Влияние влажности на мощность фанкойла: способы расчета и подбора

Из чего состоит система чиллер-фанкойл

В состав системы чиллер-фанкойл входят следующие структурные элементы:

1. Чиллер или центральная охлаждающая машина
2. Фанкойлы или локальные теплообменники
3. Охлаждающая жидкость (теплоноситель). Это может быть обычная вода или раствор этиленгликоля.
4. Насос, называемый гидромодулем. В крупных системах обычно речь идет о насосных станциях
5. Трубная разводка
6. 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 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.

В последнее время становится все более распространенным у потребителей фанкойл канальный. Это устройство представляет собой оборудование, которое имеет способность нагревать или охлаждать воздух внутри помещения по желанию потребителя. Попросту говоря, подобный агрегат можно назвать теплообменником, который можно установить в любом помещении постройки любого назначения, это позволит выбрать определенный температурный режим в любое время, который будет комфортен для людей, находящихся внутри здания.

Принцип работы и схема кондиционера

Кондиционер кажется довольно простым оборудованием, основные конструкционные узлы которого не представляют особой сложности. Поэтому разберем детально его принцип работы, который также крайне прост.

Как работает типовой кондиционер?

Испаряясь жидкости поглощают тепло, причем активно, а при конденсации (перехода с газообразного состояния обратно в жидкое) выделяют его. И указанные физические явления традиционно являются основой принципа работы кондиционеров.

Удостовериться, что указанный способ отвода тепла эффективный, можно даже в домашних условиях. К примеру, нанеся на поверхность своей кожи любой спиртосодержащий раствор, который, быстро испаряясь, оставляет после себя чувство холода. Так как тепло с поверхности тела поглощается и отводится в сторону.

Если просто, то основой работы любого современного кондиционера являются процедуры кипения (с поглощением тепла) и конденсации (с выделением тепла). При указанных процессах происходит поглощение/выделение тепла согласно изображенных на графике формул. Где Q является количеством тепла, L — удельная теплота парообразования, а m обозначает массу вещества

Точно так происходит и в помещении. Причина в том, что жидкий хладагент, попав во внутренний блок кондиционера, активно и в больших количествах поглощает излишки тепла, при этом его температура существенно повышается.

В результате он испаряется и перемещается во внешний блок (обычно размещенный за пределами здания). Где под воздействием более холодного воздуха, в значительных количествах нагнетаемого вентилятором, происходит обратный процесс.

На фото изображен испаритель кондиционера. Который своим видом напоминает обычный радиатор. Собственно так оно и есть. Так как конструкция этого элемента обеспечивает максимально эффективный его обдув теплым комнатным воздухом, из которого хладагент и поглощает тепло, поэтому в комнате становится прохладней

То есть осуществляется конденсация, в результате которой хладагент становится опять жидким, при этом, соответственно, выделяется тепло. А дальше последует новый цикл и так до бесконечности.

Принципиальная схема работы оборудования

Независимо от вида, типа и названия кондиционера процесс охлаждения воздуха всегда одинаков. Так после включения хладагент подается в испаритель. При этом его давление составляет 3-5 атмосфер, а температура находится в пределах 10-20 °С.

Далее в газообразном состоянии фреон перемещается в компрессор. И тут же сжимается до 15-20 атмосфер. Кроме того, происходит нагревание хладагента до 70-90 °С.

На схеме, в упрощенном виде, изображен принцип работы любого современного кондиционера. Так на рисунке показано, что охлажденный в конденсаторе хладагент поступает в регулятор потока (терморегулирующий вентиль). Где уменьшается его давление, что позволяет жидкости еще больше остыть. А дальше хладагент транспортируется в испаритель, где и происходит основной процесс. То есть охлаждение воздуха с одновременным нагревом хладагента

После чего газ транспортируется в конденсатор, активно обдуваемый вентилятором. В результате воздействия нагнетаемого воздуха с более низкой температурой фреон выделяет тепло, что приводит к его переходу в жидкое состояние.

Но все же его температура остается на 10-20 °С выше, чем аналогичный показатель окружающего воздуха. Эта проблема решается в момент перемещения жидкости через терморегулирующий вентиль. Где давление хладагента снова снижается до небольших 3-5 атмосфер. Что дает возможность фреону дополнительно остыть и он готов к новому циклу поглощения тепла, поэтому снова подается в испаритель.

На рисунке изображена принципиальная схема кондиционера. При этом один блок, оснащенный испарителем, находится внутри помещения. А второй, с конденсатором, — снаружи. Что позволяет сделать процедуру теплообмена максимально эффективной. Кроме того, в блоке, который находится на улице, всегда размещается компрессор, который является самой шумной частью конструкции

Особенности функционирования кондиционера

Для работы кондиционера нужна электроэнергия, но это выгодно, так как у него достаточно высокий КПД.

Но если в сети регулярные перепады напряжения, то, чтобы избежать поломки этого вида климатического оборудования, следует сразу же установить и стабилизатор.

Несмотря на простой и эффективный способ теплообмена, следует всегда помнить о том, что кондиционер будет соответствовать заявленным характеристикам только при регулярном техническом обслуживании.

Чем фанкойл отличается от кондиционера: полезные советы по выбору подходящего оборудования

Оба вида оборудования в соответствующем исполнении применяют для обогрева и охлаждения помещений. Главное отличие фанкойла от кондиционера заключается в типе теплоносителя. Для транспортировки воды можно применять стандартные трубы, фитинги, запорную арматуру. Проверка и устранение выявленных неисправностей не слишком трудны для рядового пользователя. Простейшие операции надо выполнить для устранения течи. Замена отдельных функциональных компонентов не сопровождается чрезмерными затратами.

Сравним решение аналогичных задач при работе с кондиционером. Утечку хладагента определяют с помощью специализированного оборудования. Для его транспортировки необходимо устанавливать дорогие магистрали из медных трубок. Заправку также лучше поручать опытным специалистам.

Для монтажа и ремонта внешних блоков на большой высоте придётся освоить навыки промышленного альпинизма

Фанкойлы подключают к чиллерам, которые устанавливают в чердачных помещениях, на крышах. Регламентные работы в этом случае выполнять намного проще. Однако надо учитывать, что соответствующее оснащение получится сделать только на стадии строительства или в процессе капитального ремонта. Сплит-систему, в отличие от фанкойла, в квартире можно установить в любое время.

Особенности подбора чиллеров

Исходя из предназначения, охлаждающее оборудование разделяется на установки с водяным или воздушным охлаждением. Грамотное проектирование чиллеров требует учета этих параметров в соотношении с их местоположением:

• При размещении устройства на открытом воздухе предпочтение отдают оборудованию с воздушным охлаждением.
• Если чиллер будет располагаться в помещении, но система не сможет справляться с тепловой нагрузкой, потребуется установка устройства с водяным охлаждением.
• При монтаже в помещении, когда система кондиционирования справляется с нагрузкой, выбирают чиллер с воздушным охлаждением.

Важное условие при проектировании – компоновка оборудования в помещении. Особенно это относится к составным агрегатам, имеющим выносные конденсаторы либо водоохлаждаемые, которые нуждаются в монтаже выносных водоохладителей

При их обустройстве необходимо проверить несущие возможности основания, предусмотреть наличие доступа для дальнейшего обслуживания и принять меры по предохранению помещения от вибрации.

Чтобы грамотно подобрать чиллер, нужно учитывать, что его мощность должна отвечать мощности теплообменника, установленного в центральной системе кондиционирования, а также вспомогательным потребителям, таким как фанкойлы

Если принять во внимание все эти факторы, можно приобрести оптимальную технику, которая будет эффективно работать многие годы

Формулы вычисления мощностей

Для расчета установленной мощности электроустановки можно взять наглядный пример осветительной установки.

Осветительная установка

Установленная мощность ( ) вычисляется во время выбора ламп и по итогам технических расчетов. Для этого складываются мощности всех ламп накаливания в системе, и формула выглядит следующим образом:

, где  – номинальные мощности ламп накаливания,  – та же базовая величина для люминесцентных ламп с низким давлением,  – мощность дуговых ламп (ртутных, низкого давления).

По разным причинам, часть осветительных элементов может не работать. В этом случае расчетная мощность ( ) – это произведение установленного значения ( ) и коэффициента спроса, который рассчитывается по формуле:

=, где  – активная мощность за 30 минут работы системы. Тогда = .

Важно! Определение установленной и расчетной мощностей имеет важное значение для многих отраслей промышленности и энергетического комплекса. Расчеты этих величин используют при проектировании осветительных установок, организации электроснабжения в жилых домах, городского освещения и в других областях, которые нуждаются в обеспечении электричеством

Электротехническое оборудование

Знание установленных и расчетных значений мощностей позволяет вычислить допустимые нагрузки, которым будет подвергаться эксплуатируемое электротехническое оборудование, что позволит использовать его с максимальной эффективностью.

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.

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.

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.

Как подобрать чиллер?

Кажется, что в вопросе, для чего нужен чиллер, разобраться не очень сложно. Совсем другое дело — выбор подходящего оборудования. В этом случае необходимо учитывать его будущие рабочие условия, потому что от них будет зависеть мощность устройства.

Следующим пунктом будет выбор типа конструкции — для наружного или внутреннего монтажа. В первом случае на передний план выступает надежность этой части системы чиллер-фанкойл. «Уличным идеалом» считают оборудование в оцинкованном корпусе и с теплообменниками, изготовленными из нержавеющей стали.

Определение требуемой производительности чиллера — наиболее важная операция, которая предстоит будущим владельцам. При расчете мощности учитывают:

• тепло, проникающее в здание извне;
• тепловую энергию, исходящую от людей;
• тепло, которое вырабатывает другое оборудование (пример — осветительные приборы).

Все притоки суммируют, получая общую тепловую нагрузку одного помещения. Аналогичным образом просчитывают все комнаты в здании. Все значения складывают. Так как при охлаждении образуется конденсат, процент влажности воздуха изменяется, расчет мощности охлаждения чиллера производят по специальной формуле. К окончательному результату для запаса мощности добавляют как минимум 20%.

Формула вычисления холодопроизводительности:

Q = G х (Т1- Т2) х C_рж х pж / 3600, где

Q — холодопроизводительность, G — расход охлаждаемой жидкости (м3/ч), Т1 и Т2 — ее начальная и конечная температура, C_рж и pж — ее удельная теплоемкость и плотность соответственно. Если в системе будет «работать» вода, то C_рж х pж равняется 4,2. Такие расчеты довольно требовательны, поэтому в данном случае лучше не делать их самостоятельно, а обратиться за помощью к профессионалам. Другой выход — использование онлайн-калькуляторов.

С ценами на чиллеры можно познакомиться здесь:

О работе агрегата можно узнать, если посмотреть следующее популярное видео:

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:

1. Явная производительность прибора – учитывает все притоки тепла в помещении без поправки на влажность.
2. 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%.

Специфика и особенности трехфазных сетей

Трехфазные электрические сети наиболее эффективно передают ток через промежуточные звенья, вплоть до потребителя. В процессе доставки потери энергии минимальны.

Наличие трехфазной сети в квартире или частном доме очень легко определить. Для этого нужно просто заглянуть в щиток и посчитать количество проводов. Если в наличии 2 или 3 проводника, значит сеть однофазная. В ней два провода являются фазой и нулем. При наличии заземления может быть третий провод. В трехфазных сетях проводов больше на два из-за двух дополнительных фаз. При отсутствии заземления – их всего четыре, а при наличии заземляющего контура – пять.
Эту же задачу можно решить и с помощью вводного автоматического выключателя. К нему также подводится определенное количество проводов, подключаемых в соответствующие клеммы.

В процессе эксплуатации трехфазной сети велика вероятность неравномерного распределения нагрузки по отдельным фазам. Если к одной из них будет подключено только мощное оборудование, а к другим – обычные бытовые приборы, в этом случае может возникнуть ситуация, называемая перекосом фаз. В результате асимметрии тока и напряжения, отдельные потребители могут выйти из строя. Во избежание негативных последствий, нагрузка должна быть равномерно спланирована еще на стадии проектирования и выполнен расчет мощности трехфазной сети.

Трехфазная сеть, по сравнению с однофазной, отличается большим количеством кабельно-проводниковой продукции, автоматов и других устройств. К ней подключается специфическое трёхфазное оборудование Суммарная мощность будет выше ровно в три раза. Значение мощности рассчитывается по току и напряжению с использованием формул.