Система чиллер–фанкойл переносит тепло из помещений к холодильной машине с помощью воды или специально подобранного водного раствора. Чиллер производит холод, насос обеспечивает движение теплоносителя, а фанкойл передаёт холод воздуху комнаты. Такая архитектура позволяет разделить производство и распределение холода. Но работоспособность зависит не только от мощности машины: важны гидравлика, управление, теплоизоляция и согласование всех режимов.
В холодильном контуре чиллера хладагент проходит через испаритель, компрессор, конденсатор и расширительное устройство. В испарителе он отбирает тепло у водяного контура. В конденсаторе тепло передаётся окружающему воздуху либо другой охлаждающей среде. Конкретная конструкция машины определяет требования к размещению, отводу тепла и вспомогательному оборудованию.
Водяной контур соединяет испаритель с потребителями холода. Насос подаёт охлаждённую воду к фанкойлам, вода нагревается и возвращается к чиллеру. Внутри фанкойла вентилятор прогоняет воздух через теплообменник. Если поверхность холоднее точки росы, на ней образуется конденсат; его собирают в поддон и отводят по отдельной дренажной линии.
Фанкойл преимущественно обрабатывает воздух помещения. Наличие вентилятора не делает его приточной установкой. Наружный воздух подают и подготавливают по отдельному решению либо через предусмотренную изготовителем схему с обязательным расчётом. Влажностную нагрузку нельзя игнорировать только потому, что выбранная система имеет водяное распределение.
Для воды в обычном диапазоне температур предварительно используют зависимость Q ≈ 1,163 × V × ΔT, где Q — кВт, V — м³/ч, ΔT — разность температур обратной и подающей воды в °C. При нагрузке 100 кВт и перепаде 5 °C расход составит примерно 17,2 м³/ч. Это пример теплового баланса, а не универсальный рабочий график.
Для раствора гликоля коэффициент изменяется: учитывают его концентрацию, плотность и теплоёмкость. Одновременно меняются вязкость и потери давления. Поэтому нельзя сначала выбрать оборудование для воды, а затем без перерасчёта заменить её антифризом. Совместимость жидкости с материалами и требования к качеству теплоносителя подтверждают по документации оборудования.
Увеличение перепада температур потенциально снижает необходимый расход, но требует соответствующего подбора теплообменников и клапанов. Фанкойл, рассчитанный на один график, не обязан выдавать ту же мощность при другом. В проекте фиксируют температуры подачи и обратки, параметры воздуха и скорость вентилятора, на которой подтверждена производительность.
Насос выбирают по расходу и сопротивлению расчётного циркуляционного пути с учётом чиллера, труб, фитингов, теплообменников и арматуры. В замкнутой заполненной системе геометрическую высоту здания не прибавляют напрямую к циркуляционному напору. При этом высота влияет на статическое давление, заполнение, расширительный бак и допустимые давления компонентов.
В схеме предусматривают воздухоудаление, фильтрацию, слив, контроль давления и возможность обслуживания. Балансировочные устройства обеспечивают расчётные расходы по ветвям. При применении двухходовых клапанов общий расход меняется, и насосное регулирование должно согласовываться с минимальным расходом через испаритель. Необходимость буфера, байпаса или разделения контуров определяют по схеме и требованиям чиллера.
Избыточный насосный напор вызывает шум и усложняет регулирование клапанов. Недостаточный приводит к нехватке расхода в удалённых ветвях. Поэтому замена насоса «на более мощный» не является универсальным способом исправить плохую гидравлику. Сначала измеряют фактические расходы и перепады, проверяют фильтры, воздух и положения арматуры.
Двухтрубная схема использует одну пару труб для выбранного режима теплоносителя. Сезонное переключение с охлаждения на нагрев возможно при соответствующем источнике и проектном решении. Четырёхтрубная схема имеет отдельные линии холодной и горячей воды и позволяет разным зонам запрашивать разные режимы. Для этого нужны оба источника и согласованная автоматика.
Выбор зависит от нагрузки фасадов, графика здания и требований арендаторов. Более гибкая схема увеличивает объём труб и арматуры. Контроллер должен исключать необоснованный одновременный нагрев и охлаждение одного помещения. Уставки, зоны нечувствительности и режимы по расписанию определяют при наладке, а не оставляют случайными заводскими значениями.
Холодные трубопроводы, фитинги и арматуру изолируют с непрерывным пароизоляционным слоем. Разрыв изоляции на клапане или подвесе может стать причиной конденсата над потолком. Толщину выбирают по температуре воды и условиям окружающего воздуха. Обычная декоративная оболочка без расчёта и герметичных стыков не решает эту задачу.
Для наружных участков оценивают риск замерзания в рабочем и остановленном состоянии. Применяют предусмотренное проектом сочетание теплоносителя, обогрева, циркуляции или слива. Автоматика и резерв питания должны соответствовать принятому сценарию. Дренаж фанкойлов проверяют на реальном проливе, с доступом к поддонам и очистке, до закрытия потолков.
Пусконаладка включает промывку, заполнение, удаление воздуха, настройку расходов, проверку датчиков и защит. Под нагрузкой измеряют температуры подачи и обратки, расход, давление и работу регулирующих клапанов. Проверяют малую нагрузку и переключения, а не только запуск всех вентиляторов. Результаты фиксируют в протоколах для последующего обслуживания.
Сопоставить эту архитектуру с прямым охлаждением поможет статья «VRF или чиллер–фанкойл». Для подготовки исходных данных изучите состав инженерного подбора. Обратиться в NRC с планами и требуемыми режимами можно через форму заявки.
Технические материалы: Trane: температурный перепад и гидравлика.