Система охлаждения: кондиционер чиллер-фанкойл

В помещениях с большой площадью комфортный микроклимат можно создать с помощью мультизональной конструкции чиллер-фанкойл. Функционирует она круглый год: зимой, весной и осенью нагревает комнаты, а летом охлаждает до заданной температуры. Главные элементы кондиционирующего устройства — теплообменник и охладитель — обеспечивают его нормальную работу.

Устройство системы

Внешний блок, который называют чиллером, выполняет функции охлаждающего устройства, он производит и подаёт холод по трубопроводам вместе с теплоносителем, циркулирующим по ним. В этом и заключается главное отличие оборудования от обычных сплит-систем. В них в качестве теплоносителя используется фреон, который перемещается по дорогим медным трубам.

На работу чиллерной системы охлаждения не влияет температура, а сплит-конструкции начинают работать со сбоями уже при -10 градусах. Теплообменный внутренний элемент — фанкойл — принимает холодную жидкость, отдаёт холод в атмосферу и возвращает тепло в чиллер. Деталь монтируют в каждой комнате и программируют на индивидуальную программу.

Систему чиллер фанкойл применяют в супермаркетах, торговых центрах, гостиницах, подземных конструкциях. В некоторых случаях оборудование используется в качестве отопления, для чего переключают конструкцию в режим обогрева или по второму контуру пускают тёплую воду.

Конструкция и особенности

По конструкции разделяют двух- и четырёхтрубные системы чиллер. По способу монтажа оборудование может быть напольным, настенным и встраиваемым. Выбирают подходящую модель по нескольким критериям:

• производительности холода;
• мощности фанкойлов;
• эффективности перемещения воздуха;
• длине трассы.

Мощность кондиционера напрямую зависит от размеров помещения. В частном доме можно установить слабое устройство, для торговых центров и магазинов необходимо выбирать более производительные модели. От нормального функционирования фанкойлов зависит микроклимат в помещении. Поэтому нужно обращать внимание на их конструкцию и производительность.

На эффективность перемещения воздушных потоков влияет качество всего оборудования. Сила насосной установки и качество теплоизоляционных труб воздействуют на длину магистралей. Чем лучше материал, из которого изготовлены трубопроводы, тем больше их можно проложить. Мягкий пластик или текстильные изделия лучше не приобретать, а гофрированные или металлические конструкции позволят оборудованию прослужить дольше. Большая мощность насоса даёт возможность прогонять воду быстрее.

Монтаж оборудования

Для нормальной работы системы чиллер подсоединяют к одному или нескольким фанкойлам с помощью теплоизоляционных трубопроводов. Если использовать обычные изделия, то коэффициент полезного действия оборудования снижается. У каждого фанкойла есть отдельный узел обвязки, который обеспечивает контроль его мощности во время выработки холода и тепла.

Запорная и регулирующая аппаратура позволяет контролировать уровень хладагента в индивидуальном элементе. Если смешивать охладительную жидкость и теплоноситель нельзя, то воду необходимо отдельно нагревать в теплообменнике и в схему чиллер фанкойла вносят циркулярный насос. Для медленной регулировки потока жидкости в системе используется трёхходовой клапан. Если смонтировано двухтрубное оборудование, то нагрев и охлаждение осуществляет чиллер.

В зимнее время производительность системы повысится в том случае, если к главному элементу подключить котёл. В четырёхтрубной конструкции заложено два узла, благодаря чему фанкойл может работать и на охлаждение, и на обогрев помещения, используя жидкость, которая циркулирует в отопительной системе.

Одну из деталей присоединяют к трубам с хладагентом, а вторую — к изделию с теплоносителем. У каждого фанкойла есть отдельный клапан, который контролируется специальным пультом. С помощью такой схемы можно избежать смешивания хладагента и теплоносителя, что важно в холодное время года.

Во время отопительного сезона жидкость достигает температуры в 70−90 градусов, что непозволительно для фанкойлов. Под воздействием такого жара элементы могут сломаться. Поэтому показатель предварительно снижают. Горячая жидкость, которая перемещается от центральной тепловой сети к отдельным агрегатам, проходит специальный пункт, где её температура становится меньше.

Классификация чиллеров

Классифицируют чиллер-кондиционеры по типу холодильного цикла. Разделяют два типа оборудования по этому признаку: абсорбционное и парокомпрессорное. В первом виде используется бинарный раствор с водой и бромидом лития, который называют абсорбером. Устройство функционирует по такому принципу: хладагент поглощает тепло, преобразуя пар в жидкость. Прибор использует горячие выделения производственной техники. При этом поглотитель растворяет хладагент благодаря тому, что температура кипения первого значительно превышает этот же показатель второго.

Схема работы чиллера:

• тепло извне попадает в генератор, разогревает абсорбирующую смесь, испаряет воду посредством кипения;
• пар перемещается в конденсатор и преобразуется в жидкость;
• жидкий хладагент переходит в дроссель, где его температура понижается, а давление падает;
• вода поступает в испаритель, где испаряется, а пар поглощается абсорбирующим раствором;
• разбавленная смесь опять нагревается, цикл повторяется.

Этот вид системы ещё не распространён, но благодаря экономичности и незначительному потреблению электроэнергии считается перспективным. Парокомпрессорные конструкции пользуются большей популярностью. Непрерывная циркуляция обеспечивает охлаждение, кипение начинается при низкой температуре, система имеет замкнутый контур, где проходит конденсация хладоносителя.

В устройство кондиционера входят такие детали:

• испаритель;
• компрессор;
• конденсатор;
• трубы;
• регулятор.

Весь процесс находится под управлением компрессора, в котором газ с низкой температурой нагревается и сжимается. Сухой пар переходит в конденсатор, охлаждается и превращается в жидкость. Затем он двигается к дросселю, где понижается давление и температура, часть воды испаряется и превращается во влажный газ.

Смесь жидкости и пара поступает в теплообменник, забирает тепло у хладагента, отдаёт ему холод и подсушивается. Отметки давления и температуры при этом не изменяются. Жидкость поступает в фанкойлы под воздействием насоса, после всего цикла холодильный агент переходит в компрессор, процедура повторяется.

Зимой чиллер продолжает работать в природном режиме, а теплоноситель охлаждает воздух на улице. Если настроить оборудование на подачу тепла, то конструкция функционирует как обогреватель. В этом случае теплоноситель должен нагреваться. Этот режим необходим для офисных зданий, складов и общественных помещений. Прибор эффективно работает и на охлаждение, и на обогрев.

Основные отличия

Хладагент — это рабочее вещество, которое в процессе функционирования кондиционера переходит из одного агрегатного состояния в другое под воздействием разного давления. У теплоносителя нет подобных фаз, он только перемещает холод или тепло на определённое расстояние по трубопроводам.

Компрессор контролирует транспортировку охлаждающей жидкости, а за движение воды отвечает циркулирующий насос. Хладагент в чиллер-системах может изменять свою температуру выше и ниже точки кипения, теплоноситель постоянно функционирует в пределах этого показателя. Эти условия работают только в том случае, если оказываемое давление остаётся неизменным. В этом заключаются главные отличия между теплоносителем и холодильным агентом.

Роль в кондиционировании

Фанкойл, или вентиляторный доводчик, — это основной элемент климатического оборудования. Он работает по принципу теплообменника, в его конструкцию входят такие детали:

• электрическая панель подключения;
• вентилятор;
• теплообменник из алюминия;
• поддон для сбора конденсата;
• воздушный клапан;
• разъёмы для подключения насоса и трубки.

Главная функция элемента — приём носителя с низким показателем температуры, а также он рециркулирует и охлаждает воздух внутри помещения без доступа новых потоков. В корпусе фанкойла находятся диаметральный вентилятор, змеевик из алюминиевых рёбер и медных трубок, блок управления и пылевой фильтр.

А также в конструкции есть насос для откачки конденсата и электродвигатель, проворачивающий воздушные клапаны. Существует несколько разновидностей фанкойлов: настенные и напольные конструкции, монтируемые в каналы, консольные и бескорпусные, у которых все элементы расположены на раме.

Потолочное оборудование может быть кассетным и канальным, первый вид устанавливается за подвесными потолками. Нижняя панель остаётся на виду, воздушные потоки направляются на две или четыре стены. Если фанкойл необходим только для охлаждения, то монтируют его именно в потолке.

В гидравлический модуль можно дополнительно встроить ёмкость, которая будет служить аккумулятором. Расширительный бак компенсирует расширение воды при нагреве, элемент подключают к подающим трубам. Управлять фанкойлом возможно автоматически и вручную. При работе на отопление хозяин самостоятельно отключает подачу холодной жидкости. Для охлаждения перекрывают горячую воду. В автоматическом режиме достаточно установить на панели подходящую температуру, которую будут поддерживать термостаты.

Фанкойл-чиллерная система позволяют использовать дешёвый и безопасный теплоноситель — воду, а также быстро устранять поломки в случае утечки. Несколько элементов устанавливают в одном помещении, так как разные зоны имеют отличия в требованиях к температурному режиму. Их точное количество определяется во время проектирования системы.