Система чиллер-фанкойл — схемы подключения и принцип работы

 

Как только заходит разговор о фанкойлах, то часто специалисты рекомендуют фанкойлы Carrier, они делают акцент на энергоэффективности, малых размерах в изящных пропорциях и минимальном шуме вентиляторов устройств данного производителя. Модельный ряд устройств позволяет удобно подобрать агрегат с необходимыми параметрами, а многофункциональность корпусного исполнения позволяет использовать различные виды монтажа. Но что это за аппараты? Каково их устройство? Где они применяются? Разберемся в теме последовательно!

 

Система Чиллер

Чиллер — это устройство, предназначенное для охлаждения жидкости, которая используется в общей системе в качестве хладоносителя. Принцип работы такого типа холодильной машины заключается в переносе тепловой энергии от жидкости к окружающей среде за счет изменения агрегатного состояния холодильного агента. На данный момент существует большое количество вариантов исполнения чиллеров, что позволяет подобрать оптимальный тип для объектов практически 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.

       

Варианты исполнения чиллеров:

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

Функциональное назначение

Речь идет о категории климатической техники, которая обеспечивает централизованное кондиционирование помещений, и получившей название система чиллер фанкойл (chiller fan coil unit / вентиляторный доводчик), англ. fan — вентилятор, coil — змеевик, теплообменник). Система предоставляет возможность индивидуального (зонального) кондиционирования воздуха и включает в свой состав:

• холодильный агрегат — он же чиллер – обеспечивает нагрев или охлаждение жидкости-теплоносителя, которая транспортируется по трубам к фанкойлам;
• локальные теплообменники – фанкойлы. Они прогоняют через себя воздух, который охлаждается или нагревается от теплообменника;
• трубная магистральная разводка между устройствами;
• насосная станция для транспортировки теплоносителя по магистрали;
• расширительный бак;
• накопительный бак;
• хладагент – вода или смесь воды с этиленгликолем;
• система управления и автоматического регулирования.

Принцип действия системы

Современная система чиллер – фанкойл призвана поддерживать температурный режим внутри всего здания круглогодично. То есть, система может обеспечивать как охлаждение, так и нагрев воздушной среды. При этом температура в комнатах может регулироваться в соответствии с пожеланиями домовладельца. В летнее время главную роль здесь играет охлаждающее устройство – чиллер. Его задача – выработать холод и подать его внутрь здания, используя трубопроводы с хладоносителем, что зимой играет роль теплоносителя.

В качестве хладоносителя выступает, как правило, обычная очищенная вода, реже – незамерзающее вещество – этиленгликоль. Последний по своей теплоемкости не уступает воде, оттого успешно применяется вместо нее как в системе хладоснабжения, так и отопления. Далее, по трубам вода с низкой температурой поступает в другой теплообменный агрегат – фанкойл, установленный в каждом помещении. В его теплообменнике вода нагревается, передавая свой холод воздуху комнаты, после чего возвращается обратно в чиллер.

Потолочный фанкойл

По сути, основные элементы системы чиллер-фанкойл напоминают детали кондиционера, — наружный блок (чиллер), внутренний блок (фанкойл) и соединяющие их трубопроводы с хладагентом. Только вместо фреона по трубам течет вода, а внутренних блоков может быть сколько угодно, это зависит от холодопроизводительности чиллера.

Поскольку работа чиллера зависит от потребности в холоде, а она непостоянна, то в промежуточном гидравлическом модуле схемы имеется емкость – аккумулятор для хладоносителя, а для компенсации теплового расширения воды к трубопроводу подачи подключен расширительный бак. Необходимость в насосе для перекачки хладоносителя очевидна, что и показано на схеме.

Соединение чиллера и фанкойлов через гидравлический модуль

Как было сказано выше, данная климатическая система относится к воздушным и в зимнее время может работать на обогрев помещений, только хладагент, охлаждающий воздух, становится теплоносителем и нагревается котельной установкой. Благодаря этому подобные схемы задействованы для поддержания микроклимата в зданиях крупных торговых центров, кинотеатров и прочих строениях с большими габаритами.

Разновидности чиллеров

Надо сказать, что фреон в системе все равно присутствует и находится он внутри холодильной машины. То есть, принцип работы чиллера, как и кондиционера, заключается в переносе тепла рабочим телом (фреоном) от одной среды к другой. В нашем случае тепло отбирается испарителем чиллера от нагретой в фанкойле воды и передается окружающему воздуху либо снова воде, что служит своего рода посредником – охладителем конденсационного блока.

Напомним, что фреон, — это газ, переходящий при стандартных условиях в жидкое агрегатное состояние. Это свойство использует устройство чиллера, где фреон испаряется в теплообменнике – испарителе. Происходит это за счет отбора энергии для парообразования у нагретой в фанкойлах воды. В результате последняя снова уходит в здание на охлаждение воздуха, а фреон, нагнетаемый компрессором, попадает во второй теплообменник – конденсатор, где он охлаждается и снова возвращается в жидкое состояние.

Процесс конденсации во втором теплообменнике чаще всего происходит под воздействием наружной среды, этот принцип использует чиллер с воздушным охлаждением. Для достижения высокой эффективности процесса воздух прогоняется сразу сквозь несколько радиаторов с помощью осевых вентиляторов, обеспечивающих потребный расход.

В климатических системах больших зданий часто задействованы чиллеры с водяным охлаждением, чей принцип действия мало чем отличается от воздушного агрегата. Только здесь для конденсации фреона установлен другой тип теплообменника, в котором циркулирует вода, она служит охладителем вместо воздуха.

Принцип работы установки с водяным охлаждением

В результате получается более дорогая и сложная схема с дополнительным контуром водяного охлаждения, зато холодопроизводительность такой системы выше, нежели у воздушной. Сложность и дороговизна возникают из-за того, что саму охлаждающую конденсатор воду тоже надо охлаждать, но теперь уже с помощью воздуха, а для этого требуется дополнительная установка – градирня (драйкулер). Функционирует она просто: вода проходит через несколько радиаторов, на каждом из которых установлен осевой вентилятор большой производительности, прогоняющий сквозь него мощный поток воздуха.

Система Фанкойл

Фанкойл – это устройство, предназначенное для охлаждения воздуха за счет циркулирующего через теплообменник хладоносителя. Фанкойлы бывают разных типов и исполнений. Как правило, в комплект поставки также может входить 3-х ходовой клапан, который служит для более точного регулирования расхода жидкости, а также просто необходим при сервисном обслуживании всей системы. Основные узлы фанкойла — это теплообменник и вентилятор для обдува этого теплообменника, т.е., фанкойл представляет собой простейшее устройство. Такая система обеспечивает долговечность работы фанкойла, его низкую стоимость и небольшие эксплуатационные затраты.

Основными плюсами таких охладителей являются их долговечность, в виду несложного конструктива, а также низкая стоимость и эксплуатационные затраты.

Основные типы фанкойлов:

• Кассетные однопоточные;
• Кассетные четырехпоточные;
• Потолочные;
• Настенные;
• Напольные;
• Канальные низконапорные;
• Канальные средненапорные;
• Канальные высоконапорные;

Устройство и принцип работы системы чиллер-фанкойл

Это оборудование универсально в применении: оно позволяет во все сезоны поддерживать комфортный микроклимат в помещении, вне зависимости от этажности здания, его площади, конфигурации и типа.

Если рассматривать самую примитивную схему работы: в зависимости от заданных пользователем установок радиатор доводчика перемещает жидкость, которая наделяется именно той температурой, что соответствует конкретной поставленной цели. Вода нагревает или охлаждает воздух вокруг рабочего элемента. Вентилятор, в свою очередь, принудительно направляет этот воздух в помещение.

Принцип работы системы чиллер-фанкойл

Усовершенствованные модели также способны смешивать внутренний воздух и уличный. Доводчик пропускает носитель через радиатор, придает ему требуемую температуру в непрерывном цикле. Чтобы устройство не работало «вхолостую», в нем предусмотрены особые обходные трубопроводы, имеющие вентили и термоэлектрические приводы.

Конденсат, неизбежно возникающий на радиаторе, выводится с помощью приемного лотка. Дренажный насос, функционирующий в тандеме с поплавковым клапаном, удаляет из сборника накопленную влагу и направляет ее в приемную трубу, а оттуда – в канализационный сток.

Системы кондиционирования могут иметь воздушное либо водяное охлаждение. По критерию особенностей конденсатора можно найти модели выносного либо встроенного типа. Обогрев может осуществляться с применением теплового насоса или без такового. Далее будут рассмотрены ключевые конструктивные особенности каждого рабочего элемента, входящего в высокопродуктивную связку.

Чиллер – это кондиционер, пропускающий через испаритель антифриз или воду. Жидкость через систему трубопроводов подается к фанкойлам, установленным в отдельных помещениях. Связка работает также, как и сплит-системы. Чиллер и фанкойлы может разделять значительное расстояние – этот показатель зависит лишь от мощности внедренного с схему насосного оборудования. Чиллер работает с несколькими фанкойлами, в зависимости от его производительности устанавливается максимально допустимое число связанных сегментов системы кондиционирования.

Чиллеры бывают парокомпрессионными и абсорбционными. Последние реализуются в высоком ценовом сегменте, они крупные и могут использоваться не во всех типах зданий. Парокомпрессионные модели, в свою очередь, делятся на:

• наружные (работают на базе осевых вентиляторов, имеют воздушное охлаждение);
• внутренние (обладают водяным охлаждением, в них устанавливается центробежный вентилятор, обеспечивающий движение воздушных масс);
• реверсивные (могут работать на охлаждение и нагрев).

Пример реверсивного чиллера

Фанкойл – это оборудование, принимающее охлажденный носитель, оно отвечает за циркуляцию воздуха в обслуживаемом помещении. Встроенный вентилятор помогает смешивать уличные и внутренние потоки, отправлять в нужном направлении образовавшуюся смесь.

Выделяют несколько видов фанкойлов:

• напольные;
• настенно-потолочные;
• настенные;
• потолочные.

Пример потолочного фанкойла

Кассетные внутренние блоки способствуют охлаждению, нагреву и равномерному распределению воздушных масс в помещениях, в которых установлено подвесное потолочное оборудование. Благодаря подобному устройству маскируются рабочие элементы системы кондиционирования, сводятся к минимуму сопутствующие шумы. В этом случае воздушные потоки могут распределяться не более чем по 2-4 направлениям.

Канальные фанкойлы монтируют непосредственно в вентиляционную шахту. Для забора воздуха используются обособленные воздуховоды, для вывода отработанных масс применяются каналы, обустроенные за подвесными потолочными сегментами. Подобные модели доводчиков характеризуются высокой производительностью, их активно берут на вооружение при строительстве складов, торговых залов и прочих помещений с большой площадью.

Сферы применения чиллер-фанкойла

Главным достоинством рассматриваемой технологии является возможность обеспечения независимого, стабильного микроклимата сразу в нескольких помещениях. Поэтому оборудование чрезвычайно востребовано при обустройстве следующих типов объектов:

• крупные склады и производственные площадки (в том числе с особыми санитарными требованиями);
• торговые, административные, развлекательные и гостиничные комплексы;
• здания социального назначения, разделенные на большое число комнат, например, рекреационные объекты, клиники;
• многоэтажные бизнес-центры, комплексы;
• супермаркеты.

Как работает система чиллер-фанкойл в многоэтажных комплексах

Несмотря на сложность внедрения, чиллер-фанкойл помогает рационализировать температурные и влажностные параметры без привязки к внешним условиям, что очень важно, учитывая переменчивость отечественного климата.

Заключение

Системы чиллер – фанкойл отличаются эффективной работой и экономией энергоресурсов, для производства 3 кВт холода нужно ориентировочно 1 кВт электроэнергии. Но проектирование, приобретение оборудования, а также монтаж и обслуживание фанкойлов и чиллера требуют немалых вложений.

Варианты исполнения и основные параметры

Устройства условно классифицируют

— по количеству теплообменников (двутрубные и четырехтрубные);
— по способу монтажа (настенный вариант, фанкойл напольный, встраиваемый, фанкойлы потолочные легко «прячутся» за подвесным потолком).

Основные параметры устройств

• холодопроизводительность чиллера или его мощность;
• полная и явная холодопроизводительность фанкойлов;
• производительность по перемещению воздуха;
• длина магистральных линий (зависит от мощности насосной циркуляционной установки и надежности теплоизоляции труб).

Подключение устройств к системе

Принцип работы системы чиллер фанкойл обеспечивает способность устройств обогревать помещения, а при переключении режима — охлаждать . Регулирование холодо- или теплопроизводительности отдельного устройства обеспечивает узел обвязки фанкойла. В нем используется запорная и регулирующая арматура, определяющая расход теплоносителя через отдельный теплоагрегат.

Оптимально удобна обвязка фанкойла, схема которого предполагает использование трехходового клапана. Он позволит плавно изменять поток теплоносителя через теплообменник прибора, вплоть до его полного отключения. При этом через байпас теплоноситель будет нормально циркулировать в закольцованной магистрали. При использовании двухтрубных приборов (с одним теплообменником) его нагрев и охлаждение осуществляется за счет теплоносителя, проходящего через чиллер.

Чтобы использовать фанкойлы для отопления в холодный период параллельно к чиллеру может устанавливаться дополнительный котел. Фанкойлы с двумя теплообменниками (четырехтрубные) используют теплоноситель из водяного контура отопления.

Особенности обслуживания оборудования

В этом аспекте стоит воспользоваться стандартным списком мероприятий, заключающихся в регулярной чистке либо замене фильтров, уходе за радиаторами. Чтобы обеспечить бесперебойную, эффективную и стабильную работу системы, желательно помнить о важных профилактических процедурах:

• внимательном осмотре агрегатов, позволяющем убедиться в надежности и целостности всех стыков, крепежей;
• отслеживании точности пульта управления;
• замере параметров тока, который пропускается электросиловыми компонентами;
• оценке работоспособности цепей;
• замере линейного и фазного напряжения;
• проверке функциональности дренажей и работоспособности вентилятора.

Специалисты рекомендуют время от времени обрабатывать радиатор, чтобы в нем не скапливалась болезнетворная микрофлора. Оптимальная для эксплуатации фанкойлов температура не должна опускаться ниже +10°С, при таком режиме оборудование будет дольше сохранять свой первоначальный ресурс.

Как правильно выбрать оборудование?

Что мы можем порекомендовать? Производимые фирмой Trane фанкойлы характеризуются «тихим голосом» и малым энергопотреблением при высокой эффективности работы и надежности. Фанкойлы Daikin наряду с высокими эксплуатационными параметрами отличаются изысканным внешним видом. Фанкойлы General climate заслуживают особого внимания, благодаря широкому модельно-функциональному ряду устройств. А работой фанкойлов Carrier будет удовлетворен самый требовательный пользователь.

Для оптимального выбора аппаратуры желательно воспользоваться услугами специалиста-практика, так как, даже изучая отзывы на конкретные модели, несложно потеряться.