Автономні кондиціонери

Під дією низки різних факторів повітря всередині приміщення може імінювати свій склад, температуру та вологість, що призводить до погіршення самопочуття людей або порушення нормального протікання технологічних процесів. Для того, щоб запобігти надмірному погіршенню якості внутрішнього повітря слід здійснювати обмін повітря в приміщенні, при якому з кімнати видаляється забруднене повітря, а на його місце надходить чистіше, як правило, зовнішнє повітря. Тому основна задача вентиляції полягає в забезпеченні обміну повітря для підтримання розрахункових параметрів внутрішнього повітря.

Вентиляцією називають сукупність заходів та пристроїв, які забезпечують розрахунковий обмін повітря в приміщеннях.

Вентиляція приміщень зазвичай забезпечується однією або кількома спеціальними інженерними системами - системами вентиляції, які складаються з технічних пристроїв. Такі пристрої виконують окремі задачі - нагрівання повітря, очищення, транспортування, розподіл повітря в приміщенні, зниження рівня шуму та інше. Окрім застосування технічних пристроїв, для нормального функціонування вентиляції потрібна реалізація певних технічних та організаційних заходів, наприклад, нормування швидкості руху повітря для зменшення рівня шуму, якісне виготовлення повітропроводів для запобігання витокам тощо.

Слід наголосити на тому, що вентиляція повинна забезпечувати не просто обмін повітря, а розрахунковий обмін, тобто влаштування системи вентиляції вимагає обов'язкового попереднього проектування, під час якого визначається розрахунковий обмін повітря, конструкція системи та режими роботи всіх її пристроїв. Тому вентиляція - це не просте провітрювання, яке забезпечує неорганізований обмін. Якщо мешканець відчиняє кватирку в кімнаті, то це ще не вентиляція, оскільки невідомими є потрібна кількість повітря та скільки насправді його надходить. Якщо ж виконані попередні спеціальні розрахунки, за допомогою яких встановлено, яку кількість повітря потрібно подати та на який кут відчинити кватирку, то тоді слід вести мову про влаштування природної вентиляції в цій кімнаті.

Системи вентиляції забезпечують мікроклімат приміщень і в загальній ієрархії знаходяться між системами опалення та системами кондиціювання повітря. Кондиціювання - це створення та автоматичне підтримання в приміщеннях параметрів повітря на певному рівні з метою забезпечення оптимальних умов, сприятливіших для самопочуття людей. Автоматизована система кондиціювань підтримує заданий стан повітря в приміщенні незалежно від атмосферних умов. Основне обладнання системи компонується один агрегат, який називають кондиціонером.

Система вентиляції здатна забезпечувати на потрібному рівні температуру, рухливість, відносну вологість, запиленість та концентрації шкідливих виділень. Традиційна система, як правило, не має пристроїв для охолодження та осушення повітря, тому в тепли період року вона не завжди забезпечує дотримання температури вологості в приміщенні на оптимальному рівні. Враховуючи це система вентиляції розраховується на підтримання не оптимальних, допустимих параметрів внутрішнього повітря.

Складнішою, досконалішою та потужнішою є систем кондиціювання повітря, яка здатна забезпечити в приміщенні дотримання всіх параметрів повітря на заданому рівні з потрібним, ступенем забезпеченості. Чіткої межі між системами вентиляції та кондиціювання провести неможливо. Традиційно системи кондиціювання відрізняється від системи вентиляції наявністю джерела холоду та охолоджувача повітря тієї чи іншої конструкції.

Обидві системи досить часто використовують для повітряного опалення, подаючи в приміщення перегріте повітря.

Рух повітря зовні, в самому приміщенні та з нього об'єднуються поняттям повітряного режиму будівлі. Всі питання, пов'язані з повітряним режимом поділяють на три задачі - внутрішню, крайову та зовнішню.

Внутрішня задача вирішує питання розрахунку параметрів повітря та його руху в самому приміщенні (розрахунок потрібного обміну повітря, його розподіл в приміщенні і т. п.), крайова - руху повітря із атмосфери в приміщення ( вибір способу обробки повітря та вентиляційного обладнання ) і зовнішня - руху повітря в атмосфері після його викиду ( розрахунок гранично допустимих викидів, вибір місця розташування викидних пристроїв тощо)

Системи вентиляції та кондиціювання повинні відповідати санітарно-гігієнічним, економічним, енергетичним та іншим вимогам. Однак, на жаль, створення ідеальної системи, яка задовольнить всі вимоги, принципово неможливо. Наприклад, встановлення додаткового обладнання підвищує можливості системи, але зростає її вартість, ускладнюється ремонт тощо. Тому слід пам'ятати, що будь-яке технічне рішення, в тому числі і система вентиляції, є певним компромісом між виконанням вимог, які часто протирічать одна одній.

Системи вентиляції і кондиціювання повітря повинні задовольняти: і санітарно-гігієнічним, технологічним, енергетичним, економічним, конструктивним, експлуатаційним, пожежної безпеки, екологічним, архітектурно-будівельним та будівельно-монтажним вимогам.

Санітарно - гігієнічні вимоги полягають в дотриманні стану внутрішнього повітря, який відповідає санітарним нормам. Технологічні якість внутрішнього повітря повинна задовольняти вимогам технологічних процесів, які відбуваються у приміщенні. В окремих випадках для виконання цих вимог потрібно використовувати не систему вентиляції, а систему кондиціювання повітря. Енергетичні вимоги полягають в тому, що системи вентиляції та кондиціювання повинні виконувати свої функції з мінімальним споживанням теплової та електричної енергії. Економічні - вартість самих систем та їх експлуатація повинні бути якомога нижчими. Конструктивно-технологічні вимоги передбачають сучасні ефективні способи виробництва систем вентиляції та кондиціювання. Мінімально можливі затрати праці під час експлуатації передбачають експлуатаційні вимоги. Вимогами пожежної безпеки передбачається унеможливлення виникнення пожежі при експлуатації систем вентиляції та перекидання полум'я з одного приміщення в інше через систему вентиляції. Робота систем вентиляції та кондиціювання не повинна забруднювати довкілля ( екологічні вимоги ), їх елементи не повинні порушувати внутрішній інтер'єр приміщення ( архітектурно - будівельні ) та монтуватися із застосуванням технологічних способів, які забезпечують високу якість системи ( будівельно-монтажні).

Системи вентиляції класифікують за функціональним призначенням та відповідно до принципових конструктивних особливостей.

За призначенням вентиляційні системи поділяють на припливні та витяжні. Насправді, це поділ за напрямком руху повітря - припливні системи подають повітря в приміщення, витяжні - видаляють повітря з нього. Цей поділ достатньо умовний, оскільки крім чисто припливних та витяжних систем, які є прямоточними, існують і змішані системи з рециркуляцією повітря (припливно - витяжні).

За зоною обслуговування системи поділяють на загальнообмінні та місцеві. Загальнообмінні системи обслуговують весь об'єм приміщення, а місцеві системи подають або видаляють повітря з окремих робочих зон, чи від джерел виділення шкідливих речовин (особливо, у виробничих приміщеннях).

Залежно від конкретних умов обирають такий тип системи, який забезпечує виконання поставлених задач з мінімальними витратами Досить часто приміщення обслуговуються кількома системами.

Системи кондиціювання кваліфікують:

За призначенням - комфортні та технологічні. Комфортні призначені для створення та підтримання параметрів повітря, які задовольняють санітарно-гігієнічним вимогам, технологічні вимогам технологічних процесів.

За режимом роботи системи поділяють на сезонні та такі, Яка Працюють протягом року.

За характером зв'язку з приміщенням, яке обслуговується - на центральні та місцеві.

За схемою обробки повітря - прямоточні, рециркуляційні та комбіновані.

За тиском - низького, середнього та високого тиску.

За кількістю зон обслуговування - однозональні та багатозональні

За забезпеченням метеорологічних умов в приміщенні - першого, другого та третього класу.

За наявністю власного джерела тепла та холоду - автономні і неавтономні.

Віконні кондиціонери - це одні з перших автономних кондиціонерів, які стали використовувати для обробки повітря в житлових та офісних приміщеннях. Такі кондиціонери випускаються потужними фірмами і до нашого часу, хоча ринок збуту зменшується. Вони характеризуються продуктивністю за холодом від 1.5 до 7 кВт, більшість моделей можуть працювати в режимі теплового насоса з продуктивністю за теплом до 10 кВт, мають коефіцієнт термічної ефективності від 2.3 до 2.6, електричну потужність до 2.5 кВт, рівень шуму - 50 ...75 дБ.

Складаються вони (мал.1) з корпуса, який поділений перегородкою на дві частини. В одній частині розташовані компресор, вентилятор та конденсатор, в іншій - випарник, вентилятор та додаткове обладнання. Встановлюються вони у вікно чи зовнішню стінку таким чином, щоб компресорна частина була розташована на вулиці, а випарник - всередині приміщення. В перегородці таких кондиціонерів є отвір, через який всередину приміщення може потрапляти невелика (до 10%) кількість зовнішнього повітря. До переваг кондиціонерів такого типу відносять компактність, високу ефективність обміну тепла, високу продуктивність. Основним недоліком є те, що кондиціонер встановлюється у вікні, і розподіл потоків у приміщенні практично неможливо змінити. Крім того, порівняно з іншими системами такі кондиціонери мають високий Рівень Чекового тиску.

Мал. 1 Віконний кондиціонер

Найбільшого поширення для кондиціювання повітря житлових та офісних приміщень набули кондиціонери спліт-систем, які складаються і внутрішнього (випарного) та зовнішнього (компресорно-конденсатного) блоків.

Мал. 2 Загальний вигляд зовнішнього блоку

В зовнішньому блоці знаходяться компресор, конденсатор та вентилятор і розташовується він, як правило, на стіні будівлі, на даху або балконі, де гарячий конденсатор може продуватись зовнішнім повітрям. Внутрішній блок встановлюється безпосередньо в приміщенні і призначається для охолодження чи нагрівання повітря, його очищення та створення потрібної рухливості повітря. Блоки з'єднані між собою трубками та електричним кабелем. Конструктивне та дизайнерське вирішення внутрішніх блоків досить різне, вони ефективно підтримують задану температуру, працюють з низьким рівнем звукового тиску. Основною перевагою є відносна простота конструкції, недоліком - неможливість подачі в приміщення свіжого повітря. Внутрішні блоки кондиціонерів спліт-систем бувають: настінні (1.5-5 кВт), підлогово-стелеві (4-9 кВт), колонні (5 - 14.5 кВт), касетні (5 -14 кВт), канальні (13-18 кВт) багатозональні VRV системи зі змінною витратою холодоагенту. Фірма "Electra" у 2004 році почала

Комплектацію ще одним типом внутрішнього блока серії "Класік" або "Хамелеон" (мал.3), які встановлюються в стінку чи в кут приміщення.

Мал.3 Внутрішній блок "Хамелеон"

Найпоширеніші настінні кондиціонери, в яких до одного зовнішнього приєднується один внутрішній блок.

Мал. 4. Загальний вигляд внутрішнього настінного блока кондиціонера "Samsuhg"

Якщо потрібна обробка повітря в кількох сусідніх кімнатах, використовують моделі, в яких до одного зовнішнього блоку приєднують три - чотири ( в деяких моделях до шести ) внутрішніх блоків - мультиспліт - система. Технічні характеристики кондиціонерів наводяться в каталогах фірм виробників. В Україні найпоширенішими є кондиціонери фірм "Daikin", "Electra", "Samsung", "Panasonic", "LG", "McQuay" та інші. З'являються на ринку і українські агрегати, зокрема "Nord". Сучасні кондиціонери спліт-систем керуються з пульта дистанційного управління, за допомогою якого задають режим роботи, температуру повітря в приміщенні, регулюють напрямок повітряного потоку. Лідери виробництва кондиціонерів комплектують сучасні настінні блоки такими режимами та пристроями - інтоматичним рухом повітряних стулок, режимом підвищеної потужності, режимом попередження протягів, інверторним управлінням, автоматичним режимом вентиляції, режимом економічної роботи при відсутності людей, нічним режимом, низьким рівнем звукового тиску, антибактеріальним фільтром, фотокаталітичним фільтром ( фірма "Daikin" ). Фірма "Panasonic", наприклад, комплектує свої настінні блоки генераторами кисню, іонізаторами повітря, повітроочисним катехіновим та дезодоруючим фільтрами.

Потужність настінних блоків обмежена через те, що потужний струмінь холодного повітря, який спрямований в робочу зону, викликає неприємні відчуття у споживачів. Як вказувалось раніше, ефективним засобом боротьби з таким явищем є настилання струменю стелею чи вздовж стіни. Для цього використовують підлогово - стелевий блок, який встановлюється на підлозі, стіні чи стелі (мал 5).

Мал.5. Підлогово - Степеві блоки

У великих приміщеннях - ресторанах, холах, там, де немає підвісних стель, часто використовують кондиціонери колонного типу, які мають високу продуктивність за холодом та створюють потужний повітряний потік, що спрямовується в стелю, після чого поширюється на весь об'єм приміщення (мал.6).

Мал 6. Колонний кондиціонер

Дуже добре вписуються в інтер'єр великих приміщень (супермаркетів, офісів тощо) з підвісними стелями кондиціонери касетного типу (мал.6). Внутрішній блок монтується в просторі за підвісною стелею, при цьому видно лише декоративну решітку стандартних розмірів 600 х 600 мм. Повітря забирається через центральну частину внутрішнього блока, проходить в ньому обробку і подається в бокові

Мал.7 Канальні внутрішні блоки

Мал. 8. Касетний внутрішній блок

Потрібно підкреслити, що фірми - виробники постійно покращують дизайн кондиціонерів, всі внутрішні блоки комплектують якісними фільтрами, автоматичним управлінням тощо.

Канальні кондиціонери призначені для кондиціювання повітря в кількох приміщеннях і працюють в режимі рециркуляції. Основна відмінність таких блоків полягає в тому, що вони встановлюються за підшивною стелею, а повітря забирається та подається через систему повітропроводів. Блоки мають простішу конструкцію, оскільки вимоги до дизайну не такі високі.

Деякі фірми ("McQuay", "Daikin") випускають високо напірні канальні модулі, які мають високу продуктивність за повітрям, можуть обробляти певну кількість свіжого повітря, мають продуктивність за холодом 22 - 220 кВт, за теплом - 22 -140 кВт і використовуються для великих приміщень.

Мал. 9. Мультизональна система SUPER MULTI PLUS

Лідер світового виробництва кондиціонерів фірма "Daikin" Для Обробки повітря в кількох кімнатах запропонувала нову мультизональну систему кондиціювання SUPER MULTI PLUS, яка характеризується можливістю приєднання до одного зовнішнього блоку семи внутрішніх з продуктивністю від 2.5 до 7.3 кВт, при цьому існує 25 комбінацій різних внутрішніх блоків. Система безшумна в роботі, має інверторне управління, працює на охолодження при температурах - 5...+ 46 °С, на нагрів - -15...+15.5 °С. Система забезпечує максимальну протяжність горизонтальних трас до 115 м 3 максимальною різницею у висоті до ЗО м. Система має багато новинок, які забезпечують високу ефективність, потужність, простоту установки, тишу та комфорт, що дозволяє використовувати її в багатокімнатних квартирах, котеджах, офісах та готелях.

Розвитком цієї системи є системи VRV INVERTER HEAT PUMP, VRV HEAT RECOVERY, VRV PLUS, VRV PLUS HEAT RECOVERY.

Мал.10. Система VRVPLUS

Перші дві системи дають можливість підключення до 16 внутрішніх блоків, окремі з яких можуть працювати в режимі нагріву, інші - в режимі охолодження. Основні характеристики систем VRV PLUS, VRV PLUS HEAT RECOVERY такі: можливість підключення до ЗО внутрішніх блоків, робота на охолодження при температурах -5 ...+ 43°С, на нагрів -15...+15°С. Система забезпечує високу точність дотримання температурного режиму 0.5°С, зниження експлуатаційних витрат на 30% порівняно з іншими системами, загальна довжина магістралей до 100 м, перепад висоти - 50 м. Рівень шуму у внутрішніх блоках не перевищує 25 дБ, система має 7 типів пультів управління та багато інших новинок, які ставлять її на перше місце в світі.

Мал. 11. Дахові кондиціонери

Свіже повітря може надходити через забірний пристрій кондиціонера, рециркуляційне - через систему повітропроводів і змішуватися в змішувальній камері. Регулюючи відкриття стулок дотримується потрібне співвідношення свіжого та рециркуляційного повітря. Повітря проходить через фільтр, теплообмінник холодильної машини, де охолоджується чи нагрівається і вентилятором подається в систему повітропроводів. Охолодження конденсатора здійснюється спеціальним вентилятором, який входить в конструкцію "Руфтопа". Дахові кондиціонери мають широкий діапазон теплової чи холодильної потужності - 8...140 кВт та витрати повітря від 1500 до 2500О м3/год. Практично всі кондиціонери мають повітряне охолодження конденсатора з допомогою осьових вентиляторів. При роботі в режимі охолодження "Руфтоп" скидає в атмосферу достатньо велику кількість тепла. Досить часто дахові кондиціонери додатково комплектуються електропідігрівачами чи водяними підігрівачами, електродвигунами підвищеної потужності, системами регулювання швидкості вентилятора, реле сигналізації забрудненості фільтра.

Шафовий кондиціонер - це моноблок, який встановлюється в приміщеннях, де потрібно щоденно та цілодобово регулювати температуру та підтримувати чистоту повітря. їх холодильна потужність становить від 11 до 80 кВт. Основною перевагою шафових кондиціонерів є простота монтажу та обслуговування, оскільки всі основні агрегати розташовані у внутрішньому блоці. Такі кондиціонери можуть бути як з водяним, так і з повітряним охолодженням конденсатора. Кондиціонери з водяним охолодженням не працюють в реверсному режимі, а режим обігріву забезпечують вмонтовані підігрівачі повітря. Вони дешевші, мають простішу конструкцію, можуть встановлюватись в будь-якому місці приміщення, однак при їх застосуванні потрібно використовувати систему оборотного водопостачання. Окремі серії шафових кондиціонерів з повітряним охолодженням мають виносні конденсатори. У всіх моделях повітря забирається через решітку з фільтром на передній панелі і відцентровим вентилятором подається вгору через решітки у верхній частині. Додатково кондиціонери можуть комплектуватись електричним чи водяним нагрівачем, розподільчою камерою, яка забезпечує напрямок струменя та гасіння шуму.

Прецизійні кондиціонери - це різновид шафових, які обладнані системами мікропроцесорного управління і можуть підтримувати в приміщенні як температуру, так і вологість. Вони встановлюються в музеях, комп'ютерних залах, на телефонних станціях, в фармацевтичних лабораторія тощо. Прецизійні кондиціонери мають точність підтримання температури в 1 С та вологості в 2%, надійні в безперервній експлуатації, працюють в широкому діапазоні температур зовнішнього повітря, сумісні з системами диспетчерського контролю та управління мікрокліматом будівель. Фірми випускають багато модифікацій таких кондиціонерів - з водяним чи повітряним охолодженням конденсатора. Кондиціонери з водяним охолодженням складаються з одного блоку, з повітряним охолодженням - з внутрішнього та зовнішнього (конденсатного) блоку. Всі кондиціонери виконуються з нижньою чи верхньою подачею обробленого повітря. Кондиціонери з нижньою подачею обробляють велику кількість повітря і розподіляють його в приміщенні через спеціальний простір у фальш-підлозі. Забір повітря здійснюється з верхньої частини приміщення, або через патрубок і простір підвісної стелі. В кондиціонерах з верхньою подачею повітря подається безпосередньо в приміщення і забирається через передню, бокову чи задню панелі. Кондиціонер може комплектуватись додатково камерою розподілу повітря.

Такі системи забезпечують регулювання температури одночасно у великій кількості приміщень - готелях, офісах тощо. Споживачі - кондиціонери та доводчики (фанкойли) можуть вмикатися та вимикатися, змінювати свою продуктивність. Система дозволяє вводити будівлі в експлуатацію, поступово нарощуючи кількість споживачів. Крім фанкойлів холод можуть споживати і теплообмінники центрального кондиціонера чи інше технологічне обладнання.

Джерелом холоду в такій системі є машина, яка охолоджує холодоносій (воду або іншу рідину) і називається чиллером (мал. 6.39 ). Деякі моделі чиллерів можуть працювати в реверсному режимі теплового насоса.

Фанкойл (fan - вентилятор, соіі - змійовик) - це агрегат, який встановлюється в приміщенні і складається з теплообмінника, фільтра, вентилятора та пульта управління.

Вентилятор через фільтр забирає повітря з приміщення і подає його до теплообмінника, в якому воно охолоджується чи підігрівається. Якщо до фанкойла подати свіже повітря від припливної установки, то система зможе забезпечити і провітрювання приміщень.

Циркуляція холодоносія здійснюється за допомогою спеціальних насосних станцій, якими комплектуються чиллери. До їх складу, крім циркуляційних насосів, входять розширювальний та акумулюючий баки, арматура та автоматика. Керувати роботою станції може чиллер. Схеми кондиціювання можуть бути різними. Найпростіша - чиллер та насосна станція розташовуються на даху будівлі. Система трубопроводів здійснює подачу холодоносія до фанкойлів та повернення його в чиллер. Схема може ускладнюватись - наприклад, до фанкойлів підводять трубопроводи системи опалення або на горищі будівлі поруч з чиллером встановлюють центральний кондиціонер, повітря від якого підводиться до фанкойлів.

Переваги такої системи:

Велика гнучкість при кондиціюванні великої кількості приміщень. До одного чиллера підключають велику кількість фанкойлів, які працюють незалежно один від одного;

Регулюється не лише загальний тепловий режим будівлі, а й режим роботи кожного фанкойла;

Можливість поступового нарощення потужностей;

Необмежена віддаль від чиллера до фанкойлів.

Центральні кондиціонери - це неавтономні кондиціонери, до яких підводяться мережі холодопостачання, теплопостачання, водопостачання та електроенергія. Центральні кондиціонери широко використовуються в комфортному та технологічному кондиціюванні і призначені для обслуговування одного великого чи кількох приміщень. Інколи кілька кондиціонерів працюють на одне велике приміщення - виробничий цех, закритий стадіон тощо.

Сучасні центральні кондиціонери складаються з уніфікованих типових секцій (модулів) - технологічних, в яких здійснюються процеси обробки повітря (нагрівання, охолодження, очищення, осушення, зволоження, транспортування), та проміжних чи модулів обслуговування, через які обслуговують технологічні модулі та змішують і регулюють витрату повітря. Не дивлячись на те, що влаштування центрального кондиціонера практично неможливе в існуючих будівлях і вимагає складних монтажно-будівельних робіт та прокладки повітропроводів, центральний кондиціонер ефективно підтримує параметри (температуру, вологість та рухливість) повітря в приміщеннях. Дослідження багатьох авторів показують, що центральні кондиціонери кращі за автономні і за якістю обробленого повітря, і за стабільністю дотримання параметрів внутрішнього повітря, і за собівартістю обробки повітря. Однак неможливість регулювання параметрів у окремому приміщенні та вказані недоліки зменшують ринок їх збуту.

Центральні кондиціонери поділяють на прямоточні (з утилізацією тепла чи без) та рециркуляційні (з першою рециркуляцією, з другою рециркуляцією, з першою та другою рециркуляціями та з обвідним каналом поза камерою зрошення).

Прямоточні кондиціонери здійснюють обробку лише зовнішнього повітря, кондиціонери з рециркуляцією обробляють суміш зовнішнього та рециркуляційного повітря. Коли мова йде про першу рециркуляцію, то мають на увазі, що рециркуляційне повітря змішується із зовнішнім перед калорифером першого підігріву, що дає можливість зменшити витрати тепла на цей підігрів. Друга рециркуляція - це підмішування рециркуляційного повітря до обробленого перед калорифером другого пщігріву, що дає змогу відмовитись від другого підігріву в теплий період року. В теплий період року доцільним може бути режим, при якому в камері зрошення обробляється не все повітря, а лише частина, що зменшує витрати на другий підігрів. Використання утилізації тепла та рециркуляції здешевлює обробку повітря в холодний період року.

Центральний кондиціонер складається з окремих типових секцій, герметично з'єднаних між собою. Корпус виготовлений з алюмінієвого каркасу, до якого прикріплені панелі, що складаються з двох оцинкованих листів з теплоізоляційним матеріалом між ними. В секціях передбачаються дверцята для обслуговування вузлів. Набір секцій залежить від вимог до параметрів обробленого повітря. Крім стандартних типових компоновок, існує можливість створення індивідуальної унікальної компоновки. Кількість секцій та їх розміри залежать від витрати повітря, яке обробляє кондиціонер.

Використана література

М:.

Автономні кондиціонери

Похожие статьи