Отопление фанкойлами

На сегодняшний день неоспоримым фактом является то, что осуществлять отопление помещения с помощью бытовой, полупромышленной сплит-системы, а также любым видом промышленного кондиционера намного эффективнее, чем обычными электронагревателями. Однако, с понижением температуры наружного воздуха, эффективность уменьшается. Поэтому особенно хочется выделить использование системы чиллер-фанкойл для отопления помещения.

Как же происходит отопление фанкойлами? В этом направлении выделена специальная группа оборудования, предназначенная именно для обогрева и называется это оборудование – тепловые насосы. Надо отметить, что совершенно все типы фанкойлов (настенные, кассетные, канальные, напольно-подпотолочные ) могут нагревать воздух, но надо иметь ввиду, что теплый воздух из фанкойла будет подниматься вверх и расположение фанкойла вверху будет давать плохой эффект для отопления. Это касается, в большей степени, канальных и кассетных фанкойлов. Для лучшей эффективности отопления следует подбирать фанкойлы с нижним расположением или с регулируемым выходом воздуха по высоте. Сама же возможность работы на отопления не зависит от конструкции фанкойла. Если фанкойл работает в паре с чиллером, который может работать для получения холода и тепла, то и фанкойл также может работать на нагрев воздуха. В случае, если чиллер предназначен только для работы на холод, то, соответственно, и фанкойл может работать только на охлаждение воздуха.

В большинстве случаев фанкойлы производятся двухтрубные, и они же имеют внутри фанкойла один теплообменник, и именно они чаще всего находят свое применение. Тем не менее, многие производители выпускают и четырехтрубные фанкойлы, которые имеют внутри два теплообменника и эти теплообменники могут работать каждый в своем режиме, независимо друг от друга. При этом каждый теплообменник подключается к своему чиллеру или любой другой системе, которая предварительно подготавливает (нагревает/охлаждает) воду для дальнейшей подачи ее в фанкойлы. Работа этих теплообменников происходит независимо друг от друга. В качестве такой системы для одного теплообменника можно использовать индивидуальный котел или подключится к центральному отоплению, если такое имеется, а другой подключить к чиллеру.

Такие фанкойлы имеют более широкие функциональные возможности, но и в этом случае такие четырехтрубные теплообменники можно использовать для нагрева воздуха. Эффективность от использования фанкойлов в качестве отопительных приборов намного выше, чем от использования обычных радиаторов отопления именно благодаря применению встроенных вентиляторов внутри фанкойла и более эффективных материалов, с точки зрения теплоотдачи, из которых изготавливается теплообменник.

Фанкойл для отопления частного дома вместо радиатора

Бытовые кондиционеры охлаждают (нагревают) воздух локально в 1—2 комнатах. Системы чиллер-фанкойл призваны решать более широкий круг задач, например, одновременно поддерживать микроклимат в десятках отдельных помещений. Причем фасад офисного здания либо торгового центра не уродуется наружными блоками «сплитов». Аналогичную схему кондиционирования (СКВ) можно реализовать в частном коттедже. Предлагаем разобраться, что такое фанкойл, описать принцип действия и виды современных климатических агрегатов.

Конструкция фанкойла

Английское название аппарата fan coil дословно означает «вентилятор змеевик» и указывает на конструктивную схожесть с давно известными калориферами АВО (агрегаты воздушного отопления). Внешним видом и устройством фанкойлы также напоминают внутренние блоки сплит-системы, только вместо фреона применяется вода либо незамерзающая жидкость – антифриз.

Справка. Рабочим телом в промышленных системах кондиционирования традиционно выступает токсичный антифриз этиленгликоль. Безопасный аналог – пропиленгликоль – дороже на 30—50%, потому используется реже.

Слева на фото внутренний модуль сплит-системы, справа — отопительный агрегат АВО
Фанкойл состоит из следующих элементов:

• корпус, оснащенный воздушными решетками либо патрубками;
• теплообменник – змеевик из медной трубки с многочисленными пластинами;
• вентилятор, обычно центробежный;
• фильтр грубой очистки воздуха;
• электромагнитный клапан – регулятор протока жидкости через теплообменный радиатор;
• клапан ручного сброса воздуха;
• электронная плата управления.

Под теплообменником установлена емкость сбора конденсата. Последний отводится через трубку на улицу либо в канализационный приемник. Если агрегат установлен на значительном расстоянии от места сброса, конденсат перекачивается дренажным насосом.

Устройство консольного фанкойла — схема в разрезе

Сферы применения фанкойлов для отопления

Большинство моделей чиллеров способны осуществлять функцию нагрева/охлаждения. Температура воды, которая поступает в фанкойл для нагрева воздуха, достигает показателей около 40℃-55℃.

Существуют также установки, которые работают только на нагрев или только на охлаждение. Первый вид и называют тепловыми насосами. Их часто применяют в частных домовладения. При этом приборы используют не только в качестве нагревателя воздуха для помещения. Они также греют воду для душа, мойки посуды и других нужд. Такие фанкойлы отличаются способностью быстро нагревать воздух, обеспечивать его интенсивное движение. Кроме того они практически бесшумны в процессе работы.

Если существует альтернативный способ подачи теплой воды для фанкойла, совершенно необязательно также приобретать чиллер. Следует лишь соблюдать требования, предъявляемые к температуре жидкости — не более 70℃.

Мы любим, когда дома комфортная температура, даже если за окном жара или мороз. Летом нас спасают кондиционеры. Но справится ли один кондиционер с большим частным домом? А что, если охладить нужно офис или целый торговый центр?

Многие считают, что кондиционеры ограничиваются . Конечно, этот вид наиболее распространен, но существуют и другие виды, не менее эффективные. Один из них – система кондиционирования чиллер-фанкойл. Слово сложное, но из него нетрудно догадаться, из чего эта система состоит. Давайте попробуем разобрать каждую из частей системы – фанкойл и чиллер – и понять, в чем ее преимущества.

Принцип действия

Аппарат работает по принципу упомянутого выше калорифера: по трубкам змеевика течет антифриз или вода определенной температуры, вентилятор продувает сквозь ребра комнатный воздух. Происходит теплообмен, поток нагревается или охлаждается. Отсюда второе название устройства – вентиляторный доводчик.

Особенности работы фанкойла:

• агрегат способен работать в режиме нагрева либо охлаждения в зависимости от температуры приходящей воды;
• основная функция – передавать воздуху тепло или холод, произведенный другими установками;
• проток жидкости обеспечивается внешним насосом, собственного нет;
• всасываемый воздушный поток очищается фильтром от пыли;
• обычно фанкойл обрабатывает внутренний комнатный воздух (полная рециркуляция);
• некоторые модели, интегрированные в систему принудительной вентиляции, умеют греть/охлаждать приточный воздух;
• регулирование тепловой/холодильной мощности производится двумя путями – изменением производительности вентилятора и ограничением расхода воды электромагнитным двухходовым клапаном.

Примечание. Регулировкой мощности занимается электронный блок аппарата – открывает/закрывает клапан и меняет обороты крыльчатки по сигналу датчика температуры либо комнатного терморегулятора.

Итак, фанкойл — это составной элемент централизованной климатической системы, поддерживающий температуру воздуха в конкретном помещении или в определенной зоне производственного цеха. Дополнительные функции:

• осушение;
• проветривание (режим вентиляции);
• подмешивание свежего воздуха — опция;
• управление от дистанционного пульта;
• подогрев потока электрическим ТЭНом (тоже опция).

Отличие фанкойла от сплит-системы заключается в принципе работы — парокомпрессионный цикл в нем отсутствует, рабочим телом служит вода, не меняющая агрегатное состояние. Причем тепловая энергия приходит в радиатор извне вместе с жидкостью, как предусмотрено в калориферах.

Источниками холода/теплоты могут выступать:

1. Традиционные котлы, использующее различные энергоносители. Понятно, что данное оборудование обеспечивает только нагрев воды или антифриза.
2. Тепловые насосы (ТН) двух типов – геотермальные и водяные. Зимой установка подогревает теплоноситель, летом, наоборот, охлаждает.
3. Чиллеры – мощные холодильные машины с воздушным либо водяным охлаждением конденсатора.

Справка. Современные чиллеры функционируют в режиме зима-лето и оснащаются инверторами – частотными регуляторами оборотов компрессора. Благодаря этому холодильная установка может нагревать теплоноситель (как и тепловой насос) при минус 15…20 °C на улице, хотя производительность заметно снижается.

Наиболее распространенная связка — система чиллер-фанкойл. Это оптимальный вариант по цене оборудования, купить и установить ТН аналогичной производительности выйдет дороже. Как взаимодействуют агрегаты схемы, читаем ниже.

Внутри агрегата предусмотрен клапан для сброса воздуха после монтажа и заполнения трубопроводной сети теплоносителем

Кондиционер и фанкойл: что лучше?

Стандартные сплит-системы доступны по цене, но довольно дороги в эксплуатации при подключении нескольких потребителей. При этом они не способны обеспечить должный комфорт на территориях с несколькими помещениями и проходными зонами. Вот почему для крупных объектов целесообразнее выбирать более экологичный и эффективный фанкойл. Чиллерная система позволит создать современный климатический комплекс, который удовлетворит потребность в чистом воздухе с определенной влажностью и температурой с минимальными энергозатратами.

Типы вентиляторных доводчиков

Все существующие фанкойлы делятся на типы по способу монтажа:

1. Настенные (иначе – консольные) модули. Подобно внутреннему блоку сплита, крепятся к стене в верхней зоне помещения или же ставятся над полами.
2. Канальные аппараты зачастую выпускаются без декоративной пластиковой облицовки, все детали закреплены на металлической раме. Бескорпусные модели встраиваются внутрь воздуховода приточной вентиляции либо рециркуляции.
3. Кассетные потолочные фанкойлы внешне похожи на аналогичные блоки сплит-систем – раздают обработанный воздух в 2—4 направлениях и оснащаются поворотными жалюзи на сервоприводах. Эти модули рассчитаны на монтаж в подвесных потолках, декоративная панель предусмотрена только снизу.
4. Напольные колонные агрегаты, соответственно, ставятся на пол. Ради экономии полезной площади блок сделан в виде прямоугольной колонны, то есть, вытянут по высоте.

Примечание. Кроме перечисленных вариантов, существуют универсальные доводчики, например, напольно-потолочные. Модуль допускается монтировать в 2 положениях – горизонтальном (крепление к потолку) и вертикальном (над полом). Соответственно, для сбора конденсата предусмотрены 2 ванночки.

На левом фото показан колонный фанкойл, на среднем — кассетный, справа — потолочный
В стандартном исполнении фанкойлы оборудованы 1 теплообменником, он присоединяется к магистралям по двухтрубной схеме. Кассетные, напольные и канальные версии могут оснащаться двумя отдельными радиаторами, подключение – четырехтрубное.

Задействованные в единой сети двухтрубные агрегаты получают теплоноситель из одного источника – водогрейной установки или чиллера. Значит, все помещения здания будут только отапливаться либо охлаждаться, пользователи лишь настраивают комфортную температуру.

Доводчики с 2 теплообменниками предназначены для многозональных СКВ. Один радиатор получает горячую воду от котла или другого нагревателя, второй – холодную от чиллера. Находящиеся в соседних помещениях пользователи могут одновременно включать свои фанкойлы в различных режимах – подогрева либо охлаждения.

Четырехтрубный агрегат канального типа с 2 теплообменниками и вентиляторами

Особенности отопления

Схему размещения обогревательных элементов выбирают, исходя из индивидуальных особенностей помещения. Фанкойл в системе отопления играет роль радиатора, поэтому предпочтительней устанавливать его внизу. Количество блоков в комнате рассчитывается с учетом нескольких факторов:

• площадь;
• высота потолка;
• размеры окон;
• зимняя температура в регионе.

Типы зонирования

Многозональная система позволяет обогревать одни комнаты и одновременно охлаждать другие

Применяются системы кондиционирования различной сложности. Для поддержания одинаковой температуры во всех комнатах частного дома подходит однозональный вариант. Алгоритм работы:

1. Летом в трубах циркулирует вода температурой 7°. Она подается в теплообменники фанкойлов, охлаждающих воздух в комнатах. Работа блока регулируется контроллером, связанным с датчиком температуры. Нагревшаяся вода отправляется обратно в чиллер.
2. Зимой автоматика переключает теплоноситель на источник нагрева (бойлер, котел).

Используется двухтрубная схема и блоки с одним контуром. В доме работает режим охлаждения или обогрева, но в отдельных комнатах можно менять параметры микроклимата.

Многозональная система предлагает расширение функционала. Отдельные помещения нагреваются, а другие охлаждаются в одно и то же время. Такая возможность обеспечивается разделением холодной и горячей воды по разным веткам. Для монтажа потребуются блоки с двумя контурами и четырехтрубная схема подключения.

Микроклимат в доме регулируется термостатами. Датчики установлены в каждой комнате. При достижении заданного значения прекращается теплоснабжение фанкойлов и подача электричества для работы вентилятора. Устройство переходит в энергосберегающий режим. В домах, где на стадии проектирования предусмотрено центральное кондиционирование, целесообразно использовать отопление фанкойлами. Универсальная система заменяет две климатические установки – водяной обогрев и кондиционирование.

Работа схемы чиллер-фанкойл

Первым делом рассмотрим, как работает однозональная СКВ на 3 блока + инверторный чиллер, изображенная ниже на схеме. Система поддерживает комфортную температуру летом и в течение переходного периода осень — весна. Зимний обогрев эффективно функционирует при —5…—10 градусов мороза.

Уточнение. Чиллер – это установка, использующая для охлаждения/подогрева теплоносителя парокомпрессионный цикл Карно. Агрегат ставится на улице, рабочим телом выступает фреон R410a либо R407a. Теплообменник-конденсор обдувается воздухом или охлаждается жидкостью.

Рабочий алгоритм выглядит так:

1. Летом чиллер типа «воздух-вода» охлаждает теплоноситель до стандартной температуры +7 °C (если на дворе +35 градусов и менее).
2. Гидромодуль направляет холодную воду к сети фанкойлов, подключенных по двухтрубной схеме (как радиаторы в системе отопления).
3. С помощью пульта ДУ пользователь настраивает желаемую температуру воздуха отдельно в каждой комнате.
4. Поначалу доводчики нагоняют заданную температуру, работая на максимальной мощности. Потом контроллер по сигналу датчика снижает интенсивность охлаждения – ступенчато уменьшает обороты вентилятора (всего бывает от 3 до 8 ступеней в зависимости от модели).

Когда воздушная среда достигает установленных параметров, двухходовой электроклапан перекрывает подачу теплоносителя по команде электроники. Дальше фанкойл поддерживает температуру.

Нагретая до 12 °C (в среднем) вода возвращается в теплообменник-испаритель чиллера, цикл повторяется.

Осенью уличная температура снижается, чиллер получает от фанкойлов запрос на горячий теплоноситель и переходит в режим нагрева. Переключение производится вручную либо автоматически — по команде дополнительного контроллера.

Примечание. Известные производители климатического оборудования Gree и Carrier указывают максимальную рабочую температуру окружающей среды плюс 46 °C. В подобных условиях воду удается охладить до +18 градусов.

Гидромодуль, обеспечивающий подачу теплоносителя, состоит из насоса, расширительного бака и блока исполнительной автоматики. Элементы входят в конструкцию чиллера либо устанавливаются отдельно. Агрегаты повышенной мощности снабжаются гидромодулями на 2—3 насоса.

В недорогих моделях фанкойлов электромагнитный клапан может отсутствовать. Тогда выполняется наружная обвязка доводчика – ставится исполнительный трехходовой вентиль, сервопривод и запорная арматура. Как это работает, расскажет мастер на видео:

Чтобы однозональная система полноценно работала зимой, к сети фанкойлов присоединяется котел. При морозе ниже минус 10…15 градусов чиллер останавливается. Исполнительная арматура переключает теплоноситель на линию водонагревателя с отдельным насосом.

Как функционирует многозональная система:

1. К чиллеру и котлу одновременно подключается нужное количество доводчиков. Применяется четырехтрубная схема, точнее, 2 двухтрубных тупиковых ветви. Мощность теплосилового оборудования определяется расчетом.
2. Когда первый пользователь настраивает обогрев, автоматика фанкойла открывает проток через «горячий» теплообменник, второй радиатор бездействует. На выходе получаем теплый воздух.
3. Если второй пользователь включает охлаждение, то доводчик в соседней комнате запускает только «холодный» теплообменник, а «горячий» перекрывает.
4. Фанкойлы одной сети работают независимо друг от друга.

Упрощенная схема соединения элементов многозональной СКВ, применяются четырехтрубные доводчики
Если по каким-то причинам клапаны всех доводчиков закроются, чиллер по температуре обратной воды «поймет», что нужно прекращать холодоснабжение и остановится. Аналогичным образом сработает автоматика котла.

В чем заключается специфика работы кондиционера?

Под кондиционером понимается устройство, которое:

• применяется преимущественно в целях охлаждения помещения;
• в самых распространенных модификациях имеет в своей конструкции охлаждающий контур с хладагентом.

Девайсы данного типа представлены в довольно широком спектре модификаций. В числе самых популярных:

• компрессорные кондиционеры;
• устройства испарительного типа.

В компрессорных кондиционерах ключевым элементом является охлаждающий контур: внутри него циркулирует специальный хладагент. Чаще всего — именно фреон. Можно отметить, что современные его модификации — такие как R-22 или R410A — считаются относительно безопасными для экологии. Также в конструкции кондиционера предусмотрены:

• компрессор;
• испаритель;
• вентилятор;
• конденсатор;
• дроссельное устройство.

Работает кондиционер так. Сначала в компрессор под невысоким давлением подается хладагент. Затем он сжимается, в результате чего его температура повышается примерно до 90 градусов. После хладагент перемещается в конденсатор, обдуваемый вентилятором. Под воздействием мощного потока воздуха хладагент быстро охлаждается, а воздух, что проходит через конденсатор, наоборот, нагревается.

Кондиционер

Фреон на выходе конденсатора находится в жидкой форме под большим давлением. Его температура обычно на 20 градусов ниже, чем та, что имеется у воздуха в помещении. Хладагент направляется из конденсатора в дроссельное устройство. После — выводится из него в сильно охлажденном состоянии. Затем попадает в испаритель, где превращается в газ. Данная процедура сопровождается поглощением тепла, в результате чего воздух, который пропускается через испаритель, охлаждается. После этого хладагент вновь может быть запущен в цикл — начиная с попадания в компрессор.

Кондиционеры испарительного типа устроены намного проще. В их конструкции присутствуют следующие ключевые элементы:

Воздух втягивается вентилятором кондиционера в резервуар с влажными фильтрами, охлаждается, после чего выводится в помещение.

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.

• 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.

Установка фанкойла в квартире

Устройства этого типа в определенной степени можно назвать универсальными. При соблюдении некоторых рекомендаций вентиляторные доводчики можно успешно устанавливать даже в обычных квартирах.

Для небольших площадей можно использовать только один фанкойл, от которого теплый (или холодный) воздух распределяется по квартире через систему воздуховодов.

Фанкойл обычно ставят в прихожей или в санузле, трубы можно спрятать под подвесным потолком. Конечно, потолок в месте монтажа основного устройства придется опустить, что не всегда удобно в квартирах с небольшой высотой комнат.

Однако в других помещениях проблему можно устранить, если сделать двух- или даже трехуровневый потолок, чтобы спрятать менее громоздкие воздуховоды.

Место расположения фанкойла обусловлено не только размерами устройства. В процессе работы агрегат производит значительное количество шума, который едва ли будет уместен в жилых помещениях. Для обслуживания всей квартиры придется взять достаточно мощный фанкойл, а чем производительнее устройство, тем больше от него шума.

Конечно, система только с одним фанкойлом обойдется относительно недорого, да и монтаж будет не слишком сложным. Однако в этом случае утрачивается преимущество климатической мультизональности, характерной для более крупных систем.

Регулировать работу фанкойла можно будет с пульта дистанционного управления, но выбранный режим распространится на все комнаты. Это не слишком удобно, если окна комнат выходят на разные стороны и прогреваются солнцем по-разному.

Альтернативным вариантом считается установка небольшого фанкойла в каждой комнате или только в некоторых комнатах. В этом случае регулировать микроклимат в отдельных помещениях будет значительно проще.

Шум от небольших устройств будет меньше, его воздействие можно существенно снизить, выбрав правильное место для установки и используя средства подавления шума.

Устанавливать системы с фанкойлами лучше всего во время строительства или капитального ремонта, чтобы проводить отделочные работы уже после окончания монтажа

Конечно, обойдется монтаж подобной системы недешево. Два-три фанкойла можно поставить как и в первом варианте – в прихожей, а затем развести воздуховоды в разные комнаты. В этом случае проблему шума решить еще проще. В дальнейшем достаточно настроить каждый фанкойл, чтобы получить подходящую температуру в отдельных зонах.

Такие системы могут быть использованы в сочетании с принудительным приточным вентилированием. Они будут не только изменять температуру воздуха, но и обновлять его состав. Чтобы отводить появившийся в процессе работы конденсат, используют специальные помпы, которые перекачивают влагу в канализационную систему.

Выводы и полезное видео по теме

В этом ролике описаны принципы работы фанкойлов и особенности монтажа таких устройств:

В жилищном строительстве фанкойлы все чаще находят эффективное применение. Очень важно правильно спроектировать и реализовать установку вентиляторного доводчика, чтобы обеспечить его безупречную работу на длительный срок.

Есть, что дополнить, или остались вопросы по выбору, работе и монтажу фанкойла? Пожалуйста, оставляйте комментарии и участвуйте в обсуждениях. Форма для связи расположена ниже.