Система «чиллер-фанкойл». Чиллер фанкойл что это.

В этой системе охлаждения не используются фанкойлы. Вместо этого используются холодильные агрегаты и охлаждающие балки. В агрегатах комнатный воздух проходит с высокой скоростью через теплообменник с охлажденной водой, охлаждается и выбрасывается в помещение.

Система «чиллер-фанкойл»

Система холодного воздуха — это класс промышленного оборудования с широким спектром применения — от кондиционирования воздуха в помещении до фармацевтики. Чиллеры могут заменить одновременно две механические системы: Отопление и кондиционирование воздуха. Вентиляция также может быть интегрирована в сеть и улучшать качество микроклиматических параметров. «Фанкойлы» чиллеров бесконечно масштабируются и могут работать с любой конфигурацией внутренних блоков. Как это работает на практике? Есть ли какие-либо недостатки? Для каких систем подходят эти агрегаты?

Функция чиллера заключается в выработке и подаче хладагента (охлаждающей жидкости) оптимальной температуры к другому оборудованию. Приемный блок — это блок с вентиляторным доводчиком. Блок устанавливается внутри помещения и ничем не отличается от внутреннего блока кондиционера.

1. Работа чиллера основана на сжатии или абсорбции пара. Это процесс происходит в испарительном аппарате, где вода с добавлением антифриза переходит в газообразное состояние.
2. Пар перемещается в компрессор, который повышает его температуру и давление. Затем холодильный агент транспортируется в конденсатор, где газ выделяет накопленное ранее тепло и возвращается в жидкую форму.
3. Раствор транспортируется к дроссельной заслонке. Задача этого элемента: понизить давление и температурные показатели. В этот момент хладагент снова поступает в испаритель — цикл охлаждения повторяется. Процесс продолжается до тех пор, пока хладагент не достигнет заданной температуры.
4. Охлажденная жидкость поступает в теплообменник вентиляторных доводчиков — фанкойлов, установленным в помещении. Эти приборы «всасывают» комнатный воздух, который охлаждается при прохождении через теплообменник, и распределяется по помещению.

Процесс происходит плавно и синхронно: Отдельные компоненты работают одновременно. Агрегаты оснащены термостатом и электронными системами, которые контролируют как работу агрегата, так и всей установки в целом.

Рисунок 1: Система вентиляторов чиллера.

Чем отличается хладагент от теплоносителя

Во время цикла охлаждения хладагент неоднократно меняет свое состояние. Жидкость в чиллере является типичным хладагентом. Жидкость в испарителе переходит в газообразную форму и возвращается в жидкое состояние в конденсаторе. Хладагент не меняет своего фазового состояния и выполняет более примитивную задачу: переносит параметры среды (горячей или холодной) от одного агрегата к другому. Эти термины часто используются как синонимы, что в корне неверно.

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

Основными элементами являются чиллер, гидравлический агрегат, насосная станция, фанкойлы и автоматика. Подробнее об основных элементах ниже.

Чиллер

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

• испарителя;
• компрессора;
• конденсатора;
• расширительного клапана;

Существует отдельный АБХМ (абсорбционный чиллер или абсорбционная холодильная машина), который производит хладагент из неиспользованного (отработанного) тепла.

Рисунок 2: Чиллер

Насосная станция

Она обеспечивает поток рабочей жидкости между чиллером и фанкойлами и включает следующее оборудование:

• циркуляционный насос для поддержания давления;
• расширительный бак для компенсации температурного расширения/сжатия теплоносителя;
• запорная арматура для сервисного обслуживания;
• аккумулирующий бак для оптимизации нагрузки на систему при снижении потребности в охлаждении;
• система управления и защиты для контроля работы насосной станции и предупреждения аварийных ситуаций.

Фанкойл

Блок фанкойла играет роль принимающего устройства. Во внутреннем блоке комнатный воздух охлаждается теплообменником и возвращается в помещение. Блок с фанкойлом не является самодостаточной системой. Фанкойл не может работать без чиллера: В этом заключается фундаментальное различие между этими двумя системами.

Рисунок 3.

Конструктивное исполнение

Система применения зависит от мощности агрегата и конфигурации помещения. Чиллеры устанавливаются снаружи здания или в специально оборудованном помещении внутри здания. В этом случае требуется хорошая звукоизоляция: агрегат очень шумный. Он принципиально отличается от типичных кассетных и настенных сплит-систем по нескольким параметрам:

1. Тип хладагента. В «чиллер-фанкойлах» — вода или гликолевый раствор. В кондиционерах — дорогостоящий фреон.
2. Емкость конструкции. К чиллеру можно подключить неограниченное количество фанкойлов. Число внутренних модулей в традиционных сплит-системах и протяженность магистралей строго ограничены.
3. Размеры помещения. Кондиционеры эффективны для площадей менее 200 м 2 . Для крупных объектов с большим количеством комнат идеально подойдет данная конструкция: она эффективно поддерживает оптимальный микроклимат и сохраняет архитектурный облик здания.

Блок легко интегрируется в системы подачи воздуха, которыми оборудовано большинство старых зданий.

Особенности конструкции насосной станции

Насос отвечает за циркуляцию хладагента в системе. Основные компоненты:

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

Система управления обеспечивает нормальную и бесперебойную работу.

Подключение системы

При подключении агрегатов к электросети важно следовать инструкциям по технике безопасности и соблюдать следующие правила: Заземляйте устройства, используйте рекомендованный производителем размер и тип кабеля питания. Кабели питания не должны соприкасаться с системой управления орудия или частями гидравлического силового агрегата.

Схематичное расположение системы «чиллер-фанкойл»

Ниже приведен пример типичной установки вентилятора чиллера в одноэтажном офисе с открытой планировкой:

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

Рисунок 4: Схема расположения

Чиллер охлаждает воду в контуре до определенной температуры. Охлажденная жидкость поступает в вентиляционные установки — фанкойлы.

Принцип работы

Контур начинает работать, когда воздух из помещения поступает в блок фанкойлов. Вентилятор обеспечивает равномерное распределение воздушного потока по всему периметру блока. Оттуда он поступает в теплообменник, где нагревается или охлаждается до нужной температуры. Нагревателем или охладителем является вода, которая циркулирует по трубам между чиллером и фанкойлом.

Помимо чиллера и фанкойлов, в систему также входит центральный кондиционер, который обычно располагается на чердаке или на крыше. В этом случае кондиционер отвечает за направление холодного воздуха от фанкойлов в кондиционируемое помещение.

Фанкойлы отвечают не только за охлаждение/нагрев воздуха, но и за поддержание необходимой температуры. Это возможно благодаря регулировке потока воды или воздуха.

• от теплообменника к фанкойлу ведут две трубы, по которым циркулирует только холодный или только горячий теплоноситель. Такие фанкойлы называются двухтрубными.
• система оборудована двумя теплообменниками, к каждому из которых ведут по две трубы. К одному – от холодильной установки, ко второму – от системы отопления. Четырехтрубные фанкойлы обычно устанавливаются под окнами, и зимой выполняют функцию радиаторов отопления.

Преимущества системы

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

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

Монтаж системы чиллер-фанкойл

Помимо установки наружного и внутреннего блоков, необходимо также установить трубопроводы чиллера и фанкойла. Трубопровод чиллера представляет собой автономную систему, отвечающую за нагнетание давления и питание кондиционера. Трубопровод блока фанкойла должен содержать краны, термометр и манометр, а также трехходовой клапан.

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

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

Принцип работы системы чиллер-фанкойл

Промежуточный хладагент поступает в чиллер, где он охлаждается/нагревается до определенной температуры. Затем он подается по гидравлическим линиям к блокам фанкойлов и охлаждает воздух через их теплообменники, одновременно повышая температуру самого хладагента. Как видите, принцип работы чиллера с фанкойлами понять несложно, но помимо выбора подходящего варианта среди множества типов агрегатов, необходимо правильно подобрать и установить линии хладагента, поэтому лучше всего, чтобы проектирование и установку выполняли профессионалы.

Благодаря своим преимуществам, вентиляторная система охлаждения лучше всего подходит для применения в торговых центрах, офисных зданиях и гостиницах. Система может быть изменена в любое время с точки зрения количества вентиляторных доводчиков, их расположения и типа, что особенно выгодно при сдаче в аренду большого количества помещений, так как при изменении расположения требуются лишь небольшие финансовые затраты. В целом, это современная концепция кондиционирования помещений различных категорий и классов, поскольку она не изменяет внешний вид зданий и способна поддерживать оптимальные параметры температуры и относительной влажности в помещениях.

Схематичное расположение системы чилер-фанкойл

Схема расположения вентиляторного блока чиллера на полу офисного здания.

Есть вопрос? Задайте его специалисту!

• Имя E-mail Тема вопроса
• Вопрос Нажимая кнопку «Отправить», я даю свое согласие на обработку моих персональных данных и принимаю условия «Согласия на обработку персональных данных Пользователей»

Схема вентиляторной установки чиллера.

Существуют различные типы фанкойлов, и каждая модификация имеет свои особенности. При расчете чиллера и выборе фанкойлов в первую очередь необходимо учитывать площадь помещения, тепловую мощность, требуемую мощность и длину воздушного потока.

В зависимости от типа установки кондиционеры делятся на:

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

Внутренние блоки могут быть:

Кассетные блоки.

Их назначение — равномерное распределение, нагрев или охлаждение воздушных потоков в помещениях, где предусмотрены элементы подвесного потолка, в которые встраиваются блоки. Блоки устанавливаются таким образом, чтобы их компоненты были скрыты, а шумовое излучение сведено к минимуму. Распределение воздуха может быть установлено в 2 или 4 направлениях.

Канальная система

Модели с канальным монтажом устанавливаются непосредственно в систему воздуховодов. Воздух подается по отдельным воздуховодам и отводится по воздуховодам за подвесными потолками. Эти вентиляционные установки имеют отличную производительность и используются в основном для больших помещений, торговых залов, складов и т.д.

Преимущества системы кондиционирования чиллер-фанкойл

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

Неограниченная длина труб, определяемая исключительно мощностью чиллера.

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

Минимальное пространство, необходимое для установки агрегата

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

Экономичная проводка

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

Безопасность при ежедневном использовании

Основным преимуществом безопасности является то, что все летучие газы группы В сбрасываются в охладитель, который, в свою очередь, обычно располагается на открытом воздухе или в подвале. Риск утечки минимален, поэтому он практически полностью безвреден для человека.

Отличная адаптивность

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

Современный рынок HVAC полон отличных предложений, однако не рекомендуется самостоятельно выбирать и устанавливать систему чиллер/фанкойл. Только профессионалы, обладающие практическими знаниями и опытом в этой области, помогут вам обеспечить эффективную и безопасную работу системы.

Сравнительный анализ плюсов и минусов системы чиллер-фанкойл и системы VRF-кондиционирования.

Прежде чем перейти к анализу, необходимо сначала описать, что такое мультизональная VRF-система: По сути, это большая мультизональная система, в которой несколько внутренних блоков соединены с наружным блоком. Это позволяет одновременно устанавливать и поддерживать разные температуры в разных помещениях. На первый взгляд может показаться, что различия между ними незначительны, но каждый из них имеет свои конструктивные особенности, недостатки и преимущества, из которых можно выбрать оптимальный вариант для решения ваших задач.

Наиболее важной конструктивной особенностью, отличающей эти две системы, является то, что в вентиляторной системе чиллера хладагентом является охлажденная вода (или незамерзающие водные растворы, такие как этиленгликоль), тогда как в VRF-системе кондиционирования циркулирует только фреон.

Сравнение производительности

Рекордная мощность самого эффективного чиллера составляет 20 мегаватт. На практике используются гораздо меньшие модели (до 1,4 мегаватт). Когда требуется более крупный и мощный агрегат, систему объединяют с несколькими холодильными установками.

Максимальная мощность VRF-кондиционеров составляет 140 киловатт. Обычно система собирается с внешними блоками мощностью от 12 до 28 киловатт. Для увеличения мощности систему VRF также собирают из нескольких блоков.

Сравнение по длине воздуховода

Неоспоримым преимуществом является то, что система охлаждающих вентиляторов имеет неограниченную длину труб. Проблема удлинения без потери производительности решается путем приобретения и установки водяных насосов большей мощности

Недостатком системы V RF является невозможность удлинить трубопровод от наружного блока до внутреннего блока более чем на 150 метров. Общая длина трубопровода составляет максимум 300 метров. Кроме того, необходимо учитывать разницу в высоте между внутренним и наружным блоком — она не должна превышать 50 метров.

Этот фактор связан с необходимостью равномерного распределения наружных блоков VRF-системы по всей крыше. Сегодня существуют передовые модификации с градирнями и водяным охлаждением, которые можно использовать в очень больших зданиях. Однако в то же время они теряют свои преимущества в плане экономичности и простоты обслуживания.

Сравнение по холодопроизводительности в коммунальных системах

Основным преимуществом системы с фанкойлами чиллеров перед VRF-системой является то, что один чиллер может использоваться в качестве источника охлаждения для всех типов оборудования: от маломощных фанкойлов в небольших помещениях до чиллеров в системах вентиляции больших розничных магазинов.

VRF-системы в большинстве случаев не могут быть подключены к чиллерам в системах приточной вентиляции, поэтому для охлаждения воздушных масс в вентиляторах приточной вентиляции необходимо устанавливать дополнительное оборудование (чиллеры, фреоновые компрессорные установки и т.д.).

Принцип работы систем чиллер-фанкойл

Принцип действия и главная особенность, отличающая рассматриваемый здесь чиллер от кондиционеров VRV&VRF с газообразным фреоном в качестве хладагента, заключается в промежуточном хладагенте — воде или 10-45% растворе на основе этиленгликоля (C2H6O2) и воды. Работа фанкойла чиллера заключается во взаимодействии внешнего холодильного оборудования (чиллера) и внутреннего теплообменного оборудования (фанкойла). Все циклы охлаждения происходят внутри блока, а мощность охлаждения распределяется рабочей жидкостью, которая имеет большую теплоемкость, чем газ. После охлаждения в наружном блоке до заданной температуры вода направляется к внутренним элементам комплекса по изолированным трубопроводам через циркуляционные насосы.

Чиллер состоит из компрессора, воздушного конденсатора, ТРВ и испарительного змеевика. Теплообмен между газообразным хладагентом и охлаждаемой гликолевой средой происходит в кожухотрубном испарителе или, реже, в пластинчатом испарителе с теплообменником. Охлажденная рабочая жидкость через насосную станцию (гидроагрегат) подается к вентиляторным доводчикам потребителей. Вентиляторные доводчики, в свою очередь, обеспечивают теплообмен между воздухом помещения и незамерзшим раствором гликоля.

Фанкойл представляет собой радиатор теплообменника с осевым или центробежным вентилятором.

Место установки зависит от конструкции агрегата.

— Моноблочные чиллеры устанавливаются на открытом пространстве, обычно на крыше здания. Для передачи тепла/холода используется раствор гликоля, чтобы теплообменники не размораживались в холодное время года.

— Чиллер с выносным конденсатором устанавливается в помещении рядом с крышей здания. Конденсаторный блок находится на крыше и соединен с компрессорным блоком через газопровод. Этот тип чиллера позволяет использовать воду в качестве теплоносителя круглый год.

Холодильный агрегат в вентиляторной системе чиллера может иметь различную конструкцию и расширенный диапазон производительности, но в подавляющем большинстве случаев система кондиционирования собирается на базе парокомпрессионных агрегатов. Вентиляторные змеевики чиллера на основе абсорбционных блоков являются скорее экзотическим дизайном, чем нормой. Количество фанкойлов может быть любым, но в целом они должны быть в пределах холодопроизводительности чиллера. Их расстояние от холодильного центра зависит только от мощности насосной группы. Фанкойлы, подключенные к одному и тому же чиллеру, могут быть разных типов и модификаций и поставляться разными производителями.

Отличия хладагента от теплоносителя

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

Конструктивно система кондиционирования воздуха с чиллером/вентилятором состоит из следующих четырех основных элементов

1. чиллер, который генерирует холод и отводит тепло, передаваемое рабочей средой из помещений в атмосферу.

2. гидромодуль. Он транспортирует (циркулирует) теплоноситель по трубам.

3. трубопровод. Соединяет чиллер и внутренние блоки (блоки фанкойлов).

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

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

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

Достоинства и недостатки систем чиллер-фанкойл

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

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

Эти критерии в конечном итоге будут использоваться для принятия решения о том, какая магистраль будет соединять рабочие органы кондиционера — жидкостная или газовая. Кроме того, при выборе типа агрегата следует обратить внимание и на другие особенности системы на водной основе:

Недостатки системы чиллер-фанкойл

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

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

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

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

Достоинства

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

— Система работает с жидкостью, а не с газом. Это сводит к минимуму риск падения давления и потери большого количества хладагента.

— Высота и расстояние внутренних блоков от чиллера ограничены только производительностью циркуляционных насосов.

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

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

— Размер и высота снабжаемого здания практически не ограничены.

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

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

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

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

Условия при которых рекомендуется применять систему чиллер-фанкойл

— Общая длина линии более 300 м