Схема обвязки и подключения фанкойлов. — Статьи

Купить клапаны с электроприводом для обвязки можно в разделе Клапаны для фанкойлов, а готовые узлы в разделе Узлы обвязки для фанкойлов.

Фанкойлы могут работать в двух режимах: на обогрев помещения и на охлаждение. В связи с этим существуют следующие варианты обвязок системы чиллер-фанкойл:

— двухтрубная система: в данном случае охлаждение летом и нагрев в межсезонье осуществляется за счет чиллера. Иногда в систему включают параллельно с чиллером тепловые приборы для нагрева зимой.

— четырехтрубная система: фанкойл способен работать в двух режимах (нагрев/охлаждение воздуха в помещении), причем для режима нагрева используется вода из системы отопления.

Рассмотрим подробнее данные схемы обвязки:

Двухтрубная система — это фанкойл с одним теплообменником. Самая распространенная и тривиальная схема обвязки. Одна труба подведена к фанкойлу для поступления охлажденной воды в теплообменник, другая — для её отвода к чиллеру («обратная вода»). Зимой двухтрубная система может использоваться для обогрева помещения, трубы подводятся к котлу или к системе теплоснабжения от городских котельных, а подача воды от чиллера не поступает. Летом подачу воды от котла блокирует специальный клапан, и фанкойлы работают уже на воде, поступающей от чиллера. Таким образом в системе допускается смешение тепло- и хладоносителя.

Упрощенная схема обвязки 2-х трубного фанкойла (калорифера):

Обозначения на схеме:

1 — Шаровой кран.

2 — Фильтр.

3 — 3-х ходовой регулирующий клапан с приводом.

Двухтрубная система дешевле четырехтрубной, но для ее работы, если необходимо предотвратить смешение теплоносителя, воду придется греть в дополнительном теплообменнике от системы теплоснабжения и необходим  дополнительный циркуляционный насос. А это еще дополнительные эксплуатационные затраты. Для подачи тепловой энергии в межсезонье можно использовать реверсивный чиллер (работающий в режиме тепло-холод), который способен самостоятельно нагревать воду.

Данная схема обвязки фанкойлов послужит отличным решением для офисов, складов и при реконструкции зданий, где не всегда возможно проложить сложную систему трубопроводов с большим количеством узлов.

Подробная схема обвязки фанкойла с применением 2-ходового клапана:

Подробная схема обвязки фанкойла с применением 3-ходового клапана:

Автор подробных схем: Ганнибалова Гульнара Ринатовна ООО «Ренессанс Проект групп»

Четырехтрубная схема подключения фанкойла:

Четырехтрубная система — это двухконтурные фанкойлы (то есть с двумя теплообменниками). В данной системе каждый теплообменник подключен к трубопроводу с холодным и горячим теплоносителем соответственно, у каждого из теплообменников имеется собственный клапан для обвязки фанкойла, которые управляются пультом для фанкойла. Данная система применяется, когда хладоноситель (например, этиленгликоль) не может смешиваться с теплоносителем.  

Схема обвязки четырехтрубного фанкойла является сдвоенной схемой обвязки для 2-х трубного фанкойла.

Четырехтрубная схема обвязки фанкойлов обеспечивает административному зданию их круглогодичную эксплуатацию, в межсезонье теплая вода в контур также может поступать от чиллера, который работает как тепловой насос. Зимой в дополнительном теплообменнике циркулирует горячая вода, которая поступает от системы центрального отопления. Температура теплоносителя в отопительный сезон составляет от 70 ^оС до 95 ^оС, что превышает допустимую температуру эксплуатации для большинства фанкойлов, поэтому её необходимо предварительно снизить.

От чиллера поступает хладоноситель на все фанкойлы, установленные на каждом этаже здания. Горячая вода поступает от городской теплосети во все фанкойлы через специальный тепловой пункт, который, как правило, устанавливают в подвале.

При проектировании системы «чиллер-фанкойлы», в первую очередь, необходимо определиться со схемой подключения фанкойлов и сделать расчет гидравлической системы. Это должен делать только инженер-теплотехник. После определения теплоизбытков для каждого помещения, специалист уже подбирает чиллер (со встроенным гидравлическим контуром или без) и фанкойлы нужной хладопроизводительности, а также проектирует схему обвязки фанкойлов.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Обвязка фанкойлов – особенности, виды, элементы обвязки

Вопрос надежности и эффективности климатического оборудования в последнее время становится все более актуальным в связи с появлением новых способов их организации. Важную роль в обеспечении качественной и длительной работы в системах «чиллер-фанкойл» играет правильная обвязка. Она предназначена для автоматического регулирования параметров работы оборудования, создания максимального комфорта и быстрого реагирования при появлении аварийных ситуаций.

Узел обвязки устанавливается с целью управления холодопроизводительностью путем регулировки подачи теплоносителя и его балансировки. Из-за большого разнообразия подобных узлов правильный монтаж фанкойла в разных помещениях может иметь определенные отличия. Он зависит от сложности все системы кондиционирования, возможностей объекта и требований, которые предъявляются к микроклимату. Каждый производитель предлагает собственную схему обвязки и, соответственно, комплектующие для нее собственного производства.

Такой узел представляет собой набор запорной арматуры и регулирующих датчиков. Он может быть стандартным или собираться под конкретные условия эксплуатации, а монтироваться на входе теплоносителя или его выходе из вентиляторного доводчика. Самый простой комплект включает в себя:

• прямой и обратный трубопровод;
• запорную арматуру;
• датчики температуры и давления.

Наиболее важной деталью, которую рекомендуется обязательно включать в обвязку каждого фанкойла, считается трехходовой клапан. Его функция заключается в подаче теплоносителя в обход теплообменника при достижении заданных температурных параметров. Благодаря ему достигается непрерывная циркуляция воды или незамерзающей жидкости по трубам всей системы при периодическом отключении доводчика.

Для повышения качества и надежности, фанкойлы дополнительно комплектуются сетчатыми фильтрами, гибкими вставками, насосами, автоматическими воздухоотводчиками, устройствами для устранения перепадов давления. Варианты обвязки могут быть вертикальными и горизонтальными, с левосторонним или правосторонним подключением.

Схема обвязки двухтрубного фанкойла

Это самая распространенная схема, которая идеально подходит для жилых помещений, офисов, складов и тех помещений, где нет возможности устанавливать дорогое оборудование или организовывать сложную систему трубопроводов. Двухтрубный фанкойл имеет один теплообменник и может выполнять только одну функцию – либо охлаждение воздуха, либо его нагрев. Одна труба используется для подачи охлажденной/нагретой воды, вторая – для ее отвода назад к чиллеру или центральному кондиционеру.

С целью отопления подающая труба соединяется с котлом или источником теплоснабжения и при переходе на режим кондиционирования летом специальный клапан включает подачу от чиллера и блокирует линию соединения с отопительным котлом. Если в системе присутствует реверсивный чиллер (с функцией теплового насоса), то в подключении к котельной нет необходимости. При изменении температуры автоматика регулирует периодичность включения/отключения фанкойла, что значительно снижает расход теплоносителя и экономит электроэнергию.

Схема обвязки четырехтрубного фанкойла

4-х трубный фанкойл имеет два теплообменника и соответственно должен включать элементы обвязки в двойном размере. Каждое устройство отдельно подключается к холодной и горячей воде и у каждого имеется свой смесительный узел с 3-х ходовым клапаном, что позволяет исключить смешивание нагретого и охлажденного теплоносителя. Установка оборудования по такой схеме позволяет оперативно регулировать мощность теплообменника путем изменения расхода тепло или холодоносителя или его температуры.

Четырехтрубные фанкойлы могут работать в круглогодичном режиме, одновременно выполняя обогрев одних помещений и кондиционируя другие. При таких нагрузках особенное внимание должно быть уделено всем элементам обвязки каждого доводчика: качественной теплоизоляции и герметичности трубопроводов, наличию необходимых датчиков, запорных и шаровых вентилей.

Сегодня на рынке климатического оборудования имеются огромные возможности не просто купить фанкойл нужного дизайна и производительности, но и создать разветвленную систему кондиционирования. Чтобы она могла работать очень продолжительное время, стоит выполнить профессиональные гидравлические расчеты и в соответствии с ними выбрать наиболее подходящую схему обвязки.

Узнайте больше о трехходовых клапанах HVAC

В отрасли HVAC используются трехходовые клапаны двух типов: смесительные клапаны и отводные клапаны. Во избежание недоразумений, связанных с терминологией, мы будем считать, что смесительные клапаны имеют два входа и один выход, а отводные клапаны имеют один вход и два выхода.

Рисунок 1.

Многие называют все трехходовые клапаны смесительными клапанами. Трехходовые клапаны также могут называться перепускными клапанами, клапанами постоянного расхода и многими другими терминами.

Смесительные клапаны чаще используются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Смесительные клапаны являются хорошими регулирующими клапанами, хотя их можно использовать как двухпозиционные клапаны, передавая полный поток от одного или другого входа к общему выходу.

Клапаны отводные обычно используются как двухпозиционные. Поток полностью отклоняется либо в ту, либо в другую сторону. Вообще говоря, отводные клапаны не являются хорошими регулирующими клапанами, хотя некоторые производители клапанов вставляют характерные заглушки в трехходовые отводные клапаны, чтобы их можно было использовать для регулирования. Производители клапанов обычно указывают в своих каталогах, предназначен ли клапан для смешивания или отвода.

После того, как было принято решение о том, с каким трехходовым клапаном вы имеете дело, смесительным или отводящим, регулирующим или двухпозиционным, выбор должен происходить так же, как и с двухходовыми клапанами. Найдите коэффициент CV. Как и прежде, вам нужно знать полный расход и DP.

Трехходовые клапаны используются во многих закрытых системах. Примеры:

1.      Изменение температуры потока

2.      Изменение объема потока

3.      Первичные/вторичные насосные системы

4.      Двух/четырехтрубные распределительные системы

Не существует «эмпирических» способов определения расхода или доступного давления для трехходового клапана. Для определения расхода трехходового клапана необходимо знать все технические характеристики.

Рис. 2.

На рис. 2 показан трехходовой клапан, изменяющий температуру потока. Обратите внимание, что количество воды в системе (показанной здесь как змеевик) не меняется. В этом случае желателен низкий DP. Используйте 20% доступного давления. В этом примере доступно 20 фунтов на квадратный дюйм. 4 фунта на квадратный дюйм будет DP для поиска CV.

Рисунок 3.

На рисунке 3 мы изменяем количество потока через змеевик. В этом случае желателен высокий перепад давления на клапане. Используйте 50 % доступного давления, минимум 5 фунтов на квадратный дюйм, если это возможно. В примере доступно 18 фунтов на квадратный дюйм, поэтому 9 фунтов на квадратный дюйм — это перепад давления, используемый для поиска CV. Если доступное давление упало ниже 10 фунтов на квадратный дюйм, скажем, 8 фунтов на квадратный дюйм, используйте 5 фунтов на квадратный дюйм в качестве DP.

Как и в случае двухходовых клапанов, если выбранный трехходовой клапан меньше размера линии, не забывайте о коэффициенте FP. Измените размер клапана, применяя коэффициент FP, чтобы найти новый CV.

Для трехходовых клапанов, используемых в режимах холодная вода-горячая вода, переключения лето-зима, смесительных двухпозиционных или отводящих клапанов, используйте клапан размера линии. Это приложение с низким DP. Желателен полный сток.

Чтобы определить статическое давление, на которое должен быть рассчитан клапан, используется следующая формула:

Номинальное статическое давление (в фунтах на кв. дюйм изб.)      =     [(HFP + HT) + (HP — HF)]  /   2,31

Где     HFP = давление наполнения в нижней точке системы в футах водяного столба.

HT = Расстояние от клапана до нижней точки системы.

л.с. = общий напор насоса в футах водяного столба.

And          HF = потери на трение в трубопроводе между клапаном и насосом в футах водяного столба.

К сожалению, не вся информация может быть известна для определения номинального статического напора (SHPR). Метод может быть использован для определения аппроксимации SHPR. Возьмите давление наполнения и добавьте давление напора самого большого насоса в системе. Убедитесь, что номинальное статическое давление корпуса клапана равно или превышает эту сумму. Вам нужны эти две части информации.

Номинальные значения давления закрытия для трехходовых клапанов в замкнутом контуре должны быть равны или превышать общую разницу давлений, которая может возникнуть на любом из портов, когда этот порт закрыт.

Рисунок 4.

На рисунке 4 максимальное давление, при котором клапан должен закрыться, будет равно сумме перепадов давления в змеевике, патрубках насоса змеевика и клапане с полным потоком из Б к АБ. Это связано с тем, что при отсутствии потока через байпас от X к A давления в точках X и A одинаковы. Максимальный перепад давления, при котором клапан должен закрыться, равен только перепаду давления от X до того контура (A или B), который имеет наибольшее сопротивление максимальному потоку плюс падение давления на клапане.

Рисунок 5.

На рисунке 5 ситуация такая же. Клапан должен закрываться при максимальном перепаде давления от X до AB. К сожалению, в реальном мире размеров клапанов практически никогда не известно значение перепада давления, необходимого для проверки давления закрытия трехходового клапана. Обычно, можно даже сказать, к счастью, клапан, выбранный по расходу и перепаду давления, будет иметь достаточно высокие значения закрытия, чтобы работать.

Трехходовые клапаны, используемые на градирнях, создают особые проблемы. Мы имеем дело уже не с замкнутыми циклами, а с открытыми циклами. Системы с открытым контуром — это системы, открытые для атмосферы в некоторой части системы.

Если конденсатор находится на том же уровне или выше градирни, рекомендуется использовать трехходовой отводной клапан в байпасной секции. Трехходовой смесительный клапан не рекомендуется использовать в точке А, так как он будет находиться на стороне всасывания насоса и будет создавать условия вакуума, а не поддерживать атмосферное давление. См. Рисунок 6.

Рисунок 6.

Когда конденсатор находится ниже уровня градирни, рекомендуется использовать байпас с помощью двухходового клапана.

DP от A до B при полном расходе должен равняться напору C-D. См. рис. 7.

Рисунок 7.

Характеристика этого ресурса?: 

3-ходовые регулирующие клапаны или клапаны, независимые от давления?

Трехходовой регулирующий клапан перекрывает поток воды в одной трубе и открывает поток воды в другой трубе. В модулирующем или 3-точечном плавающем применении клапан также может смешивать воду из двух разных труб в одну или отводить воду из одной трубы в две разные трубы. Подключенный к системе автоматизации здания и термостатам, расположенным в каждой зоне, трехходовой клапан направляет воду для отопления или охлаждения через змеевик, если требуется отопление или охлаждение. Если зона не нуждается в обогреве или охлаждении, поток направляется через байпасную линию в обратный трубопровод. Это означает, что расход останется прежним, если вы используете 3-ходовые клапаны в системе. Для сравнения, двухходовой клапан может перекрыть поток воды в змеевик, когда нет необходимости в нагреве или охлаждении. Это означает, что расход будет меняться, если вы используете 2-ходовые клапаны в системе.

Исторически сложилось так, что 3-ходовые клапаны использовались в насосных системах с постоянным расходом для поддержания одного и того же расхода в любое время, независимо от того, требуется обогрев/охлаждение или нет. Большинство современных систем используют двухходовые клапаны для систем с регулируемой скоростью, потому что скорость потока может колебаться, когда клапаны открываются и закрываются. Когда 2-ходовой клапан закрывается, перепад давления увеличивается, и работа насоса замедляется (снижается подача), что позволяет экономить энергию.

Большинство экспертов сходятся во мнении, что насосные системы с переменным расходом предпочтительнее, потому что они могут значительно сэкономить владельцам зданий затраты на электроэнергию насосов. Некоторые переключили свою систему с постоянной скоростью на переменную скорость, но они не получают экономии энергии, потому что они оставляют свои 3-ходовые клапаны или устанавливают 2-ходовые клапаны и имеют проблемы с переливом и недоливом. С 3-ходовыми клапанами в системе с регулируемой скоростью никогда не происходит экономии энергии, потому что 3-ходовые клапаны поддерживают постоянный расход независимо от изменений нагрузки, а насос никогда не может снизить скорость. При установке простых 2-ходовых клапанов во время запуска могут возникать условия перелива и недостаточного расхода, а также когда клапаны имеют слишком большой размер, что также приводит к нерациональному расходу энергии насоса. Обе эти проблемы могут быть решены путем установки регулирующих клапанов, не зависящих от давления (PIC-V). PIC-V постоянно поддерживает правильный поток через каждый контур или змеевик, даже если давление в системе изменяется. Контур имеет именно тот поток, который необходим при запуске, при расчетной нагрузке и при пониженной нагрузке. Поток изменяется только тогда, когда система управления требует изменений.

Никакой другой регулирующий клапан не может обеспечивать точный расход независимо от изменений давления. И если вы модернизируете свои 3-ходовые клапаны, выберите более низкий расход для змеевика, чтобы обеспечить более высокое значение ΔT на змеевике. Этот уменьшенный расход означает, что насос может снизить скорость и сэкономить энергию.

Возникают проблемы, когда все 2-ходовые клапаны перекрыты в системе с регулируемой скоростью:

1. Насос может перегреться, если он продолжает работать при закрытых клапанах даже на минимальной скорости.
2. Температура кондиционированной воды в коллекторах и выносных стояках со временем станет температурой окружающей среды. Это означает, что, когда помещение в конечном итоге потребует нагрева/охлаждения, произойдет задержка, поскольку только что нагретая или охлажденная вода циркулирует по системе. Это может вызвать дискомфорт пользователя и вызвать жалобы.

Поэтому при переходе от 3-ходовой системы к 2-ходовой рекомендуется оставить самый удаленный 3-ходовой клапан на месте на каждом стояке, чтобы вода для охлаждения/нагрева могла рециркулировать, даже если все остальные клапаны закрыты. .

Другая проблема с использованием 3-ходовых клапанов в любом типе применения заключается в том, что они способствуют синдрому низкого ΔT. 3-ходовые клапаны перепускают подогретую/охлажденную подаваемую воду в обратную линию. Температуры смешиваются, и ΔT в чиллере или котле уменьшается, потому что подаваемая вода смешивается с обратной.

Как в вашей системе работает независимый от давления регулирующий клапан? PIC-V сочетает в себе диафрагму, регулирующую перепад давления, с двухходовым регулирующим клапаном для подачи определенного расхода независимо от колебаний давления в системе. Клапан выполняет функцию балансировочного клапана и регулирующего клапана в одном блоке. Привод модулирует PIC-V до требуемого фиксированного расхода в зависимости от нагрузки или требований зоны, независимо от давления.