Чиллер и фанкойл

Установка вертикального
фанкойла на полу

Фанкойл без корпуса
с подачей через
него воздуха
по рециркуляционной схеме

Фанкойл с подачей
через него воздуха
по рециркуляционной схеме

Поршневой чиллер
фирмы Carrier
на 520 кВт по холоду

Пример монтажа фанкойла
в потолочном устройстве
до монтажа
подвесного потолка

Монтаж фанкойла
в потолочном устройстве
до монтажа подвесного потолка

К сожалению, даже у некоторых наших специалистов – архитекторов и строителей, не говоря уж о рядовых гражданах, кондиционирование воздуха до сих пор ассоциируется с "оконником" бакинского производства, довольно громоздким, шумным и не очень эффективным прибором, без которого вполне можно обойтись. А такие термины, как "сплит-система", "чиллер" и "фанкойл" кажутся непреодолимыми преградами, хотя на самом деле за ними стоят вполне обычные холодильные машины и теплообменники.

Кто хоть немного знаком с основами физики, знает, что на выполнение любой работы, например расширение сжатого воздуха или фреона, затрачивается энергия, вследствие чего их температура снижается. При сжатии имеет место обратный процесс – температура увеличивается. Именно на этих принципах построена работа любой холодильной машины, в том числе и вынесенного в заголовок чиллера.

В нем фреон сжимается компрессором и направляется в конденсатор (теплообменник), где, отдав тепло, превращается в жидкость. После чего, теперь уже жидкий, направляется в другой теплообменник – испаритель, в котором, пройдя через специальное устройство, за счет резкого расширения снижает температуру, снова превращаясь в газ. Если в испаритель-теплообменник подать воду, она тоже охладится.

Фанкойл – это теплообменник, в который подается тепло- или хладоноситель и с помощью встроенного вентилятора прогоняется воздух, который в зависимости от температуры воды либо нагревается, либо охлаждается. А вместе эта "сладкая парочка" – чиллер-фанкойл – уже почти готовый кондиционер. Конечно, для того чтобы он стал не почти, а самым настоящим кондиционером, придется добавить фильтры, увлажнители, осушители, насосные станции, автоматику и т. п.

Правда, возникает вопрос: зачем так сложно – сначала охлаждать воду и только от нее воздух? Нельзя ли обойтись без посредника – воды, сразу же "прогоняя" через теплообменник охлаждаемый воздух. Можно! Именно по этому принципу работают сплит-системы. В них воздух охлаждается, проходя через внутренний блок (испаритель). Беда в том, что из-за особенностей фреона, расстояние от наружного блока (компрессора и конденсатора) до внутреннего не должно превышать 15–20 м. Поэтому наружный блок приходится вешать на стены, что отнюдь не способствует украшению фасадов зданий.

Справедливости ради следует сказать, что сейчас у фирмы "Дайкин" появились системы VRV, позволяющие разносить блоки на расстояние до 300 м.

Однако вернемся к нашим баранам – чиллеру и фанкойлу, чтобы подробнее рассмотреть их устройство. Как и любая машина, чиллер представляет собой набор нескольких конструктивных элементов, самый главный из которых, безусловно, компрессор. Компрессоры могут различаться по принципу действия (быть поршневыми, винтовыми, спиральными и т. д.), но они всегда выполняет одну и ту же задачу – сжимают фреон.

В зависимости от общей мощности чиллера устанавливаются от одного до двенадцати компрессоров. Второй важный узел – конденсатор. Он может иметь воздушное или водяное охлаждение. Каждому варианту присущи свои достоинства и недостатки: один компактнее, другой тише и т. д. Третьим важнейшим элементом является испаритель. А уже к ним присовокупляют блоки управления, аккумуляторные и расширительные баки и т. д. Часто прямо на заводе в конструкцию встраиваются гидравлический модуль, насосная станция, расширительный бак и пр., что позволяет не "городить огород", проектируя гидравлическую систему "от нуля".

Все расчеты сделаны производителем, и от потребителя требуется лишь грамотно выбрать соответствующую машину. Чиллеры изготавливаются под конкретный проект системы кондиционирования. Мощность единичной установки по холоду может достигать 2000 кВт.

Фанкойлы размещают непосредственно в помещении, и к ним по трубопроводам подается охлажденная чиллером до - 120 С вода либо теплоноситель. Фанкойлу остается автоматически поддерживать заданную температуру. В зависимости от места установки – на полу, под потолком и т. д., различают несколько вариантов фанкойлов: горизонтальное, вертикальное, кассетное исполнения, установка без корпуса и т. д. Некоторые фирмы (Airwell) изготавливают фанкойлы идентично внутренним блокам сплит-систем.

Так как фанкойлы могут работать и на нагрев и на охлаждение, возможны несколько вариантов обвязки:

s2-трубная – когда роль тепло- и хладоносителя выполняет вода и допускается их смешение (и, как вариант, устройство с электронагревателем и теплообменником, работающим только на охлаждение);

s4-трубная обвязка – когда хладоноситель (например, этиленгликоль) не может смешиваться с теплоносителем (водой).

Мощность фанкойлов по холоду колеблется от 0,5 до 8,5 кВт, а по теплу – от 1,0 до 20,5 кВт. В них устанавливаются малошумные (от 12 до 45 дБ) вентиляторы, имеющие до 7 скоростей вращения. Все фанкойлы снабжены фильтрами.

Одними из лучших в Европе являются фанкойлы французской фирмы CIAT Major 2. Они имеют улучшенную теплоотдачу, элегантный внешний вид, легко снимаемые фильтры, низкий уровень шума.

Теперь о схемах применения

Бесспорно, центральное кондиционирование с использованием чиллеров-фанкойлов или, как называют специалисты, системы "гидроник", является весьма дорогим удовольствием. Применяется она в основном в административных зданиях, гостиницах, элитных жилых домах и многофункциональных зданиях, – т. е. там, где под одной крышей располагаются различные по своему назначению помещения. Конечно, немалых затрат требуют и системы центрального кондиционирования, основанные на непосредственном охлаждении воздуха – $ 60–80 за кв. м.

Но "гидроник" вместе с являющейся почти обязательным элементом системы кондиционирования приточно-вытяжной вентиляцией и в зависимости от сложности систем автоматики и диспетчеризации требуют и того больше – $ 60–150 кв. м. Поэтому зачастую заказчик, стремясь экономить на затратах, вообще пытается отказаться от систем центрального кондиционирования, но в результате только теряет деньги.

Сегодня стоимость квадратного метра элитного жилья доходит до $ 2 500 (сейчас такой дом строится, не буду говорить где, чтобы не создавать антирекламы). И есть ли в этом случае резон экономить $ 100 за кв. м, отказываясь от системы центрального кондиционирования, чтобы получить 300–400-долларовую потерю в продажной цене одного квадратного метра? Дом с неполным комплектом инженерного оборудования не может считаться элитным. И там приходится-таки проектировать систему центрального кондиционирования.

В такой ситуации как нельзя кстати подходит система "гидроник", поскольку даже в почти построенном доме можно найти место для чиллера и тех же самых батарей, только с вентилятором – фанкойлов. Не возникнет проблем с трубопроводами – они имеют небольшой диаметр и монтируются так же, как в системах отопления. Хозяин любой квартиры может регулировать температуру помещения индивидуально, но работа системы в целом – задание и контроль необходимых параметров - осуществляется с пульта управления.

В первых гидрониках охлаждение осуществлялось с помощью чиллера, а нагрев – посредством обычной системы отопления. Такой вариант получил особенно широкое распространение в гостиницах. Там обычно у входа в номер в подвесном потолке устанавливается фанкойл, и либо он работает в режиме рециркуляции, либо через него прогоняют приточный воздух.

Безусловно, очень соблазнительно заставить один и тот же фанкойл работать и на охлаждение, и на нагрев, причем для последнего использовать воду из системы отопления. Такой возможностью обладает 4-трубная система.

Если сделать выбор в пользу более дешевого 2-трубного фанкойла, потребуется циркуляционный насос, а циркулирующую в контуре воду придется нагревать в дополнительном теплообменнике от системы отопления, что неминуемо приведет к росту эксплуатационных издержек. Если тепловой энергии не хватает, можно использовать самостоятельно нагревающий воду так называемый реверсивный чиллер. Но этот вариант требует больших затрат, т. к. такой чиллер и сам стоит недешево, и зимой должен работать.

Недостаток системы "гидроник" в том, что для обеспечения комфортных условий по воздухообмену к ней необходимо монтировать приточно-вытяжную вентиляцию. Правда, сейчас нашли новый способ (а вернее, вспомнили хорошо забытый старый) – установку так называемых приточных клапанов в стенах. Этот вариант приемлем для офисов и квартир, где находятся немного людей и техники.

А вообще, "сладкая парочка" еще долгое время будет работать на комфорт в доме, офисе, на производстве.