Центральные кондиционеры принцип работы: принцип работы и область применения

Содержание

принцип работы и область применения

Автор Евгений Апрелев На чтение 5 мин. Просмотров 11.4k.

Центральный кондиционер это устройство, предназначенное решить распространенную проблему больших зданий: создание комфортных условий для жизнедеятельности человека. Сюда входит и подача свежего воздуха, и поддержание необходимого уровня его влажности, температура воздуха в помещении, а также охлаждение, обогрев и очистка приточных воздушных масс.

[contents]

Для обогрева воздушных потоков, создаваемых мощными вентиляторами, как правило, используют водяные калориферы, а для охлаждения, в центральных кондиционерах присутствует холодильный контур, основным агрегатом в котором служит так называемый чиллер. В качестве дополнительных холодильных приспособлений, которые находятся в небольших помещениях, используются фанкойлы.

Существует три основных вида систем центрального кондиционирования:

Прямоточные центральные системы кондиционирования. В них происходит очистка, обогрев, увлажнение уличного воздуха.
Центральные системы кондиционирования с утилизацией тепла. В кондиционерах такого типа устанавливается рекуператор, который нагревает приточный воздух теплом воздуха, находящегося в помещении.
Центральные кондиционеры с рециркуляцией. В таких климатических комплексах устанавливается дополнительная секция с подмесом теплого исходящего воздуха в приточные воздушные потоки.

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.

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.

Центральные системы кондиционирования воздуха и их автоматизация

Содержание статьи:

Системы кондиционирования воздуха или сокращенно СКВ предназначены для создания комфортных тепловых условий для человека или техники в помещении. Они позволяют создавать благоприятный микроклимат и в жару, и в холод при помощи использования в своем составе холодильной машины, работающей на фреоне.

Комфортное кондиционирование включает в себя существенную подготовку воздуха: охлаждение, нагрев, осушение, увлажнение, фильтрацию, ионизацию и т.д. Поддержание заданных параметров почти не зависит от параметров атмосферного воздуха и их колебаний. Исключением являются лишь случаи использования СКВ при недопустимых температурных значениях на улице, которые определил производитель техники.

Если более детально рассматривать назначение систем кондиционирования воздуха, то можно их разделить на две группы:

СКВ комфортные – поддерживают основные параметры воздуха (температуру, влажность, чистоту), которые отвечают санитарно-гигиеническим нормам;
СКВ технологические – поддерживают требуемые параметры воздуха в том или ином производственном или техническом помещении.

Схема системы кондиционирования

Например, одной из задач системы кондиционирования для квартиры является обеспечение нормального уровня влажности. Те же 20% – это нижняя граница нормы, при достижении которой кожа человека и его слизистые оболочки сохнут, а 70% – верхняя граница, при которой значительно снижается теплообмен тела с окружающей средой, ухудшается работа сердечно-сосудистой системы, начинаются головные боли и ощущается нехватка кислорода. Кондиционер поддерживает средние показатели влажности и летом, и зимой – около 40-60%.

СКВ технологические создают комфортные условия для техники на производстве. Например, безотказность мощных ЭВМ обеспечат прецизионные системы, способные контролировать температуру, влажность и подвижность воздуха с точностью до 0,5%.

Не все знают, что назначение системы кондиционирования – это еще и поддержание допустимого уровня углекислого газа в помещении.

В детских больницах, офисах, магазинах и квартирах показатели заметно отличаются, поэтому в этих заведениях устанавливаются совершенно разные типы систем кондиционирования.

Нормальный газовый состав воздуха могут обеспечить кондиционеры, способные осуществлять регулярный приток кислорода в помещение, то есть увеличивать кратность воздухообмена. Избыток или недостаток углекислоты в организме пагубно сказывается на здоровье.

Вообще классификация СКВ очень разнообразна. Они могут разделяться по разным признакам:

по принципу размещения относительно обслуживаемой зоны – местные и центральные;
по принципу действия – рециркуляционные, прямоточные и комбинированные;

по количеству обслуживаемых помещений – одно- и многозональные;
по количеству регуляторов параметров выходящего воздуха – однотрубные и двухтрубные.

Это не весь список классификаций. Многие авторы тематических книг придерживаются разных точек зрения на этот вопрос и выдвигают свои версии деления СКВ на классы.

Типы и устройство кондиционеров

компрессионный цикл охлаждения сплит-системы

Если говорить о типах систем кондиционирования, то здесь наблюдается большое разнообразие, так как существуют и устройства для квартиры, и приборы для административных зданий, и агрегаты для промышленных помещений. Автоматизация систем кондиционирования воздуха в данном случае достигается использованием дополнительного оборудования.

Они могут быть выполнены в виде моноблока или двухкомпонентного устройства – сплит-системы. Первые имеют в одном корпусе все элементы, обеспечивающие движение фреона по холодильному контуру. У вторых более шумные детали вынесены в наружный блок, размещаемый на улице, а во внутреннем (комнатном) остаются фильтры, вентилятор, испарительный радиатор, иногда плата управления и другие нешумные детали.

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

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

диаграмма зависимости давления и теплосодержания

Устройство системы кондиционирования воздуха промышленного типа гораздо сложнее. В том же чиллере может быть несколько рядов вентиляторов или определенное количество трехходовых клапанов, изменяющих направление движения воды у чиллера с водяным охлаждением конденсатора.

Самая простая принципиальная схема системы кондиционирования воздуха показана здесь. На ней отражены все основные составляющие компрессионного цикла охлаждения вместе с соединяющими коммуникациями.

Практически во всех СКВ принципиальная схема цикла идентична. Представить цикл охлаждения можно и в виде графического изображения, как на рисунке. Здесь левая часть кривой – это состояние насыщенной жидкости, правая – состояние насыщенного пара. В точке соединения фреон может быть в любом состоянии.

Бытовые СКВ кондиционеры

Как уже говорилось, существуют системы кондиционирования воздуха для жилых помещений – это бытовые сплит-системы, и промышленные – для обеспечения нужд производства или других промышленных и технологических объектов. Есть так называемые полупромышленные или коммерческие системы, которые монтируют в офисах, магазинах, административных помещениях и на других общественных объектах.

К системам кондиционирования для квартиры можно отнести настенные, напольно-потолочные, кассетные, канальные и колонные сплит-систем, а также оконные и мобильные моноблоки, которые отличаются по конструкции внутреннего блока. Они же часто применяются в качестве полупромышленных устройств, но только с увеличенным мощностным диапазоном. Самым популярным бытовым устройством для охлаждения является настенный сплит, но его мощностной потенциал ограничен, так как у пользователей бытовых приборов нет потребности в сильной струе охлажденного воздуха.

У сплит-систем компрессор находится во внешнем блоке, поэтому работа таких приборов совершенно бесшумна. Если внутренних блоков, соединенных с внешним электрическими проводами и фреоновой трассой, несколько, то речь уже идет о мульти-сплит системе кондиционирования воздуха. К наружному модулю можно присоединить от 2 до 9 внутренних.

VRV и VRF-системы кондиционирования

VRV-система

Существуют многозональные системы, которые работают только с одним типом комнатных блоков – например, настенным, то есть все внутренние модули должны быть исключительно одного типа. Но современные производители выпускают мульти-сплит системы кондиционирования с возможностью подключения разнотипных внутренних блоков к одному наружному, при этом для зданий, имеющих большое количество помещений с различной тепловой нагрузкой уже не первый год создаются многозональные системы с изменяемым расходом хладагента. У них один внешний агрегат способен обеспечивать десятки внутренних.

Например, у MITSUBISHI ELECTRIC серия СИТИ МУЛЬТИ рассчитана на 16 внутренних модулей различных типов и совершенно разной мощности. Эти инверторные системы с переменной производительностью оснащены специальным терморегулирующим клапаном, который меняет мощность блока в зависимости от нагрузки и тем самым регулируют расход фреона. Температура поддерживается за счет этого более точно и не происходит никаких перепадов.

Внутренние блоки системы кондиционирования по типу мульти-сплит, как у MITSUBISHI ELECTRIC, могут работать в разных режимах одновременно. Это обеспечивает BC-контроллер, распределяющий фреон между блоками и разделяющий его с помощью сепаратора на пар и жидкость высокого давления. Благодаря этому сепаратору устройство данной системы кондиционирования воздуха упрощается – присоединение блоков к контроллеру осуществляется всего двумя трубками. Монтаж становится дешевле и проще, количество фитингов для стыковки уменьшается, допустимая длина трубопровода и перепады высот значительно увеличиваются.

Как правило, у простых мульти-сплит систем наружные и внутренние блоки соединяются линейно, то есть на каждый комнатный модуль нужна отдельная трасса. У многозональных от внешнего блока отходит лишь одна пара трубок, которая потом разветвляется по древовидному принципу с помощью рефнетов.

Рефнет имеет разные размеры сечения. При совмещении с трубой его обрезают по линии подходящего диаметра.

рефнет

Многозональные устройства с переменным расходом хладагента имеют еще одно название – VRV-системы кондиционирования или VRF. Их преимущества очевидны:

длина единой системы трубопровода доходит до 100 м и даже более, перепады высот между блоками – до 50 м, что позволяет размещать наружный модуль в любом удобном месте;
количество внутренних блоков, соединяемых с одним внешним, доходит до нескольких десятков, при этом производительность последнего может быть на 30% меньше суммарной производительности первых;
управление может осуществляться как с индивидуальных пультов ДУ, так и с центрального стационарного пульта или компьютера – специальное программное обеспечение дает возможность объединить компьютерную сеть с кондиционерной сетью и управлять каждым кондиционером с персонального компьютера в разных зонах здания.

Разницы между понятиями VRF-системы кондиционирования и VRV практически нет. Изначально создание такой системы принадлежит компании DAIKIN, поэтому остальные производители применяют другую аббревиатуру, что не меняет смысл. Просто разные производители наделяют разными техническими возможностями выпускаемую технику (длина трассы, возможность рекуперации и т.д.)

Стоит помнить, что работа всех блоков в разных режимах (охлаждение и тепло) возможна только при трехтрубной системе соединения. Двухтрубная VRF-система кондиционирования способна обеспечить разные заданные параметры воздуха, но только в одном режиме.

наружный блок VRV-установки

Наружный блок некоторых VRV-систем кондиционирования может быть похож на полупромышленный двухвентиляторный блок или иметь более серьезную конструкцию, как на картинке.

Минусом кондиционирования с помощью VRV-системы можно считать заметный шум, издаваемый клапаном расхода. Его стараются спрятать в подсобном помещении или подвесном потолке. Также существуют устройства с выносным клапаном.

Проектирование и расчет систем кондиционирования

При подборе нужного холодильного устройства в квартиру часто пользуются экспресс-методикой расчета СКВ, при которой берется во внимание примерная тепловая нагрузка на помещение, относительно чего и выбирается наиболее близкий типоразмер устройства. Подбор производят по номинальной холодопроизводительности.

На 10 м² берут 1 кВт мощности по холоду и прибавляют к полученным данным от 10 до 30% в виде запаса на поступающее тепло от бытовой техники, оконных и дверных проемов, осветительных приборов и т.д.

Данная методика расчета подходящей системы кондиционирования позволяет упростить проектировочные работы, но допускает неточности, если применять ее к системам с большими возможностями и более сложным устройством, например, к многозональным СКВ. Она вполне применима при покупке бытовых сплит-систем и оконных/мобильных моноблоков.

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

региональное местоположение объекта и расположение относительно сторон света;
строительные чертежи и планы помещения;
категорию объекта с учетом противопожарных норм;
чертежи с указанием размещения всего оборудования здания;
количество осветительных приборов;
характеристики энергоносителей;
данные уже существующих СКВ.

После анализа всех предоставленных данных приступают непосредственно к проектированию СКВ, которое обычно проходит в два этапа.

На первом этапе выбирают систему с техническим обоснованием, почему именно данный тип лучше для этого помещения. Здесь производят расчет системы кондиционирования по мощности, определяют ее расположение на объекте, прописывают число задействованных приборов, определяют параметры площади для установки и вычисляют примерную стоимость всех работ с оборудованием.

Второй этап предполагает разработку рабочего проекта с учетом строительной планировки, теплотехнических характеристик строительных конструкций и технологического задания. Обязательно рассчитывают воздухообмен, тепловой и тепловлажностной баланс помещения, проводят аэродинамический расчет воздушных сетей и гидравлический расчет жидкостных коммуникаций.

Далее все согласуется с заказчиком, СЭС, пожарной инспекцией и по необходимости вносятся изменения в проект. После заказывается оборудование и рабочие чертежи передаются монтажникам.

Техническое обслуживание и ремонт кондиционеров

Любая СКВ требует регулярного технического обслуживания, то есть очистки и проверки рабочих параметров, а в отдельных случаях – ремонта.

Стандартное техническое обслуживание СКВ – это профилактика поломок оборудования. Оно состоит из:

внешней очистки блоков;
промывки и дезинфекции фильтров, вентиляторов, радиаторов;
чистки дренажного трубопровода;
поверки давления в системе и температуры выходящих потоков воздуха;
протяжки крепежных деталей.

При необходимости может понадобиться дозаправка или полная перезаправка контура фреоном.

Обычно основное назначение очистки системы кондиционирования – предотвращение выхода из строя таких деталей, как вентилятор, четырехходовой клапан, компрессор. Если ее не проводить, то КПД прибора уменьшается, внутри начинают размножаться бактерии, при включении устройства появляется неприятный запах, а перечисленные элементы ломаются.

Даже если очистка системы кондиционирования воздуха проводилась регулярно, иногда поломки неизбежны. Перепады напряжения ведут к выходу из строя платы управления, которая является «мозгом» машины, а нарушение рекомендаций производителя по ее использованию в определенных температурных рамках приводит к проблемам с механическими элементами контура.

Пример того, какой ремонт систем кондиционирования воздуха может потребоваться, приведен в таблице.

Проблема	Причина	Восстановительные работы
Заклинивание компрессора; неравномерный пуск; невозможность пуска	Включение прибора на обогрев зимой при температуре ниже -5°C Брак завода-изготовителя Некачественный монтаж трассы	Восстановление работоспособности детали или ее полная замена
Заклинивание вентилятора во внешнем блоке; поломка лопасти вентилятора	Сильное загрязнение из-за отсутствия ТО Включение прибора в сильные морозы Брак завода-изготовителя	Замена вентилятора
Мигание светодиодов; уход в коды ошибок; некорректная работа основных режимов; неисправности вентилятора, компрессора, пускового конденсатора	Выгорание отдельных микросхем Полное выгорание платы Брак завода-изготовителя	Восстановление отдельных микросхем или полная замена платы
Обмерзание блоков; плохое охлаждение; шум при работе	Утечка фреона	Дозаправка/полная заправка фреоном, замена вальцовочных соединений, перепайка труб

Техническое обслуживание промышленных СКВ и ремонтно-восстановительные работы по устранению неполадок в них проходят по более сложной схеме и занимают больше времени. Своевременное выявление проблем и их устранение помогает избежать остановки всего рабочего процесса на производстве или любом другом крупном объекте нежилого назначения.

Профилактическое обслуживание бытовых систем рекомендуется проводить два раза в год. Промышленные установки необходимо обследовать и чистить гораздо чаще – минимум раз в квартал, максимум – раз в месяц. Все зависит от условий эксплуатации и местонахождения СКВ.

Что такое центральные кондиционеры?

Существует три основных вида систем центрального кондиционирования:

Прямоточные центральные системы кондиционирования. В них происходит очистка, обогрев, увлажнение уличного воздуха.
Центральные системы кондиционирования с утилизацией тепла. В кондиционерах такого типа устанавливается рекуператор, который нагревает приточный воздух теплом воздуха, находящегося в помещении.
Центральные кондиционеры с рециркуляцией. В таких климатических комплексах устанавливается дополнительная секция с подмесом теплого исходящего воздуха в приточные воздушные потоки.

Устройство центральной системы кондиционирования

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.

На видео показана модульность центрального кондиционера.

Принцип работы центральной системы кондиционирования

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.

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.

Достоинства и недостатки систем центрального кондиционирования

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.

Принципы работы прецизионных кондиционеров | Техническая библиотека ПромВентХолод

Принцип работы прецизионного кондиционера с жидкостным воздухоохладителем следующий. Циркуляцию воздуха в помещении обеспечивает встроенный в кондиционер один или несколько вентиляторов. Воздушный поток, поступая в кондиционер, проходит через фильтр, который может иметь различную степень очистки от EU-4 до EU-9. Затем очищенный воздух проходит через жидкостной теплообменник, в котором происходит его охлаждение и осушение. После этого воздух может подвергаться другим видам обработки: увлажнению при помощи парового увлажнителя, нагреву за счет водяного или электрического калорифера и после этого подаваться в помещение. Охлаждение воздуха происходит при помощи теплоносителя (воды или водных растворов гликоля), подаваемого с помощью насосов от чиллера или драйкулера. Регулирование степени охлаждения воздуха и количества отведенного тепла происходит за счет изменения расхода теплоносителя. Кроме того, при работе чиллера в режиме свободного охлаждения (free-cooling) возможно значительное снижение потребления электроэнергии.

Принцип работы прецизионного кондиционера в режиме свободного охлаждения (free cooling) заключается в использовании низкой температуры уличного воздуха для охлаждения помещения. Цель – значительное снижение или полное отсутствие потребления электроэнергии за счет использования охлаждающего потенциала уличного воздуха. В теплое время года агрегат работает за счет системы с прямым испарением, основным потребителем электроэнергии в которой являются компрессор. Но при снижении температуры уличного воздуха до +10оС и ниже компрессор отключается полностью, а используются только насос для подачи теплоносителя от драйкулера к жидкостному воздухоохладителю, обеспечивая таким образом работу в режиме free-cooling. При этом среднегодовое снижение энергопотребления может составлять 40-45%.

Для работы в режиме свободного охлаждения используются агрегаты специальной конструкции, предусмотренной заводом-изготовителем.

Прецизионные кондиционеры с функцией свободного охлаждения (free-cooling) дополнительно оснащаются следующими элементами:

дополнительными воздушными и жидкостными клапанами с управляемым приводом;
дополнительными температурными датчиками;
специальными настройками алгоритма работы.

Существует 2 типа свободного охлаждения: прямой и непрямой. Прямой free-cooling представляет собой непосредственную подачу уличного воздуха через кондиционер в помещение. Как только уличная температура воздуха становится ниже заданной температуры воздуха в помещении, по сигналу температурного датчика процессор одновременно дает команды на снижение оборотов или полную остановку компрессора и частичное открытие воздушного клапана для подачи уличного воздуха непосредственно в помещение.

Непрямой тип использует жидкость (раствор гликолей), циркулирующую в трубопроводе между жидкостным воздухоохладителем кондиционера и драйкулером. Охлаждение жидкости происходит за счет потока наружного воздуха, создаваемого вентиляторами драйкулера. При снижении температуры уличного воздуха ниже определенной отметки охлаждение жидкости в драйкулере может происходить без участия вентиляторов. Работая в таком режиме, прецизионный кондиционер позволяет в несколько раз снизить потребление электроэнергии.

Принцип работы прецизионного кондиционера с резервной системой охлаждения.

Резервная система охлаждения представляет собой наличие в прецизионном кондиционере комбинации воздухоохладителей, использующих разные источники холода или непосредственное дублирование (резервирование) самих агрегатов. Комбинированные системы могут состоять из двух жидкостных воздухоохладителей или комбинации из охладителя прямого испарения и жидкостного охладителя. Хладоновый охладитель является испарителем холодильной машины, а жидкостной соединен с чиллером.

Чтобы разобраться с вопросом подбора системы прецизионного кондиционирования и выбрать оборудование, рекомендуем Вам ознакомиться с материалом «Как подобрать прецизионный кондиционер» или обратиться к нашим специалистам. Мы всегда будем рады помочь Вам. Адрес для заявок на подбор оборудования по готовым проектам и разработке Технических заданий на проектирование системы кондиционирования и вентиляции для серверных и ЦОДов: [email protected]

Как работают центральные кондиционеры | Секции центральных кондиционеров

Работа центрального кондиционера заключается в подготовке воздуха и подачи его в помещение. В основном, центральные кондиционеры обеспечивают необходимые параметры воздушной среды для офисных помещений, где находятся большое количество людей. Но это могут быть не только офисные помещения, но и помещения производственные, хозяйственные и т. д., в которых требуется поддерживать определенные значения температуры, влажности, чистоты, скорости циркуляции воздуха, а также требуемого процентного содержания кислорода в этом воздухе. Отсюда следует, что для создания таких параметров, необходимо какое-то оборудование, которое должно обеспечить обязательные условия воздушной среды, и это — центральный кондиционер.

Соответственно, сам центральный кондиционер чаще всего представляет собой прямоугольный туннелеобразный корпус, имеющий несколько секций. Каждая секция выполняет свою задачу с точки зрения обработки воздушной среды. Таких секций может быть до 8 штук и последовательность их расположения друг за другом вполне определенная. Количество секций может быть и меньше, это зависит от необходимости производить или не производить какую-то операцию с воздушной средой. Почти всегда нужная секция может быть вставлена в корпус центрального кондиционера или удалена. Для этого в центральном кондиционере имеются боковые съемные крышки, куда и вставляются нужные секции.

Устанавливаются центральные кондиционеры в закрытых помещениях, желательно, в технических, вдали от нахождения человека, так как работающий кондиционер производит много шума. Подвальные, чердачные или межэтажные помещения вполне пригодны для их размещения. При специальном исполнении корпуса центрального кондиционера он может быть размещен на крыше на открытом воздухе.

В любом случае его корпус имеет различного рода тепло/шумоизоляцию. Воздух из помещений по воздуховодам поступает в центральный кондиционер в секцию смешения. В эту же секцию с другой стороны поступает наружный свежий воздух. В секции смешения имеются жалюзи, регулирующие подачу свежего воздуха в центральный кондиционер. После смешения воздух поступает на секцию фильтрации, где установлены фильтры для различной степени очистки воздуха. В зависимости от назначения кондиционера фильтры бывают от серии EU1 до EU9. Очищенный воздух поступает в секцию рекуперации. В этой секции менее нагретый входящий воздух вступает в теплообмен с более нагретым выходящим воздухом. В результате такого теплообмена менее нагретый воздух подогревается. Подобного вида теплообмен происходит в рекуператорах. По конструкции они бывают различные, но на практике в основном применяются или пластинчатые или роторные. Далее воздух поступает в секцию охлаждения. В ней расположен теплообменник, который соединяется медными трубопроводами с компрессорно-конденсаторным блоком, который и обеспечивает подачу холодного холодильного агента в этот теплообменник центрального кондиционера. В этом случае такая секция в кондиционере служит испарителем для компрессорно-конденсаторного блока.

Следующая секция нагрева. В ней воздух нагревается каким-либо способом. В секции может стоять также теплообменник, подключенный к компрессорно-конденсаторному блоку, работающему на обогрев. Теплообменник может быть подключен к системе центрального отопления и в него подается горячая вода, или же нагрев происходит за счет установки в секции электрического ТЭНа.

В случае одновременного использования секции охлаждения и нагрева, секция нагрева подключается к своему источнику тепла. Чаще всего требуется или только охлаждать, или только нагревать воздух. В таком случае можно использовать одну секцию, подключенную к компрессорно-конденсаторному блоку, работающему то на обогрев, то на охлаждение. После этого размещается секция увлажнения, в которой воздух увлажняется до нужного значения.

Далее расположена вентиляторная секция. В ней устанавливаются мощные центробежные вентиляторы обеспечивающие подачу воздуха по воздуховодам после кондиционера.

Последняя секция — шумоглушения. При обработке воздуха внутри корпуса кондиционера механизмы производят много шума и для того чтобы он вместе с воздухом по воздуховодам не поступал в помещение, устанавливается секция шумоглушения, где задерживается большая часть шума. По мере необходимости количество секций в центральном кондиционере может меняться, увеличиваться или уменьшаться.

Принцип работы кондиционера: устройство и схема

В России преобладает континентальный климат. Это значит, что зимой во всех регионах прохладно и выпадает снег, а летом — жарко. Из-за этого у людей возникает потребность в покупке кондиционера или сплит-системы. Но как обычному человеку выбрать, когда магазины предлагают десятки вариантов, отличающиеся по виду, мощности и стоимости? Для этого необходимо не только разбираться в марках, но и знать принцип работы устройств.

Как работает кондиционер

Система работает по принципу замкнутого цикла. Воздух в помещении охлаждается, проходя через теплообменник внутреннего блока, в котором испаряется хладагент. Рассмотрим схему работы устройства поэтапно.

Компрессор, установленный во внешнем блоке, сжимает холодильный агент и в газообразном состоянии из испарителя внутреннего блока нагнетает его в конденсатор.
В конденсаторе фреон охлаждается за счет теплообмена с наружным воздухом и конденсируется. Все это происходит в теплообменнике внешнего блока.
Далее холодильный агент проходит через дросселирующее устройство, где происходит резкое понижение давления и температуры фреона. При этом часть жидкого холодильного агента неизбежно переходит в газообразное состояние.
Холодный фреон поступает в теплообменник внутреннего блока (испаритель), где за счет теплообмена с воздухом из помещения он закипает и переходит из жидкого состояния в газообразное. Воздух же, в свою очередь, охлаждается и поступает в комнату.

Из-за особенности работы кондиционера на испарителе образуются капли воды — конденсат. Обычно при монтаже системы, для отвода конденсата устанавливают отдельную трубку. Она выходит на улицу или в канализацию, чтобы в помещении не было лишней влаги.

Направление выходящего воздуха из внутреннего блока регулируется с помощью специальной шторки и жалюзи по горизонтали и вертикали.

Как устроен принцип работы инверторного кондиционера

Особенность данного устройства состоит в том, что компрессор включается один раз за все время работы кондиционера и находится в этом состоянии постоянно, изменяя число оборотов в зависимости от нагрузки на кондиционер. В свою очередь обычный кондиционер (on/off) периодически включается и выключается, не меняя число оборотов. Инвертор экономит электроэнергию и продлевает срок жизни компрессора, поскольку работает, не включаясь/выключаясь, а плавно меняя количество оборотов.

Инверторная модель будет экономичней, чем любой другой кондиционер, если он будет работать как минимум несколько часов без выключения.

У инверторной модели, как у обычного кондиционера, есть два блока – внешний и внутренний. В наружном установлен компрессор, медные фреоновые трубопроводы, вентилятор и конденсатор. Внутренний блок состоит из испарителя, вентилятора, жалюзи, фильтра и специального поддона для образовавшегося конденсата.

Устройство и принцип функционирования сплит-системы

Основная особенность сплит-системы заключается в том, что испаритель и конденсатор здесь расположены не в одном блоке, а соединены трубками для циркуляции хладагента. Во внешнем блоке установлены следующие элементы:

дросселирующее устройство;
конденсатор;
вентилятор;
компрессор.

Как правило, внешний блок довольно громко работает, примерно на уровне 45 децибел. Он устанавливается на внешней части стены дома.

Во внутреннем корпусе сплит-системы находится испаритель, электронные схемы, воздушные фильтры.

Внешний и внутренний блоки соединены между собой теплоизолированными трубками из меди.

На рынке представлены модели сплит-систем, которые работают как на охлаждение, так и на нагрев воздуха. В зависимости от модели существует ограничения на работу при минусовой погоде. Обычно инверторные модели способны функционировать до -15 ºC наружного воздуха. Более дорогие модели работают в режиме обогрева помещения при температуре наружного воздуха до -25 ºС.

Особенности функционирования напольных кондиционеров

Эти модели используются редко, если нельзя установить стандартный сплит. Напольные кондиционеры также бывают только стационарными. Стационарные модели имеют аналогичный принцип работы, как обычный кондиционер, за исключением установки внутреннего блока. Он размещается не под потолком, а на высоте полуметра от пола. Внешний блок расположен на улице. Такие сплит-системы относятся к полупромышленной серии. Как правило, они отличаются большей производительностью, чем бытовые модели.

Особенности мобильных моделей

Мобильная модель имеет только один блок, располагается внутри помещения. В нем расположены компрессор, испаритель и конденсатор. Механизм функционирования основан на обработке воздуха, который находится внутри помещения.

Обычно выбирать мобильную модель не рекомендуют, поскольку самая шумная часть будет установлена не за окном, а в помещении. При включенном кондиционере вам будет некомфортно находиться в комнате. К тому же, они отличаются небольшой мощностью.

Как выбрать сплит-систему для дома

Выбирая кондиционер для домашнего использования, учитывайте размер помещения. Для малогабаритной комнаты (до 15-20 метров) подойдет система 5000 BTU. Для помещения до 25 квадратных метров лучше выбрать более мощную модель — 7000 или 9000 BTU.

Подумайте о затратах на электричество и выбирайте энергосберегающие модели A++, потребление около 700-800 ватт. Если бюджет позволяет можно купить кондиционер A+++ с потреблением 500-600 ватт.

Оцените уровень шума. Если есть возможность, послушайте, как работает система, ведь вам придется находиться в комнате во время работы кондиционера. Допустимое значение шума для внутреннего блока — 19-32 дБ.

Преимущества и недостатки кондиционеров

Если вы собираетесь покупать кондиционер или сплит-систему, вам будет интересно узнать о плюсах и минусах.

Преимущества

Обеспечение комфортной температуры в комнате. Независимо от погоды за окном, сплит-система позволит создать благоприятную атмосферу в помещении. Летом кондиционер охладит воздух, а осенью или весной — нагреет. В любом случае находиться в комнате будет комфортно.
Чистый воздух в помещении. Особенно это актуально для жителей крупных городов, проживающих в промышленных районах. Использование кондиционера позволит получить прохладный, чистый воздух, не открывая окон.
Поддержание оптимальной влажности воздуха. Некоторые модели имеют функцию осушения, создавая оптимальный уровень влажности в помещении.

Недостатки

Обращаем внимание, что кондиционер может принести вред человеку, только при неправильном использовании. Если не чистить регулярно агрегат, в нем могут начать размножаться вредные бактерии и вирусы.

Из-за особенностей работы кондиционера воздух в помещении становится более сухим, поэтому рекомендуем использовать отдельные устройства, повышающие уровень влажности в комнате.

Во время работы компрессоры издают небольшой шум. Обычно компрессор находится в наружном блоке, и в помещении не слышно, как он работает.

Обслуживание и ремонт

Необходимо регулярно чистить кондиционер и проводить профилактический ремонт, чтобы обеспечить исправность всех систем. Почистить фильтр можно самостоятельно, зная устройство модели или вызвать специалиста, который справится с этим за 30-60 минут.

Если кондиционер сломался, не занимайтесь ремонтом самостоятельно, позвоните в сервисную службу и опишите проблему. Иногда поломки решаются в течение нескольких часов на месте. Например, если сплит-система отключилась из-за перегрева после продолжительной работы, причина, скорее всего, кроется в перегреве компрессора или в загрязнении радиатора. Проблема решается чисткой решетки.

Если агрегат работает не на полную мощность, проверьте воздушные фильтры. Возможно, их нужно почистить.

Как работают центральные системы кондиционирования

Лучший кондиционер — это тот, о котором не нужно думать. Он наступает в тот момент, когда температура в помещении, установленная на термостате, требует охлаждающей способности, а затем работает тихо и эффективно, когда это необходимо. Но когда пришло время выполнить плановое обслуживание, отремонтировать или заменить вашу систему, полезно понять, как работает система кондиционирования воздуха.

Цикл охлаждения

Используя электричество в качестве источника энергии, хладагент протекает через замкнутую систему холодильных линий между внутренним и внешним блоками.
Теплый воздух изнутри вашего дома втягивается в воздуховоды с помощью моторизованного вентилятора.
Хладагент перекачивается из внешнего змеевика компрессора во внутренний змеевик испарителя, где он поглощает тепло из воздуха.
Этот охлажденный воздух затем проталкивается через соединительные воздуховоды к вентиляционным отверстиям по всему дому, снижая внутреннюю температуру.
Цикл охлаждения снова продолжается, обеспечивая постоянный метод охлаждения.

Части центральной системы переменного тока

Чтобы лучше понять, как охлаждается ваш воздух, полезно немного узнать о частях, из которых состоит система кондиционирования воздуха. Типичная центральная система кондиционирования воздуха состоит из двух частей или сплит-системы, которая включает:
Наружный блок содержит змеевик конденсатора, компрессор, электрические компоненты и вентилятор.
Змеевик испарителя, который обычно устанавливается наверху газовой печи внутри дома.
Серия труб или холодильных линий, соединяющих внутреннее и внешнее оборудование.
Хладагент, вещество в холодильных линиях, которое циркулирует через внутренний и наружный агрегаты.
Воздуховоды, служащие воздушными туннелями в различные помещения внутри вашего дома.
Термостат или система управления для установки желаемой температуры.

Льготы
Комфорт в помещении в теплую погоду — центральное кондиционирование воздуха помогает поддерживать прохладу в доме и снижает уровень влажности.
Более чистый воздух — поскольку ваша центральная система кондиционирования воздуха вытягивает воздух из различных комнат в доме через возвратные воздуховоды, воздух проходит через воздушный фильтр, который удаляет взвешенные в воздухе частицы, такие как пыль и пух. Сложные фильтры также могут удалять микроскопические загрязнители. Затем отфильтрованный воздух направляется в воздуховоды, по которым он возвращается в комнаты.
Более тихая работа — поскольку подшипниковый узел находится вне дома, уровень шума в помещении от его работы намного ниже, чем у автономного кондиционера
Как работают кондиционеры: основы кондиционирования воздуха
Кондиционеры используют охлаждение для охлаждения воздуха в помещении, используя замечательный физический закон: когда жидкость превращается в газ (в процессе, называемом фазовым преобразованием ), она поглощает тепло.Кондиционеры используют эту особенность фазового преобразования, заставляя специальные химические соединения испаряться и конденсироваться снова и снова в замкнутой системе змеевиков.
Речь идет о хладагентах , обладающих свойствами, позволяющими им изменяться при относительно низких температурах. В кондиционерах также есть вентиляторы, которые перемещают теплый внутренний воздух по этим холодным, заполненным хладагентом змеевикам. Фактически, центральные кондиционеры имеют целую систему каналов, предназначенную для направления воздуха к этим змеевикам охлаждения воздуха и от них.
Когда горячий воздух проходит через холодные змеевики испарителя с низким давлением , хладагент внутри поглощает тепло при переходе из жидкого в газообразное состояние. Для обеспечения эффективного охлаждения кондиционер должен снова преобразовывать газообразный хладагент в жидкость. Для этого компрессор подвергает газ высокому давлению, в результате чего выделяется нежелательное тепло. Все дополнительное тепло, создаваемое при сжатии газа, затем выводится наружу с помощью второго набора змеевиков, называемых змеевиками конденсатора , и второго вентилятора.По мере охлаждения газ снова превращается в жидкость, и процесс начинается снова. Думайте об этом как о бесконечном элегантном цикле: жидкий хладагент, фазовое преобразование в поглощение газа / тепла, сжатие и фазовый переход снова в жидкость.
Легко увидеть, что в кондиционере происходят две разные вещи. Хладагент охлаждает воздух в помещении, а образующийся в результате газ постоянно сжимается и охлаждается, чтобы снова превратиться в жидкость.На следующей странице мы рассмотрим, как работают различные части кондиционера, чтобы сделать все это возможным.
Механизм и принцип кондиционирования воздуха — простое схематическое объяснение
Вы когда-нибудь задумывались, как получить прохладный ветерок от кондиционера. Какой механизм на самом деле задействован в производстве холодного воздуха жарким летом? Вот простое схематическое объяснение принципа работы кондиционера. Независимо от того, какой тип кондиционера вы используете, с окнами, на раздельной стене (PTAC), в напольном шкафу или на крыше, основной принцип для всех них одинаков.Даже инверторный кондиционер, претерпевший изменения в примитивной конструкции, по-прежнему следует тому же принципу и законам термодинамики.
Базовый механизм и принцип
Как работает кондиционер — Схема
Пояснение: Каждый кондиционер (также произносится как AC, A / C или Air Cooler в некоторых регионах мира) имеет внутри компрессор. Он работает для сжатия и перекачки хладагента. При сжатии хладагента выделяется тепло. Чтобы отвести это тепло, сжатый хладагент перекачивается в змеевики конденсатора, где вентилятор выдувает тепло во внешнюю атмосферу.Во время этого процесса хладагент принимает жидкую форму. Этот жидкий хладагент перекачивается к расширительному клапану. К расширительному клапану подключен датчик температуры, который работает в соответствии с настройками термостата. Расширительный клапан подает необходимое количество хладагента в испаритель (охлаждающие змеевики), где сжиженный хладагент принимает газообразную форму. Преобразование из жидкого в газообразное состояние из-за расширения вызывает охлаждение, поскольку энергия поглощается из окружающей среды. Воздух, проходя через ребра (прикрепленные к змеевикам), охлаждается и выдувается в комнату.Затем газообразный хладагент в охлаждающих змеевиках поступает в компрессор и снова сжимается. Цикл продолжается, пока компрессор не отключен.
В двух словах, кондиционер забирает тепло из помещения и отдает его наружу. Внутри помещения действует как источник, а снаружи как приемник тепла.
В автомобильных кондиционерах между конденсатором и расширительным клапаном устанавливается ресивер-осушитель. Он служит для сбора излишков хладагента, когда он не требуется для охлаждения.Он также имеет влагопоглотитель, который поглощает влагу, присутствующую в хладагенте.
Кондиционеры с инвертором: В этих кондиционерах используется инвертор для управления скоростью компрессора. Электричество сначала выпрямляется в постоянный ток (постоянный ток), а затем обратно обратно до требуемой частоты переменного тока (переменного тока) с использованием широтно-импульсной модуляции. Таким образом, скорость компрессора может увеличиваться и уменьшаться в зависимости от температуры в помещении. Такие кондиционеры чрезвычайно энергоэффективны и потребляют примерно на 30-60% меньше электроэнергии, чем кондиционеры старого образца.Инверторные кондиционеры дороги из-за наличия внутри них дополнительного оборудования, но затраты на электроэнергию постепенно возмещаются. К другим их преимуществам относятся бесшумная работа, более быстрое охлаждение, отсутствие колебаний температуры в помещении и скачков напряжения, вызванных компрессором.
Кондиционер как обогреватель: Когда кондиционер используется как обогреватель, процесс, который показан и объяснен выше, просто меняется на противоположный. В результате реверсивного механизма горячий воздух направляется внутрь помещения, а холодный — наружу.
Что такое центральное кондиционирование? (с иллюстрациями)
Центральное кондиционирование воздуха — это метод структурного охлаждения, при котором централизованная установка охлаждает и осушает воздух перед его циркуляцией по всему зданию. Это прямо контрастирует с системами, которые полагаются на отдельные блоки в комнатах или наборах комнат. Центральное кондиционирование воздуха, как это также известно, часто связано с системой отопления, поскольку обе системы используют одинаковое количество электроэнергии и воздуховодов для распределения охлажденного или нагретого воздуха.Этот тип кондиционирования воздуха обычно используется в больших зданиях или в домах с очень жарким и влажным климатом.
Реле системы центрального кондиционирования воздуха на воздуховодах для передачи холодного воздуха в помещение.
В системе центрального кондиционирования основной блок часто располагается на открытом воздухе или в изолированном помещении здания, поскольку во время циклов охлаждения создается сильный шум, который охлаждает воздух и способствует удалению влаги.Агрегат подключается к воздуховодам, которые проходят по всему зданию, при этом нагнетатели выталкивают холодный воздух из воздуховодов для охлаждения помещений. Кондиционер также выходит на улицу, чтобы избавиться от лишнего тепла и влаги.
Вентиляционное отверстие для кондиционирования воздуха.
Бесканальный кондиционер также может использоваться для охлаждения воздуха на больших площадях, но вместо использования воздуховодов в нем используются отдельные настенные блоки, которые удаляют влагу и горячий воздух и нагнетают холодный воздух. Эта форма кондиционирования воздуха может быть более экологически чистой, поскольку люди могут управлять климатом в отдельных комнатах или группах комнат, а не использовать один центральный блок для поддержания желаемой температуры.Поскольку температура в здании может значительно различаться, центральное кондиционирование воздуха может потреблять много энергии, чтобы поддерживать комфортный воздух.
Для больших зданий центральное кондиционирование имеет решающее значение, так как воздух может становиться очень тяжелым, особенно в теплую погоду.Тепло от погоды может разогреть здание, как и тепло от тел в здании, а также влага накапливается в результате дыхания. Использование системы кондиционирования воздуха сделает здание удобным для людей для работы и сделает его более приятным для посетителей, которые могут входить в здание, например, клиентов, заходящих в универмаг.
Дома в жарком климате также могут получить пользу от системы кондиционирования.Использование этого типа системы кондиционирования воздуха устраняет необходимость в стеновых или оконных блоках, которые часто выглядят некрасиво и с которыми трудно справиться. Центральное кондиционирование, как и центральное отопление, также можно откалибровать, чтобы поддерживать температуру в стабильном диапазоне, сохраняя при этом энергоэффективность.