Чиллер фанкойл — что это за система и как она работает

Какими бывают чиллер-фанкойлы и чем они отличаются

В первую очередь разные модели систем отличаются размером и мощностью чиллеров и насосов. Это ключевые элементы, которые влияют на то, как и где эту систему можно использовать. Существуют небольшие насосы и небольшие чиллеры для индивидуального отопления частных домов, но ещё чаще выпускаются большие насосные станции и большие же чиллеры для отопления и охлаждения крупных помещений.

Чиллеры также отличаются и функциональностью. Одни чиллеры могут только охлаждать воду, другие — ещё и нагревать её. Конденсатор внутри фанкойла может охлаждаться как за счёт воздуха, так и за счёт жидкости.

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.

Принцип работы системы

Относительно недорогие и простые в эксплуатации сплит-системы имеют ограничения по области применения. Чем ниже температура воздуха за окном, тем меньше энергоэффективность сплит-систем. При температуре ниже -10 °C инверторное оборудование необходимо отключить, иначе в кондиционере сгорят электронные компоненты. Система хладоснабжения чиллер-фанкойл, в отличие от сплит-систем и инверторов, при правильном выборе оборудования и корректном монтаже работает в любых условиях.

Как устроен чиллер

Существуют два принципиально разных типа чиллеров:

• Чиллер на абсорбционном цикле — в качестве хладагента применяется вода с бромидом лития.
• Чиллер с парокомпрессионным холодильным циклом — усадка хладагента производится за счет работы компрессора.

Наиболее распространенными на сегодня являются парокомпрессионные чиллеры. Когда требуется обеспечить невысокую холодопроизводительность, устанавливают чиллеры с герметичным компрессором. Для обеспечения высоких показателей холодопроизводительности подходят парокомпрессионные аппараты с полугерметичным компрессором, где есть разъемы для доступа к механизмам.

Принцип работы парокомпрессионного оборудования:

• Компрессор работает на расширение газообразного хладагента.
• После поступления в конденсатор хладагент охлаждается и переходит в жидкую фазу.
• В термостатическом расширительном клапане происходит закипание и дальнейшее испарение хладагента.
• В испарителе вода нагревает хладагент.
• Переход хладагента в газообразное состояние и повторение цикла.
• Вода попадает в фанкойл и охлаждает воздух в помещении.

Главный элемент чиллера — компрессор. Существуют разные виды компрессоров: роторные, винтовые, спиральные, поршневые, центробежные. Тип оборудования, которое оптимально подходит для установки в определенном здании, с учетом технических нюансов определяет специалист.

По типу конструктивного исполнения чиллеры делятся на несколько разновидностей:

• Моноблок с наружным монтажом.
• Моноблок с центробежными вентиляторами.
• Устройство с выносным конденсатором воздушного охлаждения.
• Устройство с выносным конденсатором жидкостного охлаждения.

Принцип работы чиллера не зависит от конструкции и всегда остается неизменным. При монтаже чиллера следует в первую очередь учитывать рекомендации по эксплуатации. В инструкции к оборудованию производитель указывает расход теплоносителя, допустимую наружную температуру для эксплуатации оборудования и расчетное количество тепла, которое потребуется отводить.

Что такое фанкойлы. Принцип работы и устройство

Фанкойл состоит из двух частей — теплообменника и вентилятора. Теплообменник состоит из системы труб, по которым циркулирует холодная или горячая вода.

Принцип работы фанкойла в системах чиллер-фанкойл таков:

• Вентилятор направляет внутрь установки фанкойла воздух из помещения.
• При попадании на теплообменник воздух подогревается или охлаждается до необходимой температуры.
• Система вентиляции отправляет нагретый или охлажденный воздух обратно в помещение.

Стабильную температуру в отапливаемом или охлаждаемом помещении можно получить двумя путями: через регулировку скорости обращения жидкости в теплообменнике и за счет контроля над скоростью вращения вентилятора, который загоняет воздух внутрь фанкойла. По схеме работы в системе кондиционирования фанкойл максимально близок к внутреннему блоку традиционной сплит-системы.

Что такое фанкойл: устройство и принцип работы

1. Фанкойл: принцип работы
2. Классификация фанкойлов
3. Преимущества системы фанкойлов

Система чиллер-фанкойл – это система кондиционирования воздуха, внутри которой циркулирует жидкость, являющаяся теплоносителем. При этом чиллером называют охлаждающую машину, а фанкойлом – локальный теплообменник, именно между ними циркулирует теплоноситель.

Также фанкойлы из подобных систем иногда называют вентиляторными доводчиками. Фанкойлы — приемники охлажденного или нагретого носителя

Они являются важной частью сложных чиллер-фанкойл систем

1. Блок фильтрации входящего воздуха;
2. Один или два теплообменника, занимающихся нагревом или охлаждением воздуха;
3. Электрический вентилятор (или несколько), создающий циркуляцию потоков;
4. Пульт контроля над системой – существует несколько вариантов (дистанционные, встроенные).

Однозональная система

Круглогодичный алгоритм работы системы выглядит следующим образом:

1. В летнее время расчетный температурный график воды в системе — 7 °С на выходе из чиллера и 12 °С на входе при уличной температуре +35 °С (данные производителя холодильных установок Lessar). При таких условиях чиллер действует максимально эффективно (коэффициент EER 2.6—2.8) и обеспечивает паспортную холодопроизводительность.
2. Холодоноситель подается гидромодулем в теплообменники группы фанкойлов, которые за счет этого охлаждают воздух в помещениях до установленной температуры. Вентилятор фанкойла управляется собственным контроллером, который по сигналу датчика температуры может ступенчато регулировать производительность вентилятора (от 3 ступеней). Нагретая вода, выйдя из теплообменника, возвращается обратно в чиллер.
3. Весной и осенью вода становится теплоносителем, а чиллер действует как воздушный тепловой насос с коэффициентом энергоэффективности СОР до 3.0 (передано энергии втрое больше, чем затрачено). Расчетный температурный график — 40/45 °С при +7 °С на улице. Режим работы фанкойлов не меняется.
4. При морозах автоматика переключает подачу теплоносителя к другому источнику нагрева — котлу или промежуточному теплообменнику, подключенному к централизованной сети теплоснабжения.

Здесь описана работа однозональной системы кондиционирования, где задействовано 2 ступени регулирования:

• централизованное поддержание на заданном уровне температуры воды в сети чиллер–фанкойл — источник тепла;
• местное регулирование температуры фанкойлами в каждой комнате.

Применяемый тип фанкойлов — одноконтурные, предназначенные для присоединения по двухтрубной схеме. Таким путем к агрегатам доставляется только холодный или горячий теплоноситель.

Многозональная система

Если необходимо одну комнату обогревать, а другую — охлаждать, то делается многозональная система с разделением холодной и нагретой воды по разным ветвям.

Ставятся фанкойлы с двухконтурными теплообменниками, подключаемые по четырехтрубной схеме к источникам тепла и холода одновременно.

Остальное — дело автоматики и четырехходовых клапанов, переключающих потоки.

Подключение фанкойла

Фанкойл является сложной климатической техникой, поэтому при его выборе обязательно следует производить специальные расчеты, справиться с которыми сможет только опытный инженер-теплотехник. Если схема разводки подобрана правильно и детально проработана, то при монтаже устройств не возникнет непредвиденных проблем. При этом доверять установку такой техники следует только профессионалам.

В связи с тем, что система чиллер-фанкойл может работать как на обогрев, так и на охлаждение, существует две схемы подключения:

1. Двухтрубная, при которой устройства летом работают в качестве охладителей, а зимой в качестве отопительного прибора. В такой системе присутствует один теплообменник, и в холодное время года вода в него поступает теплоноситель от стороннего нагревателя, например котла, а в теплое — от чиллера. Такая система позволит либо охлаждать все помещения в здании, либо обогревать.li>
2. Четырехтрубная. Такая система монтируется по аналогичной схеме, что и двухтрубная, но имеет 2 независимых контура, каждый из которых работает в своем режиме (обогрев или охлаждение). В этом случае чиллер подготавливает хладоноситель и через гидромодуль (насосная группа) раздает его до каждого из фанкойлов. Котел или другой прибор готовит теплоноситель и подает его к каждому вентиляторному доводчику (фанкойлу) в свой «теплый» теплообменник. В итоге, в каждом отдельно взятом помещении, все пользующиеся могут создать свой персональный температурный режим, включив фанкойл на обогрев или охлаждение. Данная система является более универсальной и подходит для постоянной и комфортной эксплуатации.

Схема обвязки фанкойлов проектируется на этапе выбора оборудования. При этом необходимо учитывать теплоизбыток каждого помещения в летнее время и недостаток тепла зимой. Следует помнить, что к чиллеру можно подключать неограниченное число фанкойлов, однако каждый из них должен быть удален от центра не более, чем на 600 метров. Мощность приборов определяется потребностями пользователей и особенностями здания.

Существуют фанкойлы, которые устанавливаются:

• в фальш-потолок (кассетные фанкойлы),
• за фальш-потолок, в стеновую нишу, тех.помещение (канальные) и раздают воздух через систему воздуховодов и вентиляционных решеток и диффузоров,
• на пол или стену (корпусные напольно-потолочные),
• на стену в помещении (настенные).

Большинство устройств рассчитаны только на двухтрубный или только на четырехтрубный способ подключения, поэтому определиться со способом монтажа следует до покупки оборудования. Определить, какая техника подходит в вашем случае, и как её стоит монтировать, может только специалист.

Дополнительная информация

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 включен сетевой модуль, обеспечивающий подключение к центральному управляющему устройству. Прочный корпус скрывает конструктивные элементы и оберегает их от порчи. Снаружи устанавливается панель, равномерно распределяющая потоки воздуха в различных направлениях

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 канальный фанкойл марки Trane. Производительность двухрядных теплообменников — 1.5 – 4.9 кВт. Агрегат укомплектован малошумным вентилятором и компактным корпусом. Он отлично размещается за фальшь-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.

Если систему планируют использовать исключительно для охлаждения, то лучшее место для него — потолок. Если конструкция предназначается для обогрева‚ устройство размещают на стене в нижней ее части

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.

Вопросы и ответы

Почему чиллер-фанкойл не подходят для небольших квартир и домов?

Выбор индивидуальных чиллеров и небольших насосов на рынке невелик, из-за чего такую систему в лучшем случае можно использовать, разве что, в большом доме. Кроме того, отапливать помещение зимой такой системой дороже, чем другими. Для больших зданий это некритично, а вот для владельцев частных домов это может стать серьезной преградой.

Подходит ли чиллер-фанкойл для российского климата?

И да, и нет. Чиллер-фанкойлы вполне способны работать в сильные морозы, но вместо воды в чиллере придется использовать незамерзающие жидкости. При отоплении фанкойлы не берут воздух снаружи здания, а это значит, что циркулирующий воздух будет легче нагреваться и температуру внутри помещения также легче поддерживать — климат на улице никак не влияет на работу фанкойла. С отоплением фанкойлы справятся, но стоимость такого отопления будет выше, чем у систем-аналогов.

Можно ли назвать чиллер-фанкойл экономичной системой?

Да. У системы высокие КПД и эффективность нагрева-охлаждения. Кроме того, чиллер-фанкойлы требуют минимального ухода, и они могут функционировать круглый год. С точки зрения рентабельности чиллер-фанкойлы проигрывают в том смысле, что отопление ими будет стоить дороже, чем тем же газом. С другой стороны, поддерживать универсальную и единую систему отопления-охлаждения легче, чем две или больше систем, и в долгосрочной перспективе это окупается.

Фанкойл — что это такое

В одной связке, фанкойл и чиллер, позволяют создать независимую регулировку температуры, сразу в нескольких различных помещениях. Вследствие этого преимущества, система фанкойлов нашла широкое применение на промышленных предприятиях, а также в больших по площади помещениях, которые используются под офис, гостиницы, склады и т. д.

Работа фанкойла устроена таким образом, что устройство может в автоматическом режиме включаться и выключаться, а также поддерживать нужную тепло и холодопроизводительность

Что не менее важно, так это и то, что система фанкойлов позволяет легко расширить количество установленного оборудования, в зависимости от количества потребителей, требуемой мощности и других особенностей

Система чиллер-фанкойл и её преимущества

Основным преимуществом системы чиллер-фанкойл, является гибкость работы для обеспечения качественного воздухообмена в различных помещениях. К чиллеру, который предназначен для подготовки теплоносителя, может быть подключено большое количество различных по мощности фанкойлов работающих независимо друг от друга.

Кроме того, используя систему чиллер-фанкойл, возможно регулировать по отдельности работу каждого подключённого к чиллеру фанкойла, как с вмонтированного, так и с выносного пульта управления. Если есть такая необходимость, то возможно запрограммировать систему фанкойлов в единый тепловой режим.

Неоспоримым преимуществом, также является и довольно простая возможность увеличения мощности системы, что существенно расширяет сферу применения фанкойлов. Ну и кроме всего прочего, стоит отметить технические возможности установки чиллера и фанкойла: расстояние между ними может быть практически неограниченным, всё во многом зависит от мощности насосной станции.

Типы фанкойлов

Так что представляет собой фанкойл — что это такое? Как он работает, и какие виды фанкойлов бывают?

В устройство фанкойла входят теплообменник и электрический вентилятор, фильтр с пультом управления, который позволяет регулировать настройки данного климатического оборудования. Электрический вентилятор в фанкойле предназначен для того, чтобы нагнетать воздух в помещение по системе вентканалов, а теплообменник, чтобы охлаждать его до требуемой температуры.

Как было сказано выше, на сегодняшнее время существуют различные виды фанкойлов. Самой простой конструкцией обладает кассетный фанкойл, монтаж которого производится на подвесной потолок. Фанкойлы различаются по конструкции, способу монтажа и другим особенностям, которые позволяют беспроблемно их коммутировать с различной климатической техникой.

В зависимости от количества установленных теплообменников, различают следующие типы фанкойлов:

1. Двухтрубные фанкойлы;
2. Четырёхтрубные фанкойлы.

По месту и способу монтажа, фанкойлы бывают кассетными, канальными, потолочными, настенными и напольными. Кроме того, фанкойлы могут быть, как облечены в корпус, так и быть без него — бескорпусные фанкойлы.

Моноблочные чиллеры

Чиллеры с осевыми вентиляторами

Чиллеры в моноблочном исполнении выпускаются с осевыми вентиляторами и с центробежными вентиляторами. Осевые вентиляторы не могут работать на вентиляционную сеть, поэтому чиллеры с осевыми вентиляторами должны устанавливаться только снаружи здания, при этом ничто не должно мешать поступлению воздуха в конденсатор и выбросу его вентиляторами. Чиллеры с осевыми вентиляторами могут изготавливаться в различных вариантах исполнения: 1 — стандартный, 2 — с полной регенерацией теплоты, 3 — с частичной регенерацией теплоты, 4 — для охлаждения водного незамерзающего раствора этиленгликоля в диапазоне рабочих температур от +4°С до -7°С. Возможно исполнение чиллера с дополнительным способом регулирования хо-лодопроизводительности. При вариантах исполнения чиллеров 1, 3 теплота конденсации передается наружному воздуху и безвозвратно теряется. При вариантах исполнения чиллеров 2 и 4 устанавливаются дополнительные кожухотрубные теплообменники, дублирующие конденсатор полностью в варианте R (использование 100% теплоты конденсации для нагревания воды) или частично (использование 15% теплоты конденсации для нагревания воды). При варианте 4 дополнительный кожухотрубный конденсатор устанавливается на нагнетательной линии после компрессора перед основным воздушным конденсатором. Конфигурация чиллера может быть: ST-стандартная; LN — с пониженным уровнем шума, что достигается устройством звукопоглощающего кожуха для компрессора и понижением скорости вращения осевого вентилятора конденсатора по сравнению со стандартной конфигурацией; EN — со значительным снижением уровня шума, что достигается устройством звукопоглощающего кожуха для компрессора, увеличением площади живого сечения конденсатора для прохода воздуха и понижением скорости вращения осевого вентилятора, а так же установкой компрессора на пружинные антивибрационные опоры, применением гибких вставок на нагнетательных и всасывающих трубопроводах холодильного контура. Требования по уровню звуковой мощности, создаваемой работающим чиллером с осевыми вентиляторами при установке за пределами здания могут быть не очень высокими, если отсутствуют особые требования по уровню шума в застройке, где это здание расположено. Если такие ограничения имеют место, необходимо выполнить расчет уровня звукового давления в помещении шума, излучаемого чиллером, и при необходимости применить чиллеры специальной конфигурации.