Системы кондиционирования

Содержание

1. Современное кондиционирование воздуха 
2. Принцип работы кондиционера 
3. Классификация кондиционеров
4. Бытовые кондиционеры
5. Полупромышленные кондиционеры
6. Промышленные кондиционеры
7. Классификация систем кондиционирования
8. Инверторные модели

Современное кондиционирование воздуха

Кондиционирование воздуха в помещениях – процесс, позволяющий создавать и поддерживать оптимальные значения температуры, влажности и чистоты воздуха, что благоприятно  влияет на здоровье и работоспособность человека. 

Системы кондиционирования способны работать на охлаждение и обогрев, благодаря наличию встроенных фильтров тонкой и грубой очистки поддерживать чистоту воздуха в помещении, а так же осушать воздух и осуществлять вентиляцию.

В настоящий момент на рынке кондиционирования воздуха представлено большое разнообразие оборудования, предназначенного  для создания оптимального микроклимата в помещениях различного назначения

Кондиционеры способны охлаждать его (основной режим), нагревать, изменять влажность (осушка/увлажнение), перемешивать (подвижность) и очищать от пыли и загрязнений. В некоторых случаях возможна подача свежего наружного воздуха.

Общий принцип кондиционирования воздуха

Охлаждение или нагревание воздуха осуществляется благодаря контакту воздуха с холодным или горячим теплоносителем, который и циркулирует из помещения за его пределы и обратно. При этом расход энергии связан не с охлаждением или нагреванием теплоносителя, в роли которого выступают фреоны, а с перемещением фреона по фреоновому трубопроводу.

• Цикл охлаждения

                           Компрессорная система охлаждения

Принцип работы кондиционера аналогичен принципу работы холодильника.

Цикл охлаждения состоит из четырёх этапов:

1. Хладагент циркулирует по закрытому контуру системы, его движение поддерживается компрессором. На первом этапе в компрессор из испарителя поступает холодный парообразный хладагент низкого давления. Затем он сжимается, в течение этого процесса происходит повышение его температуры и давления.
2. Разогретый парообразный хладагент поступает в конденсатор, где переходит в состояние жидкости высокого давления — процесс конденсации. Холод, отводимый от хладагента вентилятором системы охлаждения отдаётся окружающей среде.
3. Затем жидкий хладагент попадает в расширительный клапан, где он резко расширяется, при этом снижаются его давление и температура (он переходит в туманообразное состояние). Регулятор потока контролирует подачу хладагента в испаритель.
4. Хладагент низкого давления попадает в испаритель. Там он начинает кипеть и забирать тепло от воздуха внутри помещения, переходя при этом в газообразное состояние. Затем газообразный хладагент возвращается в компрессор и цикл начинается заново.

• Цикл нагрева

Для нагрева воздуха в кондиционерах используется обратный цикл.

Обогрев с помощью кондиционера

Простейшие сплит-системы работают только на охлаждение воздуха в помещении. А вот современные кондиционеры устроены таким образом, что могут еще и обогревать помещение. Правда, им нельзя пользоваться при сильных морозах, так как в этом случае масло, находящееся в картере кондиционера, загустевает, что ускоряет его износ. Кроме того, он в это время малоэффективен.

Так что, подобное устройство системы кондиционирования позволяет использовать его для обогрева помещения только весной и осенью. Так как в данном случае электроэнергия идет исключительно на доставку тепла, то сплит-системы весьма экономичны. В последнее время разработаны новые устройства систем кондиционирования, работающие и зимой. Для этого осуществляется электроподогрев картера, препятствующий загустеванию масла.

По производительности кондиционеры обычно делят на три группы.

• Бытовые кондиционеры 
• Полупромышленные кондиционеры 
• Системы промышленного кондиционирования воздуха 

Бытовые кондиционеры делятся на следующие типы:

• сплит-системы –- состоят из двух блоков, внутреннего и наружного, соединенных между собой трассой фреонопровода (это, как правилоэто - медные трубки);
• мульти-сплит - системы–- состоят из одного наружного блока и нескольких внутренних блоков;
• мобильные -  нет необходимости в проведении монтажных работ;
• оконные - представляют из себя моноблок, монтируются в окне.

Бытовые кондиционеры отличают более простой монтаж и обслуживание, сравнительно низкая цена.

В офисных, административных и торговых помещениях среднего и большого объема, как правило, устанавливаются полупромышленные кондиционеры. У них меньше дополнительных опций, но значительно выше мощность, перепад высот между внешним и внутренним блоками и т.п.

К полупромышленным кондиционерам можно отнести:

• напольно-потолочные–возможность  гибкой инсталляции, внутренний блок можно устанавливать как на полу, так и на потолке, в зависимости от характеристик помещения;
• колонные кондиционеры - характеризуются простотой монтажа, а также высокой энергоэффективностью;
• кассетные - монтируются в потолок, легки в эксплуатации;
• канальные - относятся к кондиционерам скрытого типа, могут устанавливаться в любом технологически удобном месте вне зависимости от конфигурации помещения и инженерных коммуникаций.

Виды промышленных кондиционеров:

• мультизональные системы кондиционирования;
• чиллеры и фанкойлы;
• центральные кондиционеры;
• крышные кондиционеры (руфтопы);
• системы специального кондиционирования, прецизионные кондиционеры.

Рассмотрим поподробнее классификацию систем кондиционирования

• 1. Для кондиционирования небольших помещений используются бытовые кондиционеры. К ним кондиционерам принято относить моно- и сплит-системы производительностью до 6—8 кВт.

Как правило, бытовыми сплит-системами называют настенные модели кондиционеров, хотя на рынке присутствуют в достаточном количестве и кассетные и канальные и универсальные модели указанной мощности.

• 2. Для кондиционирования помещений площадью от 60—80 м² до 200—300 м² применяют полупромышленные кондиционеры).

К этим системам кондиционирования обычно относят все сплит-системы канального, кассетного, напольно-потолочного и настенного типа мощностью более 6 кВт (по некоторым классификаторам — более 8 кВт).

Раз мощность кондиционеров выше, значит, есть возможность удалить внешний блок на достаточное расстояние; многие модели (штатно) оборудованы также устройствами защиты для кондиционирования при отрицательных внешних температурах

• 3. Для централизованного кондиционирования помещений большой площади (зданий или целого ряда помещений) с помощью одной системы кондиционирования и вентиляции применяют промышленные модели кондиционеров. К ним относят системы мощностью свыше 20—25 кВт.

Бытовые и полупромышленные системы кондиционирования воздуха делятся, помимо мощности (производительности) и способа управления, по конструктивному исполнению

• на моноблоки и сплит-системы.

Моноблоки  имеют в одном корпусе все элементы, обеспечивающие движение фреона по холодильному контуру.

У сплит-системы более шумные детали вынесены в наружный блок, размещаемый на улице, а во внутреннем (комнатном) остаются фильтры, вентилятор, испарительный радиатор, иногда плата управления и другие нешумные детали.

Если внутренних блоков два и более — это мульти сплит-система.

По типу внутреннего блока сплит-системы бывают:

• настенные;
• кассетные;
• канальные;
• универсальные (напольно-потолочные, настенно-потолочные, потолочные, угловые кондиционеры; различия есть, но условно их можно назвать универсальными);
• колонные.

Сплит-системы, в свою очередь, бывают обычными и инверторными.

В обычном кондиционере, при постоянно работающем внутреннем блоке, компрессор включается при превышении величины температуры поступающего во внутренний блок воздуха над заданным с пульта управления (ПДУ) значением.

Как только температура поступающего на внутренний блок воздуха достигает заданного на пульте управления значения, компрессор, по команде с платы управления внутреннего блока, отключается.

Кондиционер или холодит, или не холодит. Кондиционирование происходит при включении компрессора. Температура воздуха, охлаждаемого внутренним блоком (при кондиционировании), величина постоянная и почти не зависит от значения, заданного на ПДУ (лишь бы оно было меньше температуры в помещении), а лишь от времени, за которое кондиционер «войдет в режим» (и от температуры воздуха в помещении).

Т.е., зададим ли мы на ПДУ значение +16ºС или +25ºС, при температуре в помещении +30ºС, эффект будет одинаков.

Кондиционер считается исправным, если разница между воздухом, забираемым во внутренний блок кондиционера и охлажденным, составляет не менее 10ºС. На практике, в зависимости от типа и модели кондиционера, особенностей монтажа и настройки, разница может составлять и 20ºС и более.

С инверторными моделями дело обстоит несколько иначе.

Название свое они получили от слова «инвертор» — преобразователь. Переменный ток преобразуется в постоянный, компрессор работает от постоянного тока.

Схема управления в инверторе более сложная, благодаря чему компрессор работает с переменной производительностью. Процесс кондиционирования происходит постоянно, лишь с разной интенсивностью.

Если разница между заданными и реальными параметрами температуры большая, компрессор включается на полную мощность, при приближении температуры воздуха помещения к заданному с ПДУ значению, мощность охлаждения снижается.

Само по себе это дает выигрыш в потреблении электроэнергии, а также по шуму, уровень которого существенно ниже (за счет использования двигателя постоянного тока и за счет того, что большую часть времени компрессор работает при минимальных оборотах). Экономия электроэнергии при кондиционировании с использованием инверторной сплит-системы составляет до 30%, в т. ч. и потому, что нет постоянных пусковых нагрузок. Помимо этого, использование инверторного кондиционера значительно более комфортно, нет резких перепадов температуры, меньше шансов простудить сотрудника, члена семьи или себя любимого.

Из минусов

• инверторы дороже обычных кондиционеров, на модели малой мощности разница в цене почти двукратная. По мере увеличения мощности кондиционера, разница в цене уменьшается, и на 7—8-кВт-ные модели практически одинакова;
• инверторные сплит-системы значительно сложнее по исполнению, поэтому мы настоятельно не рекомендуем использовать при покупке инвертора категорию эконом-класса. Здесь экономия не вполне уместна;
• при покупке инверторного кондиционера следует отдавать себе отчет, что модель более сложная, более требовательная к условиям эксплуатации. 

Промышленные кондиционеры

• Прецизионные кондиционеры

Кондиционеры прецизионного типа  устанавливаются в помещениях, для которых необходимо поддерживать температурный, влажностной и другие параметры на строго определённом уровне с высокой точностью. Выход из строя такой системы кондиционирования может повлечь  за собой поломку дорогостоящего оборудования, работоспособность которого зависит от стабильности поддерживаемого микроклимата в помещении.

• Мультизональные кондиционеры

Мультизональные кондиционеры используются для кондиционирования воздуха в помещениях  большой площади и  обслуживания многоэтажных зданий. Кондиционеры  представляют собой разветвлённую систему  с длиной коммуникаций до 160 метров и допустимым расстоянием между внутренним и наружным блоками до 50 метров. 

• Roof-top кондиционер

Кондиционеры типа Roof-top (или крышные кондиционеры), устанавливаются на крышах гипермаркетов,  спортивных комплексов и т.д. Данный тип оборудования для кондиционирования воздуха в  помещениях  способен подавать атмосферный воздух  внутрь обслуживаемого здания.

• Центральные кондиционеры

Представляют собой многосекционную и многофункциональную систему, которая размещается в отведённом для неё помещении или за пределами здания.  Решение об установке такой системы кондиционирования воздуха в помещении принимается на стадии разработки проекта здания.

• Система: чиллер-фанкойл

Данная система кондиционирования  представлена чиллером (испарителем) и фанкойлами, количество которых зависит  от мощности чиллера. Расстояние между блоками системы может достигать несколько сотен метров.  Такие системы кондиционирования обслуживают здания с большой площадью помещений и отличаются независимой работой фанкойлов.

Устройство любой системы кондиционирования воздуха, работающей на фреоне, предполагает наличие таких важных элементов, как:

• компрессор, осуществляющий сжатие и всасывание хладагента;
• теплообменники испарительного и конденсаторного типа, через которые передается тепловая энергия от фреона к окружающей среде;
• вентиляторы, обеспечивающие обдув теплообменников;
• фильтры механической очистки + нередко фильтры тонкой очистки;
• плата управления, отвечающая за работу всей электроники;
• регулятор потока (ТРВ или капиллярная трубка) для дозированной подачи жидкого хладагента из конденсатора в испаритель;
• 4-ходовый клапан у «теплых» кондиционеров, перенаправляющий хладагент в другую сторону.