Чиллер фанкойл что это. Система Чиллер-фанкойл

Большинство владельцев и арендаторов крупных объектов предпочитают системы охлаждения с фанкойлами — это решение оправдано более высокой производительностью системы, неограниченной масштабируемостью и гибкостью применения. Низкие эксплуатационные расходы компенсируют первоначальные затраты в среднесрочной перспективе.

Система Чиллер-фанкойл

Сегодня существуют новые, современные типы систем кондиционирования воздуха с прямым охлаждением для больших помещений, которые являются более эффективными и экономичными. Кроме того, все большую популярность приобретают центральные системы кондиционирования с промежуточным охлаждением, например, система чиллер-вентилятор. При определенных условиях такую систему можно также назвать сплит-системой. Она состоит из наружного блока — чиллера, в котором происходят все основные процессы поглощения холода и теплообмена. После чиллера промежуточный хладагент (жидкость) с помощью насосов подается в конечные воздухоохладители — фанкойлы. Здесь хладагент нагревается и охлаждает воздух в помещении, а теплый воздух возвращается в чиллер для охлаждения. В этом случае сам блок фанкойлов является внутренним блоком. Основным преимуществом такой системы чиллер-фанкойл является большая гибкость всей системы в случае изменения тепловой нагрузки и при проектировании всей гидравлической системы трубопроводов от чиллера до фанкойлов. Изменение расстояния между блоками фанкойлов и главным чиллером может быть компенсировано только производительностью насосов, подающих промежуточный теплоноситель к блокам фанкойлов. Производительность насоса может быть увеличена или уменьшена на любом этапе системы без каких-либо других существенных изменений, при условии, что насос имеет увеличенный размер и оснащен дополнительным «частотным преобразователем».

Чиллер — это устройство для термической обработки (охлаждения/нагрева) жидкости, используемой в качестве промежуточной охлаждающей среды в общей системе. Принцип работы не отличается от работы простого парокомпрессионного чиллера. Все основные процессы холодильного цикла происходят в самом чиллере, а конечным результатом является охлаждение/нагрев хладагента в испарителе. Для обеспечения надежности и эффективности гидравлического контура предусмотрен гидравлический блок, в котором расположены насосы, подающие хладагент к вентиляторным доводчикам. Таким образом, тепло комнатного воздуха передается промежуточному хладагенту, который, в свою очередь, передает это тепло хладагенту в испарителе чиллера, который передает это тепло окружающему воздуху, охлаждает его и повторяет процесс снова. В настоящее время существует большое количество конструкций чиллеров, что позволяет выбрать оптимальный тип для установок любой сложности. Охлаждающей средой может быть вода, если чиллер используется только летом, или антифриз, если чиллер используется зимой.

Важным преимуществом системы чиллер-вентилятор является то, что сама система может быть составлена из компонентов разных производителей, т.е. чиллер одного производителя, а вентилятор — другого. Именно простота системы фанкойл делает ее гибкой и удобной в использовании. Такая система обеспечивает долговечность фанкойла, низкую стоимость и низкие эксплуатационные расходы.

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 комнатным воздухом и хладагентом, циркулирующим в теплообменнике фанкойла. Фанкойл может как охлаждать, так и нагревать воздух в помещении. Это зависит от того, как работает сам чиллер. Если чиллер работает в режиме теплового насоса, то хладагент (в данном случае называемый теплоносителем) поступает в горячем виде в блок фанкойлов и соответственно нагревает воздух. Если чиллер работает как охладитель, то хладагент (в данном случае называемый охлаждающей жидкостью) поступает холодным в блок фанкойлов и соответственно охлаждает воздух.

Процесс теплопередачи в вентиляторном доводчике происходит в теплообменнике. Теплоноситель проходит через трубки теплообменника. Внешняя поверхность труб снабжена ребрами. Ребра обычно пластинчатые и состоят из алюминиевых ребер. Внешние ребра обеспечивают более интенсивный теплообмен между хладагентом и комнатным воздухом. Конструкция фанкойла максимально упрощена и содержит как можно меньше элементов, которые могут усложнить конструкцию или вызвать повышенный уровень шума во время работы. Это важная особенность, поскольку фанкойлы устанавливаются в помещениях, где находятся люди, и повышенный шум нежелателен. Однако для улучшения циркуляции воздуха фанкойлы оснащаются вентиляторами (осевыми или центробежными), которые забирают воздух, обдувают его через теплообменник фанкойла и возвращают воздух в помещение. Желаемая температура в помещении поддерживается путем изменения скорости вращения вентилятора или его полного отключения. Такого способа установки температуры в помещении может быть недостаточно, поэтому блок фанкойла часто оснащается трехходовым клапаном.

Фанкойлы делятся по типу размещения:

кассетные однопоточные;
кассетные четырехпоточные;
потолочные;
настенные;
напольные;
канальные низконапорные;
канальные средненапорные;
канальные высоконапорные.

По количеству теплообменников в одном фанкойле:

двухтрубные;
четырехтрубные;

По расположению трубок в пучке фанкойла:

коридорное;
шахматное (более эффективное).

По числу рядов теплообменника:

двухрядные;
трехрядные;
четырехрядные

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

Основными компонентами являются чиллер, гидравлический блок, насосная станция, фанкойлы и автоматика. Более подробное описание основных компонентов приведено ниже.

Чиллер

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

испарителя;
компрессора;
конденсатора;
расширительного клапана;

Существует отдельный АБХМ (абсорбционный чиллер или абсорбционный холодильник), который производит охлаждение из неиспользованного (отработанного) тепла.

Рисунок 2: Чиллер

Насосная станция

Обеспечивает поток рабочей жидкости между чиллером и блоками фанкойлов 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

Блок фанкойлов играет роль принимающего устройства. Внутренний блок охлаждает комнатный воздух, пропуская его через теплообменник и возвращая в помещение. Фанкойл не является автономной системой. Фанкойл не может работать без чиллера: В этом заключается принципиальное различие между ними.

Рисунок 3.

Конструктивное исполнение

Система применения зависит от мощности агрегата и конфигурации помещения. Чиллеры устанавливаются снаружи здания или в специально оборудованном помещении внутри здания. В этом случае требуется хорошая звукоизоляция: агрегат очень шумный. По некоторым параметрам они принципиально отличаются от обычных кассетных систем и настенных сплит-систем:

Тип хладагента. В «чиллер-фанкойлах» — вода или гликолевый раствор. В кондиционерах — дорогостоящий фреон.
Емкость конструкции. К чиллеру можно подключить неограниченное количество фанкойлов. Число внутренних модулей в традиционных сплит-системах и протяженность магистралей строго ограничены.
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.

Стоит также отметить, что этот агрегат может быть легко интегрирован в системы подачи воздуха большинства старых зданий.

Особенности конструкции насосной станции

Насос отвечает за циркуляцию хладагента в системе. Основные компоненты:

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

Система управления обеспечивает нормальную и бесперебойную работу.

Подключение системы

При подключении агрегатов к электросети важно следовать инструкциям по технике безопасности и соблюдать следующие правила: Заземляйте устройства, используйте электрические кабели рекомендованного производителем размера и типа. Кабели электропитания не должны соприкасаться с системой управления агрегата или компонентами гидравлической системы.

Схематичное расположение системы «чиллер-фанкойл»

Ниже приведен пример типичной установки вентилятора наружного охлаждения в одноэтажном офисе:

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

Рисунок 4: Схема расположения

Чиллер охлаждает воду в контуре до определенной температуры. Охлажденная жидкость поступает в блоки кондиционирования воздуха — вентиляторные доводчики.

Преимущества системы

Конфигурационные особенности системы чиллер-фанкойл позволяют постепенно добавлять количество зон потребления, к примеру, по мере ввода здания в эксплуатацию. Возможна также обратная ситуация, когда возникает необходимость во временном исключении какой-то зоны из системы кондиционирования. Также без демонтажа или реконструкции основного оборудования к системе может быть присоединено дополнительное технологическое оборудование.
Длина коммуникаций между фанкойлами может достигать несколько сотен метров и зависеть только от качества теплоизоляции труб и мощности насосной станции.
Отсутствие летучих газов в системе делает ее безопасной в эксплуатации.
Отсутствие громоздких наружных блоков позволяет не нарушать эстетику внешнего вида здания.

сложность монтажа. Эта система считается одной из самых сложных в плане кондиционирования, поэтому даже небольшая погрешность при монтаже может привести к неправильной работе оборудования. Прежде всего, мастер должен выбрать подходящее место для фанкойлов и холодильного агрегата. Это важно, поскольку от правильности выбора будет зависеть производительность всей установки. В частности, тепло, получаемое от конденсатора, можно дополнительно использовать в производственных целях;
невозможность ее установки в уже готовом здании;
высокая стоимость оборудования;
относительно низкая энергоэффективность.

Монтаж системы чиллер-фанкойл

Помимо установки наружного и внутреннего блоков, необходимо также проложить трубопроводы для чиллера и фанкойлов. Чиллер — это автономная система, которая отвечает за нагнетание давления и подачу воздуха в систему кондиционирования. Трубопровод блока фанкойлов включает в себя краны, термометры и манометры, а также трехходовой клапан.

Затем устанавливаются труба теплообменника и труба холодной воды, которые подключаются к общей системе трубопроводов. Первая предназначена для отвода холодной воды чиллера, а вторая — для отвода сточных вод.

Электрические соединения системы вентиляторного доводчика чиллера включают в себя кабель питания и, при необходимости, кабель от блока управления. Существуют два типа пультов управления для фанкойлов — дистанционный и проводной настенный, причем последний является наиболее распространенным. Пульт дистанционного управления используется для регулировки скорости вращения вентилятора и температуры воздуха, а также для изменения режима работы агрегата.

Принципиальная схема вентиляторной системы чиллера.

Вентиляторные доводчики бывают различных конструкций, и каждый вариант имеет свои особенности. При расчете вентиляторной системы чиллера и выборе фанкойлов в первую очередь необходимо учитывать размеры помещения, мощность обогрева, требуемую производительность и длину воздушного потока.

Кондиционеры делятся на следующие категории в зависимости от типа установки:

настенные;
напольные;
потолочные фанкойлы;
универсальные (настенно-потолочные).

Внутренние блоки могут быть:

Кассетные.

Их назначение — равномерное распределение, нагрев или охлаждение воздушных потоков в помещениях с подвесными потолками, в которые встроены блоки. Блоки устанавливаются таким образом, чтобы их компоненты были скрыты, а уровень шума был минимальным. Воздушный поток может распределяться в 2 или 4 направлениях.

Тип воздуховода

Модели воздуховодов встраиваются непосредственно в вентиляционный канал. Воздух поступает через отдельные каналы и выходит через каналы, расположенные за подвесными потолками. Эти вентиляционные установки имеют отличную производительность и используются в основном для больших помещений, торговых залов, складов и т.д.

Преимущества системы кондиционирования чиллер-фанкойл

Современные системы вентиляторных доводчиков чиллеров хорошо зарекомендовали себя и становятся популярным решением для эффективной вентиляции и кондиционирования зданий и помещений. Неудивительно, что преимущества этой системы очень убедительны по сравнению с другими вариантами, и вот некоторые из них:

Неограниченная длина трубопровода, определяемая только мощностью чиллера.

При установке насосной станции высокой производительности чиллеры и фанкойлы могут быть установлены на достаточно большом расстоянии друг от друга (длина трубопроводов может достигать нескольких сотен метров) без потери эффективности и производительности.

Минимальное пространство, необходимое для установки агрегата

Даже для большого здания достаточно одного эффективного чиллера без ущерба для эстетики здания и без необходимости установки большого количества наружных блоков.

Экономичная проводка

Вентиляторная система чиллера не требует довольно дорогих медных соединений (как во фреоновых системах) и использует обычные водопроводные трубы и клапаны.

Безопасность при ежедневном использовании

Основным преимуществом безопасности является то, что все летучие газы содержатся внутри чиллера, который сам обычно размещается на открытом воздухе или в подвале. Риск утечки минимален, что делает его практически полностью безвредным для человека.

Отличная адаптивность

Каждый отдельный пользователь помещения может настроить температурные параметры в соответствии со своими потребностями. Более того, эти устройства могут быть установлены без необходимости отключения всей системы, как в случае с обычными фреоновыми системами.

Современный рынок кондиционеров переполнен предложениями, однако не рекомендуется самостоятельно выбирать и устанавливать систему охлаждения или блок фанкойла. Только профессионалы, обладающие практическими знаниями и опытом в этой области, помогут вам обеспечить эффективную и безопасную работу системы.

Отличия хладагента от теплоносителя

Фреон или хладагент — это низкокипящая рабочая жидкость, которая может менять свое общее состояние от жидкого до газообразного во время цикла охлаждения в зависимости от различных значений температуры и давления. Теплоноситель всегда остается в жидком состоянии и переносит тепло или холод на определенное расстояние и высоту.

Конструктивно система кондиционирования воздуха чиллер/фанкойл состоит из следующих четырех основных элементов

1. чиллер вырабатывает холод и отводит тепло, отдаваемое рабочей средой, в атмосферу.

2. блок водяного охлаждения. Он обеспечивает перенос (циркуляцию) теплоносителя по трубам.

3. трубопровод. Соединяет блок охлаждения и внутренние блоки (блоки фанкойлов).

4. блок фанкойла. Прямое кондиционирование — нагревает внутреннюю часть здания.

Важный момент, на который следует обратить внимание. Для охлаждения используются одноконтурные (двухтрубные) блоки фанкойлов. В системах, где одно помещение должно одновременно обогреваться, а другое охлаждаться, требуются четырехтрубные (двухконтурные) фанкойлы. Один контур подключается к чиллеру, а другой — к системе отопления, поэтому трубопровод должен быть спроектирован как четырехтрубная система.

Существующий ассортимент размеров и типов фанкойлов удовлетворяет потребности самых требовательных дизайнеров, проектировщиков и потребителей. Ниже приведен краткий перечень фанкойлов, которые могут быть установлены одновременно в одном здании:

Достоинства и недостатки систем чиллер-фанкойл

Длина и высота соединительных воздуховодов между внутренним и наружным блоками центральных кондиционеров являются одновременно «ахиллесовой пятой» и преимуществом одного типа кондиционирования над другим.

Система кондиционирования VRF явно уступает вентиляторной системе с чиллером из-за этих параметров. Невозможно проложить воздуховод от внутреннего блока VRF до наружного блока на расстоянии более 165 футов. Кроме того, существуют ограничения по высоте откосов между чиллером и нагрузками, а общая длина трубопровода ограничена 300 метрами.

Эти критерии в конечном итоге определяют, к какой среде должно быть подключено рабочее оборудование системы кондиционирования — к жидкости или газу. Кроме того, при выборе типа агрегата следует учитывать и другие характеристики водяных систем.

Недостатки системы чиллер-фанкойл

— В кондиционере с промежуточным хладагентом находится большое количество жидкости. Утечка в трубопроводе может привести к локальному затоплению.

— Чиллеры, установленные на открытых пространствах без выносных конденсаторов, требуют незамерзающей рабочей жидкости.

— Насосная группа (санитарный узел) вызывает дополнительное потребление энергии.

— Инвестиционные затраты на установку вентиляторной системы чиллера выше, чем на установку многозональной системы VRV-VRF аналогичной производительности.

Достоинства

— К системе можно подключить неограниченное количество фанкойлов, но их общая мощность должна быть равна мощности чиллера.

— Система работает на жидкости, а не на газе. Это сводит к минимуму риск падения давления и потери большого количества хладагента.

— Пределы высоты и расстояния внутренних блоков от чиллера определяются только производительностью циркуляционных насосов.

— Мощность можно постепенно увеличивать, интегрируя в систему модульные чиллеры и подключая дополнительные потребители хладагента.

— Чиллеру не нужно управлять потоком хладагента для связи с удаленными потребителями, поэтому вся сплит-система может быть собрана из блоков разных производителей.

— Размер и высота снабжаемого здания практически не ограничены.

— Для прокладки трубопроводов требуются обычные водопроводные трубы и такие же запорные вентили.

— Система охлаждения с фанкойлами может кондиционировать часть здания и одновременно обогревать соседние помещения.

Потребление электроэнергии фанкойлами несколько выше, чем у VRF-кондиционеров аналогичной мощности. Насосные установки, перекачивающие воду/гликолевые растворы, увеличивают потребление электроэнергии. В среднем потребление увеличивается на 0,1 кВт при генерации 1 кВт холодопроизводительности.

Из анализа преимуществ и недостатков имеющихся методов кондиционирования можно сделать вывод, что системы с водяным охлаждением охватывают более широкий спектр применения. Однако, если существуют ограничения по энергопотреблению или нет возможности содержать собственную сервисную бригаду, предпочтительнее использовать многозональную VRF-систему.