Система чиллер-фанкойл

Плюсы и минусы СКВ с доводчиками

Очевидное преимущество кондиционирования фанкойлами — точное поддержание желаемой температуры в разных помещениях. Многозональные системы позволяют очень широко регулировать параметры микроклимата в пределах одного здания. Остальные плюсы сравнительно с обычными кондиционерами:

• стоимость оборудования на 2—3 комнаты выйдет явно меньше, нежели цена мульти-сплит-системы идентичной мощности;
• источники тепла и холода располагаются в техническом помещении либо на улице, наружные блоки не загромождают фасад;
• фанкойлы можно ставить за 50…200 метров от чиллера;
• коммуникации между агрегатами делаются из недорогих пластиковых труб – полиэтилена низкого давления либо полипропилена (последний нужно паять);
• в случае аварии и протечки легче произвести ремонт, пополнить систему очищенной водой.

Не стоит думать, что СКВ типа чиллер-фанкойл применима лишь в производственных зданиях. Бренды Daikin, Carrier и Gree выпускают небольшие двухвентиляторные чиллеры производительностью 3…10 кВт, вполне подходящие для частных домов.

Недостатки фанкойлов:

• СКВ на 2 комнаты по-прежнему дороже двух отдельных сплит-систем;
• приличные размеры и вес чиллерного блока;
• необходим квалифицированный монтаж и запуск оборудования;
• технику придется обслуживать, ежегодно вызывать мастеров.

В промышленных масштабах основными конкурентами водяных СКВ остаются фреоновые VRF системы, действующие по принципу «сплитов». Только к внешнему парокомпрессионному модулю подключается до 50 внутренних блоков. Стоимость оборудования примерно одинаковая, но фанкойлы выигрывают за счет простоты прокладки магистралей и меньшей цены пластиковых труб сравнительно с медными. Отдельная история – утечка фреона из громадной системы, которую нелегко отыскать и устранить.

//www.youtube.com/embed/EzHDmeElK6A?feature=oembed

Какими бывают фанкойлы?

Тип фанкойла зависит от задач, которые необходимо решить с его помощью. Различают двухтрубные и четырехтрубные устройства. Первые могут работать только на нагрев или охлаждение, вторые способны решать обе задачи.

К четырехтрубным фанкойлам параллельно подключают и нагреватель, и чиллер. Режим работы системы выбирают в зависимости от времени года и потребностей.

Проще всего установить напольный вариант фанкойла. Нагретый воздух будет поступать через аккуратную решетку, встроенную в напольное покрытие

Впрочем, существует вариант, когда двухтрубную систему используют для кондиционирования воздуха летом, а затем для обогрева – зимой. При этом систему переключают то на чиллер, то на котел с помощью специального клапана, смена режима работы системы выполняется вручную.

Это довольно популярная версия, поскольку монтаж только двух труб выполнить значительно проще, чем вести четыре конструкции.

Переключение же режимов работы при использовании четырехтрубной системы может выполняться с пульта управления в автоматическом режиме.

В зависимости от места установки различают фанкойлы:

• напольные;
• настенные;
• напольно-потолочные;
• потолочные.

Назначение каждого вида устройств понятно из названия. Настенные фанкойлы чаще всего служат альтернативой обычным радиаторам водяной системы отопления. Их точно также устанавливают вдоль стен под окнами или в других подобных местах. Напольно-потолочные модели можно устанавливать и вверху, и внизу.

Кассетные фанкойлы удобны в монтаже, хорошо смотрятся в интерьере, их можно без проблем интегрировать в систему подвесного потолка

Кроме того, существуют кассетные и канальные конструкции фанкойлов. Устройства также могут быть корпусными или бескорпусными, предназначенными для скрытого монтажа. Это еще одно преимущество фанкойлов: они позволяют сделать систему отопления/кондиционирования практически незаметной.

Некоторые модели снабжены дополнительными функциями, например, системой забора свежего воздуха снаружи, возможностью электрического обогрева воздушных масс с помощью встроенных нагревательных элементов. Варианты организации системы управления также могут быть разными.

Настенные фанкойлы выглядят очень стильно, такое устройство можно повесить вместо кондиционера и управлять им с помощью дистанционного пульта

Что касается конкретных брендов, то самыми лучшими считаются фанкойлы производства Carrier и York. Отличные качества демонстрируют модели фирмы Trane, а также McQuay, это надежные устройства европейского производства.

General Сlimate представляет широкий модельный ряд фанкойлов в различной комплектации. А модели фирмы Daikin по отзывам владельцев, выглядят очень стильно. Среди недорогих изделий выделяются фанкойлы Aerotek – популярный китайский бренд.

Какими бывают четырехтрубные фанкойлы?

В основном четыре трубки для подключения имеют кассетные, канальные или настенно-подпотолочные модели. Установки, которые монтируются на стену, всегда оснащаются только двумя трубками. Помимо основных режимов работы существует множество дополнительных функций, которые осуществляет четырехтрубный фанкойл.

Кассетные модели оснащаются:

• ИК-пультом. Применяется для управления установкой. С его помощью меняется скорость и интенсивность подачи воздуха, включение и выключение дополнительных функций (автоматический поворот жалюзи, смена наклона заслонок, переключение режимов тепло/холод).
• Системой автоматики. Носит защитную функцию, регулируя работу и предохраняя от выхода из строя компоненты установки.
• Дренажной системой. При помощи насоса поднимает уровень конденсата.
• Электроприводом воздушных заслонок.
• Воздушными фильтрами для очистки воздуха от примесей и частиц пыли.

Также кассетные фанкойлы могут дополнительно комплектоваться проводным пультом управления и трехходовым клапаном. Данные модели устанавливаются в пространство между строительным и подвесным потолком. Выпускаются как стандартных, так и компактных габаритов. В одну систему могут быть включены несколько установок, что делает возможным обслуживание больших зданий с множеством изолированных помещений.

Канальный фанкойл

Монтаж оборудования осуществляется в межпотолочном пространстве. Установка может быть скрытой или открытой. Аппарат может иметь различную мощность (низко-, средне-, высоконапорные модели).

Помимо охлаждения или нагрева, установка осуществляет подмес свежего воздуха и его фильтрацию. Для управления оснащается электромеханическим термостатом. Также опционально приобретается трехходовой клапан, который обеспечивает регулировку производительности.

Канальные четырехтрубные фанкойлы применяются в маленьких по площади магазинах и внушительных производственных цехах, торговых комплексах, кинотеатрах, ресторанах.

Напольно-подпотолочный фанкойл

Применяется для поддержания комфорта в офисах, магазинах, номерах гостиниц, комнатах в частных домах с внушительной площадью и низкими потолками.

Подобные аппараты размещаются чаще под потолком. Также есть возможность напольного монтажа. В этом случае блок крепится вертикально у стены.

Напольно-подпотолочные модели работают в широком температурном диапазоне. Обладают возможностью поддерживать комфорт в помещении большой площади. Могут устанавливаться там, где для других моделей не нашлось места: на стене, под потолком, под окнами, над мебелью.

Принцип работы

Теплый воздух из помещения засасывается вентилятором очищаясь в воздушном фильтре, поступает на водяной теплообменник, где охлаждается до заданной температуры. Далее поступает в кондиционируемое помещение.

Охлаждение происходит за счет циркуляции холодоносителя поступающего в теплообменник от чиллера с температурой +7°С. В результате теплопередачи через стенку происходит частичное выпадение конденсата, который отводится с помощью дренажной трубки.

Основной характеристикой фанкойла является его холодопроизводительность в Вт. Она бывает двух типов: полная без учета на конденсат и явная с учетом конденсации воздуха. Стоит отметить, что в проектах всегда учитывают явную холодопроизводительность.

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.

Общий принцип работы фанкойла.

Коротко: воздух из помещения через вентиляционный блок поступает в теплообменник, где он нагревается или охлаждается до требуемой температуры. Температура воздуха в помещении регулируется с помощью пульта управления для фанкойла. Проблему вентиляции в помещении можно решить только при наличии полной системы из центрального кондиционера, через который поступает свежий воздух с улицы.

 Подробно: вентилятор по всей длине блока равномерно распределяет поступающий поток воздуха. Работает он с минимальным уровнем шума.

 Двигатель вентилятора бывает двух типов: тангенциального (для малых помещений, достаточно фанкойла малой мощности) и центробежного (рассчитаны для средних и крупных промышленный помещений, где требуются средней и высокой мощности фанкойлы). Вентилятор совершает принудительную подачу воздуха через калорифер (теплообменник). По змеевикам из медных трубок в теплообменник подается теплоноситель: холодная/горячая вода или водный раствор этиленгликоля (для системы «чиллер-фанкойлы»). Теплообменник за счет муфт соединяется с системой центрального отопления для подачи в него воды, а при заполнении теплообменника водой воздушные клапаны выпускают  из него воздух. Для слива конденсата имеется отдельный патрубок. Иногда, в режиме обогрева для большей эффективности работы фанкойла используется электронагреватель, который устанавливается на выходе агрегата.

 Свежий воздух подается в помещение от центрального кондиционера в систему «чиллер-фанкойлы». Чиллер — это холодильная машина, которая предназначена для охлаждения воды или незамерзающей жидкости. Циркулирует жидкость от чиллера к фанкойлу посредством насосной станции.

 Для обеспечения вентиляции в помещении, рядом с чиллером с вентилятором центробежного типа устанавливают центральный кондиционер — на крыше или на чердаке. Охлаждающая жидкость от чиллера поступает на все фанкойлы, установленные внутри помещения, а также на теплообменник системы центрального кондиционирования. Центральный кондиционер подает в помещение требуемый санитарными нормами объем охлажденного воздуха. Фанкойлы в свою очередь регулируют температуру в помещении, к ним подается воздух из помещения и от центрального кондиционера, что снижает расход воздуха и стоимость центрального кондиционирования.

 Фанкойлы могут поддерживать температуру двумя способами: регулированием объема воды или воздуха. Расход воды регулируется клапаном для фанкойла: изменяя диаметр поперечного сечения трубы, мы можем изменять поток поступающей в теплообменник холодной/горячей воды. Это как раз и является принципиальным отличием водяных систем от фреоновых. Регулирование расхода воздуха проводится при помощи изменения частоты вращения вентилятора, а это, в свою очередь, изменяет объем выделяемого с теплообменника тепла/холода.

Система «чиллер-фанкойлы» весьма гибкая для многоэтажного помещения с большим количеством комнат: к одному чиллеру возможно подключить несколько фанкойлов, а также несколько теплообменников приточной вентиляционной инсталляции или центрального кондиционера.

Работа схемы чиллер-фанкойл

Первым делом рассмотрим, как работает однозональная СКВ на 3 блока + инверторный чиллер, изображенная ниже на схеме. Система поддерживает комфортную температуру летом и в течение переходного периода осень — весна. Зимний обогрев эффективно функционирует при —5…—10 градусов мороза.

Рабочий алгоритм выглядит так:

1. Летом чиллер типа «воздух-вода» охлаждает теплоноситель до стандартной температуры +7 °C (если на дворе +35 градусов и менее).
2. Гидромодуль направляет холодную воду к сети фанкойлов, подключенных по двухтрубной схеме (как радиаторы в системе отопления).
3. С помощью пульта ДУ пользователь настраивает желаемую температуру воздуха отдельно в каждой комнате.
4. Поначалу доводчики нагоняют заданную температуру, работая на максимальной мощности. Потом контроллер по сигналу датчика снижает интенсивность охлаждения – ступенчато уменьшает обороты вентилятора (всего бывает от 3 до 8 ступеней в зависимости от модели).
5. Когда воздушная среда достигает установленных параметров, двухходовой электроклапан перекрывает подачу теплоносителя по команде электроники. Дальше фанкойл поддерживает температуру.
6. Нагретая до 12 °C (в среднем) вода возвращается в теплообменник-испаритель чиллера, цикл повторяется.
7. Осенью уличная температура снижается, чиллер получает от фанкойлов запрос на горячий теплоноситель и переходит в режим нагрева. Переключение производится вручную либо автоматически — по команде дополнительного контроллера.

Гидромодуль, обеспечивающий подачу теплоносителя, состоит из насоса, расширительного бака и блока исполнительной автоматики. Элементы входят в конструкцию чиллера либо устанавливаются отдельно. Агрегаты повышенной мощности снабжаются гидромодулями на 2—3 насоса.

В недорогих моделях фанкойлов электромагнитный клапан может отсутствовать. Тогда выполняется наружная обвязка доводчика – ставится исполнительный трехходовой вентиль, сервопривод и запорная арматура. Как это работает, расскажет мастер на видео:

//www.youtube.com/embed/KPOqhC3NNeE?feature=oembed

Чтобы однозональная система полноценно работала зимой, к сети фанкойлов присоединяется котел. При морозе ниже минус 10…15 градусов чиллер останавливается. Исполнительная арматура переключает теплоноситель на линию водонагревателя с отдельным насосом.

Как функционирует многозональная система:

1. К чиллеру и котлу одновременно подключается нужное количество доводчиков. Применяется четырехтрубная схема, точнее, 2 двухтрубных тупиковых ветви. Мощность теплосилового оборудования определяется расчетом.
2. Когда первый пользователь настраивает обогрев, автоматика фанкойла открывает проток через «горячий» теплообменник, второй радиатор бездействует. На выходе получаем теплый воздух.
3. Если второй пользователь включает охлаждение, то доводчик в соседней комнате запускает только «холодный» теплообменник, а «горячий» перекрывает.
4. Фанкойлы одной сети работают независимо друг от друга.

Упрощенная схема соединения элементов многозональной СКВ, применяются четырехтрубные доводчики

Если по каким-то причинам клапаны всех доводчиков закроются, чиллер по температуре обратной воды «поймет», что нужно прекращать холодоснабжение и остановится. Аналогичным образом сработает автоматика котла.

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.

Типы чиллеров — какие бывают виды чиллеров

Систем для поддержания микроклимата в помещениях сегодня разработано довольно большое количество. В таких крупных зданиях, как торговые, развлекательные и деловые центры, заводские цеха и т. д. с этой задачей обычно справляются системы «чиллер-фанкойл».

Данное климатическое оборудование также классифицируется на отдельные разновидности, различающиеся по своей конструкции, эксплуатационным характеристикам и применению.

На сегодняшний день наибольшее распространение получили следующие типы чиллеров, которые выделяются по нескольким критериям.

Принцип охлаждения. В основу работы чиллеров могут быть положены две основных технологии охлаждения теплоносителя:

• Парокомпрессионная. В основанных на этом принципе работы установках охлаждение хладагента осуществляется за счет его фазового перехода между жидким и парообразным состоянием, а его циркуляция по системе – с помощью компрессора. Данная технология появилась первой и сегодня применяется в большинстве чиллеров, представленных на рынке. Парокомпрессионные установки отличаются более компактными размерами, универсальностью, но при этом имеют относительно сложную конструкцию.
• Абсорбционная. Данная технология основывается на физическом явлении поглощения одного вещества (хладагента) другим (абсорбентом), в качестве которого используется чаще всего бромид лития. При подаче определенного количества энергии эта смесь вскипает, в результате чего хладагент переходит в парообразное состояние, затем конденсируется и охлаждается, подается в испаритель, где в свою очередь охлаждает теплоноситель и снова подается в абсорбер и смешивается с абсорбентом. Преимуществом такой схемы является низкое потребление энергии – для нагревания смеси используется бросовое тепло электростанций, заводов и других предприятий, низкая себестоимость охлаждения, отсутствие шума и вибрации. В то же время применение данных установок ограничено источниками побочной энергии.

Охлаждение конденсатора. Конденсатор – это теплообменник, благодаря которому хладагент меняет свое фазовое состояние с парообразного на жидкое. В современных чиллерах используются две основные схемы охлаждения данного элемента:

• Воздушное. В таких чиллерах конденсатор представляет собой змеевик с гофрированными пластинами, который обдувается потоком воздуха от вентилятора. Установки с осевым вентилятором обладают наиболее простой конструкцией и устанавливаются преимущественно вне помещений (например, на крышах зданий) в то время как оборудованные более сложной центробежной вентиляцией монтируются в замкнутых и специально оборудованных помещениях.
• Водяное. Конденсаторы в таких чиллерах охлаждаются с помощью промежуточного теплоносителя. Чаще всего в его роли выступают антифризы, но может использоваться и обыкновенная проточная вода. Установки этого типа монтируются внутри помещений и позволяют обеспечить всесезонное функционирование климатического оборудования, возможность использования нагретого теплоносителя для подачи на потребители горячей воды. При этом чиллеры с водяным охлаждением более громоздки и сложны в обслуживании.

Реверсивный режим. Практически все производители холодильных установок наладили выпуск моделей, в которых помимо режима охлаждения потребителя имеется также опция теплового насоса.

Такие чиллеры могут использоваться как для поддержания более низкой температуры в помещениях, так и для его отопления в переходный период перед подачей централизованного отопления.

Это существенно упрощает оборудование зданий климатической техникой, так как не придется устанавливать дополнительный агрегат.