Чиллеры и фанкойлы


Системы чиллер-фанкойл (chiller- fancoil)

Система чиллер-фанкойл (chiller-fancoil) имеет некоторые различия по сравнению с остальными системами кондиционирования и является серьезной альтернативой всем системам мультизонального кондиционирования. Основное отличие таких систем состоит в том, что в качестве хладагента, циркулирующего по теплоизолированным трубам между внутренними и наружными блоками, используют не фреон, а специальную незамерзающую жидкость или воду. Охлаждение этой жидкости (воды) происходит с помощью чиллера – большой холодильной установки, т.е. используется обычный кондиционер, через испаритель которого вместо воздуха проходит вода. Затем охлажденная вода по системе теплоизолированных труб подается к фанкойлам. Фанкойлы инсталлируются в помещения, где необходимо кондиционирование воздуха, и выполняют такую же функцию, как и внутренние блоки split-систем.

Система chiller-fancoil обладает целым рядом неоспоримых преимуществ по сравнению с традиционными мультизональными и мультисплитовыми системами:

  • Расстояние между фанкойлом и чиллером может превышать несколько сот метров (чиллеры Daikin), единственное ограничение – это мощность насосной станции подающей жидкость
  • Фанкойлов может быть установлено сколь угодно много, только с тем условием, чтобы используемый с ними чиллер был достаточной мощности
  • В отличие от стандартных систем кондиционирования, система чиллер- фанкойл не нуждается в специальных дорогостоящих медных коммуникациях, вполне достаточно обыкновенных водопроводных труб

Чиллеры: разновидности, особенности, свойства

Современные чиллеры представлены широким числом производителей и с достаточно большим диапазоном мощностей – от 2 до 9000 кВт (чиллеры EMICON, чиллеры Daikin), что позволяет подобрать устройство как для небольшого загородного домика, так и для крупных многоэтажных зданий.

Чиллеры имеют несколько разновидностей и их можно разделить по следующим признакам:

  • Тип охлаждения конденсатора. Может быть двух видов: воздушный и водяной. При использовании воздушного охлаждения используется принцип обыкновенного кондиционера, когда на конденсатор подается поток воздуха, создаваемый вентилятором. Во втором случае охлаждение происходит за счет проточной воды двигающейся через конденсатор. Второй способ требует меньших затрат и позволяет снизить общую стоимость чиллера и его габариты, однако его обеспечение требует проточной воды или установки системы градирен.
  • Наличие или отсутствие режима обогрева. Если такой режим есть, то может использоваться реверсивный (тепловой) насос или не использоваться вообще. Модели, оснащенные тепловым насосом, не только охлаждают, но могут и нагревать теплоноситель (чиллер Daikin, чиллер Emicon, чиллер McQuay).
  • По конструктивному исполнению. Могут быть варианты с вынесенным конденсатором и с встроенным. Чиллеры с воздушным охлаждением могут быть в виде моноблока (конденсатор встроенный), а могут быть и с вынесенным наружу конденсатором. В первом случае к чиллеру подключаются только трубопроводы насосной станции, и он исполняет функцию автономной холодильной машины. Во втором случае конденсатор в виде отдельного блока, например, может быть выведен на крышу, а чиллер останется внутри помещения. Это упрощает обслуживание и повышает надежность чиллера, т.к. он не подвергается колебаниям температуры.
  • Чиллеры в блоке с воздушным охлаждением могут иметь два вида вентиляторов: центробежный и осевой. Осевые вентиляторы с очки зрения цены привлекательней центробежного, однако, тот напор воздушного потока, который они создают, зачастую недостаточен, поэтому такой чиллер целесообразно устанавливать на открытой местности – стена, крыша и т.д. Центробежные вентиляторы превосходят мощность напора воздуха осевых моделей. Чиллер, оснащенный такими вентиляторами и обеспеченный должным забором-выбросом наружного воздуха, через воздуховоды можно установить внутри помещения.

Кроме классических чиллеров, использующих фреон, существуют также абсорбционные модели. Особенность данных модификаций заключается в том, что фреон полностью заменяет вода в совокупности с абсорбером (бромидом лития). Принцип работы чиллера с абсорбционным циклом подобен фреоновому циклу: хладагент поглощает тепло при переходе из состояния пара в жидкость. Процесс охлаждения абсорбционного чиллера происходит следующим образом: при тепловом воздействии на раствор бромида лития выделяется пар хладагента, т.е. воды, которые поступают в конденсатор. В конденсаторе пар превращается в жидкость, затем она поступает в испаритель. Там она снова превращается в пар и поглощается абсорбером, в качестве которого выступает концентрированный раствор бромида лития. После чего раствор снова подвергается тепловому воздействию, и цикл начинается заново. Целесообразность использования абсорбционных чиллеров обусловлена необходимостью экономии электроэнергии.

Насосная станция: компоненты и характеристики

Насосная станция или, как еще ее называют, гидромодуль, осуществляет передачу теплоносителя между фанкойлом и чиллером. Теплоносителем может выступать вода или незамерзающая жидкость, которая в своей основе содержит от 10 до 40% раствора пропиленгликоля или этиленгликоля.

Компоненты насосной станции:

  • Для обеспечения необходимого давления теплоносителя циркулирующего по трубопроводам необходим насос.
  • Расширительный бак позволит избежать высокого или низкого давления возникающего вследствие изменения температуры теплоносителя. Как правило, в качестве бака используется емкость, разделенная на две секции металлической подвижной мембраной. Одна секция содержит в себе азот, другая секция напрямую соединена с гидравлической системой теплоносителя. Когда объемы теплоносителя изменяются, его объем в баке также изменяется, тогда происходит движение мембраны и достигается необходимый баланс.
  • Вентили. Используются для обслуживания системы: спуск воздуха, добавление или изъятие теплоносителя и т.д.
  • Аккумулирующий бак. С изменением условий сезонности или времени суток, есть такие периоды времени, когда тепловая нагрузка изменяется, и производительность чиллера начинает превышать реально требуемую потребность. Вследствие чего, его работа начинает принимать вид «включения/выключения» через короткие промежутки времени. Такой режим работы вполне естественно не самым благотворным образом отражается на компрессоре и заметно снижает срок его службы. Во избежание подобных ситуаций систему достаточно часто оснащают аккумулирующим баком, объем которого просчитывается в зависимости от предполагаемых (возможных) тепловых нагрузок и количества используемого в системе теплоносителя. Получается, что за счет увеличения суммарного объема теплоносителя и его теплоемкость также увеличивается, что исключает частые включения/выключения компрессора, тем самым увеличивая его срок службы.
  • Система управления и защиты обеспечивает правильную работу насосной станции и сигнализирует при возникновении неисправностей. Если будет выявлена опасная ситуация (превышение дозволенного давления, замерзание теплоносителя и т.д.), то система будет автоматически деактивирована.

Фанкойлы: компоненты и их особенности

Будучи очень похожими на внутренние блоки split-систем, фанкойлы также могут быть различных типов: настенными, напольными, потолочными, канальными и т.д. Встречаются бескорпусные модели. Такие фанкойлы, как правило, применяются в тех случаях, когда необходима скрытая установка, к тому же они значительно дешевле блочных решений.

Компоненты фанкойла:

  • Теплообменник (радиатор). В фанкойле их может быть до 2-х штук - двухтрубные (1 радиатор) и четырехтрубные (2 радиатора). Возможности четырехтрубного более широки. Такая модификация может подсоединяться и к системе центрального отопления, работая зимой как радиатор, и к чиллеру.
  • Электрический вентилятор. В зависимости от скорости вращения вентилятора изменяется холодопроизводительность фанкойла. Стоит отметить, что при достижении необходимого уровня температуры в помещении отключается только вентилятор, а свойства потока, проходящего через фанкойл теплоносителя, не меняются. Поэтому, даже если фанкойл выключен, помещение все равно продолжает охлаждаться, хотя и не так интенсивно. Для предупреждения подобного явления, как правило, устанавливают трехходовой клапан, который перенаправляет поток хладагента в обход фанкойла.
  • Поддон для конденсата.
  • Воздушные фильтры с возможностью мойки. Служат для очищения воздуха, проходящего через фанкойл.
  • ТЭНы или электронагреватели. Могут устанавливаться для того, чтобы фанкойл нагревал воздух.
  • Система управления. Как правило, фанкойлы снабжаются пультами управления с различными типами передачи команд.

Центральный кондиционер

Центральный кондиционер не является автономным агрегатом. Это значит, что для работы ему необходим сторонний внешний источник тепла или холода. Чиллер обеспечивает холодную воду, от компрессорно-конденсаторного блока – фреон, от бойлера или центральной отопительной системы – горячая вода. Кроме функций нагрева и охлаждения воздуха, центральный кондиционер может произвести его очищение, увлажнение или вентилирование.

Современные центральные кондиционеры - это комбинация модулей, выполняющих следующие функции:

  • Модуль охлаждения. Является фреоновым или водяным теплообменником. Хладагентом выступает незамерзающая жидкость или вода, подаваемая из чиллера, или же фреон. В случае с фреоном необходим компрессорно-конденсаторный блок.
  • Модуль нагрева. Имеет две разновидности: водяное нагревание и при помощи ТЭНов. Водяное нагревание происходит посредством теплообменника, к которому поступает горячая вода из центрального отопления или другого источника.
  • Модуль обдува (вентиляторная секция). Служит для забора воздуха и последующей его подачи в обслуживаемые помещения. Применяются в центральных кондиционерах центробежные модели (радиальные вентиляторы). Этот элемент может располагаться либо на выходе из кондиционера, либо между другими секциями (модулями).
  • Модуль шумоподавления предназначен для подавления шумов создающихся в вентиляторной секции. Внутри данного модуля установлены шумопоглащающие пластины, которые в своем составе имею минеральную вату или стекловолокно необходимой плотности.
  • Модуль увлажнения. Данный модуль обладает форсуночной камерой, где собственно и осуществляется насыщение воздуха влагой. Данная камера мелкодисперсно распыляет водяную взвесь, и, смешиваясь с воздухом, испаряется, таким образом, насыщая его влагой. Здесь же установлены каплеуловители, чтобы влага не попала в остальные модули кондиционера.
  • Модуль фильтрации. В основном выполняет работу по задержанию проходящей через кондиционер пыли. Если необходима фильтрация высокой степени, то в кондиционер добавляют еще две секции фильтров. Первичную, грубую очистку выполняют фильтры класса EU1-EU3, они способны задержать до 60% проходящей через них пыли. Вторичная очистка проходит с помощью фильтров класса EU5-EU9, которые могут задержать до 90% пыли. Все фильтры могут подвергаться очистке. Для определения загрязненности фильтров используются дифманометры. Данные приборы позволяют определить перепады давления входящего и выходящего из фильтра воздуха.
  • Модуль теплоутилизации. Для экономии электроэнергии используется принцип рекуперации (теплоутилизации). Данные устройства экономят до 80% энергии: входящий поток воздуха, нагревается за счет теплого воздуха выходящего из помещения. Такие рекуператоры бывают трех типов: с промежуточным теплоносителем (состоит из 2-х теплообменников), вращающиеся и перекрестные.