Що таке фанкойл та принцип роботи?

Що таке фанкойл та принцип його роботи

Ефективне кондиціювання приміщень – одне з найважливіших завдань сучасного будівництва та облаштування будівель. У спекотні літні дні або холодні зимові вечори саме від якості кліматичної системи залежить комфорт перебування у приміщенні. При цьому традиційні кондиціонери не завжди здатні вирішити завдання клімат-контролю у великих будівлях чи приміщеннях зі складним плануванням. Саме в таких випадках на допомогу приходять фанкойли – сучасні та ефективні пристрої для підтримки оптимального мікроклімату.

Фанкойли все частіше використовуються в офісних будинках, торгових центрах, готелях і навіть у приватних будинках. Вони компактні, ефективні та дозволяють гнучко регулювати температуру в кожному окремому приміщенні. При правильному підборі та монтажі фанкойли забезпечують значну економію енергоресурсів та засобів на обслуговування порівняно з іншими системами кондиціювання.

Історія розвитку та основні поняття

Перші зразки фанкойлів з'явилися ще на початку XX століття, коли інженери шукали способи ефективного охолодження повітря без використання громіздких систем центрального кондиціювання. Однак широкого поширення ці пристрої набули лише у другій половині минулого століття, коли технології дозволили створювати компактні та економічні моделі.

Сама назва "фанкойл" (fancoil) походить від англійських слів "fan" (вентилятор) та "coil" (змійовик, спіраль), що відображає основну конструктивну особливість пристрою – наявність теплообмінника-змійовика та вентилятора для циркуляції повітря. У професійному середовищі фанкойли також називають вентиляторними доводчиками, оскільки вони "доводять" параметри повітря до потрібних значень.

У сучасних інженерних системах фанкойли займають проміжне положення між спліт-системами та центральними кондиціонерами. Вони поєднують у собі переваги обох типів обладнання: компактність і можливість індивідуального регулювання температури в кожному приміщенні, як у спліт-систем, і економічність і високу продуктивність, як у центральних кондиціонерів.

Принцип роботи фанкойлу

Принцип роботи фанкойлу заснований на теплообміні між повітрям приміщення та теплоносієм, що циркулює через теплообмінник пристрою. Як теплоносій зазвичай використовується вода або водно-гліколевий розчин, який подається від зовнішнього джерела - чиллера (для охолодження) або котла (для обігріву).

Базова схема функціонування фанкойлу виглядає так:

1. Теплоносій певної температури подається до теплообмінника фанкойлу
2. Вбудований вентилятор проганяє повітря із приміщення через теплообмінник
3. Відбувається теплообмін: повітря або нагрівається (якщо гарячий теплоносій), або охолоджується (якщо теплоносій холодний)
4. Оброблене повітря повертається до приміщення

У режимі охолодження температура теплоносія зазвичай становить 7-12°C. При проходженні через теплообмінник повітря охолоджується, але в поверхні теплообмінника конденсується волога. Тому всі фанкойли обов'язково оснащуються системою відведення конденсату – дренажним піддоном та трубкою.

У режимі обігріву через теплообмінник фанкойлу пропускають гарячу воду температурою 45-90°C, що дозволяє ефективно нагрівати повітря у приміщенні. Багато сучасних моделей також оснащуються електричними нагрівальними елементами для додаткового підігріву повітря особливо холодні дні.

Система фанкойлів зазвичай працює спільно з чиллерами – пристроями, що охолоджують теплоносій для роботи в режимі кондиціювання. У холодну пору року як джерело тепла може використовуватися котел або тепловий насос. Для забезпечення циркуляції теплоносія використовуються насоси, а для розподілу по контурах – гідравлічні модулі та колектори.

Потужність фанкойлів вимірюється в кіловатах (кВт) і може змінюватись від 1,5 кВт для невеликих настінних моделей до 25-30 кВт для потужних канальних систем. Продуктивність повітрям – ще один важливий параметр, який вимірюється в кубічних метрах на годину (м³/год) і може становити від 200 до 5000 м³/год залежно від моделі.

На відміну від спліт-систем, де холодоагент циркулює по замкнутому контуру між внутрішнім та зовнішнім блоками, у системі з фанкойлами немає необхідності у прокладанні фреонових трас до кожного приміщення. Достатньо підвести до фанкойлу труби з теплоносієм (водою), що суттєво спрощує монтаж та знижує його вартість, особливо у великих будинках з безліччю приміщень.

Класифікація фанкойлів

При виборі фанкойлу для конкретного приміщення важливо враховувати різні фактори, включаючи спосіб встановлення, тип системи та потужність пристрою. Розберемося в основних видах фанкойлів, які представлені на сучасному ринку.

За способом встановлення фанкойли діляться на кілька типів, кожен з яких має свої особливості та сферу застосування. Настінні фанкойли розміщуються на стіні приміщення, аналогічно внутрішнім блокам спліт-систем. Вони займають мінімум корисного простору та добре підходять для невеликих кімнат площею до 30 м². Стельові моделі кріпляться безпосередньо до стелі і зазвичай використовуються у приміщеннях з високими стелями, наприклад, у торгових залах чи холах.

Касетні фанкойли встановлюються в підвісну стелю таким чином, що видно лише декоративні грати. Їхня перевага – рівномірний розподіл повітря за чотирма напрямками, що забезпечує комфортну температуру у всьому приміщенні. Такі моделі часто застосовуються в офісних просторах із площею до 80-100 м².

Канальні фанкойли монтуються за підвісною стелею та подають повітря через систему повітроводів. Вони повністю приховані від очей і дозволяють охолоджувати або обігрівати декілька приміщень одночасно. Потужність таких систем може досягати 25-30 кВт, а продуктивність повітрям – до 5000 м³/год.

Підлогові фанкойли розміщуються біля стіни на підлозі і нагадують на вигляд радіатори опалення. Вони особливо ефективні у приміщеннях з великими вікнами, оскільки створюють теплову завісу, яка перешкоджає проникненню холодного повітря.

За типом виконання системи фанкойли поділяються на 2-х і 4-х трубні. У двотрубній системі до фанкойлу підводяться дві труби – подаюча та зворотна. Така система може працювати або на охолодження, або на обігрів, при цьому перемикання між режимами можливе лише сезонно (після переналаштування всієї системи). У чотиритрубній системі до кожного фанкойлу підводиться вже чотири труби – дві для гарячої води та дві для холодної. Це дозволяє оперативно перемикатися між режимами охолодження та обігріву навіть протягом одного дня.

За потужністю фанкойли можна розділити на побутові (1,5-5 кВт), напівпромислові (5-15 кВт) та промислові (понад 15 кВт). Вибір конкретної моделі залежить від площі приміщення, особливостей його використання та необхідного рівня комфорту. Для стандартної кімнати площею 20 м² з висотою стелі 2,7 м зазвичай достатньо фанкойлу потужністю 2-3 кВт.

Основні компоненти фанкойлу

Конструктивно будь-який фанкойл складається із кількох ключових елементів, від якості яких залежить ефективність роботи всього пристрою. Розглянемо їх докладніше.

1. Теплообмінник – серце фанкойлу, через яке відбувається передача теплової енергії між теплоносієм та повітрям приміщення. У більшості сучасних моделей використовуються мідно-алюмінієві теплообмінники, де трубки виготовлені з міді, а ребра – з алюмінію. Така конструкція забезпечує високу теплопередачу та достатню міцність. Площа теплообмінника безпосередньо впливає на потужність пристрою: чим вона більша, тим ефективніше працює фанкойл.
2. Вентилятор забезпечує циркуляцію повітря через теплообмінник та його подачу до приміщення. Залежно від моделі можуть використовуватись відцентрові (тангенціальні) або осьові вентилятори. Відцентрові вентилятори створюють більш високий статичний тиск і застосовуються в канальних моделях для подолання опору повітроводів. Осьові вентилятори мають менше енергоспоживання та використовуються переважно в настінних та касетних фанкойлах.
3. Сучасні моделі оснащуються EC-моторами (електронно-комутованими), які споживають на 30-50% менше електроенергії, порівняно з традиційними AC-моторами. Продуктивність вентилятора вимірюється в кубічних метрах за годину (м³/год) і може регулюватися за допомогою системи керування.
4. Фільтри очищають повітря від пилу та інших забруднень, що особливо важливо для підтримки чистоти теплообмінника та підвищення якості повітря у приміщенні. У базовій комплектації фанкойли зазвичай оснащуються протипиловими фільтрами грубої очистки (клас G3-G4), що затримують частинки розміром більше 10 мікрон. Деякі моделі можуть комплектуватися додатковими фільтрами тонкої очистки, вугільними фільтрами для видалення запахів або антибактеріальними фільтрами.
5. Конденсатозбірник та дренажна система необхідні для збирання та відведення вологи, що утворюється на поверхні теплообмінника в режимі охолодження. Зазвичай конденсат відводиться самопливом трубкою діаметром 16-20 мм, але в деяких випадках може знадобитися дренажний насос. Його продуктивність складає близько 10-20 літрів на годину, а висота підйому може досягати 3-4 метрів.
6. Система управління фанкойлу включає пульт управління, термостат і електронну плату. Сучасні моделі оснащуються багатофункціональними дротовими або бездротовими пультами, що дозволяють регулювати температуру з точністю до 0,5 ° C, швидкість вентилятора, напрямок повітряного потоку та програмувати роботу за розкладом. Деякі фанкойли можуть інтегруватися в системи "розумного дому" та керуватися через інтернет.

Переваги та недоліки фанкойлів

Системи кондиціювання на основі фанкойлів мають низку істотних переваг, які роблять їх затребуваними для різних типів приміщень та будівель. При цьому, як і будь-яке обладнання, вони не мають певних недоліків. Давайте розглянемо основні плюси та мінуси таких систем.

Енергоефективність - одна з головних переваг фанкойлів. Завдяки використанню води в якості теплоносія (теплоємність якої приблизно в 3000 разів вище, ніж у повітря) система фанкойл-чілер споживає на 15-25% менше електроенергії порівняно з традиційними спліт-системами аналогічної потужності. Особливо помітна економія в міжсезоння, коли можна використовувати режим вільного охолодження (free cooling), при якому охолодження теплоносія відбувається за рахунок зовнішнього повітря без включення компресора.

Можливість індивідуального регулювання температури в кожному приміщенні робить фанкойли ідеальним рішенням для готелів, офісних будинків та багатоквартирних будинків. При цьому загальна ефективність системи залишається високою, оскільки чилер може працювати з частковим навантаженням, споживаючи менше енергії. Діапазон регулювання температури в приміщенні зазвичай становить від 16 до 30°C з кроком 0,5°C.

Порівняно з центральними системами кондиціонування, фанкойли займають менше місця та не вимагають організації об'ємних припливно-витяжних каналів. Це дозволяє заощадити до 15-20% корисної площі будівлі. Крім того, монтаж системи фанкойл-чілер обходиться в середньому на 10-15% дешевше, ніж встановлення еквівалентної кількості спліт-систем.

До недоліків фанкойлів можна віднести необхідність організації розгалуженої системи трубопроводів для подачі теплоносія та відведення конденсату. У будівлях зі складним плануванням це може вимагати додаткових витрат на проектування та монтаж. Також слід враховувати, що для ефективної роботи системи потрібне якісне утеплення трубопроводів, щоб уникнути втрат тепла чи холоду.

Ще один момент, що вимагає уваги - шум фанкойлу, що працює. Хоча сучасні моделі мають досить низький рівень шуму (від 25 дБ на мінімальній швидкості вентилятора), у нічний час спальні навіть такий шум може доставляти дискомфорт. Для порівняння, рівень шуму звичайного холодильника становить близько 40 дБ, а шепіт – приблизно 30 дБ.

І нарешті, системи з фанкойлами вимагають регулярного обслуговування – чищення фільтрів, теплообмінників та дренажних систем. У середньому таке обслуговування рекомендується проводити кожні 3-6 місяців, залежно від інтенсивності використання та запилення приміщення.