Кондиционирующая система, известная как чиллер, функционирует на основе охлаждения с использованием воды или воздуха. На рынке представлены как встроенные, так и выносные модели таких устройств. В целях обогрева системы производители также включают тепловые насосы. Кроме того, чиллеры бывают двух типов: абсорбционные и парокомпрессионные.
Система Чиллер-фанкойл
Современные системы кондиционирования, которые обеспечивают непосредственное охлаждение воздуха в больших помещениях, становятся все более популярными благодаря своей высокой эффективности и экономичности. В частности, централизованные системы кондиционирования с промежуточным хладоносителем, среди которых выделяется система чиллер-фанкойл, являются прекрасными примерами таких технологий. Данная система может быть условно названа сплит-системой и состоит из двух основных компонентов: внешнего блока — чиллера, где происходят ключевые процессы получения холода и теплообмена, и конечных охладителей воздуха — фанкойлов, к которым холодный хладоноситель (в виде жидкости) поступает через насосы после обработки в чиллере. В фанкойлах хладоноситель нагревается, что приводит к охлаждению воздуха в помещении, после чего теплый воздух возвращается обратно в чиллер для повторного охлаждения. В этом контексте, фанкойл становится внутренним блоком системы. Основное преимущество системы чиллер-фанкойл заключается в высокой гибкости, которая позволяет системе адаптироваться к изменениям тепловой нагрузки и к сложности конструкции гидравлической системы трубопроводов, соединяющих чиллер и фанкойлы. Изменение расстояния между фанкойлами и основным чиллером корректируется при помощи насосов, что сводит к минимуму необходимость в масштабных переборках всей системы. Увеличение или уменьшение производительности насосов можно провести в любой момент работы системы, особенно если насосы были выбраны с запасом и оснащены частотными преобразователями.
Чиллер представляет собой устройство, предназначенное для термической обработки жидкости, которая используется в системе в качестве промежуточного хладоносителя. Его работа схожа с функционированием стандартной парокомпрессионной холодильной машины. В чиллере проводятся основные этапы холодильного цикла, результатом которого является охлаждение или нагрев промежуточного хладоносителя в испарителе. Для обеспечения надежности и высокого качества работы гидравлического контура в системе установлен гидромодуль с насосами, которые перекачивают хладоноситель к фанкойлам. В этом процессе теплота, отводимая от воздуха в помещениях, передается промежуточному хладоносителю, который в свою очередь передает её холодильному агенту в испарителе чиллера. Там холодильный агент, охлаждаясь, выбрасывает теплоту в окружающий воздух, а процесс повторяется. На сегодняшний день существует множество вариантов исполнения чиллеров, что позволяет выбрать оптимальный тип для объектов различной сложности. В качестве хладоносителя можно использовать воду для летнего использования или незамерзающие жидкости для зимнего периода.
Еще одним значительным преимуществом системы чиллер-фанкойл является возможность создания системы, состоящей из компонентов различных производителей. Это означает, что чиллер может быть от одного производителя, а фанкойл — от другого. Данная универсальность позволяет обеспечить длительный срок службы фанкойлов, а также снижает их стоимость и эксплуатационные затраты.
- Моноблочные устройства, предназначенные для наружной установки;
- Модульные конструкции для наружного использования;
- Моноблочные устройства внутренней установки с центробежными вентиляторами;
- Устройства с выносным конденсатором воздушного охлаждения;
- Модели с конденсатором для водяного охлаждения.
Система Фанкойл
Фанкойл представляет собой устройство, в котором осуществляется теплообмен между воздухом в помещении и хладоносителем, циркулирующим в теплообменнике фанкойла. В зависимости от режима работы чиллера, фанкойл может как охлаждать, так и нагревать воздух. Например, если чиллер функционирует в режиме теплового насоса, он поставляет теплый хладоноситель, который нагревает воздух. В случае работы чиллера в режиме холодильной машины, хладоноситель поступает в фанкойл холодным для охлаждения воздуха.
Теплообмен в фанкойле происходит в специальном теплообменнике, где хладоноситель циркулирует по трубкам с оребрением на наружной поверхности для повышения эффективности теплообмена. Чаще всего оребрение представляет собой полоски алюминия. Упрощенная конструкция фанкойла с минимальным количеством элементов снижает риск шума при эксплуатации, что особенно важно для помещений с высокой людской активностью. Однако вентиляция внутри фанкойла достигается с помощью установленных вентиляторов (осевых или центробежных), которые забирают воздух из помещения и обдувают теплообменник, возвращая охлажденный или нагретый воздух обратно. Настройка температуры в помещениях достигается за счет изменения скорости работы вентилятора или его отключения. Для более точной регулировки температуры поставляется трехходовой клапан.
Фанкойлы можно классифицировать по различным параметрам:
- По типу размещения:
— 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 (более эффективное).
По числу рядов теплообменника:
- двухрядные;
- трехрядные;
- четырехрядные.
Как работает система чиллер-фанкойл?
Система чиллер-фанкойл работает по принципу создания давления в контуре чиллера, что приводит к переходу хладагента из газообразного в жидкое состояние и его дальнейшем кипению. На данном этапе хладагент забирает тепло из окружающей среды, что содействует охлаждению всех объектов, которые с ним контактируют.
На практике процесс выглядит следующим образом:
- Создание давления в системе выполняется компрессором, который прогоняет хладагент через фильтр-осушитель в тонкую трубку, ведущую к испарителю.
- В испарителе происходит теплообмен, в ходе которого хладоноситель забирает тепло от воды, возвращающейся обратно из водяного контура всего здания.
- Охлажденная жидкость поступает насчет насосов в систему, чтобы понизить температуру в помещениях с фанкойлами.
- Для отопления предусмотрен второй независимый контур, который перекачивает тепло от хладагента в конденсатор, используемое в процессе отопления.
По принципу работы чиллер-фанкойл разделяется на два основных типа: парокомпрессионные (где используется компрессор для повышения давления) и абсорбционные (где для образования давления применяется аммиак или бромид лития, выпаривающиеся от дополнительных источников тепла влияя на хладагент). Для поддержания эффективности работы таких систем важно удалять излишки тепла, особенно в летний сезон, для чего холодильные машины оснащаются либо воздушным, либо водяным охлаждением.
Какие преимущества чиллера с воздушным охлаждением?
Чиллеры с воздушным охлаждением функционируют на основе использования конденсатора в виде радиатора, который обдувается воздухом, что позволяет отводить лишнее тепло. Чтобы повысить эффективность работы такой системы, применяются трехлопастные вентиляторы, размещенные снаружи. Преимущества чиллеров с воздушным охлаждением включают в себя:
- Низкая стоимость;
- Простая конструкция, требующая меньше обслуживания (отсутствие необходимости в антифризе и дополнительной помпе);
- Использование вентиляторов на постоянном токе, что снижает общие затраты энергии.
Как устроена система чиллер-фанкойл
Основные компоненты системы чиллер-фанкойл, которые обеспечивают зональную вентиляцию и кондиционирование помещений, включают:
- Холодильный аппарат (чиллер), который обеспечивает холодоснабжение или нагрев жидкости в системе чиллер-фанкойл;
- Фанкойл (кондиционер-доводчик), который является местным теплообменником, через который проходит поток охлажденного или нагретого воздуха;
- Система магистральной разводки соединений между устройствами;
- Насосная станция, которая перекачивает теплоноситель по магистрали;
- Расширительные и накопительные баки;
- Блок управления;
- Собственно, незамерзающая жидкость или вода.
Теперь рассмотрим подробнее ключевые элементы системы — чиллер и фанкойл.
Чиллер представляет собой мощное холодильное оборудование, включающее компрессор, испаритель и конденсатор. В отличие от стандартного кондиционера, испарительный теплообменник выводит накопленный холод не в атмосферу, а непосредственно в охлаждающую жидкость, которая затем посредством трубопроводов поступает в фанкойлы.
Чиллеры бывают двух типов:
- Абсорбционные;
- Парокомпрессионные;
Абсорбционный чиллер против Компрессионного чиллера:
Абсорбционные чиллеры имеют высокую стоимость, крупные размеры и узкую специализацию, в то время как парокомпрессионные модели являются наиболее востребованными и классифицируются на три типа:
Охлаждение теплообменника-конденсатора осуществляется с помощью осевых вентиляторов;
Забор воздуха для охлаждения и выброс горячего воздуха производится через специальный воздуховод с центробежным вентилятором;
Они способны работать в двух направлениях: на нагрев и охлаждение воздуха, и могут быть интегрированы в системы кондиционирования без установки дополнительного водонагревателя.
Фанкойл представляет собой эффективный теплообменник, который соединяется как с горячим, так и с холодным трубопроводом. В целях улучшения теплообмена используется вентилятор, расположенный за теплообменником. Основная особенность фанкойлов заключается в создании потоков воздуха нужной температуры без необходимости притока свежего воздуха, что способствует максимальной эффективности использования тепловой энергии, вырабатываемой чиллером.
Структурные элементы фанкойла:
- Теплообменник-радиатор, куда поступает теплоноситель;
- Вентилятор с двигателем, регулирующий производительность охлаждения;
- Поддон для конденсата;
- Фильтр с быстросъемной конструкцией;
- Электрический нагреватель;
- Блок управления.
Схема системы чиллер-фанкойл
Фанкойлы бывают нескольких типов, и каждая модификация имеет свои особенности. Расчет системы чиллер-фанкойл и выбор фанкойла должны учитывать условия, такие как площадь помещения, необходимая тепловая мощность, требуемая производительность и длина распределительного канала.
Кондиционеры-доводчики классифицируются по способу установки на:
- настенные;
- напольные;
- потолочные;
- универсальные (настенно-потолочные).
Внутренние блоки могут быть следующими:
Кассетные: Эти блоки предназначены для равномерного распределения, нагрева или охлаждения воздуха в помещениях с подвесными потолками, что позволяет скрыть элементы конструкции и минимизировать уровень шума. Воздушные потоки могут распределяться в одном из двух или четырех направлений.
Канальные: Канальные модели встраиваются непосредственно в систему воздуховодов. Забор воздуха происходит через отдельные воздуховоды, а его подача — через каналы, скрытые за потолочными конструкциями. Такие кондиционеры показывают отличные показатели производительности и чаще всего используются в просторных помещениях, торговых залах, складах и других аналогичных пространствах.
Сферы применения систем чиллер-фанкойл
Благодаря своей универсальности и адаптивности система чиллер-фанкойл успешно применяется в самых разных областях — от коммерческих и офисных помещений до общественных и промышленных зданий.
- Офисные здания и бизнес-центры. Система чиллер-фанкойл прекрасно подходит для организации климат-контроля в высотных административных зданиях и бизнес-центрах, где требуется персонализированный контроль температуры в каждом из помещений.
- Гостиницы и курортные отели. Система обеспечивает комфортное пребывание для гостей в каждом гостиничном номере.
- Торгово-развлекательные комплексы. Чиллер-фанкойл хорошо справляется с кондиционированием как отдельных точек продаж, так и обширных торговых площадей, включая фудкорты, игровые зоны и другие пространства в пределах комплекса.
- Промышленные объекты. Чиллеры в промышленности помогают поддерживать оптимальную температуру для работы персонала и технологического оборудования в производственных цехах, на складах, в лабораториях и других помещениях.
- Медицинские учреждения. В больницах и поликлиниках системы чиллер-фанкойл помогают поддерживать оптимальный температурный режим и влажность, что минимизирует риски передачи инфекций между пациентами и медицинским персоналом.
- Образовательные учреждения. Вони эффективны в создании комфортного температурного режима в больших аудиториях вузов.
- Спортивные комплексы. Система чиллер-фанкойл позволяет эффективно управлять температурой и влажностью в спортивных аренах, крытых катках и многофункциональных концертных залах.
Преимущества и недостатки системы чиллер-фанкойл
Преимущества
- Гибкость в адаптации к разным проектным требованиям. Модульная конструкция чиллеров позволяет при необходимости увеличивать производительность всей системы кондиционирования без глобальных изменений — достаточно просто добавить новый агрегат к уже существующему гидравлическому контуру.
- Чиллер-фанкойл можно настроить под специфические нужды различных зон в здании.
- Высокая энергоэффективность. Продуктивность чиллеров, особенно тех, что оснащены винтовыми или центробежными компрессорами, превосходит потребляемую мощность более чем в пять раз. Например, коэффициент энергоэффективности безмасляных чиллеров с магнитными подшипниками составляет от 6,7 до 7,0. Это означает, что для генерации примерно 7 кВт холода им требуется всего 1 кВт электроэнергии.
- Точный контроль температуры и влажности в разных помещениях.
- Широкий выбор моделей чиллеров и фанкойлов позволяет использовать их в разнообразных сферах.
- Улучшение качества воздуха и эффективное охлаждение технологического оборудования.
- Возможность использования чиллеров (с полной либо частичной рекуперацией теплоты) для горячего водоснабжения.
Недостатки
- Внедрение и установка системы чиллер-фанкойл требует значительных первоначальных инвестиций, особенно для крупных объектов.
- Необходимость регулярного технического обслуживания масляных и гидравлических систем, а также очистки или замены водяных фильтров и других расходных материалов, что влечет за собой дополнительный общепроизводственный расход.
- Водноохлаждаемые чиллеры требуют стабильного водоснабжения, что может стать проблемой в регионах с ограниченными ресурсами воды или при перебоях с ее подачей.
Что такое фанкойл
Дополнительно, рассуждая о чиллерах, покупатели часто задаются вопросом, что такое фанкойл и как он функционирует. Фанкойл обозначает элемент системы кондиционирования, состоящий из вентиляторов и теплообменников. Эти устройства часто комплектуются фильтром грубой очистки, эффективно задерживающим пыль и свалочные частицы. В последние годы производители начали устанавливать беспроводные пульты дистанционного управления для комфорта пользователей.
Кроме того, фанкойл — это внутренний блок в система типа сплит-система. Они могут располагаться вдоль стен в помещениях, в зависимости от требуемой температуры и площади.
Универсальность фанкойла заключается в его способности как рециркулировать воздух, так и функционировать в смешанном режиме. Для нормальной работы доводчик требует подключения к системе приточной вентиляции. В зависимости от типа монтажа фанкойлы могут быть:
- Настенными;
- Потолочными;
- Настенно-потолочными;
- Напольными.
Существуют также модели, которые можно установить различным образом. Безкорпусные фанкойлы стоят недорого и могут быть скрыты за подвесными потолками или декоративными панелями. Также вентиляторные доводчики могут быть классифицированы на двухтрубные и четырёхтрубные в зависимости от количества теплообменников.
Как выбрать фанкойл и чиллер: рекомендации
Выбор чиллера зависит от его типа и предназначения — моноблок может быть предназначен как для наружной, так и для внутренней установки. Важно учитывать необходимую мощность охлаждения, сопоставляя её с характеристиками помещения. Также стоит обратить внимание на тип хладагента. При выборе терморегулирующего вентиля наилучшим вариантом считается модель с цифровым управлением. Оптимальный выбор — чиллер в оцинкованном корпусе с теплообменниками из нержавеющей стали.
Выбор фанкойла, в свою очередь, зависит от числового значения полной теплоты, соотношения тепла и влаги, а также от того, сколько приточного воздуха необходимо в соответствии с санитарными нормами. Подходящая модель фанкойла должна обладать достаточной производительностью для текущих условий.
