Системы центрального кондиционирования: принцип работы, устройство и область применения

Виды кондиционеров

Системы кондиционирования воздуха, также можно разделить по типовой принадлежности:


  • Сплит-системы. Данный вид систем имеет очень много разновидностей и является самым распространённым. Различают сплит-системы по форме и креплению: настенные, напольные, колонного типа. Также можно выделить различия в системе обслуживания: многозональные кондиционеры с расходом хладагента, имеющим возможность замены и кассетного типа.
  • Системы с чиллер-фанкойл. Основным отличием является то, что охлаждающим элементом , является не хладагент, а вода. Специальное охлаждающее устройство «чиллер» понижает температуру воды. В некоторых системах чиллер-фанкойл, вместо воды используется незамерзающая жидкость. Чиллер- это фреоновый кондиционер, с одной лишь разницей, что через испаритель проходит вода, а не воздух. С помощью насоса по системе трубопровода вода поступает к фанкойлам. Количество подключенных фанкойлов может достигать большого числа- это зависит от мощности насоса чиллера.
  • Прецизионные кондиционеры. Данный тип является высокоточным и предназначен для контроля микроклимата в помещениях с повышенной чувствительностью оборудования. Прецизионные кондиционеры, как правило относятся к шкафному типу. Стоит отметить, что помещения технологического типа обладают повышенными значениями тепловых нагрузок, в отличии от бытовых. Отличительной особенностью данного вида систем, является их бесперебойная работа 24 часа в сутки.
  • Канальные кондиционеры. Система такого типа относится к разновидности сплит-систем. Наружный блок соединяется с внутренним посредством воздуховода. Особенностью данного типа, является то, что к внутреннему блоку, находящемся в меж потолочном пространстве, можно подключать несколько внутренних. Система канального кондиционера идеально подходит для помещений с натяжными потолками, кроме того изгибы воздуховодов можно корректировать индивидуально, что позволяет охлаждать несколько комнат при любой планировке квартиры. Стоит отметить, что данный вид кондиционера способен не только нагревать и охлаждать воздух, но и примешивать к нему наружный, что очень благоприятно сказывается на микроклимате в помещении.
  • Мультизональные VRV и VRF системы. Данный вид имеет вид улучшенной системы мультисплит кондиционирования. К одному наружному блоку, как и в случае с мультисплит системой подключается несколько внутренних, но в случае с VRV может достигать нескольких десятков. Как и в случае со сплит-системами, системы типа VRV имеют свои разновидности (кассетные, напольные, настенные, колонные и т.п.). Мощность варьируется от 2-х до 25 Квт. Отличительной чертой данной системы, является, то что все её блоки подключаются к единой системе медных трубопроводов или так называемой трассе. Общая трасса состоит из двух- трёх медных труб, к которым в свою очередь возможно подключить до трёх внешних блоков и тридцати внутренних. Такое технологическое решение позволяет расширить систему, если в будущем появится необходимость. Интересным фактом о данной системе, является, то, что обозначение VRV(дословный перевод-переменный объём хладагента) принадлежит компании Daikin, которая первая запатентовала данную систему. На сегодняшний день у других производителей присутствует название VRF (переменный поток хладагента), что по-сути является обозначением той же самой технологии, но не нарушает авторских прав.

2 Механический способ эвакуации воздуха

Обычная естественная циркуляция зачастую не способна выполнять свои функции. Необходимо устанавливать искусственную вентиляцию и кондиционирование помещений. Она работает по принуждению, что является принципиальным отличием от естественной циркуляции.

Механический тип применяют как в различных отраслях производства, так и в обычных жилых домах. В его конструкцию входит фильтр, вентилятор, электродвигатель, а также воздухонагнетатель. Основные преимущества:

  1. 1. Эффективность. Можно транспортировать любые объёмы воздушных масс на большие расстояния.
  2. 2. Механический тип не зависит от погодных условий. Система способна выполнять свои функции на протяжении всего года.
  3. 3. Возможности управления. Можно регулировать влажность и температуру, а также фильтровать воздух от взвешенных частиц.

Что такое центральное кондиционирование

Это раздача кондиционированного воздуха по помещениям из единого центра. Не более и не менее. Осуществляет центральное кондиционирование, хм: центральный кондиционер! Такой большой ящик, в котором присутствуют в разных комбинациях, различные секции обработки воздуха. Поступает внутрь центрального кондиционера воздух с улицы, или, чаще всего, смесь воздуха из помещений и воздуха с улицы. На выходе получаем кондиционированный воздух. Секции обработки воздуха для центрального кондиционирования бывают разные, для понимания принципа работы важны (располагаются они именно в этом порядке):

  1. Смесительная камера
  2. Секция фильтрации (грубая очистка)
  3. Секция охлаждения
  4. Секция вентилятора
  5. Секция фильтрации (тонкая очистка)

Из этих секций можно составить центральный кондиционер в минимальной комплектации.

Расчет необходимой холодопроизводительности

Для определения необходимой холодопроизводительности требуется определить теплопритоки (внутренние и внешние) на вагон. К внутренним относится тепло, выделяемое людьми и оборудованием вагона. При этом ощутимая (явная теплота) от людей отводится конвекцией, излучением и теплопроводностью, а скрытая — при испарении влаги с поверхности кожи, при дыхании. К внешним теплопритокам относятся притоки через ограждающие конструкции (окна, обшивку) и солнечная радиация, проникающая через остекленные поверхности.

Общий влагоприток (с учетом, что влагу выделяют только люди): Pваг=Pлюди=2,4 кг/ч.

Скрытый теплоприток от человека:

Nлюди_скр = rводы∙Pчел=43,3 Вт.

Полный теплоприток от человека:

Nчел_полн= Nлюди_скр+ Nлюди_явн =117,7 Вт.

Полный теплоприток от людей:

Nлюди_полн = nчел_ваг ∙ Nчел_полн=4,5 кВт.

Теплоприток от теплопроводности обшивки:

Nтпр_обш = Sобш ∙ (tнар –tваг)∙ Kобщ= 1,2 кВт.

Теплоприток через окна:

Принимаем, что в электропоезде двойное остекление из светопоглощающих стекол с коэффициентами поглощения и пропускания, равными:

Aокно = 0,4, Dокно = 0,4.

Коэффициент теплоотдачи снаружи αн=57 Вт/(м2∙°С) (что соответствует скорости поезда 72 км/ч), внутри: αв=8,7 Вт/(м2∙°С). Термическое сопротивление воздушной прослойки (толщина 10 мм):


RП=0,12 м2∙°С/Вт, стекла: RС=0,02 м2∙°С/Вт.

Термическое сопротивление на поверхностях:

Rα=1/αн + 1/αв = 0,132 м2∙°С/Вт.

Коэффициент теплопередачи окна:

KF=1/(Rα + RП + RС) = 3,67 Вт/(м2∙°С).

Теплоприток от теплопроводности окон:

Nтпр_окно= Sокно (tнар — tваг) kF =0,47 Вт.

Поток тепла в виде излучения на всю остекленную поверхность:

Nвсе_окна = Nрад_ср_46ш_прям ∙ Sокно/2 + Nрад_ср_46ш_расс ∙ Sокно = 5,9 кВт.

Принимаем предполагаемое значение рециркуляции в объеме (так, чтобы рассчитываемая ниже температура подаваемого воздуха не превышала 16 °С):

Gрец = 3730 м3/ч.

Общий расход воздуха, подаваемого в салон:

Gваг_вх = Gсв_возд + Gрец = 4,3∙103 м3/ч.

Притоки массы и тепла с наружным воздухом:

Сухой воздух:

Mсв_нар = ρнар ∙ Gсв_возд/1+dнар = 639 кг/ч.

Вода в наружном воздухе:

mвода_нар = mсв_нар ∙ dнар = 11,7 кг/ч.

Влажный воздух: mвв_нар = mсв_нар + mвода_нар = 651 кг/ч.

Тепло: Nнар = mсв_нар ∙ iнар = 14 кВт.

Параметры смеси наружного и рециркуляционного воздуха:


Энтальпия: iсм= (mсв_нар ∙ iнар + mсв_рец ∙ iваг)/(mсв_нар + +mсв_рец) = 51,9 кДж/кг.

Температура (определяется по I d-диаграмме):

Tсм= 25°С.

Влажность (определяется по I d-диаграмме):

Φсм = 52 %.

Мощность вентилятора: Nвент_исп=1,5 кВт.

Параметры смеси после нагрева в вентиляторе испарителя:

Температура: tсм1= tсм + Nвент_исп/cвозд ∙ mвв_см = 26°С.

Энтальпия: iсм1 = iсм + Nвент_исп/mcв_см =52,7 кДж/кг.

Параметры воздуха, поступающего в салон:

Энтальпия: iваг_вх = iваг -Nваг/mcв_см =38,3 кДж/кг.

Температура: tваг_вх = t (iваг_вх, dваг_вх) = 16,1°С.

Плотность (определяется по I d-диаграмме):

Ρваг_вх = 1,20 кг/м3.

Значение tваг_вх превышает 16°С, значит, выше принят достаточный расход рециркуляционного воздуха Gрец.

Убедимся, что точки, характеризующие состояние воздуха после вентилятора, на поверхности испарителя и воздуха, подаваемого в салон, лежат на одной прямой (температура поверхности испарителя, исходя из опыта, принята tпов_исп = 10°С, а влажность воздуха в непосредственной близости от поверхности испарителя составляет φпов_исп =100%; по этим параметрам с помощью i d-диаграммы определяется энтальпия поверхностного слоя iпов_исп):

(iваг_вх — iпов_исп)/(iсм1 — iваг_вх) = 0,613. (tваг_вх — t пов_исп)/(tсм1 — tваг_вх) = 0,613.

Полученные значения совпадают, а значит, указанные выше три точки лежат на одной прямой, то есть изначально была выбрана правильная влажность воздуха в вагоне.

Необходимая холодопроизводительность системы кондиционирования:

Nконд = mвв_см ∙ (iсм1 — iваг_вх) = 20 кВт.

Таким образом, с запасом 20% следует принять холодопроизводительность кондиционера, равной:

_Nконд_расч = 24 кВт._


При этом в купе вагона поезда будут обеспечены следующие условия:

Температура: tваг = 24°С. Влажность: φваг = 47%.

Фильтрация воздуха

После года эксплуатации озадачился вопросом замены фильтров. Решил поискать на рынке, какие есть аналоги.

Вариант 1 — купить фильтрующий материал и сшить фильтр самому.

  • разобрал один старый фильтр и сделал выкройку — размер листа 350х2000 мм.
  • ниже фото материала:
    • Материал прогрессивной плотности. Снаружи рыхлый, внутри — очень плотный.
    • NF300 — очень похож на то, из чего был сделан оригинальный фильтр. Легко гнется, сшить из него фильтр легко.
    • NF500/PS — очень плотный, даже жесткий. Сделать из него что-то похожее на оригинал не получится.
    • NF400/P — как раз то, что надо
  • Шитьем пока не занимался.

Вариант 2 — заказать фильтр в сборе.

Качество изготовления отличное, идеально сел в родной корпус FFR 200. Для себя решил, что буду заказывать — это 2-3 кратная экономия к оригиналу.

Работа кондиционера

Все компоненты агрегата соединяются друг с другом трубками из меди и тем самым формируют холодильный контур. Внутри его циркулирует фреон с небольшой толикой компрессионного масла.

Устройство кондиционера позволяет совершать следующий процесс:

  1. В компрессор из радиатора поступает хладагент под низким давлением в 2-4 атмосферы и температурой около +15 градусов.
  2. Работая, компрессор сжимает фреон до 16 — 22 очков, в связи с этим он нагревается до +75 — 85 градусов и попадает в конденсатор.
  3. Испаритель охлаждается потоком воздуха, имеющим температуру ниже, чем у фреона, вследствие чего хладагент остывает и преобразуется из газа в водянистое состояние.
  4. Из конденсатора фреон попадает в терморегулирующий вентиль (в бытовых приборах он выглядит в виде спиральной трубки).
  5. При прохождении через капилляры, напор газа понижается до 3-5 атмосфер, и он остывает, при этом часть его испаряется.
  6. После ТРВ жидкий фреон поступает в радиатор, обдуваемый воздушным потоком. В нем хладагент полностью преобразуется в газ, забирает тепло, в связи с этим температура в помещении понижается.

Затем фреон с низким давлением двигается к компрессору, и вся работа компрессора, а значит и бытового кондиционера, повторяется вновь.

Плюсы и минусы кондиционеров с вентиляцией

Начнем с положительных моментов, коих немного. Применение сплит-системы или моноблока с притоком позволяет освежить воздух помещения, а в некоторых случаях удалить часть загрязненного. Самое удачное решение в этом плане – канальный агрегат + вентилятор + сеть воздуховодов. Способ реализации в квартире показан ниже на видео.

Кондиционер с функцией приточной вентиляции хорош для детских и спальных комнат, а также помещений, где не удалось обеспечить полноценный воздухообмен. Покупая охладитель «два в одном», вы убиваете 2 зайцев – организуете кондиционирование и обновление воздушной среды (в определенных пределах).

Главный недостаток подобного оборудования – даже не высокая цена, а низкая производительность. Если вы изучите наше руководство по расчету вентиляции в квартире, то быстро поймете, что 25—30 кубов свежего воздуха в час на 1 жилое помещение недостаточно. Для комнаты 25 квадратов нужно минимум 67 м³/ч.

Варианты организации притока: установка оконных либо стеновых клапанов, рекуператора, бризера

Перечислим остальные минусы:

  1. На втором месте стоит цена оборудования. Сравнительный расчет: обычный «сплит» Haier HSU-09HTL103/R2 стоит 285 у. е. плюс стеновой приточный клапан 25 у. е., итого – 310 у. е. Приточный агрегат того же бренда Haier HSU-09HNF03 обойдется в 550 у. е. Сверлить стену придется при любом раскладе.
  2. Обновлять воздушную среду необходимо во всех жилых помещениях. Купить и поставить в каждую комнату кондиционер с вентиляцией – не вариант, мульти-сплит-система обойдется еще дороже.
  3. Охладитель дает свежий воздух, пока работает вентилятор. Если отключат свет или сработает автоматика агрегата, обновление среды прекратится.
  4. Постоянно действующий вентилятор недоедает непрерывным шумом.

Отзывы участников форумов о моноблочных комплексах и мобильных приточных кондиционерах не слишком лестны. У первых случаются проблемы с электроникой, вторые сильно шумят и занимают место.

Система кондиционирования

Хотя система кондиционирования воздуха чаще всего связана с вентиляцией в конструктивном плане, она имеет ряд функциональных и технических отличий. В данном разделе мы разберёмся, какие задачи выполняют устройства для охлаждения воздуха и как они различаются.

Что такое кондиционирование воздуха? Это процесс его охлаждения путём прохождения через отсек устройства, содержащий какой-либо хладагент. Классификация систем кондиционирования зависит от способа их обустройства — совместно с проветриванием или с помощью изолированных устройств.

В первом случае разрабатывается и монтируется такая вентиляционная система, которая наряду с циркуляцией воздуха может снижать его температуру. Для этого необходимо подобрать такое оборудование, которое будет снабжено не только фильтрами и вентиляторами, но и встроенными кондиционерами. Преимущество такого метода: лёгкость монтажа и эксплуатации единой системы из нескольких совмещённых устройств. Недостаток: высокая стоимость приборов с вентиляцией и охлаждением.

Во втором случае кондиционирование воздуха осуществляется независимо от общей системы вентиляции при помощи изолированных устройств. Если охлаждение воздуха нужно обеспечить в рамках небольшой квартиры или офиса, для этого вполне подойдут обычные сплит-системы. Современные модели обладают массой полезных функций и могут самостоятельно поддерживать микроклимат в комнатах.

Если же речь идёт о кондиционировании целого здания, стоит обратить внимание на многоканальные установки. Система центрального кондиционирования состоит из мощного прибора охлаждения, от которого отводятся многочисленные трубы во все комнаты здания

Обычно главный кондиционер обладает большими габаритами, что осложняет поиск места для его размещения и монтажа. Однако эта установка прекрасно справляется с регулировкой температуры по всему зданию. Преимущества: небольшая стоимость и расширенная функциональность. Недостаток: сложности в управлении двумя изолированными системами

Система центрального кондиционирования состоит из мощного прибора охлаждения, от которого отводятся многочисленные трубы во все комнаты здания. Обычно главный кондиционер обладает большими габаритами, что осложняет поиск места для его размещения и монтажа. Однако эта установка прекрасно справляется с регулировкой температуры по всему зданию. Преимущества: небольшая стоимость и расширенная функциональность. Недостаток: сложности в управлении двумя изолированными системами.


С этим читают