Компрессорно-конденсаторный блок: его устройство и принцип работы

Компрессорно-конденсаторный блок (ККБ) является незаменимым элементом систем вентиляции и играет ключевую роль в обеспечении нагрева или охлаждения воздуха. Он относится к категории неавтономных кондиционеров.

В этом устройстве хладагент сначала присутствует в жидком состоянии, проходит предварительную подготовку, затем попадает в теплообменник, где происходит его испарение.

В данной статье мы рассмотрим основные принципы работы компрессорно-конденсаторных блоков, уделим внимание важным аспектам их выбора и особенностям установки.

Основные элементы компрессорно-конденсаторного блока

ККБ представляет собой моноблочный агрегат с компактно размещенными компонентами. Его используют совместно с системами приточной вентиляции, а также с различными сплит-системами, оснащенными внутренними блоками или прямыми охладителями. Эти устройства могут быть альтернативой чиллерам в ситуациях, когда установка последних является проблематичной из-за нагрузки на крышу.

Ключевыми компонентами компрессорно-конденсаторного блока являются:

• компрессор;
• электродвигатель;
• центробежный или осевой вентилятор;
• теплообменник, выполняющий функции конденсатора;
• электрическая система;
• система управления.

Кроме того, к ККБ могут добавляться соединительные элементы, такие как дроссели, фильтры, соленоидные клапаны и смотровые стекла, для повышения эффективности работы устройства. Современные компрессорно-конденсаторные блоки используют озонобезопасные хладагенты, такие как R-22, R-407C и R-410A. Эти хладагенты совместимы как с любыми вентиляционными установками, так и с канальными охладителями.

Монтаж ККБ возможно осуществлять как внутри зданий, так и снаружи. Обычно производители оснастят этот агрегат защитными механизмами от скачков напряжения и давления.

Для избежания электрических травм внутренние компоненты блока изолируются и заземляются. Все детали устройства покрываются антикоррозийным составом, что позволяет применять его в условиях повышенной влажности.

Преимущества компрессорно-конденсаторного блока

Сравнивая ККБ с чиллером, можно выделить несколько заметных преимуществ:

1. Стоимость охлаждения составляет меньше, так как отсутствует промежуточный хладоноситель.
2. Удобство регулировки. К каждому блоку ККБ подключается одна приточная установка, и управление осуществляется стандартными контроллерами.
3. Простота установки. Не требуется дополнительно устанавливать вентиляторы, воздуховоды и другие элементы. Достаточно произвести монтаж теплообменника-испарителя.

ККБ может выступать как частью обширной вентиляционной системы, так и независимым модулем, интегрированным в устройство. Эти блоки могут быть стационарными напольными или настенными. Стационарные устройства часто устанавливаются рядом со зданиями или на крыше.

Включение ККБ в систему кондиционирования является наиболее доступным и экономически выгодным решением.

Современные компрессоры ККБ защищены от нестабильной работы электросети, воздействия влаги, механических повреждений и критически высоких или низких температур, которые могут повлиять на их функционирование. Корпус блока изготовлен из оцинкованной стали, что обеспечивает ему защиту от коррозии.

Для ускорения процесса охлаждения производители часто используют теплообменники и конденсаторы с алюминиевыми вставками. Теплообменник также обрабатывается специальным антикоррозийным сплавом для защиты от вредных воздействий.

Чтобы контролировать давление внутри ККБ, все элементы, контактирующие с хладагентом, оснащаются ревизионными ниппелями.

Однако, несмотря на все преимущества, ККБ иногда выходит из строя сразу после установки или же вовсе не запускается. Специалисты указывают, что это часто происходит из-за неправильного подбора компрессорно-конденсаторного блока и испарителя.

Особенности выбора компрессорно-конденсаторного блока

Чаще всего выбор подходящего компрессорно-конденсаторного агрегата осуществляется на основе его мощности. Для этого требуется провести стандартные расчеты, принимая во внимание производительность вентиляционной установки в кубометрах в час, а также температуру и влажность наружного воздуха в летний период и температуру приточного воздуха. Эти параметры подбираются для каждого региона в соответствии с СНиП.

Первый параметр обычно определяется на 6 градусов ниже оптимальной температуры в помещении. Кроме того, необходимо воспользоваться и-д диаграммой. Далее все полученные значения подставляются в формулу: Qхол=1,2хLх(Iнар-Iприт)/3600.

На изображении представлена психометрическая и-д диаграмма, которая позволяет определить остальные параметры воздуха, в том числе и расход холода, на основании двух известных величин без сложных вычислений.

Для упрощения расчетов иногда используется элементарный метод: принято считать, что на каждые 10 м² и высоте помещения 3 м требуется 1 кВт холода. Таким образом, для 200 м² понадобится блок мощностью около 20 кВт.

Специалисты рекомендуют уделить внимание нескольким аспектам, которые являются важными при выборе агрегата. Для обеспечения эффективной работы ККБ следует рассчитывать его не на максимальные значения температуры внешнего воздуха, а на минимальные, предусмотренные диапазоном работы блока.

Если расчеты производить исходя из максимальной температуры внешнего воздуха, то агрегат будет функционировать корректно только при условии, что температура в окружающей среде достигнет расчетного значения или превысит его. При понижении температуры может происходить лишь частичное испарение хладагента в испарителе, что приведет к возврату жидкого фреона к компрессору и, возможно, к его заклиниванию.

Чтобы обеспечить нормальную работу, производительность компрессора должна быть меньше максимальной производительности испарителя. Набор соединительных элементов не всегда идет в комплекте с компрессорно-конденсаторным блоком, поэтому его может потребоваться подбирать отдельно, для чего необходимо знать технические характеристики элементов, входящих в эту систему.

Рекомендации по выбору фильтра-осушителя

Этот компонент необходим для поглощения влаги и различных ненужных примесей, находящихся в системе фреона. Выбор фильтра осуществляется на основе таблиц производителей с учетом типа хладагента. Также важно заранее указать способ установки этого элемента — пайка, отбортовка или установка на штуцерах, что определяет размеры соединений.

Данный охладитель отвечает за сохранение чистоты холодильного контурa. Лишь высококачественный фильтр может успешно решить эту задачу.

На выбор фильтра также влияет производительность по жидкости, что определяетinterval между заменами. Важно учесть, будет ли ККБ работать только на охлаждение или также на обогрев. В первом случае хладагент движется в одну сторону, во втором — в обе.

Как выбрать смотровое стекло?

Этот элемент необходим для контроля уровня заправки фреона, состояния фильтра и наличия влаги в системе. При выборе смотрового стекла учитываются тип хладагента, окружающая температура, способ монтажа стекла, наличие индикатора влажности и критические уровни влажности.

Если в системе циркулирует фреон R407C или R410A, полиэфирное масло, используемое с этими марками, может образовывать кислоту и спирт при контакте с водой. Изменение цвета смотрового стекла будет сигнализировать о проблемах, что поможет предотвратить заклинивание компрессора из-за разложения масла. Зеленый цвет индикатора указывает на исправное состояние холодильного контура.

Переход к желтому оттенку свидетельствует о необходимости более внимательного контроля над холодильным контуром. Полностью желтый индикатор указывает на критически высокое содержание влаги в системе, что требует последующего удаления влаги и замены фильтра.

Выбор терморегулирующего вентиля

Терморегулирующий вентиль (ТРВ) управляет поступлением хладагента из блока в испаритель для осуществления охлаждения. Выбор ТРВ производится с учетом типа хладагента, номинальной холодопроизводительности, температур кипения, переохлаждения и конденсации. Также следует учитывать максимальный и минимальный температурные уровни рабочей среды.

ТРВ — важный элемент холодильного контура, который бывает двух типов: с внутренним и внешним уравниванием. Он регулирует подачу хладагента в испаритель и отвечает за его расширение, что приводит к понижению давления и температуры.

Также при выборе важно учитывать способ уравнивания давления — внутренний или внешний, а также метод монтажа ТРВ. Обычно его устанавливают под пайку, отбортовку или на штуцерах.

Подбор соленоидного клапана

При выборе соленоидного клапана важно учитывать тип хладагента, предельные значения рабочей температуры и давления. Кроме того, значительным является такой параметр, как максимальная величина открывающего перепада давления. Необходимо также обращать внимание на размеры соединений и производительность устройства.

Коэффициент Ку, который учитывает изменения расхода рабочей среды при перепаде давления в 1 Бар на соленоидном клапане, также имеет значение.

Типы компрессорно-конденсаторных блоков

Тип ККБ определяется методом охлаждения. Оно может проводиться с помощью воздуха, воды или внешнего холодильного оборудования. Первые модели оборудованы встроенными вентиляторами для формирования воздушного потока.

Если установлен осевой вентилятор, агрегат размещается снаружи здания. В случае с центробежным вентилятором монтаж осуществляется внутри помещения.

Мощность охлаждения ККБ, работающего на воздухе, может быть довольно высокой — до 45 кВт в час. Однако в бытовых условиях обычно достаточно установки блока мощностью до 8 кВт.

Компрессорно-конденсаторный агрегат, использующий воду для охлаждения конденсатора, обладает большей мощностью. Он не нуждается в значительном количестве воздуха для функционирования, что делает его более компактным и подходящим для установки внутри помещений. Монтаж данного устройства возможен на значительном расстоянии от самого конденсатора.

ККБ с выносным конденсатором применяется реже, в основном в условиях нехватки пространства. В этом случае основной блок располагается внутри помещения, а теплообменник устанавливается за его пределами.

Принцип работы ККБ

Работа компрессорно-конденсаторного блока основывается на физическом процессе, при котором хладагент поглощает теплоту во время перехода из жидкого состояния в газообразное. При обратном процессе выделяется запасенная тепловая энергия, которая передается потребителю.

Во время работы ККБ на охлаждение происходит испарение фреона внутри теплообменника, а затем его конденсация. В процессе обогрева все происходит в обратном порядке.

Оператор может включать и выключать агрегат, а также регулировать объем воздушного потока, используя систему управления. К ККБ подключаются специальные шины и датчики.

При использовании чиллер-системы возможно индивидуальное регулирование температуры для каждого помещения, в то время как в случае ККБ температура будет одинаковой для всего здания, задаваемой на основном термостате.

ККБ с воздушным охлаждением

В холодильном контуре содержится два теплообменника: один — конденсатор, который находится в самом ККБ, а второй — испаритель, расположенный в воздухоохладителе центральной кондиционерной системы. В дополнение к этим элементам в контур входят компрессор, находящийся внутри блока, фильтр-осушитель и термо-расширительный вентиль. Остальные компоненты располагаются на жидкостной магистрали между блоками рядом с испарителем.

Сечение термо-расширительного вентиля для прохождения фреона меньше, чем у других узлов холодильного контура. Регулировка его работы зависит от температуры испарения фреона и уровня давления. Перед ТРВ фреон в состоянии сжатия находится под избыточным давлением, создаваемым компрессором. После ТРВ давление падает.

В конденсаторе хладагент теряет тепло, конденсируясь. После отдачи тепловой энергии, фреон все еще находится под повышенным давлением до тех пор, пока не пройдет термо-расширительный вентиль, где происходит резкое снижение давления и охлаждение.

Чаще всего ККБ укомплектованы конденсатором воздушного охлаждения. Входящие и выходящие трубопроводы блока снабжены запорными вентилями, чтобы предотвратить попадание влаги и загрязнений внутрь блока.

Центробежный вентилятор основного кондиционера нагревает теплообменник испарителя. Таким образом, жидкий хладагент превращается в газ и за счет этого поглощает тепло из поступающего воздуха, тем самым охлаждая его.

После этого газообразный хладагент возвращается в компрессор, где сжимается и вновь переходит в жидкую форму, что позволяет повторить цикл циркуляции.

Агрегат с водяным охлаждением

Установка компрессорно-конденсаторного блока с водяным охлаждением требует предварительных гидравлических расчетов и качественного монтажа. Эти устройства стоят дороже, чем их воздушные аналоги, что обусловлено необходимостью создания градирни, прокладывания к ней системы и приобретения насосов.

Агрегаты такого типа предназначены для установки внутри здания. Здесь охлаждение конденсатора осуществляется за счет жидкости, которая циркулирует по замкнутому контуру. Градирня — мокрая или сухая — устанавливается на улице, либо используется проточная вода.

Такое климатическое оборудование включает дополнительный теплообменник, который охлаждает хладагент и одновременно нагревает циркулирующую воду, позволяя использовать ее повторно. Это оправдывает более высокие затраты на приобретение оборудования, поскольку вода может применяться для систем отопления и горячего водоснабжения.

ККБ с водяным охлаждением может быть установлен в многоэтажных зданиях. Эти агрегаты идеально подходят для прибрежных зон, поскольку их внутренняя установка защищает от неблагоприятных условий окружающей среды.

Основным преимуществом водяного охлаждения является большая мощность и возможность увеличения расстояния между устройством и градирней, что удобно при установке. Если используется проточная вода в качестве охладителя, это значительно снижает затраты на кондиционирование.

Монтаж ККБ: ключевые моменты

Перед установкой компрессорно-конденсаторного агрегата необходимо тщательно подготовиться. Основное внимание следует уделить проверке соответствия характеристик агрегата, таких как фазное подключение, напряжение и частота, с параметрами электроснабжения.

Определять место установки ККБ следует таким образом, чтобы избежать попадания пыли, что может повредить теплообменнику. Воздушный поток из конденсатора должен иметь возможность беспрепятственно выходить наружу.

Монтаж вентиляционной системы начинается с установки напольного ККБ и испарителя, после чего прокладывают межблочную магистраль. Сложнее всего установить термо-расширительный вентиль, осушающие фильтры, ресиверы, смотровые окна и другие элементы.

При установке на земле нужно убедиться, что дождевая вода и снег не могут попасть в блок. Окружающее пространство должно быть свободным для обеспечения циркуляции воздуха и доступа для технического обслуживания. Запрещается подключать воздуховоды к блоку, которые подают или выводят воздух.

Сборка и монтаж компрессорно-конденсаторных блоков должны выполняться специализированными компаниями с квалифицированными работниками. Для подключения требуется специальный инструмент и оборудование. Иногда необходимо пополнение хладагента, либо полная его заправка.

Известные производители ККБ

Итальянская компания Aermec предлагает компрессорно-конденсаторные блоки с высокими эксплуатационными характеристиками, включая модели с воздухом в качестве охладителя, а также оборудование для домашних нужд.

ККБ Aerotek, производимые швейцарской компанией, также имеют большую популярность и соответствуют требованиям российского рынка.

Французская компания Airwell славится качеством своего оборудования, а агрегаты Carrier, представленное американской корпорацией, также активно востребованы. Японская компания Daikin, имеющая представительство в России, предлагает высококачественное климатическое оборудование.

Выводы и полезные материалы по теме

Ключевые компоненты компрессорно-конденсаторного агрегата:

Правильный выбор компрессорно-конденсаторного блока:

Для обеспечения отличной вентиляции в офисе, жилом помещении или любом другом пространстве компрессорно-конденсаторный блок станет оптимальным решением. Несмотря на компактные размеры и легкий вес, такие агрегаты способны выполнять широкий спектр функций. Важно следовать правилам эксплуатации и инструкциям, чтобы устройство служило вам долгие годы.

Если у вас есть вопросы, связанные с данной статьей, вы можете написать их в комментариях, и мы постараемся ответить на них как можно подробнее. Также вы можете оставить свое мнение о статье или поделиться советом по выбору ККБ.