Система чиллер-фанкойл: что это?

Система чиллер-фанкойл: что это?

Система чиллер-фанкойл: что это?

Система «чиллер-фанкойл» открывает новые горизонты в области эффективного и экономичного климатического оборудования. Она является оптимальным решением, позволяющим создавать идеальную рабочую среду как в офисных, так и в промышленных зданиях и сооружениях.

Чиллеры и фанкойлы не просто альтернатива традиционным воздушным кондиционерам, это целая философия в области управления микроклиматом. Она основывается на совместной работе охлаждающего воду чиллера и подключенных к нему фанкойлов — конечных устройств системы кондиционирования, непосредственно отвечающих за поддержание оптимальных климатических условий в помещениях (офисах, гостиничных апартаментах, цехах, складах и др.). 

Как следует из названия, система «чиллер-фанкойл» сочетает в себе два ключевых агрегата — чиллер (водоохладитель), выступающий в роли наружного блока, и фанкойлы (другое название — вентиляторные доводчики), выполняющие функции внутренних блоков. Чиллер охлаждает воду, которая, являясь хладоносителем в системе кондиционирования, циркулирует по гидравлическому контуру и нагнетается в фанкойлы. Те, в свою очередь, забирают воздух из помещения и, прогоняя его через теплообменник с циркулирующей холодной водой, охлаждают его и снова подают в комнату (офис и др.), создавая приятное ощущение прохлады.

Использование воды в качестве хладоносителя позволяет системе кондиционирования быть более гибкой и эффективной при охлаждении объектов большой площади, состоящих из нескольких этажей и множества помещений различного назначения. Более того, в качестве внутренних блоков наравне с фанкойлами могут использоваться вентиляционные установки (центральные кондиционеры, приточные, приточно-вытяжные, с рекуперацией тепла), поддерживающие постоянные температуру, влажность и чистоту воздуха на заданном пользователем уровне. Кроме того, они могут выполнять не только грубую и тонкую очистку воздуха, но и дезинфицировать и стерилизовать его.

Принцип работы системы «чиллер-фанкойл»

Принцип работы системы базируется на взаимодействии двух основных компонентов — чиллера и фанкойла. Первый отвечает за производство охлажденной воды, которая затем используется для регулирования температуры воздуха в обслуживаемых помещениях. После охлаждения циркулирующая в гидравлическом контуре вода подается к фанкойлам, расположенным в разных зонах здания.

Фанкойлы (вентиляторные доводчики) являются конечными устройствами системы кондиционирования. Они подают охлажденный воздушный поток в помещения, в которых установлены. Теплопередача между холодной водой и забираемым воздухом осуществляется следующим образом: жидкость поступает в теплообменник фанкойла, где через поверхность медных трубок взаимодействует с теплым воздухом в помещении. По мере циркуляции в теплообменнике она отбирает тепло у воздушного потока и тем самым охлаждает его. После этого встроенные вентиляторы обеспечивают равномерное распределение охлажденного воздуха по помещению. Нагревшаяся на 5 градусов жидкость снова возвращается в чиллер для охлаждения.

Чтобы охладить воду в чиллере, применяется хладагент, в роли которого используются различные фреоны (например, R410A, R134a, R407C, R744, R1234ze) — газы, обладающие свойством поглощать тепло при испарении и отдавать его при конденсации. Фреон циркулирует в замкнутом холодильном контуре чиллера, постоянно меняя свое агрегатное состояние с жидкого на газообразное и обратно и таким образом перенося тепло от одной среды к другой.

Не следует путать понятия «хладагент» (фреон) и «хладоноситель» (вода). Вода в системе «чиллер-фанкойл» не изменяет своего агрегатного состояния, а является лишь источником холода для фанкойлов, входящих в гидравлический контур.

Компоненты системы «чиллер-фанкойл»

Чиллер

Ядром системы является чиллер. Именно он отвечает за производство охлажденной воды, которая затем подается ко всем подключенным к нему фанкойлам. В основе работы агрегата лежит парокомпрессионный цикл, в результате которого происходит сжатие хладагента и перенос им тепла от одной рабочей среды к другой. 

Чиллер может иметь как воздушное, так и водяное охлаждение. Как следствие, фреон может отдавать свое тепло как воздуху, так и воде. При этом хладоносителем все равно остается вода. Водяное охлаждение более эффективно, однако в регионах, где наблюдается дефицит воды или отсутствует подходящая система водоснабжения, использовать такой вариант нецелесообразно. В таком случае предпочтительно использовать чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора. С другой стороны, расходы на эксплуатацию водоохлаждаемых агрегатов выше, поэтому, если требуется недорогая и не слишком производительная система «чиллер-фанкойл», лучше выбрать воздухоохлаждаемый чиллер. 

Некоторые чиллеры, как правило, воздухоохлаждаемые, могут эксплуатироваться не только в режиме охлаждения воды или водного раствора гликоля, но и в режиме нагрева. В последнем случае они выполняют функцию теплового насоса. Данный режим полезен, если объект не оборудован системой центрального отопления. Например, сегодня большой популярностью пользуются мини-чиллеры, монтируемые в коттеджах и таунхаусах, находящихся в сельской местности. Летом они охлаждают воду, а зимой нагревают ее, в результате жильцы чувствуют себя комфортно в любое время года.

В конечном счете наиболее подходящий вариант подбирается исходя из фактических условий проекта и требований заказчика.

Фанкойл

Конечные устройства системы кондиционирования — фанкойлы — могут располагаться в различных частях здания, на одном или на разных этажах. Они соединяются между собой и чиллером с помощью гидравлического контура — сети водопроводных труб, сечение которых зависит от производительности водоохладителя.

Каждый фанкойл состоит из теплообменника, вентилятора и фильтра. Премиальные модели могут оборудоваться фотокаталическим или антибактериальным фильтром с ионами серебра, фильтром с активированным углем, обеззараживающей воздух ультрафиолетовой лампой.

Холодная вода поступает в трубки теплообменника и через их поверхность охлаждает воздух, забираемый вентилятором из помещения. После термической обработки воздушный поток распределяется вентилятором по всему офису (комнате). Если фанкойл подключен к чиллеру, выполняющему функцию теплового насоса, то есть эксплуатируемому в режиме нагрева жидкости, он подает в помещение теплый воздух, создавая и поддерживая оптимальный микроклимат. 

Сегодня выпускается широкий ассортимент фанкойлов различной конструкции и размеров, что позволяет наилучшим образом подобрать оборудование с учетом его производительности, места установки и интерьера конкретного объекта.

Насосная станция (гидромодуль)

Гидромодуль — важный компонент системы, обеспечивающий циркуляцию рабочей жидкости (воды) между чиллером и фанкойлами. Он включает: 

  • один или несколько циркуляционных насосов, в том числе резервный;

  • расширительный бак, компенсирующий расширение воды в гидравлическом контуре по мере повышения ее температуры и позволяющий уменьшить количество циклов включения/выключения компрессора; 

  • датчики температуры и давления; 

  • водяной фильтр; 

  • предохранительный и дренажный клапаны; 

  • систему управления (шкаф автоматики);

  • запорную арматуру. 

Насосная станция не только обеспечивает циркуляцию воды в гидравлическом контуре, но и поддерживает ее давление на нормальном уровне, осуществляет своевременный долив жидкости, компенсирует колебания давления из-за расширения ее объема, повышает общую теплоемкость системы.

Датчики и интеллектуальная система управления

Система «чиллер-фанкойл» также включает в себя различные датчики и контрольные устройства, которые обеспечивают точное регулирование температуры воды на входе и выходе испарителя чиллера, а также температуры воздуха в обслуживаемых помещениях. Благодаря данным, полученным с датчиков, интеллектуальная система управления автоматически корректирует работу каждого компонента в зависимости от тепловой нагрузки. Это избавляет пользователя от необходимости постоянно следить за текущими показателями агрегатов: руководствуясь готовыми алгоритмами, микропроцессорный контроллер самостоятельно запускает те или иные подпрограммы (например, подпрограмму защиты от обмерзания), исходя из условий окружающей среды, времени наработки устройств и иных показателей. В случае возникновения нештатных ситуаций контроллер уведомит об этом пользователя и во избежание серьезных поломок отключит чиллер.

Сферы применения систем чиллер-фанкойл

Благодаря своей универсальности и адаптивности система «чиллер-фанкойл» нашла широкое применение в самых разнообразных сферах — от коммерческих и офисных пространств до общественных и промышленных зданий и сооружений. 

  • Офисные здания и бизнес-центры. Система «чиллер-фанкойл» идеально подходит для обслуживания высотных административных зданий и бизнес-центров, в которых требуется индивидуальный контроль температуры в каждом помещении.

  • Гостиницы и курортные отели. Обеспечивает комфортное проживание постояльцев в каждом гостиничном номере.

  • Торгово-развлекательные комплексы. Система «чиллер-фанкойл» превосходно справляется с кондиционированием как отдельных магазинов, так и огромных торговых павильонов, фудкортов, игровых площадок и других пространств, находящихся под крышей торгово-развлекательного комплекса.

  • Промышленные объекты. Данная климатическая техника помогает поддерживать оптимальную для работы персонала и технологического оборудования температуру в производственных цехах, на складах полуфабрикатов и готовой продукции, лабораториях и др. 

  • Медицинские учреждения. В больницах и поликлиниках системы «чиллер-фанкойл» непрерывно поддерживают оптимальные температуру и влажность, а также чистоту воздуха, для того чтобы минимизировать вероятность передачи инфекции от зараженного пациента здоровому человеку или медперсоналу. 

  • Образовательные учреждения. Данное оборудование эффективно поддерживает оптимальный микроклимат в просторных аудиториях высших учебных заведений.

  • Спортивные комплексы. Система «чиллер-фанкойл» позволяет эффективно контролировать температуру и влажность воздуха на спортивных аренах, крытых ледовых площадках, многофункциональных концертно-спортивных залах.

Преимущества и недостатки системы «чиллер-фанкойл»

Преимущества

  • Быстрая адаптация к различным проектным требованиям. Благодаря модульной конструкции чиллеры позволяют при необходимости наращивать общую производительность всей системы кондиционирования. При этом модернизация всего объекта не требуется: достаточно просто подсоединить агрегат к уже смонтированному и работающему гидравлическому контуру.

  • Система «чиллер-фанкойл» может быть настроена таким образом, чтобы соответствовать специфическим нуждам различных зон здания.

  • Высокая энергоэффективность. Холодопроизводительность чиллеров, особенно оснащенных винтовыми или центробежными компрессорами, более чем в 5 раз превышает потребляемую ими мощность. В частности, коэффициент энергоэффективности безмасляных чиллеров, оснащенных компрессорами на магнитных подшипниках, составляет 6,7—7,0. Иными словами, для получения примерно 7 кВт холода им требуется всего 1 кВт электроэнергии.

  • Точный контроль температуры и влажности в различных помещениях (функциональных зонах) объекта.

  • Широкий модельный ряд чиллеров и фанкойлов, множество сфер применения.

  • Улучшение качества воздуха, эффективное охлаждение технологического оборудования.

  • Возможность использования чиллеров (с полной или частичной рекуперацией теплоты) для горячего водоснабжения местных потребителей.

Недостатки

  • Приобретение и монтаж системы «чиллер-фанкойл» сопряжены с довольно высокими первоначальными инвестициями, особенно в крупных объектах.
  • Необходимы регулярное техническое обслуживание масляной и гидравлической систем, очистка или замена водяных фильтров и других расходных материалов, что влечет за собой дополнительные эксплуатационные затраты.
  • Водоохлаждаемые чиллеры нуждаются в стабильном водоснабжении, что может стать проблемой в регионах с ограниченными водными ресурсами или там, где наблюдаются перебои с подачей воды.