Система чиллер-фанкойл: принцип работы и обустройство системы терморегуляции

Принцип работы чиллера

В качестве источника теплоносителя используется чиллер. Он повышает или понижает его температуру в зависимости от потребностей. Рабочий цикл чиллера на охлаждение следующий:

1. Компрессор сжимает фреон до температуры конденсации;
2. При переходе хладагента в жидкую фазу, его температура повышается;
3. В конденсаторе фреон охлаждается от воздуха или воды (в зависимости от типа чиллера);
4. Проходя через ТРВ (терморегулирующий вентиль) хладагент попадает в испаритель;
5. Давление фреона падает, он переходит в состояние газа;
6. При кипении (испарении) температура хладагента понижается;
7. Фреон охлаждает воду, которая циркулирует через фанкойл.

Если чиллер работает в режиме обогрева, цикл происходит в обратном порядке. В нем испаритель и конденсатор меняются ролями. Он нагревает воду, которая циркулирует в фанкойлах и охлаждает воздух (или воду в случае водяного чиллера) во внешней среде.

2 Каково его устройство, существующие виды и принцип работы

Начнем со структурных элементов:

1. 1. Главная деталь – вентилятор с центробежной силой.
2. 2. Теплообменник, работающий по принципу «вода – воздух».
3. 3. Фильтрующие элементы.
4. 4. Электронагреватель
5. 5. Поддон для сбора воды.
6. 6. Электроника, для осуществления процесса управления.
7. 7. Дистанционно регулируется предлагающимся пультом.

Фото 1. Полная структура канального фанкойла.

Теперь рассмотрим существующие виды таких кондиционеров. В принципе их три:

• кассетный вариант;
• канальная модификация;
• бескорпусная модель;
• настенные фанкойлы.

Принцип работы у всех перечисленных фанкойлов одинаков, отличаются по методу монтажа. От этого и зависит отдельная конструкция прибора.

Подробно остановимся на принципе действия, по типу «чиллер – фанкойл». Проанализируем структурные элементы и их принципы воздействия друг на друга.

1. 1. Чиллер – располагается за фасадом и служит для передачи в фанкойлу холода, отнятого у водной среды. Тепло трансформируется на улицу. Зимой может работать в обратном направлении.
2. 2. Фанкойлы, расположенные в большом здании в количестве нескольких штук распространяют тепло или холод по всему помещению
3. 3. Может присоединяться к источнику тепла, если из-за низких температур значительно падает производительность чиллера.
4. 4. Магистральная сеть трубопроводов предназначена для передвижения теплоносителей или холодоносителей в зависимости от выбранного режима.
5. 5. Гидромодуль. Это специализированный насос, который с помощью автоматики нагнетает воду в нужном направлении.
6. 6. Различные датчики, электронный блок и клапаны, служащие для мониторинга системы, ее регулирования и управления.

Все описанные части взаимосвязаны конструктивно и по принципу взаимодействия.

Виды фанкойлов

Существует множество классификаций и разделений фанкойлов. Коротко перечислим каждую из них.

По типу охлаждения конденсатора:

• воздушное охлаждение;
• водяное охлаждение.

По наличию режима обогрева:

• с применением теплового насоса;
• без применения теплового насоса.

По варианту установки конденсатора:

• с выносным конденсатором;
• со встроенным конденсатором.

По способу установки:

• потолочные;
• напольные;
• настенные.

От набора всех этих характеристик зависит цена прибора и его функционал.

По способу монтажа и наличию корпуса

По способу монтажа можно разделить приборы на потолочные, напольные и настенные, а также встраиваемые или открытые. В потолочных фанкойлах чаще всего используется кассетный открытый тип. При этом воздух подается через воздуховоды, снабженные диффузорами или потолочной решёткой. Это самый популярный тип фанкойлов для офисов, ресторанов и кафе. Монтируется в потолок и ставится в открытом виде.

Стандартная комплектация кассетных фанкойлов– вентиляторы с мягким переключением производительности. В некоторых имеются диффузоры специальной конструкции, которые могут создать направленный поток воздуха

Есть ещё и бескорпусные агрегаты, которые можно устанавливать за декоративными панелями или подвесными потолками.

По количеству теплообменников

По количеству теплообменников фанкойлы можно разделить на двухтрубные или четырёхтрубные. Соответственно, в первом варианте будет один теплообменник, во втором – два.

В квартирах с двухтрубной системой кондиционирования чаще устанавливают напольные фанкойлы

В первом случае фанкойл попеременно может передавать либо горячий, либо холодный теплоноситель. Во втором случае уже имеется два теплообменника, которые работают независимо. Суть заключается в следующем: в один подается вода (горячая) из системы центрального отопления, в другой – теплоноситель от чиллера. Фанкойлы с четырёхтрубной системой лучше устанавливать под окнами, так как зимой они работают в качестве радиаторов центрального отопления.

Их виды

Выбирая тот или иной тип фанкойла, нужно иметь представление об особенностях работы и конструкции каждого вида:

• Фанкойл кассетный, рекомендуется к установке в помещениях с подвесными потолками. Кассетные приборы часто не имеют корпуса, да он им и не крепко нужен, так как основная часть устройства скрыта за конструкциями подвесного потолка, а зрению доступна только лицевая панель на которой располагаются воздухораспределительные жалюзи. Кассетные фанкойлы хороши тем, что практически не шумят, работы по их установке не отличаются сложностью, а принцип устройства способствует равномерному распределению воздуха;
• Канальный тип фанкойла используется в приточных установках крупных объектов. Иногда их монтируют в устройствах рециркуляции воздуха. Как правило, они безкорпусные и устанавливаются внутри коробов вентиляционной системы;
• Двухтрубные фанкойлы имеют на теплообменнике два присоединительных патрубка. Один для ввода теплоносителя, по другому он возвращается в систему. Обычное назначение двухтрубных температурных доводчиков — охлаждение воздуха. Чтобы использовать их в качестве нагревателей, необходимо включать в систему дополнительный теплообменник с подогревом воды, используя при этом специальный насос;
• Четырехтрубные фанкойлы имеют два теплообменника. Один замкнут на контур с холодной водой, в другом циркулирует горячий теплоноситель. Такое устройство определяет многофункциональность прибора, который с одинаковым успехом способен охлаждать и подогревать воздух;
• По месту установки различают потолочный, настенный и напольный типы фанкойлов. Бывают универсальные приборы, которые монтируются где угодно;
• Бескорпусный тип характерен для фанкойлов, предназначенных для скрытого монтажа. Благодаря отсутствию облицовки они стоят дешевле. Бескорпусное устройство имеют в основном канальные и кассетные приборы;
• Корпусная конструкция необходима в случаях, когда фанкойлы устанавливаются непосредственно в интерьере помещения.

Двухтрубная схема подключения фанкойлов:

Упрощенная схема обвязки 2-х трубного фанкойла (калорифера):

Обозначения на схеме:

1 — Шаровой кран.

2 — Фильтр.

3 — 3-х ходовой регулирующий клапан с приводом.

Двухтрубная система дешевле четырехтрубной, но для ее работы, если необходимо предотвратить смешение теплоносителя, воду придется греть в дополнительном теплообменнике от системы теплоснабжения и необходим дополнительный циркуляционный насос. А это еще дополнительные эксплуатационные затраты. Для подачи тепловой энергии в межсезонье можно использовать реверсивный чиллер (работающий в режиме тепло-холод), который способен самостоятельно нагревать воду.

Данная схема обвязки фанкойлов послужит отличным решением для офисов, складов и при реконструкции зданий, где не всегда возможно проложить сложную систему трубопроводов с большим количеством узлов.

Подробная схема обвязки фанкойла с применением 2-ходового клапана:

Подробная схема обвязки фанкойла с применением 3-ходового клапана:

Четырехтрубная схема подключения фанкойла:

Четырехтрубная система — это двухконтурные фанкойлы (то есть с двумя теплообменниками). В данной системе каждый теплообменник подключен к трубопроводу с холодным и горячим теплоносителем соответственно, у каждого из теплообменников имеется собственный клапан для обвязки фанкойла , которые управляются пультом для фанкойла . Данная система применяется, когда хладоноситель (например, этиленгликоль) не может смешиваться с теплоносителем.

Схема обвязки четырехтрубного фанкойла является сдвоенной схемой обвязки для 2-х трубного фанкойла.

Четырехтрубная схема обвязки фанкойлов обеспечивает административному зданию их круглогодичную эксплуатацию, в межсезонье теплая вода в контур также может поступать от чиллера , который работает как тепловой насос. Зимой в дополнительном теплообменнике циркулирует горячая вода, которая поступает от системы центрального отопления. Температура теплоносителя в отопительный сезон составляет от 70 о С до 95 о С, что превышает допустимую температуру эксплуатации для большинства фанкойлов, поэтому её необходимо предварительно снизить.

От чиллера поступает хладоноситель на все фанкойлы, установленные на каждом этаже здания. Горячая вода поступает от городской теплосети во все фанкойлы через специальный тепловой пункт, который, как правило, устанавливают в подвале.

При проектировании системы «чиллер-фанкойлы», в первую очередь, необходимо определиться со схемой подключения фанкойлов и сделать расчет гидравлической системы. Это должен делать только инженер-теплотехник. После определения теплоизбытков для каждого помещения, специалист уже подбирает чиллер (со встроенным гидравлическим контуром или без) и фанкойлы нужной хладопроизводительности, а также проектирует схему обвязки фанкойлов.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Система чиллер-фанкойл является самой совершенной в плане охлаждения или обогрева помещений, но требует предварительной разработки проектной документации, а также специальных знаний в области монтажа кондиционеров, электрических схем. Устроена система сложно, вдобавок нуждается в регулярном обслуживании. С помощью оборудования можно обогревать не только маленькие помещения, но и промышленные объекты с большими производственными площадями, а также жилые здания.

Принцип работы системы

Самое простое устройство работает по следующему принципу: в зависимости от необходимости нагрева или охлаждения помещения радиатор доводчика подает нагретую или холодную жидкость в теплообменник. Здесь жидкий носитель охлаждает или подогревает воздух, а вентилятор подает подготовленные воздушные массы в помещение.

В сложных агрегатах доводчики смешивают воздушные массы в помещении с воздухом, подающимся посредством кондиционера с улицы. Доводчик поддерживает требуемую температуру носителя. Он проходит через радиатор, где происходит нагрев или охлаждение воздушных масс. Чтобы система не работала непрерывно, в ней установлены обходные трубы с вентилями и термоэлектрическим приводом.

В хода работы радиатора образуется конденсат, который стекает в приемный лоток. Из него влагу выкачивает дренажный насос, к которому подключен поплавковый клапан. Затем вода попадает в приемную трубу, а оттуда в канализацию.

Где используют фанкойлы

Возможно, такие системы применялись бы гораздо чаще, если бы не высокая стоимость. Действительно, назвать низкой цену фанкойлов – нельзя.

Как правило, они устанавливаются на крупных предприятиях, мощностях производства, каких-то объектах коммерческого типа. Но, параллельно выпускают модели относительно небольшой мощности.

Более низкая стоимость таких вариантов позволяет заметно расширить сферы применения. В нынешнее время фанкойлы активно используются в ресторанном и отельном бизнесе, торговых центрах, элитных домах, кинотеатрах.

Покупать чиллер-фанкойл для дома сейчас невыгодно, но если рассматривать систему в долгосрочной перспективе – она окупается. С каждым годом на рынке появляется все больше систем небольшой мощности, цена которых сравнима со стоимостью традиционных климатических систем.

Особенности монтажа такой техники

Монтаж фанкойла – задача не из простых. Если у владельца дома нет большого опыта в монтаже отопительного и/или холодильного оборудования, лучше обратиться к профессионалам. Сначала устанавливают собственно фанкойл. Место монтажа зависит от типа устройства: потолок, пол, стена.

В любом случае нужно обеспечить свободное перемещение воздушных масс от фанкойла по всему помещению, чтобы работа устройства была эффективной.

После установки фанкойла необходимо собрать узел обвязки, установить трубы и уложить слой теплоизоляции. Следует поставить ряд таких элементов, как запорные краны, температурные датчики, манометры и т.п.

Отличным вариантом для монтажа системы этого типа могут оказаться трубы с каучуковым покрытием. Они компактны и обладают хорошими теплоизолирующими свойствами.

При необходимости монтируются каналы воздуховодов. Эти конструкции следует снабдить шумоизоляцией. Чтобы вода распределялась по системе равномерно и была обеспечена ее правильная гидравлика, используют балансировочные клапана.

Наличие этих устройств существенно облегчает настройку системы, поскольку независимо от ее конфигурации везде можно будет использовать одинаковые водопроводные трубы.

Такой смесительный узел необходимо установить при подключении системы фанкойлов к чиллеру или котлу. Неопытным монтажникам лучше проконсультироваться со специалистами

При составлении проекта системы необходимо учесть длину воздуховодов, которая строго нормируется. Это особенно актуально при установке настенных фанкойлов под окнами. Стальные воздуховоды снабжают вибрационным глушителем. Обязательно монтируется система сбора и отвода конденсата.

Поддоны для сбора влаги следует закрепить под соответствующими отверстиями. После этого вентилятор и электронагреватели (если они имеются) подключают к электропитанию. Затем все контакты, каналы и трубы проверяют на герметичность.

После этого систему запускают и опрессовывают, чтобы проверить качество монтажа. Если огрехов нет, можно продолжать отделочные работы.

Трубы, которые присоединяют к фанкойлам, нужно тщательно загерметизировать и покрыть слоем теплоизоляционных материалов. Перед началом монтажа следует составить проект и выполнить расчеты системы

Проще всего справиться с монтажом напольного варианта фанкойла. Для него не нужно устанавливать канал отведения конденсата. Устройство имеет два патрубка, которые присоединяют к соответствующему прибору.

При монтаже настенных, потолочных и кассетных моделей подключение к электросети производится по более сложной схеме, чем для напольного фанкойла.

В любом случае установить четырехтрубную систему будет сложнее всего

Для монтажа любого типа системы важно правильно выполнить проектирование и ряд специальных расчетов

Двухтрубные и четырехтрубные системы

Монтажники при установке вентиляторного доводчика рекомендуют четырехтрубную систему, потому что она универсальна. Все процессы контролируются чиллером – и отопление, и охлаждение.

Если сначала была установлена двухтрубная упрощенная система, впоследствии можно провести еще один контур и подключить трубы к нагревательному элементу. Чтобы провести дополнительный контур, придется разбирать потолок, что не всегда удобно. Второй контур становится независимым от чиллера, так как подключен к котлу.

Плюсы систем:

1. Вентилятор имеет датчик температур и работает с разной интенсивностью в соответствии с установками чиллера.
2. Минимальный риск аварии. На трубопроводах имеется запорная арматура, препятствующая заливанию.
3. Все вредные вещества находятся в чиллере, который обычно монтируется вне помещения. Система экологически чистая.
4. Устанавливается неограниченное количество внутренних блоков. Главное, чтобы их суммарная мощность не превосходила мощность чиллера.
5. Возможность подключить подачу свежего воздуха с улицы.

Минусы:

1. Избавиться от шума, создаваемого вентиляторами, полностью не удастся. Единственный выход – организация звукоизоляции.
2. Высокая стоимость оборудования.
3. Большой объем подготовительных наладочных работ.

Далее нужно выбирать, какой тип фанкойла целесообразно устанавливать в помещении.

Что это такое?

Термический прибор, способный и нагревать, и охлаждать воздух (в зависимости от запроса пользователя) называется фанкойлом. Другое его название, которое услышать можно даже чаще оригинала, – вентиляторный доводчик. Собственно, сам фанкойл состоит из двух частей: вентилятора и теплообменника. А так как вентилятор на английском – fan, а теплообменник – coil, становится ясно происхождение названия техники.

И если вы приобретаете модель новой формации, то к ней в комплекте обязательно будет идти пульт дистанционного управления.

Если вы слышали о сплит-системах либо пользовались таковыми, то с фанкойлами, можно сказать, отчасти знакомы, потому как внутренний блок сплит-системы фактически тот самый доводчик. Но вот сплит-системы способны охлаждать и нагревать воздух с применением хладагента, особого газообразного элемента (обычно это фреон). А в фанкойле действует жидкость: либо это вода, либо это может быть водный раствор этиленгликоля.

Обычно эта техника действует партнерски с отопительными котлами либо чиллерами. Наверняка вы замечали подобные модели на стенах зданий, на потолке. Если внутри здания нет возможности поставить стандартный кондиционер, фанкойл выручает

Те, кто занят вопросами налаживания нормальной вентиляции, обогрева, охлаждения внутри помещения, а также очистки воздуха, обязательно должны обратить внимание на фанкойлы

Обслуживание и ремонт

Фанкойлы работают автономно, но для этого нужно проводить диагностику и техническое обслуживание. Периодичность зависит от степени нагрузки, обычно она составляет 6-8 месяцев. Часть работ делается самостоятельно – очистка или замена фильтра, проверка работоспособности клапанов, запорной арматуры.

Виды профессионального обслуживания и ремонта:

• диагностика фильтров, воздушных и водяных;
• балансировка водяного контура;
• устранение течи воды;
• проверка дренажа – диагностика насоса, очистка трубопроводов.

Во время работы климатический блок может издавать шум. Причина – работа вентилятора, вибрация труб. Для устранения последнего недостатка магистрали фиксируются с помощью клипс или специальных хомутов через каждые 0,5-1 м.

Плюсы и минусы данного устройства

Чтобы объективно оценить возможности температурных доводчиков, рассмотрим их достоинства и недостатки. Очевидными преимуществами фанкойлов считаются:

• Экологичность теплоносителя, в качестве которого в фонкойле выступает вода. Утечка фреона опасного для здоровья не грозит хозяевам температурного доводчика;
• Благодаря дешевому теплоносителю, обслуживание фанкойлов обходится дешевле;
• Один чиллер может обеспечить хладагентами несколько десятков фанкойлов, даже расположенных на удалении более 100 метров;
• Система способна постепенно наращивать мощности, подсоединяя все новых потребителей.

Есть у данного устройства неприятные недостатки:

• Размеры внутренних блоков фанкойлов имеют значительные габариты;
• Для монтажа системы потребуются немалых размеров технологические отверстия в стенах и перекрытиях;
• Монтаж температурных доводчиков обходится дороже чем кондиционеров;
• Энергопотребление на 20% выше чем у фреоновых систем.

Чем фанкойл отличается от кондиционера: полезные советы по выбору подходящего оборудования

Оба вида оборудования в соответствующем исполнении применяют для обогрева и охлаждения помещений. Главное отличие фанкойла от кондиционера заключается в типе теплоносителя. Для транспортировки воды можно применять стандартные трубы, фитинги, запорную арматуру. Проверка и устранение выявленных неисправностей не слишком трудны для рядового пользователя. Простейшие операции надо выполнить для устранения течи. Замена отдельных функциональных компонентов не сопровождается чрезмерными затратами.

Сравним решение аналогичных задач при работе с кондиционером. Утечку хладагента определяют с помощью специализированного оборудования. Для его транспортировки необходимо устанавливать дорогие магистрали из медных трубок. Заправку также лучше поручать опытным специалистам.

Для монтажа и ремонта внешних блоков на большой высоте придётся освоить навыки промышленного альпинизма

Фанкойлы подключают к чиллерам, которые устанавливают в чердачных помещениях, на крышах. Регламентные работы в этом случае выполнять намного проще. Однако надо учитывать, что соответствующее оснащение получится сделать только на стадии строительства или в процессе капитального ремонта. Сплит-систему, в отличие от фанкойла, в квартире можно установить в любое время.

О системе

Универсальная система, позволяющая поддерживать комфортную температуру в помещении независимо от времени годаИсточник airventilation.ru

В данном случае такая система охлаждения работает для кондиционирования больших зданий, где между чиллером и фанкойлами находится теплотрасса, по которой циркулирует охлажденная жидкость. В качестве такой жидкости, как правило, выступает вода для жаркого климата или водный раствор C2H6O2 (этиленгликоль) для холодного и умеренного климата. Система чиллер-фанкойл между двумя основными агрегатами предусматривает разводку труб для движения жидкости и циркуляционный насос с автоматическим управлением. Охлажденная жидкость в трубопроводе находится под относительно низким давлением.

Основные отличия от других систем

Если в большинстве холодильных установок циркулирует газовый хладагент, то в системе чиллер-фанкойл, как было сказано выше, это вода или водный раствор C2H6O2. Такое изменение означает следующее:

• Энергозатраты жидкого теплоносителя гораздо ниже, нежели у газового (у воды более высокая тепловая емкость). Это приводит к тому, что трубопровод для жидкого хладагента может достигать сотен метров. На практике такие теплотрассы в два раза длиннее, нежели у газовых аналогов.
• Для теплотрассы системы чиллер фанкойл нужны обычные трубы, которые используются для транспортировки воды и такая же запорная арматура. Это говорит о том, что монтаж обойдется дешевле и сделать его проще, нежели для газового хладагента.
• Все летучие газы, которые есть в чиллере не могут попасть в помещение, так как агрегат монтируют на земле или на крыше здания. Авария трубопровода чревата только затоплением, но она локализуется запорной арматурой.

Чиллер-фанкойл: принцип работы

Оптимальный вариант организации комплексного кондиционирования на различных крупных объектахИсточник engclimate.ru

Системы охлаждения обсуждаемого нами агрегата могут работать по двум принципам:

• Непосредственное охлаждение хладагента. Это наиболее распространенный и удобный способ, где в теплообменнике осуществляется охлаждение водного раствора жидкость/фреон. На входе и выходе агента разница в температуре составляет не более 7°C, тогда как в стандартном режиме устройство работает в соотношении 7/12°C.
• Применение промежуточного хладагента. Такой вариант необходим в тех ситуациях, когда на чиллер выдает жидкость с температурой, превышающей 7°C.

Возможные неисправности системы

Вот перечень некоторых, наиболее часто встречающихся неисправностей системы чиллер-фанкойл:

• Утечка фреона. Ситуация возникает в случае негерметичного соединения фитингов на контуре либо их механического повреждения.
• Поломка компрессора. Может сгореть статорная обмотка или возникнуть какие-то нарушения в поршневой группе (нагар, разрушение клапанов).
• Попадание воды в холодильный контур. Причиной такой неисправности может послужить утечка в испарителе, вследствие чего фреон смешивается с водой.

Где применяются системы

После охлаждения в чиллере жидкость может подаваться в фанкойлы для охлаждения воздуха или для отвода тепла от оборудованияИсточник wikipedia.org

Как вы уже поняли из названия, системы чиллер-фанкойл имеют зарубежное происхождение, но, тем не менее, их широко использовали в Советском Союзе, и они до сих пор не утратили своей актуальности. Их зачастую сравнивают со сплит системами, так как конечный результат, по сути, ничем не отличается. Не будем сейчас говорить о преимуществах, но скажем, что такие установки крайне необходимы для масштабных объектов разного назначения. 

Видео описание

Система чиллер-фанкойл. Схема, ограничения, область применения.

Система чиллер-фанкойл способна одновременно обеспечивать стабильную температуру сразу в нескольких объектах и этажах, поддерживая автономный режим для каждого из помещений. Это могут быть:

• производственные цеха крупного предприятия и помещения складского типа;
• многоэтажные здания, служащие для офисов, бизнес центров, а также объектов административного характера;
• спортивные, торгово-развлекательные и гостиничные комплексы;
• большие концертные залы;
• супер- и гипермаркеты с неограниченным количеством этажей и отделов;
• крупные больницы, санатории и профилактории.

В заключение следует отметить, что большинство владельцев и арендаторов крупных объектов предпочитают системы чиллер-фанкойл системам VRF. Это, в первую очередь, обусловлено повышенной функциональностью chiller, которые можно монтировать практически в любых больших зданиях, а также способность совместной работы с приточными вентиляциями.

Область применения системы чиллер-фанкойл

Сложные климатические системы устанавливают в основном в большие дома или на предприятия, где важнейшим вопросом становится потенциальное энергосбережение. Многим импонирует, что, в отличие от привычных кондиционеров, это оборудование работает на более экологичном «топливе».

Если говорить о паре чиллер-фанкоил, то, на наш взгляд, это – одно из перспективных направлений развития рынка качественной климатической техники

Кроме того, существует тип абсорбирующих чиллеров, которые в своей конструкции не содержат самого энергоёмкого устройства – компрессора. Этот элемент во все времена являлся главным потребителем энергии и причиной многих поломок холодильного оборудования. Благодаря более простой технологии охлаждения абсорбционные машины нуждаются не в ремонте и замене движущихся частей, электрический деталей, а в регенерации абсорбирующего вещества и контроле его количества, что не может не быть ещё одним экономическим фактором, который не может не быть существенным.