системы чиллер-фанкойл заключается в непрерывном взаимодействии наружной охладительной установки и вентиляторных доводчиков внутри объекта. Такой комплекс климатического оборудования способен поддерживать общий тепловой режим во всём здании или разную требуемую температуру в каждом из помещений.
По трубопроводам между чиллером и фанкойлами циркулирует вода или незамерзающая жидкость (водный раствор этиленгликоля). Это одно из основных отличий чиллерной системы от сплит-систем, VRF и других кондиционеров, в которых по межблочным трубопроводам перемещается хладагент в виде фреона. Именно водный теплоноситель переносит холод или тепло между чиллером и фанкойлами. При этом для обогрева помещений внешний охладитель должен функционировать в режиме теплового насоса. Использование воды в качестве промежуточной рабочей жидкости связано с ее большей теплоемкостью, чем у газообразного хладагента.
Когда водный теплоноситель по изолированным трубам циркуляционными насосами перемещается в вентиляторные доводчики, температура проходящего через теплообменники воздуха из помещений снижается или увеличивается в зависимости от режима работы оборудования. После этого вода становится холоднее или теплее и возвращается в чиллер. В нем ее температура повторно уменьшается или повышается. Важно то, что у воды при движении между чиллером и фанкойлами не меняется агрегатное состояние. Она используется лишь в качестве источника холода или тепла в вентиляторных доводчиках.
Во внешнем блоке охлаждение воды выполняется за счет циркуляции фреона. Это бесцветный хладагент без запаха, например, R410A, R134a или R407C. Он способен поглощать тепловую энергию во время испарения и передавать тепло при конденсации. Циркуляция фреона выполняется в замкнутом контуре внутри чиллера. При движении у этого хладагента постоянно меняется агрегатное состояние. Он из газа превращается в жидкость и обратно. Его состояние зависит от температуры и давления. За счет такой трансформации выполняется перенос тепловой энергии между средами.
В контуре чиллера давление создает компрессор. Когда оборудование работает в режиме охлаждения, компрессорный агрегат сначала подает фреон в фильтр осушитель. Потом хладагент перемещается в испаритель, где находится теплообменник. Именно с его помощью выполняется отбор тепловой энергии у воды, которая поступает в чиллер по обратному трубопроводу гидравлического контура с подключенными фанкойлами.
Для нагрева воздуха в помещениях в работу включается другой чиллерный контур. Он граничит с конденсатором. Когда по нему проходит фреон, то происходит передача тепла воде (теплоносителю) от хладагента.
Как уже стало понятно, к основным частям системы относится чиллер и фанкойл. Каждый из этих элементов выпускается нескольких видов и обладает своими конструктивными особенностями.
Это ядро климатической системы. К основным элементам чиллера относится:
Система кондиционирования чиллер-фанкойл обычно комплектуется охладителем мощностью 5-9000 кВт. Этот внешний блок может отличаться:
Этот процесс может выполняться с помощью воздуха или воды. При использовании воздушной среды охлаждение осуществляется так же, как и в бытовых кондиционерах. В этом случае конденсатор обдувается воздухом за счет работы вентилятора. При водяном же охлаждении используется соответствующая проточная жидкая среда. Это более эффективный способ, но не во всех регионах вода доступна в необходимом количестве или присутствует подходящая водоснабжающая система. Тем более, дороже стоит эксплуатация именно водяного охлаждения.
Такой функцией получится воспользоваться только в том случае, если чиллер может работать, как тепловой насос. Обычно этот режим доступен в воздухоохлаждаемых устройствах.
Такие исполнения могут иметь чиллеры с воздушным охлаждением. Если в конструкции присутствует встроенный конденсатор, тогда это автономный охладитель. Когда же холодильная машина оснащена выносным конденсатором, то он представляет собой отдельный блок. В этом случае его можно расположить на улице, а сам чиллер — в помещении. Такой вариант упростит обслуживание, увеличит работоспособность оборудования и позволит использовать в гидравлическом контуре в качестве рабочей жидкости обычную воду, а не более дорогую незамерзающую жидкость.
Чиллерные установки в моноблочном исполнении с воздушным охлаждением производители комплектуют осевым или центробежным вентиляционным агрегатом. Дешевле стоит первый вариант, но у него небольшая производительность. Из-за этого чиллеры с осевым вентилятором устанавливают только за пределами зданий. Для размещения в помещениях выбирают охладители с центробежным вентиляционным агрегатом. При этом для такого оборудования дополнительно монтируют воздуховоды, чтобы их использовать для всасывания и отвода воздуха.
Это конечное оборудование климатической системы. Обычно к чиллеру подключается несколько фанкойлов. Они могут монтироваться в разных местах здания. Их устанавливают на одном или на различных этажах объекта.
В конструкции каждого фанкойла присутствует:
В комплект также входит выносной или встроенный пульт. Производители выпускают фанкойлы в разном исполнении, включая модели:
Наибольшей популярностью пользуются потолочные вентиляторные доводчики. К этой категории фанкойлов относятся кассетные аппараты. Они устанавливаются в высоких помещениях при наличии подвесных потолков, за которыми прячутся корпуса теплообменных устройств, а видимыми остаются только их нижние панели. Кассетные вентиляторные доводчики направляют охлажденный или подогретый воздух сразу в 2 или 4 стороны.
Это тоже важный компонент климатической системы. Его еще называют гидромодуль. Он нужен для обеспечения циркуляции теплоносителя в гидравлическом контуре между чиллерной установкой и фанкойлами. В состав гидромодуля входит:
Гидромодуль еще используется в климатической системе для поддержания требуемого давления воды, компенсации его колебаний по причине расширения теплоносителя, своевременного добавления рабочей жидкости. За счет насосной станции увеличивается общая теплоёмкость климатической системы.
Схема чиллер-фанкойл может представлять собой двухтрубную или четырехтрубную климатическую систему. В зависимости от варианта обвязки подбираются фанкойлы.
В двухтрубной системе применяются вентиляторные доводчики только с одним теплообменником. Такая схема является самой простой и распространенной. По одной трубе к фанкойлам подается охлажденный или подогретый теплоноситель от чиллера, а по другой — он отводится обратно. Если необходимо использовать систему не только в межсезонье, но и зимой, тогда к конечным теплообменникам подключают трубопроводы от индивидуального котельного агрегата или центральной городской сети теплоснабжения. При этом подачу и обратку от чиллера в зимний период перекрывают и наоборот. Для этого в схему включают специальный клапан.
В более сложной четырехтрубной системе используются двухконтурные вентиляторные доводчики. В конструкции таких фанкойлов присутствует 2 теплообменника. В один из них подается охлажденная вода, а в другой — горячий теплоноситель не только от чиллера, но и из параллельно подключенной системы центрального отопления. Четырехтрубная схема реализуется при использовании 2 клапанов — по одному на каждый теплообменник.
Этот вариант системы предотвращает смешивание теплоносителей и позволяет фанкойлам работать в зимний период вместо отопительных радиаторов. Однако такая эксплуатация допустима только после снижения температуры поступающей воды из городской сети теплоснабжения, так как она в ней изначально нагрета до 70-95 °C. Для этого обычно в подвале здания устраивают отдельный тепловой пункт.
Применяется система чиллер-фанкойл на самых разных объектах, включая:
Чиллерное оборудование с подключенными фанкойлами подходит для кондиционирования отдельных магазинов, больших павильонов с множеством торговых отделов.
Климатическая сеть из чиллера и конечных теплообменников-доводчиков способна обеспечить требуемый индивидуальный микроклимат в каждом помещении многоэтажного здания с большим количеством офисов.
Эта система подходит для регулирования температуры воздуха на разных производствах и в складских помещениях. С ее помощью удается поддерживать оптимальные условия для работы людей и технологического оборудования.
Благодаря чиллеру и фанкойлам постояльцы проживают в разных городах и курортах в гостинных номерах с комфортным микроклиматом.
Климатическая централизованная система позволяет выполнять эффективный контроль температуры и влажности на объектах, где люди занимаются разными видами спорта. Это, например, крытые ледовые стадионы, фитнес-центры, многофункциональные спортивно-концертные залы.
Чиллер с фанкойлами способен эффективно контролировать температуру воздуха в классах общеобразовательных учреждений, аудиториях университетов, колледжей и училищ.
Чиллерная установка с фанкойлами может не только беспрерывно поддерживать нужную температуру в помещениях медицинских учреждений, но и обеспечивать в них требуемый уровень чистоты воздуха. Это позволяет снизить распространение инфекций.
Популярность чиллерной системы обусловлена рядом ее достоинств:
Один из минусов такой климатической системы — высокие затраты на покупку и монтаж оборудования. К другим недостаткам относится высокий уровень шума, необходимость выполнения постоянного технического обслуживания, сложность монтажных работ.
Несмотря на несложность устройства централизованной климатической системы охлаждения и подогрева воздуха, ее проектирование и монтаж доверяют только профессионалам. Ведь специалисты знают, что она представляет собой и как работает чиллер-фанкойл. Профессионалы не только подберут оптимальные варианты оборудования, но и безошибочно рассчитают гидравлический контур.
Когда перед человеком встает задача по организации комфортного микроклимата в помещении на протяжении круглого года и выбора подходящего климатического оборудования, то стоит обратить внимание на фанкойлы.
Для получения тепла в зимнее время можно использовать тепловой насос, принцип работы и назначение которого мы рассмотрим в данной статье.
Системы охлаждения играют важную роль в поддержании работы самых разнообразных устройств — от масштабных промышленных комплексов до офисных зданий.