Cистема кондиционирования чиллер фанкойл — принцип работы

Чиллер и его характеристики

Это машина для охлаждения и обогрева жидкости. Использует парокомпрессионный или абсорбционный холодильный цикл.

• парокомпрессионный цикл – функционирует на основе 2го закона термодинамики. Газ в чиллере, совершает обратный цикл Ренкина, основная передача тепла происходит за счёт – испарения и конденсации.
• абсорбционный цикл – работает на основе адсорбирующего раствора.

Устройство для конечного кондиционирования холодного и/или горячего воздуха. Наличие возможности его подавать зависит от количества подключённых контуров.

Каталог чиллеров и фанкойлов

Абсорбционные чиллеры

Это перспективная электросберегающая область развития холодильной техники. Основным источником энергии есть не электрический ток. На предприятиях возникает и выбрасывается в атмосферу тепло, будь то горячий воздух, охлаждаемая горячая вода. Вот оно и есть источник нашей энергии.

Рабочее вещество — раствор из 2-3 компонентов. Наиболее распространены растворы из поглотителя (абсорбента) и хладагента. Широкое применение получили  водоаммиачные растворы и бромистолитиевые, в которых, вода и бромистый литий будут абсорбентами, а аммиак и вода — хладагентами.

Абсорбционные чиллеры – применяются в условиях дефицитности электроэнергии. Характеризуются наличием термохимического компрессора. Состоят из теплового генератора, конденсатора, испарителя, абсорбера и насосов. Позволяют использовать вторичные энергоресурсы (“сбросное” тепло горячей воды, перегретого водяного пара, сгорания природного газа, мазута, других нефтепродуктов). Применяется теплоиспользующий принцип, в отличие от традиционных компрессионных машин.

Конструктивные особенности исполнений

Несущие каркасы из оцинкованной стали с защитным порошковым покрытием. Компрессоры со смотровым глазком контроля уровня масла. Электропитание моделей от 230 В / 1 фаза / 50 Гц (для менее мощных исполнений) до 400 В / 3 фазы / 50 Гц. Виброизолирующие шасси в большинстве исполнений, высококачественная элементная база, микропроцессорные блоки, системы автоматики, многофакторная аварийная защита. Высококачественные компрессоры, качественная сварка трубопроводов с многоуровневым контролем.

Вы всегда можете быть уверены, что при постановке задачи по выбору того или иного чиллера, решение может включать целый спектр оборудования с учетом всех ваших требований по цене, энергопотреблению и энергоэффективности, опциональной насыщенности системы в целом и даже общей визуальной концепции.

Особенности системы «чиллер-фанкойл»

Упрощенно, эта система кондиционирования выглядит так: внешним блоком ее является водоохлаждающая машина, называемая чиллером, объединенная трубопроводом с внутренним теплообменником – фанкойлом, который обдувается вентилятором.

Такая система проста в работе и может эффективно охлаждать или нагревать воздух в большом помещении либо сразу в нескольких помещениях. Она не имеет таких ограничений, как фреоновая. Длина магистрали с теплоносителем ограничивается только мощностью подкачивающих насосов.

Кроме того, такой вариант кондиционирования может работать при любой температуре окружающего воздуха, в отличие от фреоновой, которая уже при – 10С° во избежание поломки должна быть остановлена. Для перемещения хладоносителя можно использовать обычные водопроводные трубы как металлические, так и ПВХ, что значительно удешевляет всю систему.

Устройство чиллеров

Чиллер является обычной мощной холодильной машиной, в которой испарительный теплообменник сбрасывает накопившийся холод не в воздух, как в кондиционере, а в воду, которая охлаждаясь, поступает по системе трубопровода к фанкойлам. Существует два основных вида чиллеров – это абсорбционные и парокомпрессионные.

• Чиллеры с воздушным охлаждением наружной установки. В таких установках охлаждение теплообменника-конденсатора происходит при помощи осевых вентиляторов.
• Устройства с воздушным охлаждением внутренней установки. В них забор воздуха для охлаждения и выброс горячего воздушного потока осуществляется по воздуховодам, для движения которого используется центробежный насос.
• Холодильные установки с водяным охлаждением теплообменника. Чаще всего монтируются в местах, где существует возможность охлаждать конденсатор проточной водой из естественных водоемов.
• Чиллеры реверсивные. Позволяют, как охлаждать воздух, так его и нагревать, благодаря чему их можно использовать в системах кондиционирования без установки дополнительного водогрейного оборудования.

Устройство фанкойлов

Фанкойлы – это так называемые внутренние блоки системы кондиционирования чиллер-фанкойл, которые еще называют доводчиками. Их устройство состоит из теплообменника и мощного вентилятора, который его обдувает. Кроме того, они оснащены легкосъемными воздушными фильтрами и блоком управления. В более современных моделях предусмотрены беспроводные пульты управления устройством. Существует несколько типов этого оборудования:

• Кассетные фанкойлы предназначены для охлаждения или нагрева воздуха в больших помещениях, в конструкции которых предусмотрены подвесные потолки. Именно в них и монтируются эти приборы. Они могут распределять воздушный поток на две или четыре стороны.
• Канальные фанкойлы монтируются в отдельных помещениях. Забор воздуха производится по отдельным воздуховодам, а вывод воздуха в помещения осуществляется по воздуховодам, размещенным за подвесными потолками.

По способу монтажа фанкойлы различаются на: настенные, напольные и потолочные. К слову сказать, многие компании производят универсальные устройства, которые могут монтироваться как на стену, так и на потолок. Дополнительное оборудование

Для того чтобы оборудование могло работать бесперебойно, и круглогодично, применяются различные устройства и приспособления, которые значительно позволяют расширить функции этой системы кондиционирования.

• Для возможности регулирования температуры воздуха в каждом помещении, перед каждым внутренним блоком – фанкойлом, устанавливают специальные устройства, которые позволяют регулировать расход холодоносителя.
• Дополнительно для нагрева воздуха устанавливается водогрейный газовый котел, который работает в холодное время года вместо чиллера.
• Также она снабжается накопительным и расширительным баком для компенсации расширения теплоносителя при нагревании.

Системы с чиллерами и фанкойлами позволяют обеспечить независимое регулирование температуры одновременно в большом количестве помещений, например, в гостиницах, офисах и т.д. Фанкойлы могут произвольно включаться и выключаться, изменять свою холодно- или теплопроизводительность.

Кроме фанкойлов, в качестве потребителей могут быть теплообменники центрального кондиционера, какое-либо технологическое оборудование.

Отличительной особенностью системы чиллер-фанкойл является теплоноситель. Охлаждение производится жидкостью, циркулирующей по системе трубоповодов от источника холода к конечному потребителю. Источником холода является охладитель жидкости  — так называемы чиллер.

Системы с чиллер — фанкойлы позволяют вводить здание в эксплуатацию, постепенно наращивая количество потребителей.

Фанкойл — внутренний блок, включающий в себя: вентилятор, теплообменник, фильтр для очистки воздуха и пульт управления.Фанкойлы устанавливаются в помещении под окном, на стене, под потолком, в потолке в зависимости от модификации и типа.В фанкойле вторичный воздух, или смесь первичного и рециркуляционного воздуха в зависимости от периода года охлаждается или нагревается в теплообменнике. К фанкойлам по системе трубопроводов подводится холодная вода в теплый период года или горячая вода в переходный или холодный периоды года.

Если система кондиционирования воздуха устраивается в реконструируемом здании, где имеется система отопления, то фанкойлы работают в режиме охлаждения в теплый период и нагревания в холодный.

Системы чиллер — фанкойл являются идеальным решением для установки в офисах, торговых комплексах и отелях, где требуется зональное управление параметрами окружающего воздуха, так как каждый фанкойл имеет индивидуальную схему управления. Чиллер может быть расположен наверху, внизу, или на любом из этажей в соответствии с архитектурными особенностями здания и выполняемой задачей. При правильно подобранном водяном насосе длина трубопроводов (расстояние от чиллера до фанкойла) может быть практически любой.

Рабочий цикл

В генераторе, к которому подводится избыточное тепло кипит вещество, в результате чего выкипает чистый хладагент, ведь его температура кипения ниже, чем у абсорбента. Пар поступает в конденсатор, где охлаждается и конденсируется, отдавая своё тепло окружающей среде. Полученная жидкость дросселируется, в результате чего охлаждается при расширении и направляется в испаритель, где, испаряясь, отдает своё холод потребителю и следует в абсорбер.

Основное преимущество — низкие затраты на электроэнергию,а недостатки — их размер-вес, а также потребность в более крупных градирнях.

Преимущества

• Выдерживает большие рабочие нагрузки, количество подключённых фанкойлов ограничено лишь его производительностью
• Отсутствие внешних блоков кондиционеров
• Занимает минимальную площадь
• Нет ограничений по расстоянию. А при длинных трассах передачи, температурные потери минимальны
• Для разводки можно использовать обыкновенные водопроводные трубы, что значительно уменьшает общую сумму при сборке и установке
• Безопасность в использовании. Опасный газовый хладагент находится в чиллере. Последний же устанавливается за пределами здания, на крыше или земле

Система чиллеров-фанкойлов имеет следующие преимущества:

• Система обладает большой гибкостью при кондиционировании большого количества помещений. К одному чиллеру может подключаться большое количество фанкойлов, а также теплообменники центрального кондиционера или приточной вентиляционной установки. Каждый потребитель может работать практически независимо друг от друга — изменять режим работы, включаться или отключаться.
• Можно задавать не только общий тепловой режим всей системы, но и регулировать режим работы каждого фанкойла с выносного пульта управления либо вмонтированного в фанкойл, либо установленного на стене помещения.
• Можно постепенно наращивать мощность потребителя, что позволяет вводить объект в эксплуатацию постепенно, отдельными этапами.
• Предельное расстояние между чиллером и фанкойлом не лимитируется и определяется возможностями насосной станции и теплоизоляцией трубопроводов. 

Основным конкурентом системы кондиционирования чиллер — фанкойл на небольших и средних объектах высшей категории является VRF и VRV  система. Это более интеллектуальная система с фреоновым теплоносителем. VRF и VRV  системы более дороги, но открывают более широкие возможности в центральном мониторинге и управлении, а также в сфере энергосбережения.

В заключение отметим, что система чиллер-фанкойл твердо занимает свою нишу и конкуренция с VRF и VRV  происходит в основном в строящихся бизнес-центрах и больших богатых загородных домах.

Из особенностей системы можно выделить простой монтаж, но сложное проектирование. Также нельзя не отметить гибкость и изменяемость конфигурации, возможность применения фанкойлов любых видов и марок.

В сравнении с VRF и VRV  системами коммуникации системы чиллер-фанкойл занимают большее пространство, но сами водяные трубы гораздо дешевле фреоновых медных труб. Что касается обслуживания, то по сравнению с VRF и VRV  системами, чиллер требует более квалифицированного и многочисленного сервисного персонала.

Система чиллер-фанкойл обладает рядом неоспоримых достоинств:

• Хорошая циркуляция воздуха.
• Возможность подключения нескольких автономных пользователей, которые могут задавать свои настройки приборам.
• Поэтапное введение в эксплуатацию.
• Расстояние между чиллером и фанкойлом может быть ограничено только возможностями насосной станции.
• Установка не требует наличия большой площади, а отсутствие внешних блоков не портит фасад здания.
• Низкая стоимость системы разводки с помощью трубопровода.
• Безопасность эксплуатации, так как газы сосредоточены в чиллере, который располагается снаружи помещения.

На чем основывается работа данной системы

Как было сказано выше, наиболее распространенными чиллерами являются устройства парокомпрессионного типа. Принцип работы такого типа чиллеров достаточно прост:

1. Компрессор всасывает газообразный хладагент, при этом повышает его давление.
2. После чего фреон поступает в конденсатор-теплообменник, который в нем охлаждается и переходит в жидкую форму. Охлаждение конденсатора может быть различным как воздушным, так и водяным в зависимости от конструкции.
3. Далее жидкий фреон поступает в терморегулирующий вентиль, после прохождения которого, давление понижается, и температура хладагента резко повышается, что приводит к закипанию фреона и его частичному испарению.
4. В испаритель установки попадает уже закипающий хладагент, который испаряясь, отбирает тепло у охлаждаемого водяного контура. После прохождения испарителя фреон опять находится в газообразном состоянии и цикл повторяется.
5. Вода, охлажденная испарителем чиллера, с помощью насоса по трубопроводу подается в доводчик – фанкйол, который и распределяет охлажденный воздух по помещению. Принцип работы этого устройства так же не вызывает сложностей для понимания: охлажденная вода поступает в теплообменник, который обдувается воздушными потоками. Воздух, проходя теплообменник, охлаждается, тем самым понижая температуру в помещении.

Фанкойлы конструктивно могут иметь один или два теплообменника, соответственно система чиллер-фанкойл может быть двухтрубная или четырех трубная. В первом варианте от теплообменника отходят две трубы, по которым циркулирует только холодное и горячее рабочее вещество, а во втором для подачи на фанкойл теплоносителя из чиллера и подачи на второй теплообменник горячей воды из отопления.

Основным недостатком такого варианта кондиционирования является сложность, и соответственно дороговизна монтажа. Также очень важным аспектом в ее эффективной работе является выбор места установки оборудования. Кроме того, есть и еще недостатки:

• Шумность работы системы.
• Высокая цена устройств.
• Низкая энергоэффективность.

Основное достоинство системы чиллер-фанкойл в том, что нет никаких ограничений по длине коммуникаций между фанкойлами. Есть и еще одно существенное достоинство – можно добавлять в уже работающую систему нужное количество внутренних блоков, по мере введения в эксплуатацию здания. Очень часто это свойство является определяющим при выборе той или иной системы кондиционирования. Кроме того к достоинствам можно отнести следующее:

• Безопасность и экологическая чистота, из-за отсутствия в ее магистралях фреона и других летучих газов.
• Она не требует наличия нескольких внешних блоков, которые существенно портят внешний вид здания.

К механизму подключаются контуры с холодной и/или горячей жидкостью, а она поступает в радиатор (теплообменник). Теплообменник обдувается вентилятором, распространяя охлаждённый или нагретый воздух. Для создания холодного потока используют контур, наполненный охлаждённой жидкостью. Для горячего также подключают централизованные трубы отопления.

Достоинством фанкойла есть возможность подачи тёплого и холодного воздуха с помощью одного устройства, а наличие вентилятора значительно повышает эффективность. Недостатком же — шум вентилятора и трудности в установке при подключении к контурам.

Chiller (англ.) – водоохлаждающая машина. Базовый элемент систем центрального кондиционирования. Одна из основных схем компоновки такой системы – “чиллер и фэнкойл” (водоохлаждающая машина и кондиционер доводчик / вентиляторный конвектор).

Применяются как для комфортного (жилые, общественные, административные здания), так и для технологического (производственные здания) кондиционирования воздуха.

Центральные системы кондиционирования и вентиляции (ЦСКВ) являются на сегодняшний день самой совершенной концепцией централизованного кондиционирования; позволяют “индивидуализировать” климат в конкретном помещении и на определённом пространстве / площади, и одновременно обеспечивают многофакторное и глубокое регулирование параметров микроклимата.

Чиллер является главным узлом в системе центрального кондиционирования, может не только охлаждать воздух, но, при наличии теплового насоса, способен нагнетать теплый воздух внутрь помещения.

Чиллеры можно разделить на два основных типа:

• с воздушным охлаждением конденсатора,
• с водяным охлаждением конденсатора.

Оба типа чиллеров могут быть выполнены как со встроенной насосной станцией (гидравлическим контуром), так и без нее.

Чиллеры с воздушным охлаждением можно разделить на три группы по их расположению (установке) относительно помещения:

• чиллеры с осевым вентилятором для охлаждения конденсатора, устанавливаются вне помещения: на балконах, улице, плоских крышах;
• чиллеры с центробежным вентилятором для охлаждения конденсатора, могут устанавливаться в замкнутых помещениях внутри зданий (подвалах, чердаках, служебных помещениях);
• чиллеры с выносным конденсатором (их также можно устанавливать в замкнутых помещениях, а конденсаторный блок инсталлировать вне помещения).

Общий обзор и основные исполнения чиллеров

1. Стандартные установки. Для установки как снаружи, так и внутри помещения
2. Установки с переключением в режим теплового насоса. Применяются в период отключения отопления здания и в прохладную погоду, для обогрева помещений в переходный и тёплый периоды года для возможного нагрева помещений при отсутствии централизованного теплоснабжения.
3. Установки со свободным охлаждением.  Применяются для охлаждения помещений с круглогодичными тепловыделениями.
4. Установки с рекуперацией тепла. Применяются в переходные периоды при мотивированном использовании вторичного тепла (с нагревом воды до температуры около 40°С).
5. Специальные малошумные и сверхмалошумные модели. Применяются для наружной установки при наличии ограничений по уровню шума, например: вблизи жилых зданий, больниц и т.д.
6. Установки со встроенным гидромодулем.  Имеют встроенную насосную станцию и накопительный бак. Серийные установки со встроенным одним или двумя циркуляционными насосами и буферным баком.

Виды применяемых компрессоров: герметичные, полугерметичные, спиральные (или scroll-компрессоры), винтовые.

Основы монтажа

• Выбор места установки.
• Подготовка основы. Чаще всего готовят метало конструкцию (раму). Чиллер устанавливают на определённом расстоянии от поверхности, чтобы защитить его зимой от замётов снега. Если же его ставят на крыше, конструкция должна быть правильно амортизирована, чтобы уберечь дом от вибраций.
• Установка
• Подключение к фанкойлу. Нужно создать герметичный контур, и подключить его к насосной станции. Насосная станция будет перекачивать холодную жидкость к фанкойлу.
• Подключение чиллера к энергоснабжению.
• Настройка работы. Урегулирования между ними согласно инструкции.

При прохождении каждого пункта при креплении есть множество нюансов и хитростей. Для качественной и правильной установки рекомендуется обратиться к профессионалам.

Особенности крепления

Все особенности монтажа завязаны на модели фанкойла, которую выберете.

• С корпусом, без корпуса. Корпусной можно установить в любом месте, лишь бы в интерьер вписывался. Без корпуса требует заранее подготовленного места, ниши или выделенной подсобки. Вентиляцию выводят в необходимое помещение, вентилятор фэн-койла отлично справляется с подачей по трубам.
• Один контур или два. При монтаже вы заранее должны подвести контуры с подачей жидкости к фанкойлу. Горячий легко берётся от батареи (самое простое решение но требует установки насоса и редуктора давления), а вот для холодного понадобится чиллер.
• По месту расположения: напольный или настенный. При монтаже вентиляторных доводчиков согласно этому пункту вы должны учесть факт дальнейшей лёгкости в доступе к устройству, для управления и обслуживания.

Обслуживание фанкойлов, согласно рекомендаций специалистов должно происходить один раз в 3 месяца. Капитальный осмотр — один в год. Самостоятельное обслуживание 1-2 раза в месяц, оно заключается в протирании влажной тряпкой. Это необходимо для протекции вентиляторного доводчика от грибков, которые могут образовываться на нём вследствие перепада температур, в рабочее и не рабочее время.

В итоге, когда оба устройства работают в тандеме, их называют – система чиллер-фанкойл. Их действие преследует одну цель – создание благоприятных температурных условий и повышенного уюта. Это более универсально, нежели фреоновые конструкции. Установка любого количества фанкойлов, где есть ограничения по длине фреоновых труб.