Современное кондиционирование. Оборудование. Принципиальные схемы

 

 

7. Прецизионные кондиционеры

Прецизионные кондиционеры - предназначены для точного поддержания температуры и влажности в помещениях с высокими технологиями (точные производства, АТС, компьютерные залы). Микропроцессор обеспечивает точное поддержание заданных параметров.

При работе кондиционера на смеси приточного и рециркуляционного воздуха приточный воздух подводится воздуховодами или же кондиционер устанавливается у фасадной стены здания. Раздача воздуха в помещение обычно производиться непосредственно из кондиционера, но возможно использовать и систему воздуховодов.

Принципиальная схема прецизионного кондиционера

 

 

8. Центральные кондиционеры

Центральные кондиционеры, нашедшие самое широкое применение в комфортном и технологическом кондиционировании, представляют собой неавтономные кондиционеры, снабжаемые извне холодом (подводом холодной воды или незамерзающих жидкостей), теплом (подводом горячей воды или пара) и электроэнергией для привода вентиляторов, насосов, запорно-регулирующих аппаратов на воздушных и жидкостных коммуникациях и пр.

Центральные кондиционеры предназначены для обслуживания нескольких помещений или одного большого помещения. Иногда несколько центральных кондиционеров обслуживают одно помещение больших размеров (театральный зал, закрытый стадион, производственный цех и т.п.).

Современные центральные кондиционеры выпускаются в секционном исполнении и состоят из унифицированных типовых секций (трехмерных модулей), предназначенных для регулирования, смешивания, нагревания, охлаждения, очистки, осушки, увлажнения и перемещения воздуха.

Наряду с существенными преимуществами, связанными с возможностью эффективного поддержания заданной температуры, влажности и подвижности воздуха в помещениях большого объема, центральные кондиционеры, вместе с тем, имеют и некоторые недостатки, основными из которых являются необходимость проведения сложных монтажно-строительных работ, прокладка по зданию протяженных коммуникаций (воздуховодов и трубопроводов).

Прямоточные центральные кондиционеры обрабатывают только наружный воздух, кондиционеры с рециркуляцией обрабатывают смесь наружного и рециркуляционного (вытяжного) воздуха.

1-я рециркуляция  представляет собой подмешивание  рециркуляционного воздуха к  наружному перед теплообменником 1-го подогрева, что значительно  снижает потребление тепла на 1-й подогрев.

2-я рециркуляция  представляет собой подмешивание  рециркуляционного воздуха к наружному воздуху, прошедшему обработку в воздухоохладителе или камере орошения перед вентилятором. При этом отпадает необходимость включения в работу теплообменника 2-го подогрева в летний период.

Кондиционер с теплоутилизацией — это прямоточный кондиционер с центральным теплоутилизатором, в котором нет смешения потоков наружного и рециркуляционного воздуха, а передача тепла от удаляемого воздуха к наружному происходит в специальном теплообменнике.

Центральный кондиционер состоит из отдельных типовых секций, герметично соединенных между собой. Корпус кондиционера исполнен на базе каркаса из алюминиевых профилей, к которым крепятся постоянные и съемные (для доступа к агрегатам) панели.

Система с утилизацией тепла:

1. Забор  воздуха с улицы 

2. Забор  воздуха из помещений

3. Подача  обработанного воздуха в помещения 

4. Клапаны  и смесительные камеры 

5. Секция  фильтрации 

6. Секция  обогрева 

7. Секция  охлаждения 

8. Секция  увлажнения 

9. Секция  рекуперации 

10. Секция  вентилятора

 

8.1. Основные секции центрального кондиционера

  Секция охлаждения

  Секция  охлаждения представляет собой  водяной или фреоновый теплообменник-воздухоохладитель, изготовленный из медных трубок  с алюминиевыми ребрами. В качестве  хладагента (рабочей среды) может  быть: охлажденная вода, смесь воды и гликоля, фреон (например, R-22). Хладагент, в зависимости от типа рабочей среды, может поступать от чиллера, градирни, артезианской скважины и т.п

. Секция нагревания

  В секции  воздухонагревания могут использоваться  водяные, паровые или электрические нагреватели.

  Секция увлажнения

  Увлажнение  воздуха в центральном кондиционере  осуществляется в секции оросительного  увлажнения водой (форсуночной камере) или секции парового увлажнения.

  В форсуночной  камере происходит адиабатическое увлажнение воздуха циркуляционной водой, которая поступает из поддона. Воздух вступает в непосредственный контакт с поверхностью капель воды, распыляемой с помощью форсунок. Распыляясь, вода превращается в густой туман мелких капель, сквозь который движется воздух, поглощая водяные пары.

  . Секция фильтрации

  При  необходимости обеспечения фильтрации  повышенного качества в компоновку  центрального кондиционера могут  быть включены две секции:первичной  и вторичной фильтрации.

  В секцию  первичного фильтрования могут быть вмонтированы сетчатые или корзинчатые фильтры. Сетчатые фильтры — это тканевые фильтры с развернутой поверхностью, уложенной в «зигзаг».

  Корзинчатый  фильтр собирается из нескольких  фильтрующих элементов со стандартными размерами. Фильтрующие элементы корзинчатых фильтров закреплены в рамках с помощью пружинных прихватов, обеспечивающих герметичность, а также легкую и быструю смену.

  Секция шумоглушения

  Секция  шумоглушения предназначена для  снижения уровня шума, создаваемого  центральным кондиционером (встроенными вентиляторами, насосами; потоками рабочих сред и т.п.)

  Внутри  секции шумоглушения закреплены  звукопоглощающие пластины, которые  изготавливаются, например, из нескольких  слоев минеральной ваты специально  подобранной плотности. Внешняя поверхность минеральной ваты усилена стекловолокнистым покрытием.

  Вентиляторная секция

  Вентиляторная  секция предназначена для применения  обрабатываемого в центральном  кондиционере воздуха и его  подачи в обслуживаемые помещения. В кондиционерах применяются радиальные (центробежные) вентиляторы.

  Теплоутилизаторы

  При  проектировании вентиляции и  кондиционирования для экономии  тепла и холода целесообразно  использовать тепловые вторичные  энергетические ресурсы, такие как:

тепло воздуха, удаляемого системами общеобменной вентиляции кондиционирования воздуха и местных отсосов, когда рециркуляция воздуха недопустима;

тепло и холод технологических установок, пригодные для вентиляции и кондиционирования.

  Воздушные клапаны

  Регулирование  количества воздуха (наружного и рециркуляционного), поступающего в центральный кондиционер, осуществляется воздушными клапанами. Регулирование осуществляется с помощью электропривода, устанавливаемого на клапане. Конструкция клапана, как правило, многостворчатая, с параллельно установленными лопатками.

Принципиальная схема центральной двухканальной системы кондицонирования воздуха

11, 12, 13 -помещения; 2 - центральный кондиционер; 3 - вытяжной вентилятор;

4 - рециркуляционный  воздуховод; 5 - воздухозабор; б - канал нагревания Воздуха;

7 - воздухонагреватель; 8 - канал охлаждения воздуха; 9 - воздухоохладитель;

10 - смесительное  устройство с исполнительным  механизмом

Приточный Воздух, обработанный в кондиционере до определенных параметров, подается к помещениям по двум воздуховодам в теплоизоляции, в начале которых устанавливаются соответственно воздухоподогреватель 7 и воздухоохладитель 9. Поддержание заданной температуры в каждом помещении обеспечивается смешением в необходимом соотношении подогретого и охлажденного Воздуха (суммарное количество приточного Воздуха неизменно) в смесительном устройстве 10 с исполнительным механизмом и датчиком температуры. Применение рециркуляции Воздуха позволит уменьшить расходы теплоты и холода. Следует отметить, что при применении двухканальной СКВ в помещениях не требуются теплообменники, трубы тепло- и холодоносителя.

Принципиальная схема системы центрального кондиционирования с фанкойлами и чиллерами

11, 12, 13,- помещения; 2 - центральный кондиционер; 3 - вытяжной вентилятор; 4 - воздухозабор; 5 - вентиляторный доводчик; 6 - регулирующий клапан на обратном трубопроводе; 7 - регулятор скорости вращения вентилятора

При применении центральной СКВ с фанкойлами 5 В помещения, в которых определяющими являются теплоизбытки и влаговыделения, принимается минимально необходимое количество приточного Воздуха. В таких системах приточный Воздух подается непосредственно в помещение или в файнкойл, если в нем предусмотрено конструктивно смешивание приточного воздуха с воздухом из помещения (рециркуляционного). При смешивании приточного воздуха в вентиляторном доводчике (фанкойле) с воздухом из помещения возможна подача приточного (первичного) воздуха с более низкой температурой (до 7-10 °С). Поддержание заданной температуры в помещении обеспечивается с помощью регулирующего клапана 6 на обратной линии тепло- или холодоносителя и регулятора скорости вращения вентилятора доводчика 7.

 

9. Автоматизация систем кондиционирования воздуха

Кондиционером можно управлять либо непосредственно с панели управления, расположенной на корпусе внутреннего блока, либо с помощью дистанционного, как правило, инфракрасного пульта управления

С пульта можно установить следующие режимы работы:

■ обогрев, охлаждение, вентиляция, осушение воздуха;

■ один из нескольких (как правило, трех) скоростных режимов вентилятора;

■ автоматическое регулирование положения жалюзи (воздухораспределительной решетки), изменяющего направление воздушного потока;

■ автоматическое поддержание заданной с пульта температуры помещения.

Автоматизация системы кондиционирования определяется функциями управления, реализованными в каждом из ее блоков, что позволяет говорить о многовариантности решения задач управления.

Наружный компрессорно-конденсаторный блок управляется микропроцессорным модулем. Подключенные к нему реле защиты по низкому и высокому давлению и тепловое реле для вентилятора охлаждения конденсатора обеспечивают ему надежную защиту при работе системы.

Чиллеры оснащаются комплексной системой автоматики, облегчающей реализацию всех функций этого довольно сложного и функционально насыщенного оборудования в полной мере.

Многие модификации чиллеров имеют четырехходовой клапан, позволяющий инвертировать холодильный цикл и осуществлять его работу не только в режиме охлаждения, но и в режиме функционирования теплового насоса.

Автоматика крышного кондиционера обычно включает в себя стандартные электрические компоненты: автоматические выключатели сети и вспомогательной цепи, а также пусковые устройства компрессоров, нагревателей и вентиляторов.

Крышные кондиционеры, как правило, оборудуются микропроцессорной системой управления, важными элементами которой являются регулятор температуры обработанного воздуха, реле задержки и средства защиты компрессоров, система диагностики, порт подключения дистанционного управления.

При секционной сборке центрального кондиционера автоматика монтируется по специальному проекту из отдельных элементов.

Предусматриваются контуры регулирования температуры и влажности приточного или внутреннего воздуха помещения, включающие в себя датчики, контроллеры и исполнительные механизмы. Применяются контроллеры как свободно программируемые, так и с жестко заданной программой. В любом случае имеется доступ к изменению уставок, например, заданной температуры в помещении.

Система управления кондиционером позволяет автоматически или вручную управлять работой отдельных аппаратов в зависимости от температуры наружного воздуха, переходя на зимний или летний режимы.

Одновременно обеспечивается контроль за состоянием загрязненности фильтров и работой вентиляторов — по перепаду давления на дифманометрах, присоединенных к штуцерам до и после указанных устройств.

 

Функциональная схема системы автоматического регулирования на примере автоматики чиллера Микропроцессорный модуль типа CLIV-DIN в качестве основной функции обеспечивает поддержание заданной температуры теплоносителя (например, воды) на входе в чиллер (датчик ТЕ1). Это достигается интенсивностью работы компрессора(т.е. частотой его включения и варьированием времени непрерывной работы).

Предусмотрена защита от замерзания теплоносителя по сигналу от датчика температуры на выходе из чиллера (ТЕ2), а также тепловая защита вентилятора (реле RTV) и компрессора (реле RTC). Фреоновый контур защищен по низкому (реле SP2) и высокому (реле SP1) давлению. При срабатывании защиты чиллер автоматически отключается и может быть запущен вновь после устранения неполадок. Микропроцессорный модуль управления диагностирует чиллер с целью определения характера возникшей аварийной ситуации, что упрощает её устранение.

 Обозначения::

С   компрессор;

ВС конденсатор;

EV испаритель;

VC вентилятор  конденсатора

 

 

 

10. Заключение

В наши дни получило распространение проектирование систем кондиционирования на стадии разработки архитектурного проекта.

В XXI веке всё большее значение приобретает энергосбережение при кондиционировании (стоит вспомнить энергетический кризис в Америке, связанный с пиком потребления энергии кондиционерами). Учитывая ухудшающееся состояние окружающей среды, обеспечение чистого воздуха в помещении также является одной из наиболее важных проблем. Также качество воздуха играет большое значение в медицине (операционные и родильные боксы), при производстве электроники и других высокотехнологичных производствах.