Система “чиллер-фанкойл”: назначение, принцип работы, особенности и подключение

Система чиллер-фанкойл – это система климатконтроля воздушных масс, которая состоит из чиллера, отвечающего за охлаждение воды, и фанкойлов, которые используют эту охлажденную воду для охлаждения и обогрева воздушных масс в помещении.

В данной статье будет рассмотрено принцип работы и преимущества охладительного устройства, а также ее основные характеристики и области применения.

Принцип работы

Охлаждающий аппарат имеет свою задачу – производство охладительной жидкости (хладагент) оптимальной температуры и подача ее к другим приборам. Оборудование, которое принимает хладагент называется фанкойлом. Монтаж устройства осуществляется внутри комнаты, по внешнему виду он ничем не отличается от испарительного модуля климатоборудования.

Система чиллер-фанкойл – принцип работы:

Рабочий процесс охлаждающего аппарата основан на сжатии или всасывании пара. Этот процесс осуществляется в специальном устройстве (испарительный аппарат), где жидкость с добавлением специального вещества превращается в пар.
Пар переходит в компрессор, где повышается его температура и давление. Холодильный агент перемещается в конденсатор, где газ выделяет тепло и обратно превращается в жидкость.
Раствор перемещается к дроссельной затворке. Этот компонент предназначен для снижения давления и температуры. Когда хладагент возвращается в испаритель, происходит повторение цикла охлаждения. Повторение продолжается, пока хладагент не достигнет нужной температуры.
Жидкость снижает температуру, когда она входит в устройство для охлаждения воздуха, которое установлено внутри объекта. Эти устройства притягивают воздушные массы из комнаты, который охлаждается, проходя через устройство, после чего равномерно распределяется по всей комнате.

Данный процесс проходит плавно и одновременно: часть компонентов работает синхронно. В оборудовании имеются термостаты и электронные компоненты, за счет чего происходит контроль режима работы, а также установки в целом.

Элементы конструкции системы «чиллер-фанкойл» и как работает

К ключевым установкам относят: чиллер, гидромодуль, насосная станция, испарительные блоки, автоматика. Предлагаем ознакомиться с основными элементами.

Чиллер

Принцип работы системы чиллер-фанкойл основывается на взаимосвязанной работе 4 приборов, по которым проходит холодильное вещество:

испаритель;
компрессор;
конденсатор;
расширительный клапан.

Есть отдельная абсорбционная холодильная машина (АБХМ)/абсорбционный охлаждающий аппарат, производящий холод из отработанного тепла.

Насосная станция

Предоставляет передвижение материала между охладителем и вентиляторными катушками и содержит в себе следующие компоненты:

циркуляционный насос поддерживает нужный уровень давления;
расширительный бак компенсирует температурное расширение/сжимает тепловой носитель;
запорная арматура необходима для технического обслуживания установки;
аккумулирующий бак оптимизирует нагрузки на устройство, если снижается потребность в охлаждении;
прибор управления и защиты, который контролирует рабочий процесс насосной станции и предупреждает аварийные ситуации (сбои в конфигурации прибора).

Фанкойл

Принимающее устройство. Во испарительном модуле комнатные воздушные массы охлаждаются, проходя через теплообменник, и возвращаясь обратно в комнату. Вентиляторный доводчик – не относится к автономному механизму. Вентиляторные катушки не могут работать без охладителя – в этом и заключается отличие.

Особенности конструкции

Система чиллер-фанкойл имеет определенный принцип работы и схему, а также особенности конструкции.

Все системы

Проектирование систем чиллер-фанкойл составляется на основании характеристик прибора и расположения комнаты. Охлаждающий аппарат монтируется за пределами строения, либо в специально отведенном месте со всем необходимым оборудованием. Тогда нужно делать звукоизоляцию, так как прибор достаточно шумный. Установка имеет ряд отличительных параметров от стандартных кондиционеров и вентиляций кассетного и настенного типа:

Класс хладагента. В устройствах для охлаждения используют воду или специальный раствор. В климатических агрегатах применяется дорогостоящий хладагент.
Габариты конструкции. К устройству для охлаждения можно подсоединить сколько угодно таких устройств. Количество испарительных блоков в стандартных устройствах и длина труб строго ограничены.
Размер помещения. Кондиционеры подходят для площадей менее 200 квадратных метров. Для крупных объектов с множеством комнат рекомендуется использовать данную конструкцию: она эффективно обеспечивает оптимальные условия и соответствует дизайну здания.

Также стоит отметить, что данное устройство легко интегрируется в приборы приточной вентиляции, установленные в большинстве старых зданий.

Насосной станции

Насос выполняет функцию передвижения хладагента внутри установки. Основные элементы включают в себя:

За создание нужного давления в системе чиллер-фанкойл отвечает циркуляционный насос.
За компенсацию увеличенного объема при температурных изменениях жидкости отвечает расширительный бачок.
За контроль передвижения потока отвечает запорная арматура.

Механизм управления отвечает за обеспечение бесперебойной работы в штатном режиме.

Схема системы «чиллер-фанкойл» и подключение

Чиллер-фанкойл система кондиционирования состоит из четырех основных узлов, где принцип работ – обеспечение эффективного и равномерного охлаждения или обогрева объекта. В схему входят следующие компоненты:

Охлаждающий аппарат осуществляет производство холодной энергии и удаляет тепло, которое переносится рабочей жидкостью от обрабатываемых пространств в окружающую среду.
Гидромодуль – циркуляция теплового носителя по трубопроводам.
Трубопровод – соединение холодильного прибора и фанкойла между собой.
Фанкойл – отвечает за охлаждение и обогрев внутреннего пространства в помещениях конкретного объекта.

Важно знать, для климатконтроля используются двухтрубные (одноконтурные) испарительные модули. В схеме системы чиллер-фанкойл, где требуется обогрев одного помещения с одновременным климатконтролем другого, необходимо монтировать двухконтурные (четырехтрубные) испарительные модули. Один контур подключается к охладительному прибору, другой к отопительной системе, соответственно вся разводка должна выполняться по схеме с двухконтурными модулями.

Разновидность фанкойлов:

настенные;
потолочные;
напольно-потолочные;
кассетные;
канальные;
с одним потоком;
многопоточные;
низко-, средне- и высоконапорные.

Размещать их можно одновременно в обслуживаемом сооружении.

Преимущества и недостатки системы «чиллер-фанкойл»

Длина и высота труб, которые соединяют внутренние и внешние блоки центральных кондиционеров, играют важную роль и определяют, какой тип климатоборудования лучше всего подходит для конкретной ситуации.

VRF-прибор имеет ограничения по дальности соединения испарительного блока с наружным блоком — не более 165 метров. В то время как схема с чиллером и фанкойлом позволяет прокладывать трубы на большие расстояния. Также существуют ограничения по разнице в высоте между блоками и общая длина труб не должна превышать 300 метров.

Эти факторы влияют на выбор между жидкостными и газовыми магистралями, которые соединяют компоненты системы климатконтроля и вентиляции. При выборе определенного типа оборудования также важно учитывать другие особенности, которые используют водные растворы.

Плюсы системы кондиционирования чиллер-фанкойл:

подключение испарительных блоков в неограниченном количестве, но с учетом их общей мощности, которая соответствует рабочему процессу охлаждающего аппарата;
работает на жидком, а не газообразном веществе, тем самым позволяет избежать рисков по разгерметизации и потери больших объемов холодильного агента;
высотные ограничения и удаленность устройства от холодильной установки определяется мощностью циркуляционных насосов;
поэтапное наращивание мощности охлаждения, с добавление модульных охлаждающих аппаратов с подключением дополнительных потребителей холода;
холодильный центр не нуждается в контроле по расходуемому хладагенту для связи с удаленным потребителем, поэтому вентиляция может быть собрана от разных производителей;
почти нет ограничений по высоте и площади обслуживаемого объекта;
во время прокладки трасс, можно использовать водопроводные трубы и запорную арматуру;
система холодоснабжения чиллер-фанкойл может одновременно охлаждать и обогревать.

Минусы:

в климатоборудовании важно поддерживать жидкость в трубах, чтобы избежать перегрева из-за возможных утечек;
для охлаждающих аппаратов, установленных на улице без конденсаторов, необходимо использовать жидкость, которая не замерзает;
насосы потребляют дополнительную энергию для работы;
установка чиллер-фанкойл требует больших вложений, чем мультизональные системы типа VRV-VRF аналогичной мощности.

Установка потребляет немного больше электроэнергии, чем VRF-приборы с той же мощностью. Насосные модули перекачивают водный раствор с добавлением гликоля, дают дополнительный расход энергии. Например, при среднем значении выработки холода в один киловатт уровень потребляемой энергии увеличивается на 0.1 киловатт.

Вероятные неисправности

При эксплуатации прибора могут возникнуть различные неполадки, которые способны оказать влияние, как на работоспособность оборудования, так и на уровень комфорта в помещении. Важно быть в курсе распространенных проблем, которые могут вывести из строя оборудование. О каждой проблеме, расскажем ниже.

Проблема с чиллерами

Недостаточное рабочее давление фреона в системе чиллер-фанкойл, которое может быть вызвано утечкой или неправильный заряд устройства.
Засоряются фильтры и тепловые обменники, что приводит к снижению эффективности работы прибора и увеличение потребления электричества.
Компрессор неисправен. Чаще всего происходит из-за перегрева, неправильно проведенное сервисное обслуживание и монтаж, либо износ оборудования.
Проблемы с электрическим питанием. Скачки напряжения, либо проблемы при подключении.

Проблема с фанкойлами

Воздушные фильтры загрязнены – снижается воздушный поток и увеличивается нагрузка на внутренние модули.
Вентилятор неисправен – происходит поломка мотора или повреждаются лопасти.
Теплообменник засоряется – снижается тепловая передача и эффективность.
Протечка воды – из-за коррозий, неправильно проведен монтаж оборудования, либо повреждены трубы.

Проблема с гидравлической системой

Воздушные пробки – неравномерное охлаждение или обогрев.
Система дала течь – в трубопроводах/соединениях может снижаться давление и уровень жидкости.
Неправильная балансировка – недостаточное движение воды с неравномерным распределением температуры.

Проблемы с электричеством и управлением

Сбои в системе управления – неправильная работа или полный отказ оборудования.
Датчики температуры неисправны – приводят к неправильному рабочему процессу системы.

Эксплуатация и охлаждение

Важно отметить, что устройства используются не только для охлаждения и обогрева объектов. Например, холодильные машины чиллеры играют значительную роль в промышленном производстве холода. Они способны создавать и поддерживать нужные температурные условия в холодильных камерах.

Существует несколько вариантов настройки по работе, что делает их востребованными на крупных промышленных объектах с различным назначением и множеством типовых помещений:

административные;
коммерческие;
промышленные;
жилые многоэтажки;
элитные комплексы;
гостиницы;
учебные учреждения (ДОУ, БДОУ, ВУЗ);
спортивные комплексы.

Также данное оборудование используется в бассейнах для охлаждения воды, подготовки специальных растворов, чтобы сохранить ледовое покрытие на катке.

Охлаждение воздушными объемами

В этой ситуации отсутствуют внутренние охлаждающие устройства (вентиляторные катушки). Холодильная жидкость по центральной воздуховодной системе поступает в помещение через диффузоры. Система автоматики поддерживает заданную температуру. Если параметры превышают установленные значения, увеличивается объем поступающего охлажденного и происходит отвод теплого воздуха из помещения. Основным элементом управления является двухходовой или трехходовой клапан.

Охлаждение в оконечных приборах

В данной схеме охладительного устройства внутренние блоки не используются. Альтернатива им климатические модули и балки охлаждения. Воздушные массы в комнате имеют большую скорость и проходят через теплообменник с холодной водой, которая охлаждается и снова подается в помещение.

Сочетание двух охладительных устройств

В климатоборудование можно установить вентиляционную систему. Свежие воздушные массы из ПВС охлаждаются при прохождении через теплообменник, происходит смешение с внутренними воздушными массами. После чего, подготовленный воздух подается в помещение.

Вывод

Система «чиллер-фанкойл» идеально подходит для охлаждения помещений средних и крупных размеров. Чиллер охлаждает воду, которая затем проходит по внутренним модулям, где происходит обмен тепла с воздухом. Это позволяет обеспечить комфортную температуру в помещении даже в жаркие летние дни. Система эффективна, экономична и позволяет существенно снизить энергопотребление по сравнению с другими видами климатконтроля воздуха.

Часто задаваемые вопросы

Чем отличается хладагент от теплоносителя?

Хладагент используется для охлаждения систем кондиционирования, а теплоноситель — для передачи тепла в системах отопления.

Где используется система «чиллер-фанкойл»?

Система «чиллер-фанкойл» используется в коммерческих объектах, торговых центрах, офисах и других больших помещениях.

«Чиллер-фанкойл» и VRF-кондиционирования — что лучше?

Выбор между «чиллер-фанкойл» и VRF-кондиционированием зависит от конкретных условий и потребностей помещения. В общем случае, VRF-системы считаются более эффективными и удобными в эксплуатации.

Какая рекомендуемая скорость воды в системе?

Рекомендуемая скорость воды в системе чиллер-фанкойл зависит от конкретного оборудования, но обычно она составляет от 1.5 до 3 м/с.

Какой по мощности необходим фанкойл в помещение?

Мощность устройства для помещения зависит от его площади, высоты потолков, изоляции и других факторов. Рекомендуется провести расчет отдельно для каждого конкретного случая.

Какой по мощности необходим чиллер для кондиционирования здания?

Мощность чиллера для кондиционирования здания также зависит от его площади, количества окон, изоляции и других факторов. Рекомендуется провести расчет отдельно для каждого конкретного случая.