Система кондиционирования чиллер-фанкойл
Современная система чиллер-фанкойл занимает особое место среди большого разнообразия оборудования для кондиционирования помещений. Главное предназначение системы заключается в формировании оптимального микроклимата внутри помещений и круглогодичном, бесперебойном поддержании заданных температурных показателей.
Работа системы чиллер-фанкойл может обеспечивать одновременную и независимую стабилизацию температурного режима сразу в нескольких помещениях одного здания даже большой площади или этажности.
Именно поэтому систему кондиционирования чиллер-фанкойл целесообразно устанавливать на следующих объектах:
- производственные площадки и складские помещения;
- многоэтажные административные здания, бизнес-центры, офисы;
- гостиничные и торгово-развлекательные комплексы, концертные холлы;
- крупные магазины, супер- и гипермаркеты;
- объекты социального предназначения с большим количеством помещений (клиники, лечебные комплексы).
Система чиллер-фанкойл
Система чиллер-фанкойл: принцип работы и особенности
Схема работы системы чиллер-фанкойл способна обеспечивать кондиционирование помещений в течение круглого года. Одна из особенностей заключается в том, что она не ограничена температурными рамками, в отличие от систем, работающих на фреоне. Для последних характерна работа только в межсезонье — при понижении температуры до 0°С, фреоновые системы становятся недостаточно эффективными, а при отметке -10°С — просто не могут функционировать безопасно и требуют отключения.
Второй особенностью системы чиллер-фанкойл является принцип работы: кондиционирование воздушных потоков происходит благодаря нестандартному хладагенту. Вместо стандартного хладагента, в качестве теплоносителя используют воду или незамерзающую жидкость.
И самое главное — благодаря чиллер фанкойл сплит системе можно одновременно организовать разные режимы температуры в каждом из помещений одного и того же здания. А добиться увеличения эффективности работы можно путем ее интеграции с центральным кондиционером. Таким образом, каждый пользователь сможет самостоятельно регулировать комфортную температуру помещения, независимо от других.
Чтобы понять принцип работы, нужно понимать что представляют собой составные компоненты системы. Чиллер является наружным охлаждающим блоком, который устанавливают в технических этажах, подвалах (модели высокой мощности) или на крышах здания. Фанкойлы относятся в внутренним блокам, устанавливаемым непосредственно внутри здания.
Принцип работы довольно элементарный. После охлаждения чиллером воды/незамерзающей жидкости до требуемой температуры, она подается при помощи насосов по теплоизолированным трубопроводам к другому элементу системы кондиционирования — фанкойлу. Они монтируются внутри помещения и выполняют роль кондиционера-доводчика. По своей сути, фанкойл аналогичен стандартному внутреннему блоку любой сплит-системы, только работает на жидкости, которая нагревается за счет тепловой энергии воздушных масс, забираемых из помещения и затем возвращается обратно в охладитель.
Как устроена система чиллер-фанкойл
Основные комплектующие системы чиллер-фанкойл, благодаря которым становится возможной зональная вентиляция и кондиционирование помещений, включают в себя следующие элементы:
- холодильный аппарат, он же чиллер, осуществляющий холодоснабжение или нагрев жидкости в системе чиллер-фанкойл;
- фанкойл (кондиционер-доводчик), являющийся местным теплообменником, сквозь который проходит поток охлажденного или нагретого воздуха;
- магистральная разводка соединений приборов;
- насосная станция, перегоняющая теплоноситель по магистрали;
- расширительный и накопительный баки;
- блок управления;
- собственно, незамерзающая жидкость или вода.
Рассмотрим более подробно устройство главных элементов системы — чиллера и фанкойла.
Чиллер представляет собой мощный холодильный аппарат, где есть компрессор, испаритель и конденсатор. В отличие от стандартного кондиционера, испарительный теплообменник выбрасывает накопленный холод не в атмосферу, а непосредственно в жидкость. Она то и поступает после охлаждения по трубам к фанкойлам.
Чиллеры бывают двух видов:
- абсорбционные;
- парокомпрессионные.
Абсорбационный чиллер Компрессионный чиллер
Первые имеют довольно высокую стоимость, большие габариты и достаточно узкую специализацию.
Самыми востребованными на сегодня считаются парокомпрессионные модели, которые условно делятся на 3 типа:
- наружной установки с воздушным охлаждением;
Охлаждение теплообменника-конденсатора осуществляется за счет осевых вентиляторов
- внутренней установки с воздяным охлаждением;
Взятие воздуха для охлаждения и выброс горячего происходит по воздуховодам. Движению способствует центробежный вентилятор.
- реверсивные.
Работают в двух направлениях: на нагрев и охлаждение воздуха и могут устанавливаться в системах кондиционирования без дополнительного водонагревающего оборудования.
Кондиционер-доводчик (фанкойл) является очень эффективным теплообменником, который одновременно подключают к холодному и горячему трубопроводу. Чтобы усилить обмен тепла, задействуют вентилятор, устанавливаемый сразу за теплообменником. Особенность таких приборов заключается в создании потоков воздуха нужной температуры без притока воздушных масс извне. Именно это позволяет добиться максимально эффективного использования тепловой энергии, производимой чиллером.
Фанкойл состоит из следующих элементов:
- теплообменник-радиатор, куда поступает теплоноситель;
- вентилятор с двигателем, регулирующий производительность охлаждения;
- поддон для конденсата;
- быстросъемный фильтр;
- электрический нагреватель;
- блок управления.
Схема системы чиллер-фанкойл
Выбор фанкойла
Фанкойлы представлены несколькими типами и каждая модификация имеет свою специфику. Делая расчет системы чиллер-фанкойл и подбирая фанкойл оборудование, учитывайте прежде всего площадь помещения, тепловую мощность, требуемую производительность и длину воздушной струи.
Кондиционеры-доводчики по способу установки делятся на:
- настенные;
- напольные;
- потолочные фанкойлы;
- универсальные (настенно-потолочные).
Внутренние блоки могут быть:
Кассетные
Их предназначение — равномерное распределение, нагрев или охлаждение воздушных потоков в помещениях, где предусмотрены подвесные потолочные блоки, куда и встраивается оборудование. Такой монтаж позволяет скрыть составные элементы конструкции и минимизировать шумы. Распределение потока воздуха возможно на 2 или 4 направления.
Канальные
Модели канального типа встраивают непосредственно в вентканал. Забор воздушной массы производится по отдельным воздуховодам, а ее вывод — по воздуховодам, размещенным за подвесными потолочными блоками. Модели подобных кондиционеров-доводчиков показывают отличную производительность и применяются, в большинстве своем, для помещений с большими площадями, торговых залов, складских площадок и проч.
Преимущества системы кондиционирования чиллер-фанкойл
Современная система чиллер-фанкойл зарекомендовала себя с отличной стороны и становится одним из самых востребованных решений при организации эффективной вентиляции и кондиционирования зданий и помещений. Неудивительно, ведь преимущества системы по сравнению с другими вариантами очень убедительны и вот некоторые из них:
Неограниченная протяженность трубопроводов, определяемая исключительно мощностью чиллера
Устанавливая высокомощную насосную станцию, можно установить чиллеры и фанкойлы на достаточно большом удалении друг от друга (длина магистрали может доходить до нескольких сотен метров), без потери эффективности и производительности обслуживания.
Минимум места для монтажа агрегатов
Даже для большого здания будет достаточно одного производительного чиллера, который никоим образом не повлияет на эстетичность внешнего вида здания и избавит от необходимости устанавливать большое количество внешних блоков.
Бюджетная стоимость разводки
В системе чиллер-фанкойл для передачи охлажденной жидкости задействуют не медные соединения (как в случае с фреоновыми системами), которые стоят довольно дорого, а стандартные водопроводные трубопроводы и запорная арматура.
Безопасность в повседневном использовании
Большим плюсом к безопасности является то, что все летучие газы находятся внутри чиллера, а он, в свою очередь, чаще всего размещается на открытом воздухе или в подвальном помещении. Риск утечки минимален, что позволяет говорить практически о полной безопасности людей.
Отличная адаптивность
Каждый пользователь помещения может выставлять индивидуальные температурные настройки и регулировать их по своему усмотрению. Кроме того, монтаж установок можно производить без остановки всей системы, в отличие от стандартных фреоновых систем.
Современный рынок климатической техники сегодня переполнен огромным количеством предложений, однако, не рекомендуется выполнять подбор оборудования к системе чиллер-фанкойл и монтаж самостоятельно. Только профессиональные специалисты с практическими знаниями и опытом в этой сфере помогут организовать эффективную и безопасную работу оборудования.
Сравнительный анализ плюсов и минусов системы чиллер-фанкойл и системы VRF-кондиционирования.
Прежде, чем проводить анализ, нужно обозначить что же представляет из себя мультизональная система VRF. По сути, это большая мультисплит-система кондиционирования, к наружному блоку которой подключено множество внутренних блоков. Благодаря этому, можно одновременно настраивать и поддерживать различный температурный режим в разных помещениях. На первый взгляд, может показаться, что они имеют незначительные отличия друг от друга, но каждая из них имеет свои конструктивные особенности, недостатки и преимущества, сравнив которые можно выбрать оптимальный вариант для решения именно ваших задач.
Ключевое отличие системы чиллер-фанкойл от системы VRF-кондиционирования
Основной конструктивной особенностью, которая отличает эти две системы, является то, что в системе чиллер-фанкойл, в качестве хладоносителя выступает ледяная вода (или незамерзающие водные растворы, типа этилен-гликоля), в то время как в системе VRF-кондиционирования циркулирует исключительно фреон.
Сравнение мощности
Рекордная мощность самого производительного чиллера — 20 мегаватт. На практике, задействуют модели гораздо меньшей мощности (до 1,4 мегаватта). Если возникает потребность в более мощной и производительной установке, систему комбинируют из нескольких холодильных установок.
VRF-системы кондиционирования имеют максимально возможную мощность в 140 киловатт. В основном, систему собирают из наружных блоков, мощностью от 12 до 28 киловатт. Чтобы увеличить производительность, VRF также собирают из нескольких установок.
Сравнение по протяженности трассы
Несомненным преимуществом заключается в том, что трасса в системе чиллер-фанкойл имеет неограниченную протяженность. Вопрос ее удлинения без потери производительности решается посредством приобретения и монтажа водяных насосов большей мощности.
Слабое место VRF-системы — невозможность протянуть трассу от наружного к внутреннему блоку больше, чем на 150 м. Суммарная протяженность трубопроводов — максимум 300 м. Кроме того, нужно учитывать разницу в перепаде высоты между внутренним и наружным блоком — она не должна превышать 50 м.
Именно с этим фактором связана необходимость равномерного разнесения и распределения наружных блоков VRF-системы по всей кровле. На сегодня существуют продвинутые модификации с градирней и водным охлаждением, применить которые можно даже в очень больших зданиях. Но одновременно с этим, они теряют свое преимущество в виде экономичности и простоты обслуживания.
Сравнение по способности охлаждения в приточных системах
Большим преимуществом системы чиллер-фанкойл перед VRF, является возможность использовать всего одну чиллерную установку в качестве источника охлаждения для всех видов потребителей: начиная от фанкойлов малой мощности в небольших помещениях, заканчивая водными охладителями приточных вентустановок, задействованных на огромных торговых площадях.
VRF-системы, в основном большинстве, не могут подключаться к охладителям в установках приточного типа, поэтому для того, чтобы охладить воздушные массы в приточных вентустановках, потребуется задействовать доп. устройства (те же чиллеры, компрессорные блоки с фреоном и т.п.).
Сравнение по способности работать в холодный сезон
Работа многих зданий, офисов, торговых и развлекательных центров требует качественного кондиционирования с целью охлаждения помещений даже в зимний период. Это связано со значительным выделением тепла в современных зданиях от интенсивного освещения, постоянной работы оборудования (торгового, промышленного, офисного) и проч. Системы чиллер-фанкойл превосходно справляются с этой задачей даже в сильные морозы, благодаря циркулирующему внутри системы этилен-гликолю (или др. незамерзающей жидкости).
Современные VRF-системы в результате усовершенствования и конструктивных доработок также способны функционировать даже в условиях пониженных температур.
Сравнение по потреблению энергии
Системы чиллер-фанкойл достаточно энергоёмки: на 1 кВт холода нужно затратить 0,5 кВт электричества.
VRF-системы кондиционирования гораздо выгоднее в экономическом аспекте: на 1 кВт холода потребуется всего 350 Вт
Сравнение по требуемой площади для установки и размещения и наличия техпомещений
Для организации и монтажа системы чиллер-фанкойл требуется большая площадь и наличие дополнительных технических помещений для размещения насосных станций, баков, промежуточных теплообменников и проч.
Для мультизональных систем VRF они не требуются.
Сравнение по особенностям эксплуатации
По этому пункту однозначно выигрывает VRF-система. Она не требует обслуживающего персонала, а рабочий режим определяется индивидуально.
Чтобы обслуживать систему чиллер-фанкойл, требуется присутствие квалифицированного персонала, который будет регулярно следить за состоянием и корректной работой оборудования, контролировать герметичное перекрытие элементов, работу насосов, чиллера, гликолиевых контуров и т. п.
Сравнение по стоимости
Цена систем чиллер-фанкойл ниже, чем у оборудования для VRF-систем. Однако, если учесть количество дополнительных элементов в первом случае, стоимость приблизительно будет на равном уровне.
Проведя анализ преимуществ и недостатков каждой из систем, можно сделать вывод, что системы с чиллером имеют более широкую сферу применения, к тому же, они могут охлаждать воздух в приточных установках без применения дополнительных устройств. Однако, если есть ограничение по энергопотреблению, или отсутствует возможность содержать собственную сервисную службу, предпочтение лучше отдать мультизональным системам VRF- кондиционирования. Они отлично справляются с поставленными задачами, более выгодны в плане затрат на электроэнергию и имеют более простую и эффективную систему управления.
Системы чиллер — фанкойл
Помимо традиционных фреоновых чиллеров существуют так называемые абсорбционные чиллеры. В таких чиллерах вместо фреона используется вода и абсорбер (бромид лития). Цикл абсорбционного охлаждения, подобно фреоновому циклу, используется эффект поглощения тепла хладагентом при его переходе из парообразного состояния в жидкое. В процессе работы абсорбционного чиллера происходит следующее: под действием внешнего источника тепла (газовая горелка, пар или горячая вода) из разбавленного раствора бромида лития выделяются пары хладагента (воды), которые переносятся в конденсатор. Здесь они конденсируются в жидкость, которая поступает в испаритель. В испарителе вода испаряется, а ее пары поглощаются абсорбером (концентрированным раствором бромида лития). Далее разбавленный раствор абсорбера нагревается, и весь цикл повторяется снова.
Источником энергии для абсорбционных чиллеров служит горячая вода или пар, поэтому обычно они используются там, где существуют жесткие ограничения на потребляемую электроэнергию.
Абсорбционные чиллеры не получили широкого распространения в России по причине неразвитости энергосберегающих технологий. Как правило, такие чиллеры работают на отработанной технической горячей воде (так называемой, "обратке"), но в России, по технологическму циклу, обратка подается сразу в котельную для нового цикла.
Насосная станция
- Циркуляционный насос. Обеспечивает необходимое давление теплоносителя в системе трубопроводов при заданном расходе жидкости.
- Расширительный бак. Необходим для компенсации температурного расширения / сжатия теплоносителя. Расширительный бак выполняется в виде емкости, разделенной подвижной металлической мембраной на две части. В одной части находится азот, другая часть включается в гидравлическую систему с теплоносителем. При изменении температуры теплоносителя, занимаемый им объем также изменяется. Эти колебания компенсируются за счет движения мембраны в расширительном баке.
- Запорная арматура (вентили). Необходимы для сервисного обслуживания системы, слива / залива теплоносителя, выпуска воздуха и т.п.
- Аккумулирующий бак. Поскольку тепловая нагрузка изменяется в зависимости от времени суток или сезона, то возникают периоды времени, когда холодопроизводительность чиллера существенно превышает реальную потребность. В этом случае чиллер начинает работать короткими импульсами, включаясь и выключаясь. Частые пуски компрессора приводят к его быстрому износу и заметному уменьшению срока службы. Чтобы этого избежать, в систему иногда устанавливают аккумулирующий бак, объем которого рассчитывается исходя из возможных тепловых нагрузок и количества теплоносителя в системе. В этом случае суммарный объем и теплоемкость теплоносителя увеличивается, благодаря чему интервалы между включением / выключением компрессора возрастают.
- Система управления и защиты. Управляет работой насосной станции, контролирует режимы ее работы, сигнализирует и отключает систему в случае возникновении опасной ситуации (повышение давления в гидравлической системе, возникновении риска замерзания теплоносителя и т.п.)
Фанкойл
Бескорпусной напольный фанкойл
- Радиатор (теплообменник). В фанкойлах устанавливается один или два радиатора. В первом случае фанкойл называется двухтрубным, во втором — четырехтрубным. Четырехтрубный фанкойл подключатся одновременно к чиллеру и к системе центрального отопления и зимой работает как радиатор центрального отопления.
- Вентилятор с электродвигателем. Изменяя скорость вращения вентилятора регулируют холодопроизводительность фанкойла. Заметим, что при достижении в помещении заданной температуры отключается только вентилятор, а поток теплоносителя через фанкойл не изменяется. Поэтому даже при выключенном фанкойле охлаждение помещения продолжается, хотя и с очень малой интенсивностью. Чтобы этого избежать, перед радиатором обычно устанавливают трехходовой клапан, перепускающий поток хладагента мимо фанкойла.
- Поддон для сбора конденсата
- Легкосъемный, моющийся воздушный фильтр. Очищает воздух, проходящий через фанкойл от пыли, пуха и т.п.
- Электронагреватель. Иногда в фанкойл устанавливают ТЭНы для возможности нагрева воздуха.
- Система управления. Фанкойлы снабжаются индивидуальными встроеннвми, проводными или инфракрасными пультами управления.
О преимуществах и недостатках чиллеров-фанкойлов и других промышленных систем рассказывается в разделе Сравнение промышленных систем кондиционирования
Система Чиллер-фанкойл
На сегодняшний день существуют новые, современные виды систем кондиционирования с непосредственным охлаждением воздуха для больших помещений, которые являются более эффективными и экономичными. Наряду с этим все большую популярность приобретают и централизованные системы кондиционирования с промежуточным хладоносителем, одной из которых и является система «чиллер-фанкойл». Условно эту систему можно тоже назвать сплит-системой. Она состоит из внешнего блока — чиллера, в котором происходят все основные процессы получения холода и процессов теплообмен. Уже после чиллера холодный промежуточный хладоноситель (жидкость) с помощью насосов подается к конечным охладителям воздуха — фанкойлам. В них хладоноситель нагревается, а воздух в помещении, в свою очередь, охлаждается, и теплым поступает опять в чиллер на охлаждение. При этом сам фанкойл будет являться внутренним блоком. Одним из важных преимуществ такой системы чиллер-фанкойл можно считать большую гибкость всей системы к изменениям тепловой нагрузки и к построению всей гидравлической системы трубопроводов от чиллера до фанкойлов. Любые изменения в удаленности фанкойлов от основного чиллера компенсируются только возможностями насосов, которые обеспечивают подачу промежуточного хладоносителя к фанкойлам. Увеличение или уменьшение их производительности можно произвести на любом этапе работы всей системы без других значительных ее изменений, в случае, если насос подобран с запасом, и имеет дополнительную опцию «частотный преобразователь».
Система Чиллер
Чиллер — это устройство, предназначенное для тепловой обработки (охлаждения/нагрева) жидкости, которая используется в общей системе в качестве промежуточного хладоносителя. Принцип работы чиллера ничем не отличается от работы простой парокомпрессионной холодильной машины. В самом чиллере происходят все основные процессы холодильного цикла, конечным результатом работы которого является охлаждение/нагрев промежуточного хладоносителя в испарителе. Для надежности и эффективной работы гидравлического контура имеется гидромодуль, где размещаются насосы, которые и обеспечивают подачу хладоносителя к фанкойлам. Таким образом, теплота от воздуха в помещении передается промежуточному хладоносителю, а он, в свою очередь, в испарителе чиллера передает эту теплоту холодильному агента, который отдает эту теплоту в окружающий воздух, охлаждается, и процесс снова повторяется. На данный момент существует большое количество вариантов исполнения чиллеров, что позволяет подобрать оптимальный тип для объектов 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.
- 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 воздухом в помещении и хладоносителем, циркулирующим в теплообменнике фанкойла. Причем фанкойл может как охлаждать воздух в помещении, так и нагревать его. Это зависит от того, в каком режиме работает сам чиллер. Если чиллер работает в режиме теплового насоса, то из него хладоноситель (в таком случае он называется теплоноситель) поступает теплым в фанкойл и, соответственно, нагревает воздух. Если чиллер работает в режиме холодильной машины, то из него хладоноситель (в таком случае он называется именно хладоноситель) поступает холодным в фанкойл и, соответственно, охлаждает воздух.
Процесс теплообмена в фанкойле происходит в его теплообменнике. Внутри трубок теплообменника протекает хладоноситель. Наружная поверхность трубок имеет оребрение. Чаще всего оребрение пластинчатое с алюминиевыми ребрами. Наружное оребрение позволяет более интенсивно осуществлять теплообмен между хладоносителем и воздухом в помещении. Конструкция фанкойла делается как можно проще и с наименьшим количеством элементов, которые могут усложнить его конструкцию или привести к увеличению уровня шума при его работе. Это очень важная характеристика, так как фанкойлы устанавливаются в помещениях, где находятся люди, и повышенные шумовые характеристики не желательны. Однако для усиления циркуляции воздуха в фанкойлах устанавливаются вентиляторы (осевые или центробежные), они обеспечивают забор воздуха, обдув теплообменника фанкойла воздухом, и подачу этого воздуха назад в помещение. Поддержание нужной температуры в помещении осуществляется за счет изменения скорости вращения вентилятора или его полного отключения. Для более точного регулирования температуры воздуха в помещении бывает недостаточно отрегулировать температуру таким образом, поэтому часто фанкойл комплектуется трехходовым клапаном.
- кассетные однопоточные;
- кассетные четырехпоточные;
- потолочные;
- настенные;
- напольные;
- канальные низконапорные;
- канальные средненапорные;
- канальные высоконапорные.
На фото: Фанкойлы по типу размещения
- двухтрубные;
- четырехтрубные;
На фото: Двухтрубный, четырехтрубный фанкойл
- коридорное;
- шахматное (более эффективное).
На фото: Схема шахматного и коридорного расположения труб в пучке
- двухрядные;
- трехрядные;
- четырехрядные
На фото: Фанкойлы по числу рядов теплообменника
Принцип работы системы чиллер-фанкойл
Промежуточный хладоноситель поступает в чиллер, где охлаждается/нагревается до определенной температуры. Далее, насосами по трубопроводам гидравлической системы он поступает в фанкойлы, и, проходя через их теплообменники, охлаждает воздух, при этом температура самого хладоносителя повышается. Как видно, принцип работы системы «чиллер-фанкойл» не сложен для понимания, но, помимо выбора подходящих вариантов из большого количества типов оборудования, необходимо правильно рассчитать и смонтировать трубопроводы теплоносителя, поэтому проектирование и установку лучше доверить профессионалам.
С учетом своих плюсов, система «чиллер-фанкойл» наиболее оптимальна для применения в торговых комплексах, офисных центрах и гостиницах. В состав системы всегда можно внести изменения в плане количества фанкойлов, их расположение и типа, что особенно полезно в случаях, когда большое количество помещений сдается в аренду, т.к. при изменении планировок потребуются минимальные финансовые затраты. В целом, она олицетворяет собой современный подход к кондиционированию помещений разных классов и категорий, так как она не изменяет внешний вид строений и способна поддерживать внутри них оптимальные параметры температуры и относительной влажности.
Схематичное расположение системы чилер-фанкойл
Схематичное расположение системы чилер-фанкойл на этаже офисного здания.
Система чиллер фанкойл для кондиционирования воздуха
Чиллер-фанкойл это система, которая позволяет поддерживать заданный комфортный микроклимат независимо от внешней температуры, в жару охлаждая, а зимой нагревая помещение воздухом.
Система холодоснабжения чиллер-фанкойл, выполняет те же задачи по кондиционированию либо нагреву, что и VRV-VRF мультизональные сплиты, но несколько другими средствами. Сочетание таких устройств как чиллеры и фанкойлы, получило широкое распространение, благодаря большей вариативности обработки воздуха и распределению тепловой нагрузки между холодильным центром, и внутренними блоками, а также простому управлению схемой гидравлических трубопроводов. Это современный вид центрального кондиционирования с прямым нагревом/охлаждением объёмных зданий с большим количеством помещений, где одновременно можно устроить разные температурные режимы.
К тому же, они способны подготавливать воздух в приточно-вытяжных установках без применения дополнительного оборудования. В этом разделе рассмотрим принцип работы, схему подключения и плюсы-минусы данного решения.
Принцип работы систем чиллер-фанкойл
Принципом работы и главной отличительной особенностью рассматриваемого чиллерного комплекса от кондиционирующих устройств VRV&VRF использующих теплоносителем газ фреон, является промежуточный теплоноситель вода или 10-45% раствор на основе этиленгликоля (C2H6O2) и воды.
Работа системы чиллер фанкойл заключается во взаимодействии внешней холодильной станции (чиллер), и внутреннего теплообменного оборудования (фанкойл). Все холодильные циклы происходят внутри станции, а его холадопроизводительность распределяется при помощи рабочей жидкости, которая обладает большей теплоёмкостью в отличие от газа.
После охлаждения во внешнем блоке до установленной температуры, вода при помощи циркуляционных насосов по изолированным трубопроводам подается к внутренним элементам комплекса.
В своем составе чиллер имеет компрессор, воздушный конденсатор, ТРВ и теплообменник испаритель. Теплообмен между газовым хладагентом чиллера и охлаждаемой гликолевой средой происходит в кожухотрубном, реже в пластинчатом теплообменнике-испарителе. Далее охлажденная рабочая жидкость, с помощью насосной станции (гидромодуля), подается к потребителям-фанкойлам. Фанкойлы в свою очередь производят теплообмен между воздухом в помещении и рабочим незамерзающим раствором гликоля.
Фанкойл представляет из себя радиатор-теплообменник с осевым либо центробежным вентилятором.
Место установки чиллера зависит от типа его исполнения.
· Моноблочные чиллеры, размещают на открытом пространстве, чаще всего на крыше здания. Для переноса тепла/холода применяют гликолевый раствор, который предотвращает разморозку теплообменников чиллера в холодный период года.
· Чиллер с выносным конденсатором, размещают в помещении, которое расположено в непосредственной близости с кровлей здания. На кровлю выносят конденсаторный блок, который соединен с компрессорным блоком газовой магистралью. Данный вид чиллера позволяет круглогодично использовать воду в качестве тепло-хладоносителя.
Холодильный центр в системе чиллер-фанкойл может иметь различные конфигурации исполнения и расширенный диапазон мощности, но в подавляющем большинстве случаев, климатический комплекс собирают на основе парокомпрессионных устройств. Схема чиллер фанкойл на базе абсорбционных агрегатов, это больше экзотика чем правило.
Количество фанкойлов подключаемых к климатической установке может быль любым, но суммарно они должны находится в пределах холодильной производительности чиллера. А их удаленность от хладо-центра обусловлена исключительно мощностью насосной группы. Фанкойлы подключаемые к одной холодильной станции, одновременно могут быть различных типов и модификаций и поставлены от другого производителя.
Отличия хладагента от теплоносителя
Фреон или холодильный агент это, низкокипящее рабочее вещество, которое в процессе холодильного цикла может изменять свое агрегатное состояние, от жидкости до газа, в зависимости от различных значений температуры и давления.
Теплоноситель всегда остается в жидком агрегатном состоянии, он является транспортером тепла либо холода на заданное расстояние и высоту.
Схема подключения чиллер-фанкойл
Конструктивно система кондиционирования чиллер фанкойл состоит из четырех основных узлов, и выглядит следующим образом:
1. Чиллер, производит холод и отводит тепло, доставленное рабочей жидкостью из обслуживаемых помещений в атмосферу.
2. Гидромодуль. Осуществляет транспортировку (циркуляцию) теплоносителя по трубопроводам.
3. Трубопровод. Соединяет между собой холодильную машину и внутренние блоки (фанкойлы).
4. Фанкойл. Производит непосредственное кондиционирование-обогрев внутренних помещений объекта.
Следует обратить внимание на важный момент. Для охлаждения используют одноконтурные (двухтрубные) фанкойлы. В схемах, где подразумевают обогрев одной комнаты и одновременное охлаждение другой, требуются четырехтрубные (двухконтурные) фанкойлы. Один из контуров подключают к чиллеру, другой к системе отопления, соответственно и сама трубная разводка должна быть выполнена по четырехтрубной схеме.
Существующее многообразие типоразмеров и видов фанкойлов, перекрывает потребности самых требовательных дизайнеров, проектировщиков и потребителей.
Вот краткий перечень разновидностей фанкойлов, которые одновременно можно размещать в одном обслуживаемом здании:
Достоинства и недостатки систем чиллер-фанкойл
Протяженность и высота подъема магистралей соединяющих внутренние и наружные блоки центральных кондиционеров, являются «ахиллесовой пятой» и одновременно преимуществом одного вида кондиционирования над другим.
VRF кондиционер по этим параметрам существенно уступает схеме чиллер-фанкойл. Протянуть трубопровод от внутреннего VRF к наружному блоку дальше 165 метров не получится. Кроме этого, существуют ограничения по высотности перепадов между производителем холода и потребителями, а также ограничена суммарная длинна магистралей до 300 метров.
Именно эти критерии в конечном счете определяют выбор, какая магистраль будет связывать рабочие органы системы кондиционирования, жидкостная либо газовая.
Помимо этого, при выборе типа оборудования следует обращать внимание на другие особенности систем, работающих на водных растворах:
Недостатки системы чиллер-фанкойл
· В системе кондиционирования с промежуточным хладоносителем присутствует большой объем жидкости. Нарушение герметичности трубопроводов, может повлечь локальное подтопление.
· Чиллеры размещенные на открытом пространстве, без выносных конденсаторов, требуют незамерзающую рабочую жидкость.
· Насосная группа (гидромодуль) создает дополнительное потребление электроэнергии.
· Капитальные затраты на установку системы чиллер-фанкойл выше, чем на мультизональные VRV-VRF системы аналогичной мощности.
Достоинства
· В систему можно подключить не ограниченное количество фанкойлов, но их общая мощность должна соответствовать производительности чиллера.
· Система работает за счет жидкости, а не газа. Благодаря чему риск разгерметизации и потери большого объёма холодильного агента сведен к минимуму.
· Ограничения по высоте и удаленности внутренних блоков от чиллера определяется только мощностью циркуляционных насосов.
· Мощность кондиционирования можно наращивать поэтапно, добавляя к системе модульные чиллеры и подключая к ним дополнительные потребители холода.
· Холодильному центру не требуется контролировать расход хладагента для связи с удаленными потребителями, поэтому весь комплекс сплит-системы может собираться элементами от разных производителей.
· Площадь и высотность обслуживаемого здания практически не ограничена.
· Для трассы нужны обычные водопроводные трубы и такая же запорная арматура.
· Система чиллер фанкойл, позволяет кондиционировать часть помещений в то время, когда комнаты по соседству обогреваются.
Потребление электрической энергии системами чиллер-фанкойл несколько выше, чем у VRF кондиционеров аналогичной мощности. Насосные блоки перекачивающие водно-гликолевые растворы добавляют свой расход электричества. В среднем при выработке 1 кВт холода, потребление увеличивается на 0.1 кВт.
Из проведенного анализа недостатков и преимуществ доступных способов кондиционирования, напрашивается вывод, что системы с жидким хладоносителем охватывают более широкую область применения. Однако, если имеют место ограничения по энергопотреблению, или содержать свою сервисную бригаду нет возможности, лучше предпочесть мультизональные VRF.
Условия при которых рекомендуется применять систему чиллер-фанкойл
· Общая протяженность магистралей более 300 м
· Требуется одновременный режим подогрева и охлаждения воздуха в разных помещениях