Регулярное появление новой, «непонятной» техники вынуждает еще неосведомленных потенциальных покупателей совершать подвиг — самостоятельно узнавать о том, что это за конструкция, и для чего она предназначается. Поскольку комфорт в доме, особенно в изнуряющую жару, в состоянии обеспечить только климатическое оборудование, его сложно назвать «баловством». Из-за востребованности данной техники ассортимент таких бытовых приборов расширяется. Одними из «таинственных» агрегатов стали чиллеры, поэтому многих интересует, что это за устройство, каков принцип его действия. Прежде всего, владельцы недвижимости хотят узнать, для чего нужен чиллер, затем интересуются, целесообразно ли его использование для кондиционирования частного дома.
Что такое чиллер?
Прежде чем разбирать вопрос о том, для чего нужен чиллер, надо определить для себя, что это за оборудование. Если перевести слово «Chiller» с английского, то получится, что чиллер — охлаждающая машина, «холодильник». Но его отличие от известного бытового прибора одно: аппарат охлаждает не воздух, а только вещества, использующиеся для транспортировки холода — воду, антифриз.
Существует мнение, что этот агрегат просто большой кондиционер, однако это утверждение не совсем корректно. Отличия есть, и они существенны. Если сравнивать такой вид климатического оборудования с популярными сплит-системами, то его можно назвать наружным блоком. К нему подключают большое количество внутренних модулей. Последние конструкции называют фанкойлами — от английских слов fan (вентилятор) и coil (теплообменник). Такую раздельную систему кондиционирования называют чиллер-фанкойл.
Как по функционалу, так и по внешнему виду, это оборудование очень напоминает привычные сплит-системы. Серьезное отличие одно: это то, что работают фанкойлы на воде либо на антифризе. Хладагент «путешествует» исключительно в чиллере. Как и в сплит-системах перенос тепла или холода там осуществляется благодаря конденсации и испарению фреона. Внешний блок точно так же, как в сплит-системах, соединяется с внутренними устройствами магистралью, но в ней циркулирует вода или гликоль, его смеси с водой (пропиленгликоль, этиленгликоль), либо производные.
Чиллер: элементы и принцип работы
Главными из элементов устройства являются те же приборы, что и в наружном блоке сплит-системы. В состав чиллера входит:
- испаритель;
- конденсатор;
- компрессор.
Первый элемент имеет два контура: в одном циркулирует жидкость (вода, раствор, производные гликоля), в другом — хладагент. Оба элемента расположены максимально близко друг к другу. Чтобы повысить эффективность оборудования, используется встречное движение жидкости/фреона.
Работа чиллера практически не отличается от «труда» холодильника. Компрессор сжимает хладагент (0°) в конденсаторе. Во время этого процесса сильно повышается давление вещества, из-за чего оно конденсируется, переходит из газообразного состояния в жидкое (60°). Там же фреон отдает тепло воде либо воздуху.
Затем, охладившись (30°), жидкость поступает в испаритель. В нем она расширяется, снова превращается в газ. Во время процесса испарения его температура становится максимально низкой (-15°). Затем фреон следует в теплообменник, где способствует охлаждению жидкости в магистрали (0°). Потом цикл повторяется.
Холодная вода возвращается в фанкойлы. Там, благодаря радиаторам, она охлаждает воздух. Если рассматривать второй режим — обогрев, то работа (циркуляция) происходит в обратном порядке. В этом случае в фанкойлы попадает теплая жидкость, которая нагревает воздух в помещении.
Что такое фанкойл?
Рассмотрев, что представляет собой герой этого «набора букв», для чего нужен чиллер, нельзя игнорировать второй главный элемент универсальной системы чиллер-фанкойл. Если говорить кратко, то это компонент системы кондиционирования. Как уже было отмечено, любое внутреннее устройство имеет две части — вентилятор и теплообменник. Чтобы защитить блок от невесомого мусора, в нем присутствует фильтр грубой очистки. Практически все современные модели оснащаются пультом дистанционного управления.
«Фанкойлами» нередко называют внутренние модули обычных сплит-систем. Точно так же, как в случае с мульти-сплит, в здании могут быть установлены несколько устройств, даже разных конфигураций. Настроить работу модулей можно двумя способами: или в общем режиме, или в автономном, отдельно для каждого устройства.
По способу монтажа выделяют несколько видов фанкойлов. Есть модели:
- напольные;
- настенные;
- настенно-потолочные;
- потолочные.
Помимо этих разновидностей существуют «всемогущие» универсальные блоки, которые можно устанавливать в любом месте. Кроме того, есть корпусные и бескорпусные модули. Последние можно «спрятать» за декоративными панелями или подвесными потолками.
Плюсы и минусы чиллеров
Прежде чем рассматривать любого претендента в качестве «своего оборудования», необходимо узнать его сильные и слабые стороны. Поэтому сначала лучше познакомиться с плюсами и минусами таких систем.
Преимущества
Главное достоинство — удобство чиллеров. Если для сплит-систем предусматривается максимально возможное расстояние между внешним и внутренним (или несколькими) блоком, то в связке чиллер-фанкойл дистанция может быть существенно увеличена.
Для кондиционеров пределом становится один или несколько десятков метров. При увеличении данного значения сразу падает их эффективность. Длина магистралей между чиллером и фанкойлами может составлять более 100 м. Да, некоторое снижение эффективности наблюдается, однако оно не так заметно, как у сплит- либо мульти-сплит-систем.
К другим плюсам чиллеров с полным правом можно отнести:
- возможность частичной замены традиционных отопительных систем;
- безвредность из-за отсутствия хладагента в общей магистрали;
- вариативность: количество фанкойлов можно менять;
- шанс сократить количество радиаторов в доме;
- минимальные затраты при эксплуатации;
- минимум занимаемой площади;
- низкую стоимость установки;
- длительный срок службы;
- бесшумную работа;
- безопасность.
Еще одним достоинством чиллеров можно считать то, что они не портят фасад здания. Как правило, эти элементы устанавливают либо на крыше, либо в помещениях. Возможность использования в любое время года — достоинство таких устройств, но существует одно исключение из правил: это новый тип чиллеров.
Недостатки
Несмотря на популярность такого оборудования, от минусов ему избавиться не удалось. Самый большой из них — высокая цена. К этой же «негативной категории» относятся:
- дорогостоящая профилактика, ремонт;
- большие габариты чиллеров;
- такой же «приличный» вес;
- высокая цена запчастей.
Относительный недостаток оборудования — достаточно сложный монтаж, который априори подразумевает присутствие специалистов.
По этим причинам холодильные системы чиллер-фанкойл имеет смысл устанавливать только в больших зданиях, где площадь позволяет установку всех элементов. Если дом не впечатляет габаритами, а комнаты не слишком просторные, то лучше остановиться на привычных сплит-системах, эффективных, но относительно небольших.
Разновидности оборудования
Есть холодильные машины двух видов — с воздушным и водяным охлаждением конденсатора. Кроме того, существует чиллер, серьезно отличающийся принципом работы. Это абсорбционная модель.
Агрегаты с воздушным охлаждением
Такие чиллеры являются более популярными. Их обычно устанавливают на крышах крупных зданий. В этом случае используют возможность теплообмена между воздухом и хладагентом. Подвидов этих чиллеров существует тоже два. Есть устройства, в которых конденсатор вынесен наружу. В другом оборудовании он встроен в прибор.
- Модели с выносным конденсатором. В них конденсаторный блок находится на некотором удалении от чиллера. Связаны оба элемента медной магистралью, в которой циркулирует хладагент. Плюс устройств — удобство, так как модуль с конденсатором можно установить в помещении. Минус — более высокая цена.
- Чиллеры с внутренним, встроенным конденсатором. Эти модели являются моноблоками, так как все элементы находятся в одном корпусе. Их обычно монтируют на крыше здания. Недостатком такого оборудования считается сложность обслуживания, а достоинством — более низкая цена.
Если сравнивать оба вида по срокам эксплуатации, то победителями выйдут вторые модели. Выносной конденсаторный модуль в большей степени подвержен воздействию внешних факторов. Он быстрее выйдет из строя из-за осадков или механических повреждений. Отдельная магистраль — еще одно слабое звено.
Устройства с водяным охлаждением
В этом случае для переноса тепловой энергии используется любой источник. Им может стать бассейн, пруд, река либо другой водоем. В чиллерах с водяным охлаждением конденсатор тоже находится на расстоянии: его погружают в воду.
Данное оборудование менее зависит от температуры окружающей среды, поэтому его хладо- или теплопроизводительность более высока. Причина — большая теплоемкость воды, способность более эффективно отдавать/отбирать тепловую энергию.
Разница особенно ощутима при экстремально высоких/низких температурах. Принцип работы этих агрегатов не отличается от функционирования предыдущих устройств. Отличие только в среде, в которой находятся их конденсаторы.
Абсорбционные чиллеры (АБХМ)
Данные агрегаты кардинально отличаются от своих традиционных «соперников». В этих приборах не используется компрессионный способ переноса тепловой энергии, поэтому в роли хладагента выступает слабая смесь, состоящая из воды и, например, бромида лития. Двигаясь по холодильному контуру, эти компоненты непрерывно взаимодействуют. Они либо смешиваются, либо разъединяются.
Отличие от обычных чиллеров
Отличие не только в циркулирующей жидкости и ее свойствах. В абсорбционных чиллерах другой источник энергии. Если в обычных приборах для работы главного «вечного двигателя» — компрессора — необходимо электричество, то в АБХМ используется любой вид тепловой энергии. Пример — та, что выделяется на каком-либо этапе производства, является побочным эффектом.
Основные элементы абсорбционного оборудования — абсорбер, генератор, испаритель, конденсатор, насос. В составе приборов есть дополнительные элементы: это система автоматики, вентили — дросселирующие, запорные, соленоидные. В одноконтурных чиллерах используется один генератор, в двухконтурных — два.
Принцип работы
Отличие этих моделей от обычных устройств — возможность работы только в одном режиме, на охлаждение. Сначала смесь воды и бромида нагревается в абсорбере. В процессе большая часть воды выкипает, а затем по магистрали поступает в конденсатор. В нем пары жидкости быстро охлаждаются, отдают тепло и конденсируются.
Затем конденсат следует в испаритель, где снова становится паром. Эту субстанцию поглощает бромид лития, который поступает из генератора. После поглощения и смешивания компонентов образуется слабая смесь. Она подается в генератор с помощью насоса, потом «круговорот» продолжается.
Пока этот вид оборудования предназначен только для использования на промышленных предприятиях, где есть возможность пустить в дело «лишнее» тепло. Такие установки отличаются массивностью, поэтому для бытовых условий их еще рассматривать рано.
Однако в последнее время производители занимаются разработкой компактных моделей, которые можно будет приобретать для кондиционирования частных домов. Есть уже первые, экспериментальные модели, но цена их пока очень высока.
Сферы применения оборудования
В этом случае рассматривается главный вопрос — для чего нужен чиллер. Областей применения у него много. Первая из них — кондиционирование:
- приборы высокой мощности используют на производствах, где нужно обеспечить эффективное поглощение тепла, на крупных складах, в клиниках, гостиницах, в торговых, развлекательных, административных комплексах;
- устройства небольшой производительности приобретают для создания комфортной температуры в офисах, в общественных помещениях не очень большой площади, в частных домах (квартирах).
Помимо основных обязанностей холодильные агрегаты могут выполнять иные задачи:
- обеспечивать оптимальную температуру воды в бассейнах;
- охлаждать жидкую продукцию (алкоголь, соки, сиропы) во время ее производства;
- понижать температуру питьевой, технической воды, используемой в пищевой промышленности.
Чиллеры способны охлаждать лекарственные препараты, выпускаемые при низких температурах, медицинские установки, лазерные станки и т. п.
Особенности монтажа систем
Для чего нужен чиллер, стало более или менее понятно, однако теперь на очереди другой вопрос: есть ли какие-то особые требования к монтажу? Чтобы гарантировать эффективную работу, необходимо выполнять все правила. С основными из них лучше познакомиться еще до того, как будет сделан окончательный выбор.
- Этот вид оборудования обязаны устанавливать только грамотные специалисты, поэтому необходим тщательный выбор организации.
- Перед покупкой хозяевам надо составить проект инженерной сети, выбрать агрегат необходимой мощности, определить оптимальное место монтажа.
- Для решения всех предыдущих вопросов лучше обратиться к профессионалам. Им же рекомендуют доверить проверку выбранного оборудования.
- Вокруг чиллера должно оставаться достаточно свободного места, чтобы была возможность обслуживания агрегата, его ремонта в случае отказа техники.
- Если оборудование будет находиться на улице, то заливать в него нужно незамерзающие жидкости: пропилен- либо этиленгликоль. Концентрация растворов-антифризов — 50%, это максимум.
Строгое соблюдение рекомендаций производителя, техники безопасности — обязательное условие. Как правило, сразу после монтажа проводят пуск и наладку агрегатов.
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 Cрж х pж / 3600, где
Q — холодопроизводительность, G — расход охлаждаемой жидкости (м3/ч), Т1 и Т2 — ее начальная и конечная температура, Cрж и pж — ее удельная теплоемкость и плотность соответственно. Если в системе будет «работать» вода, то Cрж 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:
