Чиллер-фанкойл: принцип работы системы, схема монтажа чиллеров и фанкойлов, обслуживание системы кондиционирования

Классификация

Есть два основных вида фанкойлов – двухтрубные и с четырьмя магистралями. Первые подключаются к одному источнику рабочей жидкости, вторые могут одновременно использовать два – чиллер и устройство для нагрева воды.

В последнем случае возможно быстрое переключение модуля с режима охлаждения на нагрев и обратно. У двухтрубных моделей это трудоемкая работа, нужно физическое переключение магистралей между источниками обработки жидкости.

Классификация по конструкции:

По способу монтажа – напольные, потолочные или настенные.

Кассетные. Монтируются в подвесной потолок, не имеют внешнего корпуса.
Канальные. Устанавливают в каналы приточной вентиляции. Модели отличаются числом воздушных потоков – от 1 до 4.
Расход воздуха – низко, средне или высоконапорные. Первые создают воздушный напор до 45 Па, вторые – до 100 Па. Высоконапорные могут формировать воздушный поток с силой 250 Па.

Для плавного изменения температуры жидкости комплектуются трехходовым клапаном. Виды используемых вентиляторов – центробежный или диаметральный. Теплообменник змеевидный, состоит из медной трубы. Для увеличения площади на него устанавливаются ребра из алюминия.

Совет. В некоторых моделях есть пылевые фильтры. Они очищают воздух от посторонних примесей, защищают элементы устройства от загрязнений

Это важно для помещений с особыми требованиями к микроклимату

Как это работает

Название прибора происходит от двух английских слов: “fan” — вентилятор и “coil” — змеевик. Эти основные элементы и обеспечивают работу устройства. Система с использованием таких устройств обычно применяется для организации мультизонального кондиционирования воздуха в больших помещениях.

Вентилятор прогоняет воздушные потоки через теплообменник. В змеевик теплообменника в зависимости от поставленной задачи поступает горячая или холодная вода. Воздух нагревается и распространяется по помещению. Одно из преимуществ использования вентиляторных доводчиков — это возможность не только обогревать и охлаждать воздух внутри помещения, но и разбавлять его свежими воздушными массами с улицы.

Этот вариант не сложно реализовать, если планируется использовать принудительную приточную вентиляцию.

Фанкойл представляет собой систему, которая состоит из вентилятора и теплообменника. Первый прогоняет воздух через второй, придавая потоку необходимую температуру

Фанкойл состоит из таких элементов, как:

змеевик-теплообменник;
вентилятор;
фильтрационный блок.

В систему может быть включен только один теплообменник или сразу два, чтобы обеспечить легкий переход на другой режим работы. В последнем случае один контур подключают к чиллеру — холодильной машине, генерирующей поток холодной воды, а второй — к котлу отопления или другому аналогичному нагревательному прибору. Очень популярно сочетание фанкойлов с тепловым насосом.

Стоит отметить, что если принято решение использовать систему чиллер-фанкойл, то можно установить несколько фанкойлов в разных помещениях, а работать для них будет только один чиллер. Решение выглядит очень удобным для зданий, в которых требуется обслуживать большую площадь. Но при этом следует правильно рассчитать производительность чиллера в зависимости от количества и характеристик фанкойлов.

Системы типа «чиллер-фанкойл» используют для кондиционирования воздуха в больших зданиях, но они находят применение в частных домах, коттеджах и даже просторных квартирах

Для работы вентилятора следует обеспечить каждое устройство электропитанием. Блок фильтров необходим для очистки воздушных масс и оздоровления микроклимата внутри помещения. Каждый фанкойл снабжен системой управления, которая в зависимости от типа устройства может быть встроенной, удаленной или дистанционной.

Кроме того, для монтажа вентиляторных доводчиков понадобится набор соединительных муфт, изоляционные материалы и т.п. В обязательном порядке для системы этого типа устанавливается дренаж, чтобы обеспечить отведение сконденсировавшейся влаги.

Использование фанкойлов дает значительную свободу при проектировании системы. Всегда можно подобрать чиллер и/или котел с подходящей мощностью и установить нужное количество фанкойлов. Монтаж относительно недорог, поскольку для теплоносителя используются обычные водопроводные трубы.

Фанкойлы могут быть незаметными, они не портят интерьер. Потолочные модели скрывают за подвесными конструкциями, а настенные можно закрыть декоративной решеткой

Система занимает относительно немного места, при желании фанкойлы и ведущие к ним коммуникации можно полностью скрыть за подвесным потолком. Если рассматривать фанкойлы как альтернативу для сплит-системы, то они обладают важным преимуществом — позволяют сохранить внешний вид фасада неизменным.

Прибор для охлаждения и/или нагрева воды можно поставить на значительном расстоянии от фанкойлов. Если монтаж выполнен правильно и магистраль снабжена надежной теплоизоляцией, система будет работать эффективно. Это может оказаться удобным, особенно если здание имеет сложную планировку.

Настенные фанкойлы используют в качестве заменителя радиаторов. Их тоже устанавливают под окнами, чтобы компенсировать потери тепла в этих зонах

Насколько можно удалить фанкойл от источника тепла или холода? Это расстояние определяется мощностью насоса, который перемещает жидкий теплоноситель по трубам системы. Чем выше мощность насоса, тем больше может быть расстояние. Это существенно расширяет количество вариантов для установки как самих фанкойлов, так и котла и/или чиллера. Предельной цифрой считается 600 метров, а это более чем солидный показатель.

Систему фанкойлов можно использовать также в сочетании с таким экономичным и экологичным способом получения энергии как тепловой насос. При этом можно организовать не только одноконтурную, но и двухконтурную систему отопления, т.е. обеспечить дом горячей водой. Если система продумана и реализована правильно, то комфортная температура установится в помещении уже через пять минут после запуска.

Устройство системы чиллер-фанкойл

Упрощенно, эта система кондиционирования выглядит так: внешним блоком ее является водоохлаждающая машина, называемая чиллером, объединенная трубопроводом с внутренним теплообменником – фанкойлом, который обдувается вентилятором.

Такая система проста в работе и может эффективно охлаждать или нагревать воздух в большом помещении либо сразу в нескольких помещениях. Она не имеет таких ограничений, как фреоновая. Длина магистрали с теплоносителем ограничивается только мощностью подкачивающих насосов.

Кроме того, такой вариант кондиционирования может работать при любой температуре окружающего воздуха, в отличие от фреоновой, которая уже при – 10С° во избежание поломки должна быть остановлена. Для перемещения хладоносителя можно использовать обычные водопроводные трубы как металлические, так и ПВХ, что значительно удешевляет всю систему.Устройство чиллеров

Чиллер является обычной мощной холодильной машиной, в которой испарительный теплообменник сбрасывает накопившийся холод не в воздух, как в кондиционере, а в воду, которая охлаждаясь, поступает по системе трубопровода к фанкойлам. Существует два основных вида чиллеров – это абсорбционные и парокомпрессионные. Абсорбционные достаточно дороги, громоздки и имеют довольно узкое применение. Наиболее распространенными считаются парокомпрессионные чиллеры, которые бывают нескольких видов:

Чиллеры с воздушным охлаждением наружной установки. В таких установках охлаждение теплообменника-конденсатора происходит при помощи осевых вентиляторов.
Устройства с воздушным охлаждением внутренней установки. В них забор воздуха для охлаждения и выброс горячего воздушного потока осуществляется по воздуховодам, для движения которого используется центробежный насос.
Холодильные установки с водяным охлаждением теплообменника. Чаще всего монтируются в местах, где существует возможность охлаждать конденсатор проточной водой из естественных водоемов.
Чиллеры реверсивные. Позволяют, как охлаждать воздух, так его и нагревать, благодаря чему их можно использовать в системах кондиционирования без установки дополнительного водогрейного оборудования.

Устройство фанкойлов

Фанкойлы – это так называемые внутренние блоки системы кондиционирования чиллер-фанкойл, которые еще называют доводчиками. Их устройство состоит из теплообменника и мощного вентилятора, который его обдувает. Кроме того, они оснащены легкосъемными воздушными фильтрами и блоком управления. В более современных моделях предусмотрены беспроводные пульты управления устройством. Существует несколько типов этого оборудования:

Кассетные фанкойлы предназначены для охлаждения или нагрева воздуха в больших помещениях, в конструкции которых предусмотрены подвесные потолки. Именно в них и монтируются эти приборы. Они могут распределять воздушный поток на две или четыре стороны.
Канальные фанкойлы монтируются в отдельных помещениях. Забор воздуха производится по отдельным воздуховодам, а вывод воздуха в помещения осуществляется по воздуховодам, размещенным за подвесными потолками.

По фанкойлы различаются на: настенные, напольные и потолочные. К слову сказать, многие компании производят универсальные устройства, которые могут монтироваться как на стену, так и на потолок. Дополнительное оборудование

Для того чтобы оборудование могло работать бесперебойно, и круглогодично, применяются различные устройства и приспособления, которые значительно позволяют расширить функции этой системы кондиционирования.

Для возможности регулирования температуры воздуха в каждом помещении, перед каждым внутренним блоком – фанкойлом, устанавливают специальные устройства, которые позволяют регулировать расход холодоносителя.
Дополнительно для нагрева воздуха устанавливается водогрейный газовый котел, который работает в холодное время года вместо чиллера.
Также она снабжается накопительным и расширительным баком для компенсации расширения теплоносителя при нагревании.

Что такое вентиляторный доводчик (фанкойл)?

В большинстве своем современные офисные здания, а также большие гостиничные комплексы, для обеспечения климатического комфорта помещений используют решения на базе системы чиллер-вентиляционный доводчик (фанкойл). Это наиболее оптимальное на сегодня решение, учитывающее большое количество помещений, большую протяженность коммуникаций, удобство в установке и обслуживании. Вентиляторные доводчики (фанкойлы) Quattroclima — это высокоэффективные внутренние блоки системы центрального кондиционирования воздуха типа «чиллер—фанкойл», с отличными функциональными характеристиками и с низким уровнем шума.

Модельный ряд вентиляторных доводчиков QuattroClima отличается разнообразием типов и конфигураций (2-трубная и 4-трубная системы), а также вариативностью систем управления. Классический дизайн позволяет вписать их практически в любой интерьер. Холодопроизводительность вентиляторных доводчиков в зависимости от конкретной модели составляет от 1кВт до 20 кВт, и обеспечить комфортное кондиционирование помещений любого типа. Наиболее востребованными в линейке Quattroclima являются канальные, кассетные, напольное-потолочные и настенные вентиляторные доводчики.

Вентиляторные доводчики канального типа предназначены для скрытой установки — когда доводчик целиком скрыт за фальшпотолком, а видны только декоративные решетки. Помимо скрытой установки основным преимуществом данного оборудования является возможность подачи воздуха через сети воздуховодов. Тем самым канальные доводчики способны обеспечить зональный микроклимат в отдельно взятом помещении. Они незаменимы на крупных объектах с секционным разделением, таких как выставочные залы, офисные центры, магазины и супермаркеты, административные здания, а также, так называемые, офисы Open Space. Кроме того, благодаря такому устройству канальных доводчиков решается проблема подвода воздуховодов даже в помещения небольшого объема и с низкими потолками.

Еще одной разновидностью вентиляторных доводчиков скрытой установки является кассетный тип, когда из всего доводчика видна только декоративная панель. Они предназначены для использования как на крупных объектах, так и в помещениях небольшой площади. Кассетный доводчик позволяет создавать зональный микроклимат, но также подходит и для помещений типа офисов Open space, поскольку подаваемый с потолка холодный воздух равномерно распределяется по всем зонам помещения.

Еще одной популярной разновидностью вентиляторных доводчиков являются доводчики настенного типа. У Quattroclima они представлены моделями с эстетичным и привлекательным дизайном. Настенные доводчики предназначены для небольших по площади помещений (офисы, гостиницы, банки, рестораны и т.п). Они монтируются на стене под потолком, подобно обычной сплит-системе, и обеспечивают направленную вниз или горизонтально струю воздуха.

Для помещений с малой высотой при большой площади подойдут вентиляторные доводчики напольно-потолочного типа, которые можно размещать как на полу, так и под потолком. При этом струя охлажденного воздуха подается вдоль стены или потолка, позволяя избежать прямого попадания потока воздуха на человека.

Основные типы модельного ряда вентиляторных доводчиков Quattroclima представлены как 2-трубной, так 4-трубной фанкойлами. Основное отличие 4-трубных вентиляторных доводчиков от 2-трубных заключается в наличии двух независимых теплообменников в одном корпусе. Такое решение позволяет эффективно управлять климатом в здании, поскольку предоставляет возможность одновременного охлаждения и нагрева воздуха в различных помещения в которых установлены доводчики одной системы. В один из теплообменников подается горячая вода, во второй охлажденная. Пользователь имеет возможность независимо выбрать обогревать или охлаждать ему помещение.

Сборочная линия вентиляционных доводчиков недавно была проинспектирована представителями российской сертификационной компании, на основании чего была выдана декларация о полном соответствии оборудования требованиям технического регламента Таможенного союза.

Подключение чиллера и фанкойла

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

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

Чтобы направить охлажденную воду в теплообменник одну трубу подключают к фанкойлу, а другую — для отвода жидкости — к чиллеру. Устройство системы допускает смешивание хладагента с теплоносителем

Если нельзя допускать смешивания теплоносителя с холодильным агентом. воду подогревают в отдельном теплообменнике и дополняют схему циркуляционным насосом. Чтобы обеспечить плавную регулировку потока рабочей жидкости через теплообменник при монтаже схемы обвязки используют 3-ходовой клапан.

Если в здании смонтирована двухтрубная система, то и охлаждение и нагрев происходит за счет охладителя — чиллера. Для повышения эффективности отопления с помощью фанкойлов в холодный период‚ в дополнение к чиллеру в систему включают котел.

В отличие от двухтрубной системы с одним теплообменником‚ в четырехтрубную систему заложено 2 этих узла. В этом случае фанкойл может работать и на нагрев‚ и на холод‚ используя в первом случае жидкость, циркулирующую в системе отопления.

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

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

Виды чиллеров

Промышленные чиллеры бывают разных видов. Их можно отнести к четырем группам по различным признакам.

По виду охладителя.
По виду вентилятора.
По способу охлаждения.
По особенностям, которые имеет конструкция чиллера.

Чиллеры бывают с воздушным или водяным охлаждением. Воздушный охладитель похож по принципу работы на обычный кондиционер, где при помощи вентилятора нагнетается поток для воздушного охлаждения конденсатора. В охладителе, где происходит охлаждение воды, конструкция проще, сам агрегат меньших размеров и ниже по стоимости, чем воздушный. Но воздушный является самодостаточным и работает автономно, а водяной требует подачи извне воды с помощью специальной дополнительной установки.

Принцип работы чиллера

Теоретической основой, на которой построен принцип работы холодильников, кондиционеров, холодильных установок, является второе начало термодинамики. Охлаждающий газ (фреон) в холодильных установках совершает так называемый обратный цикл Ренкина — разновидность обратногоцикла Карно . При этом основная передача тепла основана не на сжатии или расширении цикла Карно, а на фазовых переходах — испарении и конденсации.

Промышленный чиллер состоит из трех основных элементов: компрессора, конденсатора и испарителя. Основная задача испарителя – это отвод тепла от охлаждаемого объекта. С этой целью через него пропускаются вода и хладагент. Закипая, хладагент отбирает энергию у жидкости. В результате этого вода или любой другой теплоноситель охлаждаются, а холодильный агент – нагревается и переходит в газообразное состояние. После этого газообразный холодильный агент попадает в компрессор, где воздействует на обмотки электродвигателя компрессора, способствуя их охлаждению. Там же горячий пар сжимается, вновь нагреваясь до температуры в 80-90 ºС. Здесь же он смешивается с маслом от компрессора.

В нагретом состоянии фреон поступает в конденсатор, где разогретый холодильный агент охлаждается потоком холодного воздуха. Затем наступает завершающий цикл работы: хладагент из теплообменника попадает в переохладитель, где его температура снижается, в результате чего фреон переходит в жидкое состояние и подается в фильтр-осушитель. Там он избавляется от влаги. Следующим пунктом на пути движения хладагента является терморасширительный вентиль, в котором давление фреона понижается. После выхода из терморасширителя холодильный агенент представляет собой пар низкого давления в сочетании с жидкостью. Эта смесь подается в испаритель, где хладагент вновь закипает, превращаясь в пар и перегреваясь. Перегретый пар покидает испаритель, что является началом нового цикла.

Расчет объёма буферного бака в чиллере

По способу подачи сигнала на фанкойл:

проводная система подачи;
беспроводная система подачи.

В первом случае это проводные пульты управления, от которых сигнал на фанкойлы поступает по проводам. Они не такие удобные, так как требуют прокладки дополнительных проводов от пульта до фанкойла и являются менее мобильными, потому что должны жестко крепиться на какой-то поверхности (стене).

На фото: Проводные и беспроводные пульты для фанкойлов Dantex

Беспроводная система подачи основана на управлении с помощью инфракрасных пультов управления, где сигнал поступает по инфракрасному каналу. Они более удобные, поскольку не нуждаются в фиксированном размещении и прокладке проводов. ИК-пульты входят в комплект поставки кассетных или настенных фанкойлов DANTEX, а для канальных или напольно-потолочных фанкойлов необходимо дополнительно приобретать термостаты.