Cистема кондиционирования чиллер фанкойл — принцип работы

В основе работы чиллера лежит парокомпрессионный холодильный цикл, аналогичный тому, что используется в обычных кондиционерах. То есть в состав чиллера входят все четыре основных элемента любой холодильной машины: компрессор, конденсатор, испаритель и регулятор потока.

Конструкция фанкойла

Английское название аппарата fan coil дословно означает «вентилятор змеевик» и указывает на конструктивную схожесть с давно известными калориферами АВО (агрегаты воздушного отопления). Внешним видом и устройством фанкойлы также напоминают внутренние блоки сплит-системы, только вместо фреона применяется вода либо незамерзающая жидкость – антифриз.

Справка. Рабочим телом в промышленных системах кондиционирования традиционно выступает токсичный антифриз этиленгликоль. Безопасный аналог – пропиленгликоль – дороже на 30—50%, потому используется реже.

  • корпус, оснащенный воздушными решетками либо патрубками;
  • теплообменник – змеевик из медной трубки с многочисленными пластинами;
  • вентилятор, обычно центробежный;
  • фильтр грубой очистки воздуха;
  • электромагнитный клапан – регулятор протока жидкости через теплообменный радиатор;
  • клапан ручного сброса воздуха;
  • электронная плата управления.

Под теплообменником установлена емкость сбора конденсата. Последний отводится через трубку на улицу либо в канализационный приемник. Если агрегат установлен на значительном расстоянии от места сброса, конденсат перекачивается дренажным насосом.

Конструкция фанкойла

Устройство консольного фанкойла — схема в разрезе

Конструкция фанкойла

Конструкция фанкойла

Устройство системы чиллер-фанкойл

Упрощенно, эта система кондиционирования выглядит так: внешним блоком ее является водоохлаждающая машина, называемая чиллером, объединенная трубопроводом с внутренним теплообменником – фанкойлом, который обдувается вентилятором.

Такая система проста в работе и может эффективно охлаждать или нагревать воздух в большом помещении либо сразу в нескольких помещениях. Она не имеет таких ограничений, как фреоновая. Длина магистрали с теплоносителем ограничивается только мощностью подкачивающих насосов.

Устройство системы чиллер-фанкойл

Кроме того, такой вариант кондиционирования может работать при любой температуре окружающего воздуха, в отличие от фреоновой, которая уже при – 10С° во избежание поломки должна быть остановлена. Для перемещения хладоносителя можно использовать обычные водопроводные трубы как металлические, так и ПВХ, что значительно удешевляет всю систему. Устройство чиллеров

  • Чиллеры с воздушным охлаждением наружной установки. В таких установках охлаждение теплообменника-конденсатора происходит при помощи осевых вентиляторов.
  • Устройства с воздушным охлаждением внутренней установки. В них забор воздуха для охлаждения и выброс горячего воздушного потока осуществляется по воздуховодам, для движения которого используется центробежный насос.
  • Холодильные установки с водяным охлаждением теплообменника. Чаще всего монтируются в местах, где существует возможность охлаждать конденсатор проточной водой из естественных водоемов.
  • Чиллеры реверсивные. Позволяют, как охлаждать воздух, так его и нагревать, благодаря чему их можно использовать в системах кондиционирования без установки дополнительного водогрейного оборудования.
Устройство системы чиллер-фанкойл

Устройство фанкойлов

Фанкойлы – это так называемые внутренние блоки системы кондиционирования чиллер-фанкойл, которые еще называют доводчиками. Их устройство состоит из теплообменника и мощного вентилятора, который его обдувает. Кроме того, они оснащены легкосъемными воздушными фильтрами и блоком управления. В более современных моделях предусмотрены беспроводные пульты управления устройством. Существует несколько типов этого оборудования:

  • Кассетные фанкойлы предназначены для охлаждения или нагрева воздуха в больших помещениях, в конструкции которых предусмотрены подвесные потолки. Именно в них и монтируются эти приборы. Они могут распределять воздушный поток на две или четыре стороны.
  • Канальные фанкойлы монтируются в отдельных помещениях. Забор воздуха производится по отдельным воздуховодам, а вывод воздуха в помещения осуществляется по воздуховодам, размещенным за подвесными потолками.
Устройство системы чиллер-фанкойл

Для того чтобы оборудование могло работать бесперебойно, и круглогодично, применяются различные устройства и приспособления, которые значительно позволяют расширить функции этой системы кондиционирования.

  • Для возможности регулирования температуры воздуха в каждом помещении, перед каждым внутренним блоком – фанкойлом, устанавливают специальные устройства, которые позволяют регулировать расход холодоносителя.
  • Дополнительно для нагрева воздуха устанавливается водогрейный газовый котел, который работает в холодное время года вместо чиллера.
  • Также она снабжается накопительным и расширительным баком для компенсации расширения теплоносителя при нагревании.
Читайте также:  Монтаж пластиковых окон – подробная технология работ своими руками

Абсорбционные чиллеры

Это перспективная электросберегающая область развития холодильной техники. Основным источником энергии есть не электрический ток. На предприятиях возникает и выбрасывается в атмосферу тепло, будь то горячий воздух, охлаждаемая горячая вода. Вот оно и есть источник нашей энергии.

Рабочее вещество — раствор из 2-3 компонентов. Наиболее распространены растворы из поглотителя (абсорбента) и хладагента. Широкое применение получили  водоаммиачные растворы и бромистолитиевые, в которых, вода и бромистый литий будут абсорбентами, а аммиак и вода — хладагентами.

Абсорбционные чиллеры – применяются в условиях дефицитности электроэнергии. Характеризуются наличием термохимического компрессора. Состоят из теплового генератора, конденсатора, испарителя, абсорбера и насосов. Позволяют использовать вторичные энергоресурсы (“сбросное” тепло горячей воды, перегретого водяного пара, сгорания природного газа, мазута, других нефтепродуктов). Применяется теплоиспользующий принцип, в отличие от традиционных компрессионных машин.

Конструктивные особенности исполнений

Несущие каркасы из оцинкованной стали с защитным порошковым покрытием. Компрессоры со смотровым глазком контроля уровня масла. Электропитание моделей от 230 В / 1 фаза / 50 Гц (для менее мощных исполнений) до 400 В / 3 фазы / 50 Гц. Виброизолирующие шасси в большинстве исполнений, высококачественная элементная база, микропроцессорные блоки, системы автоматики, многофакторная аварийная защита. Высококачественные компрессоры, качественная сварка трубопроводов с многоуровневым контролем.

Вы всегда можете быть уверены, что при постановке задачи по выбору того или иного чиллера, решение может включать целый спектр оборудования с учетом всех ваших требований по цене, энергопотреблению и энергоэффективности, опциональной насыщенности системы в целом и даже общей визуальной концепции.

Система чиллер-фанкойл

Объединение двух элементов – чиллера и фанкойла привело к созданию оптимальной системы кондиционирования воздуха. С помощью одного охладителя можно обеспечить поддержание температуры в нескольких помещениях. Причем, в каждом из них можно выбрать свою комфортную температуру.

Фанкойл, по сути – тот же кондиционер. По внешнему виду и многим характеристикам они абсолютно идентичны. Однако есть несколько принципиальных отличий, которые являются преимуществами:

  • Хладагент не фреон, как у кондиционеров, а вода.
  • К одному чиллеру подключается неограниченное количество фанкойлов. Все зависит только от мощности и производительности оборудования.
  • При включении в систему теплового насоса ее можно использовать как отопительную.
  • Система эффективна для целых зданий с любым числом и площадью помещений. Максимальная мощность, которую удалось получить от чиллера – 20 МВт, в то время как мощнейший кондиционер выдает лишь 140 кВт.
  • В работе используется не переработанный воздух помещений, как у кондиционеров, а чистый уличный из вентиляционных каналов.
  • В качестве трубопровода используются обычные водопроводные трубы.
  • Как правило, система проектируется вместе со зданием, а монтаж осуществляется во время строительства.
  • Безопасность и экологичность – опасные газы находятся только внутри чиллера, которых располагается в отдельном помещении или вообще за пределами здания.
Читайте также:  Как не увязнуть в жире: чистим вентиляцию и вытяжку на кухне

Нельзя не отметить и недостатки:

  • При монтаже системы используется намного больше элементов: насосы, арматура, трубопроводы, и т.д.
  • Монтажные работы сложнее и требуют больше времени и подготовки.

Монтаж фанкойлов производится на стену, потолок, есть встраиваемые модели. Разнообразие моделей полностью совпадает с теми, что разработаны для кондиционеров, в том числе, предполагающие управление с пульта дистанционного управления. Функции, которые они выполняют: охлаждение или нагрев, осушение или увлажнение, очистка воздуха. В работе они используют подготовленный хладагент, для чего нужен чиллер.

Промышленный чиллер большой мощности может одновременно снабжать хладагентом не только фанкойлы, но и системы охлаждения производственного оборудования.

Обслуживание чиллеров сводится к контролю показателей давления, проверки состояния кабеля, теплообменников, трубопроводов и воздуховодов. Также проводится обычная для оборудования проверка общего состояния, в том числе – отсутствия коррозии на металлических элементах.

Монтаж дренажных трубопроводов

Фанкойлы оборудованы основным и, в отдельных фанкойлах, дополнительным дренажным поддоном, который закреплен под патрубками подключения водяных трубопроводов. Дренажный поддон имеет патрубок, к которому подсоединяется дренажный трубопровод, фиксируемый хомутом. Монтаж дренажных трубопроводов выполняют с уклоном не менее 0,01, обеспечивающим движение конденсата самотеком, так, чтобы не было подъемов и провисаний трубы. Подключение сборных дренажных трубопроводов к бытовой канализации следует проводить с помощью сифона, предотвращающего проникание в помещения неприятных запахов.

Элементы к монтажу

Установка чиллера сопровождается использованием некоторых элементов. По ходу движения теплоносителя следует расположить байпас и фильтр с запорным вентилем. Эта мера позволит не допустить загрязнения теплообменника при промывке системы, в противном случае можно столкнуться с выходом оборудования из строя.

Понадобится ещё и балансировочный вентиль, который будет располагаться на выходе из испарителя. Он требуется для регулировки расхода воды и приведения значений к нормам. На выходе и входе из чиллера будут располагаться запорные вентили. Если система разгерметизируется, то придётся сливать теплоноситель.

Следует позаботиться о наличии автоматических воздухоотводчиков, они должны монтироваться в верхних точках системы. Монтаж абсорбционного чиллера осуществляется в несколько этапов. Одним из них является установка термометров и манометров до и после описываемого оборудования. Это позволит отслеживать температуру и степень загрязнённости теплообменника.

Читайте также:  Бурение скважин своими руками: буровая установка на воду

Перед насосом устанавливается фильтр. Он должен быть обращен по направлению движения теплоносителя. Это исключит механические повреждения в области крыльчатки насоса. Аварийный клапан и демпферный расширительный бак должны находиться перед насосом. Это позволит исключить повышение и падение давления на входе в насос.

Классификация фанкойлов

Есть несколько вариантов классификации этих элементов системы кондиционирования. По количеству труб они бывают:

Классификация фанкойлов
  • Двухтрубными – их используют только для охлаждения помещений.
  • Четырехтрубными – можно использовать и для обогрева помещений.

Также у фанкойлов есть разные способы крепления. Среди них следует отметить:

  • Настенные – простой и быстрый монтаж, используются для охлаждения и обогрева помещений.
Классификация фанкойлов

  • Кассетные – их можно легко спрятать, при этом видимой для большинства остается только нижняя панель, которая распределяет обработанный воздух. Есть варианты таких фанкойлов, которые позволяют подмешивать свежий воздух с улицы.

Классификация фанкойлов
  • Канальные – особенно эффективно подходят для нескольких помещений, обладают мощными вентиляторами. Их обычно крепят за фальшстенами и фальшпотолками, поэтому также нужно организовать отвод конденсата. Зачастую довольно шумны.

  • Напольные.
Классификация фанкойлов

  • Потолочные.

Классификация фанкойлов

Особенности фанкойлов делают сферу их использования довольно широкой. Поэтому их также можно классифицировать по месту применения:

  • Развлекательные заведения.
  • Спортзалы учебных заведений.
  • Офисные здания.
  • Хостелы и гостиницы.
  • Остальные помещения.
Классификация фанкойлов

Теплообменники

Любую холодильную машину можно условно разделить на две зоны: низкого и высокого давления. Независимо от типа, в любом чиллере всегда будут присутствовать два теплообменника: испаритель — в зоне низкого давления и конденсатор — в зоне высокого давления. Без этих двух компонентов системы не сможет работать чиллер. Принцип работы таких теплообменников основан на теплопроводности (кондукции), то есть передаче теплоты от одной среды в другую через разделяющую эти две среды стенку. Испаритель холодильной машины отдаёт выработанный холод в систему потребителю, а конденсатор либо сбрасывает отведённую теплоту в окружающую среду, либо отправляет её на рекуперацию (подогрев первой ступени ГВС, теплые полы и др.).

Теплообменники

Принципы работы

Элементы системы чиллер:

  • конденсатор;
  • модуль компрессора;
  • испаритель.

Принцип работы чиллера с водяным охлаждением: через испаритель циркулирует вода и специальная жидкость (хладагент), что служит для отвода тепловой энергии. Когда температура хладагента достигает точки кипения, происходит процесс поглощения энергии у воды. Происходит процесс охлаждения воды, а жидкость для охлаждения (фреон) переходит из жидкого состояния в парообразное и транспортируется в модуль с компрессором.

Фреон в компрессоре нагревается до температуры в 90°С и переходит в конденсатор. Здесь он охлаждается транспортируемыми потоками воздуха. Хладагент попадает в переохладительную часть, и его температура снижается — происходит переход из парообразного состояния в жидкое.

Принципы работы

После прохода фреона с предохладительной части в терморасширительную давление жидкости падает, и хладагент опять становится парообразным. Охладительная жидкость снова попадает в часть испарителя, и цикл повторяется.

Чиллер с водяным охлаждением, принцип работы

Основные составляющие

Чиллер с водяным охлаждением состоит из следующих частей и механизмов: