Sistema chiller-fan coil: principio di funzionamento e disposizione del sistema di termoregolazione

Il sistema di climatizzazione multi-zona del chiller-fan coil è progettato per creare condizioni confortevoli all'interno di un edificio di grandi dimensioni. Funziona costantemente - in estate fornisce freddo e in inverno riscalda, riscaldando l'aria a una temperatura predeterminata. Vale la pena conoscere il suo dispositivo?

Nel nostro articolo proposto, la costruzione e i componenti del sistema climatico sono descritti in dettaglio. I metodi per il collegamento delle apparecchiature sono indicati e analizzati in dettaglio. Descriveremo come è organizzato questo sistema di termoregolazione e funzioni.

Componenti del circuito del chiller-fan coil

Il ruolo del dispositivo di raffreddamento è assegnato al chiller, un'unità esterna che produce e distribuisce freddo attraverso tubazioni con acqua o glicole etilenico che circola attraverso di esse. Questo è ciò che lo distingue dagli altri sistemi split, in cui il freon viene pompato come refrigerante.

Per lo spostamento e il trasferimento di freon, sono necessari refrigeranti, costosi tubi di rame. Qui, i tubi dell'acqua con isolamento termico sono perfettamente in grado di far fronte a questo compito. Il suo lavoro non è influenzato dalla temperatura esterna, mentre i sistemi split con freon perdono la loro funzionalità anche a -10⁰. L'unità di scambio termico interno è un fan coil.

Riceve un liquido a bassa temperatura, quindi trasferisce il freddo all'aria nella stanza e il liquido riscaldato ritorna al chiller. I ventilconvettori sono installati in tutte le stanze. Ognuno di essi funziona secondo un programma individuale.

Gli elementi principali del sistema sono una stazione di pompaggio, un chiller, un fan coil. Fancoil può essere installato a grande distanza dal chiller. Tutto dipende da quanta potenza ha la pompa. Il numero di fan coil è proporzionale alla potenza del chiller

In genere, tali sistemi vengono utilizzati negli ipermercati, nei centri commerciali, nelle strutture, negli hotel sotterranei eretti. A volte sono usati come riscaldamento.Quindi, viene fornita acqua riscaldata al fan coil lungo il secondo circuito o il sistema viene commutato su una caldaia di riscaldamento.

Progettazione del sistema

Secondo il design del sistema di chiller-fan coil, ci sono 2 tubi e 4 tubi. Per il tipo di installazione, si distinguono i dispositivi a parete, a pavimento e integrati.

Valuta il sistema in base a tali parametri chiave:

• potenza o capacità di raffreddamento del chiller;
• prestazioni del fan coil;
• efficienza di movimento della massa d'aria;
• lunghezza delle autostrade.

L'ultimo parametro dipende dalla resistenza dell'unità di pompaggio e dalla qualità dell'isolamento del tubo.

Collegamento di chiller e fan coil

Il buon funzionamento del sistema si verifica connettendosi chiller con una o più unità fan coil tramite tubazioni isolate termicamente. In assenza di quest'ultimo, il valore dell'efficienza del sistema diminuisce in modo significativo.

Ogni bobina di file ha una singola unità di reggiatura, attraverso la quale è possibile regolare le sue prestazioni sia in caso di produzione di calore che freddo. La portata del refrigerante in un'unità separata è regolata per mezzo di valvole speciali - arresto e regolazione.

Per inviare acqua refrigerata allo scambiatore di calore, un tubo è collegato al fan coil e l'altro per scaricare il liquido nel chiller. Il dispositivo del sistema consente di miscelare il refrigerante con il refrigerante

Se è impossibile consentire la miscelazione del vettore di calore con il refrigerante. l'acqua viene riscaldata in uno scambiatore di calore separato e completa il circuito con una pompa di circolazione. Per garantire una regolazione regolare del flusso del fluido di lavoro attraverso lo scambiatore di calore, viene utilizzata una valvola a 3 vie durante il montaggio dello schema delle tubazioni.

Se nell'edificio è installato un sistema a due tubi, sia il raffreddamento che il riscaldamento sono dovuti al refrigeratore - chiller. Per aumentare l'efficienza di riscaldamento con ventilconvettori nella stagione fredda, oltre al chiller, nel sistema è inclusa una caldaia.

A differenza di un sistema a due tubi con uno scambiatore di calore, due di questi nodi sono integrati nel sistema a quattro tubi. In questo caso, il fan coil può funzionare sia per il riscaldamento ‚sia per il freddo‚ utilizzando nel primo caso il liquido che circola nel sistema di riscaldamento.

Uno degli scambiatori di calore è collegato a una tubazione con un refrigerante e il secondo a una tubazione con un refrigerante.Ogni scambiatore di calore ha una singola valvola controllata da uno speciale telecomando. Se viene applicato un tale schema, il refrigerante non viene mai miscelato con il refrigerante.

Poiché la temperatura del liquido di raffreddamento nell'impianto durante la stagione di riscaldamento varia da 70 a 95 ° C e per la maggior parte dei ventilconvettori supera il valore consentito, viene precedentemente ridotta. pertanto acqua calda‚Provenendo dalla rete di riscaldamento centrale ai fan-coil‚ passa un punto di calore speciale.

Le principali classi di refrigeratori

La suddivisione condizionale dei chiller in classi avviene in base al tipo di ciclo di refrigerazione. Su questa base, tutti i chiller possono essere assegnati in modo condizionale a due classi: assorbimento e compressore del vapore.

Il dispositivo dell'unità di assorbimento

Un refrigeratore ad assorbimento o ABCM utilizza una soluzione binaria con acqua e bromuro di litio presenti in esso - un assorbitore. Il principio di funzionamento è l'assorbimento del calore da parte del refrigerante nella fase di conversione del vapore in uno stato liquido.

Tali unità utilizzano il calore generato durante il funzionamento di apparecchiature industriali. Allo stesso tempo, un assorbitore assorbente con un punto di ebollizione significativamente più alto del corrispondente parametro del refrigerante dissolve bene quest'ultimo.

Lo schema operativo del chiller di questa classe è il seguente:

1. Il calore proveniente da una fonte esterna viene portato a un generatore, dove riscalda una miscela di bromuro di litio e acqua. Quando la miscela di lavoro bolle, il refrigerante (acqua) evapora completamente.
2. Il vapore viene trasferito al condensatore e diventa liquido.
3. Il refrigerante liquido entra nell'acceleratore. Qui si raffredda e la pressione cala.
4. Il liquido entra nell'evaporatore, dove l'acqua evapora e i suoi vapori vengono assorbiti da una soluzione di bromuro di litio - un assorbitore. L'aria nella stanza è raffreddata.
5. L'assorbente diluito viene nuovamente riscaldato nel generatore e il ciclo ricomincia.

Un tale sistema di condizionamento dell'aria non è ancora diventato diffuso, ma è completamente in linea con le tendenze attuali ‚in materia di risparmio energetico e quindi ha buone prospettive.

Progettazione di unità di compressione del vapore

La maggior parte delle unità di refrigerazione funziona sulla base del raffreddamento a compressione. Il raffreddamento si verifica a causa della circolazione continua, dell'ebollizione a bassa temperatura, pressione e condensa del liquido di raffreddamento in un sistema chiuso.

Il design di questa classe di chiller comprende:

• un compressore;
• evaporatore;
• condensatore;
• oleodotti;
• regolatore di flusso.

Il refrigerante circola in un sistema chiuso. Questo processo è controllato da un compressore in cui una sostanza gassosa a bassa temperatura (-5⁰) e una pressione di 7 atm si presta alla compressione quando la temperatura viene portata a 80⁰.

Il vapore secco saturo in uno stato compresso si dirige verso un condensatore, dove viene raffreddato a 45 ° a pressione costante e convertito in un liquido.

Il prossimo punto sulla strada è una valvola a farfalla (valvola di riduzione della pressione). In questa fase, la pressione diminuisce dal valore della condensa corrispondente al limite al quale si verifica l'evaporazione. Allo stesso tempo, la temperatura scende a circa 0 °. Il liquido evapora parzialmente e si forma vapore umido.

Il diagramma mostra un ciclo chiuso, in base al quale opera un'unità di compressione del vapore. Nel compressore (1), il vapore saturo umido viene compresso fino a raggiungere la pressione p1. Nel compressore (2), il vapore emana calore e si trasforma in un liquido. Nell'acceleratore (3), diminuiscono sia la pressione (p3 - p4) ‚sia la temperatura (T1-T2). Nello scambiatore di calore (4), la pressione (p2) e la temperatura (T2) rimangono invariate

Dopo essere entrati nello scambiatore di calore-evaporatore, la sostanza di lavoro, la miscela di vapore e liquido, emette il calore per il refrigerante e prende il calore dal refrigerante, asciugando allo stesso tempo. Il processo avviene a pressione e temperatura costanti. Le pompe forniscono fluido a bassa temperatura ai ventilconvettori.Dopo aver superato questo percorso, il refrigerante ritorna al compressore ‚per ripetere nuovamente l'intero ciclo di compressione del vapore.

Specifiche del refrigeratore a compressione di vapore

In climi freddi, il chiller può funzionare in modalità di raffreddamento naturale - questo si chiama freecooling. In questo caso, il liquido di raffreddamento raffredda l'aria della strada. Teoricamente, il raffreddamento libero può essere utilizzato a una temperatura esterna inferiore a 7 ° C. In pratica, la temperatura ottimale per questo è 0⁰.

Quando si imposta in modalità "pompa di calore", il chiller funziona per il riscaldamento. Il ciclo subisce modifiche, in particolare il condensatore e l'evaporatore scambiano le loro funzioni. In questo caso, il liquido di raffreddamento non deve essere sottoposto a raffreddamento, ma a calore.

I più semplici sono i chiller monoblocco. Tutti gli elementi sono integrati in modo compatto in uno. Sono in vendita completi al 100% fino alla carica di refrigerante.

Questa modalità viene spesso utilizzata negli uffici di grandi dimensioni, negli edifici pubblici e nei magazzini, il chiller è un'unità di refrigerazione che fornisce freddo 3 volte più di quanto consuma. La sua efficienza come riscaldatore è ancora più elevata: consuma 4 volte meno elettricità di quanto dia calore.

Qual è la differenza tra un refrigerante e un refrigerante?

Il refrigerante è una sostanza funzionante, che durante il ciclo di refrigerazione può rimanere in diversi stati di aggregazione a diversi valori di pressione. Il refrigerante non cambia gli stati di fase. La sua funzione è il trasferimento di freddo o calore a una distanza specifica.

Il compressore controlla il trasporto di refrigerante e la pompa controlla il refrigerante. La temperatura del refrigerante può scendere sia al di sotto del punto di ebollizione che oltrepassare. Il mezzo di trasferimento del calore, a differenza del refrigerante, funziona costantemente in condizioni di temperature che non aumentano al di sopra del punto di ebollizione alla pressione corrente.

Il ruolo del fan coil nel sistema di condizionamento dell'aria

Il fancoil è un elemento importante di un sistema climatico centralizzato. Il secondo nome è il fan coil. Se il termine fan-coil viene tradotto letteralmente dall'inglese, allora suona come uno scambiatore di calore a ventola che trasmette in modo più preciso il principio della sua azione.

Il design del fan coil include un modulo di rete che fornisce il collegamento a un'unità di controllo centrale. La custodia resistente nasconde elementi strutturali e li protegge dai danni. All'esterno, è installato un pannello che distribuisce uniformemente i flussi d'aria in varie direzioni

Lo scopo del dispositivo è quello di ricevere supporti a bassa temperatura. L'elenco delle sue funzioni comprende anche il ricircolo e il raffreddamento dell'aria nella stanza in cui è installato ‚senza presa d'aria dall'esterno. Gli elementi principali del fan-coil si trovano nella sua sede.

Questi includono:

• ventilatore centrifugo o diametrale;
• uno scambiatore di calore sotto forma di una bobina, costituito da un tubo di rame e alette di alluminio, montato su di esso;
• filtro antipolvere;
• unità di controllo.

Oltre ai componenti e ai gruppi principali, il design del fan coil include una trappola per condensa, una pompa per il pompaggio di quest'ultimo, un motore elettrico, attraverso il quale vengono ruotate le serrande dell'aria.

Nella foto è un fan coil del canale Trane. Le prestazioni degli scambiatori di calore a doppia fila sono 1,5 - 4,9 kW. L'unità è dotata di un ventilatore silenzioso e di un alloggiamento compatto. Si adatta perfettamente dietro falsi pannelli o una struttura del controsoffitto

A seconda del metodo di installazione, ci sono ventilconvettori a soffitto, canale, montati in canali, attraverso i quali viene fornita aria, spacchettata, in cui tutti gli elementi sono montati su un telaio, parete o cantilever.

I pensili sono i più popolari e hanno 2 versioni: cassetta e canale. I primi sono montati in stanze voluminose con soffitti sospesi. Dietro la struttura sospesa, è disposto un alloggiamento. Il pannello inferiore rimane visibile.Possono disperdere le correnti d'aria su due o tutti e quattro i lati.

Se si prevede di utilizzare il sistema esclusivamente per il raffreddamento, il posto migliore è il soffitto. Se la struttura è destinata al riscaldamento, il dispositivo viene posizionato sulla parete nella sua parte inferiore

La necessità di raffreddamento non sempre esiste, quindi, come visto nel diagramma che trasmette il principio di funzionamento del sistema della batteria del refrigeratore-olio, nel modulo idraulico è integrata una capacità che funge da batteria per il refrigerante. L'espansione termica dell'acqua è compensata da un vaso di espansione collegato al tubo di alimentazione.

Gestisci i fan coil sia in modalità manuale che automatica. Se il fan coil funziona per il riscaldamento, quindi in modalità manuale, l'alimentazione di acqua fredda viene interrotta. Quando viene utilizzato per il raffreddamento, bloccano l'acqua calda e aprono la strada alla fornitura di fluido di lavoro di raffreddamento.

Telecomando per fan coil a 2 e 4 tubi. Il modulo è collegato direttamente al dispositivo e posizionato vicino ad esso. Un pannello di controllo e fili sono collegati da esso per alimentarlo

Per funzionare in modalità automatica, il pannello imposta la temperatura necessaria per una particolare stanza. Il supporto per un determinato parametro viene effettuato tramite termostati, che regolano la circolazione dei liquidi refrigeranti - caldi e freddi.

Il vantaggio del fan coil è espresso non solo nell'uso di un refrigerante sicuro ed economico, ma anche nella rapida eliminazione dei problemi sotto forma di perdite d'acqua. Ciò riduce il costo del loro servizio. L'uso di questi dispositivi è il modo più efficiente dal punto di vista energetico per creare un microclima favorevole in un edificio

Poiché ogni grande edificio ha zone con requisiti di temperatura diversi, ognuno di essi deve essere riparato da un fan coil separato o dal loro gruppo con impostazioni identiche.

Il numero di unità viene determinato nella fase di progettazione del sistema mediante calcolo. Il costo delle singole unità del sistema chiller-fan coil è piuttosto elevato ‚pertanto sia il calcolo che la progettazione del sistema devono essere eseguiti nel modo più accurato possibile.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Video n. 1. Tutto ciò che riguarda il dispositivo ‚funziona e il principio di funzionamento del sistema di termoregolazione:

Video n. 2. Informazioni su come installare e mettere in servizio un chiller:

Si consiglia l'installazione del sistema chiller-fan coil in edifici di medie e grandi dimensioni con una superficie superiore a 300 m². Per una casa privata, anche se enorme, l'installazione di un tale sistema di termoregolazione è costosa. D'altro canto, tali investimenti finanziari forniranno comfort e benessere, e questo è molto.

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