Система чиллер-фанкойл для ТРЦ, бизнес-центра и отеля — хладоцентр под ключ

Система чиллер-фанкойл — это центральное кондиционирование на воде: хладоцентр охлаждает воду до 7 °C, насосы разносят её по зданию к фанкойлам, а обратно она приходит с 12 °C. Для здания с нагрузкой 1000 кВт холода это около 172 м³/ч воды в контуре. Сам холод можно получать не только электрическим чиллером: в ТРЦ, бизнес-центрах и отелях мы чаще ставим абсорбционные машины Thermax на газе или горячей воде, которые тратят на привод в десятки раз меньше электричества.

Как работает система чиллер-фанкойл?

В системе три части, и холод в ней переносит вода, а не хладагент.

• Хладоцентр. Чиллер или абсорбционная машина (АБХМ) охлаждает воду, градирня или драйкулер сбрасывает тепло машины на улицу.
• Гидравлика. Насосы, трубопроводы, баки и клапаны доводят воду до этажей и возвращают обратно.
• Потребители. Фанкойлы — доводчики с теплообменником и вентилятором в каждом помещении — и приточные установки забирают холод у воды и отдают его воздуху.

Хладагент остаётся внутри машины в техническом помещении или на кровле. По зданию идёт только вода, поэтому длинные трассы и высокие здания — обычная задача, а утечка в помещении — это вода, а не фреон.

Наша зона в таких проектах — хладоцентр под ключ: машины, градирни, насосная обвязка, автоматика, проект, шеф-монтаж и пусконаладка. Подробнее — на странице «Хладоцентр под ключ».

Какой температурный график выбрать?

Стандарт для кондиционирования — 7/12 °C: подача 7 °C, обратка 12 °C, перепад 5 К. Так работают наши объекты в коммерческой недвижимости, например две газовые АБХМ в МВЦ «Минводы Экспо» выдают воду 12/7 °C.

От перепада зависит расход, а от расхода — диаметры труб и мощность насосов. Для воды расход считают по формуле G = Q / (1,163 · Δt), где G — м³/ч, Q — кВт, Δt — перепад в кельвинах.

Главное правило: фанкойлы и приточные установки подбирают под тот же график, что и станцию. Если потребители рассчитаны на 5 К, а станция на 7 К, вода возвращается холоднее расчётной — это синдром низкого перепада, о нём ниже.

Чем питать хладоцентр: электричеством, газом или теплом?

Фанкойлу всё равно, какая машина охладила воду. Поэтому источник холода выбирают по тому, какие ресурсы есть у здания и сколько они стоят.

Абсорбционной машине на 1000 кВт холода нужно около 5 кВт электричества, компрессорному чиллеру той же мощности — около 300 кВт. Для торгового центра это часто вопрос не экономии, а возможности вообще построить кондиционирование: в новых районах, энергодефицитных регионах и исторических центрах городов лишних мегаватт от сетей нет, а газ есть.

Все расчёты по выбору машин — на странице отраслевого решения «Коммерческая недвижимость».

Можно ли одной системой и охлаждать, и отапливать?

Да, и это сильная сторона водяной системы: те же трубы и фанкойлы зимой работают на тепло. Варианта два.

• АБХМ на газе как чиллер-нагреватель. В машине есть горелка, поэтому она даёт горячую воду до 60 °C, а модели с дополнительным теплообменником — до 95 °C. Режимы — «холод», «тепло» или оба сразу. В инженерном центре «Мосгаз» две такие машины Thermax дают 1200 кВт холода, летом 300 кВт нагрева, зимой 600 кВт, а на горячее водоснабжение тратят на 40 % меньше газа, чем котлы.
• Реверсивный тепловой насос. Летом это обычный чиллер на 7 °C, зимой он забирает тепло из наружного воздуха и греет воду до 45 °C: на 1 кВт электричества — 3–4 кВт тепла. Ограничения честные: подача не выше 50–55 °C, в мороз мощность падает и нужна разморозка, для старых радиаторов этого мало.

Почему станция гоняет лишние машины?

Самая частая проблема действующих систем чиллер-фанкойл — синдром низкого перепада. Вода возвращается на станцию холоднее расчётной, машины недогружены, и ради расхода автоматика включает лишние.

Типичная причина — трёхходовые клапаны у потребителей. На частичной нагрузке они подмешивают холодную подачу в обратку: при 30 % нагрузки обратка около 8,5 °C вместо 12 °C. Если перепад падает с 5 до 3 К, расход растёт в 1,67 раза, а мощность насосов — до 4,6 раза.

Что делаем на проекте:

• подбираем фанкойлы и приточки под график станции;
• считаем схему насосов под режимы здания, а не только под пиковый день;
• закладываем автоматику, которая вводит и выводит машины по фактической нагрузке — по расходу и перепаду.

Если система уже построена и станция тактует или не держит 7 °C, начинать стоит с замера перепада, а не с покупки ещё одной машины. Об этом — в статье «Модернизация системы охлаждения завода»: логика та же, хотя объект другой.

Где поставить хладоцентр в действующем здании?

Хладоцентр коммерческого объекта почти всегда встраивают в уже готовое здание, и монтаж бывает сложнее подбора. Три примера из нашей практики:

• ТРК «Триумф Плаза», Обнинск, 55 480 м². АБХМ Thermax на горячей воде подняли краном на 12-й этаж по частям, собрали и запустили. С 2016 года обслуживаем оборудование, в 2019 году поставили закрытую градирню NCT VRC.
• Центральное таможенное управление, исторический центр Москвы. Две АБХМ по 500 кВт доставили в подвал по частям через узкие проходы и собрали на месте.
• Спорткомплекс «Метрострой», Санкт-Петербург. Две АБХМ по 925 кВт на горячей воде от котельной; градирни с секциями шумоглушения укладываются в лимит 42 дБ на расстоянии 15 м.

Это лишь несколько примеров. Многие другие наши проекты — в разделе «Проекты».

Шум градирен, вес машин, проёмы для заноса и место под бак — это вопросы первого выезда инженера, а не рабочей документации.

Сколько это экономит на реальных объектах?

Общий принцип: чем дороже и дефицитнее электричество на площадке и чем больше у здания бесплатного тепла летом, тем быстрее окупается абсорбционная машина вместо электрического чиллера.

Как идёт проект?

1. Консультация инженера: нагрузка на кондиционирование, доступная электрическая мощность, источники тепла и газа.
2. Концепция: тип машины, градирни или драйкулеры, схема насосов.
3. Техническое задание, варианты компоновки и технико-экономическое обоснование. Эти три шага бесплатны.
4. Проектирование, поставка, шеф-монтаж и пусконаладка.
5. Сервис: обслуживаем хладоцентры после запуска, как на «Триумф Плазе».

Частые вопросы