Вентилаторни конвектори

Част 1. Някои модели предлагат възможност за работа както в режим на отопление, така и в режим на охлаждане

Вентилаторните конвектори представляват топлинни агрегати, които се използват широко при изграждането на централни климатични и отоплителни системи. Те се характеризират с висока ефективност, добри технически характеристики и сравнително ниска себестойност. Предлагат се в различни варианти за монтаж, което ги прави подходящи за използване в помещения с различно предназначение, давайки възможност за реализацията на многообразие от интериорни решения. Вентилаторните конвектори се използват както като отоплителни тела за основно или допълнително отопление, така и за охлаждане.

Широко се използва и терминът фенкойл
Вентилаторният конвектор се нарича още фенкойл - от английското му наименование fancoil. Представлява конвектор, в конструкцията на който допълнително е включен вентилаторен блок. Той осигурява интензифициране на конвективния топлообмен и спомага за повишаване на ефективността на конвектора.
Принципно, конвекторите са отоплителни тела, чиито основен елемент са оребрени тръби, поставени в метален корпус или ниша, закрита отпред с капак. Принципът им на действие се основава на конвективния топлообмен. Въздухът от помещението постъпва от едната страна на конвектора, загрява се, преминавайки през нагревателния елемент и се връща отново в обслужваното помещение.
При вентилаторните конвектори въздухът се засмуква от вентилатора, след което се подава към топлообменника. В него, в зависимост от режима на работа на уреда, въздухът се охлажда или загрява, след което отново се подава отново към помещението. Предлагат се и модели конвектори, които могат да се присъединяват към вентилационна мрежа. От нея в уреда постъпва пресен, пречистен и топлинно обработен въздух от централна климатична инсталация. Освен въздух за отопление и охлаждане, подобен конвектор осигурява и подаване на пресен въздух, с което се реализира и вентилация в помещението.

Видове вентилаторни конвектори и техните специфики
Разнообразието от конструкции при вентилаторните конвектори се определя от спецификите на нагревателния елемент, корпуса, възможностите за регулиране на топлоотдаването, както и от начина на монтаж. Най-общо, конвекторите могат да се класифицират като вертикални, хоризонтални, канални, касетъчни, корпусни и конзолни. Изпълняват се във вариант с декоративен корпус, както и без корпус, могат да бъдат предназначени за открит или скрит монтаж, например в окачен таван.
Вертикалните вентилаторни конвектори са подходящи както за охлаждане, така и за отопление. В случаите, в които се предвижда те да се използват и като отоплителните уреди, обикновено се монтират под прозорците на помещението, създавайки своеобразна въздушна топлинна завеса. Недостатък на подобно решение е неравномерното разпространение на хладния въздух в помещението през лятото.
Касетъчните и каналните конвектори са подходящи за случаите, в които под прозореца вече е поставено друг вид отоплително тяло. Обикновено въздухът през тях се подава така, че да се осигури разстилането му по тавана. Каналният тип конвектори са предназначени предимно за монтаж в окачен таван, благодарение на което лесно се скриват, а отвън се вижда само въздухоразпределителната решетка. Затова някои дизайнери ги предпочитат с оглед реализацията на разнообразие от интериорни решения. Каналните конвектори са сред предпочитаните при климатизацията на ресторанти, кафенета, офиси и изложбени площи, а също така и на жилищни сгради. Често срещано решение е използването на канални конвектори с голяма мощност. По въздухопроводи студеният въздух от тях се подава в различни помещения.
Основно предимство на касетъчните конвектори е възможността помещението да се вентилира. Реализира се, като от централна климатична система към касетъчния конвектор се подава свеж и предварително обработен въздух. Касетъчните конвектори се монтират в окачен таван, а подаваният въздух се разпределя в четири направления. Те се използват за климатизация на неголеми помещения. Позволяват много точно регулиране на температурата и влажността на въздуха.
Предлагат се и модели конвектори предназначени за монтаж в специални канали в пода разположени по периметъра на помещението. Те са подходящи за помещения с остъклени стени и витрини. По този начин се подобряват условията на микроклимата в зоната на остъклените повърхности. Недостатъкът им е необходимостта от повече грижи за поддържане и почистване.

Основни конструктивни елементи на конвекторите
Независимо от голямото разнообразие на различни като вид, мощност, начин на управление и монтаж вентилаторни конвектори, всички уреди се състоят от сходни съставни елементи. Елементи на конвекторите са: външен корпус с решетка и вътрешно оборудване, включващо топлообменник, вентилатор, въздушен филтър и вана за събиране на кондензата.
Външният корпус обикновено се изработва от ламарина, върху която се нанася покритие. Сред използваните материали са и етернит, дърво, талашит и др. Върху корпусът се разполагат решетки за насочване на въздушния поток в помещението. За вентилаторните конвектори е характерно, че с нарастване на височината на корпуса, нараства коминният ефект, увеличават се дебитът на преминалия въздух и топлинната мощност.
Равномерното разпределение на въздушния поток по цялата дължина на агрегата се осигурява от вградения в конвектора вентилатор. Възможно е да бъдат монтирани и повече от един вентилатори. Преди да премине през топлообменника, засмуканият от вентилатора въздух преминава през филтър. Целта е въздухът от помещението да се пречисти, като по този начин повърхността на топлообменника се предпазва от замърсяване с прах или влакна. Отсъствието на филтър би могло да доведе до бързо замърсяване, което да окаже негативно влияние върху ефективността на топлообменника. Предотвратявайки попадането на прах във вътрешността на конвектора, филтърът осигурява и безаварийната работа на вентилатора и електродвигателя, а също така се постига и частично очистване от прах и на въздуха в помещението.

Двутръбни и четиритръбни системи
Топлообменникът е елементът от конвектора, през който преминава топлоносителят или студоносителят, респективно за загряване или охлаждане на въздуха в помещението. Той представлява серпентина, обикновено от медна тръба, оребрена с алуминиеви ламели за увеличаване на топлообменната повърхност. Използват се и оребрени стоманени тръби, които се поцинковат за предпазване на външните повърхнини и гарантиране на пръстеновидния контакт между тръбите и ламелите. Към серпентината обикновено се предвижда и обезвъздушител. Тъй като върху повърхността на топлообменника е възможно да се образува конденз, обикновено вентилаторните конвектори са снабдени и с ваничка за неговото събиране и отвеждане.

Един вентилаторен конвектор би могъл да разполага с един или с два топлообменника. В зависимост от броя на топлообменниците в конвектора, системите се изграждат като двутръбни или четиритръбни. Използват се и тритръбни системи. Разликата между различните видове системи, както е видно и от наименованието им, е в броя на тръбите, по които протича студената (в режим на охлаждане) или топлата (в режима на отопление) вода, в направление към или от вентилаторните конвектори. Вентилаторните конвектори с един топлообменник се използват в еднотръбните и тритръбните системи. За разлика от тях в четиритръбните системи се прилагат вентилаторни конвектори с два топлообменника. В зависимост от вида на системата - двутръбна или четиритръбна система, се определя възможността конвекторите да работят в различни режими.

Характеристики на двутръбна система
Представлява най-лесната за реализация тръбна система. Характерно за нея е, че по единия тръбопровод се подава вода към вентилаторния конвектор, а по другия се връща т.нар. обратна вода (водата, която е преминала през топлообменника на конвектора, отдала е топлина или студ и се връща обратно към източника).
В зависимост от годишния период, и съответно от режима на работа на конвектора, водата се подава от топлинен източник или от хладилен агрегат. В случаите, при които вентилаторният конвектор работи като отоплително тяло, топлоносителят се подава от котел или от централна топлопреносна мрежа. През топлите месеци, когато вентилаторният конвектор работи в режим на охлаждане, чрез специален клапан, подаването на топла вода се изключва и системата се захранва със студоносител от хладилния агрегат. Логично, през зимата процесът е обратен.
В подобна система всички вентилаторни конвектори работят или в режим на отопление, или в режим на охлаждане. Възможностите за работа на конвекторите, по едно и също време, в различни режими са силно ограничени. Съществуват и редица случаи, при които южната фасада на сградата се нагрява от слънцето много по-силно от северната фасада. Съответно, във времето на преходните сезони това би могло да доведе до момент, в който южната страна на сградата се нуждае от охлаждане, а северната - от отопление. Възможно решение е разделяне на сградата на две отделни зони, всяка със своя отделна двутръбна система. По този начин в едната зона се подава студена вода, а в другата - гореща вода. Двутръбната система е подходяща за сгради, в които помещенията са със сходно предназначение. Тя се използва и в случаи, при които в сградата е трудно да се прокара многотръбна система. Основно предимство на двутръбните системи е относително ниската им цена.

Специфики на четиритръбна система
Изграждането на четиритръбна система с вентилаторни конвектори се препоръчва в случаите, при които тя ще се монтира в сграда, обхващаща помещения с различно предназначение. Това налага подържане на различни режими на работа на вентилаторните конвектори. Използването на конвектори, оборудвани с два топлообменика, позволява обособяване на два циркулационни кръга. Единият от топлообменниците на конвектора се включва към тръбопровода, по който циркулира студоносителят, а другият - към тръбопровода с топлата вода. Всеки отделен кръг разполага със собствен клапан. По този начин се постига и по-гъвкаво управление на микроклимата в сградата.

Тритръбната система не изисква два топлообменника
В някои случаи се използва и тритръбна система, при която конвекторът е свързан с две тръби - една с топла вода и една със студена вода. Всеки конвектор е снабден с клапан, с който се контролира подаването или на топла или на студена вода. След конвектора водата се отвежда по общ тръбопровод, в които попада както студената, така и топлата вода. За да се намалят загубите от смесването на двата потока - студен и топъл, се поставя датчик, следящ температурата на обратната вода. В зависимост от нея, водата се подава или към хладилния агрегат или към котела. Тритръбната система също позволява поддържане на различни режими на работа на конвекторите, но не изисква използването на конвектори с два топлообменника. Използват се предимно вентилаторни конвектори оборудвани с един топлообменник. Недостатъкът й е смесването на потоците, както и необходимостта от монтиране на допълнителни елементи за управление.

Конвектор с електронагревател
Някои модели вентилаторни конвектори допълнително са оборудвани и с електронагревател. Това дава възможност конвекторът да работи като отоплителен уред, през периоди, в които в системата все още циркулира студоносител. Типичен пример са преходните сезони, в които е предвидено вентилаторният конвектор, все още да работи в режим на охлаждане и към него се подава студена вода. През пролетта и есента обаче, някои помещения се изисква да бъдат отоплявани. В този случай въздухът от помещението се подгрява с електронагревателя, а студоносителят преминава през клапана на конвектора. Основен недостатък на описаната система е високото електропотребление.

Регулиране на мощността на вентилаторните конвектори
Мощността на вентилаторните конвектори зависи както от качеството и количеството на постъпващия в конвектора топлоносител, така и от количеството въздух, обтичащо топлообменника. За регулиране на топлинната мощност на вентилаторния конвектор се използват предимно два начина - намаляване на обема на постъпващата вода и/или на въздушния поток. При първия начин, а именно - при изменение на обема на постъпващата вода, се използва регулиращ клапан, с помощта на който се променя сечението на тръбата. По този начин се влияе върху количеството студена (топла) вода, преминаващо през топлообменника, което води и до промяна на температурата на въздуха. При втория начин, включващ регулиране на обема на въздуха, се променя честотата на въртене на вентилатора на конвектора. По този начин се променя количеството топлина (студ), отнемано от топлообменника. Колкото по-голяма е скоростта на нагнетявания въздушен поток от вентилатора, толкова по голямо е топлоотдаването от конвектора. Обикновено вентилаторите на конвекторите работят с три скорости - малка, средна и максимална.
Ако конвекторът се използва с други отоплителни прибори, е добре да се има предвид, че топлоотдаването от конвектора при ниски температури на топлоносителя се понижава по-бавно в сравнение с топлоотдаването от други отоплителни уреди. Затова е желателно, конвекторите да имат собствен независим кръг.

Предимства и недостатъци
Вентилаторните конвектори обикновено са оборудвани и с регулираща и спирателна арматура, както и с пулт за управление, с помощта на който се регулира работата на конвектора и се поддържа зададената температура в помещението. Работата на вентилаторните конвектори би могла да се регулира и от централна система за управление.
Сред предимствата на вентилаторните конвектори са още малкото тегло, неголемите габаритни размери и не високата им себестойност. В повечето случаи използваният топлоносител (студоносител) е вода. Също така няма специални ограничения по отношение на налягането и температурата.
Основен недостатък на тези уреди е сложността на почистване на нагревателния елемент. Също така конвекторите не са много подходящи за основно отопление в условия на много ниски температури.