Система «чиллер-фанкойл»

Дата публикации: 13.11.2024

Содержание:

Поддержание оптимального микроклимата в бизнес-центре, торгово-развлекательном комплексе, производственных, вспомогательных и складских помещениях и охлаждение технологического оборудования являются насущными задачами для многих предприятий и организаций. Решить их можно с помощью вентиляционных установок, полупромышленных сплит-систем, полноразмерных VRF-систем или мощных промышленных систем кондиционирования. В последнем случае наиболее эффективной на сегодняшний день является система «чиллер-фанкойл».

Что представляет собой система «чиллер-фанкойл»

Слово chiller переводится с английского языка, как охладитель, а фраза «fan coil unit» означает теплообменное устройство с вентилятором. В результате получается, что система «чиллер-фанкойл» — это комплекс оборудования из охладительной установки и вентиляторного доводчика (фанкойла).

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.

Система «чиллер-фанкойл»: схема работы

По трубопроводам между чиллером и фанкойлами циркулирует вода или незамерзающая жидкость (водный раствор гликоля). Именно она выполняет роль теплоносителя, переносящего тепло к конечным устройствам системы кондиционирования.

Когда 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.

Составные элементы системы «чиллер-фанкойл»

Основными элементами системы кондиционирования являются чиллер и фанкойлы, а также гидравлический контур (насосная станция). Каждый из этих элементов выпускается нескольких видов и обладает своими конструктивными особенностями.

Чиллер

Модульный чиллер большой мощности
Модульный чиллер большой мощности с воздушным охлаждением конденсатора

Это ядро климатической системы. К основным элементам чиллера относится: 

  • электрический двигатель; 
  • управляющий блок; 
  • конденсатор, где хладагент превращается из газовой среды в жидкость и отдает тепловую энергию; 
  • компрессорная установка для сжимания фреона и уменьшения его температуры; 
  • испаритель, за счет которого происходит охлаждение теплоносителя (воды или раствора этиленгликоля) благодаря отбору тепла для кипения фреона.

Существует множество видов чиллеров. Они различаются в зависимости от возможных режимов работы, типа компрессора и вентилятора, наличия или отсутствия конденсатора, способа его охлаждения, количества подключаемых водопроводных труб и др.

Способ охлаждения конденсатора

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.

Возможность эксплуатации в режиме обогрева

Такой функцией получится воспользоваться только в том случае, если чиллер может работать, как тепловой насос. Обычно этот режим доступен в воздухоохлаждаемых устройствах.

Использование встроенного или выносного конденсатора

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.

Тип компрессора

Чаще всего чиллеры комплектуются спиральными компрессорами. Такие устройства получили название модульных, поскольку могут свободно монтироваться в один гидравлический контур. Как правило, максимальное количество модулей достигает 16. Как следствие, совокупную производительность системы кондиционирования можно довести до 2 МВт и более.

Чиллеры, рассчитанные на большую тепловую нагрузку, оснащаются винтовыми компрессорами. Их производительность может достигать 1,7 МВт и более. Чиллеры с винтовыми компрессорами отличаются высокой эффективностью, но и потребляемая ими электроэнергия также весьма велика. С другой стороны, подобные агрегаты способны обслуживать производственные объекты, супермаркеты, здания и сооружения малой и средней площади.

Наиболее мощные чиллеры комплектуются центробежными компрессорами. Это наиболее энергоэффективные и самые дорогие устройства, производительность которых может достигать 12,5 МВт. Данные агрегаты воплотили в себе все достижения мировой науки в сфере отопления, вентиляции, центрального кондиционирования и холодоснабжения. В них реализовано множество инноваций, направленных на достижение максимальной эффективности при минимуме эксплуатационных затрат. Это касается как потребления электроэнергии, так и технического обслуживания. Разумеется, такие чиллеры применяются для охлаждения центров обработки данных, крупных торгово-развлекательных комплексов, высотных офисных зданий, гипермаркетов, спортивных арен и т.п.

Фанкойл

Составной элемент системы «чиллер-фанкойл»
Канальный фанкойл с профессиональной системой очистки 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: 

  • теплообменник, который выполнен в виде змеевика при использовании медного трубопровода с закрепленными алюминиевыми ребрами; 
  • вентиляционный агрегат диаметрального или центробежного типа; 
  • фильтрующий элемент; 
  • поддон под конденсат; 
  • электрический двигатель для поворота воздушных заслонок; 
  • электронасос для удаления накопившегося конденсата.

В комплект также входит выносной или встроенный пульт. Производители выпускают фанкойлы в разном исполнении, включая модели: 

  • настенные; 
  • канальные;
  • потолочные; 
  • консольные; 
  • бескорпусные с закрепленными составными частями только на раме.

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.

Гидравлический модуль (гидромодуль)

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: 

  • циркуляционный насос в количестве одной или нескольких штук, включая резервный агрегат; 
  • водяной фильтр; 
  • датчик давления и температуры; 
  • запорная арматура; 
  • блок автоматического управления; 
  • клапан предохранительный и для дренажа.

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 работы системы «чиллер-фанкойл»

Система «чиллер-фанкойл» может быть выполнена по двухтрубной или четырехтрубной схеме. Такая система подключается одновременно и к источнику горячей, и к источнику холодной воды. Это позволяет более точно поддерживать температуру на объекте или в его разных помещениях, находящихся, например, на солнечной и затененной сторонах.

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. Конструкция таких фанкойлов подразумевает наличие двух теплообменников. К одному из них подается охлажденная вода, к другому — горячая. Как следствие, к каждому теплообменнику подсоединяется своя пара труб. Четырехтрубная схема реализуется при использовании 2 клапанов — по одному на каждый теплообменник. Четырехтрубные фанкойлы позволяют более точно регулировать температуру воздуха в помещении и поддерживать ее на протяжении длительного времени.

Сферы применения системы кондиционирования «чиллер-фанкойл»

Применяется система «чиллер-фанкойл» на самых разных объектах, включая:

  • Торговые комплексы.

Чиллерное оборудование с подключенными фанкойлами подходит для кондиционирования отдельных магазинов, больших павильонов с множеством торговых отделов.

  • Бизнес-центры.

Климатическая сеть из чиллера и конечных теплообменников-доводчиков способна обеспечить требуемый индивидуальный микроклимат в каждом помещении многоэтажного здания с большим количеством офисов.

  • Промышленные сооружения.

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.

  • Гостиницы.

Благодаря чиллеру и фанкойлам постояльцы проживают в разных городах и курортах в гостинных номерах с комфортным микроклиматом.

  • Спортивные комплексы.

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.

  • Учебные заведения.

Чиллер с фанкойлами способен эффективно контролировать температуру воздуха в классах общеобразовательных учреждений, аудиториях университетов, колледжей и училищ.

  • Больницы и поликлиники.

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.

Преимущества и недостатки системы «чиллер-фанкойл»

Популярность чиллерной системы обусловлена рядом ее достоинств: 

  • возможность настройки работы фанкойлов в соответствии с нуждами разных помещений одного объекта; 
  • высокая энергоэффективность, так как производительность чиллера может быть больше в 5-7 раз его потребляемой мощности; 
  • быстрое наращивание общей мощности всей климатической системы путем простого подключения дополнительных фанкойлов с учетом максимальной производительности чиллера; 
  • большой ассортимент моделей чиллеров и фанкойлов, что позволяет использовать оборудование на различных объектах; 
  • возможность применения не только для охлаждения, но и для обогрева помещений; 
  • точное регулирование температурных параметров и влажности в разных зонах здания; 
  • доступность монтажа фанкойлов на любом расстоянии от чиллера при использовании более дешевых обычных труб, а не медных трубопроводов.

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.

Вам может быть интересно

Какой мобильный кондиционер выбрать: руководство 2026 года

Ищете компактное решение для охлаждения воздуха? В этом гиде мы разберем, по каким параметрам выбирать мобильный кондиционер для дома и квартиры, чтобы техника прослужила долго и эффективно справлялась с жарой.

Функции «Умный глаз» и «Радар» в кондиционерах: как они работают и зачем нужны

Производители кондиционеров интегрируют во внутренние блоки сплит-систем датчики двух принципиально разных типов — инфракрасные («Умный глаз») и радарные. Разобраться в том, чем они отличаются и что дают на практике, поможет эта статья.

Кондиционер с приточной вентиляцией - что это такое?

Традиционное проветривание решает проблему лишь отчасти, впуская в дом шум, пыль и сквозняки. Именно поэтому кондиционер с приточной вентиляцией для квартиры стал не просто предметом роскоши, а базовым элементом комфортного жилья.

Top