Всё самое важное о системах чиллер-фанкойл

Чиллер-фанкойл — это современная система, которая предназначена для кондиционирования воздуха в помещениях: летом она охлаждает воздух, а зимой, наоборот, прогревает, отапливая помещения. От других систем чиллер-фанкойлы отличаются тем, что в них воздух циркулирует постоянно, но не берется из окружающей атмосферы.

Эту информацию мы дали вам в виде задатка, чтобы было ясно, о чем пойдет речь в нашей статье. Но, если вы желаете подробно разобраться во всех нюансах, видах данных систем и подробно освоить принцип их работы, то мы рекомендуем вам продолжить чтение, и чиллер-фанкойлы станут известным вам досконально.

Расчет мощности и расхода холодоносителя

При проектировании систем чиллер-фанкойл необходимо выполнить несколько расчетов:

• Расчет теплопритоков для определения мощности фанкойлов
• Гидравлический расчет с целью определения диаметра труб
• Расчет расхода холодоносителя
• Расчет расширительного бака
• Расчет бака-аккумулятора

Ниже представлен онлайн-калькулятор для расчета расхода холодоносителя, как наиболее часто всстречающейся задачи. По мощности чиллера, зная темперратурный график холодоносителя всегда можно определить его расход, а зная расход - узнать холодильную мощность системы.

После выполнения расчёта на AboutDC.ru вы можете скопировать ссылку на него, чтобы поделиться ею с коллегами, клиентами, заказчиками или друзьями.

Внешний вид и конструктивные особенности

Чиллер-фанкойл — это полностью замкнутая система, которую отличает универсальный принцип отопления и охлаждения воздуха в любых типах помещений по квадратуре и архитектурным особенностям. Система масштабируется и отличается высокой эффективностью, поэтому более целесообразно применять ее для объемных помещений, например, в административных зданиях, больших торговых центрах, коттеджах и просторных частных домах.

Система чиллер - фанкойл (chiller - fancoil) в первую очередь отличается тем, что вместо фреона между наружным и внутренним блоком циркулирует вода (или другая незамерзающая жидкость). Вода охлаждается в чиллере — холодильной машине, которая конструктивно представляет тот же фреоновый охладитель, но вместо фреона через испаритель пропускается проточная вода.

Вода принудительно циркулирует при помощи насосной станции (центробежного или шестеренчатого насоса) по системе магистральных трубопроводов, которые покрыты слоем теплоизоляции к фанкойлам. Фанкойлы, в свою очередь, монтируются внутри помещений и выполняют предназначение аналогичное внутренним блокам сплит-систем.

Система чиллер – фанкойл имеет ряд положительных особенностей, которые выгодно отличают ее от обычных сплит-систем:

• Расстояние между блоком чиллера и фанкойла определяется только мощностью водяного насоса. Это означает, что расстояние может быть более 100 метров при необходимости.
• Мощность чиллера определяет количество фанкойлов, которое не ограниченно конструктивными особенностями системы.
• Соединение чиллера и фанкойла осуществляется обычными водопроводными трубами, которые значительно дешевле медных фреоновых магистралей.

Это был ряд «отличительных» преимуществ, о более конкретных положительных нюансах мы напишем в соответствующем разделе данной статьи.

Система имеет в конструкции следующие элементы:

• Чиллер. Он служит для охлаждения или нагрева основного хладоносителя – воды.
• Фанкойл. Им обеспечивается охлаждение или нагрев атмосферного воздуха внутри помещения, по количеству их может быть больше одного.
• Магистральная система трубопроводов. По ним осуществляется трансляция хладоносителя.
• Водяной насос. Он необходим для принудительной циркуляции хладоносителя.
• Хладоноситель. Как уже было сказано, в его качестве используется обычная вода.

Принцип работы чиллер-фанкойлов

По сути, чиллер представляет собой аналог сплит-системы, а точнее наружного блока такой системы. В испарителе происходит охлаждение воды, которая после циркулирует по системе под принуждением центробежного (шестеренчатого) насоса и подается к фанкойлам.

Конструкция чиллеров

Чиллер состоит из двух основных элементов:

• Компрессор. Он используется для создания разности давлений на линии «всаса» и подачи воды. Мощные чиллеры могут иметь до четырех охлаждающих контуров, каждый из которых оснащается одним-двумя компрессорами.

• Испаритель. С его помощью осуществляется охлаждение фреона.

Чиллеры имеют различную мощность в диапазоне от 5 до 9000 кВт. Модели классифицируются по следующим признакам:

• Способ охлаждения конденсатора. Возможно охлаждение воздухом или водой. При воздушном охлаждении используются вентиляторы, а при водяном – вода из проточных трубопроводов.
• Универсальность, то есть возможность и охлаждать, и нагревать атмосферный воздух внутри помещений. Для нагрева чиллеры оснащаются специальными насосами с тепловым элементом, который производит нагрев воды в системе.
• Способ монтажа конденсатора. Различают модели с выносными или встроенными конденсаторами. Если конденсатор встроен, то устройство считается моноблочным. В противном случае конденсатор монтируется в отдельном блоке, который монтируется на крыше здания или сооружения.

• Конструкция вентилятора. Модели подразделяются на осевые и центробежные (используются в моноблочных системах). Осевые модели значительно дешевле, но при этом обладают малой мощностью и неспособны создавать сильные потоки воздуха. Слабая мощность выявляет обязательное требование монтажа чиллера на крыше. Центробежные вентиляторы позволяют монтировать чиллеры внутри помещений.

• Хладагент. Сделаем одно важное замечание – охлаждение воды в трубопроводах производится за счет «обработки» фреона компрессором и испарителем. Но кроме фреона, в качестве хладагента может использоваться смесь из воды и литиевого бромида.  

Особенности конструкции и виды фанкойлов

Все виды фанкойлов состоят из одинаковых компонентов, которые могут различаться по виду исполнения:

• Теплообменник. Представляет собой медный змеевик с алюминиевыми ребрами. Через сечение теплообменника циркулирует вода. По количеству теплообменников различают двухтрубные фанкойлы – только для охлаждения или четырехтрубные – их можно использовать для отопления в качестве радиатора.
• Вентилятор. Обдувает теплообменный элемент. С изменением скорости вращения можно регулировать диапазон температуры. Как только заданный параметр достигается, работа вентилятора прекращается – он отключается автоматически.
• Электродвигатель. Необходим для вращения вала вентилятора.
• Воздушный фильтр. Применяется для очистки воздуха при прохождении его через фильтрующий элемент.
• Поддон для сбора конденсата. На конденсаторе образуются капельки воды, которые под силой гравитации стекают в поддон.
• Система управления. Ручная или автоматическая система для задания нужных параметров.

По типу установки различаются следующие четыре модели фанкойлов: напольно-потолочные, канальные, кассетные или настенные.

Особенности конструкции насосной станции

Также насосные станции коротко называют – гидромодулями, их задача в обеспечении циркуляции воды от чиллера к фанкойлу в замкнутом контуре. Конструктивно гидромодуль состоит из следующих элементов:

• Циркуляционный насос. Им создается необходимое давление воды (незамерзающей жидкости) в магистральной системе.
• Расширительны бак. Необходим для компенсации объема воды при расширении от температурных изменений.
• Запорная арматура. Необходима для того, чтобы обслуживать отдельные узлы системы при закрытых задвижках.
• Накопительный бак. Необходим для уменьшения нагрузки на компрессор в случае, если вырабатываемая холодопроизводительность превышает требуемую в реальных условиях.
• Система управления.

Сфера применения

Поскольку чиллер-фанкойлы могут одновременно производить коррекцию климата в нескольких больших помещениях, то их прямая целесообразность в использовании для крупных складов и индустриально-производственных цехов, торгово-развлекательных центров, зданий социально-административного назначения с большим числом изолированных помещений, клиник, многоэтажных гостиниц и бизнес-центров.

Чиллеры в промышленности

Мощные системы для охлаждения атмосферного воздуха наиболее востребованы в индустрии, а именно в следующих направлениях:

• Машиностроительное производство и металлообработка. В данном случае мощность устройства используется для охлаждения оборудования.
• Химическая промышленность. Охлаждение рабочих реакторов, резервуаров, ванн для гальваники и т.п.
• Производство полимерной тары. Охлаждение дробилок для полимерной крошки, автоматических станков и миксеров.

• Пищевая промышленность.
• Центры ЭВМ и серверные, где необходимо стабильное поддержание климатических условия для сохранения работоспособности цифровой и электронной техники.

Преимущества

Чиллер-фанкойл характеризуются обширным рядом конструктивных и эксплуатационных преимуществ, которые гарантируют эффективность применения данных устройств.

Несколько разных фанкойлов

Один чиллер может обслуживать несколько фанкойлов, которые к тому же могут быть разного типа. Они работают вне зависимости друг от друга, и их режимы меняются индивидуально.

Нелимитированное расстояние

Расстояние между чиллером и фанкойлом не ограничивается конкретным параметром, оно регламентируется мощностью гидромодуля, качеством теплоизоляции трубопроводов, архитектурно-ландшафтными особенностями местности под обустройство системы.

Отсутствие электропроводки между блоками

Практически все модели не имеют связи электропроводкой между чиллером и фанкойлом. В ее монтаже нет необходимости. Это дает возможность использовать два блока от разных заводов-изготовителей.

Применение водопроводных магистралей

В качестве соединяющих трубопроводов для воды не используются дорогостоящие медные трубы, возможно применение обычных ПВХ-трубопроводов. Для монтажа таких трубопроводов можно привлечь обычных сантехников.

Варьируемая мощность

Мощность устройства может быть нарощена постепенно с увеличением количества фанкойлов, которые поэтапно вводятся в эксплуатацию.

Недостатки

Есть и ряд недостатков, которые могут сказаться на конечном выборе или отказе от данных устройств:

Высокая цена

Данные устройства обойдутся значительно дороже, чем простые сплит-системы. Но при этом следует понимать, что простая сплит-система или кондиционер не смогут выполнять те же самые функции, что и чиллер-фанкойл.

Сложный монтаж

За исключением трубопроводных магистралей, монтаж чиллера и фанкойла под силу только квалифицированным специалистам, привлечение которых повлечет денежные затраты.

Единственное преимущество в плане монтажа перед фреоновыми системами кондиционирования (сплит-системы или VRF) - это низкое давление в системе, отсутствие пайки и работа с привычными всем водопроводными трудами, а не медью. С этой точки зрения выполнять все соединения (фланцевые или сварочные) гораздо проще, нежели вальцовка и пайка медных труб.

Проектирование

Расчет и проектирование данных устройств сложен и весьма специфичен. Для осуществления данных мероприятий необходимы услуги узкопрофильных специалистов.

Большой объем воды

По системе циркулирует значительный объем воды, что чревато большими розливами при нарушении герметичности трубопровода. Устранение утечек – сложный и ответственный процесс. Кроме того, магистральные трубопроводы нуждаются в периодических осмотрах и диагностике.

Чиллер-фанкойлы – компактные, простые в управлении и надежные устройства. С их помощью можно не только обеспечить комфорт помещений, но и рационально использовать полезную площадь. В конструкции нет больших теплообменников, сложных конденсаторов и фреоновых трас, — все это создает удобство в обслуживании и применении. В данной статье мы подробно рассказали о чиллерах и фанкойлах и их совокупной работе. Используя, данные, представленные выше, можно не только подобрать качественное изделие, но и рационально подойти к вопросу монтажа и обустройства.