Многозональные системы кондиционирования воздуха. Чиллеры и фанкойлы. Эжекционные доводчики. Сплит-системы

При числе помещений, обслуживаемых одним центральным кондиционером, боль­ше одного (а иногда помещений бывает до 100) мы сразу сталкиваемся с необходимо­стью дифференцировать параметры приточного воздуха, так как в помещениях разное количество людей, технологий, ориентаций по сторонам света, а значит, и поступление тепла от солнечной радиации и т. п.

Существует несколько систем многозонального кондиционирования, но все эти си­стемы объединяют правила:

— центральный кондиционер подает в помещения наружный воздух в количестве, не меньшем, чем санитарная норма (например, в офисах это 60 м3/ч чел);

— изменение параметров воздуха в различных помещениях до оптимальных усло­вий осуществляется местными доводчиками, и на первом месте здесь стоит температура внутреннего воздуха, а относительная влажность здесь вторична.

Простейшая многозональная система — это система с зональными воздухонагревате­лями, которыми снабжаются все ответвления воздуховодов в помещения. Температура воздуха в помещениях поддерживается автоматически с помощью исполнительного ме­ханизма, соединенного с датчиками температуры в помещении. Центральный конди­ционер должен подавать воздух с температурой, соответствующей минимальному ее значению при воздухораздаче.

В качестве воздухонагревателей желательно использовать электрокалориферы, как устройства малоинерционные и не подверженные сменам сезонов или наличию горя­чей воды в ТП года. Эта схема неплохо работает и в ХП года.

Более гибкая схема получается, если зональные воздухонагреватели дополнить воз­духоохладителями, получающими холод централизованно.

Двухканальная система своим названием предопределяет централизованное получе­ние воздуха двух параметров, прежде всего по температуре и относительной влажности и дальнейшее его транспортирование потребителям, каждый из которых имеет свой ин­дивидуальный смеситель, действующий по датчику температуры в помещении. Коли­чество воздуха, поступающего в помещение, остается неизменным. Централизованное получение воздуха двух параметров может производиться как в двух раздельных конди­ционерах, так и в одном, имеющем воздухонагреватель в одном канале (после кондици­онера) и воздухоохладитель — в другом.

Схема с переменным расходом воздуха предопределяет установку клапана, регулиру­ющего подачу приточного воздуха в зависимости от температуры в каждом помещении. Такая регулировка вызывает колебания давления воздуха в воздуховодах и, как следст­вие, возможное возникновение автоколебаний в системе.

Системы многозального кондиционирования с фанкойлами.

В этой схеме основная тепло — и холодонагрузка ложится на вентиляторные доводчи — ки-фанкойлы. Центральный кондиционер подает только требуемое санитарными нор­мами количество воздуха в помещения. Вторая задача центрального кондиционера в ХП — поднять влагосодержание приточного воздуха.

Фанкойл состоит из одного или двух теплообменников, вентиляторной группы, всасывающей воздух из помещения и подающей его через теплообменники и через по­движную воздуховыпускную решетку в помещение.

Поддержание температуры воздуха в каждом помещении выполняется системой управления фанкойлом. Температура воздуха задается либо настенным датчиком, либо переносным пультом управления.

По сути дела мы имеем две независимые системы управления микроклиматом по­мещения,

В соответствии с заданной температурой изменяется частота вращения вентилятора фанкойла (низкая, средняя, высокая) и расход теплоносителя через теплообменник при помощи трехходового крана.

В фанкойлах с двумя теплообменниками один предназначен для горячей, вто­рой — для холодной воды.

Фанкойлы с одним теплообменником предусматривают централизованное под­ключение теплоносителя или работу только на охлаждение воздуха.

Фанкойлы могут устанавливаться под окном, на стене, под потолком, в пространст­ве подшивного потолка. При установке фанкойла под окном на его функции налагается и работа в качестве отопительного прибора системы отопления. Это западное решение. Россия — страна с холодным климатом. Продолжительность отопительного сезона в центральной части России превышает 7 месяцев. Срок службы вентиляторной группы фанкойла 8—10 лет. При среднем сроке эксплуатации здания 50 лет мы будем вынужде­ны 4 раза ремонтировать или менять фанкойлы. Поэтому только система водяного ото­пления, рассчитанная также на 50 лет, как и здание, может служить основой для поддер­жания теплового режима здания в нашей стране.

Обычно фанкойлы снабжаются холодной водой с параметрами 7—12 С, что позво­ляет сконденсировать лишнюю влагу из воздуха, если температура точки росы превысит 13—14 °С. Этой температуре соответствует влагосодержание 9,5-10 г/кг, что оптимально для систем кондиционирования I класса.

Каждый фанкойл снабжается поддоном для сбора конденсата с последующим под­соединением к дренажной системе.

Порядок расчета холодильной мощности фанкойла для ТП года.

1. Исходные данные для расчета :

Рабочее помещение на 8 человек площадью 60 м, Н = 2,7 м

2

Освещение : люминесцентные светильники 60 Вт/3 м

Поступление тепла от солнечной радиации : 800 Вт.

Температура воздуха, поступающего от центральной системы кондиционирования:

2. Определим количество наружного приточного воздуха : Ьн — 60 * 14, где N = 8 чел.

(11.1)

Ьн — 60 * 6 = 480м3/ч или Сн = Ьн * = 480 * 1,2 = 576кг/ч.

3. Составляем тепловой баланс.

—теплопоступления от людей (полное тепло) С2Л = 150 * 8 = 1200 Вт. освещение. 50 % помещения находится в теневой зоне.

Оосв = р * V Чуд = 20 Вт/м2 С)осв = 60 * 0,5 * = 600 Вт.

— теплопоступления от ПК:

О™ = 250 * N = 250 * 8 = 2000 Вт.

Общие теплопоступления: 1200 + 600 + 800 + 2000 = 4600 Вт.

4. Количество холода, поступающего от центрального кондиционера:

(11.2)

0ХК =576 *1,005(22-19)*— =480 Вт.

3,6

5. Баланс по холоду:

0Х= 4600 -480 = 4120 Вт.

На эту холодильную мощность и выбираем фанкойл.

Для обслуживания площади 60 м их должно быть два, каждый на 2060 Вт холодиль­

Ной мощности по полному теплу.

Системы с эжекционными доводчиками.

Эжекционные доводчики представляют собой конструкцию, принципиально отли­чающуюся от фанкойлов. В них нет вращающихся частей или электропривода. Они ра­ботают от воздуха, поступающего от вентилятора центрального кондиционера. Этот воздух попадает в камеру, в верхней части которой находятся сопла диаметром 4 — 6 мм. Выходя из сопел, первичный воздух эжектирует воздух из помещения. Коэффициент эжекции варьируется от 1,8 до 4. Далее смесь первичного и эжектированного воздуха проходит через один и два теплообменника и попадает в помещение. Через теплообмен­

Ники проходит теплая (горячая) и холодная вода. Датчик температуры в помещении воздействует на краны, открывающие или закрывающие доступ к теплообменникам.

Отсутствие подвижных частей имеет два преимущества:

— во-первых, нет шума от вентилятора;

— во-вторых, долговечность доводчика равна долговечности здания, что позволяет применять в качестве отопительных приборов системы отопления.

Подсоединение эжекционных доводчиков к воздуховодам выполняется гибким шлангом диаметром 100 мм.

Устанавливаются доводчики под окнами помещений.

Чиллер — водоохлаждающая парокомпрессионная холодильная машина, состоящая из компрессора с электродвигателем, конденсатора, испарителя, элементов защиты и автоматики, гидравлического контура насосной станции.

Холодильная мощность чиллеров колеблется от нескольких до нескольких тысяч киловатт.

Электрическая мощность, забираемая от сети, составляет около одной трети холо­дильной мощности.

Конструктивно чиллеры выпускаются с двумя типами конденсаторов, служащими для снятия теплоизбытков: водяного охлаждения и воздушного.

Чиллеры с водяным охлаждением значительно дешевле, но требуют системы обо­ротного водоснабжения с градирней, так как использование питьевой воды для охлаж­дения конденсаторов запрещено.

Чиллеры с воздушным охлаждением выпускают в моноблочном исполнении и с вы­носным конденсатором. Моноблочный чиллер — автономная холодильная машина с подключением к холодопроводам.

Чиллеры с выносным конденсатором лучше всего подходят для сурового кли­мата России, так как позволяют установить сам чиллер в теплом помещении и для системы холодоснабжения использовать обыкновенную воду без опасности ее за­мерзания.

Чиллер комплектуется аккумуляторным баком и насосной станцией. Задачи аккумуляторного бака — снизить влияние пиковых нагрузок на включение комп­рессора чиллера. В стандартном подключении холодная вода от чиллера поступает в бак-аккумулятор и далее к потребителям. Расход воды в этом случае должен быть постоянным. При независимом подсоединении чиллер работает на первичный контур с теплообменником в аккумуляторном баке. В этом случае система холодос­набжения гидравлически развязана с чиллером и с помощью дополнительных цир­куляционных насосов осуществляет циркуляцию холодоносителя вне зависимости от его расхода.

Часть выпускаемых чиллеров может работать по схеме теплового насоса, то есть не охлаждать воду, а нагревать ее. Это особенно важно в переходных условиях, когда систе­ма отопления еще не работает, а в помещениях холодно.

Чиллер подбирается по каталогам фирмы по своей холодопроизводительности, кВт.

Кондиционеры сплит-систем получили широкое распространение из-за простоты их расчета, легкости монтажа и удобства эксплуатации. По сути дела, это дальнейшее раз­витие оконных кондиционеров, теперь разделенных на несколько составных частей: компрессорно-конденсаторного блока наружной установки и одного или нескольких испарителей для монтажа внутри помещений.

Расчет тепловой мощности испарительного блока практически ничем не отлича­ется от расчета фанкойла, приведенного ранее в этой главе. Если в здании устанавли­вается несколько испарительных блоков, то их суммарной холодопроизводительно — сти должен соответствовать компрессорно-конденсаторный блок. Однако дальней­шее развитие сплит-систем привело к созданию многоканальных систем с изменяе­мым расходом хладагена, позволяющее подсоединять к одному наружному блоку до нескольких десятков испарителей. Холодопроизводительность выносного блока ме­няется в зависимости от текущей нагрузки, для чего компрессор снабжен инвектором, позволяющим в широком диапазоне менять холодо — и теплопроизводительность ( в режиме теплового насоса).

Posted in Системы вентиляции и кондиционирования