Система чиллер фанкойл для кондиционирования воздуха

Чиллер фанкойл

Чиллер-фанкойл это система, которая позволяет поддерживать заданный комфортный микроклимат независимо от внешней температуры, в жару охлаждая, а зимой нагревая помещение воздухом.

Система холодоснабжения чиллер-фанкойл, выполняет те же задачи по кондиционированию либо нагреву, что и VRV-VRF мультизональные сплиты, но несколько другими средствами. Сочетание таких устройств как чиллеры и фанкойлы, получило широкое распространение, благодаря большей вариативности обработки воздуха и распределению тепловой нагрузки между холодильным центром, и внутренними блоками, а также простому управлению схемой гидравлических трубопроводов. Это современный вид центрального кондиционирования с прямым нагревом/охлаждением объёмных зданий с большим количеством помещений, где одновременно можно устроить разные температурные режимы.
К тому же, они способны подготавливать воздух в приточно-вытяжных установках без применения дополнительного оборудования. В этом разделе рассмотрим принцип работы, схему подключения и плюсы-минусы данного решения.

Принцип работы систем чиллер-фанкойл

Принципом работы и главной отличительной особенностью рассматриваемого чиллерного комплекса от кондиционирующих устройств VRV&VRF использующих теплоносителем газ фреон, является промежуточный теплоноситель вода или 10-45% раствор на основе этиленгликоля (C2H6O2) и воды.
Работа системы чиллер фанкойл заключается во взаимодействии внешней холодильной станции (чиллер), и внутреннего теплообменного оборудования фанкойл либо водяной тепловентилятор. Все холодильные циклы происходят внутри станции, а его хладопроизводительность распределяется при помощи рабочей жидкости, которая обладает большей теплоёмкостью в отличие от газа.
После охлаждения во внешнем блоке до установленной температуры, вода при помощи циркуляционных насосов по изолированным трубопроводам подается к внутренним элементам комплекса.

В своем составе чиллер имеет компрессор, воздушный конденсатор, ТРВ и теплообменник испаритель. Теплообмен между газовым хладагентом чиллера и охлаждаемой гликолевой средой происходит в кожухотрубном, реже в пластинчатом теплообменнике-испарителе. Далее охлажденная рабочая жидкость, с помощью насосной станции (гидромодуля), подается к потребителям-фанкойлам. Фанкойлы в свою очередь производят теплообмен между воздухом в помещении и рабочим незамерзающим раствором гликоля.

Фанкойл представляет из себя радиатор-теплообменник с осевым либо центробежным вентилятором.

Место установки чиллера зависит от типа его исполнения.

·       Моноблочные чиллеры, размещают на открытом пространстве, чаще всего на крыше здания. Для переноса тепла/холода применяют гликолевый раствор, который предотвращает разморозку теплообменников чиллера в холодный период года.

·       Чиллер с выносным конденсатором, размещают в помещении, которое расположено в непосредственной близости с кровлей здания. На кровлю выносят конденсаторный блок, который соединен с компрессорным блоком газовой магистралью. Данный вид чиллера позволяет круглогодично использовать воду в качестве тепло-хладоносителя.

Холодильный центр в системе чиллер-фанкойл может иметь различные конфигурации исполнения и расширенный диапазон мощности, но в подавляющем большинстве случаев, климатический комплекс собирают на основе парокомпрессионных устройств. Схема чиллер фанкойл на базе абсорбционных агрегатов, это больше экзотика чем правило.
Количество фанкойлов подключаемых к климатической установке может быль любым, но суммарно они должны находится в пределах холодильной производительности чиллера. А их удаленность от хладо-центра обусловлена исключительно мощностью насосной группы. Фанкойлы подключаемые к одной холодильной станции, одновременно могут быть различных типов и модификаций и поставлены от другого производителя.

Отличия хладагента от теплоносителя

Фреон или холодильный агент это, низкокипящее рабочее вещество, которое в процессе холодильного цикла может изменять свое агрегатное состояние, от жидкости до газа, в зависимости от различных значений температуры и давления.
Теплоноситель всегда остается в жидком агрегатном состоянии, он является транспортером тепла либо холода на заданное расстояние и высоту.

Схема подключения чиллер-фанкойл

Конструктивно система кондиционирования чиллер фанкойл состоит из четырех основных узлов, и выглядит следующим образом:

1.    Чиллер, производит холод и отводит тепло, доставленное рабочей жидкостью из обслуживаемых помещений в атмосферу.

2.    Гидромодуль. Осуществляет транспортировку (циркуляцию) теплоносителя по трубопроводам.

3.    Трубопровод. Соединяет между собой холодильную машину и внутренние блоки (фанкойлы).

4.    Фанкойл. Производит непосредственное кондиционирование-обогрев внутренних помещений объекта.

Следует обратить внимание на важный момент. Для охлаждения используют одноконтурные (двухтрубные) фанкойлы. В схемах, где подразумевают обогрев одной комнаты и одновременное охлаждение другой, требуются четырехтрубные (двухконтурные) фанкойлы. Один из контуров подключают к чиллеру, другой к системе отопления, соответственно и сама трубная разводка должна быть выполнена по четырехтрубной схеме.

Существующее многообразие типоразмеров и видов фанкойлов, перекрывает потребности самых требовательных дизайнеров, проектировщиков и потребителей.
Вот краткий перечень разновидностей фанкойлов, которые одновременно можно размещать в одном обслуживаемом здании:

·       Настенный

·       Потолочный

·       Напольно-потолочный

·       Кассетный

·       Канальный

·       Однопоточный

·       Многопоточный

·       Низконапорный

·       Средненапорный

·       Высоконапорный

Достоинства и недостатки систем чиллер-фанкойл

Протяженность и высота подъема магистралей соединяющих внутренние и наружные блоки центральных кондиционеров, являются "ахиллесовой пятой" и одновременно преимуществом одного вида кондиционирования над другим.

VRF кондиционер по этим параметрам существенно уступает схеме чиллер-фанкойл. Протянуть трубопровод от внутреннего VRF к наружному блоку дальше 165 метров не получится. Кроме этого, существуют ограничения по высотности перепадов между производителем холода и потребителями, а также ограничена суммарная длинна магистралей до 300 метров.

Именно эти критерии в конечном счете определяют выбор, какая магистраль будет связывать рабочие органы системы кондиционирования, жидкостная либо газовая.
Помимо этого, при выборе типа оборудования следует обращать внимание на другие особенности систем, работающих на водных растворах:

Недостатки системы чиллер-фанкойл

·       В системе кондиционирования с промежуточным хладоносителем присутствует большой объем жидкости. Нарушение герметичности трубопроводов, может повлечь локальное подтопление.

·       Чиллеры размещенные на открытом пространстве, без выносных конденсаторов, требуют незамерзающую рабочую жидкость.

·       Насосная группа (гидромодуль) создает дополнительное потребление электроэнергии.

·       Капитальные затраты на установку системы чиллер-фанкойл выше, чем на мультизональные VRV-VRF системы аналогичной мощности.

Достоинства

·        В систему можно подключить не ограниченное количество фанкойлов, но их общая мощность должна соответствовать производительности чиллера.

·       Система работает за счет жидкости, а не газа. Благодаря чему риск разгерметизации и потери большого объёма холодильного агента сведен к минимуму.

·       Ограничения по высоте и удаленности внутренних блоков от чиллера определяется только мощностью циркуляционных насосов.

·       Мощность кондиционирования можно наращивать поэтапно, добавляя к системе модульные чиллеры и подключая к ним дополнительные потребители холода.

·       Холодильному центру не требуется контролировать расход хладагента для связи с удаленными потребителями, поэтому весь комплекс сплит-системы может собираться элементами от разных производителей.

·       Площадь и высотность обслуживаемого здания практически не ограничена.

·       Для трассы нужны обычные водопроводные трубы и такая же запорная арматура.

·       Система чиллер фанкойл, позволяет кондиционировать часть помещений в то время, когда комнаты по соседству обогреваются.

Потребление электрической энергии системами чиллер-фанкойл несколько выше, чем у VRF кондиционеров аналогичной мощности. Насосные блоки перекачивающие водно-гликолевые растворы добавляют свой расход электричества. В среднем при выработке 1 кВт холода, потребление увеличивается на 0.1 кВт.

Из проведенного анализа недостатков и преимуществ доступных способов кондиционирования, напрашивается вывод, что системы с жидким хладоносителем охватывают более широкую область применения. Однако, если имеют место ограничения по энергопотреблению, или содержать свою сервисную бригаду нет возможности, лучше предпочесть мультизональные VRF.

Условия при которых рекомендуется применять систему чиллер-фанкойл

·       Общая протяженность магистралей более 300 м

·       Требуется одновременный режим подогрева и охлаждения воздуха в разных помещениях

·       Планируется увеличение отапливаемых/охлаждаемых площадей и помещений.