Система чиллер-фанкойл: принцип работы и схемы подключения

Где можно применять фанкойлы для нагрева

Все производители изготавливают чиллеры как для охлаждения, так и для нагрева воды, т.е., в большинстве случаев, они могут работать как в режиме охлаждения, так и в режиме нагрева воды, при этом температура воды, подаваемая в фанкойл для нагрева воздуха, обычно составляет +40…+55 ℃. Есть отдельные более дешёвые модели, работающие только на охлаждение или только на нагрев. Последние имеют особое название – тепловые насосы. Они устанавливаются в частных домах, коттеджах и обеспечивают нагрев воды не только для отопления, но и для сантехнических и хозяйственных нужд. В качестве внутренних приборов применяются фанкойлы различного типа. Быстрый нагрев воздуха, интенсивная принудительная его циркуляция и бесшумность ставят такие фанкойлы на самый высокий уровень среди всех возможных приборов обогрева. Фанкойлы могут применяться отдельно, независимо от чиллера. Такой вариант возможен, если есть какой-то другой источник нагрева воды (жидкости), которая направляется в фанкойлы. Температура воды (жидкости) в этом случае не должна превышать +70 ℃, иначе произойдет повреждение фанкойла.

На сегодняшний день неоспоримым фактом является то, что осуществлять отопление помещения с помощью бытовой, полупромышленной сплит-системы, а также любым видом промышленного кондиционера намного эффективнее, чем обычными электронагревателями. Однако, с понижением температуры наружного воздуха, эффективность уменьшается. Поэтому особенно хочется выделить использование системы чиллер-фанкойл для отопления помещения.

Как же происходит отопление фанкойлами? В этом направлении выделена специальная группа оборудования, предназначенная именно для обогрева и называется это оборудование — тепловые насосы. Надо отметить, что совершенно все типы фанкойлов (настенные , кассетные , канальные , напольно-подпотолочные) могут нагревать воздух, но надо иметь ввиду, что теплый воздух из фанкойла будет подниматься вверх и расположение фанкойла вверху будет давать плохой эффект для отопления. Это касается, в большей степени, канальных и кассетных фанкойлов. Для лучшей эффективности отопления следует подбирать фанкойлы с нижним расположением или с регулируемым выходом воздуха по высоте. Сама же возможность работы на отопления не зависит от конструкции фанкойла. Если фанкойл работает в паре с чиллером, который может работать для получения холода и тепла, то и фанкойл также может работать на нагрев воздуха. В случае, если чиллер предназначен только для работы на холод, то, соответственно, и фанкойл может работать только на охлаждение воздуха.

В большинстве случаев фанкойлы производятся двухтрубные, и они же имеют внутри фанкойла один теплообменник, и именно они чаще всего находят свое применение. Тем не менее, многие производители выпускают и четырехтрубные фанкойлы, которые имеют внутри два теплообменника и эти теплообменники могут работать каждый в своем режиме, независимо друг от друга. При этом каждый теплообменник подключается к своему чиллеру или любой другой системе, которая предварительно подготавливает (нагревает/охлаждает) воду для дальнейшей подачи ее в фанкойлы. Работа этих теплообменников происходит независимо друг от друга. В качестве такой системы для одного теплообменника можно использовать индивидуальный котел или подключится к центральному отоплению, если такое имеется, а другой подключить к чиллеру.

Такие фанкойлы имеют более широкие функциональные возможности, но и в этом случае такие четырехтрубные теплообменники можно использовать для нагрева воздуха. Эффективность от использования фанкойлов в качестве отопительных приборов намного выше, чем от использования обычных радиаторов отопления именно благодаря применению встроенных вентиляторов внутри фанкойла и более эффективных материалов, с точки зрения теплоотдачи, из которых изготавливается теплообменник.

Отопление при помощи систем кондиционирования (бытовой или полупромышленной сплит-системой) зарекомендовало себя как более эффективный способ по сравнению с традиционными радиаторами. Но такой способ работает, пока на улице не очень холодно. При значительном похолодании производительность обычного климатического оборудования падает. В этом случае на помощь приходит система чиллер-фанкойл.

О системе

Универсальная система, позволяющая поддерживать комфортную температуру в помещении независимо от времени годаИсточник airventilation.ru

В данном случае такая система охлаждения работает для кондиционирования больших зданий, где между чиллером и фанкойлами находится теплотрасса, по которой циркулирует охлажденная жидкость. В качестве такой жидкости, как правило, выступает вода для жаркого климата или водный раствор C2H6O2 (этиленгликоль) для холодного и умеренного климата. Система чиллер-фанкойл между двумя основными агрегатами предусматривает разводку труб для движения жидкости и циркуляционный насос с автоматическим управлением. Охлажденная жидкость в трубопроводе находится под относительно низким давлением.

Основные отличия от других систем

Если в большинстве холодильных установок циркулирует газовый хладагент, то в системе чиллер-фанкойл, как было сказано выше, это вода или водный раствор C2H6O2. Такое изменение означает следующее:

Энергозатраты жидкого теплоносителя гораздо ниже, нежели у газового (у воды более высокая тепловая емкость). Это приводит к тому, что трубопровод для жидкого хладагента может достигать сотен метров. На практике такие теплотрассы в два раза длиннее, нежели у газовых аналогов.
Для теплотрассы системы чиллер фанкойл нужны обычные трубы, которые используются для транспортировки воды и такая же запорная арматура. Это говорит о том, что монтаж обойдется дешевле и сделать его проще, нежели для газового хладагента.
Все летучие газы, которые есть в чиллере не могут попасть в помещение, так как агрегат монтируют на земле или на крыше здания. Авария трубопровода чревата только затоплением, но она локализуется запорной арматурой.

Чиллер-фанкойл: принцип работы

Оптимальный вариант организации комплексного кондиционирования на различных крупных объектахИсточник engclimate.ru

Системы охлаждения обсуждаемого нами агрегата могут работать по двум принципам:

Непосредственное охлаждение хладагента. Это наиболее распространенный и удобный способ, где в теплообменнике осуществляется охлаждение водного раствора жидкость/фреон. На входе и выходе агента разница в температуре составляет не более 7°C, тогда как в стандартном режиме устройство работает в соотношении 7/12°C.
Применение промежуточного хладагента. Такой вариант необходим в тех ситуациях, когда на чиллер выдает жидкость с температурой, превышающей 7°C.

Возможные неисправности системы

Вот перечень некоторых, наиболее часто встречающихся неисправностей системы чиллер-фанкойл:

Утечка фреона. Ситуация возникает в случае негерметичного соединения фитингов на контуре либо их механического повреждения.
Поломка компрессора. Может сгореть статорная обмотка или возникнуть какие-то нарушения в поршневой группе (нагар, разрушение клапанов).
Попадание воды в холодильный контур. Причиной такой неисправности может послужить утечка в испарителе, вследствие чего фреон смешивается с водой.

Где применяются системы

После охлаждения в чиллере жидкость может подаваться в фанкойлы для охлаждения воздуха или для отвода тепла от оборудованияИсточник wikipedia.org

Как вы уже поняли из названия, системы чиллер-фанкойл имеют зарубежное происхождение, но, тем не менее, их широко использовали в Советском Союзе, и они до сих пор не утратили своей актуальности. Их зачастую сравнивают со сплит системами, так как конечный результат, по сути, ничем не отличается. Не будем сейчас говорить о преимуществах, но скажем, что такие установки крайне необходимы для масштабных объектов разного назначения.

Составные части схемы чиллер-фанкойл

Роль охлаждающего устройства отведена чиллеру — внешнему блоку‚ производящему и подающему холод по трубопроводам с циркулирующей по ним водой или этиленгликолем. Этим и отличается эта система от других сплит-систем, где в качестве теплоносителя закачивают фреон‚ для передачи которого нужны дорогие медные трубы. Здесь же с этой задачей прекрасно справляются водопроводные трубы с теплоизоляцией.

На ее работу не влияет температура наружного воздуха, тогда как сплит-системы с фреоном теряют работоспособность уже при -10⁰. Внутренним теплообменным агрегатом является фанкойл. Он принимает жидкость с низкой температурой, затем передает холод в воздушную среду помещения‚ а нагретая жидкость возвращается назад в чиллер.

Фанкойлы устанавливают во всех комнатах. Каждый из них работает по индивидуальной программе.

На фото показаны основные элементы системы — насосная станция‚ чиллер‚ фанкойл. Фанкойл может быть установлен на большом расстоянии от чиллера. Все зависит от того‚ какой силой обладает насос. Число фанкойлов пропорционально мощности чиллера

Обычно такие системы применяют в гипермаркетах‚ торговых комплексах‚ сооружениях‚ возведенных под землей‚ гостиницах. Иногда их используют в качестве отопления. Тогда по второму контуру в фанкойлы подают нагретую воду или переключают систему на котел отопления.

Сравнительный анализ плюсов и минусов системы чиллер-фанкойл и системы VRF-кондиционирования.

Прежде, чем проводить анализ, нужно обозначить что же представляет из себя мультизональная система VRF. По сути, это большая мультисплит-система кондиционирования, к наружному блоку которой подключено множество внутренних блоков. Благодаря этому, можно одновременно настраивать и поддерживать различный температурный режим в разных помещениях. На первый взгляд, может показаться, что они имеют незначительные отличия друг от друга, но каждая из них имеет свои конструктивные особенности, недостатки и преимущества, сравнив которые можно выбрать оптимальный вариант для решения именно ваших задач.

Подробнее о VRF и VRV системах кондиционирования

По способу подачи сигнала на фанкойл:

проводная система подачи;
беспроводная система подачи.

В первом случае это проводные пульты управления, от которых сигнал на фанкойлы поступает по проводам. Они не такие удобные, так как требуют прокладки дополнительных проводов от пульта до фанкойла и являются менее мобильными, потому что должны жестко крепиться на какой-то поверхности (стене).

На фото: Проводные и беспроводные пульты для фанкойлов Dantex

Беспроводная система подачи основана на управлении с помощью инфракрасных пультов управления, где сигнал поступает по инфракрасному каналу. Они более удобные, поскольку не нуждаются в фиксированном размещении и прокладке проводов. ИК-пульты входят в комплект поставки кассетных или настенных фанкойлов DANTEX, а для канальных или напольно-потолочных фанкойлов необходимо дополнительно приобретать термостаты.

Подключение системы чиллер-фанкойл

Главными составляющими элементами системы выступают чиллер, фанкойл и гидромодуль. Первые два агрегата соединены друг с другом трубопроводами, а насосная станция предназначена для циркуляции жидкости в трубах.

Кроме самого насоса в гидромодуль входят:

Расширительный бак. Он нужен для компенсации изменения объема теплоносителя при его нагревании и охлаждении.
Запорная арматура.
Элементы управления и защиты.
Бак-аккумулятор предназначен для увеличения тепловой емкости носителя. Благодаря этому компрессор защищен от преждевременного износа.

В процессе подключения понадобятся следующие составляющие элементы:

Фанкойл или теплообменник. Внешне конструкция напоминает решетку из трубок, по которым циркулирует жидкость.
Вентилятор устанавливают за фанкойлом, чтобы он направлял поток воздуха на решетку из трубок.
Элементы электронного управления работой агрегата задают скорость вращения вентилятора и подачу охлаждающей жидкости.
Для установки всех необходимых настроек используют выносной пульт управления.
Для устройства трассы применяют сантехнические трубопроводы.
За охлаждение жидкости или сохранение требуемой температуры жидкой среды отвечает чиллер. От него подготовленная жидкость по трубам поступает в фанкойл.
Бойлер для подогрева теплоносителя.
Насосное оборудование для облегчения циркуляции жидкой среды.

Подключение системы выполняют в следующем порядке:

сначала устанавливают наружный и внутренний блоки;
после этого составляют узел обвязки;
собирают трассу из трубопроводов и делают ее теплоизоляцию;
далее идет прокладка воздуховодов и их звукоизоляция;
монтаж дренажной системы;
прокладка элементов питания к установленным агрегатам;
после этого проверяют герметичность всех соединений, выполняют пробный запуск системы.

Обслуживание системы

Обслуживание чиллеров и фанкойлов включает набор стандартных мероприятий. Они заключаются в регулярной замене фильтрующих приспособлений и их прочистке, а также уходе за радиаторами.

Для бесперебойной и эффективной работы системы кондиционирования важно регулярно проводить профилактическое обслуживание, которое включает в себя следующие мероприятия:

Проверка исправности и точности работы пульта дистанционного управления.
Осмотр всех крепежных приспособлений на предмет прочности фиксации, а также проверка узлов соединения на герметичность.
Изменение параметров электрической сети в кабеле, питающем агрегат.
Оценка работоспособности всех составляющих цепей.
Измерение фазы и линейного напряжения.
Проверка исправности дренажной системы и работоспособности вентилятора.

Рекомендуется периодически проводить чистку и обработку радиатора с целью защиты от поражения патогенной микрофлорой. Фанкойлы эксплуатируют при температуре не ниже +10 градусов, чтобы агрегаты прослужили как можно дольше.

Системы чиллер-фанкойлов в одинаковой степени подходят для установки в частном доме и общественном здании. Они поддерживают оптимальный микроклимат в помещениях независимо от погодных условий на улице. Однако при использовании чиллеров для отопления стоимость тепловой энергии значительно выше, чем на фоне применения газового котла.

Сферы применения чиллеров

Для начала разберёмся, что такое чиллер.

Чиллер — мощный агрегат, предназначенный для охлаждения жидкости, применяемой в качестве теплоносителя в центральных системах кондиционирования, таких как приточные установки, фанкойлы. Он нужен для циркуляции жидкого вещества, например, воды, антифриза.

Так, для централизованного кондиционирования в квартирах, домах, офисах и других заведениях применяются системы малой мощности. Агрегат с высокой способностью поглощения тепла используется в металлообрабатывающей промышленности, машиностроении, медицине.

Чиллеры также необходимы для выполнения таких задач:

охлаждение алкогольных напитков, соков, сиропов при производстве продукции;
понижение температуры питьевой и технологической воды в оборудовании пищевой промышленности;
поддержание температурного режима в бассейнах;
образование ледовых катков на спортивных площадках;
охлаждение специальных медицинских установок;
выпуск лекарственных средств при низких температурах;
охлаждение лазерных станков;
выпуск пластмассовой и резиновой продукции;
оборудование для химической отрасли.

Преимущества и недостатки

По назначению чиллеры схожи с прецизионными кондиционерами, мультизональными или мульти-сплит системами. Они призваны обеспечивать микроклимат в нескольких помещениях и больших объемах. Но имеют принципиальные отличия.

В системах чиллер-фанкойл за обогрев или охлаждение отвечает теплоноситель – вода или антифриз. В мульти-сплит системах приток холода или тепла осуществляется хладагентом – фреоном, хладоном. Из-за разницы в теплоемкости он менее эффективен, чем теплоноситель системы чиллер-фанкойл.

В мультизональном кондиционере допускается расстояние между внутренним и наружным блоком в несколько десятков метров. Чем дистанция больше, тем быстрее падает эффективность (COP) кондиционера.

Длина труб между чиллером и фанкойлом может быть более 100 метров. При этом эффективность несколько снижается, но не так сильно, как у мульти-сплита. Все зависит от скорости потока, мощности насоса, теплоизоляции труб.

Кроме эффективности, у чиллеров есть следующие плюсы:

Возможность изменять количество фанкойлов;
Чиллер не портит внешний вид фасада здания;
Фреон не циркулирует к фанкойлам, при его утечке нет риска нанести вред здоровью людей;
Долгий срок службы;
Низкая стоимость монтажа фанкойлов и магистралей для теплоносителя.

Есть у чиллеров минусы:

Высокая стоимость;
Дорогая профилактика и обслуживание;
Высокая цена запчастей.

Основные производители фанкойлов

В настоящее время более 60 брендов представляют оборудование этой категории в различных модификациях. Ниже приведены торговые марки, которые представляют широкий ассортимент профильной продукции на отечественном рынке:

BALLU – известная компания с производственными мощностями в Южной Корее, Китае, Испании, Франции. В кооперации с российским «Заводом тепловой техники» (г. Ижевск) создано предприятие, выпускающее компоненты климатических систем;
Daikin – японский производитель, занимающий лидирующие позиции в соответствующем сегменте рынка. Отличные технические характеристики и безупречное качество частично компенсируют достаточно высокую стоимость изделий;
General Climate – международная ассоциация (Россия−Великобритания). Продукция отличается приемлемой стоимостью за счёт переноса основных производств в Китай и Малайзию.

Подключение фанкойла

Фанкойл является сложной климатической техникой, поэтому при его выборе обязательно следует производить специальные расчеты, справиться с которыми сможет только опытный инженер-теплотехник. Если схема разводки подобрана правильно и детально проработана, то при монтаже устройств не возникнет непредвиденных проблем. При этом доверять установку такой техники следует только профессионалам.

В связи с тем, что система чиллер-фанкойл может работать как на обогрев, так и на охлаждение, существует две схемы подключения:

Двухтрубная, при которой устройства летом работают в качестве охладителей, а зимой в качестве отопительного прибора. В такой системе присутствует один теплообменник, и в холодное время года вода в него поступает теплоноситель от стороннего нагревателя, например котла, а в теплое — от чиллера. Такая система позволит либо охлаждать все помещения в здании, либо обогревать.li>
Четырехтрубная. Такая система монтируется по аналогичной схеме, что и двухтрубная, но имеет 2 независимых контура, каждый из которых работает в своем режиме (обогрев или охлаждение). В этом случае чиллер подготавливает хладоноситель и через гидромодуль (насосная группа) раздает его до каждого из фанкойлов. Котел или другой прибор готовит теплоноситель и подает его к каждому вентиляторному доводчику (фанкойлу) в свой «теплый» теплообменник. В итоге, в каждом отдельно взятом помещении, все пользующиеся могут создать свой персональный температурный режим, включив фанкойл на обогрев или охлаждение. Данная система является более универсальной и подходит для постоянной и комфортной эксплуатации.

Схема обвязки фанкойлов проектируется на этапе выбора оборудования. При этом необходимо учитывать теплоизбыток каждого помещения в летнее время и недостаток тепла зимой. Следует помнить, что к чиллеру можно подключать неограниченное число фанкойлов, однако каждый из них должен быть удален от центра не более, чем на 600 метров. Мощность приборов определяется потребностями пользователей и особенностями здания.

Существуют фанкойлы, которые устанавливаются:

в фальш-потолок (кассетные фанкойлы),
за фальш-потолок, в стеновую нишу, тех.помещение (канальные) и раздают воздух через систему воздуховодов и вентиляционных решеток и диффузоров,
на пол или стену (корпусные напольно-потолочные),
на стену в помещении (настенные).

Большинство устройств рассчитаны только на двухтрубный или только на четырехтрубный способ подключения, поэтому определиться со способом монтажа следует до покупки оборудования. Определить, какая техника подходит в вашем случае, и как её стоит монтировать, может только специалист.

Дополнительная информация

Общий принцип работы фанкойла.

Коротко: воздух из помещения через вентиляционный блок поступает в теплообменник, где он нагревается или охлаждается до требуемой температуры. Температура воздуха в помещении регулируется с помощью пульта управления для фанкойла. Проблему вентиляции в помещении можно решить только при наличии полной системы из центрального кондиционера, через который поступает свежий воздух с улицы.

Подробно: вентилятор по всей длине блока равномерно распределяет поступающий поток воздуха. Работает он с минимальным уровнем шума. Двигатель вентилятора бывает двух типов: тангенциального (для малых помещений, достаточно фанкойла малой мощности) и центробежного (рассчитаны для средних и крупных промышленный помещений, где требуются средней и высокой мощности фанкойлы). Вентилятор совершает принудительную подачу воздуха через калорифер (теплообменник). По змеевикам из медных трубок в теплообменник подается теплоноситель: холодная/горячая вода или водный раствор этиленгликоля (для системы «чиллер-фанкойлы»). Теплообменник за счет муфт соединяется с системой центрального отопления для подачи в него воды, а при заполнении теплообменника водой воздушные клапаны выпускают из него воздух. Для слива конденсата имеется отдельный патрубок. Иногда, в режиме обогрева для большей эффективности работы фанкойла используется электронагреватель, который устанавливается на выходе агрегата.
Свежий воздух подается в помещение от центрального кондиционера в систему «чиллер-фанкойлы». Чиллер — это холодильная машина, которая предназначена для охлаждения воды или незамерзающей жидкости. Циркулирует жидкость от чиллера к фанкойлу посредством насосной станции.

Для обеспечения вентиляции в помещении, рядом с чиллером с вентилятором центробежного типа устанавливают центральный кондиционер — на крыше или на чердаке. Охлаждающая жидкость от чиллера поступает на все фанкойлы, установленные внутри помещения, а также на теплообменник системы центрального кондиционирования. Центральный кондиционер подает в помещение требуемый санитарными нормами объем охлажденного воздуха. Фанкойлы в свою очередь регулируют температуру в помещении, к ним подается воздух из помещения и от центрального кондиционера, что снижает расход воздуха и стоимость центрального кондиционирования.

Фанкойлы могут поддерживать температуру двумя способами: регулированием объема воды или воздуха. Расход воды регулируется клапаном для фанкойла: изменяя диаметр поперечного сечения трубы, мы можем изменять поток поступающей в теплообменник холодной/горячей воды. Это как раз и является принципиальным отличием водяных систем от фреоновых. Регулирование расхода воздуха проводится при помощи изменения частоты вращения вентилятора, а это, в свою очередь, изменяет объем выделяемого с теплообменника тепла/холода.

Система «чиллер-фанкойлы» весьма гибкая для многоэтажного помещения с большим количеством комнат: к одному чиллеру возможно подключить несколько фанкойлов, а также несколько теплообменников приточной вентиляционной инсталляции или центрального кондиционера.

Подключение системы чиллер-фанкойл

Кроме самого насоса в гидромодуль входят:

Расширительный бак. Он нужен для компенсации изменения объема теплоносителя при его нагревании и охлаждении.
Запорная арматура.
Элементы управления и защиты.
Бак-аккумулятор предназначен для увеличения тепловой емкости носителя. Благодаря этому компрессор защищен от преждевременного износа.

В процессе подключения понадобятся следующие составляющие элементы:

Фанкойл или теплообменник. Внешне конструкция напоминает решетку из трубок, по которым циркулирует жидкость.
Вентилятор устанавливают за фанкойлом, чтобы он направлял поток воздуха на решетку из трубок.
Элементы электронного управления работой агрегата задают скорость вращения вентилятора и подачу охлаждающей жидкости.
Для установки всех необходимых настроек используют выносной пульт управления.
Для устройства трассы применяют сантехнические трубопроводы.
За охлаждение жидкости или сохранение требуемой температуры жидкой среды отвечает чиллер. От него подготовленная жидкость по трубам поступает в фанкойл.
Бойлер для подогрева теплоносителя.
Насосное оборудование для облегчения циркуляции жидкой среды.

Подключение системы выполняют в следующем порядке:

сначала устанавливают наружный и внутренний блоки;
после этого составляют узел обвязки;
собирают трассу из трубопроводов и делают ее теплоизоляцию;
далее идет прокладка воздуховодов и их звукоизоляция;
монтаж дренажной системы;
прокладка элементов питания к установленным агрегатам;
после этого проверяют герметичность всех соединений, выполняют пробный запуск системы.

Обслуживание системы

Проверка исправности и точности работы пульта дистанционного управления.
Осмотр всех крепежных приспособлений на предмет прочности фиксации, а также проверка узлов соединения на герметичность.
Изменение параметров электрической сети в кабеле, питающем агрегат.
Оценка работоспособности всех составляющих цепей.
Измерение фазы и линейного напряжения.
Проверка исправности дренажной системы и работоспособности вентилятора.

Чиллеры и фанкойлы для центральных систем кондиционирования

Чиллер

Чиллер-фанкойл – разновидность устройств кондиционирования, отличительной особенностью которой является циркулирование между блоками воды (этиленгликоля/пропиленгликоля) как хладагента.

Чиллер
– холодильная машина, понижающая температуру жидкости внутри теплоносителя. Устанавливается на крыше, чердачном пространстве, техническом помещении. При установке машины на кровле, необходимо сливать воду из системы перед наступлением холодного времени года.

Фанкойл
– внутренний блок устройства, оснащенный вентилятором (fan), теплообменником (coil). Внешне очень похож на блок сплит-системы.

Оборудование может работать в трех режимах: охлаждение, обогрев, охлаждение-обогрев (4-х трубная обвязка).

Модификации внутренних блоков:

настенные
кассетные
канальные
напольно-потолочные.

Кратко приведем схемы монтажа.

Система чиллер-фанкойл: принцип работы и обустройство системы терморегуляции

Где можно применять фанкойлы для нагрева