Центральные системы кондиционирования воздуха и их автоматизация

Системы кондиционирования воздуха, или сокращенно SCR, предназначены для создания комфортных тепловых условий для человека или оборудования в помещении. Они позволяют создать благоприятный микроклимат как в жаркую, так и в холодную погоду с помощью холодильной установки, работающей на фреоне.

Комфортное кондиционирование воздуха включает в себя подготовку необходимого воздуха: охлаждение, обогрев, осушение, увлажнение, фильтрацию, ионизацию и т.д. Поддержание заданных параметров практически не зависит от параметров атмосферного воздуха и их колебаний. Исключение составляют только случаи использования SCR при недопустимых температурах на улице, которые определяет производитель оборудования.

Если более подробно рассмотреть назначение систем кондиционирования, их можно разделить на две группы:

  • Комфортная СКВ – поддержание основных параметров воздуха (температуры, влажности, чистоты), соответствующих санитарно-гигиеническим нормам;
  • Технологическая СКВ – поддержание требуемых параметров воздуха в конкретном производственном или техническом помещении.

Схема системы кондиционирования

Например, одна из задач системы кондиционирования для квартиры – поддерживать нормальный уровень влажности. Те же 20% – нижняя граница нормы, при достижении которой сохнут кожа и слизистые оболочки человека, а 70% – верхняя граница, при которой значительно снижается теплообмен организма с окружающей средой, работа ухудшается сердечно-сосудистая система, начинаются головные боли и кислородный голод. Кондиционер поддерживает средний уровень влажности как летом, так и зимой – около 40-60%.

Технологические СКВ создают комфортные условия для оборудования на производстве. Например, надежность мощных компьютеров будет гарантирована прецизионными системами, способными контролировать температуру, влажность и подвижность воздуха с точностью до 0,5%.

Не все знают, что целью системы кондиционирования воздуха также является поддержание приемлемого уровня углекислого газа в комнате.

В детских больницах, офисах, магазинах и квартирах показатели сильно различаются, поэтому в этих учреждениях устанавливают совершенно разные типы систем кондиционирования.

Нормальный газовый состав воздуха может быть обеспечен кондиционерами, способными обеспечивать регулярный поток кислорода в окружающую среду, то есть увеличивать частоту воздухообмена. Избыток или недостаток углекислого газа в организме пагубно сказывается на здоровье.

В целом классификация СКВ очень разнообразна. Их можно разделить по нескольким критериям:

  • по принципу действия: рециркуляционные, прямоточные и комбинированные;
  • по количеству обслуживаемых номеров – одно- и многозональные;
  • по принципу локализации относительно обслуживаемой территории – местной и центральной;
  • по количеству регуляторов параметров выходящего воздуха: одна труба и две трубы.

Это далеко не полный список классификаций. Многие авторы тематических книг по-разному смотрят на эту проблему и предлагают свои варианты разделения СКВ на классы.

Типы и устройство кондиционеров

компрессионный цикл охлаждения сплит-системы

Если говорить о типах систем кондиционирования воздуха, то их огромное множество, поскольку есть устройства для квартиры, устройства для офисных зданий и агрегаты для производственных помещений. Автоматизация систем кондиционирования в этом случае достигается с помощью дополнительного оборудования.

Они могут быть выполнены в виде моноблочного или двухкомпонентного устройства – сплит-системы. Первые имеют в одном корпусе все элементы, обеспечивающие движение фреона по холодильному контуру. В последнем наиболее шумные части подводятся к наружному блоку, который находится снаружи, а во внутреннем блоке (помещении) – фильтры, вентилятор, испарительный радиатор, иногда плата управления и другие бесшумные детали.

Устройство любой СКВ на фреоне предполагает наличие таких важных элементов, как:

  • фильтры механической очистки + тонкие фильтры тонкой очистки;
  • плата управления, отвечающая за работу всей электроники;
  • компрессор, который сжимает и всасывает хладагент;
  • регулятор потока (расширительный клапан или капиллярная трубка) для дозирования жидкого хладагента из конденсатора в испаритель;
  • 4-ходовой клапан в «горячих» кондиционерах, перенаправляющий хладагент в другую сторону.
  • вентиляторы, обеспечивающие обдув теплообменников;
  • теплообменники испарительного и конденсаторного типа, через которые передается тепловая энергия от фреона в окружающую среду;

диаграмма давления как функция теплосодержания

Проектирование промышленной системы кондиционирования воздуха намного сложнее. Один и тот же чиллер может иметь несколько рядов вентиляторов или несколько 3-ходовых клапанов, которые изменяют направление потока воды для чиллера с водяным охлаждением.

Здесь представлена ​​простейшая принципиальная схема системы кондиционирования воздуха. Он отражает все основные компоненты компрессионного холодильного цикла вместе с соединительными коммуникациями.

Практически во всех тиристорах схема подключения идентична. Цикл охлаждения также можно представить графически, как показано на рисунке. Здесь левая часть кривой – состояние насыщенной жидкости, правая – состояние насыщенного пара. На стыке фреон может быть в любом состоянии.

Бытовые СКВ кондиционеры

Как уже было сказано, существуют системы кондиционирования для жилых помещений – это бытовые и промышленные сплит-системы – для нужд производства или других промышленных и технологических установок. Существуют так называемые полупромышленные или коммерческие системы, которые устанавливаются в офисах, магазинах, административных зданиях и других общественных объектах.

К системам кондиционирования для квартиры относятся сплит-стеновые, межпотолочные, кассетные, канальные и колонные системы, а также оконные и мебельные моноблоки, которые различаются по конструкции внутреннего блока. Они также часто используются как полупромышленные устройства, но только с большим диапазоном мощности. Самый популярный прибор – это стенка, но ее мощность ограничена, поскольку пользователям техники не требуется сильная струя холодного воздуха.

В сплит-системах компрессор находится в наружном блоке, поэтому работа таких устройств абсолютно бесшумна. Если к внешним электрическим проводам и фреоновой магистрали подключено несколько внутренних блоков, то речь уже идет о мультисплит-системе кондиционирования. К одному наружному блоку можно подключить от 2 до 9 внутренних блоков.

VRV и VRF-системы кондиционирования

Система VRV

Существуют мультизональные системы, которые работают только с одним типом внутреннего блока, например с настенным, т.е все внутренние модули должны быть исключительно одного типа. Но современные производители выпускают мульти-сплит-системы кондиционирования воздуха с возможностью подключения различных типов внутренних блоков к наружному блоку, в то время как для зданий с большим количеством комнат с разными тепловыми нагрузками многозонные системы с одной переменной расхода хладагента имеют создается несколько лет. У них есть наружный блок, который может поставлять десятки внутренних блоков.

Например, в MITSUBISHI ELECTRIC серия CITY MULTI рассчитана на 16 внутренних модулей разного типа и совершенно разной мощности. Эти инверторные системы с регулируемым расходом оснащены специальным термостатическим клапаном, который изменяет мощность агрегата в зависимости от нагрузки и, таким образом, регулирует потребление фреона. Благодаря этому температура поддерживается более точно и нет никаких перепадов.

Внутренние блоки мультисплит-системы кондиционирования, например, MITSUBISHI ELECTRIC, могут работать в разных режимах одновременно. Это обеспечивается контроллером BC, который распределяет фреон между агрегатами и разделяет его с помощью сепаратора пара и жидкости высокого давления. Благодаря этому разделителю конструкция данной системы кондиционирования упрощается: агрегаты подключаются к контроллеру всего двумя трубками. Монтаж становится дешевле и проще, количество стыковочных фитингов уменьшается, допустимая длина трубопровода и перепады высот значительно увеличиваются.

Как правило, в простых мульти-сплит-системах наружный и внутренний блоки соединяются линейно, то есть для каждого модуля в помещении требуется отдельный путь. В многозонных из внешнего блока выходит только одна пара труб, которые затем разветвляются по принципу дерева с помощью рефнета.

Рефнет имеет разные размеры поперечного сечения. В сочетании с трубой он разрезается по линии подходящего диаметра.

рефнет

Многозонные устройства с переменным расходом хладагента имеют другое название – системы кондиционирования VRV или VRF. Их преимущества очевидны:

  • количество внутренних блоков, подключенных к наружному блоку, достигает нескольких десятков, при этом производительность последнего может быть на 30% ниже, чем общая производительность первого;
  • управление может осуществляться как с индивидуальных пультов дистанционного управления, так и с консоли или центрального настольного компьютера – специальное программное обеспечение позволяет объединить компьютерную сеть с сетью кондиционирования и управлять каждым кондиционером с персонального компьютера в различных зонах здания.
  • длина одиночной трубопроводной системы достигает 100 м и более, перепады высот между блоками до 50 м, что позволяет разместить наружный модуль в любом удобном месте;

Практически нет разницы между концепциями систем кондиционирования VRF и VRV. Изначально создание такой системы принадлежит DAIKIN, затем другие производители используют другую аббревиатуру, не меняющую смысла. Просто разные производители придают выпускаемому оборудованию разные технические возможности (длина пути, возможности восстановления и так далее)

Стоит помнить, что работа всех агрегатов в разных режимах (охлаждение и обогрев) возможна только при трехтрубной системе подключения. Двухтрубная система кондиционирования VRF может обеспечивать несколько заданных параметров воздуха, но только в одном режиме.

наружный блок блока VRV

Наружный блок некоторых систем кондиционирования VRV может выглядеть как полупромышленный двухвентиляторный блок или иметь более серьезную конструкцию, как на фото.

Недостатком кондиционирования воздуха с использованием системы VRV является заметный шум, издаваемый проточным клапаном. Его стараются спрятать в шкафу или на столешнице. Также есть устройства с выносным клапаном.

Проектирование и расчет систем кондиционирования

При выборе подходящего холодильного устройства для квартиры часто используется экспресс-метод расчета СКВ, при котором учитывается примерная тепловая нагрузка на помещение, в связи с чем наиболее близкие типоразмеры устройства. Выбор осуществляется на основе номинальной холодопроизводительности.

На 10 м² берется 1 кВт мощности холода и прибавляется к полученным данным от 10 до 30% в виде резерва на поступающее тепло от бытовой техники, дверных и оконных проемов, осветительных приборов и т.д.

Этот метод расчета подходящей системы кондиционирования воздуха позволяет упростить проектные работы, но допускает неточности при применении к системам с большей мощностью и к более сложным устройствам, таким как многозонный SCR. Это вполне применимо при покупке домашних сплит-систем и оконных / мебельных моноблоков.

Что нужно знать и учитывать при проектировании систем кондиционирования со сложным устройством? В первую очередь смотрят на исходные данные:

  • чертежи с указанием расположения всей строительной техники;
  • количество осветительных приборов;
  • региональное положение объекта и положение по сторонам света;
  • характеристики энергоносителей;
  • существующие данные СКВ.
  • категория объекта с учетом норм пожарной безопасности;
  • строительные чертежи и планы этажей;

После анализа всех предоставленных данных непосредственно разрабатывается SCR, который обычно проходит в два этапа.

На первом этапе выбирается система с техническим обоснованием, по которой именно этот тип лучше всего подходит для данного помещения. Здесь производится расчет системы кондиционирования по мощности, определяется ее положение на объекте, прописывается количество задействованных устройств, определяются параметры площади для установки и рассчитывается приблизительная стоимость всех работ с расчетное оборудование.

Второй этап предполагает разработку рабочего проекта с учетом планировки здания, тепловых характеристик строительных конструкций и технологического задания. Обязательно рассчитайте воздухообмен, тепло- и теплопроводный баланс помещения, выполните аэродинамический расчет воздушных сетей и гидравлический расчет гидравлических коммуникаций.

Кроме того, все согласовывается с заказчиком, СЭС, пожарная инспекция и при необходимости вносятся изменения в проект. После заказа оборудования и передачи рабочих чертежей монтажникам.

Техническое обслуживание и ремонт кондиционеров

Любая SCR требует регулярного обслуживания, то есть очистки и проверки рабочих параметров, а в некоторых случаях – ремонта.

Стандартное обслуживание SCR – это предотвращение выхода оборудования из строя. Он состоит из:

  • очистка дренажной трубы;
  • проверить давление в системе и температуру выходящих воздушных потоков;
  • внешняя очистка блоков;
  • прошитые крепления.
  • промывка и дезинфекция фильтров, вентиляторов, радиаторов;

При необходимости может потребоваться дозаправка или полное заполнение контура фреоном.

Обычно основной целью очистки системы кондиционирования воздуха является предотвращение выхода из строя таких деталей, как вентилятор, четырехходовой клапан, компрессор. Если его не проводить, эффективность устройства снижается, внутри начинают размножаться бактерии, при включении устройства появляется неприятный запах, а перечисленные элементы выходят из строя.

Даже если система кондиционирования регулярно чистилась, сбои иногда неизбежны. Провалы напряжения приводят к выходу из строя платы управления, которая является «мозгом» машины, а нарушение рекомендаций производителя по ее использованию в определенных температурных пределах приводит к проблемам с механическими элементами схемы.

В таблице показан пример того, как может потребоваться ремонт кондиционера.

Проблема Это вызывает Ремонт
Заклинивание компрессора; нерегулярный старт; невозможность уйти Включение устройства на отопление зимой при температуре ниже -5 ° C

Дефект производителя

Плохая установка гусеницы

Восстановление работоспособности детали или ее полная замена
Заклинивание вентилятора в наружном блоке; сломанная лопасть вентилятора Сильное загрязнение из-за отсутствия обслуживания

Включение устройства в сильный мороз

Дефект производителя

Замена вентилятора
 Мигающие светодиоды; введите коды ошибок; некорректная работа основных режимов; неисправности вентилятора, компрессора, пускового конденсатора Перегорание отдельных микросхем

Полное выгорание таблицы

Дефект производителя

Восстановление отдельных микросхем или полная замена платы
Блокировать замораживание; плохое охлаждение; шум во время работы Потеря фреона Полная заправка / заправка фреоном, замена шарниров качения, сварка труб

Техническое обслуживание промышленных SCR и ремонтно-восстановительные работы по устранению в них отказов выполняются по более сложной схеме и занимают больше времени. Своевременное выявление проблем и их устранение помогает избежать нарушения всего рабочего процесса на производстве или в любом другом крупном нежилом объекте.

Профилактическое обслуживание бытовых систем рекомендуется два раза в год. Промышленные предприятия необходимо проверять и чистить гораздо чаще, не реже одного раза в квартал, но не чаще одного раза в месяц. Все зависит от условий эксплуатации и расположения SCR.

Источник – https://strojdvor.ru/kondicionirovanie/klassifikaciya-sistem-kondicionirovaniya-i-ix-osobennosti/
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: