Из проведенного анализа различных систем кондиционирования, их недостатков и преимуществах, становится очевидно, что системы, использующие жидкий хладоноситель, способны охватывать более широкий спектр применения. Однако в случаях, когда имеются строго ограниченные параметры по энергопотреблению или отсутствует возможность содержать собственную сервисную бригаду, более разумным вариантом будут мультизональные системы VRF.
Система Чиллер-фанкойл
В наше время актуализируются новые и современные типы систем кондиционирования, способные непосредственно охлаждать воздух в больших помещениях, которые при этом являются более эффективными и экономичными. На фоне этого все больше популярностью становятся централизованные системы кондиционирования, использующие промежуточный хладоноситель; одной из таких систем является чиллер-фанкойл. Данная система условно может быть названа сплит-системой. Ее конструкция включает внешний блок — чиллер, в котором происходят основные процессы для получения холода и теплообмена. Холодный промежуточный хладоноситель в виде жидкости, содержащейся в чиллере, при помощи насосов подается к конечным охладителям воздуха, именуемым фанкойлы. В этих устройствах хладоноситель нагревается, тогда как воздух в помещении охлаждается, после чего неприменимая теплота возвращается обратно в чиллер для повторного охлаждения. В этом случае фанкойл представляет собой внутренний блок системы.
Одним из значительных достоинств системы чиллер-фанкойл является ее высокая гибкость относительно изменений тепловой нагрузки, а также возможность построения всей гидравлической системы трубопроводов от чиллера до фанкойлов. Изменения в расстоянии между фанкойлами и основным чиллером могут стать минимальными благодаря возможностям насосов, которые обеспечивают подачу промежуточного хладоносителя. Произвести увеличение или уменьшение производительности насосов можно практически на любом этапе работы системы, при условии, что насос был отобран с соответствующим запасом и оснащен дополнительной опцией — частотным преобразователем.
Чиллер представляет собой устройство, которое выполняет тепловую обработку жидкости, которая служит промежуточным хладоносителем в системе. Принцип работы чиллера не отличается от работы обычной парокомпрессионной холодильной машины. Внутри чиллера происходят все ключевые процессы холодильного цикла, результатом которого является охлаждение или нагрев промежуточного хладоносителя в испарителе. Для надежной и эффективной работы гидравлического контура в системе установлен гидромодуль, где размещаются насосы, обеспечивающие подачу хладоносителя к фанкойлам. Таким образом, теплота из воздуха в помещении передается промежуточному хладоносителю, который затем передает эту теплоту холодильному агенту в испарителе чиллера. Холодильный агент отдает теплоту в атмосферу, охлаждается, и цикл повторяется. В настоящее время существует множество вариаций исполнения чиллеров, что позволяет подобрать оптимальный тип для зданий любой сложности. В качестве хладоносителя может использоваться вода, если планируется эксплуатация чиллера только летом, либо незамерзающие жидкости в случае, когда чиллер будет работать и зимой.
Также стоит отметить, что система чиллер-фанкойл может состоять из компонентов разных производителей. Например, чиллер может быть от одной фирмы, а фанкойл — от другой. Поскольку конструкция фанкойла относительно проста, он становится универсальным и легким в эксплуатации. Такая система обеспечивает значительный срок службы фанкойла, его невысокую стоимость и низкие эксплуатационные затраты.
- Моноблочные системы с наружной установкой;
- Модульные с установкой на внешний контур;
- Моноблочные системы с внутренним размещением и центробежными вентиляторами;
- С системами выносных конденсаторов с воздушным охлаждением;
- С конденсатором, использующим водяное охлаждение.
Система Фанкойл
Фанкойл — это аппарат, в котором осуществляется процесс теплообмена между воздухом в помещении и хладоносителем, постоянно циркулирующим в теплообменнике фанкойла. В зависимости от режима работы чиллера, фанкойл может как охлаждать, так и нагревать воздух. Когда чиллер функционирует в режиме теплового насоса, хладоноситель, в таком случае называемый теплоносителем, поступает в фанкойл в теплой форме, благодаря чему он нагревает воздух. В случае работы чиллера в режиме холодильной машины, хладоноситель, именуемый хладоносителем, поступает в фанкойл в холодном виде и соответственно охлаждает воздух.
Процесс теплообмена в фанкойле происходит внутри теплообменника, где постоянно циркулирует хладоноситель. Элементы теплообменника представляют собой трубки, что их поверхность оснащена оребрением. Наиболее распространенным вариантом является использование пластинчатого оребрения с алюминиевыми ребрами. Оребрение на наружной стороне позволяет усиленно осуществлять теплообмен между хладоносителем и воздухом в помещении. Конструкция фанкойла разрабатывается максимально простой для исключения дополнительных элементов, усложняющих его конструкцию или создающих повышенный уровень шума во время работы. Данная характеристика играет важную роль, поскольку фанкойлы устанавливаются в помещениях, где часто находятся люди, и нежелательно наличие повышенного уровня шума. Тем не менее для улучшения циркуляции воздуха в фанкойлах установлены вентиляторы (осевые или центробежные), которые обеспечивают забор воздуха, обдув теплообменника и обратную подачу воздуха в помещение. Поддержание необходимой температуры воздуха регулируется изменением скорости вращения вентилятора или его полным отключением. Однако этого порой недостаточно для точной настройки, поэтому часто фанкойлы комплектуются трехходовыми клапанами.
Фанкойлы классифицируются по следующим параметрам:
- кассетные однопоточные;
- кассетные четырехпоточные;
- потолочные;
- настенные;
- напольные;
- канальные низконапорные;
- канальные средненапорные;
- канальные высоконапорные.
По количеству теплообменников в одном фанкойле:
- двухтрубные;
- четырехтрубные;
По расположению трубок в пучке фанкойла:
- коридорное;
- шахматное (второе полагают более эффективным).
По числу рядов теплообменника:
- двухрядные;
- трехрядные;
- четырехрядные.
Принцип работы систем чиллер-фанкойл
Основным принципом работы и главной отличительной особенностью системы чиллер-фанкойл по сравнению с кондиционерами VRV и VRF, использующими в качестве теплоносителя газ фреон, является промежуточный теплоноситель — вода или 10-45% раствор на основе этиленгликоля (C2H6O2) и воды.
Функционирование системы чиллер-фанкойл заключается во взаимодействии внешней холодильной станции (чиллера) и внутреннего теплообменного оборудования (фанкойла или водяного тепловентилятора). Все холодильные циклы происходят внутри самой станции, а распределение хладопроизводительности осуществляется с помощью рабочей жидкости, обладающей большей теплоемкостью по сравнению с газами.
После того как вода, охлажденная до установленной температуры в внешнем блоке, подается с помощью циркуляционных насосов по изолированным трубопроводам к внутренним элементам комплекса.
В конструкции чиллера присутствуют компоненты, такие как компрессор, воздушный конденсатор, терморегулирующий вентиль (ТРВ) и теплообменник-испаритель. В теплообменнике происходит теплообмен между газовым хладагентом чиллера и охлаждаемой гликолевой средой, который может быть выполнен из кожухов и трубок; реже — в виде пластинчатого теплообменника-испарителя. После охлаждения, рабочая жидкость, с помощью насосной станции (гидромодуля), подается к потребителям — фанкойлам. В свою очередь, фанкойлы обеспечивают теплообмен между воздухом в помещении и рабочим незамерзающим раствором гликоля.
Фанкойл можно рассматривать как радиатор или теплообменник, который оборудован либо осевым, либо центробежным вентилятором.
Место установки чиллера определяется типом его исполнения:
· Моноблочные чиллеры размещаются на открытом пространстве, обычно на крыше здания. Для транспортировки тепла или холода используется гликолевый раствор, который предотвращает размораживание теплообменных элементов чиллера в холодное время года.
· Чиллеры с выносным конденсатором устанавливаются в помещениях, примыкающих к крыше здания. Конденсаторный блок размещается на кровле и соединяется с компрессорным блоком с помощью газовых магистралей. Данная конфигурация позволяет круглогодично использовать воду в качестве тепло-хладоносителя.
Холодильный центр в системе чиллер-фанкойл может иметь различные конфигурации и широкий диапазон мощностей, однако большинство климатических комплексов базируются на парокомпрессионных устройствах. Схема чиллер-фанкойл, основанная на абсорбционных агрегатах, в данный момент считается скорее исключением, чем правилом.
Количество фанкойлов, которые могут быть подключены к данной холодильной установке, может быть любым, но их суммарная мощность должна оставаться в пределах холодильной производительности самого чиллера. При этом их значительное удаление от холодильного центра обусловлено исключительно возможностями насосной группы. Фанкойлы, подключенные к одной холодильной станции, могут одновременно быть различных типоизменений и моделей, а также производиться различными производителями.
Отличия хладагента от теплоносителя
Фреон, или холодильный агент, представляет собой низкокипящее рабочее вещество, которое в процессе холодильного цикла изменяет свое агрегатное состояние, переходя от жидкости к газу, в зависимости от температуры и давления.
Теплоноситель же всегда сохраняет жидкое агрегатное состояние и служит средством для транспортировки как тепла, так и холода на определенные расстояния и высоты.
Структурно система кондиционирования чиллер-фанкойл состоит из четырех основных узлов и выглядит следующим образом:
1. Чиллер, который производит холод и удаляет тепло, полученное рабочей жидкостью из обслуживаемых помещений, в окружающую атмосферу.
2. Гидромодуль, который обеспечивает транспортировку (циркуляцию) теплоносителя по трубопроводам.
3. Трубопроводная система, соединяющая холодильную машину и внутренние блоки (фанкойлы).
4. Фанкойл, который осуществляет кондиционирование или обогрев внутреннего воздуха в помещении.
Важный момент, на который стоит обратить внимание. Для охлаждения рекомендуется использовать одноконтурные (двухтрубные) фанкойлы. В случаях, когда предполагается обогрев одной комнаты и одновременное охлаждение другой, потребуется установить четырехтрубные (двухконтурные) фанкойлы. Один из контуров будет подключен к чиллеру, а другой к системе отопления, что обуславливает необходимость выполнения трубной разводки по четырехтрубной схеме.
Существует множество видов и размеров фанкойлов, что позволяет удовлетворить потребности даже самых требовательных дизайнеров, проектировщиков и пользователей.
Вот краткий перечень разновидностей фанкойлов, которые могут быть установлены одновременно в одном обслуживаемом здании:
Какие преимущества чиллера с воздушным охлаждением?
Чиллеры с воздушным охлаждением подразумевают использование конденсатора, действующего как радиатор, который остывает под воздействием воздушного потока. Для ускорения теплоотведения применяются трехлопастные вентиляторы, установленные на внешнем контуре. Такие схемы обладает рядом преимуществ:
- сравнительно низкая стоимость;
- простота конструкции, требующая меньшего обслуживания (поскольку отсутствуют антифриз и дополнительная помпа);
- долговечные вентиляторы, работающие на постоянном токе, что снижает потребление энергии.
Какие преимущества водяного чиллера?
Чиллеры с водяным охлаждением используют дополнительный контур, по которому циркулирует антифриз. Это улучшает охлаждение хладагента в конденсаторе, особенно в жарких климатических условиях. Преимущества данного типа заключаются в:
- компактных размерах установки по сравнению с другими видами систем;
- повышенной эффективности работы;
- бесшумной работе в закрытом корпусе;
- возможности охлаждаться зимой от обратного контура.
Подводя итог, следует отметить, что все системы чиллер-фанкойл являются экологически чистыми, безопасными и удобными в управлении климатом, а также в создании индивидуальных условий в каждом помещении. Для правильного подбора оборудования необходимо произвести расчет производительности и согласовать, какой температурный режим потребуется в различных зонах здания. В случае необходимости профессиональной помощи в этих вопросах, команда экспертов будет рада оказать поддержку.
Схема системы чиллер-фанкойл
Фанкойлы представлены в различных моделях, каждая из которых имеет свою специфику. При расчете системы чиллер-фанкойл и выборе фанкойлов важно учитывать прежде всего площадь помещения, требуемую тепловую мощность и необходимую длину воздушного потока.
Кондиционеры-доводчики по способу установки делятся на:
- настенные;
- напольные;
- потолочные фанкойлы;
- универсальные (настенно-потолочные).
Внутренние блоки могут быть:
Кассетные
Эти системы предназначены для равномерного распределения, нагрева или охлаждения воздушных потоков в помещениях, где предполагается монтаж подвесных потолочных блоков. Такой тип установки позволяет скрыть элементы конструкции и минимизировать уровень шума. Воздушный поток может распределяться на 2 или 4 направления.
Канальные
Эти модели монтируются непосредственно в вентиляционных каналах. Забор воздуха производится по отдельным воздуховодам, а его вывод осуществляется по воздуховодам, размещенным за подвесными потолочными блоками. Модели канального типа показывают высокую производительность и в основном применяются для больших пространств, таких как торговые залы, склады и пр.
Преимущества системы кондиционирования чиллер-фанкойл
Современная система чиллер-фанкойл зарекомендовала себя с положительной стороны и становится одним из самых востребованных решений для организации эффективной вентиляции и кондиционирования зданий и помещений. Неудивительно, ведь преимущества этой системы по сравнению с другими вариантами весьма убедительны, и вот некоторые из них:
Неограниченная протяженность трубопроводов, определяемая исключительно мощностью чиллера
Установив высокомощную насосную станцию, можно разместить чиллеры и фанкойлы на значительном расстоянии друг от друга (длина магистрали может превышать несколько сотен метров) без потери эффективности и производительности системы.
Минимум места для монтажа агрегатов
Даже для большого здания может хватить одного чиллера высокой производительности, который абсолютно не повлияет на эстетику внешнего вида здания и избавит от необходимости размещать множество внешних блоков.
Бюджетная стоимость разводки
Для передачи охлажденной жидкости в системе чиллер-фанкойл используется стандартная водопроводная трубопроводная система и запорная арматура, что значительно дешевле по сравнению с медными трубами, используемыми в фреоновых системах.
Безопасность в повседневном использовании
Система с чиллером также безопасна в повседневном использовании, поскольку все летучие газы находятся внутри чиллера, который чаще всего располагается на свежем воздухе или в подвале. Риск утечки минимален, что позволяет говорить о высокой безопасности для людей.
Отличная адаптивность
Каждый пользователь может выставлять необходимые температурные настройки и регулировать их по своему усмотрению. Более того, подключение установок можно производить без остановки работы всей системы, в отличие от традиционных фреоновых систем.
Рынок климатического оборудования сейчас переполнен разнообразием предложений, однако не рекомендуется заниматься подбором оборудования для системы чиллер-фанкойл и его монтажом самостоятельно. Профессиональные специалисты с опытом работы и практическими знаниями в данной области помогут организовать эффективную и безопасную работу оборудования.
Преимущества и недостатки системы чиллер-фанкойл
Преимущества
- Быстрая адаптация к разнообразным проектным требованиям. Модульная конструкция чиллеров позволяет при необходимости увеличивать общую производительность системы кондиционирования, не требуя при этом модернизации всего объекта: достаточно подключить новый агрегат к уже установленному гидравлическому контуру.
- Систему чиллер-фанкойл можно настроить так, чтобы она соответствовала специфическим требованиям различных зон здания.
- Высокая энергоэффективность. Холодопроизводительность чиллеров, особенно тех, что оснащены винтовыми или центробежными компрессорами, в пятнадцать или более раз превышает потребляемую ими мощность. Например, коэффициент энергоэффективности безмасляных чиллеров с магнитными подшипниками составляет 6,7-7,0. Это означает, что для получения примерно 7 кВт холода требуется всего 1 кВт электроэнергии.
- Точный контроль температуры и влажности в различных помещениях (функциональных зонах) объекта.
- Широкий модельный ряд чиллеров и фанкойлов с множеством сфер применения.
- Улучшение качества воздуха и эффективное охлаждение технологического оборудования.
- Возможность использования чиллеров с полной или частичной рекуперацией теплоты для горячего водоснабжения местных потребителей.
Недостатки
- Приобретение и установка системы чиллер-фанкойл требуют довольно больших начальных вложений, особенно для крупных объектов.
- Регулярное техническое обслуживание масляной и гидравлической систем, а также очистка или замена водяных фильтров и других расходников, что приводит к дополнительным эксплуатационным затратам.
- Вода, используемая в водоохлаждаемых чиллерах, требует стабильного водоснабжения, что может стать проблемой в районах с ограниченными ресурсами воды или с частыми перебоями в водоснабжении.
Вам может быть интересно
Как выбрать чиллер
Какой чиллер выбрать? Этот вопрос задают множество специалистов, которые занимаются созданием эффективных и надежных систем центрального кондиционирования. В этом контексте выбор оборудования превращается в множество нюансов, где важно учитывать все аспекты — от типа охлаждения конденсатора до расхода воды и коэффициента энергоэффективности.
VRF-система: что это такое?
VRF-система (также известная как VRV-система) является одним из самых эффективных решений для кондиционирования объектов, состоящих из нескольких помещений (зон).
Канальный фанкойл: принцип работы и устройство
Сегодня комфорт и экономичность являются основными критериями при подборе систем для охлаждения и обогрева воздуха. Если вы решите приобрести канальный фанкойл, он поможет создать оптимальный микроклимат как в офисных, так и в жилых помещениях. За его неприметным внешним видом скрывается сложная инженерная разработка, способная не только охлаждать и обогревать воздух, но делать это с высокой эффективностью и низким потреблением энергии.
