Klasyfikacja systemów klimatyzacji i ich cechy

Systemy klimatyzacji, w skrócie SCR, mają na celu stworzenie komfortowych warunków termicznych dla osoby lub sprzętu w pomieszczeniu. Pozwalają na stworzenie korzystnego mikroklimatu zarówno w czasie upałów, jak i chłodów za pomocą maszyny chłodniczej na freon.

Klimatyzacja komfortowa obejmuje niezbędne przygotowanie powietrza: chłodzenie, ogrzewanie, osuszanie, nawilżanie, filtrację, jonizację itp. Utrzymanie określonych parametrów jest niemal niezależne od parametrów powietrza atmosferycznego i ich wahań. Jedynymi wyjątkami są przypadki stosowania SCR przy niedopuszczalnych wartościach temperatur na ulicy, które zostały określone przez producenta sprzętu.

Jeśli bardziej szczegółowo rozważymy przeznaczenie systemów klimatyzacji, można je podzielić na dwie grupy:

• SLE komfortowe - utrzymują podstawowe parametry powietrza (temperatura, wilgotność, czystość) spełniające normy sanitarno-higieniczne;
• Technologiczny SCR - utrzymanie wymaganych parametrów powietrza w konkretnym pomieszczeniu produkcyjnym lub technicznym.

Na przykład jednym z zadań systemu klimatyzacji w mieszkaniu jest utrzymanie normalnego poziomu wilgotności. Te same 20% to dolna granica normy, po osiągnięciu której skóra ludzka i jej błony śluzowe wysychają, a 70% to górna granica, przy której znacznie zmniejsza się wymiana ciepła organizmu z otoczeniem, praca pogarsza się układ sercowo-naczyniowy, zaczynają się bóle głowy i brak tlenu. Klimatyzator utrzymuje średni poziom wilgotności zarówno latem jak i zimą - około 40-60%.

SLE technologiczne stwarzają komfortowe warunki dla urządzeń w produkcji. Na przykład niezawodność potężnych komputerów zapewnią precyzyjne systemy zdolne do kontrolowania temperatury, wilgotności i ruchliwości powietrza z dokładnością do 0,5%.

Nie wszyscy wiedzą, że zadaniem systemu klimatyzacji jest również utrzymanie akceptowalnego poziomu dwutlenku węgla w pomieszczeniu.

W szpitalach dziecięcych, biurach, sklepach i mieszkaniach wskaźniki znacznie się różnią, dlatego w tych instytucjach instalowane są zupełnie inne typy systemów klimatyzacji.

Normalny skład gazu w powietrzu może być zapewniony przez klimatyzatory zdolne do przeprowadzania regularnego przepływu tlenu do pomieszczenia, czyli zwiększania częstotliwości wymiany powietrza. Nadmiar lub brak dwutlenku węgla w organizmie ma szkodliwy wpływ na zdrowie.

Ogólnie klasyfikacja TRU jest bardzo zróżnicowana. Można je podzielić według różnych kryteriów:

• w oparciu o zasadę lokalizacji względem obsługiwanego obszaru - lokalną i centralną;
• zgodnie z zasadą działania - recyrkulacyjne, z bezpośrednim przepływem i kombinowane;
• według liczby obsługiwanych lokali - jedno- i wielostrefowych;
• według liczby regulatorów parametrów powietrza wylotowego - jednorurowego i dwururowego.

To nie jest pełna lista klasyfikacji. Wielu autorów książek tematycznych ma na ten temat różne punkty widzenia i przedstawia własne wersje podziału SLE na klasy.

Rodzaje i urządzenia klimatyzatorów

Jeśli mówimy o rodzajach systemów klimatyzacyjnych, to jest duża różnorodność, ponieważ istnieją urządzenia do mieszkania, urządzenia do budynków biurowych i jednostki do pomieszczeń przemysłowych.Automatyzację systemów klimatyzacji w tym przypadku uzyskuje się poprzez zastosowanie dodatkowego wyposażenia.

Mogą być wykonane w formie monobloku lub urządzenia dwuskładnikowego - systemu dzielonego. Te pierwsze mają w jednym przypadku wszystkie elementy zapewniające ruch freonu wzdłuż obiegu chłodniczego. W tym ostatnim głośniejsze części są wyprowadzane do jednostki zewnętrznej, która znajduje się na zewnątrz, a w jednostce wewnętrznej (pomieszczeniowej) znajdują się filtry, wentylator, grzejnik wyparny, czasem tablica sterownicza i inne ciche części.

Urządzenie dowolnego SCR działającego na freon zakłada obecność tak ważnych elementów, jak:

• kompresor, który kompresuje i zasysa czynnik chłodniczy;
• wymienniki ciepła wyparne i kondensatorowe, przez które energia cieplna jest przekazywana z freonu do otoczenia;
• wentylatory zapewniające przedmuch wymienników ciepła;
• filtry do czyszczenia mechanicznego + często filtry dokładne;
• tablica sterownicza odpowiedzialna za działanie całej elektroniki;
• regulator przepływu (zawór rozprężny lub kapilara) do pomiaru dopływu ciekłego czynnika chłodniczego ze skraplacza do parownika;
• Zawór 4-drogowy w klimatyzatorach „ciepłych”, przekierowujący czynnik w innym kierunku.

Projekt instalacji klimatyzacji przemysłowej jest znacznie bardziej złożony. Ten sam agregat może mieć wiele rzędów wentylatorów lub kilka zaworów trójdrożnych, które zmieniają kierunek przepływu wody w przypadku agregatu chłodzonego wodą.

Tutaj pokazano najprostszy schemat ideowy układu klimatyzacji. Odzwierciedla wszystkie główne elementy cyklu chłodniczego sprężania, wraz z komunikacją łączącą.

W prawie wszystkich tyrystorach schemat obwodu jest identyczny. Cykl chłodzenia można również przedstawić graficznie, jak pokazano na rysunku. Tutaj lewa część krzywej to stan cieczy nasyconej, prawa to stan pary nasyconej. W punkcie połączenia freon może znajdować się w dowolnym stanie.

Klimatyzatory domowe SCV

Jak już wspomniano, istnieją systemy klimatyzacji do pomieszczeń mieszkalnych - są to domowe systemy dzielone, a także przemysłowe - na potrzeby produkcji lub innych obiektów przemysłowych i technologicznych. Istnieją tak zwane systemy półprzemysłowe lub komercyjne, które są instalowane w biurach, sklepach, budynkach administracyjnych i innych obiektach użyteczności publicznej.

Systemy klimatyzacji do mieszkania obejmują systemy podziału ściennego, podłogowo-sufitowego, kasetonowego, kanałowego i kolumnowego, a także monobloki okienne i mobilne, które różnią się konstrukcją jednostki wewnętrznej. Często wykorzystywane są również jako urządzenia półprzemysłowe, ale tylko o zwiększonym zakresie mocy. Najpopularniejszym urządzeniem chłodzącym dla gospodarstw domowych jest split naścienny, ale jego wydajność jest ograniczona, ponieważ użytkownicy sprzętu AGD nie potrzebują silnego strumienia schłodzonego powietrza.

W systemach split kompresor znajduje się w jednostce zewnętrznej, dzięki czemu praca takich urządzeń jest całkowicie bezgłośna. Jeśli istnieje kilka jednostek wewnętrznych podłączonych do zewnętrznych przewodów elektrycznych i linii freonowej, mówimy już o systemie klimatyzacyjnym typu multi-split. Do jednostki zewnętrznej można podłączyć od 2 do 9 jednostek wewnętrznych.

Systemy klimatyzacji VRV i VRF

Istnieją systemy wielostrefowe, które współpracują tylko z jednym typem jednostki wewnętrznej - na przykład montowane na ścianie, to znaczy, że wszystkie moduły wewnętrzne muszą być wyłącznie tego samego typu. Jednak współcześni producenci produkują systemy klimatyzacji typu multi-split z możliwością podłączenia różnych typów jednostek wewnętrznych do jednej jednostki zewnętrznej, podczas gdy w przypadku budynków, które mają dużą liczbę pomieszczeń o różnym obciążeniu cieplnym, systemy wielostrefowe ze zmiennym przepływem czynnika chłodniczego mają tworzony od kilku lat.Posiadają jedną jednostkę zewnętrzną, która może zapewnić dziesiątki jednostek wewnętrznych.

Na przykład w MITSUBISHI ELECTRIC seria CITY MULTI jest zaprojektowana dla 16 wewnętrznych modułów różnych typów i zupełnie różnych pojemnościach. Te systemy inwerterowe o zmiennej wydajności są wyposażone w specjalny zawór termostatyczny, który zmienia moc urządzenia w zależności od obciążenia, a tym samym reguluje zużycie freonu. Dzięki temu temperatura jest utrzymywana dokładniej i nie ma różnic.

Jednostki wewnętrzne systemu klimatyzacji multi-split, podobnie jak w przypadku MITSUBISHI ELECTRIC, mogą pracować jednocześnie w różnych trybach. Zapewnia to sterownik BC, który rozdziela freon między jednostki i oddziela go separatorem na parę i ciecz pod wysokim ciśnieniem. Dzięki temu separatorowi konstrukcja tego systemu klimatyzacji jest uproszczona - jednostki są połączone ze sterownikiem za pomocą zaledwie dwóch rur. Montaż staje się tańszy i łatwiejszy, zmniejsza się ilość armatury dokującej, znacznie wzrastają dopuszczalne długości rurociągów i różnice wysokości.

Z reguły w prostych systemach multi-split jednostki zewnętrzne i wewnętrzne są połączone liniowo, to znaczy, że dla każdego modułu pomieszczenia potrzebna jest osobna trasa. W wielostrefowych z zewnętrznego bloku wychodzi tylko jedna para rurek, która następnie rozgałęzia się na zasadzie drzewa za pomocą refnetów.

Refnet ma różne rozmiary przekrojów. W połączeniu z rurą jest cięty wzdłuż linii o odpowiedniej średnicy.

Urządzenia wielostrefowe ze zmiennym przepływem czynnika chłodniczego mają inną nazwę - systemy klimatyzacji VRV lub VRF. Ich zalety są oczywiste:

• długość pojedynczego systemu rurociągów sięga 100 m lub nawet więcej, różnice wysokości między blokami dochodzą do 50 m, co pozwala na umieszczenie modułu zewnętrznego w dowolnym dogodnym miejscu;
• liczba jednostek wewnętrznych podłączonych do jednej zewnętrznej sięga kilkudziesięciu, podczas gdy wydajność tych ostatnich może być o 30% mniejsza niż łączna wydajność tych pierwszych;
• sterowanie może odbywać się zarówno z indywidualnych pilotów, jak i z centralnej konsoli stacjonarnej lub komputera - specjalne oprogramowanie umożliwia połączenie sieci komputerowej z siecią klimatyzacyjną i sterowanie każdym klimatyzatorem z komputera osobistego w różnych strefach budynku.

Praktycznie nie ma różnicy między koncepcjami systemu klimatyzacji VRF a VRV. Początkowo stworzenie takiego systemu należy do DAIKIN, więc inni producenci stosują inny skrót, co nie zmienia znaczenia. Tyle, że różni producenci nadają produkowanemu sprzętowi różne możliwości techniczne (długość trasy, możliwość rekuperacji itp.)

Warto pamiętać, że praca wszystkich jednostek w różnych trybach (chłodzenie i grzanie) jest możliwa tylko w przypadku trójrurowego systemu połączeń. Dwururowy system klimatyzacji VRF jest w stanie zapewnić różne ustawione parametry powietrza, ale tylko w jednym trybie.

Jednostka zewnętrzna niektórych systemów klimatyzacji VRV może wyglądać jak półprzemysłowa jednostka z dwoma wentylatorami lub mieć poważniejszą konstrukcję, jak na zdjęciu.

Wadą klimatyzacji z systemem VRV jest zauważalny hałas emitowany przez zawór przepływowy. Próbują ukryć go w pomieszczeniu gospodarczym lub podwieszanym suficie. Istnieją również urządzenia z zaworem zdalnym.

Projektowanie i kalkulacja systemów klimatyzacji

Przy doborze odpowiedniego urządzenia chłodniczego do mieszkania często stosuje się ekspresową metodę obliczania SLE, w której bierze się pod uwagę przybliżone obciążenie cieplne pomieszczenia, w stosunku do którego wybiera się najbliższy standardowy rozmiar urządzenia. Doboru dokonuje się zgodnie z nominalną wydajnością chłodniczą.

Dla 10 m² 1 kW zimnej mocy jest pobierane i dodawane do danych uzyskanych od 10 do 30% w postaci rezerwy na ciepło dopływające z urządzeń AGD, otworów okiennych i drzwiowych, opraw oświetleniowych itp.

Ten sposób obliczania odpowiedniego systemu klimatyzacji pozwala na uproszczenie prac projektowych, ale dopuszcza niedokładności, jeśli jest stosowany do systemów o większych możliwościach i bardziej złożonego urządzenia, na przykład do wielostrefowego SCR. Ma to zastosowanie przy zakupie domowych systemów dzielonych i monobloków okiennych / mobilnych.

Co należy wiedzieć i wziąć pod uwagę przy projektowaniu systemów klimatyzacji ze skomplikowanym urządzeniem? Przede wszystkim patrzą na początkowe dane:

• regionalna lokalizacja obiektu i lokalizacja względem punktów kardynalnych;
• rysunki konstrukcyjne i plany pięter;
• kategoria obiektu z uwzględnieniem norm przeciwpożarowych;
• rysunki przedstawiające lokalizację całego wyposażenia budynku;
• liczba opraw oświetleniowych;
• charakterystyka nośników energii;
• dane już istniejącego SLE.

Po przeanalizowaniu wszystkich dostarczonych danych przechodzą bezpośrednio do projektowania SCR, co zwykle odbywa się w dwóch etapach.

W pierwszym etapie wybierany jest system z technicznym uzasadnieniem, dlaczego ten konkretny typ jest lepszy dla tego pomieszczenia. Tutaj obliczają system klimatyzacji według wydajności, określają jego lokalizację w obiekcie, określają liczbę zaangażowanych urządzeń, określają parametry obszaru do instalacji i obliczają przybliżony koszt wszystkich prac ze sprzętem.

Drugi etap obejmuje opracowanie projektu roboczego, uwzględniającego układ budynku, charakterystykę cieplną konstrukcji budowlanych oraz zadanie technologiczne. Pamiętaj, aby obliczyć wymianę powietrza, bilans cieplny i cieplno-wilgotnościowy pomieszczenia, przeprowadzić obliczenia aerodynamiczne sieci powietrznych i obliczenia hydrauliczne komunikacji płynów.

Ponadto wszystko jest uzgadniane z klientem, SES, inspekcją przeciwpożarową i, jeśli to konieczne, wprowadzane są zmiany w projekcie. Następnie sprzęt jest zamawiany, a rysunki robocze przekazywane instalatorom.

Konserwacja i naprawa klimatyzatorów

Każdy SCR wymaga regularnej konserwacji, czyli czyszczenia i sprawdzania parametrów pracy, aw niektórych przypadkach naprawy.

Standardowa konserwacja SCR to zapobieganie awariom sprzętu. Składa się ona z:

• zewnętrzne czyszczenie bloków;
• mycie i dezynfekcja filtrów, wentylatorów, grzejników;
• czyszczenie rurociągu drenażowego;
• sprawdzenie ciśnienia w układzie i temperatury wychodzących strumieni powietrza;
• przeciąganie zapięć.

W razie potrzeby może być konieczne zatankowanie lub całkowite napełnienie obwodu freonem.

Zwykle głównym celem czyszczenia układu klimatyzacji jest zapobieganie uszkodzeniom części takich jak wentylator, zawór czterodrogowy, sprężarka. Jeśli nie zostanie przeprowadzony, wydajność urządzenia spada, bakterie zaczynają się mnożyć w środku, gdy urządzenie jest włączone, pojawia się nieprzyjemny zapach, a wymienione elementy pękają.

Nawet jeśli system klimatyzacji był regularnie czyszczony, czasami awarie są nieuniknione. Spadki napięcia prowadzą do awarii płyty sterującej, która jest „mózgiem” maszyny, a naruszenie zaleceń producenta dotyczących jej stosowania w określonych granicach temperatur prowadzi do problemów z elementami mechanicznymi obwodu.

Przykład tego, jak może być wymagana naprawa klimatyzacji, podano w tabeli.

Konserwacja przemysłowych SCR oraz prace naprawcze i konserwatorskie w celu wyeliminowania w nich usterek są przeprowadzane zgodnie z bardziej złożonym schematem i zajmują więcej czasu. Terminowa identyfikacja problemów i ich eliminacja pozwala uniknąć zatrzymania całego przepływu pracy w produkcji lub innym dużym obiekcie niemieszkalnym.

Konserwacja zapobiegawcza systemów domowych zalecana jest dwa razy w roku. Instalacje przemysłowe wymagają kontroli i czyszczenia znacznie częściej – przynajmniej raz na kwartał, najwyżej raz w miesiącu. Wszystko zależy od warunków pracy i lokalizacji SCR.