Фанкойл - что это, принцип работы и применение

Для большинства людей системы для кондиционирования помещений ограничиваются только привычными для всех спит-системами. И это неудивительно, ведь эту климатическую технику можно встретить повсеместно, их устанавливают и в жилых, и в производственных помещениях. Многие будут удивлены, но привычный кондиционер, состоящий из внешнего и внутреннего блоков, – это далеко не единственный вариант техники, применяемый для поддержания стабильной температуры в помещении. С этой же целью используют фанкойл.

Фанкойл – что это

Как и классические сплит-системы, фанкойлы используют для охлаждения и нагрева воздуха в помещении. Проще всего фанкойл рассматривать как один из элементов в единой системе кондиционирования. Ещё одно название данного прибора – вентиляторный доводчик, состоящий из двух частей, одна из которых – вентилятор, а вторая – теплообменник. Он полностью оправдывает и объясняет своё использование в системе кондиционирования. Помимо вентилятора и теплообменника, все чаще в современных моделях фанкойлов можно встретить фильтр, основная задача которого – очищать поступающий воздух от крупной пыли, пуха и других частичек. Также все чаще фанкойлы дополняют пультом для дистанционного управления устройством. Из такого небольшого описания можно сделать вывод, что устройство действительно очень напоминает кондиционер и принципом работы, и способом управления.

Если продолжить сравнивать привычную сплит-систему с фанкойлом, то можно заметить, что в обоих случаях принцип работы примерно один и тот же. Единственная разница заключается в способе охлаждения. В сплит-системе – это хладагент (в большинстве случаев – газообразный фреон), а в фанкойлах для охлаждения используют жидкость. Это может быть вода или незамерзающий раствор на основе этиленгликоля.

Чем отличается от кондиционера?

В фанкойле не задействуется охлаждающий контур, хотя он и может быть частью модуля нагрева или холодильного модуля. Так, вероятность того, что фреоны попадут в атмосферу, невероятно низкая.

Хотя стоит отметить: хладагенты, используемые в современных кондиционерах, условно безопасны с экологической точки зрения.

А вот если фреоны старых моделей попадали в атмосферу, это было действительно критично. К отличиям можно отнести и то, что фанкойл обычно является более мощным устройством, а потому его чаще задействуют с целью обогрева или охлаждения очень больших помещений.

Перечислим еще несколько отличий:

установка фанкойла с чиллером более трудоемка, нежели установка кондиционера, монтажные работы также можно считать более длительными;
фанкойл проще подвести к приточной установке, и во многих зданиях это устройство часто устанавливают в вентканалы;
группу «чиллер-фанкойл» обычно устанавливают на этапе строительства, а кондиционер подключают в уже введенном в использование здании, ведь серьезного вмешательства его установка не требует.

Стоит только добавить, что с точки зрения финансовых расходов фанкойл будет обходиться дороже кондиционера.

Как работает фанкойл

Алгоритм работы устройства максимально прост:

Воздух из помещения с помощью вентилятора попадает в теплообменник.
В зависимости от того, на какой режим работы настроен фанкойл, в теплообменник попадает горячая или холодная жидкость.
Воздух в теплообменнике охлаждается или, напротив, нагревается в зависимости от заданного режима работы.
Подготовленный для помещения воздух возвращается.
Если фанкойл работал на охлаждение, то возможно образование конденсата. Он скапливается непосредственно на теплообменнике. Образовавшаяся жидкость с помощью насоса выводится в канализацию или на улицу.

Рассматривая приведённый перечень действий, каждый может задаться вопросом: откуда в устройстве берётся вода и куда она исчезает, когда охлаждающий «круг» завершен? Вопрос логичный, и без ответа на него невозможно полностью понять, как работает устройство. На самом деле все предельно просто: для осуществления охлаждения или нагрева воздуха фанкойлу необходимо дополнительное оборудование. В случае, когда фанкойл используется для охлаждения и нагрева, его подключают к реверсивному чиллеру или тепловому насосу. Если же фанкойл применяют только для отопления, его подсоединяют к любому отопительному котлу.

Как уже было сказано, фанкойл – это часть большой системы кондиционирования. Её частями являются агрегаты для нагрева и охлаждения воды, а также непосредственно фанкойл. Стоит отметить, что количество фанкойлов может варьироваться и зависит от потребностей помещения. Для больших помещений потребуется большее количество фанкойлов. В этом смысле данный вариант кондиционера проще всего сравнить с радиаторами отопления, количество которых определяется по тому же принципу.

Выбирая фанкойл, необходимо сразу определиться с тем, чего вы ожидаете от его использования. Возможно, вас устроит только регуляция температуры воздуха, а может быть, вы желаете получить более широкий функционал. Так, некоторые устройства можно подключить к приточной вентиляции. Однако данная опция доступна только с отдельными фанкойлами.

Особенности монтажа такой техники

Монтаж фанкойла — задача не из простых. Если у владельца дома нет большого опыта в монтаже отопительного и/или холодильного оборудования, лучше обратиться к профессионалам. Сначала устанавливают собственно фанкойл. Место монтажа зависит от типа устройства: потолок, пол, стена.

В любом случае нужно обеспечить свободное перемещение воздушных масс от фанкойла по всему помещению, чтобы работа устройства была эффективной.

После установки фанкойла необходимо собрать узел обвязки, установить трубы и уложить слой теплоизоляции. Следует поставить ряд таких элементов, как запорные краны, температурные датчики, манометры и т.п.

Отличным вариантом для монтажа системы этого типа могут оказаться трубы с каучуковым покрытием. Они компактны и обладают хорошими теплоизолирующими свойствами.

При необходимости монтируются каналы воздуховодов. Эти конструкции следует снабдить шумоизоляцией. Чтобы вода распределялась по системе равномерно и была обеспечена ее правильная гидравлика, используют балансировочные клапана.

Наличие этих устройств существенно облегчает настройку системы, поскольку независимо от ее конфигурации везде можно будет использовать одинаковые водопроводные трубы.

Такой смесительный узел необходимо установить при подключении системы фанкойлов к чиллеру или котлу. Неопытным монтажникам лучше проконсультироваться со специалистами

При составлении проекта системы необходимо учесть длину воздуховодов, которая строго нормируется. Это особенно актуально при установке настенных фанкойлов под окнами. Стальные воздуховоды снабжают вибрационным глушителем. Обязательно монтируется система сбора и отвода конденсата.

Поддоны для сбора влаги следует закрепить под соответствующими отверстиями. После этого вентилятор и электронагреватели (если они имеются) подключают к электропитанию. Затем все контакты, каналы и трубы проверяют на герметичность.

После этого систему запускают и опрессовывают, чтобы проверить качество монтажа. Если огрехов нет, можно продолжать отделочные работы.

Трубы, которые присоединяют к фанкойлам, нужно тщательно загерметизировать и покрыть слоем теплоизоляционных материалов. Перед началом монтажа следует составить проект и выполнить расчеты системы

Проще всего справиться с монтажом напольного варианта фанкойла. Для него не нужно устанавливать канал отведения конденсата. Устройство имеет два патрубка, которые присоединяют к соответствующему прибору.

При монтаже настенных, потолочных и кассетных моделей подключение к электросети производится по более сложной схеме, чем для напольного фанкойла.

В любом случае установить четырехтрубную систему будет сложнее всего. Для монтажа любого типа системы важно правильно выполнить проектирование и ряд специальных расчетов.

Типы фанкойлов

Придя в магазин или выбирая оборудование в интернете, можно увидеть, что устройства различаются. В первую очередь фанкойлы отличаются вариантом установки. В продаже можно встретить модели, пригодные для установки на стенах, полу или потолке. Кроме того, существуют и универсальные устройства, их при необходимости можно устанавливать, как на стенах, так и на потолке.

Ещё одна интересная особенность этих кондиционеров заключается в том, что в продаже представлены модели в корпусе и без него. Как можно предположить, безкорпусные фанкойлы стоят дешевле. Их приобретают с целью последующей декорации с помощью панелей и другого отделочного материала.

Не менее важный аспект в выборе фанкойла – количество теплообменников. Изучая ассортимент магазина, можно увидеть, насколько разновидностей:

двухтрубные – в этом случае по одной трубе вода попадает в теплообменник, а по другой – идёт обратно. Обычно этот вид фанкойлов используют только для охлаждения. Конструкция очень простая, поэтому для обогрева потребуется покупка и установка дополнительного оборудования;
четырёхтрубные – данное устройство оборудовано двумя парами труб, по одной циркулирует холодная вода, а по другой – горячая. Такой фанкойл можно использовать и для охлаждения, и для обогрева.

Удивительно, но это ещё не последняя классификация фанкойлов. Помимо прочего, их можно разделить в зависимости от того, где планируется установка. В случае установки фанкойла на подвесной потолок используют кассетную модель. Она может быть оборудована двумя или четырьмя трубами, то есть возможно использование и для охлаждения, и для обогрева. Кассетные фанкойлы очень тихие, и так как их используют для монтажа на подвесном потолке, то обычно их производят без корпуса. Для обеспечения свежим воздухом или регулировки температуры в больших производственных и офисных помещениях используют канальные фанкойлы. Их монтируют прямо в систему вентиляции, расположить канальный фанкойл можно над подвесным потолком, за декоративными перегородками, иными словами, где угодно.

Классификация

Есть два основных вида фанкойлов – двухтрубные и с четырьмя магистралями. Первые подключаются к одному источнику рабочей жидкости, вторые могут одновременно использовать два – чиллер и устройство для нагрева воды.

В последнем случае возможно быстрое переключение модуля с режима охлаждения на нагрев и обратно. У двухтрубных моделей это трудоемкая работа, нужно физическое переключение магистралей между источниками обработки жидкости.

Классификация по конструкции:

По способу монтажа – напольные, потолочные или настенные.

Кассетные. Монтируются в подвесной потолок, не имеют внешнего корпуса.
Канальные. Устанавливают в каналы приточной вентиляции. Модели отличаются числом воздушных потоков – от 1 до 4.
Расход воздуха – низко, средне или высоконапорные. Первые создают воздушный напор до 45 Па, вторые – до 100 Па. Высоконапорные могут формировать воздушный поток с силой 250 Па.

Для плавного изменения температуры жидкости комплектуются трехходовым клапаном. Виды используемых вентиляторов – центробежный или диаметральный. Теплообменник змеевидный, состоит из медной трубы. Для увеличения площади на него устанавливаются ребра из алюминия.

Совет. В некоторых моделях есть пылевые фильтры. Они очищают воздух от посторонних примесей, защищают элементы устройства от загрязнений

Это важно для помещений с особыми требованиями к микроклимату

Неотъемлемая часть конструкции – чиллер

Чиллер необходим для охлаждения жидкости, которая в свою очередь будет использована для охлаждения воздуха. На самом деле чиллер используют не только для работы фанкойлов. Помимо этого, они необходимы при заливке катков, для охлаждения лекарств. При работе в системе кондиционирования чиллер устанавливают на крыше объекта или в помещении технического назначения.

Несмотря на то, что функционал у чиллера достаточно узкий (его используют только для охлаждения), это устройство можно разделить на две разновидности:

воздушное охлаждение – хладагент остужается в этом случае с помощью потока холодного воздуха;
водяное охлаждение – для охлаждения используется вода.

Некоторые модели могут работать и в режиме нагрева. Чиллеры способны работать и в режиме нагрева, также их называют реверсными. В этом случае одно устройство способно и нагревать, и охлаждать. По-прежнему распространены чиллеры, работающие только на охлаждение.

В зависимости от того, какой способ охлаждения используется в чиллерах, их можно разделить на абсорбционные и парокомпрессионные. Первая разновидность ещё не получила широкое распространение в России, но, безусловно, у таких чиллеров ещё все впереди. В устройствах этого типа фреон заменяет раствор воды и бромида лития. Намного чаще пользователи из России выбирают установку парокомпрессионных чиллеров. Конструкция практически не отличается от кондиционера, в котором для работы использовался фреон. Только в этом случае он был заменён на воду. Для превращения воды в пар устройство оборудовано компрессором, конденсатором, терморегулирующим вентилем и испарителем.

Плюсы и минусы СКВ с доводчиками

Очевидное преимущество кондиционирования фанкойлами — точное поддержание желаемой температуры в разных помещениях. Многозональные системы позволяют очень широко регулировать параметры микроклимата в пределах одного здания. Остальные плюсы сравнительно с обычными кондиционерами:

стоимость оборудования на 2—3 комнаты выйдет явно меньше, нежели цена мульти-сплит-системы идентичной мощности;
источники тепла и холода располагаются в техническом помещении либо на улице, наружные блоки не загромождают фасад;
фанкойлы можно ставить за 50…200 метров от чиллера;
коммуникации между агрегатами делаются из недорогих пластиковых труб – полиэтилена низкого давления либо полипропилена (последний нужно паять);
в случае аварии и протечки легче произвести ремонт, пополнить систему очищенной водой.

Замечание. Расстояние от чиллера до фанкойла ограничено лишь соображениями целесообразности, поскольку на слишком длинных магистралях возникают высокие потери тепла (холода) плюс возрастает потребление энергии мощным насосом.

Не стоит думать, что СКВ типа чиллер-фанкойл применима лишь в производственных зданиях. Бренды Daikin, Carrier и Gree выпускают небольшие двухвентиляторные чиллеры производительностью 3…10 кВт, вполне подходящие для частных домов.

Недостатки фанкойлов:

СКВ на 2 комнаты по-прежнему дороже двух отдельных сплит-систем;
приличные размеры и вес чиллерного блока;
необходим квалифицированный монтаж и запуск оборудования;
технику придется обслуживать, ежегодно вызывать мастеров.

В промышленных масштабах основными конкурентами водяных СКВ остаются фреоновые VRF системы, действующие по принципу «сплитов». Только к внешнему парокомпрессионному модулю подключается до 50 внутренних блоков. Стоимость оборудования примерно одинаковая, но фанкойлы выигрывают за счет простоты прокладки магистралей и меньшей цены пластиковых труб сравнительно с медными. Отдельная история – утечка фреона из громадной системы, которую нелегко отыскать и устранить.

Принцип работы чиллера

Фанкойлы чаще всего можно встретить в торговых и офисных помещениях, поэтому большинство людей вообще не представляет себе, как работает эта система кондиционирования, и если с самим фанкойлом все примерно понятно, то принцип работы чиллера для многих остаётся загадкой. Необходимо исправить это упущение и познакомится с ним поближе:

Компрессор нагнетает необходимое давление для использования хладагента, приведённого в газообразное состояние.
Фреон поступает в конденсатор. Здесь он охлаждается и приходит в жидкое состояние.
Фреон попадает в терморегулирующий вентиль, где приходит в состояние кипения, после чего испаряется.
Испаряющийся фреон охлаждает воду.
После привидения всей массы фреона в газообразное состояние цикл проходит заново.
Охлаждённая жидкость попадает в фанкойл, а из него – в помещение.

Конструкционные параметры

Схема строения воздушного агрегата представляет собой довольно сложный механизм, состоящий из разнообразных технических деталей:

Компрессор.
Специализированная модель конденсатора.
Испаритель.
Регулятор атмосферных потоков.
Блок управления системой.
Трубопроводная арматура.
Гидромодуль.

Перечисленные элементы размещены на одной раме, образовывая замкнутую систему работы, оборот хладона в которой обеспечивает компрессор. Стабильный цикл фреона в замкнутом механизме способствует понижению температуры жидкости и выводу имеющегося тепла наружу путем задействования воздуха через конденсатор. Для регулирования используемых объемов применяют специальную трубку или вентиль.

Преимущества фанкойлов

В заключение хочется сказать несколько слов о преимуществах данного типа климатического оборудования. Рассмотрев внимательнее принцип и особенности работы фанкойла и чиллера, уже можно сделать какие-то выводы о том, нужны ли они, когда есть привычные сплит системы. И вывод напрашивается сам собой. Конечно, нужны, ведь у них есть несколько преимуществ.

Данная система подойдёт для любого помещения независимо от площади. Если комната очень просторная, достаточно добавить дополнительные фанкойлы и температура воздуха всегда будет идеальной. К тому же фанкойл и чиллер успешно будут работать и в зимнее время года, а это, как известно, под силу далеко не всем спит-системам. Использование жидкого теплоносителя позволяет снизить вероятность аварии, благодаря чему можно говорить о высокой надежности и безопасности фанкойлов. Подвести итог стоит, вспомнив о не менее важном преимуществе системы фанкойл-чиллер: она способна вписаться в любой интерьер, ведь этот кондиционер можно полностью замаскировать, используя декоративные панели.

Атмосфера в доме и на работе всегда должна быть приятной и установка современной системы кондиционирования просто необходима для обеспечения комфорта людей.

Для охлаждения воздуха

Система чиллер-фанкойл

— централизованная, многозональная система кондиционирования воздуха, в которой теплоносителем между центральной охлаждающей машиной (чиллером) и локальными теплообменниками (узлами охлаждения воздуха, фанкойлами) служит охлаждённая жидкость, циркулирующая под относительно низким давлением — обыкновенная вода (в тропическом климате) или водный раствор этиленгликоля (в умеренном и холодном климате). Кроме чиллера (чиллеров) и фанкойлов, в состав системы входит трубная разводка между ними, насосная станция (гидромодуль) и подсистема автоматического регулирования.

Терминология

Перевод для английского «сhiller» в ГОСТ 22270-76 «Оборудование для кондиционирования воздуха, вентиляции и отопления» отсутствует. Для термина «fan coil unit» ГОСТ даёт перевод «вентиляторный доводчик» (доводчик, осуществляющий с помощью встроенного вентилятора местную рециркуляцию и подачу в помещение смеси внутреннего воздуха с наружным воздухом, предварительно прошедшим обработку в центральном кондиционере воздуха, а также нагрев и/или охлаждение воздуха).

Отличия

По сравнению с VRV/VRF системами, в которых между холодильной машиной и локальными узлами циркулирует газовый хладагент, системы чиллер-фанкойл обладают отличиями:

В два раза большее максимальное расстояние между чиллером и фанкойлами. Длина трасс может достигать сотен метров, так как при высокой теплоёмкости жидкого теплоносителя удельные потери на погонный метр трассы ниже, чем в системах с газовым хладагентом.

Стоимость разводки. Для связи чиллеров и фанкойлов используются обыкновенные водяные трубы, запорная арматура и т. п. Балансировка водяных труб, то есть выравнивание давления и скорости потока воды между отдельными фанкойлами, существенно проще и дешевле, нежели в газонаполненных системах.

Безопасность. Потенциально летучие газы (газовый хладагент) сосредоточены в чиллере, устанавливаемом, как правило, на открытом воздухе (на крыше или непосредственно на земле). Аварии трубной разводки внутри здания ограничены риском залива, который может быть уменьшен автоматической запорной арматурой.

Недостатки

Системы чиллер-фанкойл более экономичны по потребляемой электроэнергии, чем крышные системы, но безусловно проигрывают в экономичности системам c переменным расходом хладагента (VRF

). Однако предельная производительность
VRF
-систем ограничена (объёмы охлаждаемых помещений до нескольких тысяч кубометров).

Неисправности

Утечка фреона.
Утечка фреона может произойти в результате негерметичного соединения фреонового контура.
Выход из строя компрессора.
В компрессоре как правило происходит сгорание обмотки статора или разрушение клапанов (поршневой группы).
Влага в холодильном контуре.
Влага (вода) в холодильный контур может попасть в результате образования утечки в испарителе, вследствие чего происходит смешение двух контуров «фреон-вода».

Основные схемы охлаждения жидкости

Непосредственное охлаждение..
Наиболее распространённый вариант. Охлаждение жидкости происходит в теплообменнике жидкость/фреон. Разница температур между входом/выходом составляет не более 7°С. Стандартный режим кондиционирования +7/12°С.
Охлаждение с использованием промежуточного хладоносителя.
Данный тип схемы применяют когда разница температуры жидкости на входе и на выходе из чиллера более 7°С.