Cистема кондиционирования чиллер фанкойл — принцип работы

Рабочий цикл холодильных установок предполагает постоянное поддержание пониженной температуры конденсатора, в котором парообразный фреон снова переходит в жидкое состояние. На сегодняшний день в чиллерах применяется две схемы охлаждения – воздушное и водяное. Каждая из них обладает своими особенностями, преимуществами и недостатками. В данной статье будет рассмотрен принцип работы чиллера с водяным охлаждением со свойственной ему спецификой.

Устройство оборудования

Фанкойл или вентиляторный доводчик, как именует данную конструкцию ГОСТ, представляет собой устройство, которое предназначено для приёма охлаждающего носителя, коим может быть либо вода, либо специальная незамерзающая смесь. Также в список задач аппарата входит рециркуляция и охлаждение воздушных масс в кондиционируемом помещении.

Так выглядит чиллер, который устанавливается снаружи помещения

По сути, данное устройство, не без помощи, имеющегося внутри него, вентилятора, должно осуществлять смешивание внутреннего и наружного потоков воздуха, с последующим перемещением этой смеси в предписанном направлении. Кроме того, указанная газообразная смесь должна проходить специальную обработку, которая выполняется при помощи центрального кондиционера. Однако данные функции не обеспечиваются в силу того, что системы чиллер фанкойл не оборудованы центральным кондиционером.

Устройство чиллера с водяным охлаждением

Прежде, чем рассматривать принцип работы водяного чиллера, необходимо понимать примерную схему конструкции таких установок. В общем виде она состоит из следующих элементов:

  • компрессор – данный элемент обеспечивает необходимое давление, достаточное для сжатия газообразного фреона до высокой (порядка 90⁰с) температуры;
  • конденсатор – в этой части сжатый хладагент отдает тепло и конденсируется, переходя в жидкое состояние, для чего и нужны система охлаждения;
  • испаритель – функция данной части заключается в тепловом обмене между охлажденным фреоном и теплоносителем (водой или этиленгликолем), разделенным герметичной перегородкой.

Таким образом, любой чиллер должен иметь систему охлаждения, чтобы обеспечивать хладагенту пониженную температуру перед его подачей в испаритель, где он закипает, отбирая тепло у теплоносителя.

Принцип работы чиллера

Теоретической основой, на которой построен принцип работы холодильников, кондиционеров, холодильных установок, является второе начало термодинамики. Охлаждающий газ (фреон) в холодильных установках совершает так называемый обратный цикл Ренкина — разновидность обратногоцикла Карно . При этом основная передача тепла основана не на сжатии или расширении цикла Карно, а на фазовых переходах — испарении и конденсации.

Принцип работы чиллера

Промышленный чиллер состоит из трех основных элементов: компрессора, конденсатора и испарителя. Основная задача испарителя – это отвод тепла от охлаждаемого объекта. С этой целью через него пропускаются вода и хладагент. Закипая, хладагент отбирает энергию у жидкости. В результате этого вода или любой другой теплоноситель охлаждаются, а холодильный агент – нагревается и переходит в газообразное состояние. После этого газообразный холодильный агент попадает в компрессор, где воздействует на обмотки электродвигателя компрессора, способствуя их охлаждению. Там же горячий пар сжимается, вновь нагреваясь до температуры в 80-90 ºС. Здесь же он смешивается с маслом от компрессора.

Принцип работы чиллера

В нагретом состоянии фреон поступает в конденсатор, где разогретый холодильный агент охлаждается потоком холодного воздуха. Затем наступает завершающий цикл работы: хладагент из теплообменника попадает в переохладитель, где его температура снижается, в результате чего фреон переходит в жидкое состояние и подается в фильтр-осушитель. Там он избавляется от влаги. Следующим пунктом на пути движения хладагента является терморасширительный вентиль, в котором давление фреона понижается. После выхода из терморасширителя холодильный агенент представляет собой пар низкого давления в сочетании с жидкостью. Эта смесь подается в испаритель, где хладагент вновь закипает, превращаясь в пар и перегреваясь. Перегретый пар покидает испаритель, что является началом нового цикла.

Принцип работы чиллера

Принцип работы чиллера
  • Расчет объёма буферного бака в чиллере
Принцип работы чиллера

Принцип работы чиллера

Принцип работы чиллер фанкойла

При изучении принципа работы системы следует учитывать следующее:

  • Механизм является действующей силой в процессе охлаждения жидкости, не оказывая влияние на циркуляцию хладогента. Исходя из этого, аппарат не участвует в процессе вентилирования воздуха. Для совмещения функций разработан обходной вариант. Он предполагает применение канального охладителя на основе воды. Он монтируется в приточную систему. Фанкойл можно заменить на водяной элемент, сдерживающий дополнительный поток тепла.
  • Устройство переменного распределения охладителя (VRF) по экономическим соображениям покупать выгоднее, нежели фаркойлы. Но они имеют повышенную производительность, составляющую 1000 м3. Электроэнергии они также потребляют меньше, чем крышечные аппараты.
Читайте также:  Вентиляция в гараже своими руками: фото, видео.

Цепь трубопровода помогает циркуляции жидкости внутри себя. Работа фанкойла основана на взаимодействии источника, дающего холод, с конечным заборником. Наш аппарат действует как основа приведенной системы. Это своего рода холодильник, не дающий замерзнуть хладогенту, но поддерживающий его температуру на установленном пределе. В современные устройства встроена функция теплового насоса.

По функциональному оснащению устройство представляет собой следующее:

  • Аппарат обмена теплом;
  • Вентилятор;
  • Фильтр;
  • Пульт управления (встроенный или внешний).

Все монтируется в помещении. Сначала на теплообменник подается воздух при помощи вентилятора. Он попеременно охлаждает и обогревает прибор. Есть случаи, когда фанкойл всасывает воздух из приточной аппаратуры или головного кондиционера. Данное свойство позволяет дополнительно кондиционировать помещение. Циркуляцию воздуха обеспечивает станция, состоящая из насосов.

Станция насосов представляет собой набор аппаратов, обеспечивающее работу электрического прибора. Схема содержит несколько самостоятельных насосов, аккумулирующий бак, расширительный отсек, фиксирующую арматуру ипункты управления. Это не опциональная система, способная работать как под воздействием чиллера, так и без его участия.

С помощью фанкойла есть возможность увеличивать количество пользователей системы в уже построенном и запущенном здании. Пользователями могут быть фанкойлы, кондиционеры и другое оборудование.

В чем преимущество системы чиллера с фанкойлами

Принцип работы чиллер фанкойла

Совокупность систем кондиционирования в данном случае не ограничена. В ней могут принимать участие не ограниченно число конечных потребителей. Один чиллер для лазерного станка служит питательным элементом для множества фанкойлов и вентиляционных установок. Но эти устройства целиком не зависят от источника питания. Они могут работать в самостоятельном режиме, не тратя ресурсы и мощность подающего аппарата. Это дает возможность экономии ресурсов.

Тепловой режим можно установить сразу для всей системы. Если есть пункт управления (встроенный или переносной), то можно регулировать подачу энергии каждого устройства по отдельности.

При всех преимуществах аппарата, он оснащен функцией наращивания мощности. Например, если вводятся в эксплуатацию смежные помещения, то они могут быть подключены к общей аппаратуре.

Приборы монтируются на расстоянии друг о друга. И оно может быть внушительным. Ограничить его может только мощность станции насосов и вид трубопроводной системы. В ней функционируют две ветви – подающая и возвратная. К ним присоединяются дополнительные потребители.

Монтаж чиллеров и фанкойлов

Процесс монтажа состоит из нескольких этапов:

  1. Установка рамы для последующего обустройства на ней чиллера;
  2. Измерение распределения веса на раме;
  3. Прокладка виброизоляции;
  4. Установка гидравлического контура;
  5. Заливка жидкости, служащей охладителем;
  6. Подключение системы электроники и пультов управления;
  7. Запуск и тестирование;
  8. Вывод в эксплуатацию.

При установке системы фанкойлов следует предусмотреть ряд функций. Во-первых, необходимо выбрать место установки аппаратов. Затем монтируется техника. Во-вторых, следует установить узел обвязки. После чего прокладывается теплоизоляционный слой к трубопроводу. В-третьих, для слива конденсата необходимо проложить дренажный слой. Далее производится подключение к электросети. Запуск осуществляется сначала в тестовом режиме, где в первую очередь проверяется герметичность. Только потом при положительном исходе осуществляется ввод в эксплуатацию.

Читайте также:  Противодымная вентиляция и дымоудаление: системы

Абсорбционные чиллеры

Это перспективная электросберегающая область развития холодильной техники. Основным источником энергии есть не электрический ток. На предприятиях возникает и выбрасывается в атмосферу тепло, будь то горячий воздух, охлаждаемая горячая вода. Вот оно и есть источник нашей энергии.

Рабочее вещество — раствор из 2-3 компонентов. Наиболее распространены растворы из поглотителя (абсорбента) и хладагента. Широкое применение получили  водоаммиачные растворы и бромистолитиевые, в которых, вода и бромистый литий будут абсорбентами, а аммиак и вода — хладагентами.

Абсорбционные чиллеры – применяются в условиях дефицитности электроэнергии. Характеризуются наличием термохимического компрессора. Состоят из теплового генератора, конденсатора, испарителя, абсорбера и насосов. Позволяют использовать вторичные энергоресурсы (“сбросное” тепло горячей воды, перегретого водяного пара, сгорания природного газа, мазута, других нефтепродуктов). Применяется теплоиспользующий принцип, в отличие от традиционных компрессионных машин.

Конструктивные особенности исполнений

Несущие каркасы из оцинкованной стали с защитным порошковым покрытием. Компрессоры со смотровым глазком контроля уровня масла. Электропитание моделей от 230 В / 1 фаза / 50 Гц (для менее мощных исполнений) до 400 В / 3 фазы / 50 Гц. Виброизолирующие шасси в большинстве исполнений, высококачественная элементная база, микропроцессорные блоки, системы автоматики, многофакторная аварийная защита. Высококачественные компрессоры, качественная сварка трубопроводов с многоуровневым контролем.

Вы всегда можете быть уверены, что при постановке задачи по выбору того или иного чиллера, решение может включать целый спектр оборудования с учетом всех ваших требований по цене, энергопотреблению и энергоэффективности, опциональной насыщенности системы в целом и даже общей визуальной концепции.

Чиллер и его отличия от фанкойла

Термин чиллер произошел от английского chiller, что означает буквально «охлаждающая машина». Где и как используется этот агрегат? Практически везде. Он охлаждает заполняющую его воду или незамерзающие жидкости. Установка является необходимой для таких отраслей, как машиностроение, металлообрабатывающая промышленность, производство продуктов питания, виноделие и другие, а также там, где работают системы кондиционирования воздуха.

Этот вид климатического оборудования представляет собой довольно громоздкий аппарат. Охладитель чиллера, как бытовой, так и промышленный, состоит из трех частей:

  • конденсатор;
  • компрессор;
  • испаритель.

Принципиальные схемы промышленных чиллеров

Чиллер с конденсатором воздушного охлаждения и системой зимнего пуска

Состав

  1. Компрессор Danfoss
  2. Реле высокого давления КР
  3. Клапан запорный Rotolock
  4. Клапан дифференциальный NRD
  5. Регулятор давления конденсации KVR
  6. Конденсатор воздушного охлаждения
  7. Ресивер линейный
  8. Клапан запорный Rotolock
  9. Фильтр-осушитель DML
  10. Стекло смотровое SG
  11. Клапан соленоидный EVR
  12. Катушка для клапана соленоидного Danfoss
  13. Клапан терморегулирующий ТЕ
  14. Испаритель пластинчатый паяный тип В (Danfoss)
  15. Фильтр-осушитель DAS/DCR
  16. Реле низкого давления КР
  17. Клапан запорный Rotolock
  18. Датчик температуры AKS
  19. Реле протока жидкости FQS
  20. Щит электрический
  • Чиллер с конденсатором воздушного охлаждения и системой зимнего пуска
  • С выносным конденсатором воздушного охлаждения
  • Многокомпрессорный с конденсатором воздушного охлаждения
  • Многокомпрессорный с выносным конденсатором воздушного охлаждения
  • С конденсатором водяного охлаждения и с регулированием давления конденсации
  • Многокомпрессорный с конденсатором водяного охлаждения

Потеря силы напора с стальных трубах

Потеря силы напора в коленах, задвижках, донных и стопорных клапанах в см

Виды чиллеров

Методика подбора

  • Водоохлаждающих установок — чиллеров, расчет по формулам
  • Определение объёма буферного бака или вариант 2
  • Определение объема помещения для размещения чиллера
  • Выбор насоса для циркуляции

Для удобства расчетов ниже приведена таблица зависимости температуры замерзания от концентрации для наиболее часто применяемых хладоносителей.

Видео

Чем отличается хладагент от теплоносителя?

Холодильный агент является рабочим веществом, которое в процессе холодильного цикла может пребывать в разных агрегатных состояниях при различных значениях давления. Теплоноситель не меняет фазовых состояний. Его функция — перенос холода или тепла на какое-то определенное расстояние.

Транспортировкой хладагента управляет компрессор, а теплоносителя — насос. Температура холодильного агента может опускаться как ниже точки кипения, так и подыматься за ее пределы. Теплоноситель‚ в отличие от хладагента‚ постоянно работает в условиях температур, не растущих выше точки кипения при текущем давлении.

Читайте также:  Вентиляция в бревенчатом доме: правила выбора и установки

Принцип работы фанкойла

Климатические приборы обеспечивают циркуляцию воздуха, поддерживают заданную температуру. Они не являются автономным оборудованием, это часть настроенной системы. Работает фанкойл при помощи вентилятора и теплообменника, которые в него встроены. Заменяет водяное отопление в морозный период и кондиционеры летом, круглый год, не отступая от заданной комфортной температуры во всех помещениях.

Принцип работы фанкойла имеет сходство с функционированием кондиционера в сплит-системе, но ключевое отличие состоит в том, что в качестве теплоносителя применяется вода или антифриз, а не фреон, неспособный работать при минусовой температуре за окном. Благодаря циркулирующей по трубам жидкости, которая служит как тепло или хладоноситель, фанкойл используется круглогодично, обеспечивая централизованное отопление и кондиционирование всего здания.

Источником холода в системе служит чиллер, холодильная машина, установленная на крыше или в техническом помещении, не нуждающаяся в сложном сезонном обслуживании. При большой мощности насосного оборудования установка блока фанкойл может осуществляться на неограниченном расстоянии от чиллера в здании. Зимой автоматика переключает сеть на нагрев теплоносителя посредством отопительного котла.

схема системы чиллер-фанкойл

Понять, как работает фанкойл, несложно. Теплоноситель движется по двухтрубной системе при охлаждении помещений. При необходимости одну комнату обогреть, а другую охладить устраивается многозональная система с разделением холодной и горячей воды по разным ветвям. Применяется фанкойл с двухконтурными теплообменниками, он подсоединяется по четырехтрубной схеме к источникам тепла и холода одновременно.

Количество фанкойлов в одной комнате определяется расчётом и зависит от размеров обслуживаемых помещений, их высоты, параметров проёмов и наружных стен, максимальной летней и зимней температуры в регионе, скорости ветра. Учитываются все теплопотери в конструкциях.

Устройство фанкойла состоит из двух основополагающих частей — радиатора и вентилятора, управляемого собственным контроллером по сигналу датчика. По теплообменнику аппарата фанкойл циркулирует вода, поступающая по сети трубопроводов от чиллера или котла, а вентилятор перемещает воздушный поток из больших пространств в офисах на радиатор для прогрева или охлаждения.

Монтаж фанкойла с обвязкой

Кроме охлаждения данная система кондиционирования используется для отопления. Внутренний блок подключается к чиллеру и системе центрального отопления. Для этого используется второй теплообменный контур.

В зависимости от этого различают два типа обвязки:

  1. Двухтрубный. Работа только на обогрев (чиллер оснащен теплонасосом) или охлаждение. Обвязка организуется двухтрубным контуром с одним теплообменником. При этом устройство оборудуется 2-х ходовым клапаном, работающим на открытие/закрытие подачи жидкости внутри теплообменника.
  2. Четырехтрубный . Подключение устройства для охлаждения/обогрева одновременно. Один контур предназначен для подсоединения к холодильной машине. Второй двухтрубный контур – для подключения к центральному отоплению. Таким образом устройство одновременно охлаждает и обогревает помещения. Актуально для зданий, где требуется отдельная настройка температурного режима в разных помещениях.

Здесь используется 3-х ходовой клапан, который подает жидкость в обход внутреннего блока при подключенном отоплении, что позволяет сохранить автономность контуров со своей температурной характеристикой.

Использование данного устройства в составе оборудования центрального кондиционирования позволяет довести качество охлаждаемого воздуха до нужных микроклиматических показателей. Возможность подключения к центральному отоплению в холодное время года значительно экономит затраты на энергоносители. Особенно актуально для больших офисных зданий, бизнес-центров, крупных торговых площадок. Также возможна установка для загородного жилья.

Мы — профессиональная инжиниринговая проектно-монтажная компания. На нашем сайте Вы можете получить коммерческое предложение и найти необходимую информацию.

Монтаж фанкойлов и чиллеров «ЕвроХолод» реализует на вашем объекте «под ключ». По вопросам, связанным с кондиционированием, звоните по телефону +7(495) 745-01-41 .

Чтобы получить коммерческое предложение, напишите запрос на e-mail или отправьте быструю заявку