Как работает чиллер для охлаждения воды и обзор его производителей

В помещениях с большой площадью (в отелях, кинотеатрах, торговых залах, ресторанах) для регулирования температурного режима устанавливают файнкол. Устройство фанкойла имеет индивидуальную схему управления и работает как на обогрев, так и на охлаждение.

Чиллер для обогрева и охлаждения помещений

Установка сплит-системы является оправданной только в том случае если речь идет об уже эксплуатируемой постройке. В том случае если строительство дома только планируется, специалисты рекомендуют изначально внести в проект универсальную установку, которая может работать в любое время года и обеспечивать как нагрев, так и охлаждение воздушной массы с ее предварительной очисткой, увлажнением или осушением.

Система чиллер-фанкойл работает очень эффективно и с ее помощью пользователь может создавать необходимый микроклимат в каждой отдельной комнате. Для регулировки температурного режима для каждого помещения предусматривается наличие дистанционного пульта. Фанкойлы устанавливаются в каждом обслуживаемом помещении на потолке, полу или стенах.

Чиллер для обогрева и охлаждения помещений

Схема чиллер-фанкойл

Настенные модели рассчитаны только на обогрев помещения и работают с помощью двухконтурной системы. В том случае если необходимо обеспечить и кондиционирование воздуха устанавливается четырехконтурная система с двумя теплообменниками для обогрева и охлаждения воздуха.

Для полноценного обогрева в зимнее время года и постоянного кондиционирования воздуха летом можно использовать такую разновидность чиллера как тепловой насос. В отличие от обычных чиллеров, тепловой насос работает в двух режимах и полноценно справляется как с обогревом, так и с охлаждением потребляя при этом минимальное количество электроэнергии.

Схема чиллер-фанкойл 2

Чиллер для обогрева и охлаждения помещений

В качестве хладагента в системах чиллер-фанкойл в качестве теплоносителя применяется вода или этиленгликолевый раствор. Вода является более доступным теплоносителем, однако при постоянном нагреве она быстро испаряется из системы. Кроме того при установке основных агрегатов на улице, в зимнее время вода в контуре может замерзнуть при снижении температуры до нуля градусов что повлечет за собой сбои в работе системы. С этиленгликолевым раствором система чиллер-фанкойл может работать бесперебойно при любых погодных условиях, однако, используя такое вещество, следует помнить о правила безопасности и систематически проверят герметичность системы.

Конструкция и подключение

Понятно, что такое фанкойл, теперь необходимо разобраться с его принципом работы. Существует два способа, которыми данный прибор может быть подключен к системе теплоснабжения.

Если система чиллер фанкойла двухтрубная, то охлаждение и подогрев будут производиться от одного чиллера. Если его система четырехтрубная, устройство будет охлаждать помещение за счет чиллера, а нагревать за счет воды из системы отопления.

Раньше данный прибор еще называли «вентиляторным доводчиком», т.к. его главное задачей по ГОСТ 1976 года было смешивать свежий и рециркуляционный воздух. Происходил процесс «доведения» воздуха.

Устройство оборудования соответствует его названию. Конструкция прибора состоит из двух основных частей: теплообменника и вентилятора.

Конструкция и подключение

Принцип работы фанкойла довольно прост: теплообменник перегоняет холодную или горячую воду (или любой химический раствор), которая подается в него охлаждающей машиной, а вентилятор отправляет воздух на теплообменник, нагревая его до температуры радиатора.

Существуют разные виды фанкойлов, главным отличием которых является количество теплообменников. Есть двухтрубные (с одним теплообменником) системы, трехтрубные (с одним теплообменником, но к нему подводится уже не одна, а две магистрали) и четырехтрубные устройства (у них в наличии уже два или более теплообменника). Последний вид является наиболее распространенным и практичным, т.к. принципом его работы является кондиционирование помещения в теплое время года и обогрев в холодное время.

Корпусные модели данного устройства обычно подбираются под конкретный интерьер квартиры или другого помещения, а бескорпусные популярны тем, что легко встраиваются в ниши потолка или стен.

Система чиллер-фанкойл

На чем основывается работа данной системы

Как было сказано выше, наиболее распространенными чиллерами являются устройства парокомпрессионного типа. Принцип работы такого типа чиллеров достаточно прост:

Фанкойлы конструктивно могут иметь один или два теплообменника, соответственно система чиллер-фанкойл может быть двухтрубная или четырех трубная. В первом варианте от теплообменника отходят две трубы, по которым циркулирует только холодное и горячее рабочее вещество, а во втором для подачи на фанкойл теплоносителя из чиллера и подачи на второй теплообменник горячей воды из отопления.

Читайте также:  Двускатная крыша дома своими руками расчет

Важно! Система кондиционирования чиллер-фанкойл является более гибкой, чем современные фреоновые мультизональные системы. В зависимости от мощности устройства может быть установлено практически любое количество внутренних блоков – фанкойлов, поэтому ее применяют везде, где есть ограничения по длине фреоновых магистралей.

Достоинства и недостатки

Основным недостатком такого варианта кондиционирования является сложность, и соответственно дороговизна монтажа. Также очень важным аспектом в ее эффективной работе является выбор места установки оборудования. Кроме того, есть и еще недостатки:

На чем основывается работа данной системы
  • Шумность работы системы.
  • Высокая цена устройств.
  • Низкая энергоэффективность.

Основное достоинство системы чиллер-фанкойл в том, что нет никаких ограничений по длине коммуникаций между фанкойлами. Есть и еще одно существенное достоинство – можно добавлять в уже работающую систему нужное количество внутренних блоков, по мере введения в эксплуатацию здания. Очень часто это свойство является определяющим при выборе той или иной системы кондиционирования. Кроме того к достоинствам можно отнести следующее:

  • Безопасность и экологическая чистота, из-за отсутствия в ее магистралях фреона и других летучих газов.
  • Она не требует наличия нескольких внешних блоков, которые существенно портят внешний вид здания.

Совет: Система кондиционирования чиллер-фанкойл является наиболее сложной в проектировании и монтаже, поэтому для таких работ обязательно должны быть привлечены профессионалы.

Основные достоинства и недостатки

Если установлены фанкойл канальный и чиллер, то система, в сравнении с традиционным кондиционером, имеет такие преимущества:

  • Быстрый обогрев или охлаждение помещения — спустя 5 минут после запуска оборудования температура воздуха соответствует установленному показателю.
  • При монтаже мультизонального оборудования устанавливается разная температура в рабочих помещениях.
  • Экономное потребление электроэнергии.
  • К одному чиллеру подключаются несколько фанкойлов на максимальном расстоянии трассы в 600 м.
  • Для монтажа используются водопроводные трубы, которые дешевле специальных аналогов.
  • Скрытая установка, что позволяет сохранить интерьер в желаемом дизайне, спрятав фанкойлы за несколькими решётками.
  • Издают мало шума.
  • Отличаются лёгкостью монтажа системы и обслуживания.
  • Канальный теплообменник можно подключить к батарее и организовать паровой обогрев в зимнее время.
  • Безопасность использования для человека.
  • При необходимости ремонта одного элемента остальные детали установки продолжают работать.

Фанкойл имеет такие недостатки:

  • Нет функции вентилирования помещения. Для этого необходимо подключение воздуховодов с раздачей холодного воздуха к системе вентиляции.
  • Монтаж в подпотолочное пространство будет малозатратным на этапе строительства здания, в уже введённом в эксплуатацию помещении ремонт обойдётся дороже.
  • Установка нецелесообразна в зданиях малой площади. Здесь рекомендовано монтировать кондиционеры настенные.

Основные классы чиллеров

Условное разделение чиллеров на классы происходит в зависимости от типа холодильного цикла. По этому признаку все чиллеры можно условно отнести к двум классам — абсорбционным и парокомпрессорным.

Устройство абсорбционного агрегата

Абсорбционный чиллер или АБХМ для работы использует бинарный раствор с присутствующими в нем водой и бромидом лития — абсорбер. Принцип функционирования — поглощение хладагентом тепла в фазе преобразования пара в жидкое состояние. Такие агрегаты используют тепло‚ выделяющееся при работе промышленного оборудования. При этом абсорбирующий поглотитель с температурой кипения значительно превышающей соответствующий параметр хладагента‚ хорошо растворяет последний.

Схема функционирования чиллера этого класса следующая:

  1. Тепло от внешнего источника подводят к генератору, где оно разогревает смесь бромида лития и воды. При кипении рабочей смеси хладагент (вода) полностью испаряется.
  2. Пар переносится в конденсатор и становится жидкостью.
  3. Хладагент в жидком виде попадает в дроссель. Здесь он охлаждается‚ а давление падает.
  4. Жидкость поступает в испаритель‚ где происходит испарение воды и поглощение ее паров раствором бромида лития — абсорбером. Воздух в помещении охлаждается.
  5. Разбавленный абсорбент снова нагревается в генераторе, и цикл запускается повторно.

Такая система кондиционирования пока не получила широкого распространения‚ но она полностью созвучна с современными тенденциями‚ касающимися энергосбережения, поэтому имеет хорошие перспективы.

Работа парокомпрессионных установок

На базе компрессионного охлаждения функционирует большинство холодильных установок. Охлаждение происходит за счет непрекращающейся циркуляции‚ кипения при низких показателях температуры‚ давления и конденсации хладоносителя в системе замкнутого типа. В конструкцию чиллера этого класса входят:

  • компрессор;
  • испаритель;
  • конденсатор;
  • трубопроводы;
  • регулятор потока.
Основные классы чиллеров

Хладагент циркулирует в замкнутой системе. Этим процессом управляет компрессор, в котором газообразное вещество с низкой температурой (-5⁰) и давлением 7 атм поддается компрессии при доведении температуры до 80⁰.Сухой насыщенный пар в сжатом состоянии уходит в конденсатор, где происходит его охлаждение до 45⁰ при неизменном давлении и превращение в жидкость.

Читайте также:  Устройство вытяжки в частном доме через стену. Какие бывают вытяжки

Следующий пункт на пути движения — дроссель (редукционный клапан). На этом этапе давление снижается от значения соответствующего конденсации до предела, при котором происходит испарение. Одновременно понижается и температура приблизительно до 0⁰. Жидкость частично испаряется и образовывается влажный пар.

На схеме изображен замкнутый цикл‚ по которому функционирует парокомпрессионная установка. В компрессоре (1) происходит сжатие влажного насыщенного пара до достижения им давления р1. В компрессоре (2) пар отдает тепло и трансформируется в жидкость. В дросселе (3) понижаются как давление (р3 – р4)‚ так и температура (T1-T2). В теплообменнике (4) давление (р2) и температура (T2) остаются неизменными

Поступив в теплообменник — испаритель‚ рабочее вещество‚ смесь пара и жидкости‚ отдает холод теплоносителю и забирает тепло у холодильного агента‚ подсушиваясь одновременно. Процесс происходит при постоянных показателях давления и температуры. Насосы подают жидкость с низкой температурой к фанкойлам. Пройдя этот путь, холодильный агент возвращается в компрессор‚ чтобы снова повторить весь парокомпрессионный цикл.

Что может парокомпрессионный чиллер

В холодное время чиллер может работать в режиме природного охлаждения — это называется фрикулинг. При этом теплоноситель охлаждает уличный воздух. Теоретически использовать свободное охлаждение можно при внешней температуре менее 7⁰С. На практике оптимальная температура для этого 0⁰.

При настройке на режиме «тепловой насос» чиллер работает на отопление. Цикл претерпевает изменения‚ в частности, конденсатор и испаритель обмениваются своими функциями. В этом случае теплоноситель нужно подвергать не охлаждению, а нагреву.

Наиболее простыми являются моноблочные чиллеры. В них компактно объединены в одно целое все элементы. Они поступают в продажу укомплектованными на 100% вплоть до заправки хладагентом

Этот режим наиболее часто используют в больших офисах‚ общественных зданиях‚ на является холодильным агрегатом, дающим холода больше в 3 раза, чем потребляет. Его эффективность как отопителя еще выше — он затрачивает электроэнергии в 4 раза меньше‚ чем дает тепла.

Классификация

Фанкойлы делятся на 3 класса:

Классификация
  • Универсальные (настенные, напольные и потолочные).
  • Канальные.
  • Кассетные.

Независимо от класса могут изготавливаться в двух- и в четырехтрубном исполнении. Категория определяется в зависимости от того, разрешено ли в помещении смешивать хладагенты, которые используются для охлаждения и нагрева. Если можно, устанавливают двухтрубный фанкойл, если нельзя – четырехтрубный.

Классификация

Универсальные фанкойлы

Предназначены для установки в горизонтальном или вертикальном положении. По внешнему виду практически не отличаются от внутреннего блока обычного бытового кондиционера, однако при этом имеют функциональные отличия:

Классификация
  • в теплообменнике осуществляется циркуляция жидкости;
  • установлен трехходовой клапан, регулирующий подачу хладагента или теплоносителя.

Обычно устанавливают в помещениях без подвесных потолков. Для монтажа используют разнообразный крепеж и установочные элементы (ножки, кронштейны и пр.), тип которых определяется вариантом исполнения.

Классификация

Холодопроизводительность большинства универсальных фанкойлов невелика – от 1 до 8 кВт. Устройства большей мощности выглядят громоздкими и непривлекательными для открытой установки.

Четырехтрубные агрегаты предназначены для установки под окна. Их подключают к системам кондиционирования и центрального отопления. В зимнее время года установленный под окнами квартиры фанкойл кондиционирует и обогревает воздух, выполняя роль батареи отопления.

Классификация

Кассетные фанкойлы

Классификация

Обеспечивают равномерное распределение кондиционированного воздуха в 2-х или 4-х направлениях. Предназначены для размещения в подпотолочном пространстве помещений большой площади, например, торговых и выставочных залов. Для достижения большего эффекта рекомендуется подключать воздуховоды приточной вентиляции.

Чтобы обеспечить комфортную скорость перемещения холодного воздуха, необходимо устанавливать кассетные фанкойлы на высоте не менее 2,7 м от пола. По завершении монтажных работ место установки закрывается декоративной фальш-панелью оригинального дизайна.

Классификация

Чаще всего холодопроизводительность кассетных устройств не превышает 5-ти кВт. Выпускаются они в компактных корпусах с габаритными размерами 600х600 мм. Более мощные устройства имеют габариты 800х800 мм, 850х850 мм и 600х1200 мм.

Преимущество кассетных фанкойлов – простая система отведения образовавшегося конденсата, созданная на базе встроенных дренажных насосов.

Классификация

Канальные фанкойлы

Устройство канального фанкойла

Классификация

Устройства скрытой установки, внешне напоминающие внутренние блоки канальных сплит-систем. Составные части полностью скрыты за подвесным потолком. Наружу выступают только декоративные решетки. От кассетных фанкойлов канальные агрегаты отличаются возможностью создания сети воздуховодов, обеспечивающих подачу воздуха из нескольких решеток. Это дает возможность организовать охлаждение или обогрев в нескольких помещениях.

Читайте также:  Вентиляция в свинарнике типы и нюансы обустройства

Используются преимущественно для кондиционирования административных и общественных зданий, а также офисных центров, планировка которых напоминает офисы Open Spase. При этом воздух, подаваемый по воздуховодам через большое количество решеток, равномерно распределяется по всем помещениям.

Классификация

Достоинство канальных агрегатов – широкий диапазон холодопроизводительности, который находится в пределах от 1 до нескольких сотен кВт.

Одной из важнейших технических характеристик канальных фанкойлов является напор встроенного вентилятора. Существуют агрегаты высоко- и низконапорного типа. Если решетки, через которые подается воздух, размещены в непосредственной близости от фанкойла, выбирают устройство с низконапорным вентилятором. Когда существует разветвленная сеть воздуховодов, обеспечивающая кондиционирование воздуха на большом удалении от фанкойла, нужен агрегат с высоконапорным вентилятором. Однако такие устройства отличаются большими габаритами и высоким уровнем шума.

Типы фанкойлов

В зависимости от способа установки существует 3 разновидности агрегатов:

  • настенные;
  • кассетные;
  • канальные.

Настенный фанкойл водяной корпусный имеет компактные размеры, подбирается по параметрам и назначению помещения, монтируется открыто на несущую конструкцию, закрепляется на небольшом расстоянии от потолка. Установка проста, лёгкая система креплений, недорогая стоимость. Фанкойл имеет привлекательный внешний вид. Корпус производители выполняют из пластика для полноценного стилевого моделирования в дизайне интерьера.

Фанкойлы промышленные высоконапорные настенного типа часто встречаются на производственных предприятиях. Тангенциальный вентилятор обеспечивает низкий уровень шума и высокую мощность воздушных потоков.

Кассетный агрегат встраивается в подвесной потолок, подобные виды фанкойлов, отвечающие всем нормативам и стандартам, применяются в помещениях с большой площадью — в офисах, гостиницах, кафе, ресторанах, административных учреждениях. Кассетный фанкойл относится к бескорпусным и предназначен для скрытой установки, он размещается за потолочными плитами, видна только фронтальная декоративная панель с регулируемыми жалюзи, распределяющими потоки воздуха.

Канальный фанкойл предназначен для вентиляции больших пространств. Аппарат горизонтального типа устанавливается в канал приточной вентиляции за подвесным потолком, вертикального типа — за фальшстенами. Подаёт как свежий, так и очищенный рециркуляционный воздух. Водяные трубы подводятся к нему посредством резьбовых соединений. Снабжается фанкойл мощным центробежным вентилятором, способным преодолеть сопротивление сети. При подборе таких агрегатов надо обратить внимание на максимально допустимую длину магистрали.

Что это такое

Чиллер (или по-другому) — это агрегат для создания искусственного холода и передачи его соответствующему холодоносителю. В роли такового, как правило, выступает обычная вода, реже — рассолы (растворы солей в воде). Этимология слова относит его к английскому языку, к глаголу to chill (англ.) — охлаждать,

и образованному от него существительному chiller (англ.) —охладитель . Холодильная машина может быть двух разных типов. Есть парокомпрессионный и абсорбционный чиллер. Принцип работы каждого из них существенно отличается.

Чиллер с выносным конденсатором

Существуют виды охлаждающих приборов, которые можно использовать удаленно от места нахождения конденсатора. Принцип работы чиллера с выносным конденсатором основан на высокой мобильности и универсальности. Такие приборы имеют элементарное строение и простую схему эксплуатации.

Выносной конденсатор чиллера может работать на двух типах вентиляторов:

Чиллер с выносным конденсатором
  • центробежные;
  • осевые.

Благодаря универсальности, удобству и высокой эффективности такие аппараты используются повсеместно для производственных нужд.

Единственное ограничение — чиллер с выносным конденсатором может быть использован только для охлаждения. Задействовать обратный холодильный цикл для нагрева жидкости не получится.

Принцип работы чиллера с водяным охлаждением

В чиллерах с водяным охлаждением конденсатора в качестве среды для отбора или сброса тепловой энергии используется вода. Это может быть пруд, река, бассейн или любой водоем. В них конденсатор находится отдельно от основного блока и погружен в воду.

Такие устройства имеют хорошую тепло- и хладопроизводительность. Они меньше подвержены зависимости от температуры окружающей среды.

На вопрос как работает чиллер с водяным охлаждением, можно ответить просто – точно так же, как с воздушным. Единственное отличие в том, что конденсатор погружен в воду, а не находится на открытом воздухе.

При этом чиллеры с водяным охлаждением более эффективны, чем с воздушным. Дело в том, что вода имеет большую теплоемкость и способна более эффективно отбирать или отдавать тепло. Но рассчитать разницу в энергопотреблении чиллеров двух вариантов можно только на индивидуальном примере.