Фанкойлы: что это такое, их принцип работы и особенности

Чиллер-фанкойл- система охлаждения/нагрева воздуха централизованного типа, предназначенная для больших площадей.
Система включает в себя чиллер — источник холода/тепла и множество теплообменников — фанкойлов, через них воздух нужной температуры поступает в помещения.

Подробный обзор

Виды монтажа чиллеров

У чиллеров, за исключением модификаций с выносным конденсатором, холодильный контур собран и заправлен на предприятии – изготовителе, поэтому операции по пайке медных труб не требуются. Наиболее трудоёмкой операцией при монтаже системы чиллер-фанкойл является монтаж трубопроводов холодоносителя. Они как правило выполняются из стальных труб методом сварки. В последнее время для этих целей стали применяться пластиковые трубы PPR (полипропилен).

Монтаж чиллера с внутренней установкой

Чиллер может быть предназначен для внутренней установки. В этом случае он или имеет выносной конденсатор воздушного охлаждения (размещается обычно на удалении до 25 м от чиллера), или конденсатор водяного охлаждения входит в состав чиллера, а тепло отводится с помощью сухой градирни – драйкулера.

Монтаж чиллера с выносным конденсатором

Монтаж выносного конденсатора сводится к установке конденсатора на раму, и пайке медной трассы с соблюдением необходимых уклонов и установкой маслоподъёмных петель. Если предполагается зимняя эксплуатация чиллера, то дополнительно потребуется установка ресиверов, пилотных и обратных клапанов, кранов и клапанов Шредера.

Монтаж градирни

Монтаж градирни заключается в установке оборудования и прокладке трубопроводов. Трубопроводы обычно стальные, с соединением на сварке. К качеству сварных швов предъявляются повышенные требования, так как заполняются такие системы обычно растворами этиленгликоля, имеющими повышенную текучесть.

Если гидромодуль не входит в состав чиллера, (например параметры штатного гидромодуля не соответствуют параметрам сети), то устанавливают отдельный гидромодуль или насосную группу. Это требует большего количества монтажных (в том числе и сварочных) работ, а так же согласование работы насосной группы и чиллера с помощью средств автоматизации.

Автоматика для работы чиллера

Работа системы автоматики чиллера направлена на поддержание температуры охлаждённой воды и не имеет связи с фанкойлами. По этой причине, теоретически, система может работать с минимальной нагрузкой (процентов пять), включения чиллера при этом буду редки, а про понятие энергоэффективность лучше забыть. Зато, в отличие от ВРВ, где с наружными блоками одного производителя, могут работать только внутренние блоки того же производителя, к чиллеру можно подключать фанкойлы любых производителей.

За исключением уже упоминавшихся особенностей монтажа трубопроводов, остальные этапы монтажа для систем ВРВ и чиллеров очень похожи. Чиллер или наружный блок ВРВ монтируется на фундамент или заранее подготовленную раму, таким образом, чтобы обеспечить свободное движение воздушных потоков (для систем с воздушным охлаждением конденсатора) и удобство обслуживания. Монтаж внутренних блоков ВРВ и фанкойлов принципиальных отличий так же не имеет.

Описание климатического оборудования

«Чиллер-фанкойл» — система вентиляции, обеспечивающая кондиционирование воздуха за счет использования в качестве охладителя незамерзающей жидкости (антифриза или растворов на основе этилен-гликоля).

В комплектацию входят:

  • чиллер — агрегат, охлаждающий теплоноситель;
  • фанкойл — местный теплообменник с вентилятором, пропускающий через себя нагретый или охлажденный воздух;
  • емкость для нагрева воды — заменяет чиллер в холодное время года;
  • насосные агрегаты, обеспечивающие циркуляцию охлаждающей жидкости между чиллером и фанкойлом;
  • расширительная и накопительная емкости;
  • блок, осуществляющий управление системой кондиционирования в целом.
Описание климатического оборудования

Оборудование может быть установлено в любом здании и использоваться для кондиционирования воздуха в отдельно взятой комнате или во всех помещениях. При организации системы в больших зданиях дополнительно требуется оснащение воздуховодами и трубопроводами, обеспечивающими приток и циркуляцию воздуха и охлаждающей жидкости. При этом один чиллер будет подавать охлажденный раствор на несколько фанкойлов.

Универсальной конфигурации оборудования, которая обеспечивала бы кондиционирование воздуха на любом объекте, не существует. Ее необходимо подстраивать под конкретные условия эксплуатации.

Система кондиционирования

Основные преимущества системы «чиллер-фанкойл»:

  • использование в качестве охладителя незамерзающих жидкостей, обеспечивающих работоспособность системы при отрицательной температуре окружающего воздуха;
  • возможность постепенного наращивания мощности системы, что допускает поэтапный ввод в эксплуатацию;
  • управление фанкойлами и всей системой в целом осуществляется при помощи встроенного или выносного пульта управления;
  • неограниченная удаленность внутренних блоков от места расположения чиллера (зависит только от мощности насосного оборудования).

Выбор фанкойлов

Описание климатического оборудования

Подбирая фанкойл для конкретного помещения, специалисты в первую очередь обращают внимание на:

  • холодопроизводительность устройства (объем воздуха, который требуется охладить в течении одного часа);
  • длину воздушного потока;
  • тип и геометрические размеры помещения (длина, ширина, высота, объем, наличие окон и пр.).
Читайте также:  Как увлажнители воздуха влияют на организм человека?

Важное значение имеет место предполагаемой установки. Если агрегат будет использоваться для обогрева помещения, его целесообразно располагать ближе к полу, а если для охлаждения — как можно ближе к потолку.

Конструкция и принцип работы

Чиллер-фанкойл является универсальной системой, которая способна поддерживать комфортный климат в любое время года и в помещениях любого типа, объема и высотности.

Все узлы системы имеют свои конструктивные особенности.

Чиллер служит для охлаждения / нагрева жидких сред, которые затем идут в трубную магистраль и через нее во фанкойлы.

Основные элементы конструкции:

  • электродвигатель,
  • блок управления,
  • компрессор, который сжимает хладагент (фреон) и повышает его температуру,
  • конденсатор, в котором фреон превращается в жидкую среду и отдает тепло
  • и испаритель, обеспечивающий охлаждение жидкого теплоносителя за счет отбора тепла на кипение хладагента.

Суть процесса заключается в поочередной конденсации, испарении, сжатии и расширении хладагента. За счет данного процесса происходит охлаждение или нагрев жидкости. Далее жидкость определенной температуры поступает по трубопроводу в финальный теплообменник — фанкойл. Для осуществления нагрева происходят те же циклы, только по второму контуру пускается теплый носитель.

Существуют чиллеры с различными типами:

  • устройства (моноблочные и с выносным блоком);
  • установки (снаружи или внутри здания);
  • охлаждения (водяное или воздушное).

Особняком стоит абсорбционный чиллер, который имеет иной принцип работы. В нем отсутствует компрессор, а давление в системе повышают сторонние источники тепла. Принцип работы основан на прямом нагреве — сжигании топлива внутри агрегата или косвенном — от внешних источников тепла. Данный вид чиллера используется там, где есть перебои с электричеством. Но надо иметь ввиду, что они менее экологичны за счет продуктов сгорания.

Выбор чиллера зависит от задач системы и параметров объекта.

Фанкойл состоит из радиатора, по которому циркулирует жидкость заданной температуры и вентилятора, который направляет потоки воздуха в нужных направлениях. Конструктивно напоминает внутренний блок сплит-систем, может располагаться на потолке, стене или полу, в зависимости от задач. Для удобства регулировки и обслуживания комплектуется трехходовым клапаном.

Существуют несколько типов фанкойлов:

  • кассетные одно и четырехпоточные;
  • канальные низко, средне и высоконапорные
  • потолочные, настенные, напольные.

Благодаря простому устройству фанкойлы имеют долгий срок эксплуатации, простую наладку и низкую стоимость.

Гидромодуль служит для циркуляции теплоносителя между чиллером и фанкойлом. Состав гидромодуля: насос, расширительный бак, аккумулирующий бак, вентили, система управления и защиты.

По какому принципу функционирует чиллер?

Схема работы центробежного чиллера Hitachi

Принцип работы чиллера имеет свои особенности. Если вам потребовалось данное оборудование, то вы непременно должны ознакомиться с ним. Работа чиллера базируется на почти безостановочном цикле. Здесь многое зависит от потребителя.

К примеру, по системе кондиционирования перемещается фреон. Газ проникает сквозь радиатор внутреннего блока, который охлажден. Воздух обдувает радиатор. В итоге фреон прогревается, а температура воздуха понижается. Фреон попадает в компрессор. В чиллере же роль фреона исполняет холодная вода, которая протекает сквозь радиатор. Радиатор обдувается теплым воздухом из помещения. Вода нагревается, а воздух при этом охлаждается. Вода опять попадает в чиллер.

Теплообменник, предназначенный для чиллера, имеет два контура:

  • по одному из контуров циркулирует жидкость;
  • по другому контуру перемещается фреон.

Эти два контура прикасаются друг к другу. Однако вода и фреон не смешиваются. В целях повышения эффективности системы данные среды перемещаются навстречу друг другу.

В теплообменнике происходят такие процессы.

  • Сквозь терморегулирующий вентиль жидкий фреон проникает в свой контур теплообменника. Данное вещество расширяется, что приводит к отбору тепла от стенок. Из-за этого фреон нагревается, а стенки охлаждаются.
  • По контуру теплообменника протекает вода. По той причине, что стенки охлаждены, температура жидкости падает.
  • Фреон попадает в компрессор, а холодная вода — охлаждает что-либо.
  • Происходит повторение цикла.

Разновидности чиллеров

В продаже представлены различные виды чиллеров:

  • абсорбционные — энергия добывается преимущественно из бросового тепла, которое возникает в процессе производства и просто выбрасывается в окружающую среду (это, к примеру, горячая вода, охлаждаемая воздухом);
  • парокомпрессионные — холод генерируется в парокомпрессионном цикле, который состоит из таких процедур, как испарение, дросселирование, и др.

По способу монтажа чиллеры делятся на :

  • наружные — единый моноблок, который монтируется на улице;
  • внутренние — оборудование, которое состоит из двух частей. Конденсатор устанавливается снаружи здания, все остальные части — внутри.
По какому принципу функционирует чиллер?

По разновидности конденсатора чиллеры делятся на такие подвиды:

  • с охлаждением водяного типа. Система с таким охлаждением стоит сравнительно дорого, однако она отличается повышенной надёжностью;
  • с охлаждением воздушного типа. Наиболее простой и недорогой вариант.

По типу исполнения гидромодуля чиллеры делятся на следующие виды:

  • со встроенной установкой. Оборудование с этим гидромодулем представляет собой моноблок, в который входит расширительный бак и насосная группа;
  • с выносной установкой. Такой гидромодуль обычно применяется в тех случаях, если оказывается недостаточно мощности встроенного механизма. Ещё он используется в случаях, когда имеется потребность в резервировании.

Чиллер может быть оснащен одним из следующих видов компрессоров:

  • винтовой;
  • ротационный;
  • поршневой;
  • спиральный.
Читайте также:  Какой выбрать воздухоувлажнитель для ребенка: советы по выбору

Также чиллеры классифицируют в зависимости от типа вентилятора. Оборудование может быть оснащено такими вентиляторами:

  • осевой. Оборудование с таким вентилятором можно устанавливались исключительно снаружи строения. Крайне важно, чтобы не было создано никаких препятствий для поступления воздуха в конденсатор и для его выброса вентиляторами;
  • центробежный. Оборудование с таким вентилятором рекомендовано для монтажа внутри здания. Оно отличается небольшими габаритами и малым уровнем шума.

Важные аспекты монтажа чиллера

Чтобы ощутить все преимущества эксплуатации такого устройства, как чиллерная установка, её монтаж нужно осуществлять строго с соблюдением определённых правил. Вот основные из них.

  • Данное оборудование должны устанавливать исключительно компетентные мастера.
  • Чиллер должен в полной мере отвечать критериям проекта инженерной сети в части места монтажа, конструкции и мощности.
  • Запрещено устанавливать оборудование, которое имеет изъян.
  • Перемещать оборудование до места, где оно будет установлено, можно только с помощью крана.
  • Разрешено заливать лишь воду, а также раствор этилен- либо пропиленгликоля, который имеет концентрацию до 50 процентов.
  • В обязательном порядке должны быть проведены пуско-наладочные испытания.
  • Вокруг чиллера должно оставаться пространство, обеспечивающее беспрепятственный доступ обслуживающего специалиста.
  • Необходимо строго соблюдать технику безопасности и рекомендации производителя.

Приобретая и устанавливая чиллер, вы можете быть уверены в том, что получите современную и надёжную систему.

Подбор чиллера

Для расчета холодильной машины необходимо знать общие теплоизбытки по всем потребителям холода. Обычно эта величина является требуемой холодопроизводительностью чиллера и измеряется она в кВт.

Основные данные для подбора чиллера:

  1. холодопроизводительность в кВт;
  2. тип холодоносителя (вода, гликоль или экосол). В случае с гликолем указать процентное содержание;
  3. температура холодоносителя;
  4. температура наружного воздуха;
  5. необходимость гидромодуля.

Запрос на расчет холодильной машины

Подбор чиллера

Чтобы отправить запрос на подбор чиллера поставщику оборудования, необходимо заполнить опросный лист.

Вот как выглядит опросный лист на подбор холодильного оборудования:

Скачать опросный лист в .pdf

Монтаж фанкойлов

Виды монтажа фанкойлов

Монтаж фанкойла, в зависимости от его вида, может производится:

  • на потолке (кассетный, канальный фанкойл);
  • на стене (настенный, напольно-потолочный фанкойл);
  • на полу (напольно-потолочный фанккойл).

Скрытое подключение фанкойлов

Монтаж скрытый

Открытое подключение фанкойлов

Процесс открытого монтажа фанкойла:

  1. Так как монтируют фанкойл используя отверстия в кромке задней панели, перед началом монтажа промаркируйте расстояния между этими прорезями.
  2. Сделайте разметку высоты и место монтажа фанкойла.
  3. Монтируйте корпус фанкойла при помощи анкеров.
  4. Подсоедините теплообменник фанкойла к системе трубопроводов. Все патрубки фанкойлов для подсоединения трубопроводов, владеют внутренней резьбой. Диаметр указан в характеристике фанкойла. Для подключения теплообменника : снимите електропанель, затем снимите дренажный поддон, дабы получить доступ к внутренним элементам; снимите все смонтированные дополнительные элементы. Вытащите теплообменник.

…немного про обвязку…

Обвязка водяной части фанкойла состоит из: фильтра, гибких сильфонных шлангов, возухоотводчика, трёхходового клапана и шаровых кранов.

Для облегчения регулирования работы фанкойла также монтируют регулятор перепада давления и используют балансировочные вентили. Направленность течения жидкости должно совпасть с направленностью стрелки на корпусе вентиля.

 Все это монтируется в последовательности согласно рисунку.

Чертеж узла обвязки фанкойла из проектной документации

Старайтесь не перезатянуть резьбовые соединения, чтоб не повредить теплообменник. Под патрубками подсоединения водопроводов монтируют дренажный поддон. У него есть партубок, который подсоединяется к дренажному трубопроводу (см. в статье Фанкойлы. Подбор), фиксируемый с помощью хомута.

Важно

Дренажный трубопровод монтируют обязательно под углом не менее 0,02. Дренаж надлежит отводить в канализацию. Все трубопроводы и запорно-регулирующая арматура необходимо изолировать, для предупреждения конденсата.

Монтаж фанкойлов

Правильно смонтировав обвязку фанкойла, вы не будете в дальнейшем сталкиваться с проблемой регулирования его работы.

Четырехтрубное подсоединение

5.Подключите фанкойл к электропитанию. Перед электрическим подсоединением убедитесь, что напряжение в сети, отвечает напряжению в маркировке фанкойла. Далее ознакомьтесь с электросхемой. Осуществите заземление установки.

Процесс подключения:

  • отключите фанкойл от источника электропитания;
  • достаньте электропанель из внутреннего корпуса;
  • сделайте электроподключение согласно схеме и вставьте панель на место.

Вот и готов монтаж фанкойла. Но есть не менее значимая вещь нежели монтаж самого фанкойла – это монтаж трубопроводов.

Монтаж трубопроводов

Монтаж труб необходимо выполнять в соответственно проекту: компенсировать температурные удлинения, монтировать трубопроводы под уклоном и обеспечить спуск воды из нижних точек системы.

Разводка трубопроводов

Если монтаж фанкойлов напольный, то трубопроводы прокладываются в полу, как для системы отопления. Если же другой вид монтажа, тогда трубы разводятся в за потолочном пространстве.

При этом нужно обеспечить доступ к запорно-регулируемой арматуре. Монтируются трубопроводы при помощи кронштейнов и подвесок.

Подсоединение дренажных трубопроводов к канализации должно производится при помощи сифонов.

*Дренажные трубопроводы также используют при удалении конденсата с системы вентиляции.

В заключении…

Если монтаж фанкойла неправильный, появляется вибрация и повышение шума при работе. Поэтому, возможно, придется выполнить акустический расчет.  будьте внимательны, выполняя монтаж фанкойлов, и точно следуйте инструкции.

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

Принципиальные схемы промышленных чиллеров

Чиллер с конденсатором воздушного охлаждения и системой зимнего пуска

Состав

  1. Компрессор Danfoss
  2. Реле высокого давления КР
  3. Клапан запорный Rotolock
  4. Клапан дифференциальный NRD
  5. Регулятор давления конденсации KVR
  6. Конденсатор воздушного охлаждения
  7. Ресивер линейный
  8. Клапан запорный Rotolock
  9. Фильтр-осушитель DML
  10. Стекло смотровое SG
  11. Клапан соленоидный EVR
  12. Катушка для клапана соленоидного Danfoss
  13. Клапан терморегулирующий ТЕ
  14. Испаритель пластинчатый паяный тип В (Danfoss)
  15. Фильтр-осушитель DAS/DCR
  16. Реле низкого давления КР
  17. Клапан запорный Rotolock
  18. Датчик температуры AKS
  19. Реле протока жидкости FQS
  20. Щит электрический
  • Чиллер с конденсатором воздушного охлаждения и системой зимнего пуска
  • С выносным конденсатором воздушного охлаждения
  • Многокомпрессорный с конденсатором воздушного охлаждения
  • Многокомпрессорный с выносным конденсатором воздушного охлаждения
  • С конденсатором водяного охлаждения и с регулированием давления конденсации
  • Многокомпрессорный с конденсатором водяного охлаждения

Потеря силы напора с стальных трубах

Потеря силы напора в коленах, задвижках, донных и стопорных клапанах в см

Виды чиллеров

Методика подбора

  • Водоохлаждающих установок — чиллеров, расчет по формулам
  • Определение объёма буферного бака или вариант 2
  • Определение объема помещения для размещения чиллера
  • Выбор насоса для циркуляции

Для удобства расчетов ниже приведена таблица зависимости температуры замерзания от концентрации для наиболее часто применяемых хладоносителей.

Видео

Описание климатического оборудования

«Чиллер-фанкойл» – система вентиляции, обеспечивающая кондиционирование воздуха за счет использования в качестве охладителя незамерзающей жидкости (антифриза или растворов на основе этилен-гликоля).

В комплектацию входят:

  • чиллер – агрегат, охлаждающий теплоноситель;
  • фанкойл – местный теплообменник с вентилятором, пропускающий через себя нагретый или охлажденный воздух;
  • емкость для нагрева воды – заменяет чиллер в холодное время года;
  • насосные агрегаты, обеспечивающие циркуляцию охлаждающей жидкости между чиллером и фанкойлом;
  • расширительная и накопительная емкости;
  • блок, осуществляющий управление системой кондиционирования в целом.
Описание климатического оборудования

Оборудование может быть установлено в любом здании и использоваться для кондиционирования воздуха в отдельно взятой комнате или во всех помещениях. При организации системы в больших зданиях дополнительно требуется оснащение воздуховодами и трубопроводами, обеспечивающими приток и циркуляцию воздуха и охлаждающей жидкости. При этом один чиллер будет подавать охлажденный раствор на несколько фанкойлов.

Универсальной конфигурации оборудования, которая обеспечивала бы кондиционирование воздуха на любом объекте, не существует. Ее необходимо подстраивать под конкретные условия эксплуатации.

Система кондиционирования

Основные преимущества системы «чиллер-фанкойл»:

  • использование в качестве охладителя незамерзающих жидкостей, обеспечивающих работоспособность системы при отрицательной температуре окружающего воздуха;
  • возможность постепенного наращивания мощности системы, что допускает поэтапный ввод в эксплуатацию;
  • управление фанкойлами и всей системой в целом осуществляется при помощи встроенного или выносного пульта управления;
  • неограниченная удаленность внутренних блоков от места расположения чиллера (зависит только от мощности насосного оборудования).

Выбор фанкойлов

Описание климатического оборудования

Подбирая фанкойл для конкретного помещения, специалисты в первую очередь обращают внимание на:

  • холодопроизводительность устройства (объем воздуха, который требуется охладить в течении одного часа);
  • длину воздушного потока;
  • тип и геометрические размеры помещения (длина, ширина, высота, объем, наличие окон и пр.).

Важное значение имеет место предполагаемой установки. Если агрегат будет использоваться для обогрева помещения, его целесообразно располагать ближе к полу, а если для охлаждения – как можно ближе к потолку.

Теплоотвод

Одним из самых важных этапов функционирования чиллера считается теплоотвод. Этот процесс осуществляется в теплообменных аппаратах. Так, охлаждение жидкости выполняется в испарителе, а поступление тепла в окружающую среду – в конденсаторе.

Стоит сказать, что в современных чиллерах может эксплуатироваться несколько разновидностей испарителей:

  • пластичный паяный;
  • кожухотрубный;
  • коаксиальный.

Наиболее распространенным вариантом является пластичный паяный испаритель. Он отличается компактными размерами и высоким уровнем эффективности. Кожухотрубный вариант по своей конструкции напоминает цилиндрический кожух с трубным пучком. Процесс преобразования жидкости в пар хладагента осуществляется путем поступления хладона в межтрубное пространство.

Что касается коаксиального варианта, то его принято использовать исключительно в чиллерах с минимальной мощностью. Среди основных характеристик этого типа испарителя можно отметить простоту конструкции и отсутствие перепадов давления. Также он отличается минимальным загрязнением.

Второй теплообменник – конденсатор. Это единственное место во всей системе кондиционирования, где хладон имеет контакт с окружающей средой. Он заключается в обдуве трубок, по которым проходит хладон, наружным воздухом.

Основной задачей этого компонента чиллера является конденсация паров хладагента. Для этого могут эксплуатироваться 2 типа теплообменников:

  • с воздушным охлаждением;
  • с водяным охлаждением.

Первый вариант, в свою очередь, делится на теплообменники с внутренней и выносной установкой. В первом случае используются осевые или центробежные вентиляторы конденсатора. Как понятно из названия, выносной конденсатор предполагает установку вне помещения. Но при этом сам охладитель расположен внутри здания.