Для создания и поддержания комфортного здорового климата в помещениях жилых одноквартирных зданий (коттеджах) они должны оборудоваться инженерными системами. Система создания микроклимата обеспечивает отопление помещений в холодное и переходное время года, их охлаждение в теплое время года и подачу в помещения чистого свежего воздуха.
Существует много вариантов технических решений системы обеспечения микроклимата:

• независимая система водяного отопления с отопительными приборами, трубопроводами, автономным или централизованным источником теплоты, системы приточной и вытяжной вентиляции, кондиционирования воздуха с использованием кондиционеров сплит-систем;
• независимая система отопления и центральная система кондиционирования воздуха, которая может быть реализована либо с помощью сплит-системы с приточной вентиляцией CLIVET, либо с помощью центрального кондиционера небольшой производительности, как правило, подвесного типа;
• местно-центральная система кондиционирования воздуха с вентиляторными доводчиками (фэн-койлами), центральным источником холода в теплое время и теплоты в переходный период (чил-лером) и источником теплоты, автономным или централизованным для низких температур наружного воздуха (ниже -5 °С). Это устройство обеспечивает подачу в помещения центральной системой или местными аппаратами обработанного наружного воздуха в пределах санитарной нормы, круглогодичное отопление и охлаждение помещений.

Система кондиционирования воздуха с чиллером и фэнкойлами является примером экономичного решения задачи создания и поддержания заданных параметров микроклимата в помещениях, она обладает значительными преимуществами перед другими системами:

• возможностью индивидуального круглогодичного поддержания требуемой температуры воздуха в каждом помещении;
• возможностью подачи свежего воздуха, прошедшего очистку и обработку в помещения с заданной температурой;
• возможностью работы системы в трех режимах функционирования: охлаждение, отопление и вентиляция;
• безопасностью для людей в процессе обслуживания и эксплуатации системы, так как применяется безвредное вещество - вода или раствор пропи-ленгликоля;
• отсутствием ограничений по длине трассы и перепаду высот водяных трубопроводов по сравнению с трассами холодильного контура;
• возможностью экономии электроэнергии и затрат на нее за счет сведения воздухообмена до минимальных значений и сокращения затрат на транспортировку воздуха, гибкого регулирования температуры воздуха в помещениях, аккумулирования холода и теплоты в баках, что позволяет не только сглаживать суточные колебания тепловой и холодильной нагрузки, но и уменьшать потребную холодопроизводительность чиллера, использовать ночные тарифы на электроэнергию;
• повышением эффективности системы за счет использования чиллера в режиме "теплового насоса", в том числе и для комбинированной выработки теплоты и холода.

  Преимущества систем с чиллерами и фэнкойлами в полной мере проявляются для одноквартирных жилых зданий (коттеджей), они соответствуют основным требованиям заказчика, таким как:

• отсутствие внутренних блоков; скрытая установка оборудования, не влияющая на интерьер помещения;
• отсутствие на фасадах здания наружных блоков;
• возможность индивидуального регулирования температуры по помещениям;
• подача в помещения чистого свежего воздуха.

Немаловажной для заказчика является экономия затрат при эксплуатации системы кондиционирования воздуха и отопления.
В местно-центральной системе кондиционирования воздуха центральная установка обеспечивает обработку наружного (первичного) воздуха, подаваемого в помещения. Производительность по воздуху центральной установки определяется суммированием минимально необходимого расхода наружного воздуха для каждого помещения здания. Стандарт АВОК-1-2001 устанавливает минимальные нормы воздухообмена по наружному воздуху в помещениях жилых зданий, обеспечивающего в обслуживаемых помещениях необходимую чистоту (качество) воздуха и максимальное снижение возможного неблагоприятного воздействия на здоровье человека (с учетом допустимого качества воздуха), которые приводятся в таблице 1.

Таблица 1

НОРМЫ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИЯХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ¹

¹ При пользовании этой таблицей качество наружного воздуха считается приемлемым.
² Если приточный воздух поступает непосредственно в помещения кухни, ванны или туалета не   следует допускать его перетекание в жилые помещения.
 При определении производительности приточной установки или центрального кондиционера следует учитывать неравномерность заполнения помещений людьми, предусматривая на всех ответвлениях дроссель клапаны. Если имеется возможность регулирования числа оборотов электродвигателя вентилятора и изменения его производительности по воздуху, то возможно подбирать установку по производительности, определенной суммированием воздухообменов по всем помещениям.
  Последовательность обработки, а также технологические показатели: расходы теплоты, холода, воды и электроэнергии определяются в зависимости от периода года на основе построения процессов изменения состояния воздуха на I-d диаграмме.
  Первичный воздух по сети воздуховодов может поступать в помещение через воздухораспределители или в вентиляторныи доводчик, если его конструкция предусматривает смешение наружного и рециркуляционного воздуха. Возможность смешивания воздуха из помещения с первичным воздухом позволяет использовать первичный воздух, имеющий очень низкую температуру (12-14 °С), избегая при этом проблем с воздухораспределением.
Вентиляторныи доводчик, в дальнейшем фэнкойл, -законченный агрегат, включающий фильтр для рециркуляционного воздуха, вентилятор, теплообменник и пульт управления. Фэнкойлы устанавливаются в помещении под окном, на стене, под потолком, в потолке - в зависимости от модификации и типа. В фэнкойле проходит обработку рециркуляционный воздух, забираемый из помещения (вторичный воздух), или смесь первичного и рециркуляционного воздуха. В зависимости от периода года воздух может охлаждаться или нагреваться в теплообменнике фэнкойла. К фэнкойлам по системе трубопроводов, аналогичной системе водяного отопления, подводится холодная вода в теплый период года или горячая вода в переходный или холодный период года. Поддержание заданной температуры в каждом помещении обеспечивает система управления фэнкойла. В соответствии с заданной температурой воздуха в помещении изменяется скорость вращения вентилятора фэнкойла (низкая, средняя, высокая) и расход теплоносителя через теплообменник фэнкойла. Для этого в конструкции фэнкойла предусмотрены специальные регулирующие устройства.
  Источником холода в теплый период служит во-доохлаждающая холодильная машина - чиллер. Если в чиллере предусмотрен режим реверсирования (тепловой насос), то он может быть источником теплоты в переходный период и даже в холодный (при особых условиях эксплуатации). Чиллер может устанавливаться вне здания: на крыше, во дворе или внутри здания, в зависимости от способа охлаждения конденсатора холодильной машины.
  Циркуляцию холодоносителя, чаще воды, обеспечивает гидромодуль или насосная станция, включающая циркуляционные насосы, баки, запорную, регулирующую и предохранительную арматуру, необходимую автоматику.
  Относительная влажность воздуха в помещениях также поддерживается в пределах оптимальных значений.
  Рассмотрим пример применения системы кондиционирования воздуха с чиллером и фэнкойлами для трехэтажного коттеджа общей площадью около 350 м2. На цокольном этаже обычно размещаются гараж, бассейн, сауна, постирочная, топочная, иногда тренажерная комната и комната отдыха. На втором этаже -гостиная, столовая, гостевая, ванная с санузлом. На третьем этаже - спальни, детская комната, кабинет, ванная с санузлом.
  Воздухообмен определялся согласно нормативам, по табл. 1, для каждого помещения в зависимости от количества людей. Для каждого этажа необходимо обеспечить баланс по воздуху: количество приточного воздуха должно быть равно количеству удаляемого воздуха или быть больше, но не более чем на величину объема обслуживаемых помещений. Для помещений цокольного этажа недостающее количество приточного воздуха следует подавать в коридор для компенсации количества воздуха, удаляемого из по-стирочной, топочной, санузла. В помещение кабинета с камином следует подать дополнительное количество приточного воздуха около 120 м³/час. Если суммарное количество приточного воздуха на этаже значительно превышает количество вытяжного воздуха, то устраивается дополнительная вытяжка из гардероба. На суммарное количество воздуха для всех помещений, кроме бассейна, подбирается моноблочная приточная установка с регулируемой производительностью вентилятора - WOLTER ZGK 160-40, максимальной производительностью по воздуху 1070 м³/ч. Возможно применение центрального кондиционера подвесного типа с искусственным охлаждением воздуха в теплое время года. С целью экономии он может выбираться на меньшую с учетом неравномерности заполнения помещений производительность по воздуху, например 70% от суммарного количества воздуха. Удаление воздуха из помещений санузлов, ванных комнат, душевых, кухни, гардероба осуществляется местными вытяжными системами с помощью установки центробежных бытовых канальных вентиляторов. Для помещений с влаговыделениями следует применять вентиляторы с датчиками относительной влажности. Обработку и подачу первичного воздуха в помещения можно также предусмотреть с помощью компактных приточно-вытяжных агрегатов со встроенными рекуператорами через сеть приточных воздуховодов и воздухораспределителей. При этом удаление воздуха из помещений должно быть централизованным. Моноблочные приточные установки, центральные кондиционеры или приточно-вытяжные агрегаты устанавливаются в конструкции подшивного потолка коридора или под потолком вспомогательных помещений, возможна их установка на чердаке.
  Нагрузки по холоду могут быть определены на основе точных расчетов - от людей, солнечной радиации через окна и массивные ограждения, от бытовых приборов, освещения или с помощью укрупненных показателей - 60 Вт на м² площади помещений. Если не предусматривается охлаждение минимального количества наружного воздуха в центральной приточной системе, то следует дополнительно учесть расход холода на охлаждение этого количества воздуха. По охлаждающей нагрузке для каждого помещения подбираются фэнкойлы. Фэнкойлы CLIVET скрытой установки (модель FI) или открытой установки (модель ELFO) могут быть размещены под окнами у наружной стены. По суммарной холодопроизводитель-ности фэнкойлов с учетом нагрузки на воздухоохладитель центрального кондиционера, при его наличии, подбирается чиллер. В данном примере применен воздушно-водяной тепловой насос со спиральным компрессором WSAN 91, холодопроизводительнос-тью 23,5 кВт, теплопроизводительностью 27,6 кВт. Этот чиллер отличается исключительно низким уровнем шума, что немаловажно для жилых зданий, особенно в ночное время. Чиллер данной модели - с осевым вентилятором, поэтому он должен быть установлен во дворе здания на специальной площадке или на его крыше. Вода в теплое время года охлаждается в чиллере, а в переходное время (при температуре наружного воздуха выше О °С) нагревается в чиллере, работающем в режиме теплового насоса, при более низкой температуре наружного воздуха вода нагревается в котле. Таким образом, если в фэнкойлы подается холодная вода, обычно с параметрами 7-12 °С, то помещение охлаждается, при недостатке теплоты в помещениях фэнкойлы выполняют функцию отопительных приборов. Гидромодуль, обеспечивающий циркуляцию тепло- и холодоноси-теля, размещается в топочной. Система тепло- холо-доснабжения - двухтрубная. Принципиальная схема тепло- холодоснабжения представлена на рис.1. С помощью запорной арматуры происходит переключение работы системы с режима отопления на режим охлаждения. Гидромодуль, или насосная станция, обеспечивающий циркуляцию тепло- и холодоноси-теля, котел, пластинчатый теплообменник размещаются в топочной.
  Обычно на цокольном или в подвальном этаже размещается бассейн. Поддержание заданных параметров воздуха в бассейне (температура, относительная влажность) можно обеспечить с помощью при-точно-вытяжной вентиляции, желательно с рекуперацией полной теплоты удаляемого воздуха. Воздухообмен в бассейнах определяется, исходя из нескольких требований: необходимости поддержания заданной относительной влажности в помещении, подачи минимального расхода наружного воздуха на одного человека, недопустимости конденсации влагина поверхности ограждений. Для выполнения всех требований, в бассейне площадью 12,5 м2 получим такие значения воздухообмена, согласно рекомендуемым нормам:

• во избежание запотевания на поверхности ограждений - 880 м³/час (20,35 л/с м² водной поверхности);
• исходя из нормы подачи наружного воздуха -240 м³/час на человека (80 м³/час на человека);
• по укрупненной норме для бассейнов -122,5 м³/час (10 м³/час м² водной поверхности);
• на удаление влаги в теплый период, по расчету -133 м³/час.

Производительность приточной установки может быть выбрана, ориентируясь на максимальное значение, в этом случае целесообразно применить рекуперацию теплоты. Более экономичным решением по капитальным затратам, а особенно для эксплуатации систем, будет применение приточной установки производительностью 240 м³/час, и установка в помещении бассейна осушителя воздуха, производительностью 14 л/сутки.
  Таким образом, местно-центральная система кондиционирования воздуха с чиллером и фэнкойлами в комбинации с автономным источником теплоты выполняет все функции для поддержания в помещениях комфортной здоровой среды. Ориентировочная удельная стоимость такой системы (без учета стоимости котла) составила 162 USD на квадратный метр полезной площади здания.

Рис. 1. Схема тепло-холодоснабжения коттеджа:
Ч      - чиллер;
К      - котел;
ТО     - пластинчатый теплообменник;
НС    - насосная станция;
МПУ - моноблочная приточная установка
Ф      - фэнкойл;
ОС    - осушитель воздуха;
ДК    - дроссель-клапан