Расчет электрической мощности фанкойла: особенности подбора оборудования

От чего зависит расчет чиллера?

Различные модели оборудования предполагают наличие разных конструкций, потоков давления, схем подключения и типов охлаждения, однако для всех чиллеров существуют одинаковые критерии подбора, основанные на следующих характеристиках:

Холодопроизводительность. Принцип работы установок заключается в отборе тепла у теплоносителя и его выброс в окружающую среду через конденсатор. Под холодопроизводительностью понимают способность агрегата забирать из жидкости определенное количество тепла

При выборе оборудования необходимо принимать во внимание, что чем больше тепла выделяется системой кондиционирования, тем более мощный чиллер следует устанавливать. Температура на входе и выходе

Хотя устройства способны охлаждать жидкости до любых заданных температур, на деле чем ниже показатели температуры, тем меньше будет холодопроизводительность чиллера.

Производительность насоса. Главной задачей насоса является улучшение циркуляции жидкости в контуре климатического оборудования. Чем выше его производительность, тем более гибкой становится охлаждающая система.

Место монтажа. Осуществляя расчет чиллера, нужно учитывать, где именно он будет установлен. При размещении снаружи основываются на его эксплуатации и способности бесперебойно работать при низких температурах окружающей среды. При внутренней установке учитываются нормы эксплуатации оборудования.

Стоимость. Выбор чиллера зависит не только от его цены, но и от расходов на дальнейшее обслуживание, поэтому перед покупкой необходимо подсчитать все предстоящие затраты и соизмерить их со своим бюджетом.

Система «чиллер-фанкойл»

Сам по себе, фанкойл не может выполнять функции кондиционера, так как необходима машина для охлаждения воды. Чаще всего в качестве этой машины выступает чиллер. Данная система, получившая название «чиллер-фанкойл» имеет ряд преимуществ перед другим климатическим оборудованием:

в качестве хладагента используется вода, что позволяет делать трубопроводы достаточно длинными;
универсальность: может применяться в жилых, офисных и производственных помещениях;
автономная работа;
удобное управление: дистанционно с помощью пульта или вручную.

Для того чтобы система работала без перебоев и не увеличивала энергозатраты, расчет фанкойла
должен быть выполнен профессионалами. Мастера компании «Век высоких технологий» не только подберут нужный фанкойл, но и произведут качественный и быстрый монтаж.

Мультизональная климатическая система чиллер-фанкойл предназначена для создания комфортных условий внутри здания большой площади. Работает она постоянно — летом снабжает холодом, а зимой теплом, прогревая воздух до заданной температуры. С ее устройством стоит познакомиться, согласны?

В предложенной нами статье подробно описана конструкция и составные части климатической системы. Приведены и детально разобраны способы подключения оборудования. Мы расскажем, как устроена и функционирует эта система терморегуляции.

Роль охлаждающего устройства отведена чиллеру — внешнему блоку‚ производящему и подающему холод по трубопроводам с циркулирующей по ним водой или этиленгликолем. Этим она и отличается от других сплит-систем, где в качестве теплоносителя закачивают фреон.

Для движения и передачи фреона, хладагента, 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.

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.

Способы определения мощности фанкойла

Существует три основные методики. Каждая из них требует различных затрат времени на расчеты и дает определенный процент точности.

В зависимости от ситуации применяется один из следующих способов:

Академический — долгий, но максимально точный;
Уточненный — сбалансированное решение между точностью расчетов и затраченным временем;
Прикидочный — позволяет быстро определить приблизительные показатели оборудования, но не учитывает параметры помещения и здания. Отличается высокой погрешностью.

При академическом способе учитываются все факторы, оказывающие влияние на теплообменные процессы в помещении. Используются точные справочные показатели значений и коэффициентов теплопроводности и теплопередачи.

Высокая длительность методики оправдывает себя при установке фанкойлов в научно-исследовательских лабораториях, на фармакологическом или медицинском производстве, на объектах, где необходимо максимально точное определение параметров.

Технические специалисты нашей компании для вычисления мощности оборудования чаще всего используют уточненный способ. Расчеты опираются на усредненные значения показателей из справочников и дают результат высокой точности

При определении показателей важно учитывать влажность воздуха. По этой причине существуют следующие виды производительности фанкойла:

Прямая — учитываются все теплопритоки в помещении без внесения в расчеты влажности воздуха;
Непрямая — вычисляется на основе всех входящих притоков тепловой энергии с учетом влажности воздуха;
Полная — определяется на основании двух видов.

Расчеты базируются на показаниях I-d диаграммы влажного воздуха, что позволяет учитывать множество характеристик помещения и повышает точность результата.

Прикидочная методика может производиться самостоятельно и не требует специальных знаний, но она не учитывает массы параметров. Усредненное значение получается путем подбора фанкойла мощностью 1000 Вт на каждые 10 м2 помещения, высота которого 2,7-3 м. Приблизительные параметры отражаются на работе всей системы кондиционирования, поэтому опираться на нее не рекомендуется. Климатическое оборудование будет работать в неправильном режиме и быстро выйдет из строя.

Чтобы получить максимально точные расчеты необходимо обращаться за помощью к профессионалам. Компания «Умный климат» предоставляет услуги квалифицированных специалистов, которые в ограниченные сроки произведут вычисления и помогут вам подобрать оптимальную мощность фанкойла в соответствии с параметрами эксплуатации.

Принцип действия

Аппарат работает по принципу упомянутого выше калорифера: по трубкам змеевика течет антифриз или вода определенной температуры, вентилятор продувает сквозь ребра комнатный воздух. Происходит теплообмен, поток нагревается или охлаждается. Отсюда второе название устройства – вентиляторный доводчик. Особенности работы фанкойла:

агрегат способен работать в режиме нагрева либо охлаждения в зависимости от температуры приходящей воды;
основная функция – передавать воздуху тепло или холод, произведенный другими установками;
проток жидкости обеспечивается внешним насосом, собственного нет;
всасываемый воздушный поток очищается фильтром от пыли;
обычно фанкойл обрабатывает внутренний комнатный воздух (полная рециркуляция);
некоторые модели, интегрированные в систему принудительной вентиляции, умеют греть/охлаждать приточный воздух;
регулирование тепловой/холодильной мощности производится двумя путями – изменением производительности вентилятора и ограничением расхода воды электромагнитным двухходовым клапаном.

Итак, фанкойл — это составной элемент централизованной климатической системы, поддерживающий температуру воздуха в конкретном помещении или в определенной зоне производственного цеха. Дополнительные функции:

осушение;
проветривание (режим вентиляции);
подмешивание свежего воздуха — опция;
управление от дистанционного пульта;
подогрев потока электрическим ТЭНом (тоже опция).

Источниками холода/теплоты могут выступать:

Традиционные котлы, использующее различные энергоносители. Понятно, что данное оборудование обеспечивает только нагрев воды или антифриза.
Тепловые насосы (ТН) двух типов – геотермальные и водяные. Зимой установка подогревает теплоноситель, летом, наоборот, охлаждает.
Чиллеры – мощные холодильные машины с воздушным либо водяным охлаждением конденсатора.

Внутри агрегата предусмотрен клапан для сброса воздуха после монтажа и заполнения трубопроводной сети теплоносителем

Циркуляция хладагента в парокомпрессионном чиллере происходит по классической схеме. Под давлением хладагент нагнетается в теплообменник, где и испаряется. В парообразном состоянии он попадает в конденсатор, где конденсируется (превращается в жидкость) и направляется в компрессор.

В абсорбционных чиллерах, в качестве рабочей жидкости используется водяной пар, который в процессе перемещения изменяет свое агрегатное состояние. Таким образом, они отличаются экологичностью, поскольку не содержат фреона и опасных для окружающей среды хладагентов. По сравнению с парокомпрессионными чиллерами, абсорбционные, имеют меньшие габариты и потребляют меньше электроэнергии, но в то же время отличаются более высокой стоимостью.

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:

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

Конструкция 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.

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.

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.

Специфика парокомпрессионного чиллера

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 складах.Чиллер 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.

Область применения драйкулеров

В производствах, нуждающихся в больших объёмах теплоносителя;
В промышленности для охлаждения теплоносителей в холодильном и литьевом оборудовании, а также отвода тепла от двигателей экструдеров, станков и генераторов;
В строительстве для снижения температуры холодильных установок и электрогенераторов;
Для свободного охлаждения воздуха в общественных и промышленных зданиях (фрикулинг).
Большой ассортимент моделей и конфигураций драйкулеров позволяет подобрать установку с подходящими характеристиками для любых условий эксплуатации, поэтому с каждым годом их популярность только увеличивается.

Расчет чиллера

Заявка на подбор чиллера

Стадия абсорбции абсорбционных охладителей

Абсорбция паров хладагента в бромиде лития является экзотермическим процессом. В поглотителе хладагент «всасывается» поглощающим раствором литиевого бромида (LiBr). Этот процесс не только создает область низкого давления, которая тянет непрерывный поток пара хладагента из испарителя в абсорбер, но также заставляет пар конденсироваться (3, на фиг.2), поскольку он высвобождает теплоту испарения, предусмотренную в испаритель. Это тепло вместе с теплотой разбавления, возникающей при смешивании конденсата хладагента с абсорбентом, переносится в охлаждающую воду и выделяется в градирне. Охлаждающая вода — это утилита на этой стадии охлаждения.

Способы расчета фанкойлов

Теплопотери дома

Определив суммарную тепловую нагрузку в помещении, начинают расчет мощности фанкойла. Используется три методики вычислений. Они отличаются сложностью выполнения и точностью результатов.

Академический

Наиболее точный вариант вычислений, учитывающий все возможные параметры. Академический способ предполагает долгий и сложный процесс расчета, новичку потребуется 8-10 часов на выбор фанкойла для помещения площадью 25-30 кв. м. Проводимые вычисления аналогичны исследованиям, проводимым для теплообменных процессов системы кондиционирования воздуха. Для работы понадобятся:

коэффициенты теплопроводности материалов ограждения;
показатели теплоотдачи конструктивных материалов во внешнюю среду;
влагосодержание и энтальпия (составляющие id диаграммы).

При расчетах влажности воздуха и его обработки используется id диаграмма. Она содержит несколько параметров:

относительная влажность воздуха;
температура;
влагосодержание (количество пара в 1 кг воздуха);
энтальпия (количество тепла в 1 кг воздуха).

Соединив линиями все имеющиеся показатели получают диаграмму состояния воздуха. Она применяется специалистами для расчета воздушного отопления и вентиляторного доводчика.

Уточненный

Технические специалисты, связанные с проектированием систем кондиционирования, проводят вычисления по усредненным значениям справочных величин. Способ менее точный чем академический, но дает достаточно достоверный результат. Расчет ведется с учетом влияния влажности на мощность фанкойлов. Изготовители в характеристиках указывают две производительности: явную и полную. Эти параметры требуют объяснения:

Явная производительность прибора – учитывает все притоки тепла в помещении без поправки на влажность.
Полная производительность вентиляторного доводчика – мощность по холоду, расходующаяся на компенсацию явной и скрытой теплоты. Второй параметр – теплота конденсации пара в жидкость. Она рассчитывается по id диаграмме или специальным таблицам.

Приблизительный или прикидочный

Наиболее простой вариант расчета, который предлагают сотрудники в точках продажи систем кондиционирования с использованием фанкойлов, не имеющие профессиональных навыков подбора. Вычисления происходят быстро с минимальным набором используемых параметров. Обобщенные предварительные подсчеты в помещениях различного назначения предоставляют следующие данные:

для офисов с оргтехникой и компьютерами потребуется кондиционер-доводчик с мощностью 150 ватт на каждый 1 кв. м;
жилое помещение с высотой потолков 2,7-3 м нуждается в фанкойле с производительностью по холоду 100 ватт на 1 кв. м площади.

Например: площадь комнаты в квартире 20 кв. м – Q = 100 X 20 = 2000 Вт или 2 кВт.

Конечная мощность определена без учета скрытой теплоты. В регионах с сухим климатом погрешность составляет до 20%, а при повышенной влажности (80-90%) ошибка в пределах 50%.

Конструктивные особенности кассетных фанкойлов

Опционально предусмотрены варианты с патрубками для подачи охлажденного воздуха в соседнее помещение и с патрубками для нагнетания свежего воздуха непосредственно в локации монтажа прибора. Скорость монтажа кассетного фанкойла обеспечивается благодаря наличию четырех кронштейнов по углам корпуса. Сам внешний контур изготовлен из прочной нержавеющей стали. Обеспечение звукоизоляции и защиты от тепловых потерь производится при помощи специальных изоляционных материалов. Несмотря на то, что установка скрытая, как и у семейства канальных фанкойлов, тем не менее, на виду остается внешняя часть устройства, которая отделывается декоративной панелью. Обычно она белого цвета и изготовлена из пластика. Забор воздуха осуществляется через центральную решетку, которую, при надобности, можно легко демонтировать. К фильтру воздушной очистки имеется свободный доступ, что позволяет легко его мыть и удалять скопившиеся загрязнения.

Посредством системы управления можно задавать различные параметры для деятельности оборудования. В частности, предусмотрены следующие функциональные возможности:

Таймер, координирующий запуск и выключение устройства.
Изменение режима работы — нагрев или охлаждение воздуха, осушение, а также настройка автоматического режима.
Собственно включение или выключение прибора.
Переход в ночной режим.
Выставление необходимого температурного режима.
Направление потоков воздуха посредством изменения положения шторок-жалюзи.
Регуляция скорости вращения центрального вентилятора.

Высокую эффективность работы обеспечивает центробежный вентилятор. Его конструктивные особенности позволяют существенно снижать уровень издаваемого шума. Этому во много способствует производимая в заводских условиях балансировка — как в статике, так и в динамике. Еще один важный момент — это управление тепловой подачей. Она выполняется при помощи специальных вентилей, которые поддерживаются электрическими приводами, и могут иметь 2 или 3 хода. Их основная задача — регулировка циркуляции охлаждающего агента — в большинстве случаев это вода.

Как выбрать кассетный фанкойл?

При подборе этого оборудования для нужд своего объекта, необходимо концентрировать внимание на нескольких ключевых аспектах. В первую очередь, это финансовые возможности

Во-вторых, необходимая производительность. В-третьих, наличие дополнительных опций. При проектировании и осуществлении монтажа могут помочь наши специалисты, которые профессионально занимаются оказанием таких услуги и могут проконсультировать заказчика по любым техническим моментам.

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

Вопрос — ответ

Вопрос:

На чем работают чиллеры?

Ответ:

Основным рабочим веществом чиллера является хладагент. Чаще всего в качестве холодильного агента выступает фреон. Он циркулирует по контуру устройства и в теплообменнике испаряется за счёт тепла, полученного от охлаждаемой жидкости. Перенос холода осуществляется при помощи хладоносителя (вода, этиленгликоль).

Циркуляция хладагента обеспечивается компрессором, бесперебойное функционирование которого зависит от многих факторов. Таким образом, работа чиллера невозможна без холодильного агента и хладоносителя.

Вопрос:

Что лучше фрикулер (градирня) или чиллер?

Ответ:

Фрикулер обеспечивает в радиаторе охлаждение воды или другого хладоносителя до уровня тепла в окружающем воздухе. Для этого используют вентиляторы. Технология фрикулинга не предусматривает наличие компрессорного модуля. Благодаря этой особенности, потребляют намного меньше электроэнергии, чем чиллеры.

Недостатки фрикулеров: невозможность их полноценного использования в жаркую погоду, так как охлаждение происходит до уровня температуры воздуха. Фрикуллеры легко встраиваются в имеющиеся установки кондиционирования, поэтому их удобно применять в комбинации с чиллерами, которые функционируют независимо от наружной температуры.

Вопрос:

Какие чиллеры лучше водяные или воздушные?

Ответ:

По типу охлаждения конденсатора чиллеры бывают водяными или воздушными. Устройства, в которых для этих целей используется вода, пригодны для работы в течение всего года. Они более компактны, могут устанавливаться внутри здания, но стоят гораздо дороже оборудования, где понижение температуры производится направленным потоком воздуха.

Воздушные установки, предлагаются по невысокой цене, но их монтаж требует обширных площадей для размещения всех агрегатов и модулей. Например, система охлаждения часто монтируется на улице. Это позволяет более рационально использовать место внутри здания, но снижает функциональные возможности подобного оборудования.

Вопрос:

В чем отличие чиллеров с тепловым насосом и без него?

Ответ:

Устройства, в которых установлен тепловой насос, способны не только охлаждать, но также могут отапливать окружающее пространство или обеспечивать горячее водоснабжение. Эта полезная функция позволяет применять подобные установки для обогрева больших общественных или производственных помещений. Оснащённость тепловым насосом увеличивает стоимость оборудования, но значительно расширяет его функциональные возможности.

Вопрос:

Расскажите в чем принцип действия абсорбционных чиллеров?

Ответ:

Абсорбированные устройства используют в качестве основной энергии бросовое тепло на предприятиях. В таких системах главное рабочее вещество включает несколько компонентов. Раствор состоит из абсорбента и холодильного агента. Поглотителем выступает бромистый литий, а хладагентом — вода. Она поступает в испаритель с низким давлением, откуда выходит охлаждённой и абсорбируется бромидом лития. Жидкость концентрируется в конденсаторе, и затем хладагент передаётся по трубам конечным потребителям. Абсорбированные чиллеры не имеют компрессорного модуля, поэтому потребляют минимум электричества.

Вопрос:

Какова стоимость современных чиллеров?

Ответ:

Стоимость современных чиллеров зависит от их конструкционных особенностей и мощности. Это промышленные системы кондиционирования, которые предназначены для обслуживания больших производственных или общественных зданий, поэтому цена на новые агрегаты стартует от 100 тыс. руб. Самыми дешёвыми являются маломощные мини чиллеры, а у самых дорогих выходная мощность измеряется в тысячах кВт, и их стоимость составляет несколько миллионов рублей. Многие поставщики по требованию заказчика предоставляют расчёт стоимости после указания основных требуемых характеристик и функций.

Влияние влажности на мощность фанкойла: способы расчета и подбора

От чего зависит расчет чиллера?

Система «чиллер-фанкойл»

Способы определения мощности фанкойла

Принцип действия