Системы чиллер-фанкойл

В последнее время в связи с увеличением объемов, в которых необходимо организовать кондиционирова­ние воздушной среды, появились холодильные маши­ны, так называемые чиллеры.

Чиллеры относятся к классу оборудования централизованного кондициони­рования. Такие машины способны создать комфорт­ные условия в огромных офисных или производствен­ных зданиях.

Внутри чиллера происходят нагрев или охлажде­ние теплового носителя, а затем его нагнетание в сис­тему трасс, по которым он передается внутрь охлаж­даемого помещения. На конце трасс устанавливаются внутренние блоки, так называемые фанкойлы, из ко­торых холод или тепло попадают внутрь охлаждаемо­го помещения.

Фанкойл представляет собой аппарат, который со­стоит из теплообменника, вентилятора, фильтра или нескольких фильтров и пульта управления. Вентиля­тор нагнетает воздушный поток на теплообменник, в котором он нагревается или охлаждается в зависимо­сти от выбранного режима работы. В фанкойл можно организовать подачу свежего воздуха от вентиляци­онной установки или центрального кондиционера.

Системы «чиллер — фанкойл» могут успешно ис­пользоваться для кондиционирования помещения практически любой площади, высотности. Доставку охлаждающей или нагревающей жидкости от чилле­ра до фанкойла осуществляют специальные насосные станции. Обычно насосная станция состоит из цирку­ляционного насоса, расширительного и аккумулиру­ющего баков, запорной арматуры и управляющего оборудования.

Такая рабочая станция может управ­ляться с чиллера или работать автономно.

Принято выделять четыре основных типа чиллеров:  

1) с воздушным охлаждением наружной установки — монтируются на любой открытой площадке, воз­можно даже на крыше кондиционируемого поме­щения. Производится свыше десяти серий с раз­ной пиковой мощностью, изготавливаются аппа­раты, работающие с крайне низким уровнем шума. Агрегаты снабжаются контурами автоматическо­го мониторинга кондиций системы, подключают­ся к компьютерному центру управления. В систе­мах мощностью свыше 30 кВт обычно предусмат­ривается возможность регулировки использования электрической энергии;

2) с воздушным охлаждением внутренней установки — монтируются во вспомогательных помещениях, пе­редача воздуха при использовании аппарата такого типа происходит по установленной для этих целей системе воздуховодов. В настоящее время осуще­ствляется выпуск различных по мощности систем, производятся аппараты с низкими шумовыми по­казателями. Этот вид оборудования, так же как и первый, оснащается схемами автоматики, позволя­ющей контролировать работу системы, имеет ин­терфейс подключения к персональному компьюте­ру, может управляться удаленно посредством ста­ционарного или переносного компьютера. Все оборудование надежно защищено от воздействия климатической среды. Системы этого типа обору­дуются платами автоматической настройки систе­мы потребления электрической энергии;

3) с выносным конденсатором — часть оборудования монтируется во вспомогательных помещениях, от­дельный его элемент (конденсатор) устанавливается вне пределов помещения, вместе обе части машины подключаются фреоновыми трассами. Производит­ся свыше десяти серий с разной пиковой мощнос­тью, изготавливаются аппараты, работающие с край­не низким уровнем шума. Этот вид оборудования снабжается автоматическими схемами, осуществля­ющими мониторинг работы системы, также имеет возможность управления с персонального компью­тера. Данные аппараты не подвержены воздействию климатических факторов, имеют внутренние блоки сравнительно небольших размеров. В системах мощ­ностью свыше 30 кВт обычно предусматривается возможность регулировки подачи электрической энергии;

4) с водяным охлаждением — как правило, оборудо­вание монтируется во вспомогательных помеще­ниях, подключается к системе водоснабжения или к градирням. Осуществляется выпуск различных по мощности систем, производятся аппараты с низкими шумовыми показателями. Этот тип кли­матического оборудования снабжается автомати­ческими схемами, отслеживающими работоспособ­ность системы и координирующими ее работу, имеет возможность управления с персонального компьютера. Оборудование надежно защищено от воздействия климатической среды, снабжено внутренними блоками небольших размеров. Все системы оборудованы платами автоматической настройки системы потребления электрической энергии.

Остановимся коротко на некоторых особенностях различных типов чиллеров.

Охлаждение чиллеров при помощи воздуха произ­водится принципиально по той же схеме, как и в ап­паратуре бытового назначения: вентилятор нагнетает на конденсатор поток воздуха. В случае с водяным охлаждением к конденсатору организуется приток холодной воды. Схема с использованием водяного ох­лаждения более компактна и менее затратна, но под­разумевает либо использование градирен, либо под­водку холодной воды.

Чиллеры с воздушным охлаждением производятся в раздельном или моноблочном вариантах исполнения. В моноблочном исполнении чиллер представляет собой аппарат, совмещенный с конденсатором в едином кор­пусе, подключенный при помощи системы трубопрово­дов к насосной станции.

В раздельном исполнении кон­денсатор и собственно чиллер разделены. Конденсатор обычно монтируется на крыше, а чиллер — внутри вспо­могательных помещений. В этом случае значительно проще заниматься обслуживанием холодильной маши­ны, и надежность системы более высока в связи с тем, что работа чиллера будет проходить в защищенных от внешнего климата условиях. При использовании чил­лера в моноблочном исполнении в систему трубопрово­дов необходимо заливать либо тосол, либо другой анти­фриз, тогда как в раздельном исполнении можно зап­равлять аппаратуру водой, причем в любое время года. Связано это с тем, что весь контур с теплоносителем располагается внутри помещений.

Моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением охлаждаются центробежными или осевыми вентиля­торами. Центробежные вентиляторы обычно создают более мощный воздушный поток, в связи с этим та­кие аппараты можно монтировать внутри зданий и сооружений, подключив к ним воздуховоды для при­тока и отвода воздуха. Стоимость центробежных агре­гатов выше, чем осевых, но последние создают значи­тельно менее мощный поток воздуха. В связи с эти чиллер с осевым вентилятором необходимо устанавливать на открытой площадке для обеспечения свободного притока воздуха.

Кроме ставших уже обыденными фреоновых чил­леров, производятся абсорбционные аппараты. В абсор­бционных чиллерах фреон заменен на абсорбер и воду. Принцип работы абсорбционного чиллера основан так­же на изменении агрегатного состояния хладагента из пара в жидкость и поглощении им тепла.

Как же рабо­тает такой чиллер?

При нагревании из раствора абсор­бера выделяется вода, которая устремляется к конден­сатору. Здесь пары воды превращаются в жидкость и поступают в испарительный узел, где вода превраща­ется в пар, который, в свою очередь, поглощается аб­сорбером. Затем абсорбер вновь подвергается нагреву, и вся последовательность операций повторяется.

Использование абсорбционных чиллеров выгодно на объектах, где в больших объемах наличествуют пар или горячая вода и ограничены электрические мощности.

Фанкойлы способны охладить или нагреть воздух в зависимости от времени года, кроме того, в них происходит очистка воздуха. Эти агрегаты способны адекватно заменить систему центрального отопления. С этой целью в них направляется ток воды по второй схеме, если фанкойл имеет четырехтрубное исполне­ние, либо производят переключение двухтрубных фанкойлов к бойлеру или местной газовой или электри­ческой котельной.

Производители выпускают чиллеры в диапазоне от 5 до 9000 кВт, что позволяет найти им применение для создания комфортной среды практически в лю­бом помещении.

Фанкойлы по внешнему виду очень похожи на внут­ренние блоки бытовых сплит-систем, выпускаются раз­личными производителями и имеют самое разнообраз­ное исполнение: существуют аппараты канального, на­стенного, подпотолочного и напольного типов. Выпус­каются они и без внешнего корпуса — так называе­мый бескорпусной вид. Последний более доступен для покупателя, эти фанкойлы устанавливаются за каким-либо фасадом (например, их можно смонтировать, скрыв за подвесным потолком или гипсокартонной конструкцией).

Рассмотрим в общих чертах конструкцию фанкойла.

Внутри корпуса находятся теплообменник или ра­диатор.

Фанкойл, в котором установлен один радиа­тор, называется двухтрубным, двухрадиаторный фан­койл получил наименование четырехтрубного. Фан­койл в четырехтрубном исполнении, как правило, подключают к центральному отоплению и к чиллеру. Такой агрегат в зимний период времени способен вы­полнять функцию радиатора отопления.

Помимо теплообменника, внутри корпуса фанкойла располагается вентилятор с электрическим приво­дом. С его помощью происходит изменение производи­тельности на холод всего фанкойла. Стоит отметить, что в случае, когда температура в помещении достига­ет заданного уровня, происходит отключение вентиля­тора, прохождение же теплоносящей жидкости через фанкойл остается в прежнем режиме. Таким образом, даже если фанкойл выключается, охлаждение поме­щения производится дальше, однако уже в значитель­но меньшей степени. Для того чтобы исключить даль­нейшее снижение температуры в помещении, внутри фанкойла монтируют специальный клапан, который направляет движение охлаждающей жидкости мимо агрегата.

Чтобы организовать слив конденсата, внутри фанкойла размещается специальный поддон, в обязатель­ном порядке на входе фанкойла устанавливается фильтр, предназначенный очищать воздух от пыли и грязи и других вредных примесей. Этот фильтр можно чистить и мыть во время технического обслуживания.

В некоторые фанкойлы устанавливают дополни­тельные электрические нагреватели воздуха. Кроме того, агрегаты оснащаются платами управления, они, дополняются проводными или беспроводными пуль­тами управления.

Достоинства агрегатов этого типа:

1) возможность использования в одном контуре раз­ных конструктивно исполненных. Это же относится и к фанкойлам — фанкойлы могут закрепляться на стене, монтироваться на полу, потолке, их мож­но встраивать в пространство между основным и подвесным потолком;

2) универсальность системы в плане функциониро­вания: в каждом помещении (независимо от дру­гих) можно создать необходимый температурный режим;

3) легко изменяемая мощность аппаратуры: используя систему «чиллер — фанкойл», вполне реально по­степенно наращивать количество потребителей, до­бавляя необходимое количество внутренних блоков;

4) отсутствие лимита трасс, предельное расстояние между внутренним и наружным блоками ограни­чивается только мощностью насосных установок и возможностями теплоизолирующих материалов;

5) низкое потребление электроэнергии;

6) отсутствие внутри системы озоноразрушающих фреонов;

7) малошумность;

8) высокая надежность;

9) гибкая система управления.

К недостаткам этого оборудования относят:

1) сравнительно сложный монтаж;

2) высокую стоимость оборудования;

3) длительный срок поставки оборудования от про­давца к конечному потребителю.