Кондиционирование, холодоснабжение

Основные теплопритоки:

• Через ограждения (пол, потолок, стены, стёкла окон), за счёт разности температур наружного и внутреннего воздуха.
• От солнечного света через окна и через нагретые солнцем стены (потолок).
• От людей.
• От оборудования.
• От освещения.
• От вентиляции.

Суммарная величина является основанием для подбора охлаждающего оборудования.

Для снижения теплопритоков необходимо принять следующие меры:

• Установка на окна жалюзи, отражающих плёнок, маркизет, окраска наружных стен светоотражающими или светлыми красками, снижает теплопритоки от солнца до 50%.
• Применение энергосберегающих осветительных приборов экономит не только электроэнергию, но и снижает количество тепла, излучаемого ими.
• Если есть приточная вентиляция, то она будет нагнетать тёплый наружный воздух в охлаждаемое помещение и этот воздух придётся охлаждать или в рамках самой приточной установки или охлаждающими приборами помещения. Эта нагрузка может составлять до 30% от общих теплопритоков.

Поэтому в наиболее жаркие дни целесообразно сокращать воздухообмен до минимума.

Техника охлаждения

Есть два варианта охлаждения воздуха, применяемых в системах вентиляции и кондиционирования воздуха:
Машинное – с помощью холодильных машин, различного принципа действия. Наибольшее распространение получили компрессионные холодильные машины.

Как правило, такая холодильная машина состоит из четырёх основных элементов:

1. Компрессор – отсасывает пар хладагента из испарителя, поддерживая там низкое давление, сжимает пар до высокого давления, при этом пар перегревается, далее пар подаётся на охлаждение.
2. Конденсатор – охлаждает перегретый пар хладагента водой или воздухом, в результате чего пар конденсируется и в виде жидкости подаётся в дросселирующее устройство.
3. Дросселирующее устройство разделяет зону высокого от зоны низкого давления и через него жидкий хладагент подаётся в испаритель.
4. Испаритель – теплообменник в котором жидкий хладагент кипит, за счёт тепла отнимаемого от охлаждаемой среды, при низком давлении и низкой температуре.

При машинном охлаждении пределы охлаждения ограничиваются санитарными нормами или экономической целесообразностью.
Адиабатическое – за счёт испарения воды с поверхностей.

Известны системы:

• распыления воды в поток воздуха или в объём с помощью форсунок высокого давления, ультразвуковых и дисковых распылителей.
• поверхностные увлажнители – пористые материалы смачиваемые потоком воды.

При адиабатическом охлаждении глубина охлаждения определяется температурой мокрого термометра для конкретных климатических условий в данный момент. Чем ниже относительная влажность воздуха, тем ниже температура охлаждения воздуха. Глубина охлаждения, как правило, для средней полосы России, лежит в пределах от 4 до 10°С. Адиабатическое охлаждение требует минимального количества энергии, только на привод вентиляторов и насосов, но для отвода тепла требуется повышенный, по сравнению с машинным охлаждением, расход воздуха.

Существуют два подхода к охлаждению помещений:

Централизованное охлаждение воздуха и его раздача по воздуховодам. Регулирование температуры в отдельном помещении производится воздушным клапаном, связанным с комнатным терморегулятором и изменяющим расход холодного воздуха.

Индивидуальное охлаждение воздуха в каждом помещении своим охладителем. Регулирование температуры в этом случае осуществляется терморегулятором управляющим работой охладителя.

О воздухоохладителях.

Воздухоохладитель по сути является оребрённым змеевиком, по которому движется охлаждающая среда с температурой 5÷7°С. Это может быть холодная вода или антифриз, а может быть и кипящий хладагент — фреон.

Индивидуальные охладители, как правило, оснащены вентиляторами. Кроме этого в них есть поддон для сбора конденсата, иногда оснащенный помпой.

Существуют и безвентиляторные — эжекторные охладители, которые используют для инициализации рециркуляции воздуха через теплообменник или поток приточного воздуха или естественную циркуляцию, за счёт различной плотности холодного и тёплого воздуха.

Терминология.

Фанкойл – fancoil ,fan – вентилятор, coil – воздухоохладитель.
Обычно фанкойлами называют водяные воздухоохладители. Для обеспечения их холодной водой необходима холодильная машина и гидромодуль с водяным баком и насосом.

Водоохлаждающую установку называют чиллером (chiller).

Система чиллер-фанкойл по своей сути — та же система отопления, но с холодной водой.

Фреоновые воздухоохладители, не корректно, называют кондиционерами. Их отличие от фанкойлов в том, что они сами являются частью холодильной машины – испарителем. Поэтому в них по трубам циркулирует в одну сторону жидкий хладагент, а обратно возвращается пар. Отсюда и функциональное разделение элементов холодильной машины:

• Наружный – компрессорно-конденсаторный блок.
• Внутренний – испарительный блок.

В зависимости от мощности и конфигурации системы дросселирующее устройство может быть размещено как в наружном, так во внутреннем блоках.

Об исполнении

Воздухоохладители централизованных систем и приточных установок имеют сечение соответствующее выбранному типоразмеру установки. При скорости воздуха в сечении более 2,3 м/с устанавливаются каплеуловители для предотвращения уноси конденсата.
Отдельная группа централизованных систем – крышные кондиционеры – руфтопы (rooftop).

Индивидуальные воздухоохладители имеют несколько исполнений:

• Настенные
• Кассетные (потолочные, одно-, двух-, четырёх направленные, угловые-гостиничные)
• Канальные ( запотолочные)
• Напольно-потолочные

О компоновке.

Системы чиллер-фанкойл целесообразно применять на объектах с большим количеством помещений на нескольких этажах.

Фреоновые системы.

• Для охлаждения одного помещения обычно используют сплит-систему – один внутренний и один наружный блок
• Для охлаждения небольшой группы помещений использую мультисплит систему – один наружный блок и несколько (до 5-ти) внутренних.
• Для охлаждения большого количества помещений используют мультизональные системы,типа VRV(VRF), с одним или несколькими наружными блоками и внутренними блоками по числу помещений, объединёнными в одну фреоновую систему и имеющими общую систему управления.