Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Фанкойл: особенности, принцип работы и разновидности

Устройство системы

Устройство чиллера и схема работы, а также конструкция фанкойла несколько отличаются. Для начала разберемся, что входит в общую систему чиллера-фанкойла.

Он состоит из следующих элементов:

  1. Чиллер – это центральное охлаждающее устройство.
  2. Фанкойлом называют локальные теплообменники.
  3. Теплоноситель или охлаждающая жидкость. Обычно используют раствор этиленгликоля (антифриз) или простую воду.
  4. Насосное оборудование (гидромодуль). В сложных больших системах установлены целые насосные станции.
  5. Разводка трубопроводов.
  6. Система автоматической регулировки.

Что такое чиллер и принцип его работы

Чиллер системы кондиционирования – это агрегат, который предназначен для нагревания или охлаждения жидкости. Жидкая среда в дальнейшем выступает теплоносителем или охладителем. Благодаря широкому диапазону мощностей чиллеры применяют в климатотехнике, фармацевтической и пищевой промышленности. Они незаменимы при охлаждении медикаментов и напитков, заливке катков, отоплении и кондиционировании частных домов и общественных заведений.

Схема чиллера напоминает конструкцию бытового холодильника. В приборе есть испаритель, конденсатор и компрессор для чиллера. Отличие от холодильника в том, что тепло прибор забирает у жидкости или отдает ей. В агрегате есть два водных контура – холодный и горячий. Эти два трубопровода не пересекаются и подают жидкость к фанкойлам.

Что такое фанкойл

Фанкойлом называют эффективный теплообменник, который подключают к трубам с холодной и горячей водой. В агрегат встроен вентилятор для улучшения теплообмена. Он установлен за теплообменником. Фанкойл подает в помещение воздух заданной температуры без использования дополнительного притока воздушных масс извне. Благодаря этому повышается энергоэффективность чиллера.

Для ручного управления обогревом помещения просто перекрывают кран, подающий холодную воду. С целью управления охлаждением здания перекрывают кран подачи горячей воды. Для автоматической регулировки на панели выставляют требуемую температуру воздуха. Для ее поддержания на заданном уровне установлены термостаты. Они регулируют потоки холодного и горячего жидкого носителя.

Типы фанкойлов

Фанкойлы можно устанавливать на потолок, стены и пол в помещении. Потолочный монтаж является предпочтительнее в том случае, если система больше предназначена для охлаждения помещения. Напольный монтаж же при обогреве постройки.

Самым востребованным является потолочный агрегат, поскольку его легко установить в ячейках подвесной системы. Потолочные модели в свою очередь бывают канальные и кассетные. Также есть моноблочные конструкции с осевым или центробежным вентилятором. Центробежные приборы создают более мощный поток воздуха, а осевые обходятся дешевле, но дают меньший напор.

Принцип работы чиллера с драйкулером (без фрикулинга)

Такая система может бесперебойно функционировать независимо от показателей внешней температуры воздуха. Отрицательная черта состоит в наличии промежуточного теплообменника. Он нужен для нормального действия фрикулинга и способствует усилению гидравлического сопротивления, что влечет усиление мощности насосов. Такая установка значительно повышает затраты на электроэнергию. Кроме того, за счет добавления дополнительных составляющих происходит усложнение схемы чиллера. Принцип работы установки требует активации холодильного контура и заключается в следующем:

  • Хладагент, находящийся в форме пара, сжимается под действием компрессора (1).
  • Затем, все еще находясь в парообразном состоянии (при температуре 60-110℃), холодильный агент поступает в конденсатор (2).
  • В основном распространены пластинчатые конденсаторы. Хладагент попадает между пластинами, а параллельно ему движется охлаждающая жидкость. В результате взаимодействия этих двух веществ происходит обмен теплом. После такого контакта хладагент становится жидким, а температура жидкости повышается.
  • Насос (9) перекачивает горячую жидкость в градирню (3), для охлаждения.
  • Жидкость, попадает в трубопровод теплообменника (4), который охлаждается при помощи вентилятора (5). В результате температура жидкости падает.
  • Далее жидкость направляется в конденсатор, и происходит повторение цикла.
  • Хладагент, становясь жидким, под давлением подается в ТРВ (6). Далее (уже охлажденный) отправляется в испаритель (7). Здесь он охлаждает воду для фанкойла.
  • Из фанкойла нагретая вода попадает в промежуточный теплообменник (10). Оттуда возвращается, чтобы охладиться.
  • Хладагент, попадая в испаритель, закипает, превращается в пар и отправляется в компрессор. Цикл повторяется заново.
  • В результате такой работы системы исключаются какие-либо процессы в промежуточном теплообменнике.

IV. РАЗМЕЩЕНИЕ И МОНТАЖ

Выбор места

Главным аспектом для оборудования является место, в котором оно будет размещено. Место, в котором будет помещено оборудование, должно быть прохладным, хорошо проветриваемым, вдалеке от источников тепла, не подверженным попаданию прямых солнечных лучей.

Если же оборудование находится в жарком, плохо проветриваемом месте, то избыток горячего воздуха, поступающий из оборудования, должен утилизироваться при помощи специального воздушного канала. В противном случае, оборудование, в результате большей нагрузки, будет потреблять излишнее электричество. Поэтому проведение данной процедуры будет полезно для вас.

В случае, если перед вами встала необходимость сооружения воздушного канала, рекомендуется поместить оборудование в месте, наиболее близком к внешней среде, для того,чтобы максимально сократить расстояние для выброса горячего воздуха.

— Желательно использовать для установки чиллеров отдельное помещение. Выберите площадку для установки чиллера с учетом его габаритов и массы. Не допускается устанавливать чиллер в неотапливаемые помещения и помещения где возможно понижение температуры ниже + 5°С. — Помещение должно быть легко доступно и хорошо освещено. — Для возможности обслуживания и ремонта необходимо обеспечить минимальное расстояние между оборудованием 1,5 метра и не менее 1 метра до выступающих частей стен.

Требования к вентиляции

1. В соответствии с температурой эксплуатации чиллера, выбирайте помещение, в котором будет поддерживаться температура от + 5°С до +30°С. Необходимо обеспечить необходимую вентиляцию помещения . Температура в помещении ниже +5°С недопустима для работы и хранения чиллера. 2. В случае недостаточной вентиляции необходимо смонтировать кожух для отвода горячего воздуха наружу. Не допускайте возможности рециркуляции охлаждающего воздуха. Для этого предпочтительно забор и выход воздуха делать по разным сторонам помещения

3. При изготовлении отводящего горячий воздух кожуха учтите, что его сечение должно быть не менее площади выходного сечения на чиллере. Длинна такого кожуха, не должна превышать 4 метров и иметь не более одного поворота. Большая длина и большее количество поворотов кожуха создают большое сопротивление потоку воздуха и приведут к недостаточному охлаждению.

4. В случае невозможности изготовления кожухов, следует установить вытяжной вентилятор одинаковой производительности с вентилятором конденсатора чиллера в непосредственной близости к выходу горячего воздуха из чиллера.

5. Сечение для прохода чистого воздуха должно быть больше входного сечения на чиллере в 1,5 -2 раза.

6. Предохраняйте помещение от попадания взрывоопасных и коррозионно-опасных газов.

Подключение электричества.

Оборудование работает на переменном электрическом токе, напряжение которого равно 400 В, и частота которого составляет 50 Гц.

К входным клеммам, находящимся на панели управления, следует подключить электрический кабель такого типа, который указан на табличке, находящейся на внутренней стороне панели, соединение должно проводиться в соответствии со стандартом EN 60204-1. Перед подачей энергии на установку необходимо предохранить линию питания предохранителем мощностью указанной на табличке панели.

Подключение электрического кабеля и предохранителей должно проводиться только ответственным персоналом.

К установке в обязательном порядке должна быть проведена и соединена с указанным клеммам линия заземления.

Подключение воды

В зависимости от типа оборудования, водяные трубы различных диаметров внутри оборудования следует продлить трубами тех же диаметров и снаружи оборудования и соединить с вашей системой.

Для того, чтобы обеспечить водоснабжение оборудования, следует подвести к месту с надписью «питание», на задней части установки, трубу диаметром и снабдить её вентилем.

Разновидности чиллеров

Надо сказать, что фреон в системе все равно присутствует и находится он внутри холодильной машины. То есть, принцип работы чиллера, как и кондиционера, заключается в переносе тепла рабочим телом (фреоном) от одной среды к другой. В нашем случае тепло отбирается испарителем чиллера от нагретой в фанкойле воды и передается окружающему воздуху либо снова воде, что служит своего рода посредником – охладителем конденсационного блока.

Напомним, что фреон, — это газ, переходящий при стандартных условиях в жидкое агрегатное состояние. Это свойство использует устройство чиллера, где фреон испаряется в теплообменнике – испарителе. Происходит это за счет отбора энергии для парообразования у нагретой в фанкойлах воды. В результате последняя снова уходит в здание на охлаждение воздуха, а фреон, нагнетаемый компрессором, попадает во второй теплообменник – конденсатор, где он охлаждается и снова возвращается в жидкое состояние.

Процесс конденсации во втором теплообменнике чаще всего происходит под воздействием наружной среды, этот принцип использует чиллер с воздушным охлаждением. Для достижения высокой эффективности процесса воздух прогоняется сразу сквозь несколько радиаторов с помощью осевых вентиляторов, обеспечивающих потребный расход.

В климатических системах больших зданий часто задействованы чиллеры с водяным охлаждением, чей принцип действия мало чем отличается от воздушного агрегата. Только здесь для конденсации фреона установлен другой тип теплообменника, в котором циркулирует вода, она служит охладителем вместо воздуха.

В результате получается более дорогая и сложная схема с дополнительным контуром водяного охлаждения, зато холодопроизводительность такой системы выше, нежели у воздушной. Сложность и дороговизна возникают из-за того, что саму охлаждающую конденсатор воду тоже надо охлаждать, но теперь уже с помощью воздуха, а для этого требуется дополнительная установка – градирня (драйкулер). Функционирует она просто: вода проходит через несколько радиаторов, на каждом из которых установлен осевой вентилятор большой производительности, прогоняющий сквозь него мощный поток воздуха.

Рабочий цикл

Основные элементаы чиллера:

  1. Компрессор;
  2. Конденсатор;
  3. Испаритель;
  4. Теплообменник.

Компрессор сжимает фреон в конденсаторе, повышая давление настолько, что он конденсируется, переходит в жидкое состояние. Его температура существенно повышается.

В конденсаторе нагретый фреон отдает тепло воздуху или воде. Он охлаждается и переходит в испаритель.

В испарителе установлен регулирующий вентиль, который контролирует количество хладагента. Фреон попадает больший объем расширяется, переходит в газообразное состояние. При испарении температура хладагента падает.

В состоянии экстремально охлажденного газа фреон переходит в теплообменник, где охлаждает воду в магистрали. Холодная вода поступает в фанкойлы, обеспечивая их работу. В радиаторах фанкойлов она охлаждает воздух.

Когда чиллер работает на обогрев, процесс такой же, но циркуляция идет в обратном порядке. Теплая вода в фанкойлах нагревает проходящий воздух.

Пример работы (значения приведены для наглядности)

  • Перед попаданием в компрессор фреон имеет температуру 0 градусов. После сжатия и перехода в жидкую фазу она повышается до +60.
  • Проходя через конденсатор хладагент охлаждается до +30 °С.
  • В испарителе фреон переходит в состояние газа, его температура падает до -15 градусов.
  • Протекая через теплообменник, он нагревается от воды до 0 °С.
  • Цикл повторяется снова.

I. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ.

Прежде чем начать эксплуатацию оборудования — внимательно прочтите руководство по эксплуатации чиллера, содержащее очень важную информацию о размещении, о монтаже чиллера, об условиях применения чиллеров и об уходе за водоохлаждающей установкой.

Так как руководство по эксплуатации чиллера является источником информации о сознательной и безопасной эксплуатации водоохлаждающей установки, его следует сохранить в обязательном порядке.

Фирма — производитель не несёт ответственности в случае несоблюдения пользователями установки предоставленной ниже информации:

  1. Во время чистки чиллера ни в коем случае не используйте чистящие аппараты с применением пара, так как воздействие пара на электрические части чиллера, может вызвать короткое замыкание или поражение электрическим током.
  2. Не пользуйтесь электроприборами при проведении работ внутри чиллера.
  3. Электрическая безопасность чиллера гарантируется в том случае, если система заземления на предприятии соответствует необходимым стандартам.
  4. При чистке или уходе за чиллером, следует отключить его от сети, путём отключения главного выключателя или вынимания вилки. При вынимании вилки нельзя дёргать за шнур.
  5. Ремонт устройства должен производиться только компетентными специалистами. Произведение ремонтных работ неквалифицированными лицами очень опасно.
  6. Не допускайте повреждений частей устройства, по которым циркулирует охлаждающий газ. Газ, освободившийся в результате сгибания, повреждения или прорыва трубок для циркуляции газа, может привести к раздражению кожи и повреждения глаз.
  7. Не закрывайте и не загораживайте чем-либо вентиляционные части устройства.
  8. Ни в коем случае не используйте устройство в качестве опоры или подставки.
  9. В периоды простаивания установки, в случае понижения температуры окружающей среды ниже 0 С, существует возможность замерзания воды, находящейся в установке. В этом случае, если водоохладитель не будет использоваться длительное время, в воду, находящуюся в системе, следует добавить антифриз или слить её.
  10. Возможные поломки в результате ухода и ремонта некомпетентным персоналом не входят в гарантию.

Для охлаждения воздуха

Система чиллер-фанкойл — централизованная, многозональная система кондиционирования воздуха, в которой теплоносителем между центральной охлаждающей машиной (чиллером) и локальными теплообменниками (узлами охлаждения воздуха, фанкойлами) служит охлаждённая жидкость, циркулирующая под относительно низким давлением — обыкновенная вода (в тропическом климате) или водный раствор этиленгликоля (в умеренном и холодном климате). Кроме чиллера (чиллеров) и фанкойлов, в состав системы входит трубная разводка между ними, насосная станция (гидромодуль) и подсистема автоматического регулирования.

Терминология

Перевод для английского «сhiller» в ГОСТ 22270-76 «Оборудование для кондиционирования воздуха, вентиляции и отопления» отсутствует. Для термина «fan coil unit» ГОСТ даёт перевод «вентиляторный доводчик» (доводчик, осуществляющий с помощью встроенного вентилятора местную рециркуляцию и подачу в помещение смеси внутреннего воздуха с наружным воздухом, предварительно прошедшим обработку в центральном кондиционере воздуха, а также нагрев и/или охлаждение воздуха).

Преимущества

По сравнению со сплит-системами, в которых между холодильной машиной и локальными узлами циркулирует газовый хладагент, системы чиллер-фанкойл обладают преимуществами:

Масштабируемость. Количество фанкойлов (нагрузок) на центральную холодильную машину (чиллер) практически ограничено только её производительностью.

Минимальный объём и площадь. Система кондиционирования крупного здания может содержать единственный чиллер, занимающий минимальный объём и площадь, сохраняется внешний вид фасада за счёт отсутствия внешних блоков кондиционеров.

Практически неограниченное расстояние между чиллером и фанкойлами. Длина трасс может достигать сотен метров, так как при высокой теплоёмкости жидкого теплоносителя удельные потери на погонный метр трассы намного ниже, чем в системах с газовым хладагентом.

Стоимость разводки. Для связи чиллеров и фанкойлов используются обыкновенные водяные трубы, запорная арматура и т. п. Балансировка водяных труб, то есть выравнивание давления и скорости потока воды между отдельными фанкойлами, существенно проще и дешевле, нежели в газонаполненных системах.

Безопасность. Потенциально летучие газы (газовый хладагент) сосредоточены в чиллере, устанавливаемом, как правило, на открытом воздухе (на крыше или непосредственно на земле). Аварии трубной разводки внутри здания ограничены риском залива, который может быть уменьшен автоматической запорной арматурой.

Недостатки

Системы чиллер-фанкойл более экономичны по потребляемой электроэнергии, чем крышные системы, но безусловно проигрывают в экономичности системам c переменным расходом хладагента (VRF). Однако предельная производительность VRF-систем ограничена (объёмы охлаждаемых помещений до нескольких тысяч кубометров).

Неисправности

  • Утечка фреона. Утечка фреона может произойти в результате негерметичного соединения фреонового контура.
  • Выход из строя компрессора. В компрессоре как правило происходит сгорание обмотки статора или разрушение клапанов (поршневой группы).
  • Влага в холодильном контуре. Влага (вода) в холодильный контур может попасть в результате образования утечки в испарителе, вследствие чего происходит смешение двух контуров «фреон-вода».

Основные схемы охлаждения жидкости

  • Непосредственное охлаждение.. Наиболее распространённый вариант. Охлаждение жидкости происходит в теплообменнике жидкость/фреон. Разница температур между входом/выходом составляет не более 7°С. Стандартный режим кондиционирования +7/12°С.
  • Охлаждение с использованием промежуточного хладоносителя. Данный тип схемы применяют когда разница температуры жидкости на входе и на выходе из чиллера более 7°С.

Виды чиллеров и их отличительные особенности

Производители предлагают разные варианты таких холодильных машин. В продаже чаще всего встречаются вот такие модели:

  1. Чиллеры с воздушным охлаждением. Эти устройства в качестве теплообменника используют воду, так что проектные и монтажные работы не вызывают особых затруднений. Подобные преимущества не могут скрыть и недостатки кондиционирвоания системы с водяным содержимым: она может работать только при плюсовой температуре и считается очень шумной.
  2. Чиллеры с незамерзающими жидкостями. В магистрали этих систем заливают гликоль, который может дать температуру в 5-10ºС. Такие системы нет необходимости периодически опустошать, они не размораживаются и могут работать даже при минусовой температуре воздуха. В зимнее время такие чиллеры подсоединяют к сухим градирням. Но стоят такие системы намного дороже, потребляют много киловатт и требуют двойного гидравлического контура с дополнительной автоматикой.
  3. Чиллеры с градирнями. Такие конструкции дают возможность выбирать один из трёх режимов работы, регулируя расход электричества. Это один из самых экономичных вариантов, славящихся своей быстрой окупаемостью. В промежуточных теплообменниках в этой системе нет необходимости.
  4. Чиллеры с выносными конденсаторами – не самые популярные модели, которые невыгодны с точки зрения покупки и эксплуатации. Они успешно работают только в южных регионах, требуют большого количества хладагента и нуждаются в профессиональной установке и обслуживании.
  5. Чиллеры с сухой градирней и жидким охлаждением. Весьма дорогостоящее оборудование с высокими энергосберегающими показателями. Отличается бесшумной работой, круглогодичным функционированием и отсутствием необходимости в сезонном обслуживании.
  6. Центробежные чиллеры с испарительной градирней. Используются для больших зданий. Такие устройства поддерживают стабильную температуру теплоносителя и не нуждаются в капитальных затратах, но имеют довольно низкую производительность.
  7. Газовые чиллеры с водяным охлаждением. Топливом в этом контуре выступает природный газ, а значит, энергозатраты минимальны. Такие системы быстро окупаются и могут использоваться зимой для отопления.

ФОТО: static.tildacdn.comТакую систему нужно постоянно контролировать и следить за её содержимым

ФОТО: ereinsaat.com.trТакие устройства весят сравнительно немного и могут устанавливаться на крышах

Преимущества

Существует огромный выбор фанкойлов разной конструкции и типа подключения к системе отопления.

Часто фанкойлы используются в схемах охлаждения магазинов, кинотеатров, гостиниц, офисных помещений и торговых залов. Их главные преимущества:

  • Универсальность. Расстояние между чиллерами и фанкойлами неограничено ничем, длина трасс может достигать нескольких сотен метров. Это возможно за счет того, что при высокой теплоемкости жидкого носителя потери тепла на погонный метр намного меньше, чем в системах с газовым хладагентом. Разводка производится обычными газовыми или водопроводными трубами, что делает данную систему кондиционирования гораздо более экономичной при установке. Всегда есть возможность связать несколько чиллеров в автоматическую систему, которой можно управлять с помощью одного пульта.
  • Самодостаточность. Система чиллер-фанкойла может работать параллельно в нескольких помещениях, причем на теневой стороне она будет работать на обогрев, а на солнечной стороне помещение будет охлаждаться. Это очень выгодное решение для помещений с большой площадью.
  • Экономичность. Система фанкойла расходует гораздо меньше электроэнергии, чем обычная сплит-система.
  • Диапазон работы. Своей популярностью фанкойлы обязаны тем, что у них есть возможность постепенного ввода устройства в эксплуатацию.
  • Безопасность. Все взрывоопасные газы находятся в чиллере, который устанавливается на открытом воздухе. Вероятность взрыва сводится к минимуму.
  • Цена разводки. Помимо дешевых расходных материалов (газовых и водяных труб), используемых для разводки, еще одним преимуществом является относительно невысокая стоимость балансировки данных труб. Здесь она существенно проще и дешевле, чем в газонаполненных системах.

Помимо очевидных преимуществ, у фанкойлов существуют и недостатки. Одним из минусов можно выделить отсутствие в данном устройстве системы вентиляции. С этой целью обычно приходится использовать дополнительный кондиционер, который охлаждается от чиллера.

Системы чиллер-фанкойлов намного более экономичны по потреблению электроэнергии, но по этому показателю они все же уступают системам с переменным расходом хладагента. Всегда есть вероятность утечки фреона, что может привести к выводу системы из строя. Прийти в негодность может и компрессор, обычно это происходит из-за разрушения клапанов или сгорания обмотки статора.

Виды фанкойлов

По способу размещения фанкойлы делятся на:

  • Кассетный фанкойл – этот вид фанкойла монтируется в подвесной потолок, и требует достаточно пространства для монтажа.
  • Канальный фанкойл – не имеет оболочки, из-за чего монтируется скрыто, часто подсоединяется к системе воздуховодов, что позволяет равномерно распределить холод по помещениям.
  • Настенный фанкойл – вешается на стену, имеет привлекательный вид.
  • Напольно-потолочный фанкойл – может монтироваться как на полу (вместо радиаторов) так и на потолке. Имеет красивый корпус, малошумный.

По количеству подсоединяемых трубопроводов:

  • Двухтрубный фанкойл — когда фанкойл работает только на тепло или только на холод, к нему подводится две трубы к одно контурному теплообменнику.
  • Четырехтрубный фанкойл – такой фанкойл может работать одновременно на тепло и на холод, состоит из двух секций (секция тепла и секция холода фанкойла) к которым подводятся трубопроводы.

Характеристики чиллеров

Основной характеристикой охлаждающей машины является ее мощность. Она может варьироваться между показателями 5 кВт – 9000 кВт. Маломощные подходят для офисов, более мощные используются в промышленности и на производстве.

Остальные характеристики

Характеристика Значения
Модель Зависит от производителя
Холодопроизводительность Измеряется в кВт, может быть от 10 до нескольких тысяч
Номинальная мощность Тоже измеряется в кВт, имеет значения в диапазоне от 30 до 200
Габариты От 500 до 4000 мм в ширину, в длину и по высоте
Вес От 100 до 2000 кг
Тип компрессора, испарителя, конденсатора и цвет корпуса Зависит от производителя

Основные характеристики

Что такое чиллер (англ. Chiller) — это аппарат для взаимодействия с жидкостью, который использует абсорбционный или парокомпрессионный холодильный цикл. Он обладает способностью охлаждать или нагревать различные жидкости, что часто требуется на производстве. Благодаря данной холодильной установке можно обеспечить необходимый микроклимат в торговых центрах или офисах.

Решая задачу обогрева или охлаждения здания, следует иметь в виду чиллер. Что это такое можно понять из описания: устройство напоминает внешний блок кондиционера, к которому подсоединено немалое количество внутренних систем. Создание тепла либо холода осуществляется благодаря конденсации хладагента и испарительных циклов. Главное отличие чиллера от обычного кондиционера в том, что циркуляция происходит лишь в самом устройстве.

К холодильной установке выполняется подключение фанкойлов, и между ними используется магистраль. В ней осуществляется циркуляция жидкости, которая выступает в роли теплоносителя. Использовать можно воду, гликоль и похожие смеси.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации