Система чиллер-фанкойл

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.

Что такое 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 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.

Принцип работы системы чиллер-фанкойл

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.

Элементы системы чиллер-фанкойл

Как уже стало понятно, к основным частям системы относится чиллер и фанкойл. Каждый из этих элементов выпускается нескольких видов и обладает своими конструктивными особенностями.

Чиллер

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.

Система кондиционирования чиллер-фанкойл обычно комплектуется охладителем мощностью 5-9000 кВт. Этот внешний блок может отличаться:

  • Способом 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.

  • Возможностью включения обогревающего режима.

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

  • Наличием в конструкции 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.

  • Типом вентилятора.

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.

Фанкойл

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.

Насосная станция

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

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.

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.

Заключение

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.

Вам может быть интересно

Фанкойл: что это и принцип работы

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.

Принцип работы теплового насоса

Для получения тепла в зимнее время можно использовать тепловой насос, принцип работы и назначение которого мы рассмотрим в данной статье.

Принцип работы чиллера

Системы охлаждения играют важную роль в поддержании работы самых разнообразных устройств — от масштабных промышленных комплексов до офисных зданий.

Top