Системы кондиционирования воздуха: все варианты установок на климатическом рынке

Légkondicionáló rendszerek: az összes felszerelési lehetőség az éghajlati piacon

Содержание

Общая характеристика

Центральные системы кондиционирования воздуха в зданиях имеют сложную структурную схему, способны подавать воздухопоток для нескольких десятков помещений одновременно, либо кондиционируют одно большое по площади помещение. Предназначены для работы только на охлаждение, только на обогрев, на охлаждение и обогрев.

Блок очистки воздушного потока, доведения его до нужных параметров размещается на крыше, техническом этаже, в отдельном техническом помещении и т.д. Подготовленный воздухопоток транспортируется по воздуховодам, подается через вентиляционные выходы, решетки, диффузоры (панельные, вихревые диффузоры, сопловые, щелевые воздухораспределители и т.д.).

Конструктивно представляют собой сложную сеть воздуховодов, воздухораспределителей, дополнительных устройств подачи и доведения воздушных масс до заданных параметров (дополнительные средства увлажнения, осушения, обогрева непосредственно перед подачей внутрь помещения). Данные системы предполагают предварительное проектирование, разработку схемы, по которой будут устанавливаться воздуховодные каналы, вентиляционные выходы, необходимое дополнительное оборудование.

При помощи дополнительных установок подача воздухопотока к помещениям может осуществляться отдельно, с соблюдением определенных параметров влажности, степени очистки, температуры, скорости движения и т.д.

Классификация систем кондиционирования воздуха

Проблемам классификации СКВ в большей или меньшей степени уделяли внимание практически все авторы учебников и монографий по кондиционированию воздуха. Вот что написал по этому вопросу известный специалист, доктор техн. наук А. А. Рымкевич [6]: «Анализ иерархической структуры самих СКВ прежде всего требует их классификации и только затем их декомпозиции на подсистемы. …Однако для СКВ, решения которых базируются на учете большого числа данных, разработать такую классификацию всегда сложно. Не случайно в литературе нет единого мнения по данному вопросу, и поэтому многие известные авторы… предложили различные методы классификации».

Предложенная А. А. Рымкеви-чем концепция выбора признаков классификации СКВ сформулирована очень точно, и с ней нельзя не согласиться. Проблема состоит в том, как этой концепцией воспользоваться и какие признаки считать определяющими, а какие вторичными, и как точно сформулировать эти признаки.

В начале восьмидесятых годов прошлого века наиболее полная классификация СКВ была предложена в работе Б. В. Баркалова и Е. Е. Карписа [7].

Основные признаки этой классификации с некоторыми дополнениями использованы и в недавно изданной монографии А. Г. Сотникова [8] и в других работах, однако некоторые формулировки отдельных признаков требуют уточнения и корректировки.

Например, для опытных специалистов не составит труда разделить СКВ на центральные и местные, посмотрим, как признак такого деления сформулирован разными авторами.

Б. В. Баркалов, Е. Е. Карпис пишут [7]: «В зависимости от расположения кондиционеров по отношению к обслуживаемым помеще-ниям СКВ делятся на центральные и местные». А. Г. Сотников [8] считает необходимым дополнить: «Деление на местные и центральные СКВ учитывает как место установки кондиционера, так и группировку помещений по системам», а О. Я. Кокорин уточняет: «По характеру связи с обслуживаемым помещением можно подразделить СКВ на три вида: центральные, местные и центрально-местные. Центральные СКВ характеризуются расположением УКВ в удалении от обслуживаемых объектов и наличием приточных воздуховодов значительной протяженности. Местные СКВ характеризуются расположением УКВ в самом обслуживаемом помещении или в непосредственной близости от него, при отсутствии (или наличии весьма коротких) приточных воздуховодов. Центрально-местные СКВ характеризуются как наличием УКВ в удалении от обслуживаемых объектов, так и местных УКВ, располагаемых в самих помещениях или в непосредственной близости от них».

Трудно понять, что имеется в виду под группировкой помещений по системам и что считается протяженными или весьма короткими воздуховодами. Например, кондиционеры, обслуживающие текстильные цеха на Волжском заводе синтетического волокна, имеют производительность по воздуху до 240 м3/ч и расположены рядом с обслуживаемыми помещениями, то есть непосредственно за стенами, но никто из указанных выше авторов не отнес бы их к местным системам.

Несколько иной признак клас-сификации предложил Е. В. Стефанов [9]: «… по степени централизации – на системы центральные, обслуживающие из одного центра несколько помещений, и местные, устраиваемые для отдельных помещений и располагающиеся, как правило, в самих обслуживаемых помещениях».

К сожалению, и эта формулировка является нечеткой, так как одно большое помещение могут обслуживать несколько центральных кондиционеров, а группу небольших помещений – один местный кондиционер.

Фактически в отечественной практике негласно действовал совсем другой признак классификации: все кондиционеры, выпускавшиеся Харьковским заводом «Кондиционер», кроме шкафных, считались центральными, а все кондиционеры, выпускавшиеся Домодедовским заводом «Кондиционер», кроме горизонтальных производительностью 10 и 20 тыс. м3/ч, – относились к местным.

Конечно, сегодня такое деление выглядит смешным, а между тем в нем был определенный здравый смысл.

Известно, что в местных системах используются готовые агрегаты полной заводской сборки обычно шкафного типа со стандартным набором тепломассообменного оборудования с уже готовыми, заданными заранее техническими характеристиками, поэтому местные УКВ не проектируют, а подбирают для конкретного обслуживаемого помещения или группы небольших однотипных помещений.

Максимальная производительность местных систем по воздуху обычно не превышает 20–30 тыс. м3/ч.

Центральные кондиционеры могут быть также полной заводской сборки или собираются на месте монтажа, причем технические характеристики всех элементов, включая воздушные фильтры, вентиляторы и тепломассообменное оборудование, задаются производителями в очень широких пределах, поэтому такие кондиционеры не подбирают, а проектируют, а затем изготавливают в соответствии с бланком-заказом для конкретного объекта.

Обычно центральные кондиционеры собирают в виде горизонтальных блоков, причем производительность таких кондиционеров по воздуху значительно больше, чем у местных и достигает 100–250 тыс. м3/ч у разных фирм-производителей.

Очевидно, что отмеченные признаки относятся к УКВ, но их можно использовать и для классификации СКВ, например, СКВ с центральной УКВ – центральная СКВ, а с местной УКВ – местная СКВ. Такой подход не исключает полностью признаки, предложенные другими авторами, а дополняет их, исключая некоторые неопределенности, типа протяженности воздуховодов и др.

Для дальнейшей классификации СКВ рассмотрим схему ее функционирования.

На параметры внутреннего воздуха в обслуживаемом помещении или технологическом объеме оказывают воздействие внутренние возмущения, то есть изменяющиеся тепло- и влаговыделения, а также внешние факторы, например, изменение температуры и влагосодержания наружного воздуха, воздействие на остекленный фасад прямой солнечной радиации в разное время суток и др.

Задача СКВ состоит в том, чтобы улавливать и своевременно устранять последствия этих возмущений и воздействий для сохранения параметров внутреннего воздуха в заданных пределах, используя систему автоматического регулирования и необходимый набор оборудования (воздухоохладители, воздухонагреватели, увлажнители и др.), а также источники теплоты и холода.

Поддерживать требуемые параметры внутреннего воздуха можно изменяя параметры или расход приточного воздуха, подаваемого в помещение извне, или с помощью аппаратов, установленных непосредственно в помещении, так называемых доводчиков.

Сегодня в качестве доводчиков используют внутренние блоки сплит-систем и VRV-систем, фэнкойлы, моноблоки, охлаждаемые потолки и балки и другие элементы.

К сожалению, в классификации [7] вместо понятия «доводчики» используется понятие «водовоздушные СКВ», а в классификации [8] дополнительно вводится термин «водо- и фреоновоздушная СКВ». С подобными предложениями нельзя согласиться в принципе, так как их авторы вольно или невольно присваивают сплит-системам или фэнкойлам статус систем кондиционирования воздуха, которыми они не являются и, естественно, не могут входить в классификацию СКВ, поскольку являются всего лишь местными охладителями или нагревателями, то есть не более чем доводчиками.

Справедливости ради отметим, что Б. В. Баркалов начинает описание центральных водовоздушных систем очень точной фразой: «В каждое помещение вводится наружный воздух, приготовленный в центральном кондиционере. Перед выпуском в помещение он смешивается с воздухом данного помещения, предварительно охлажденным или нагретым в теплообменниках кондиционеров-доводчиков, снабжаемых холодной и горячей водой». Приведенная цитата показывает, что автор хорошо понимает неопределенность предложенного им признака классификации и поэтому сразу поясняет, что он имеет в виду под центральными водовоздушными системами.

Системы без доводчиков могут быть прямоточными, когда в помещение подается обработанный наружный воздух, и с рециркуляцией, когда к наружному воздуху подмешивают воздух, забираемый из помещения. Кроме того, технологические СКВ, обслуживающие помещения или аппараты без пребывания людей, могут работать без подачи наружного воздуха со 100 % рециркуляцией. В зависимости от алгоритма работы СКВ различают системы с постоянной рециркуляцией, в которых соотношение количества наружного и рециркуляционного воздуха во время работы не изменяется, и СКВ с переменной рециркуляцией, в которых количество наружного воздуха может изменяться от 100 % до некоторого нормируемого минимального уровня.

Кроме того, системы с рециркуляцией могут быть одновентиляторными и двухвентиляторными. В первых системах подача приточного воздуха в помещение, а также забор наружного и рециркуляционного воздуха осуществляется приточным вентилятором УКВ. Во втором случае для удаления воздуха из помещения и подачи его на рециркуляцию или на выброс применяют дополнительный вытяжной вентилятор.

Независимо от схемы компоновки и устройства отдельных элементов СКВ подразделяют также по их назначению. Многие авторы делят СКВ на комфортные, технологические и комфортно-технологические. Более удачной и полной представляется классификация СКВ по назначению на эргономической основе, разработанная ВНИИкондиционером [5].

Определено, что СКВ могут выполнять одну из трех функций обслуживания: машин; машин + людей; людей.

1-я группа (символ «машина») определена как технологические СКВ. СКВ этой группы обслуживают технологические аппараты, камеры, боксы, машины и т. п., то есть применяются в тех случаях, когда условия воздушной среды диктуются обеспечением работоспособности технологического оборудования. При этом параметры воздушной среды могут отличаться от тех, которые определяются санитарно-гигиеническими нормами.

1-я группа имеет две модификации:

  • Подгруппа 1–1 включает в себя кондиционируемые объекты, полностью исключающие возможность пребывания в них человека, то есть это системы технологического охлаждения, обдува электронных блоков вычислительных машин, шахты обдува волокна прядильных машин и т. п.
  • Подгруппа 1–2 включает в себя кондиционируемые объекты: технологические аппараты (машины, камеры, боксы) и помещения с особыми параметрами воздушной среды (калориметрического, экологического и другого назначения), в которых человек отсутствует или находится эпизодически (для снятия показаний приборов, изменения режима работы и т. д.).

Если для группы 1–1 отсутствуют какие-либо ограничения по параметрам и составу воздушной среды, то для объектов подгруппы 1–2 газовый состав воздушной среды должен находиться в пределах, установленных ГОСТ.

2-я группа (символ «машина + человек») определена как технологически комфортные СКВ. СКВ этой группы обслуживают производственные помещения, в которых длительно пребывают люди.

2-я группа имеет три модификации:

  • Подгруппа 2–1. Технологически комфортные СКВ обеспечивают условия нормального осуществления технологических процессов как для производств, в которых затруднено или практически невозможно получение продукции без поддержания определенных параметров воздушной среды, так и для производств, в которых колебания параметров воздуха существенно влияют на качество продукции и величину брака.
  • Для этих помещений СКВ устраивается в первую (и основную) очередь по требованиям технологии, однако в связи с наличием в этих помещениях людей, параметры КВ устанавливают с учетом требований санитарно-гигиенических норм.
  • Подгруппа 2–2. СКВ создаются для исключения дискомфортных условий труда при тяжелых режимах работы людей (кабины крановщиков мостовых кранов металлургических заводов и ТЭЦ, кабины строительно-дорожных машин и т. д.). Производственные или экономические аспекты для этих установок имеют второстепенное значение.
  • Подгруппа 2–3. СКВ обеспечивают в производственных помещениях комфортные условия труда, способствующие повышению производительности труда, улучшению проведения основных технологических режимов, снижению заболеваемости, уменьшению эксплуатационных затрат и т. п.

3-я группа (символ «люди») определена как комфортные СКВ, обеспечивающие санитарно-гигиенические условия труда, отдыха или иного пребывания людей в помещениях гражданских зданий, то есть вне промышленного производства.

Эта группа имеет две модификации:

  • Подгруппа 3–1. СКВ обслуживают помещения общественных зданий, в которых для одной части людей пребывание в них кратковременно (например, покупатели в универмаге), а для другой – длительно (например, продавцы в этом же универмаге).
  • Подгруппа 3–2. СКВ обеспечивают оптимальные условия пребывания людей в жилых помещениях.

В классификацию ВНИИконди-ционера необходимо ввести еще одну группу – медицинские СКВ. Очевидно, что СКВ, обслуживающие операционные, реанимационные или палаты интенсивной терапии, никак нельзя считать комфортными, а чтобы отнести их к технологическим, надо в качестве «машины» рассматривать самого человека, что просто глупо.

Медицинские СКВ должны иметь две подгруппы:

  • Подгруппа 4–1. СКВ обслуживают операционные, реанимационные и т. п. помещения.
  • Подгруппа 4–2. СКВ обеспечивают требуемые параметры воздуха в палатах, кабинетах врачей, процедурных и т. п.

Для завершения классификации СКВ рассмотрим еще несколько признаков.

По типу системы холодоснабжения различают автономные и неавтономные СКВ. В автономных источник холода встроен в кондиционер, в неавтономных – источником холода является отдельный холодильный центр. Кроме того, в автономных кондиционерах в воздухоохладитель может подаваться кипящий хладон или жидкий промежуточный хладоноситель (холодная вода, растворы). Заметим, что на многих объектах мы использовали схему с подачей хладона в воздухоохладитель центрального кондиционера от расположенной рядом холодильной машины или внешнего блока VRV.

По способу компенсации изменяющихся тепловых и (или) влажностных возмущений в обслуживаемом помещении различают СКВ с постоянным расходом воздуха (CAV) – системы, в которых внутренние параметры поддерживают изменяя температуру и влажность приточного воздуха (качественное регулирование), и системы с переменным расходом воздуха (VAV) – системы с количественным регулированием.

По числу воздуховодов для подачи кондиционированного воздуха в помещенияСКВ делятся на одноканальные и двухканальные, при этом приточный воздух в каждом канале имеет разную температуру и влажность, что позволяет, изменяя соотношение приточного воздуха, подаваемого через каждый канал, поддерживать требуемые параметры в обслуживаемом помещении.

По числу точек стабилизации одноименного параметра (t; φ)в большом помещении или группе небольших помещений различают одно- и многозональные СКВ.

–это СКВ с местными доводчиками. В этих СКВ центральная или местная УКВ подает в помещение санитарную норму наружного воздуха, даже не обязательно обработанного, а местные доводчики обеспечивают поддержание в помещении требуемых параметров воздуха (температуры, относительной влажности и подвижности).

Сегодня в качестве местных доводчиков применяют: внутренние блоки сплит-систем или VRV-систем; фэнкойлы (двух- или четырехтрубные); моноблоки (напольные, потолочные или настенные); эжекционные доводчики; местные увлажнители воздуха; охлаждаемые и нагреваемые потолки; охлаждающие балки (пассивные и активированные).

Все указанные доводчики сами по себе не являются кондиционерами, хотя их и называют так продавцы оборудования.

Известно, что некоторые фирмы работают над созданием, например, фэнкойлов или сплит-систем, подающих в помещение наружный воздух. Но, если это и произойдет в массовом масштабе, то ничего страшного с классификацией не случится, просто это оборудование получит статус местных кондиционеров.

Блок-схема рассмотренной классификации СКВ приведена на рис. 2.

Помимо рассмотренных признаков в схему на рис. 2 включен еще один: наличие утилизаторов теплоты и холода, которые могут быть как в центральных, так и в местных СКВ. Причем необходимо различать системы утилизации типа воздух-воздух, к которым относятся схемы с промежуточным теплоносителем, с пластинчатыми теплообменниками* и с регенеративными вращающимися и переключаемыми теплообменниками, а также системы утилизации теплоты оборотной воды и теплоты обратного теплоносителя систем централизованного теплоснабжения и систем технологического жидкостного охлаждения.

Типы кондиционеров и СВК

Конкретный вид устройства выбирается, исходя из размеров помещения, его предназначения и особенностей архитектуры. Например, в публичной художественной галерее в приоритете четкое соблюдение заданного температурного режима. А в частном доме добавляются внешняя эстетика и шумоизоляция.
На рынке существуют разные модели систем воздушного кондиционирования. Для жилых помещений, для административных и государственных учреждений, а также для промышленных зданий. С помощью дополнительных аксессуаров и приборов любую систему можно автоматизировать. Автономная и бесперебойная работа – одно из обязательных требований независимо от типа кондиционера и места его установки. Оборудовать кондиционером можно практически любые помещения.
Légkondicionáló rendszerek: az összes felszerelési lehetőség az éghajlati piacon
По внешнему виду все они разделяются на моноблоки и сплит-системы. Моноблоки представляют собой единую конструкцию, в которой есть все необходимые элементы для движения фреона по холодильному контуру. Сплит-система – это кондиционер, состоящий из двух частей. Первая представляет собой внутренний блок и устанавливается непосредственно внутри помещения. Здесь расположены фильтры, вентилятор, теплообменник, плата управления и т.д. Вторая часть (внешний блок) вынесена на улицу. В ней находятся все шумные детали.
Внутренний и внешний блоки
Кондиционирование воздуха на промышленных предприятиях требует немного более сложной конструкции. Как и на полупромышленных объектах, например, в магазинах. У таких систем воздухообмена больше вентиляторов, фильтров, клапанов. Но принцип работы от этого не меняется. Теплый воздух всасывается внутрь воздуховода, под давлением проходит сквозь охлаждающие элементы и выходит уже нужной температуры.

Кондиционеры для квартиры и частного дома

Самым популярным вариантом кондиционера для жилого пространства является бытовая сплит-система. Блоки в ней располагаются на стене. Такие домашние кондиционеры рассчитаны, как правило, на охлаждение конкретных комнат, поэтому имеют не очень большую мощность. В случае полупромышленного использования ее рекомендуется увеличить. Компрессор находится на улице. Внутри помещения совершенно тихо. Это отличное решение для жилых пространств.

Мульти-сплит системы кондиционирования

Мульти-сплит системы охлаждения воздуха – ближайшие родственники предыдущего варианта кондиционера. Отличие только в том, что к одному внешнему блоку можно подключить до пяти внутренних. Они устанавливаются на фасадах исторических зданий или современных домов со сложной системой согласования внешнего вида с городом. Установка может быть произведена и на земле, рядом со зданием. Ошибочно думать, что такие мультисистемы лучше или дешевле простых бытовых кондиционеров. Разработчики отмечают, что «начинка» в них чуть сложнее, т.к. возрастает нагрузка на центральный блок. Да и сама установка стоит дороже.
Мульти-сплит системы кондиционирования

Многозональные системы

Все это время мы говорили о кондиционерах, где используются внутренние блоки одного типа. Они удобны для помещений, идентичных по тепловой нагрузке. Но на практике таких не много.
Представьте современное офисное здание с множеством кабинетов, несколькими конференц-залами, столовой, просторным холлом и складом на цокольном этаже. Каждое помещение имеет разный метраж и, соответственно, разную тепловую нагрузку. Обеспечить комфортную температуру в этом случае помогают многозональные сплит-системы кондиционирования. Что это такое?
Это система воздуховодов, в которых к одному внешнему блоку можно подключить несколько внутренних элементов с изменяемым расходом хладагента. В результате получается разветвленная система блоков, соединенных трубами. За счет специальных электронных терморегулирующих клапанов (ЭРТВ), в каждом блоке контролируется расход фреона. А в помещении устанавливается оптимальная температура без резких скачков.
Такие сложные системы кондиционирования на профессиональном языке называются VRV-системы или мультизональные системы. Общая длина всей конструкции в собранном виде может быть до 1000 м. Допустимы перепады по высоте до 50 м. Количество внутренних блоков обычно составляет максимум 64 штуки, а управление каждым может осуществляться с центрального пульта или индивидуально. Из существенных минусов – только шум, издаваемый регулирующим клапаном.

Кондиционирование «чиллер-фанкойл»

Отличие этой системы от предыдущих в том, что между внутренним и наружным блоком циркулирует не фреон, а вода или любая другая незамерзающая жидкость. Именно за счет ее движения воздух в помещении охлаждается.
Кондиционирование «чиллер-фанкойл»
Холодильная машина (чиллер) охлаждает воду. Внутренний блок, расположенный непосредственно в помещении (фанкойл), принимает эту воду по системе теплоизолированных труб от насосной станции. Без нее не было бы необходимого давления и, как следствие, циркуляции воды. Систему чиллер-фанкойл используют на больших площадях, где расстояния не позволяют устанавливать классические сплит-системы. В этом случае мощность всей установки зависит только от мощности насосов. Вода двигается по обычным водопроводным трубам. А количество фанкойлов не ограничено. Это очень мощный кондиционер.

Крышные установки

Представьте огромный торговый центр. На его фасаде нет никаких кондиционеров. Зато есть на крыше. Для обеспечения воздухообмена на объектах типа спортивных комплексов, концертных залов, выставочных площадей и торговых центров используют мощные крышные установки. Это благодаря их работе даже в самый жаркий летний день внутри всегда комфортная прохлада. Кондиционеры на крыше позволяют сохранить эстетичный вид фасадов здания. В них внутренний воздух сначала смешивается с внешним, потом проходит через систему фильтрации, охлаждения, нагрева, увлажнения. И только затем попадает вновь в здание.

Супер точные системы кондиционирования

Раз мы заговорили о заборе воздуха из окружающей среды, расскажем и о кондиционерах, работающих только по принципу рециркуляции. Так называемых прецизионных (супер точных) кондиционерах. Эти установки захватывают воздух из комнаты, охлаждают (реже – нагревают) его до нужной температуры, а затем подают обратно. Модели с дополнительными функциями в процессе еще и увлажняют его.

Центральные кондиционеры

Именно такие устройства установлены в большинстве больниц, школ и детских садов. Они способны обслуживать большие территории годами. Они дешевле и проще в ремонте и сервисе, хотя требуют значительных инвестиций на этапе проектирования и строительства здания. Их работа не полностью автономна. Требуется подключение воды, электричества, вывода всех технических и инженерных коммуникаций и т.д. Однако центральные кондиционеры позволяют очищать, увлажнять, нагревать, охлаждать воздух, а также регулировать его подачу извне. Среди них выделяют прямоточные модели с забором воздуха только с улицы. И модели с рециркуляцией воздуха, забранного в помещении.
Теперь, зная об особенностях разных систем кондиционирования, вы сможете выбрать ту, которая отвечает потребностям именно ваших помещений. Воздух комфортной температуры – обязательное условие для качественного труда и отдыха. 

Принцип работы климатического агрегата


Центральные системы кондиционирования воздуха состоят из нескольких частей:

  • Центральный кондиционер – многосекционный блок, осуществляющий забор и подготовку воздуха.
  • Чиллер – холодильная установка, понижающая температуру хладагента (воды, гликолевой смеси).
  • Фанкойл – теплообменник, установленный в помещениях для нагревания или охлаждения.
  • Система воздуховодов – используется для перемещения воздушных масс.

Принцип работы центрального кондиционера:

  1. Функционирующие вентиляторы затягивают уличный воздух в систему.
  2. Выполняется очистка фильтрующими устройствами, удаляющая до 90% загрязнения и примесей.
  3. Подготовленная воздушная масса увлажняется или осушается до заданных параметров.
  4. По разветвленной системе воздуховодов кондиционированный воздух направляется в обслуживаемые помещения.
  5. Центральный кондиционер с рециркуляцией смешивает в различных пропорциях приточный и вытяжной воздух. Комбинация сокращает расход электроэнергии на обработку уличного воздуха.

Управление климатической установкой осуществляется с помощью автоматического пульта, устроенного на стене. Микропроцессоры контролируют настройку температуры, смену режимов, скорость вентиляторов, работу компрессора.

Зачем нужны системы кондиционирования?

Кондиционирование воздуха — это процесс установления и поддерживания в комнате определенных параметров микроклимата. Отсюда и выплывает что системы кондиционирования — это комплекс технических средств, что обеспечивают автоматическое поддержание необходимых параметров микроклимата в помещении. Что касается этих параметров, то каждое помещение имеет свои, и их легко найти в СНиП или других нормативных документах.

Зачем нужны эти системы? Для улучшения самочувствия сотрудников, клиентов и т.д.

Научно доказано, что в заранее созданных комфортных или оптимальных условиях работы человек более трудоспособен и активен.

Согласитесь, когда на улице + 30ºС, без систем кондиционирования люди не будут такими же активными чем при +20ºС, созданных системами кондиционирования. Oни стали настоящим спасением для людей во всех сферах деятельности начиная от продавцов и заканчивая водителями. 

Невзирая на огромный выбор систем кондиционирования, их принцип работы практически одинаковый. Главным заданием этих систем, как вы уже поняли, является забор тепла из здания и выброс его на улицу. Некоторые виды оснащены еще и противоположной функцией: осенью и зимой они греют воздух.

Сферы применения

Наибольшее распространение данные системы приобрели в сфере обслуживания больших зданий, площадок различной направленности:

  • офисные, бизнес-центры;
  • торговые центры;
  • промышленное производство (текстильное, микроэлектронное и т.д.);
  • пищевое производство (мясных продуктов, молочное, хлебобулочное, кондитерские цеха);
  • медицинские учреждения;
  • здания, помещения общественно-культурного назначения.

центральные системы кондиционирования воздуха

Особенности и применение

Центральный кондиционер является неавтономным, для функционирования агрегата требуется поступление холода и тепла извне. Его обеспечение осуществляется за счет воды из чиллера, подключения к системе отопления (бойлеру). Климатическое оборудование, обслуживающее торговые комплексы и промышленные объекты, отличается высокой производительностью от 500 до 120 тыс. куб./ч. Мощное оборудование проектируется с учетом энергоэффективности. Увеличить КПД системы позволяет рекуперация тепла. Кондиционеры функционируют совместно с чиллерами или компрессорно-конденсаторными устройствами. Центральный кондиционер рассчитан на несколько помещений, при недостатке мощности устанавливается два агрегата.

Область применения

Оборудование используется в бытовом, коммерческом, общественном и промышленном секторе. Центральные установки обслуживают:

  • офисные центры;
  • медицинские учреждения;
  • концертные залы;
  • пищевое производство;
  • фармацевтические предприятия;
  • торговые центры.

Устройство центральной системы кондиционирования

Устройство центрального кондиционера состоит из стандартных секций, в которые индивидуально подбираются различные узлы и агрегаты. Стандартный набор этого климатического комплекса состоит:

  • Секция забора и подачи воздуха. В ней установлен мощный центробежный вентилятор, или сразу несколько, если предполагается выполнение нескольких задач.
  • Секция фильтрации воздушных потоков. Она, как правило, состоит из двух частей, в одной из них установлен фильтр грубой очистки, а во второй части секции фильтр тонкой очистки воздуха. По желанию заказчика в секцию фильтрации могут быть установлены различные фильтрующие элементы, удаляющие неприятные запахи, уничтожающие бактерии и т.д.
  • Следующей в наборе обычно выступает секция шумоподавления. Она служит для уменьшения шумов, созданных вентиляторами. Состоит такая щумоподавляющая прослойка из множества слоев минеральной или базальтовой ваты.
  • Охладительная секция. Она представляет собой довольно серьезный теплообменник, выполненный из медных трубок.
  • Оросительная камера. В ней происходит увлажнение воздушных потоков.
  • Секция нагрева воздуха представляет собой теплообменник, в котором в качестве теплоносителя может выступать вода или пар. Также в эту секцию может интегрироваться электрический калорифер.

Последней секцией в таком наборе обычно выступает рекуператор, который производит нагрев приточного воздуха, теплыми исходящими воздушными потоками. Так как эта секция устанавливается строго по желанию заказчика, в стандартной комплектации она не рассматривается.

На видео показана модульность центрального кондиционера.

Принцип работы центральной системы кондиционирования

Несмотря на сложность и мощность таких конструкций, принцип работы центральных кондиционеров банально прост:

  • Уличный воздух при помощи вентиляторной секции затягивается в устройство, после чего проходит секцию его фильтрации, где остаются до 90% механических примесей.
  • После чего, уже очищенные воздушные массы походят процессы увлажнения и охлаждения (нагрева).
  • Очищенный, увлажненный и охлажденный воздух поступает в систему воздуховодов, где и распространяется по помещениям. В случае надобности, воздух, попадающий из воздушных каналов в помещения, может более охлаждаться (нагреваться) при помощи фанкойлов.

Разновидности центральных кондиционеров

Приточно-рециркуляционный центральный кондиционер

В зависимости от внутреннего устройства агрегаты делятся на несколько типов:

  • Прямоточные. В системе используется только наружный воздух. Кондиционеры устанавливаются в зданиях, где повышено загрязнение воздуха пылью, токсичными парами, микроорганизмами. Недостаток прямоточного оборудования в затрате больших мощностей на обогрев и охлаждение.
  • Рециркуляционные. По каналам циркулирует смесь приточного и вытяжного воздуха. Рециркуляция бывает полная или частичная. Воздух из помещений очищается, увлажняется или сушится, затем отправляется обратно. Вариант подходит для помещений, не имеющих опасных выделений.
  • Оборудование с рекуперацией. Кондиционеры используют тепло вытяжного воздуха, чтобы частично нагреть уличный. В специальных теплообменниках (рекуператорах) происходит обмен температурой или смешивание воздушных масс. Система обеспечивает меньший расход электроэнергии.

Центральные кондиционеры – эффективный и надежный вариант климатического оборудования. Их средняя стоимость составляет 200-250 тыс. рублей. При обслуживании зданий с множеством комнат эти расходы оправданы.

Виды центральных систем

В зависимости от структурных особенностей, количества подачи свежего воздухопритока, объема обслуживаемых помещений, центральные системы кондиционирования делятся на несколько основных видов.

По количеству использования свежего воздухопритока:

  • прямоточные (только наружный воздухоприток);
  • рециркуляционные (замкнутые схемы оборота одного и того же воздушного объема);
  • с частичной рециркуляцией (используется приточный и очищенный из помещений).

Способ воздухоподачи:

  • одноканальные (подается воздух одного качества);
  • двухканальные (воздух разного состава подается по отдельным трубопроводам).

Разделение на зоны:

  • однозональные (обслуживают воздухом одного качества заданный объем площади);
  • многозональные (снабжают воздухопотоком разного состава несколько помещений, площадок одного большого помещения).

центральные системы кондиционирования воздуха в доме

Охлаждение и нагрев воздуха в центральной системе кондиционирования

Процесс охлаждения воздуха может быть выполнен двумя вариантами:

  • Холодной водой от чиллера.
  • Внешним компрессорным блоком, работающим на фреоне.

Что касательно чиллеров, то тут все понятно: вода охлаждается этим устройством, которому проходит водяной контур, и подается в теплообменник центрального кондиционера. В свою очередь, вентиляторы, обдувая охлажденный теплообменник, подают воздушные потоки уже более низкой температуры.

Внешний компрессорный блок, как правило, устанавливаемый на крыше, соединен с теплообменником-испарителем внутри центрального кондиционера фреоновыми магистралями. Далее его работа ничем не отличается от работы обычной сплит-системы. В компрессорном блоке фреон сжимается и подается по магистрали к теплообменнику. На входе в кондиционер, он имеет температуру не менее 70С° и находится в жидком состоянии. Поступая в испаритель, газ дополнительно подогревается теплыми воздушными потоками и закипает. При испарении фреона выделяется холод, понижающий температуру теплообменника, а воздушные потоки, которые проходят через него остывают и подаются по воздуховодам в помещения.

Нагрев воздуха также происходит двумя способами: подключенной к кондиционеру системой отопления или электрическим калорифером.

В принципе, и то и другое устройство действует по одному принципу: нагревается теплообменник либо горячей водой отопления, либо электрическим ТЭНом. Через ТЭН проходит поток воздуха, который нагревается и подается по воздушным каналам в помещения.

Достоинства и недостатки систем центрального кондиционирования

Самый большой плюс в использовании климатического комплекса заключается в том, что он в состоянии обеспечить комфортный микроклимат в целом здании, с множеством отдельных помещений разной площади. Кроме того, такая вентиляция одна из самых эффективных. Благодаря ее конструкции воздух обрабатывается и приобретает заданные параметры: подогрев или охлаждение, увлажнение, осушение и эффективная очистка. В связке с рекуператором такой климатический комплекс достаточно экономичен.

Кроме того, такие климатические комплексы надежны и долговечны. Большинство изготовителей гарантирует их бесперебойную работу в течение 40 тыс. часов.

Но такая, вроде бы идеальная система имеет три существенных недостатка:

  • Высокая стоимость. Конечно, для крупных объектов ее стоимость не представляет особых проблем, но вот использовать ее в частном доме довольно дорого. Там подойдут канальные кондиционеры или обычные сплит системы.
  • Сложность монтажа воздушных каналов. Эта работа трудоемкая и довольно затратная.
  • Периодическое обслуживание. Дело в том, что на крупных объектах есть постоянные люди, которые находятся в штате. Если постоянного человека нет, то для периодического сервисного обслуживания, а тем более в случае поломки, вам придется подключать сервисную компанию, услуги которой могут обойтись очень недешево.

Совет:
Если вы решили у себя на объекте установить центральную систему кондиционирования, то обращайтесь только в крупные компании, которые готовы не только продать, но и обслуживать такую систему.

Использование воздуха

По количеству используемого уличного воздухопотока центральные установки кондиционирования делятся на прямоточные, рециркуляционные, с частичной рециркуляцией.

Прямоточные

Отличаются использованием только наружного воздухопритока. Свежий поток забирается с улицы, проходит через систему фильтрации, дезодорирования, дезинфекции, увлажнения и т.д. По сети трубопроводов подается внутрь помещения в необходимом количестве. Применяется, когда повторное использование отработанного воздуха по определенным причинам невозможно:

  • выделение токсичных паров от химических веществ, образование газов ядовитых жидкостей и т.д.;
  • большое количество пыли, мелкодисперсной взвеси различных твердых веществ;
  • болезнетворные бактерии, микроорганизмы, попадание которых в обработанный воздухопоток строго исключено;
  • остаток в воздушных массах неприятных, резких запахов;
  • испарения, выделение паров взрыво-, пожароопасных веществ.

Рециркуляционные

Представляют собой замкнутую сеть воздуховодов, по которой циркулирует один и тот же воздушный поток. Он забирается из помещения, очищается, осушается или увлажняется. Затем, обработанный, вновь поступает внутрь кондиционируемого пространства.

Использование рециркуляционной системы возможно, когда воздушные массы не насыщаются вредными, взрывоопасными парами, крупнодисперсной пылью, резкими запахами. Требуется лишь регуляция температурного, влажностного показателя. Свежий воздухоприток не требуется, либо компенсируется за счет других систем.

В случаях, когда невозможно обеспечить свежий приток, систему полной рециркуляции можно использовать при условии оснащения ее дополнительным оборудованием грубой очистки, более тонкой воздушной фильтрации. Это значительно увеличивает стоимость всей системы, что целесообразно только при невозможности установить другие варианты кондиционирования.

Чаще всего схемой полной рециркуляции оснащаются техпомещения с установленным производственным оборудованием, выделяющим большое количество тепла.

С частичной рециркуляцией

Предполагает одновременное использование наружного воздухопотока с рециркуляционным. Наиболее гибкая схема кондиционирования, которая может работать в трех режимах: прямоточном, полной рециркуляции, частичной рециркуляции в зависимости от требуемых показателей, качества наружного воздухопотока.

центральные системы кондиционирования воздуха

Применение подразумевает соблюдение некоторых условий:

  • рециркулируемый воздухопоток не содержит вредных химических, токсичных испарений;
  • объем вытяжного потока больше приточного;
  • наружные воздушные массы по температурно-влажностным показателям должны приближаться к необходимым параметрам для притока. Иначе кондиционирование будет осуществляться по схеме полной рециркуляции с регулированием воздушного газового состава дополнительным оборудованием;
  • минимальное количество свежего воздухопотока определяется санитарными нормами;
  • степень добавления уличного воздушного потока зависит от его температуры, уровня влажности, которые должны максимально соответствовать требуемым параметрам.

Данные устройства делятся:

  • центральные установки кондиционирования с первой рециркуляцией. Свежий воздух смешивается с рециркуляционным до камеры орошения. Это уменьшает расходы на обогрев, охлаждение подаваемого воздухопритока;
  • центральные установки кондиционирования со второй рециркуляцией. Добавление уличного потока к рециркуляционному после камеры орошения.

Однозональные

Однозональные установки применяются для просторных зданий, площадок, внутри которых избыточное выделение влаги, тепла приблизительно равномерное, одинаковое. Регулирование параметров производится путем доведения приточного воздухопотока до требуемых норм автоматическим блоком управления. Для теплого, холодного периодов, межсезонья задаются отдельные температурно-влажностные режимы. Наиболее часто устанавливаются:

  • спортивные комплексы, тренажерные залы, тренировочные площадки;
  • общественно-культурные здания, театры, концертные залы, выставочные павильоны, ярмарки, кинотеатры;
  • торговые центры, торговые залы магазинов.

Мультизональные

Мультизональные системы целесообразно применять, когда объемное пространство состоит из условно разделенных зон, каждая из которых отличается параметрами необходимого воздухопритока. При этом структурно разделить их перегородками не представляется возможным. К каждой зоне подводится приточный канал для поставки необходимого воздухопотока с заранее отрегулированными параметрами.

Как правило, мультизональные установки регулируют воздушные массы только по одному из критериев, например, температуре. Остальные же показатели могут отходить от заданных норм.

Применяется, когда внутри одного пространства установлено оборудование, неодинаково выделяющее тепло, требующее определенной температуры, уровня влажности, а также для производственных цехов, складских сооружений с различными веществами, материалами, постоянным пребыванием рабочего персонала и т.д.

Схема центральных систем кондиционирования воздуха

Мультизональные системы

Мультизональные системы применяют для объектов с большим количеством помещений (до нескольких сотен), где есть необходимость в индивидуальном регулировании температуры воздуха и особые требования по комфортности помещений. Конструктивно мультизональная система состоит из одного или нескольких наружных блоков, соединенных хладоновыми трубопроводами, электрическими кабелями питания и управления с необходимым числом внутренних блоков настенного, напольно-потолочного, кассетного и канального исполнения. Причем каждому блоку может быть задан свой режим и параметры работы. Максимальная длина хладоновых трубопроводов может достигать нескольких сотен, а перепады высот между наружными и внутренними блоками – нескольких десятков метров. Величины длин и перепадов высот для мультизональных систем ограничены только производительностью и мощностью хладоновых компрессоров.
Мультизональная система

Особенности мультизональных систем кондиционирования:

  • возможность их работы с переменным расходом хладагента;
  • возможность применения большого числа внутренних блоков;
  • наружные и внутренние блоки допускают монтаж и дальнейшую эксплуатацию при значительных длинах и перепадах высот хладоновых трубопроводов;
  • есть возможность постепенно вводить в работу систему кондиционирования и наращивать количество внутренних блоков;
  • возможность использования внутренних блоков одновременно в двух различных режимах работы – кондиционирования и нагрева воздуха (в случае применения трехтрубной схемы хладоновых коммуникаций);
  • есть возможность подачи (подмеса) в помещения свежего наружного воздуха.

Система чиллер-фанкойл

Система чиллер-фанкойл может обеспечить независимое регулирование температуры воздуха одновременно в большом количестве помещений разного размера (номерах гостиниц, офисах) и точное поддержание температуры в специальных помещениях. Фанкойлы могут работать одновременно только в одном и том же режиме. Чиллер – холодильная машина для охлаждения воды или водных растворов гликолей. Чиллер является источником холодоснабжения, но может (при соответствующем техническом оснащении) работать в режиме теплового насоса, подогревая воду для отопления в межсезонье и в холодное время года. Основным потребителем холода (тепла) является вентиляторный доводчик или фанкойл. Конструктивно он не отличается от внутреннего блока мультизональных систем с той лишь разницей, что в его контуре циркулирует не хладагент, а охлажденная вода от чиллера. Чиллер с фанкойлами объединен в единую систему с помощью водопроводных труб – металлических или пластиковых.
Чиллер

Особенности систем чиллер-фанкойл:

  • к одному чиллеру можно подключить большое число фанкойлов, работающих независимо друг от друга;
  • системе задается общий режим работы, а регулирование температуры воздуха каждого фанкойла производится его пультом управления или групповым пультом всей системы кондиционирования;
  • есть возможность постепенно вводить в эксплуатацию систему кондиционирования здания, наращивая число фанкойлов;
  • предельные длины и перепады высот водяных трубопроводов ограничены только мощностью и расходом установленного в гидромодуле насоса (насосов).

Крышный кондиционер

Крышный кондиционер (руфтоп) имеет моноблочную конструкцию и монтируется на кровле зданий и сооружений. Он состоит из двух секций – компрессорно-конденсаторной с хладоновым контуром для охлаждения (нагрева) воздуха, а также секции воздухоподготовки и подачи его в обслуживаемые помещения. Руфтопы могут не только охлаждать/нагревать воздух до заданной температуры, но и вентилировать  помещения, подавая туда очищенный и обработанный свежий наружный воздух. Крышные кондиционеры применяют в основном для больших одноэтажных помещений с общей кровлей.
Руфтоп

Особенности руфтопов:

  • высокая экономичность и надежность;
  • система автоматического управления позволяет выбрать режим работы для обеспечения заданных параметров воздуха в обслуживаемом помещении;
  • небольшие масса и габариты;
  • простота монтажа и эксплуатации;
  • один агрегат может работать в  нескольких режимах – кондиционирование, нагрев воздуха и вентиляция;
  • достаточно широкий диапазон производительности по охлаждению/нагреву (7…450 кВт) и воздуху (1500…55000 м3/час);
  • низкий уровень шума.

Прецизионные кондиционеры

Прецизионные кондиционеры – специальные агрегаты, которые обеспечивают высокоточное (прецизионное) поддержание и контроль температуры и влажности воздуха в круглосуточном режиме круглый год, а также обязательное резервирование блоков, их соединение в общую систему и подключение к системе мониторинга и диспечеризации здания. Эти кондиционеры работают обычно в помещениях с большими выделениями теплоты и где требуются строго определенные параметры воздуха. Конструктивно они выполнены из следующих элементов:

  • компрессора; 
  • воздухоохладителя с прямым испарением или жидкостного; 
  • вентилятора; 
  • воздушного или водяного конденсатора; 
  • увлажнителя; 
  • систем хладоновых трубопроводов;
  • контролера для автоматического управления. 

Прецизионный кондиционер

Конденсатор может быть встроенным или выносным. Основные режимы работы прецизионных кондиционеров – охлаждение; естественное охлаждение (Free Cooling); охлаждение и увлажнение; охлаждение и электронагрев; охлаждение, электронагрев и увлажнение.

Приточная установка

Приточную установку с компрессорно-конденсаторным блоком (ККБ) или чиллером используют для обработки воздуха и подачи его в обслуживаемые помещения. Обработка воздуха – его очистка от пыли и других загрязнений, охлаждение, нагрев, осушение или увлажнение. Конструктивно этот агрегат состоит из отдельных типовых элементов-секций: 

  • воздушных клапанов с гибким фланцованным соединением;
  • фильтров; 
  • нагрева; 
  • охлаждения; 
  • увлажнения;
  • вентиляторов. 

Приточная установка
Секция охлаждения может быть оснащена хладоновым или водяным теплообменником, соединенным с хладоновым ККБ или чиллером, соответственно. Секция нагрева с водяным или паровым теплообменником, либо с электронагревателями (ТЭНами). Секция увлажнения – водяная или паровая. Приточные установки делят на три группы: прямоточные, с рециркуляцией воздуха и с рекуперацией (теплоутилизацией). Прямоточные агрегаты обрабатывают и подают в помещения только наружный воздух. Агрегаты с рециркуляцией смешивают в определенной пропорции (согласно санитарным нормам) приточный наружный и вытяжной рециркуляционный воздух, обрабатывают эту смесь и подают в помещения. Агрегаты с рекуперацией дают значительную экономию энергоресурсов за счет передачи теплоты и влаги от вытяжного к приточному (наружному) воздуху в специальном теплообменнике — рекуператоре. Рекуперация используется в холодный и теплый период года. ККБ могут быть водяными и хладоновыми. Водяные представляют собой чиллер, состоящий из соответствующих элементов  (компрессор, конденсатор, испаритель-водоохладитель и т.д.). Хладоновые состоят из компрессора, конденсатора с вентилятором, терморегулирующего вентиля  и служат для подачи жидкого хладагента в секцию охлаждения центрального кондиционера или приточной установки. 

Драйкулер

Драйкулер – теплообменный аппарат «жидкость-воздух», предназначен для охлаждения жидкости без ее непосредственного контакта с воздухом. В качестве жидкого хладоносителя может применять очищенную воду или водные растворы гликолей. Монтаж – наружный. Теплообменник трубчато-ребристого типа собран в корпусе с трубопроводными коллекторами подачи и возврата жидкости, обдувается вентиляторами осевого типа, имеет систему управления вентиляторами. Применяется как основной элемент систем оборотного водонабжения для подачи хладоносителя в водяные конденсаторы чиллеров и прецизионных кондиционеров.
Драйкулер

1) вентилятор 2) двигатель вентилятора 3) теплообменник 4) поток охлаждающего воздуха
5) подающий трубопровод 6) обратный трубопровод 7) циркуляционный насос 8) охлаждаемый теплообменник
9) питающий клапан 10) поддон для сбора влаги 11) трубопровод 12) сливной клапан
13) система орошения в агрегатах 14) насос

Градирня

Градирня – устройство для охлаждения воды наружного монтажа. Мокрые градирни могут быть закрытого и открытого типов. Реализуют принцип испарительного охлаждения как при непосредственном контакте воды и воздуха, так и без него. Основная область применения та же, что и у драйкулеров – охлаждение воды, подаваемой в конденсаторы чиллеров, прецизионных кондиционеров.
Градирня

Выносные конденсаторы являются хладоновыми теплообменниками, имеют ту же конструкцию, что и драйкулеры, и предназначены для наружного монтажа. Основная область применения — чиллеры и прецизионные кондиционеры.

Гидромодули

Гидромодули, иначе называемые насосными станциями, — это агрегаты для автоматической подачи жидкого хладоносителя от чиллера к фанкойлам и обратно. Как правило, гидромодули предназначены для монтажа внутри помещений. Могут быть встроенной и выносной конструкции. Состоят из одного или нескольких насосов, накопительного и расширительного баков, трубопроводов, арматуры, контрольно-измерительных приборов, систем управления и защиты. Также могут поддерживать и регулировать давление подаваемой жидкости. Основная область применения – чиллеры для центральных кондиционеров и фанкойлов.

Специалисты рекомендуют

Воздухоохлаждаемые чиллеры BlueBox

Прецизионные кондиционеры Clima Processor

Драйкулеры ECO-LUVATA Фанкойлы ActionClima

Источники
  • https://foundmaster.ru/climatic/sistemy-tsentralnogo-konditsionirovaniya-vozduha.html
  • https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=5029
  • https://dantex.ru/articles/sistemy-konditsionirovaniya-vozdukha/
  • https://StrojDvor.ru/kondicionirovanie/vidy/centralnye-ustanovki-kondicionirovaniya-vozduxa-ustrojstvo-i-raznovidnosti/
  • http://airducts.ru/sistemy-kondicionirovaniya/
  • http://ventilationpro.ru/konditsionirovanie/sistemy-centralnogo-kondicionirovaniya-princip-raboty-ustrojjstvo-i-oblast-primeneniya.html
  • https://www.promventholod.ru/tekhnicheskaya-biblioteka/chto-takoe-tsentralnyy-konditsioner.html
[свернуть]

Поделиться:
×
Рекомендуем посмотреть
Adblock
detector