Система чиллер-фанкойл: принцип работы и обустройство системы терморегуляции. Системы чиллер-фанкойл

Система чиллер-фанкойл - это мультизональная климатическая конструкция‚ предназначенная для создания комфортных условий внутри здания большой площади. Работает она постоянно - летом снабжает холодом, а зимой теплом, прогревая воздух до заданной температуры.

Главные ее элементы - охладитель и теплообменное устройство. Дальше о том, как устроена и функционирует эта система терморегуляции.

Роль охлаждающего устройства отведена чиллеру - внешнему блоку‚ производящему и подающему холод по трубопроводам с циркулирующей по ним водой или этиленгликолем. Этим и отличается эта система от других сплит-систем, где в качестве теплоносителя закачивают фреон‚ для передачи которого нужны дорогие медные трубы. Здесь же с этой задачей прекрасно справляются водопроводные трубы с теплоизоляцией.

На ее работу не влияет температура наружного воздуха, тогда как сплит-системы с фреоном теряют работоспособность уже при -10⁰. Внутренним теплообменным агрегатом является фанкойл. Он принимает жидкость с низкой температурой, затем передает холод в воздушную среду помещения‚ а нагретая жидкость возвращается назад в чиллер.

Фанкойлы устанавливают во всех комнатах. Каждый из них работает по индивидуальной программе.

На фото показаны основные элементы системы - насосная станция‚ чиллер‚ фанкойл. Фанкойл может быть установлен на большом расстоянии от чиллера. Все зависит от того‚ какой силой обладает насос. Число фанкойлов пропорционально мощности чиллера

Обычно такие системы применяют в гипермаркетах‚ торговых комплексах‚ сооружениях‚ возведенных под землей‚ гостиницах. Иногда их используют в качестве отопления. Тогда по второму контуру в фанкойлы подают нагретую воду или переключают систему на котел отопления.

Конструкционное исполнение системы

По конструкционному исполнению системы чиллер-фанкойл бывают 2-трубными и 4-трубными. По типу установки отличают устройства настенные‚ напольные‚ встраиваемые. Оценивают систему по таким основным параметрам:

мощности или холодопроизводительности чиллера;
производительности фанкойлов;
эффективности перемещения воздушной массы;
длине магистралей.

Последний параметр зависит от силы насосной установки и качества теплоизоляции труб.

Галерея изображений

Подключение чиллера и фанкойла

Слаженное функционирование системы происходит путем объединения чиллера с одним или несколькими фанкойлами посредством трубопроводов с теплоизоляцией. В случае отсутствия последней значительно падает значение КПД системы.

Каждый файнкойл имеет индивидуальный узел обвязки, посредством которого обеспечивают регулировку его производительности как в случае выработки тепла‚ так и холода. Расход хладагента в отдельном агрегате регулируют посредством специальной арматуры - запорной и регулирующей.

Элементами двухтрубной системы являются: кран шаровой (1)‚ фильтр (2)‚ клапан трехходовой с приводом (3). Это самая простая схема обвязки. Чтобы направить охлажденную воду в теплообменник одну трубу подключают к фанкойлу, а другую - для отвода жидкости - к чиллеру. Устройство системы допускает смешивание хладагента с теплоносителем

Если нельзя допускать смешивания теплоносителя с холодильным агентом. воду подогревают в отдельном теплообменнике и дополняют схему циркуляционным насосом. Чтобы обеспечить плавную регулировку потока рабочей жидкости через теплообменник при монтаже схемы обвязки используют 3-ходовой клапан. Если в здании смонтирована двухтрубная система, то и охлаждение и нагрев происходит за счет охладителя - чиллера.

Для повышения эффективности отопления с помощью фанкойлов в холодный период‚ в дополнение к чиллеру в систему включают котел. В отличие от двухтрубной системы с одним теплообменником‚ в четырехтрубную систему заложено 2 этих узла. В этом случае фанкойл может работать и на нагрев‚ и на холод‚ используя в первом случае жидкость, циркулирующую в системе отопления.

Один из теплообменников подключают к трубопроводу с хладагентом, а второй к трубе с теплоносителем. На каждом теплообменнике имеется индивидуальный клапан‚ управляемый специальным пультом. Если применена такая схема‚ хладагент никогда не смешивается с теплоносителем.

Так как температура теплоносителя в системе в отопительный сезон колеблется в пределах от 70 до 95⁰ и для большинства фанкойлов она превышает допустимую‚ ее предварительно снижают. Поэтому горячая вода‚ поступающая от центральной теплосети к фанкойлам‚ проходит специальный тепловой пункт.

Основные классы чиллеров

Условное разделение чиллеров на классы происходит в зависимости от типа холодильного цикла. По этому признаку все чиллеры можно условно отнести к двум классам - абсорбционным и парокомпрессорным.

Устройство абсорбционного агрегата

Абсорбционный чиллер или АБХМ для работы использует бинарный раствор с присутствующими в нем водой и бромидом лития - абсорбер. Принцип функционирования - поглощение хладагентом тепла в фазе преобразования пара в жидкое состояние. Такие агрегаты используют тепло‚ выделяющееся при работе промышленного оборудования. При этом абсорбирующий поглотитель с температурой кипения значительно превышающей соответствующий параметр хладагента‚ хорошо растворяет последний.

Схема функционирования чиллера этого класса следующая:

Тепло от внешнего источника подводят к генератору, где оно разогревает смесь бромида лития и воды. При кипении рабочей смеси хладагент (вода) полностью испаряется.
Пар переносится в конденсатор и становится жидкостью.
Хладагент в жидком виде попадает в дроссель. Здесь он охлаждается‚ а давление падает.
Жидкость поступает в испаритель‚ где происходит испарение воды и поглощение ее паров раствором бромида лития - абсорбером. Воздух в помещении охлаждается.
Разбавленный абсорбент снова нагревается в генераторе, и цикл запускается повторно.

Такая система кондиционирования пока не получила широкого распространения‚ но она полностью созвучна с современными тенденциями‚ касающимися энергосбережения, поэтому имеет хорошие перспективы.

Работа парокомпрессионных установок

На базе компрессионного охлаждения функционирует большинство холодильных установок. Охлаждение происходит за счет непрекращающейся циркуляции‚ кипения при низких показателях температуры‚ давления и конденсации хладоносителя в системе замкнутого типа. В конструкцию чиллера этого класса входят:

компрессор;
испаритель;
конденсатор;
трубопроводы;
регулятор потока.

Хладагент циркулирует в замкнутой системе. Этим процессом управляет компрессор, в котором газообразное вещество с низкой температурой (-5⁰) и давлением 7 атм поддается компрессии при доведении температуры до 80⁰.Сухой насыщенный пар в сжатом состоянии уходит в конденсатор, где происходит его охлаждение до 45⁰ при неизменном давлении и превращение в жидкость.

Следующий пункт на пути движения - дроссель (редукционный клапан). На этом этапе давление снижается от значения соответствующего конденсации до предела, при котором происходит испарение. Одновременно понижается и температура приблизительно до 0⁰. Жидкость частично испаряется и образовывается влажный пар.

На схеме изображен замкнутый цикл‚ по которому функционирует парокомпрессионная установка. В компрессоре (1) происходит сжатие влажного насыщенного пара до достижения им давления р1. В компрессоре (2) пар отдает тепло и трансформируется в жидкость. В дросселе (3) понижаются как давление (р3 – р4)‚ так и температура (T1-T2). В теплообменнике (4) давление (р2) и температура (T2) остаются неизменными

Поступив в теплообменник — испаритель‚ рабочее вещество‚ смесь пара и жидкости‚ отдает холод теплоносителю и забирает тепло у холодильного агента‚ подсушиваясь одновременно. Процесс происходит при постоянных показателях давления и температуры. Насосы подают жидкость с низкой температурой к фанкойлам. Пройдя этот путь, холодильный агент возвращается в компрессор‚ чтобы снова повторить весь парокомпрессионный цикл.

Что может парокомпрессионный чиллер

В холодное время чиллер может работать в режиме природного охлаждения - это называется фрикулинг. При этом теплоноситель охлаждает уличный воздух. Теоретически использовать свободное охлаждение можно при внешней температуре менее 7⁰С. На практике оптимальная температура для этого 0⁰.

При настройке на режиме «тепловой насос» чиллер работает на отопление. Цикл претерпевает изменения‚ в частности, конденсатор и испаритель обмениваются своими функциями. В этом случае теплоноситель нужно подвергать не охлаждению, а нагреву.

Наиболее простыми являются моноблочные чиллеры. В них компактно объединены в одно целое все элементы. Они поступают в продажу укомплектованными на 100% вплоть до заправки хладагентом

Этот режим наиболее часто используют в больших офисах‚ общественных зданиях‚ на складах.Чиллер является холодильным агрегатом, дающим холода больше в 3 раза, чем потребляет. Его эффективность как отопителя еще выше - он затрачивает электроэнергии в 4 раза меньше‚ чем дает тепла.

Чем отличается хладагент от теплоносителя

Холодильный агент является рабочим веществом, которое в процессе холодильного цикла может пребывать в разных агрегатных состояниях при различных значениях давления. Теплоноситель не меняет фазовых состояний. Его функция - перенос холода или тепла на какое-то определенное расстояние.

Транспортировкой хладагента управляет компрессор, а теплоносителя - насос. Температура холодильного агента может опускаться как ниже точки кипения, так и подыматься за ее пределы. Теплоноситель‚ в отличие от хладагента‚ постоянно работает в условиях температур, не растущих выше точки кипения при текущем давлении.

Роль фанкойла в системе кондиционирования

Фанкойл - важный элемент централизованной климатической установки. Второе название - вентиляторный доводчик. Если термин fan-coil перевести с английского дословно, то это звучит‚ как вентилятор-теплообменник‚ что наиболее точно передает принцип его действия.

В конструкцию фанкойла входит панель подключения электрической части (1)‚ корпус (2) - потолочный вариант‚ вентилятор (3)‚ медный или алюминиевый теплообменник (4)‚ поддон для конденсата (5)‚ воздушный клапан (6)‚ место подключения насоса для конденсата и трубки (7) (+)

Предназначение устройства заключается в приеме носителя с низкой температурой. В перечень его функций также входит как рециркуляция, так и охлаждение воздуха в помещении, где он установлен‚ без поступления воздуха снаружи. Основные элементы fan-coil расположены в его корпусе. К ним относятся:

центробежный или диаметральный вентилятор;
теплообменник в виде змеевика‚ состоящего из медной трубки и алюминиевых ребер‚ насаженных на нее;
пылевой фильтр;
блок управления.

Кроме основных узлов и деталей в конструкцию фанкойла входит поддон для улавливания конденсата‚ насос для откачки последнего‚ электродвигатель‚ посредством которого поворачиваются воздушные заслонки.

На фото бескорпусный фанкойл модель Trane. Производительность двухрядных теплообменников - 1.5 – 4.9 кВт. Агрегат укомплектован малошумным вентилятором и компактным корпусом. Он отлично размещается за фальш-панелями или за подвесной потолочной конструкцией

В зависимости от способа монтажа существует фанкойлы потолочные‚ канальные‚ монтируемые в каналы‚ по которым осуществляется приток воздуха‚ бескорпусные‚ где все элементы смонтированы на раме‚ настенные или консольные.

Потолочные аппараты наиболее популярны и имеют 2 варианта исполнения: кассетные и канальные. Первые монтируют в объемных помещениях с подвесными потолками. За подвесной конструкцией располагают корпус. Видимой остается нижняя панель. Они могут рассредоточивать воздушные потоки по двум или всем четырем сторонам.

Потребность в охлаждении существует не всегда, поэтому‚ как видно на схеме‚ передающей принцип работы системы чиллер-файнкойл‚ в гидравлический модуль встраивают емкость, выполняющую роль аккумулятора для хладагента. Тепловое расширение воды компенсирует расширительный бак, подключенный к подающему трубопроводу.

Управляют фанкойлами как в ручном, так и в автоматическом режимах. Если вентиляторный доводчик работает на отопление, то в ручном режиме отсекают подачу холодной воды. При работе его на охлаждение перекрывают горячую воду и открывают путь для поступления охлаждающей рабочей жидкости.

Пульт для управления как 2-трубным так и 4-трубным фанкойлом. Модуль подключают непосредственно к устройству и размещают вблизи него. От него подсоединяют панель управления и провода для ее питания

Для работы в автоматическом режиме на панели выставляют нужную для конкретного помещения температуру. Поддержка заданного параметра осуществляется посредством термостатов, которые корректируют циркуляцию теплоносителей - холодного и горячего.

Преимущество фанкойла выражается не только в применении безопасного и дешевого теплоносителя но и в быстром устранении неполадок в виде утечек воды. Это удешевляет их сервис. Применение этих устройств - наиболее энергоэффективный способ создания благоприятного микроклимата в здании

Так как любое большое здание имеет зоны с разными требованиями к температурному режиму, каждую из них должен обслуживать отдельный фанкойл или их группа с идентичными настройками. Количество агрегатов определяют на стадии проектирования системы расчетным путем. Стоимость отдельных узлов системы чиллер-фанкойл довольно высокая‚ поэтому как расчет‚ так и проектирование системы нужно выполнять максимально точно.

Выводы и полезное видео по теме

Все об устройстве‚ работе и принципе действия системы терморегуляции в этом материале:

О том‚ как установить и ввести в действие чиллер:

Установка системы чиллер-фанкойл целесообразна в средних и больших зданиях с площадью, превышающей 300 м². Для частного дома‚ даже огромного‚ монтаж такой системы терморегуляции - удовольствие дорогое. С другой стороны подобные финансовые вложения обеспечат комфорт и хорошее самочувствие, а это немало.

В любое время года поддерживать комфортную температуру воздуха в помещении способны фанкойлы, что это такое, многие не знают. Они представляют собой внутренние блоки централизованной системы охлаждения и обогрева пространства. На смену кондиционеру пришёл климатический аппарат фанкойл, название которого происходит из английского языка: fan - вентилятор, а coil - теплообменник. Этот агрегат зимой и летом поддерживает оптимальную температуру внутри комнаты. Движение потоков воздуха осуществляется за счёт наличия вентилятора.

При консультировании проектировщик объясняет заказчику, что такое фанкойл. В результате такая и отопления для группы офисных кабинетов или для частного дома с большим количеством комнат выбирается как оптимальный вариант.

Что такое фанкойл

Конфигурация частных домов и общественных зданий в плане разделена на участки с различными температурными режимами. Каждую комнату должен обслуживать фанкойл, автоматически включающийся, охлаждающий или обогревающий пространство до нужной температуры. Это аппарат, обеспечивающий процесс теплообмена внутри каждого помещения в зданиях средней и большой площади.

Чтобы минимизировать риски и приобрести приспособление с длительным сроком службы, выбор фанкойла нужно осуществлять на основании расчёта. Это энергосберегающее инженерное оборудование должно соответствовать действующим нормативам ГОСТ и СНиП. Для эффективной работы прибора фанкойл необходимо произвести правильную сборку узла обвязки. В процессе проектирования системы необходимо учитывать специфику комнат, их параметры, вид и толщину наружных стен, размеры оконных проёмов.

Принцип работы фанкойла

Климатические приборы обеспечивают циркуляцию воздуха, поддерживают заданную температуру. Они не являются автономным оборудованием, это часть настроенной системы. Работает фанкойл при помощи вентилятора и теплообменника, которые в него встроены. Заменяет водяное отопление в морозный период и кондиционеры летом, круглый год, не отступая от заданной комфортной температуры во всех помещениях.

Принцип работы фанкойла имеет сходство с функционированием кондиционера в сплит-системе, но ключевое отличие состоит в том, что в качестве теплоносителя применяется вода или антифриз, а не фреон, неспособный работать при минусовой температуре за окном. Благодаря циркулирующей по трубам жидкости, которая служит как тепло или хладоноситель, фанкойл используется круглогодично, обеспечивая централизованное отопление и кондиционирование всего здания.

Источником холода в системе служит чиллер, холодильная машина, установленная на крыше или в техническом помещении, не нуждающаяся в сложном сезонном обслуживании. При большой мощности насосного оборудования установка блока фанкойл может осуществляться на неограниченном расстоянии от чиллера в здании. Зимой автоматика переключает сеть на нагрев теплоносителя посредством отопительного котла.

схема системы чиллер-фанкойл

Понять, как работает фанкойл, несложно. Теплоноситель движется по двухтрубной системе при охлаждении помещений. При необходимости одну комнату обогреть, а другую охладить устраивается многозональная система с разделением холодной и горячей воды по разным ветвям. Применяется фанкойл с двухконтурными теплообменниками, он подсоединяется по четырехтрубной схеме к источникам тепла и холода одновременно.

Количество фанкойлов в одной комнате определяется расчётом и зависит от размеров обслуживаемых помещений, их высоты, параметров проёмов и наружных стен, максимальной летней и зимней температуры в регионе, скорости ветра. Учитываются все теплопотери в конструкциях.

Устройство фанкойла состоит из двух основополагающих частей - радиатора и вентилятора, управляемого собственным контроллером по сигналу датчика. По теплообменнику аппарата фанкойл циркулирует вода, поступающая по сети трубопроводов от чиллера или котла, а вентилятор перемещает воздушный поток из больших пространств в офисах на радиатор для прогрева или охлаждения.

Плюсы и минусы применения фанкойла

Агрегаты имеют немало достоинств, обеспечивших им широкое применение в помещениях:

Обеспечивают лучшую циркуляцию воздуха по сравнению с радиаторами отопления.
Фанкойл позволяет уменьшать температуру теплоносителя.
Система даёт возможность производить тамбурное отопление выходов из зданий с большим потоком людей.
В разводке коммуникаций подобных систем используются водопроводные теплоизолированные трубы. Выбирать фанкойл нужно из расчёта тепловой мощности для централизованного поддержания заданной температуры.
Благодаря размещению громоздких чиллеров на улице или чердаке происходит экономия полезной площади.
Фанкойл обеспечивает свободное регулирование температуры в большом количестве помещений.
Минимальные риски возникновения аварийных ситуаций.
Экологическая безопасность за счёт отсутствия в использовании в качестве хладагента.

Какой приобрести фанкойл и как выбрать, проконсультируют профессионалы климатической компании. Большое значение имеют такие параметры, как мощность, размеры, производительность, схемы подключения, длина воздушной струи. Инженеры в процессе консультации продемонстрируют фото агрегатов различных производителей.

Фанкойл имеет один недостаток - иногда появляется небольшой шум при функционировании встроенного в прибор вентилятора. Инженерно-технические работники, осуществляющие монтаж климатического оборудования, рекомендуют приобретать модели с усиленной шумоизоляцией. Перед эксплуатацией необходимо правильно настроить аппарат на обогрев и охлаждение воздуха.

Типы фанкойлов

В зависимости от способа установки существует 3 разновидности агрегатов:

Настенный фанкойл водяной корпусный имеет компактные размеры, подбирается по параметрам и назначению помещения, монтируется открыто на несущую конструкцию, закрепляется на небольшом расстоянии от потолка. Установка проста, лёгкая система креплений, недорогая стоимость. Фанкойл имеет привлекательный внешний вид. Корпус производители выполняют из пластика для полноценного стилевого моделирования в дизайне интерьера.

Фанкойлы промышленные высоконапорные настенного типа часто встречаются на производственных предприятиях. Тангенциальный вентилятор обеспечивает низкий уровень шума и высокую мощность воздушных потоков.

Кассетный агрегат встраивается в подвесной потолок, подобные виды фанкойлов, отвечающие всем нормативам и стандартам, применяются в помещениях с большой площадью - в офисах, гостиницах, кафе, ресторанах, административных учреждениях. Кассетный фанкойл относится к бескорпусным и предназначен для скрытой установки, он размещается за потолочными плитами, видна только фронтальная декоративная панель с регулируемыми жалюзи, распределяющими потоки воздуха.

Канальный фанкойл предназначен для вентиляции больших пространств. Аппарат горизонтального типа устанавливается в канал приточной вентиляции за подвесным потолком, вертикального типа - за фальшстенами. Подаёт как свежий, так и очищенный рециркуляционный воздух. Водяные трубы подводятся к нему посредством резьбовых соединений. Снабжается фанкойл мощным центробежным вентилятором, способным преодолеть сопротивление сети. При подборе таких агрегатов надо обратить внимание на максимально допустимую длину магистрали.

Производители

На рынке климатического оборудования представлено большое количество производителей фанкойлов, чьи изделия проверены в работе и заслуживают доверия российских потребителей. Это всемирно прославленная японская марка Daikin - новатор в области наукоемких и высокотехнологичных разработок, американский бренд Yor, Venterra из Италии. А также: IGC, Trane, Aermec, Carrier, Royal Clima, Electrolux, Ballu, Climaveneta, Aeronik, Wesper, General Climate, Rhoss, MDV и многие другие.

Выбирать и устанавливать фанкойл должны квалифицированные инженеры, которые имеют опыт работы с климатическим оборудованием и знают его особенности.

Система чиллер - фанкойл (chiller - fancoil ) отличается от всех остальных тем, что между наружным и внутренними блоками циркулирует не фреон, а вода (или незамерзающая жидкость). Охлаждает воду чиллер - холодильная машина, предназначенная для охлаждения жидкости. Чиллер представляет собой обычный фреоновый кондиционер, через испаритель которого проходит не охлаждаемый воздух, а вода. Эта вода с помощью насосной станции поступает по системе теплоизолированных трубопроводов к фанкойлам. Фанкойлы устанавливаются в кондиционируемых помещениях и выполняют ту же роль, что и внутренние блоки . Система чиллер - фанкойл, по сравнению с традиционными мульт-сплит или мультизональными системами имеет ряд преимуществ:

Расстояние между чиллером и фанкойлом определяется только мощностью насосной станции и может достигать нескольких сотен метров.
Количество фанкойлов в системе не ограниченно и зависит только от мощности чиллера.

Для соединения чиллера с фанкойлами используются не дорогие медные фреоновые коммуникаций, а обычные водопроводные трубы.

Чиллер.

Современные чиллеры выпускаются в широком диапазоне мощностей - от 5 до 9000 кВт, что позволяет кондиционировать и небольшие коттеджи и многоэтажных здания. Все чиллеры можно разделить по следующим основным признакам:

По типу охлаждения конденсатора - с водяным и воздушным охлаждением. Воздушное охлаждение производится так же, как и в бытовых кондиционерах - конденсатор обдувается потоком воздуха от вентилятора. При водяном охлаждении конденсатор охлаждается проточной водой. Второй способ позволяет существенно уменьшить габариты и стоимость чиллера, но требует использования проточной воды или установки градирен (систем оборотного водоснабжения).
По наличию режима обогрева - с (реверсивные) и без него. Модели с тепловым насосом могут не только охлаждать, но и нагревать теплоноситель.
По конструктивному исполнению - со встроенным или с выносным
конденсатором. Чиллеры с воздушным охлаждением могут быть в моноблочном исполнении (со встроенным конденсатором) или с выносным конденсатором. В первом случае чиллер представляет собой автономную холодильную машину, к которой подключаются только трубопроводы от насосной станции. Во втором случае конденсатор выполняется в виде отдельного блока. Это позволяет устанавливать чиллер внутри помещения, а конденсатор выносить на крышу. Такое решение упрощает обслуживание чиллера и повышает его надежность благодаря стабильной температуре внутри помещения. Кроме этого, поскольку сам чиллер и все трубопроводы с теплоносителем находятся внутри здания, можно отказаться от использования незамерзающей жидкости и использовать в качестве теплоносителя воду, не сливая ее в зимний период.
Моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением могут иметь осевой или центробежный вентилятор. Осевые вентиляторы дешевле, но создают очень малый напор воздуха, поэтому чиллер с осевым вентилятором можно размещать только на открытом месте - на крыше, на стене здания и т.п. Центробежные вентиляторы создают более сильный напор воздуха, поэтому чиллеры с такими вентиляторами можно размещать внутри помещения, обеспечив забор и выброс наружного воздуха через воздуховоды.

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 технологическому циклу, обратка подается сразу в котельную для нового цикла.

Насосная станция.

Насосная станция (или гидромодуль) обеспечивает циркуляцию теплоносителя между чиллером и фанкойлами. В качестве теплоносителя используется вода или незамерзающая жидкость на основе гликоля (10% - 40% раствор этиленгликоля или пропиленгликоля). Насосная станция включает:

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.)

Фанкойлы.

Фанкойлы похожи на внутренние блоки сплит-систем и тоже бывают различных типов - настенного, напольного, подпотолочного, канального типа и т.п. Фанкойлы могут выпускаться в бескорпусном варианте. Такие фанколй заметно дешевле и предназначены для скрытой установки (за подвесным потолком, на полу в декоративном коробе и т.п.). Внутри фанкойла находятся:

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 встроенными, проводными или инфракрасными пультами управления.

Чиллер-фанкойл это универсальная система, позволяющая поддерживать комфортную температуру в помещении независимо от времени года: летом охлаждая воздух, а зимой, нагревая его. Чиллер-фанкойл позволяет поддерживать комфортные климатические условия в зданиях любой площади и этажности.

Принцип его работы аналогичен принципу действия системы водяного отопления. Только вместо котла в ней используется универсальный агрегат (чиллер), предназначенный для охлаждения жидкости, но способный осуществлять также ее нагрев.

Для поддержания комфортной температуры в отдельных комнатах здания в системе чиллер-фанкойл используются фанкойлы-теплообменники, дополненные вентиляторами.

К одному чиллеру, устанавливаемому, как правило, в верхней части здания, можно подсоединить любое количество фанкойлов, расположенных в помещениях.

Так же, как и радиаторов отопления, фанкойлов в одной комнате может быть от одного до нескольких, в зависимости от площади и требований к температуре воздуха.

В качестве теплоносителя в системах чиллер-фанкойл используется вода или водный раствор этиленгликоля. Расстояние между холодильным агрегатом и фанкойлами может быть любым и регламентируется только конструктивными особенностями здания.

Немного истории

Название системы чиллер-фанкойл свидетельствует об ее явно зарубежной происхождении: в переводе с английского ««сhiller» -мощный холодильный агрегат, а «fan coil unit»-теплообменник, дополненный вентилятором.

Между тем системы чиллер-фанкойл широко использовались в Советском Союзе. Именно с их помощью поддерживался комфортный микроклимат в гостиницах и общественных зданиях. Их установка предусматривалась на стадии проектирования наряду с системами отопления и вентиляции. Оборудование, используемое в чиллер-фанкойлах, и сами системы должны были соответствовать действующим ГОСТ и СНиП.

Системы чиллер-фанкойл универсальны и в равной мере эффективны как для отопления здания, так и для кондиционирования воздуха в нем. Однако зачастую возможность обогрева помещений при использовании чиллеров упускается из виду, а сами системы используются только в жаркое время года. При этом чиллер-фанкойл сравнивается со сплит-системой и с системой центрального кондиционирования.

Но даже опустив возможность обогрева здания, чиллер-фанкойл при сравнении со сплит-системой имеет ряд неоспоримых преимуществ.

Чиллер-фанкойл или сплит-система?

Обе эти системы аналогичны, но в сплит системе циркулирует газовый хладогент, что в значительной мере ограничивает расстояние между холодильной машиной и внутренними блоками системы. Именно поэтому наружные блоки сплит систем располагают в непосредственной близости к внутренним блокам, помещая их на фасадах зданий.

Благодаря использованию в качестве охлаждающей среды жидкости, чиллер-фанкойл имеет ряд преимуществ

Возможность присоединения к одному холодильнику любого количества фанкойлов. Разумеется, их суммарная мощность должна соответствовать мощности холодильной установки.
Компактность: для работы системы кондиционирования здания достаточно одного холодильного агрегата, установить который можно в техническом помещении, не портя при этом фасада здания. Фанкойлы могут находиться на любом расстоянии от чиллера
Простота монтажа: система кондиционирования монтируется аналогично системе отопления с использованием водопроводных труб и запорной арматуры, что значительно проще и дешевле по сравнению с газонаполненными системами.
Безопасность: уровень аварийной опасности системы сравним с обычным водопроводом. В случае аварии существует только угроза затопления помещений, снизить уровень которой можно с помощью качественной запорной арматуры.

Из чего состоит система чиллер-фанкойл

В состав системы чиллер-фанкойл входят следующие структурные элементы:

Чиллер или центральная охлаждающая машина
Фанкойлы или локальные теплообменники
Охлаждающая жидкость (теплоноситель). Это может быть обычная вода или раствор этиленгликоля.
Насос, называемый гидромодулем. В крупных системах обычно речь идет о насосных станциях
Трубная разводка
Система автоматического регулирования

Как устроен чиллер

Чиллером называют агрегат, предназначенный для охлаждения или нагрева жидких сред, используемых далее в качестве теплоносителей. Чиллеры могут иметь широкий диапазон мощности, благодаря чему они с успехом используются в пищевой промышленности и фармацевтике, а также в климатотехнике. Их применяют для кондиционирования воздуха и отопления общественных зданий и частных домов, для заливки катков, охлаждения напитков и медикаментов.

Устройство чиллера аналогично устройству бытового холодильника. В нем есть компрессор, конденсатор и испаритель. Отличие состоит только в том, что тепловая энергия может забираться или отдаваться жидкости, циркулирующей через теплообменник, для чего используются одновременно 2 контура циркуляции воды: горячий и холодный.

В жаркое время года тепло охлаждаемой жидкости используется для нагрева воды, направляемой далее на горячее водоснабжение. В холодное время года осуществляется только нагрев воды.

Движение горячей и холодной жидкости идет по двум отдельным непересекающимся трубопроводам, по которым теплоноситель поступает к фанкойлам.

Что такое фанкойлы — принцип работы

Фанкойл — теплообменник с вентилятором

Фанкойл это высокоэффективный теплообменник, одновременно подключаемый к холодному и горячему трубопроводу. Для усиления теплообмена используется вентилятор, монтируемый за теплообменником фанкойла. Особенностью фанкойла является создание воздушных потоков заданной температуры внутри помещения без дополнительного притока воздуха извне, что позволяет повысить эффективность использования вырабатываемой чиллером тепловой энергии.

Управление фанкойлом может идти в ручном и в автоматическом режиме.

При ручном управлении для отопления достаточно перекрыть кран подачи в устройство холодной воды, а для охлаждения, напротив, перекрыть кран подачи горячей воды, открыв движение охлаждающей жидкости.

В автоматическом режиме достаточно установить на панели требуемую температуру воздуха в помещении, поддержание которой осуществляется с помощью термостатов, регулирующих движение горячего и холодного теплоносителей.

Место установки фанкойлов может быть любым: настенным, напольным, потолочным. Если система используется предпочтительно для охлаждения, предпочтение отдается потолочному монтажу. Если, наоборот, для отопления, то фанкойлы помещают в нижней части стен.

Подведем итоги

Чиллер-фанкойл эффективная, проверенная временем, система отопления и кондиционирования воздуха, применение которой обеспечивает благоприятный климат круглый год.

Чиллер-фанкойл в равной степени эффективна для общественных зданий и частных домостроений, но в настоящее время ее широкое распространение ограничено недостаточным количеством предложений на рынке нашей страны чиллеров малой мощности, установка которых возможна в индивидуальных домах.

Еще одним недостатком чиллеров является высокая стоимость единицы тепловой энергии, вырабатываемой с их помощью. При выборе чиллеров для отопления они проигрывают газовым котлам.

Мы любим, когда дома комфортная температура, даже если за окном жара или мороз. Летом нас спасают кондиционеры. Но справится ли один кондиционер с большим частным домом? А что, если охладить нужно офис или целый торговый центр?

Многие считают, что кондиционеры ограничиваются . Конечно, этот вид наиболее распространен, но существуют и другие виды, не менее эффективные. Один из них – система кондиционирования чиллер-фанкойл. Слово сложное, но из него нетрудно догадаться, из чего эта система состоит. Давайте попробуем разобрать каждую из частей системы – фанкойл и чиллер – и понять, в чем ее преимущества.

Что такое фанкойл?

Фанкойл – это устройство, которое охлаждает или нагревает воздух в помещении. Фанкойл – элемент целой системы кондиционирования. Еще его называют вентиляторным доводчиком. Фанкойл состоит из двух частей: вентилятора (fan) и теплообменника (coil). Часто в доводчике есть фильтр грубой очистки, чтобы в устройство не попадали крупная , пух и другие загрязнители. В современных моделях предусмотрен пульт дистанционного управления.

В хорошо знакомых нам сплит-системах внутренний блок – это тот же фанкойл. Только сплит-системы охлаждают или нагревают воздух благодаря хладагенту – специальному газообразному веществу, чаще всего фреону. В фанкойле же работает жидкость – вода или незамерзающий водный раствор этиленгликоля.

Принцип работы фанкойла прост:

Вентилятор «забирает» воздух из помещения и направляет его в теплообменник.
Тем временем в теплообменник попадает холодная или горячая вода – в зависимости от того, какой температуры воздуха Вы хотите достичь.
Вода в теплообменнике забирает или отдает тепло воздуху.
Затем воздух, охлажденный или нагретый, возвращается в помещение – уже нужной температуры.
Когда система настроена на охлаждение воздуха, на теплообменнике возникает конденсат, который с помощью насоса стекает в канализацию либо отводится на улицу.

Но откуда в теплообменник попадает вода? Чтобы ее получить, фанкойлу нужен дополнительный агрегат. Для нагрева воздуха используют котельную установку или тепловой насос, а для охлаждения – чиллер. О чиллере мы поговорим немного позже.

В одном помещении может быть несколько фанкойлов – так же, как и радиаторов отопления. Количество агрегатов зависит от площади помещения и от требований к температуре воздуха.

Фанкойл может работать не только в режиме рециркуляции воздуха, но и в смешанном режиме, то есть соединять воздух из помещения со свежим. Но такая опция есть не у всех доводчиков, а только у подключенных к приточной вентиляции.

По способу монтажа фанкойлы делятся на:

напольные;
настенные;
потолочные.

Есть универсальные устройства, которые крепятся и на стену, и на потолок.

Также существуют корпусные и бескорпусные фанкойлы. Модели без корпуса стоят дешевле; их обычно маскируют за декоративными панелями или подвесными потолками.

По количеству теплообменников вентиляторные доводчики бывают:

Двухтрубные , когда от одного теплообменника отходит две трубы. По одной трубе вода поступает в фанкойл, по другой – уходит обратно. В основном двухтрубные модели используются только для охлаждения. Нагрев воздуха тоже возможен, но придется подогревать воду в дополнительном теплообменнике и использовать специальный насос.
Четырехтрубные. В таких фанкойлах теплообменника два, от каждого отходит по две трубы. В одном теплообменнике циркулирует холодная вода, а в другом – горячая. Благодаря этому прибор без проблем и охлаждает, и нагревает воздух.

Есть еще одна классификация фанкойлов:

Кассетные фанкойлы устанавливают там, где есть подвесные потолки. Они бывают двух- и четырехтрубными. Обычно кассетные модели производятся без корпуса, так как его большая часть все равно скрыта. Видна остается лишь декоративная панель – на ней расположены жалюзи, распределяющие поток воздуха. Фанкойл кассетного типа почти не шумит, относительно прост в монтаже, а также равномерно распределяет воздух по всему помещению.
Канальные фанкойлы часто используют для крупных объектов, например офисов и торговых центров. Их устанавливают внутри вентиляционной системы за подвесным потолком и за фальшстенами. Фанкойлы канального типа могут либо подавать свежий воздух, либо очищать уже имеющийся.

Чиллер – это машина для охлаждения жидкости. Часто он работает в паре с фанкойлом, но ему есть и другое применение: например, с помощью чиллера заливают каток, охлаждают медикаменты. Как правило, чиллер в системе чиллер-фанкойл находится на крыше или в техническом помещении.

По типу охлаждения чиллеры делятся на два вида:

С воздушным охлаждением , когда конденсатор в чиллере – устройство, в котором хладагент из газа превращается в жидкость – обдувается потоком воздуха.
С водяным охлаждением , когда конденсатор в чиллере охлаждается проточной водой

Также есть абсорбционные и парокомпрессионные чиллеры:

Абсорбционные. В таких чиллерах вместо фреона используется смесь воды и бромида лития. В России они пока не очень распространены.
Парокомпрессионные. Сейчас этот вид наиболее распространен. По сути, это тот же фреоновый кондиционер, только через него проходит не воздух, а вода. Парокомпрессионные чиллеры состоят из компрессора, конденсатора, терморегулирующего вентиля и испарителя.

Принцип работы чиллера следующий:

Компрессор повышает давление фреона – газообразного хладагента.
Затем фреон поступает в конденсатор, где охлаждается и становится жидким.
В терморегулирующем вентиле (ТРВ) фреон закипает и начинает испаряться.
В испарителе фреон забирает тепло у воды.
Фреон снова становится газообразным, и цикл повторяется.
Вода, охлажденная в испарителе, попадает в фанкойл, который распределяет воздух по помещению.

Установка чиллера: от проектирования до тестовых испытаний

Самое сложное в установке системы чиллер-фанкойл – монтаж чиллера. Он проходит в несколько этапов:

Подготовительные работы. На данном этапе выясняются особенности помещения или здания, подбирается необходимое оборудование.
Выбор места. Место подбирается с учетом веса и размеров чиллера. Также важно предусмотреть свободные подходы к агрегату, чтобы его легко было обслуживать.
Монтаж основания. Просто так поставить чиллер на пол или крышу не получится – необходимо основание или крепежная рама, на которую потом будет устанавливаться прибор.
Виброизоляция. Чтобы колебания от работы чиллера не ощущались как небольшое землетрясение, устанавливают антивибрационные опоры.
Монтаж самого чиллера. Если агрегат слишком большой, его устанавливают с помощью специальной техники.
Монтаж гидравлического контура , то есть подсоединение к охладителю трубопроводов и установка фанкойлов.
Настройка электрических систем и тестирование работы чиллера.

Климатическое оборудование должны подбирать, устанавливать и обслуживать квалифицированные специалисты.

Система чиллер-фанкойл: плюсы и минусы

Теперь, когда мы знаем, что такое фанкойл и чиллер, мы можем понять, что представляет собой система чиллер-фанкойл. Чиллер, внешний блок системы, соединен трубопроводом с фанкойлом – внутренним теплообменником, который обдувается вентилятором.

Но зачем вообще нужна такая система, если есть обычные кондиционеры? Дело в том, что она имеет несколько преимуществ перед сплит-системами:

Масштабируемость. Из-за газового хладагента расстояние между внутренним и внешним блоками в сплит-системах ограничено. В системе чиллер-фанкойл можно присоединить сколько угодно фанкойлов на расстоянии до нескольких сотен метров – конкретные характеристики зависят от мощности чиллера и насосной станции. За счет этого даже в большом здании может использоваться всего один чиллер.
Эстетическая составляющая. Из-за ограниченного расстояния между внутренним и внешним блоками наружный блок обычного кондиционера помещают на фасаде здания. В системе чиллер-фанкойл чиллер размещается на крыше или в техническом помещении, поэтому внешний вид фасада сохраняется.
Универсальность. Если многие сплит-системы , этот вариант кондиционирования работает круглосуточно при любой температуре. К тому же благодаря большому количеству фанкойлов можно без проблем регулировать температуру воздуха в каждом отдельно взятом помещении.
Безопасность. Хладагент жидкий, а не газовый, как в сплит-системах, поэтому вероятность возникновения аварии гораздо ниже.