Чтобы создать у себя в доме комфортные условия летом, мы стремимся охладить воздух в жилище, устанавливая кондиционеры. Когда надо снизить температуру в 2 или 3 комнатах, мы ставим столько же охладителей или сплит-систем. А что делать, если нужно поддерживать прохладу в большом частном доме, да еще и с двумя или тремя этажами? Для таких целей вместо кондиционеров используется климатическая система чиллер-фанкойл. О том, что это такое и как это работает, пойдет речь в данном материале.
Воздушно-водяной блок внешнего теплового насоса. Основой внешнего теплового насоса является система охлаждения. Он состоит из четырех основных частей. Испаритель, который испаряет рабочую жидкость через низкотемпературную температуру окружающей среды. В нем газовое состояние рабочей среды сильно сжато и, следовательно, повышается его температура. Расширительный клапан, который снижает высокое давление в системе. Рабочая среда продолжает охлаждаться, затем теплоту окружающей среды повторно собирают в испарителе.
- Компрессор.
- Конденсатор, где тепло передается в систему отопления.
- В то время рабочая среда очень холодная и сжатая.
Принцип действия системы
Современная система чиллер – фанкойл призвана поддерживать температурный режим внутри всего здания круглогодично. То есть, система может обеспечивать как охлаждение, так и нагрев воздушной среды. При этом температура в комнатах может регулироваться в соответствии с пожеланиями домовладельца. В летнее время главную роль здесь играет охлаждающее устройство – чиллер. Его задача – выработать холод и подать его внутрь здания, используя трубопроводы с хладоносителем, что зимой играет роль теплоносителя.
Когда конденсат замораживается, тепловой насос при работе в обратном растворе растворяет его. Мощность теплового насоса выбирается исходя из потерь тепла здания и спроса на тепло. Если система теплового насоса готовит горячую воду - и потребность в горячей воде.
Современная погода - это вода внешних насосных блоков. Более мощные устройства такого типа подходят для многоквартирных домов. Рекомендуется, чтобы наружный блок теплового насоса был установлен рядом с вентиляционными валами и, таким образом, использовал тепло воздуха через вентиляционную систему.
В качестве хладоносителя выступает, как правило, обычная очищенная вода, реже – незамерзающее вещество – этиленгликоль. Последний по своей теплоемкости не уступает воде, оттого успешно применяется вместо нее как в системе хладоснабжения, так и отопления. Далее, по трубам вода с низкой температурой поступает в другой теплообменный агрегат – фанкойл, установленный в каждом помещении. В его теплообменнике вода нагревается, передавая свой холод воздуху комнаты, после чего возвращается обратно в чиллер.
Кроме того, тепловой насос «воздух-вода» легко интегрируется в существующее твердое или жидкое топливо, газ или другие системы отопления. Внутренний тепловой насос воздушно-водяной водонагреватель = котельная. Внешний тепловой насос подключен к внутреннему блоку, и они могут быть очень разными. Это правда, что потери тепла как можно ниже, рекомендуется, чтобы подключение к внутреннему блоку было как можно короче. Как внутренние, так и внешние блоки не важны.
Легко установить, кроме того, компьютер управления имеет фиксированную историю потребления энергии, поэтому домовладельцу будет легко контролировать годовое потребление электроэнергии и рассчитать годовую систему показатель эффективности. Воздух теплового насоса представляет собой внешний и внутренний водяной блок со встроенной системой водонагревателя.
По сути, основные элементы системы чиллер-фанкойл напоминают детали кондиционера, - наружный блок (чиллер), внутренний блок (фанкойл) и соединяющие их трубопроводы с хладагентом. Только вместо фреона по трубам течет вода, а внутренних блоков может быть сколько угодно, это зависит от холодопроизводительности чиллера.
В системе используются два теплообменника: водонагреватель и система отопления. Они могут работать одновременно: для нагрева внутренней воды и теплообменника системы отопления. Водонагреватель подключен к внешнему насосу, вода нагревается очень быстро, особенно летом, когда снаружи тепло, но когда температура воды достигнута, нагрев воды прерывается, температура поддерживается только. Тот же принцип применяется к отопительной системе. Таким образом, вся система была настроена для минимизации потребления энергии.
Как и многие современные системы отопления, он может быть запрограммирован, удаленно удален, установлен режим отпуска. Это гарантирует качество всей цепи от производителя до клиента, так что выбранный продукт является долговременной и сложной инвестицией.
Поскольку работа чиллера зависит от потребности в холоде, а она непостоянна, то в промежуточном гидравлическом модуле схемы имеется емкость – аккумулятор для хладоносителя, а для компенсации теплового расширения воды к трубопроводу подачи подключен расширительный бак. Необходимость в насосе для перекачки хладоносителя очевидна, что и показано на схеме.
Информация, иллюстрации производителя. Эта система не зависит от двигателя автомобиля и может использоваться как днем, так и ночью. Холодный воздух, проходящий через влажный фильтр, испаряет воду, которая поглощает тепло и охлаждает воздух в кабине. Непрерывное кондиционирование воздуха и рециркуляция охлаждают кабину автомобиля. Соответствует требованиям Североамериканского агентства по охране окружающей среды и Европейских стандартов по буксировке кондиционеров и грузовых кабин.
Сжатый воздух создает конденсат, который загрязнен углеводородами, пылью и частицами из всасываемого воздуха, компрессорными хладагентами и маслом, ржавчиной, износостойкими изделиями и герметиками. Утилизируйте загрязненное масло конденсата непосредственно на земле, в полу или в стоках! Конденсат должен быть очищен соответствующими средствами или передан организациям по удалению. Однако последний метод грязный и дорогой! Конденсат, загрязненный нефтью, обработанный этим устройством, может быть сброшен в канализацию.
Соединение чиллера и фанкойлов через гидравлический модуль
Как было сказано выше, данная климатическая система относится к воздушным и в зимнее время может работать на обогрев помещений, только хладагент, охлаждающий воздух, становится теплоносителем и нагревается котельной установкой. Благодаря этому подобные схемы задействованы для поддержания микроклимата в зданиях крупных торговых центров, кинотеатров и прочих строениях с большими габаритами.
Законодатели определяют условия для профессионального и ответственного управления контролируемым промышленным нефтяным загрязнением. Лечение масла, загрязненного водой, является физическим, не всегда эффективным по принципу силы тяжести. Также нерастворимы нерастворимые в воде органические вещества и другие твердые вещества. Даже тяжелые металлы, грязь, остатки красок отлично адсорбируются.
Этот показатель отражает активность свободной воды в пищевом продукте. Вода является хорошей средой для развития микроорганизмов.
- Много свободного продукта воды быстро погибает.
- Немного свободного времени на использование воды.
Разновидности чиллеров
Надо сказать, что фреон в системе все равно присутствует и находится он внутри холодильной машины. То есть, принцип работы чиллера, как и кондиционера, заключается в переносе тепла рабочим телом (фреоном) от одной среды к другой. В нашем случае тепло отбирается испарителем чиллера от нагретой в фанкойле воды и передается окружающему воздуху либо снова воде, что служит своего рода посредником – охладителем конденсационного блока.
Он рассчитывает соотношение окисленных и восстановленных веществ, определяемых химическим составом испытуемого продукта и, в частности, его частичным давлением кислорода. Поэтому этот показатель может косвенно измерять количество кислорода в исследуемом продукте. Этот показатель очень важен, поскольку кислород подвергается многим химическим или микробиологическим процессам.
На практике все чаще используются устройства для измерения цвета, работающие в этой системе. В этом случае измеряются цветовая яркость, насыщенность и цветовой тон. Устройства, работающие в соответствии с этим принципом, просты в эксплуатации, и они предоставляют объективные данные, которые можно сравнить и их трудно обнаружить «невооруженным глазом».
Напомним, что фреон, - это газ, переходящий при стандартных условиях в жидкое агрегатное состояние. Это свойство использует устройство чиллера, где фреон испаряется в теплообменнике – испарителе. Происходит это за счет отбора энергии для парообразования у нагретой в фанкойлах воды. В результате последняя снова уходит в здание на охлаждение воздуха, а фреон, нагнетаемый компрессором, попадает во второй теплообменник – конденсатор, где он охлаждается и снова возвращается в жидкое состояние.
Электропроводность измеряется для определения консистенции мяса и контроля чистоты воды. В этом случае измеряется ток, протекающий между двумя электродами. После убойного мяса меняется электрическая проводимость, поэтому качество мяса можно судить по нему.
Скорость воздуха задается в метрах в секунду. Этот показатель очень важен, поскольку он позволяет нам оценить, находится ли сушка продуктов в правильном направлении, как мы ее ищем, или ненадлежащим образом, в случае нежелательных эффектов. Мясной рН очень важен при определении периода времени для использования или оценки его пригодности для дальнейшего лечения. Как правило, чем выше рН мяса, тем короче срок годности.
Процесс конденсации во втором теплообменнике чаще всего происходит под воздействием наружной среды, этот принцип использует чиллер с воздушным охлаждением. Для достижения высокой эффективности процесса воздух прогоняется сразу сквозь несколько радиаторов с помощью осевых вентиляторов, обеспечивающих потребный расход.
В климатических системах больших зданий часто задействованы чиллеры с водяным охлаждением, чей принцип действия мало чем отличается от воздушного агрегата. Только здесь для конденсации фреона установлен другой тип теплообменника, в котором циркулирует вода, она служит охладителем вместо воздуха.
Мясные микроорганизмы особенно активны, когда рН выше, а низкий рН способствует росту бактерий, которые ускоряют созревание мяса и препятствуют развитию нежелательных микроорганизмов. Относительная влажность - это насыщение воздуха водой. Максимальное насыщение воздуха соответствует 100%. Чем теплее воздух, тем больше воды он может поместиться.
Некоторые важные практические вещи. Если в теплом, влажном воздухе мы помогаем гораздо более холодному объекту, вода течет через него. Если влажным предметам помогают в сухом воздухе, влага от объекта попадает в воздух. Симптом: объект или пища превращаются в сухую, копченую колбасу или затвердевают ее поверхность. Если воздух замерзает, и вода не выходит из комнаты нигде, увеличивается относительная влажность воздуха. Симптом: Рефрижератор охлаждает теплый воздух, а испаритель покрывает слой льда.
- Холодный воздух 'получает меньше воды, чем теплый.
- Симптом: в теплой комнате все продукты сушатся быстрее, чем при холоде.
- Холодная вещь, помещенная в теплый воздух, взят из воздуха водой.
- Симптом: температура становится ниже точки росы, а объект «определяет».
Принцип работы установки с водяным охлаждением
В результате получается более дорогая и сложная схема с дополнительным контуром водяного охлаждения, зато холодопроизводительность такой системы выше, нежели у воздушной. Сложность и дороговизна возникают из-за того, что саму охлаждающую конденсатор воду тоже надо охлаждать, но теперь уже с помощью воздуха, а для этого требуется дополнительная установка – градирня (драйкулер). Функционирует она просто: вода проходит через несколько радиаторов, на каждом из которых установлен осевой вентилятор большой производительности, прогоняющий сквозь него мощный поток воздуха.
Поэтому относительная влажность холодного объекта возрастает. В момент достижения 100% относительной влажности вода конденсируется на более холодном объекте. Это особенно важно для мяса и колбас, привезенных из холодильника. Ни в коем случае мясо не должно начинаться «вращаться», потому что влажность влияет на развитие микроорганизмов.
Кондиционеры состоят из трех основных частей: испарителя внутри здания, конденсатора снаружи и компрессора. Испаритель и конденсатор обычно состоят из медного трубопровода и алюминиевого радиатора. Компрессор подает охлаждающую жидкость после системы трубопроводов. Когда хладагент достигает испарителя, он испаряется внутри системы, поглощая тепло изнутри воздуха. В этот момент кондиционеры охлаждают дом. Охлаждающая жидкость испаряется. Горячий водяной пар, который работает от компрессора, закачивается системой трубопроводов в радиатор, который расположен снаружи конденсатора.
Принцип работы фанкойла
Разобравшись в работе чиллера, перейдем к рассмотрению, что такое фанкойл. Это устройство, обеспечивающее процесс теплообмена внутри каждого помещения. Его задача – поддержание температуры воздушной среды на заданном уровне, для этой цели агрегат снабжен необходимыми приборами и средствами автоматизации.
В это время радиатор выделяет тепло на внешний воздух, поэтому охлаждающая жидкость охлаждается и снова конденсируется и возвращается в жидкость, которая откачивается обратно в испаритель внутри здания. Поэтому кондиционеры повторяют цикл. Мы проводим их технический осмотр и техническое обслуживание. Принцип работы тепловых насосов Тепловой насос, который поглощает тепло из почвы, камня, воды или воздуха, может значительно снизить затраты на отопление дома или на отопление водой. Тепловой насос работает так же, как и холодильник.
Тепло в холодильнике берется изнутри холодильника и проходит к концу холодильника. Тепловой насос поглощает тепло от почвы, камня, воздуха или воды и распределяет его в вашем доме. Из-за жары солнца в скалах, почве, воздухе или воде каждый киловатт-час электроэнергии, необходимый для работы насоса, превращается в источник тепла 3-5 киловатт-часов.
Действует он по той же схеме, что и драйкулер: через алюминиевый радиатор, внутри которого циркулирует вода, осевым вентилятором прогоняется воздушный поток. Пройдя через ребра теплообменника, он отдает тепловую энергию воде, а сам охлаждается и возвращается в комнату. Рабочая схема фанкойла показана ниже на рисунке.
Тепловые насосы воздух-воздух Этот тип теплового насоса состоит из внешнего устройства и одной или нескольких внутренних деталей. Внешнее устройство вытаскивает тепло из открытого воздуха и передает его во внутренние детали, которые выставлены вентилятором, распространяя это тепло внутри. Радиаторы с этим типом насоса нельзя нагревать. Когда наружная температура падает, эффективность насоса уменьшается.
Летом эти тепловые насосы часто используются для кондиционирования воздуха и снижения влажности, но тогда экономия энергии снижается. С точки зрения экономии энергии эти насосы намного дешевле, чем другие системы насосов с горячим воздухом. Важно, чтобы эти насосы очищали и обновляли воздух вашего дома, тем самым улучшая его.
1 – панель для подключения электрического оборудования; 2 – корпус агрегата в потолочном исполнении; 3 – вентилятор; 4 – теплообменник из алюминия или меди; 5 – ванночка для конденсата; 6 – клапан воздушный с фильтром; подключение трубки и конденсатного насоса.
Поскольку работа фанкойлов в летнее время связана с большим расходом охлаждаемых воздушных масс, в конструкции агрегата предусмотрена специальная емкость для накопления конденсата и небольшой насос, откачивающий его в канализацию. Помимо потолочного исполнения фанкойла, изображенного на схеме, существуют канальные и настенные модели устройств.
В отличие от системы отопления, соединение чиллера с фанкойлами осуществляется трубопроводами, покрытыми теплоизоляцией, в противном случае КПД всей системы ощутимо снизится.
Площадь любого жилища или общественного здания поделена на климатические зоны с разным температурным режимом. По этой причине каждую зону должен обслуживать один или группа фанкойлов, имеющих одинаковые настройки автоматики. Общее же количество фанкойлов определяется расчетом еще на стадии разработки схемы.
Следует отметить, что без корректного расчета и проектирования системы здесь не обойтись, так как все перечисленное оборудование имеет весьма приличную стоимость. Цена ошибки слишком высока, поскольку неверно подобранный чиллер для охлаждения воды или фанкойл в ту или иную комнату не смогут обеспечить требуемый микроклимат, а переделывать все по новой будет очень дорого.
Заключение
Системы чиллер – фанкойл отличаются эффективной работой и экономией энергоресурсов, для производства 3 кВт холода нужно ориентировочно 1 кВт электроэнергии. Но проектирование, приобретение оборудования, а также монтаж и обслуживание фанкойлов и чиллера требуют немалых вложений.
Чиллер-фанкойл это универсальная система, позволяющая поддерживать комфортную температуру в помещении независимо от времени года: летом охлаждая воздух, а зимой, нагревая его. Чиллер-фанкойл позволяет поддерживать комфортные климатические условия в зданиях любой площади и этажности.
Принцип его работы аналогичен принципу действия системы водяного отопления. Только вместо котла в ней используется универсальный агрегат (чиллер), предназначенный для охлаждения жидкости, но способный осуществлять также ее нагрев.
Для поддержания комфортной температуры в отдельных комнатах здания в системе чиллер-фанкойл используются фанкойлы-теплообменники, дополненные вентиляторами.
К одному чиллеру, устанавливаемому, как правило, в верхней части здания, можно подсоединить любое количество фанкойлов, расположенных в помещениях.
Так же, как и радиаторов отопления, фанкойлов в одной комнате может быть от одного до нескольких, в зависимости от площади и требований к температуре воздуха.
В качестве теплоносителя в системах чиллер-фанкойл используется вода или водный раствор этиленгликоля. Расстояние между холодильным агрегатом и фанкойлами может быть любым и регламентируется только конструктивными особенностями здания.
Немного истории
Название системы чиллер-фанкойл свидетельствует об ее явно зарубежной происхождении: в переводе с английского ««сhiller» -мощный холодильный агрегат, а «fan coil unit»-теплообменник, дополненный вентилятором.
Между тем системы чиллер-фанкойл широко использовались в Советском Союзе. Именно с их помощью поддерживался комфортный микроклимат в гостиницах и общественных зданиях. Их установка предусматривалась на стадии проектирования наряду с системами отопления и вентиляции. Оборудование, используемое в чиллер-фанкойлах, и сами системы должны были соответствовать действующим ГОСТ и СНиП.
Системы чиллер-фанкойл универсальны и в равной мере эффективны как для отопления здания, так и для кондиционирования воздуха в нем. Однако зачастую возможность обогрева помещений при использовании чиллеров упускается из виду, а сами системы используются только в жаркое время года. При этом чиллер-фанкойл сравнивается со сплит-системой и с системой центрального кондиционирования.
Но даже опустив возможность обогрева здания, чиллер-фанкойл при сравнении со сплит-системой имеет ряд неоспоримых преимуществ.
Чиллер-фанкойл или сплит-система?
Обе эти системы аналогичны, но в сплит системе циркулирует газовый хладогент, что в значительной мере ограничивает расстояние между холодильной машиной и внутренними блоками системы. Именно поэтому наружные блоки сплит систем располагают в непосредственной близости к внутренним блокам, помещая их на фасадах зданий.
Благодаря использованию в качестве охлаждающей среды жидкости, чиллер-фанкойл имеет ряд преимуществ
- Возможность присоединения к одному холодильнику любого количества фанкойлов. Разумеется, их суммарная мощность должна соответствовать мощности холодильной установки.
- Компактность: для работы системы кондиционирования здания достаточно одного холодильного агрегата, установить который можно в техническом помещении, не портя при этом фасада здания. Фанкойлы могут находиться на любом расстоянии от чиллера
- Простота монтажа: система кондиционирования монтируется аналогично системе отопления с использованием водопроводных труб и запорной арматуры, что значительно проще и дешевле по сравнению с газонаполненными системами.
- Безопасность: уровень аварийной опасности системы сравним с обычным водопроводом. В случае аварии существует только угроза затопления помещений, снизить уровень которой можно с помощью качественной запорной арматуры.
Из чего состоит система чиллер-фанкойл
В состав системы чиллер-фанкойл входят следующие структурные элементы:
- Чиллер или центральная охлаждающая машина
- Фанкойлы или локальные теплообменники
- Охлаждающая жидкость (теплоноситель). Это может быть обычная вода или раствор этиленгликоля.
- Насос, называемый гидромодулем. В крупных системах обычно речь идет о насосных станциях
- Трубная разводка
- Система автоматического регулирования
Как устроен чиллер
Чиллером называют агрегат, предназначенный для охлаждения или нагрева жидких сред, используемых далее в качестве теплоносителей. Чиллеры могут иметь широкий диапазон мощности, благодаря чему они с успехом используются в пищевой промышленности и фармацевтике, а также в климатотехнике. Их применяют для кондиционирования воздуха и отопления общественных зданий и частных домов, для заливки катков, охлаждения напитков и медикаментов.
Устройство чиллера аналогично устройству бытового холодильника. В нем есть компрессор, конденсатор и испаритель. Отличие состоит только в том, что тепловая энергия может забираться или отдаваться жидкости, циркулирующей через теплообменник, для чего используются одновременно 2 контура циркуляции воды: горячий и холодный.
В жаркое время года тепло охлаждаемой жидкости используется для нагрева воды, направляемой далее на горячее водоснабжение. В холодное время года осуществляется только нагрев воды.
Движение горячей и холодной жидкости идет по двум отдельным непересекающимся трубопроводам, по которым теплоноситель поступает к фанкойлам.
Что такое фанкойлы — принцип работы
Фанкойл — теплообменник с вентилятором
Фанкойл это высокоэффективный теплообменник, одновременно подключаемый к холодному и горячему трубопроводу. Для усиления теплообмена используется вентилятор, монтируемый за теплообменником фанкойла. Особенностью фанкойла является создание воздушных потоков заданной температуры внутри помещения без дополнительного притока воздуха извне, что позволяет повысить эффективность использования вырабатываемой чиллером тепловой энергии.
Управление фанкойлом может идти в ручном и в автоматическом режиме.
При ручном управлении для отопления достаточно перекрыть кран подачи в устройство холодной воды, а для охлаждения, напротив, перекрыть кран подачи горячей воды, открыв движение охлаждающей жидкости.
В автоматическом режиме достаточно установить на панели требуемую температуру воздуха в помещении, поддержание которой осуществляется с помощью термостатов, регулирующих движение горячего и холодного теплоносителей.
Место установки фанкойлов может быть любым: настенным, напольным, потолочным. Если система используется предпочтительно для охлаждения, предпочтение отдается потолочному монтажу. Если, наоборот, для отопления, то фанкойлы помещают в нижней части стен.
Подведем итоги
Чиллер-фанкойл эффективная, проверенная временем, система отопления и кондиционирования воздуха, применение которой обеспечивает благоприятный климат круглый год.
Чиллер-фанкойл в равной степени эффективна для общественных зданий и частных домостроений, но в настоящее время ее широкое распространение ограничено недостаточным количеством предложений на рынке нашей страны чиллеров малой мощности, установка которых возможна в индивидуальных домах.
Еще одним недостатком чиллеров является высокая стоимость единицы тепловой энергии, вырабатываемой с их помощью. При выборе чиллеров для отопления они проигрывают газовым котлам.
