Центральный кондиционер: принцип работы, типы, особенности монтажа

Содержание:
1. Принцип работы центрального кондиционера
1.1 Особенности применения
2. Виды систем центрального кондиционирования
2.1 Прямоточные
2.2 С переменным расходом воздуха
2.3 С рекуперацией
2.4 С рециркуляцией
3. Этапы монтажа центральных кондиционеров

Центральный кондиционер (ЦК) — это технически сложное устройство, основной элемент многофункциональной климатической системы, предназначенной для монтажа в больших зданиях. Центральная вентиляция очищает, нагревает и подаёт свежий воздух в помещения, поддерживает комфортные условия для жизнедеятельности людей в офисах, гостиницах, производственных цехах и лабораториях.

Типовая конструкция ЦК имеет модульную структуру, состоит из набора секций фильтрации, рекуперации, увлажнения, вентиляции, шумопоглощения. Для нагревания приточных воздушных потоков используются электрические калориферы или водяная система отопления. Источником холода служит мощный конденсатно-компрессорный модуль с фреоновым теплообменником или технологичная машина чиллер, установленная снаружи. Для перемещения воздушных масс прокладывают сеть воздуховодов.

Рис. 1. Технологическая схема центрального кондиционера

В качестве дополнительных холодильных агрегатов, которые осуществляют конечную регулировку микроклимата, применяются фанкойлы. Такие приборы выполняют роль внутреннего блока, как в сплит-системе. Фанкойлы монтируют в небольших кабинетах и залах.

Принцип работы центрального кондиционера

Так как оборудование комплектуется под заказ на основе проекта, принцип работы центрального кондиционера складывается из механизмов действия отдельных секций, источников холода и нагрева. Функционирование техники, подобранной с учётом площади и назначения зданий, происходит в следующем порядке:

• высокопроизводительные центробежные вентиляторы с клиноременным приводом электродвигателя затягивают наружный воздух внутрь устройства;
• воздушная масса проходит через фильтры, очищается от механических примесей, дыма и выхлопных газов;
• чистый подготовленный воздух осушается, нагревается либо охлаждается до заданных параметров;
• по разветвлённой сети воздуховодов воздушный поток подаётся в помещения.

При наличии секций смешения и рециркуляции ЦК выполняет «подмес» тёплого отработанного воздуха к приточному в определённой пропорции, чем снижает расход энергии на нагревание входящей массы. Управление центральным кондиционером осуществляется при помощи автоматического пульта, который устанавливается на щитке или стене. В конструкциях, предназначенных для монтажа в офисных комплексах, концертных залах и супермаркетах, после вентиляторного блока размещают звукоизолирующую секцию.

Рис. 2. Схема работы центрального кондиционера

Особенности применения

В силу необычного блочного устройства центральный кондиционер не работает автономно. Для нормального функционирования оборудования необходимо поступление тепла и холода извне. При обслуживании больших промышленных, развлекательных и торговых объектов в одном здании часто устанавливают несколько ЦК вдали от мест скопления людей. Как правило, приборы располагают в подвалах, пустующих технических помещениях, на чердаках и крышах.

По внешнему виду агрегат напоминает узкий тоннелеобразный контейнер прямоугольной формы, составленный из разного количества секций, которых может быть 6 или 8. При обработке воздушной среды каждая из них выполняет свою конкретную задачу. Для удобного прибавления либо удаления секции на боковинах корпуса предусмотрены съёмные дверцы. Весомое преимущество ЦК перед другими видами климатической техники заключается в способности создавать благоприятный климат в зданиях с множеством комнат и кабинетов разной площади.

Виды систем центрального кондиционирования

В зависимости от мощности, способа подачи приточного воздуха, структурных особенностей и обслуживаемых площадей центральные системы кондиционирования делятся на несколько групп.

Классификация по особенностям устройства и подачи свежей воздушной массы выделяет три вида систем:

• прямоточные;
• с переменным расходом воздуха;
• с рекуперацией;
• с рециркуляцией.

По зональному охвату ЦК делятся на однозональные и многозональные, по способу подачи воздухопотока — на одноканальные и двухканальные.

Прямоточные

Характерная особенность систем заключается в использовании исключительно уличного воздуха. Конструкции данного вида применяют на нефтехимических предприятиях и потенциально опасных производствах, в атмосфере которых присутствуют токсичные пары, мелкодисперсная пыль, вредные микроорганизмы. После забора с улицы холодный воздушный поток проходит многоступенчатую фильтрацию, дезинфекцию, увлажнение и подогрев до нужного температурного показателя. После обработки воздухопоток направляется по сети воздуховодов во внутреннее пространство здания. Прямоточное кондиционирование применятся там, где использовать отработанный воздух повторно запрещено.

С переменным расходом воздуха

Для работоспособности человека здоровый микроклимат особенно важен. Поэтому при создании проекта вентиляции и кондиционирования неизменно встаёт вопрос выбора между сплитами и системами с регулируемым расходом воздуха. По продуктивности и в плане комфорта при одновременном кондиционировании небольших по площади помещений второй вариант в 5-6 раз превосходит традиционные мульти сплит-системы. С помощью пульта можно:

• контролировать подачу воздушной массы;
• изменять пропускной объём для каждого отдельного участка;
• распределять время обслуживания объектов;
• менять установленные параметры температуры и влажности.

Переменный расход воздуха снижает эксплуатационные затраты, увеличивает период работы оборудования.

Рис. 3. Принципиальная схема системы с переменной подачей воздуха

Расход входящей воздушной массы изменяется под воздействием фактической на данный момент температуры в помещении. Блок управления (2) постоянно получает информацию от каждого зонального клапана и автоматически регулирует режим работы. Невостребованный для кондиционирования избыточный воздух возвращается назад в кондиционер через байпасный клапан. Индивидуальное регулирования воздухоподачи и параметров микроклимата позволяет использовать малое количество хладагента.

С рекуперацией

Популярность типов центральных кондиционеров с секцией рекуперации обуславливается комфортом пользования и энергоэффективностью. Используя тепло отработанного воздуха для нагрева приточного, такие агрегаты дают большую экономию электроэнергии, чем рециркуляционные собратья. Первоначально приточный воздухопоток проходит очистку и дезинсекцию, затем подаётся в рекуператор, где происходит теплообмен. Очищенный холодный поток отбирает тепло у выходящей воздушной массы, но при этом не смешивается с ней. Конструкция рекуператоров, которые ещё называют теплоутилизаторами, бывает разнообразной, но на практике чаще встречаются роторные и пластинчатые. Роторные модели демонстрируют КПД около 90%, пластинчатые — 75-80%.

С рециркуляцией

Системы кондиционирования данного вида бывают с полной и частичной рециркуляцией. Применение обеих возможно в зданиях, атмосфера которых не содержит взрывоопасных газов, крупнодисперсных пылевых частиц, отравляющих и смрадных испарений. Обе могут монтироваться в производственных цехах и техпомещениях, где рабочие операции сопровождаются выделением значительного количества тепла.

При полной рециркуляции один и тот же воздушный поток перемещается по замкнутому кругу. Воздух, который вентилятор забирает из окружающего пространства, проходит тщательную очистку, осушение или увлажнение, затем по воздуховоду снова направляется в помещение. Свежесть входящей воздушной массы обеспечивают соответствующие секции.

Схема кондиционирования с частичной рециркуляцией считается наиболее гибкой, предполагает одновременное применение уличного и вытяжного воздуха. ЦК в этом случае может работать, как в режиме полной и частичной рециркуляции, так и в прямоточном. Объём наружной массы для «подмеса» определяется действующими санитарными нормами, регулируется автоматикой управляющего модуля.  

Этапы монтажа центральных кондиционеров

Устройство кондиционирования больших загородных домов, коттеджей, общественных и промышленных зданий должно производиться профессионально. ЦК — это сложное крупногабаритное оборудование, в котором дилетанту разобраться непросто. Просчёты и ошибки при монтаже могут негативно отразиться на работе центрального кондиционера, привести к преждевременному износу дорогостоящего прибора и вызвать затруднения при техобслуживании. Профессиональная установка ЦК имеет множество нюансов и проходит в несколько этапов:

• Выбор места расположения агрегата (цокольный этаж, хозпомещение, кровля здания, отдельно стоящее строение).
• Сборка схемы. Сборочные работы включают установку типовых функциональных секций, наружных и внутренних клапанов, присоединительных и угловых блоков.
• Монтаж теплообменников.
• Установка воздухораспределителей для равномерного рассредоточения воздушной массы в обслуживаемом пространстве.
• Прокладка сети воздуховодов.
• Подключение электрических калориферов и электродвигателей вентилятора к питанию.
• Проведение пусконаладочных работ.

При выполнении монтажных операций важно помнить, что каждая секция ЦК закрепляется на персональной несущей раме. Для упрощения установки в конструкции предусмотрены подъёмные отверстия.

Подводя итоги, нужно заметить, что центральное кондиционирование — это самый надёжный и экономически целесообразный способ поддержания комфортного микроклимата в больших зданиях. Свою стоимость агрегат с избытком отрабатывает за 8-10 месяцев интенсивной эксплуатации.