Схема системы кондиционирования: Устройство кондиционера автомобиля

Содержание

Система кондиционирования в современном автомобиле Устройство, техническое обслуживание и ремонт

В настоящее время автомобильный кондиционер далеко не роскошь, а штатное устройство современного автомобиля. В этом материале автор рассматривает устройство автомобильной системы кондиционирования и ее проблемные узлы.

Устройство и принцип работы

В состав системы кондиционирования входит несколько основных узлов, которые обеспечивают качественную работу автомобильного кондиционера. Основным узлом климатической системы является компрессор. Он представляет собой нагнетатель хладагента. Конструктивно компрессоры бывают нескольких типов: поршневые, спиральные, лопастные и аксиально-поршневые.

Сам компрессор закреплен непосредственно на двигателе, вращение его шкива обеспечивает ремень газораспределительного механизма (ГРМ). Устройство компрессора показано на рис. 1.

Рис. 1. Устройство компрессора

 

Вращение приводного вала преобразуется в возвратно-поступательное движение поршневой группы в цилиндрах. Конструкция компрессора может иметь в своем составе от 3 до 10 поршней, которые работают параллельно приводному валу. Диапазон частот вращения приводного вала компрессора составляет от 0 до 6000 об/мин, при этом производительность работы климатической системы в целом определяется частотой оборотов двигателя. От частоты вращения вала компрессора зависит стабильность работы всех остальных узлов автомобильного кондиционера.

Согласование работы компрессора с частотой оборотов двигателя, температурой наружного воздуха и задаваемой водителем температуры воздуха в салоне обеспечиваются автоматически за счет конструктивных решений устройства.

Некоторые конструкции компрессоров изменяют рабочий объем при работе поршневой группы, в других конструкциях данная работа выполняется с помощью включения и выключения электромагнитной муфты.

Электромагнитная муфта осуществляет механическую связь между компрессором и работающим двигателем автомобиля. Она состоит (см. рис.2) из ременного шкива с подшипником, подпружиненного диска со ступицей и электромагнитной катушки.

Рис. 2. Конструкция электромагнитной муфты

 

Подпружиненный диск со ступицей жестко монтируется на приводном валу компрессора, при этом ременный шкив вращается на подшипнике, закрепленном на корпусе компрессора.

В отключенном состоянии компрессора между ременным шкивом и подпружиненным диском имеется зазор (F на рис. 2), при этом шкив компрессора свободно вращается.

Во время включения электромагнитной катушки подпружиненный диск сдвигается к вращающемуся ременному шкиву (зазор F устранен). При этом возникает механическая связь и вал компрессора начинает принудительно вращаться.

После отключения электромагнитной катушки под действием пружин диск отходит от ременного шкива и компрессор выключается. Включение/выключение электромагнитной муфты и в целом компрессора выполняется по сигналу с контроллера электронного блока управления (ЭБУ) автомобиля.

Следующим элементом, который входит в состав системы кондиционирования, является конденсатор. Конструктивно конденсатор выполнен из изогнутых трубок, изготовленных из алюминиевых сплавов, которые соединены перегородками. Внешне конденсатор напоминает радиатор охлаждения двигателя автомобиля. Он размещается в двигательном отсеке совместно с радиатором охлаждения ДВС и вентилятором системы охлаждения двигателя.

Конденсатор является теплооб-менником,теплообмен обеспечивается мощным воздушным потоком при движении автомобиля и при работе вентилятора. В некоторых марках автомобилей для этих целей применяется дополнительный вентилятор, что улучшает теплообмен конденсатора.

Под определенным давлением с компрессора подается горячий газообразный хладагент, температура которого достигает 70°С. Проходя по трубкам и ламелям конденсатора горячий хладагент моментально остывает от проходящего потока воздуха.

При определенной температуре и давлении охлажденный хладагент конденсируется и переходит в жидкое состояние. Далее после кондиционера охлажденный хладагент поступает в ресивер-осушитель, предназначенный для демпфирования колебаний потока хладагента. Также данное устройство осушает влагу, которая попадает в контур конструкции кондиционера. Конструкция ресивера-осушителя показана на рис. 3.

Рис. 3. Конструкция ресивера-осушителя

 

Количество воды, с которым благополучно справляется осушитель, может быть от 6 до 14 г. При низких температурах количество влаги увеличивается, также во время работы в осушителе осаждаются частицы грязи и инородные примеси.

После клапана, который также обеспечивает регулирование потока хладагента по направлению в испаритель, при этом реализуется работа по принципу теплообменника. Испаритель конструктивно размещен в корпусе отопителя.

Поступивший в испаритель хладагент расширяется, сильно охлаждается и переходит в газообразное состояние. Температура в испарителе лежит ниже точки замерзания воды.

Необходимую теплоту для испарения хладагент забирает из окружающей среды, после чего охлажденный воздух поступает в салон автомобиля.

При охлаждении проходящего через испаритель воздуха содержащие в нем водяные пары конденсируются. Конденсат через дренажную трубку сливается под днище автомобиля.

Одним из немаловажных элементов в системе кондиционирования является дроссель.

Дроссель предназначен для дозирования количества проходящего хладагента, которое достигается наличием калиброванных отверстий.

Так, перед дросселем теплый хладагент находится под высоким давлением, проходя через конструкцию дросселя, происходит резкое падение давления, остывание хладагента с его частичным испарением.

Дроссель представляет собой двухсоставную пластмассовую трубку, в которой имеются сетка-фильтр, сетка-разбрызгиватель и трубка с калиброванным отверстием. Как правило дроссель устанавливается в непосредственной близости от конденсатора.

Последним элементом в цепочке системы кондиционирования является ресивер-коллектор, который установлен в моторном отсеке и служит для довыпаривания и защиты компрессора от влаги, избыточного давления и т. д.

На рис. 4 показана общая схема системы кондиционирования легкового автомобиля.

Рис. 4. Схема системы кондиционирования легкового автомобиля

 

Системой кондиционирования управляет ЭБУ Контроль системы обеспечивается с помощью различных датчиков: температуры салона, температуры испарителя, окружающей среды и давления в контуре системы кондиционирования.

Контроллер автоматической системы управления климатической системы в большинстве конструкций автомобилей находится в салоне и расположен в консоли панели приборов. Контроллер климатической системы автомобиля регулирует температуру воздуха в салоне и управляет распределением направления и скоростью потока воздуха.

На рис. 5 показан пример расположения и назначения органов управления контроллером климатической системы автомобилей «Лада Приора», а на рис. 6 показаны исполнительные устройства и датчики регулирования температуры воздуха в салоне, расположенные в узле отопителя.

Рис. 5. Расположение и назначение органов управления контроллером климатической системы Лада Приора, где: 1 — ручка управления скоростью воздушного потока, 2 — кнопка включения кондиционера, 3 — ручка управления направления воздушного потока, 4 — ручка управления температурой

 

Рис. 6. Узел отопителя с исполнительными устройствами и датчиками регулирования температуры воздуха в салоне

 

Температура воздуха в салоне автомобиля регулируется с помощью электронных и механических узлов. По командам с контроллера управления климатической системой управляются серводвигатели, которые с помощью тяг изменяют положение всевозможных заслонок, что приводит к циркуляции потока воздуха в салоне автомобиля.

Воздушные потоки могут быть направлены на обогрев ветрового стекла, подачу воздуха в зону ног или на сопла, расположенные на передней панели и т. д.

На рис. 7 показан пример распределения воздушного потока в смешанном режиме.

Рис. 7. Распределение воздушного потока в смешанном режиме

 

Для определения места расположения той или иной заслонки на каждом серводвигателе имеется потенциометрический датчик, который напрямую соединен с контроллером и выполняет задачу датчика положения заслонки.

 

Техническое обслуживание климатической системы

При проведении работ по техническому обслуживанию климатической системы и при обращении с хладагентом следует строго соблюдать технику безопасности.

Все работы с климатической системой автомобиля должен проводить персонал, прошедший соответствующее обучение.

Следует учесть, что все современные автомобильные климатические системы заправлены хладагентом R134a, температура кипения которого при нормальном атмосферном давлении равна 26,5°С. Масса хладагента для заправки системы автомобилей должна строго соответствовать указанной в технологической документации. Так, например, в автомобилях «Лада Приора», оснащенных системой кондиционирования фирмы HALLA, масса хладагента составляет 550 г, а системой PANASONIC — 450 г. Особенно следует отметить, что хладагент не имеет запаха и цвета, он тяжелее воздуха и поэтому вытесняет кислород.

Запрещается производить паяльно-сварочные работы мягкими или твердыми припоями заполненных хладагентом частей климатической системы, Также следует учесть, что при проведении окрасочных работ и сушки лакокрасочного покрытия температура в сушильной камере не должна превышать 80°С. Данное требование обусловлено тем, что при нагревании в климатической системе сильно повышается давление, что может привести к срабатыванию предохранительного клапана.

Предохранительный клапан установлен на компрессоре, он открывается при давлении примерно 3,8 МПа (38 бар) и закрывается после снижения давления примерно до 3,0 МПа (30 бар). В ранних конструкциях климатических систем устанавливалась предохранительная пломба. Замена предохранительной пломбы выполняется только при пустом контуре хладагента. Элементы климатической системы, герметичность которых нарушена, требуют полной замены.

При выполнении контрольносмотровых работ по выявлению всевозможных утечек из системы кондиционирования потребуется прибор для их выявления. При небольших нарушениях герметичности системы и даже малую утечку хладагента можно обнаружить только с помощью высокочувствительного галогенового течеискателя.

В особых случаях для обнаружения мест утечки применяется метод ультрафиолетовой диагностики системы кондиционирования.

Он состоит в том, что в систему в микродозах вводят специальный краситель, и места утечки хладагента становятся видны в свете ультрафиолетовых лучей.

Специализированные приборы и инструменты имеют высокую стоимость, поэтому их использование в работе специализированными ремонтными организациями говорит о серьезном профессиональном подходе к проведению ремонта и обслуживания автомобильных климатических систем.

Кроме утечки хладагента в ходе эксплуатации системы кондиционирования на ее работу может повлиять естественный износ элементов, загрязнение всей системы химическими частицами, которые могут быть растворены в хладагенте. На определенные пластмассы или некачественные элементы системы хладагент действует как растворитель, вследствие чего происходит закупорка системы. Поэтому в составе климатической системы следует использовать только оригинальные запасные части.

Как уже отмечалось, все современные климатические системы заправлены хладагентом R134a (тетрафторэтан, химическая формула Ch3F-CF3), более ранние системы заправлялись хладагентом R12 (дихлорфторметан, химическая формула CCl2F2), между собой данные хладагенты несовместимы, поэтому при переходе с хладагента с R12 на R134а климатическая система подлежит переоборудованию.

Для проведения различных работ по измерению высокого и низкого давления, заправки системы в системе кондиционирования имеются штуцеры, через которые к ней присоединяются сервисные стационарные рециркуляционные станции.

На рис. 8 показано устройство штуцерного подключения к системе кондиционирования, а на рис. 9 — подключение рециркуляционной станции к автомобилю.

Рис. 8. Устройство штуцерного подключения к системе кондиционирования

 

Рис. 9. Подключение рециркуляционной станции к автомобилю

 

Для смазки всех движущихся частей в климатической системе применяется специальное синтетическое масло с высокой степенью очистки. Такое масло является нейтральным по отношению к хладагенту, поскольку оно вступает с ним в непосредственный контакт.

Использование другого масла в климатических системах недопустимо, иначе происходит коксование и образование отложений в системе с дальнейшим преждевременным износом и разрушением движущихся частей.

Важнейшей частью климатических систем является электронное оборудование. В качестве примера на рис. 10 показана электрическая схема управления климатической системой автомобилей CHERRY FORA.

Рис. 10. Электрическая схема управления климатической системой автомобилей
CHERRY FORA

 

Сигналы от различных переключателей, заслонок, всевозможных датчиков подаются на входные цепи ЭБУ климатической системой.

С помощью выходных сигналов ЭБУ управляет исполнительными механизмами: электромагнитной муфтой включения/выключения компрессора, вентилятором, заслонками. Кроме того, необходимая информация (температура, режим и т.д.) выводится на дисплей и индикаторные лампы.

Основой ЭБУ является микропроцессор, который в своем составе имеет АЦП и ЦАП, ОЗУ на основе Flash-памяти и другие блоки. Некоторые электронные блоки управления климатической системой имеют функцию самодиагностики всей системы. Для перевода системы в сервисный режим требуется включение этой функции с помощью кнопок и ручек на панели управления климатической системой.

На рис. 11 показан пример включения режима диагностики на автомобиле CHERRY FORA.

Рис. 11. Включение режима диагностики на автомобиле CHERRY FORA

 

Порядок включения режима самодиагностики следующий:

1. Поворачивают ключ зажигания в положение «ON».

2. Включают климатическую систему нажатием кнопки «Push auto» (рис. 11а).

3. Устанавливают на дисплее с помощью ручки управления температуру 29,5°С (рис. 11б).

4. Одновременно и кратковременно три раза нажимают кнопки «AUTO» и «MODE» (рис. 11в).

После выполнения вышеописанных действий включится режим самодиагностики и информация в виде следующих кодов будет выведена на дисплей (рис. 11г):

00 — неисправности отсутствуют;

01 — неисправность датчика температуры воздуха в салоне;

02 — неисправность датчика температуры наружного воздуха;

03 — неисправность датчика температуры охлаждающей жидкости;

04 — неисправность датчика измерения светового потока;

05 — неисправность управления вентилятора климатической системы или самого вентилятора;

06 — неисправность механизма регулировки температурного режима;

07 — неисправность механизмов распределения воздушного потока.

Автомобильная система кондиционирования требует от владельцев транспортных средств особого отношения по поддержанию в чистоте и работоспособности всех ее узлов.

Так, например, одной из причин проблем с конденсатором является его расположение. Вследствие этого в летний период происходит его загрязнение пылью, насекомыми и т.д., а в зимнее время — грязью и антигололедными реагентами. Скопившееся грязь оседает между ламелями, а также в пространстве между конденсатором и радиатором охлаждения двигателя, в следствие чего снижается теплоотдача, что приводит к нарушениям в работе всей системы кондиционирования. Также одним из элементов, подверженных загрязнению, является испаритель.

Часто автовладельцы жалуются на то, что в салоне автомобиля имеется неприятный болотный запах. Причиной является благоприятная среда для размножения различных микроорганизмов, в том числе и болезнетворных, которые через воздуховоды попадают в салон автомобиля и там размножаются, что приводит к заболеваниям водителя и пассажиров.

Для предотвращения раннего выхода из строя узлов системы кондиционирования, а также комфортной эксплуатации требуется производить следующие регламентные работы системы кондиционирования.

При каждой мойке автомобиля следует снаружи промывать и продувать конденсатор, это позволит избавиться от загрязнения и соли. Данную работу следует производить с особой осторожностью. Чтобы не деформировались тонкие ребра, струю сжатого воздуха или потока воды следует направлять перпендикулярно поверхности конденсатора.

С требуемой периодичностью следует производить проверку состояния фильтра испарителя, при необходимости следует его заменить.

 

Возможные неисправности системы кондиционирования, их причины и методы устранения

Воздух не охлаждается

1. Не работает вентилятор отопителя. Причиной его отказа может быть перегорание плавкого предохранителя, неисправность переключателя контроллера управления климатической системой, электродвигателя вентилятора и электропроводки.

2. При включении компрессора электромагнитная муфта не включается. Частой причиной бывает выход из строя катушки электромагнита. Также повреждение может быть вызвано увеличенным зазором между шкивом и прижимной пластиной. Следует проверить состояние муфты, работу подшипника шкива и прижимной пластины.

3. Не работает компрессор. Проверяют цепи питания и поступление напряжения в момент включения электромагнитной муфты. В случае отсутствия напряжения проверяют электрические цепи его подачи. При наличии напряжения проверяют исправность компрессора. Отказы компрессора могут быть вызваны износом его механической части и нарушением герметизации.

Недостаточная эффективность охлаждения воздуха

Вначале визуально проверяют все узлы системы кондиционирования, состояние испарителя. Если он покрыт льдом, то вероятнее всего неисправен вентилятор отопителя.

Проверяют целостность плавких предохранителей, работу электронного блока управления, состояние клемм и проводов, а также работу самого электродвигателя вентилятора отопителя.

Проверяют состояние воздушного фильтра вентилятора салона, если он сильно загрязнен, то следует его заменить. При замене фильтрующего элемента следует учитывать его тип, так, например, в автомобилях «Лада Приора», оснащенных системами кондиционирования фирм HALLA или PANASONIC фильтры невзаимозаменяемые.

Причиной недостаточного охлаждения может быть загрязнение конденсатора, осушителя, недостаток хладагента, неисправность вентилятора отопителя.

Частой причиной недостаточного охлаждения может послужить банальное проскальзывание на шкиве ремня привода компрессора.

Не обеспечивается заданная температура воздуха в заданном диапазоне

Производится проверка элементов электронной системы климатической системы: датчика температуры воздуха в салоне, вентилятора отопителя, микроредуктора заслонок и его электрические цепи.

Компрессор работает циклично (относится только к системам с климат-контролем)

Проверяют работу датчика давления как на низком, так и на высоком давлении. Проверяют натяжение ремня привода компрессора, состояние конденсатора, датчик температуры воздуха в салоне.

Срабатывание датчика на низком давлении может быть вызвано недостатком хладагента в системе, неисправностью клапана на компрессоре и самого компрессора.

Срабатывание датчика на высоком давлении может быть связано с избытком хладагента, наличием воздуха в системе, а также высокой температурой наружного воздуха (до +45°С).
Также данные неисправности могут быть вызваны из-за нестабильной работы электрооборудования, низкого напряжения питания муфты компрессора.

Завышено время работы и повышенный шум компрессора (относится только к системам с климат-контролем)

Завышенное время работы компрессора может быть вызвано недостатком хладагента в системе, неисправностью датчика температуры в салоне, а также неисправностью или нестабильной работой вентилятора отопителя, загрязнением конденсатора, неисправностью компрессора.

Повышенный шум компрессора может быть вызван недостатком или избытком масла в системе, изношенностью или поломкой деталей компрессора, неисправностью электромуфты.

Работы по устранению неисправностей системы кондиционирования следует начинать с общей проверки всей системы, электрооборудования, внешнего состояния узлов и агрегатов. При выявлении неисправленных элементов их следует заменить.

Заправка автомобильных кондиционеров

Заправка системы кондиционирования на первый взгляд самая простая процедура, но при этом имеет несколько нюансов.

Так, если неверно выполнить заправку, то кондиционер может преждевременно выйти из строя, а в худшем случае — сломаться после первого включения.

При помощи рециркуляционной станции заправка состоит из двух этапов:

— удаление воздуха и воды из системы;

— закачка необходимого количества хладагента, масла.

Все этапы по заправке системы кондиционирования выводятся на электронное табло и манометры рециркуляционной станции.

Рис. 12. Индикация на электронном табло рециркуляционной станции

 

На рис. 12 показаны примеры индикации на электронном табло рециркуляционной станции при заправке автомобильной системы кондиционирования.

Автор: Николай Пчелинцев (г. Тамбов)

Источник: Ремонт и сервис

Основные принципы расчета многозональных систем кондиционирования воздуха | Архив С.О.К. | 2005

С точки зрения используемого холодо- или теплоносителя многозональные системы могут быть воздушными (VAV) и комбинированными (рис. 1): водо-воздушными (чиллер–фанкойлы) или фреоно-воздушными (VRF). Причем выбор энергоносителя влияет на конструктивно-компоновочные и эксплуатационно-энергетические характеристики системы, но зачастую не является определяющим для функционально-технологических критериев.

Это означает, что решить задачу многозонального кондиционирования помещений вполне возможно как с помощью воздушных СКВ, так и с помощью комбинированных водяных или фреоновых. Все возложенные на систему функции по поддержанию требуемых параметров воздушной среды будут выполнены.

Однако системы различны, следовательно, при одинаковом функциональном результате будут получены различные величины габаритов оборудования, расходов энергии, капитальных затрат и т. д.Выбору оптимального варианта многозональных систем кондиционирования воздуха посвящено множество исследований [1], он должен производиться с учетом многих факторов.

В первую очередь необходимо определить основные критерии для каждого варианта системы кондиционирования. Поэтому никогда нельзя заранее сказать, что для какого-нибудь объекта однозначно будет оптимальна именно система VRF или чиллер–фанкойл. В конечном итоге, выбор типа системы кондиционирования определяется рядом критериев для каждого случая (габариты, цена, предел потребляемой мощности, скорость монтажа, уровень шума и т.д.).

Но в данной статье рассматриваются именно принципы расчета многозональных систем кондиционирования, которые как раз являются общими для всех систем данного класса. Традиционно в нашей стране сильна теоретическая база по воздушным системам кондиционирования. В частности воздушным многозональным системам посвящена книга А.Г. Сотникова «Системы кондиционирования и вентиляции с переменным расходом воздуха» [2].

Однако развитие климатической техники во второй половине XX в показало значительные преимущества комбинированных систем кондиционирования: тепловую и влажностную нагрузку несут местные кондиционеры (фанкойлы или внутренние блоки VRF), а чистоту воздуха поддерживают системы вентиляции или центральные воздушные кондиционеры.

По целому ряду функциональных особенностей комбинированные системы кондиционирования можно отнести к многозональным, сегодня они широко применяются благодаря своим следующим преимуществам:

1. Компактность

Объемная теплоемкость воздуха составляет 1,2 кДж/(°С•м3). Для укрупненной оценки примем максимальный перепад температур между приточным и вытяжным воздухом равным 10°С.Тогда потенциальная энергоемкость воздуха как холодоносителя равна 12 кДж/ м3.

Сравнивая воздушные с водяными или фреоновыми системами кондиционирования, объемная энергоемкость которых составляет соответственно 20 тыс. кДж/ м

3 и 270 тыс. кДж/ м3, становится понятно, что при одинаковых функциональных характеристиках габариты только воздушных систем, как правило, в разы превышают размеры систем комбинированных.

2. Точность регулирования

Однозональные системы кондиционирования предназначены для обслуживания помещений с подобной тепловой нагрузкой. Например, это помещения, расположенные по одному фасаду здания. Изменение величины теплоизбытков связано в основном с объемом солнечной радиации. Поэтому регулирование производительности однозональных систем осуществляется, как правило, по одному контрольному помещению.

Если строго подходить к расчету теплового режима помещений, то необходимо отметить, что абсолютно подобных тепловых режимов не существует. В любой группе помещений в большей или меньшей степени присутствует неодновременность теплоизбытков (рис. 3). Причем причины неодновременности можно разделить на две составляющие:

  • Первая — явная (детерминированная), к которой относится режим использования. Система кондиционирования обслуживает группу помещений, например, зал совещаний и офисные помещения. Во время проведения совещания нагрузка на офисные помещения значительно снижается, т.к. все сотрудники находятся в это время в зале. И наоборот, когда совещания нет, система кондиционирования в зале отключена, а офисные помещения испытывают максимумы теплоизбытков.
  • Вторая причина неодновременности — стохастическая (вероятностная). Как правило, расчет теплоизбытков помещений ведется исходя из максимальной загрузки оборудования, максимального количества людей, максимальной солнечной радиации и т.д. Когда система кондиционирования обслуживает большое количество помещений, вступает в силу закон больших чисел. Вероятность того, что все эти максимумы будут одновременны, крайне низка. В целом как детерминированные, так и стохастические причины неодновременности говорят о невозможности поддержания требуемых параметров микроклимата в группе помещений с помощью однозональных систем.
    Именно многозональные СКВ являются сегодня единственным вариантом, полностью соответствующим понятию «комфортное кондиционирование помещений».

3. Энергетическая эффективность

Комбинированные многозональные системы потребляют значительно меньшеэлектроэнергии, чем, например, однозональные воздушные. Это достигается за счет многих факторов: отсутствия перерасхода холода (тепла) благодаря точности регулировки и учету неодновременности нагрузки; сокращению потерь при транспортировке, т.к. площадь поверхности трубопроводов значительно меньше, чем воздуховодов; возможно отключение кондиционирования неиспользуемых помещений; близость источника холода (тепла) и обслуживаемого помещения и т.д.

За счет этих факторов многозональные системы кондиционирования, как правило, в 1,5–2 раза меньше потребляют энергии, чем однозональные. Все вышеперечисленные преимущества обусловили активное применение многозональных систем кондиционирования как в нашей стране, так и во всем мире.

Естественно, существует потребность в разработке методик расчета многозональных СКВ и различные авторы делают такие попытки [3]. Предлагаемые варианты и решения не всегда однозначны, что вызывает справедливую полемику на страницах уважаемых специализированных журналов [4].

В статье [3] были рассмотрены варианты расчета многозональных систем типа чиллер–фанкойлы, однако некоторые изложенные в ней выводы и методы достаточно спорны.

Необходимо отметить, что расчет систем типа чиллер–фанкойлы должен строиться, прежде всего, исходя из того, что это многозональная система, поэтому большая часть формул, совершенно адекватных для однозональных систем, не подходят для расчета многозональной СКВ.

Какие существуют принципиальные отличия в методике расчета многозональных СКВ?

1. Фактические параметры внутреннего воздуха при проектировании в виде точки знать невозможно, нужно понимать, что мы можем определить лишь область возможных значений.

Объясняется это следующими факторами:

Почему нельзя однозначно знать температуру внутреннего воздуха? Дело в том, что в руках пользователя многозональной СКВ очень мощный инструмент, разрушающий все стереотипные методики расчета систем кондиционирования, — пульт управления.

Зачастую пользователь не знает, какая расчетная температура заложена проектировщиком для его помещения, а если и знает, то это для него не более чем абстрактная цифра. Он устанавливает ту температуру, которая для него комфортна.Согласно множеству исследований [5; 6; 7], комфортная температура для всех людей разная (рис. 4).

Поэтому задав в качестве расчетной температуру в помещении, например, 25°C, проектировщик гарантированно получит по статистике неудовлетворенность 90% пользователей. Имея в руках пульт управления, они просто установят оптимальную для них температуру.

В этом случае внутренний блок (местный кондиционер), поддерживая требуемую, как правило, более низкую температуру (относительно проекта, но не по мнению пользователя), будет забирать большее количество холода от наружного блока или холодильной машины. Поэтому мощности источника холода, рассчитанной на поддержание температуры во всех помещениях на уровне 25°С, не хватит для поддержания выбранной пользователями температуры, например, 22°C.

Количество холода — это количество холодоносителя, поступающего к местным кондиционерам, следовательно те внутренние блоки, которые находятся на гидравлически коротких циркуляционных кольцах, будут поддерживать требуемую температуру воздуха (22°C или даже 18°C). Блоки, находящиеся на более удаленных участках, не смогут поддержать даже проектные 25°C, т.к. остальные местные кондиционеры перерасходовали холодоноситель относительно проектных значений.

Поэтому когда требуется выбрать температуру внутреннего воздуха при проектировании многозональной системы, необходимо, во-первых, понимать, что это расчетная, а не фактическая температура,во-вторых, выбранная температура будет средней, в-третьих, с точки зрения статистики расчетную температуру в помещениях рекомендуется принимать равной 22°C.

Почему нельзя однозначно знать относительную влажность внутреннего воздуха? Дело в том, что рассматриваемые системы комфортного кондиционирования не поддерживают определенное значение относительной влажности в помещениях.

Они производят осушение воздуха в теплый период года до величины φ≥ 30%, но поддержать определенное значение φ не могут [8].

Фактическая величина относительной влажности зависит от многих факторов: влагосодержания приточного и вытяжного воздуха; количества влаги, выделяемой людьми и удаляемой местными кондиционерами. Количество влаги, удаляемой местными кондиционерами, зависит в свою очередь от конструкции местного кондиционера, типа холодоносителя, выбранной скорости вращения вентилятора, требуемой температуры внутреннего воздуха.

Таким образом, как минимум температура внутреннего воздуха является статистическим параметром и относительная влажность в помещениях однозначно (в виде конкретного значения) задаваться не может.

2. При расчете производительности источника холода (наружного блока) учитывается неодновременность максимумов потребителей холода (внутренних блоков).

Как уже отмечалось выше, не существует двух помещений, тепловой режим которых абсолютно подобен. Многозональные системы кондиционирования по определению обслуживают несколько помещений, при условии неодновременности максимумов теплоизбытков.

Причем, чем больше помещений объединены в одну систему, тем больше, с одной стороны, неодновременность максимумов (понижающий коэффициент), с другой стороны, загрузка источника холода проходит более равномерно.Таким образом, если для расчета однозональных систем кондиционирования мы применяли условие равенства производительности источника и приемников холода, то для расчета многозональных систем всегда должен учитываться коэффициент неодновременности k > 1:

3. Расчетным периодом для местных кондиционеров не всегда является режим максимальнойзагрузки источника холода.

Основная характеристика многозональной системы кондиционирования — независимое регулирование производительности местных кондиционеров. Исходя из теплового режима помещений, режим максимальной нагрузки на местный кондиционер не совпадает с режимом максимальной нагрузки на источник холода. В большей степени этот фактор критичен для систем типа чиллер–фанкойлы.

Регулирование (поддержание) температуры холодоносителя в них производится, как правило, в обратном трубопроводе. При постоянном расходе холодоносителя уменьшение мощности источника холода (чиллера) сопровождается повышением температуры в подающем трубопроводе.

Например, если максимальная производительность чиллера по холоду соответствует температурным параметрам воды (незамерзающей жидкости) 7–12°C, чиллер обслуживает многозональную систему кондиционирования здания, местные кондиционеры в которой частично работают на полную мощность, частично загружены на 50%,а частично выключены.

Какова температура воды на входе в чиллер? 12°C, т.к. чиллер поддерживает ее постоянной. Температура воды на выходе из чиллера составляет примерно 9°C, что соответствует 60% нагрузки. Стандартный перепад температур фанкойла в режиме полной нагрузки — 5°C. Следовательно, параметры холодоносителя в фанкойлах, работающих на полную мощность, — 9°C на входе и 14°C на выходе; в фанкойлах, загруженных по мощности на 50%, — 9°C на входе и 11,5°C на выходе; в отключенных — 9°C на входе и (естественно) 9°C на выходе.

Таким образом, в нашей многозональной системе смешиваются обратные потоки с параметрами 14; 11,5 и 9°С, после чего температура смеси как раз равна 12°C. Получается, что фанкойлы, работающие на 100% мощности в период, когда чиллер загружен на 60%, должны рассчитываться не на 7–12°C, как в однозональной системе, а на 9–14°C, что естественно увеличивает их типоразмер.

Пример

Необходимо подобрать многозональную систему кондиционирования для офисного здания в двух вариантах: VRF GENERAL и чиллер–фанкойлы LENNOX. Для принципиального расчета примем простой вариант: все помещения одного назначения с одинаковой величиной полных теплоизбытков Qп от людей, солнечной радиации и оборудования Qп= 2,5 кВт.

Количество помещений — 100. Приточный воздух в теплый период подается от существующей системы вентиляции без предварительной тепловлажностной обработки с параметрами tн = 28°C, φн = 50%, I = 60,7 кДж/кг.с.в. Количество людей в каждом помещении — 3 человека. Задаем расчетные параметры внутреннего воздуха.

Расчетная (не фактическая!) температура внутреннего воздуха — 22°C. Относительная влажность 30–60%. Определяем величину влаговыделений в помещении от людей: 3 человека x 60 г/ч = 180 г/ч. Определяем теплопоступления с приточным воздухом. Вот здесь существуют отличия в расчете фреоновых систем и водяных.

Все дело в связи температуры холодоносителя и минимальной влажности в помещении при работе системы кондиционирования на холод. Для систем чиллер–фанкойлы средняя температура холодоносителя составляет 10°C. Следовательно при температуре внутреннего воздуха 22°C минимально возможная влажность в помещении составит 45% (Iв = 42,4 кДж/кг.с.в.).

Для систем VRF эти величины соответственно будут равны 5°C и 35% (Iв= 37,9 кДж/кг.с.в.). Мы не можем знать, какая относительная влажность у нас установится в помещении, поэтому в качестве первого приближения примем минимальную влажность внутреннего воздуха. Для расчетов процессов обработки влажного воздуха очень удобно пользоваться i–d-диаграммой, электронная версия которой в свободном доступе находится по адресу: http://www. aircon.ru/technical/software.php.

Максимальные теплопоступления с приточным воздухом для фреоновых систем составляют 0,91 кВт, для водяных — 0,73 кВт. Соответственно требуемая мощность охлаждения местного кондиционера для VRF — 3,41 кВт, для систем чиллер–фанкойлы — 3,23 кВт.

4. Подбираем местный кондиционер (внутренний блок) многозональной системы.

Мы знаем максимальную мощность охлаждения внутреннего блока. Знаем параметры внутреннего воздуха. Этого достаточно для подбора внутреннего блока системы VRF. По каталогу [9] подбираем внутренний блок с условием, что его фактическая мощность при температуре внутреннего воздуха 22°C будет больше или равна требуемой.

Подходит внутренний блок компактного кассетного типа AU18 GENERAL серии S. Его фактическая производительность составляет 4,02 кВт (больше требуемой 3,41 кВт). Для системы чиллер–фанкойлы несколько сложнее. Дело в том, что регулирование мощности охлаждения чиллера производится изменением температуры на выходе чиллера и поддержанием постоянной температуры на входе.

Поэтому для многозональной системы, если расчетный перепад температур для чиллера 7–12°С, то для внутренних блоков эти величины зависят от неодновременности максимумов на местном кондиционере и источнике холода. Примем расчетным максимум загрузки местного кондиционера при загрузке чиллера на 60%.

Тогда температура воздуха на входе в местный кондиционер будет равна 9°С (пример выше), а на выходе— 14°С. Для кассетных моделей CWC LENNOX корректирующий коэффициент при температуре внутреннего воздуха 22°C и параметрах холодоносителя 9 и 14°С равен 0,42. Подбираем фанкойл CWC 090-2P с номинальной полной производительностью 8450 Вт.

Максимальная производительность в наших условиях: 8450 x 0,42 = 3549 Вт, что больше требуемых 3,23 кВт (рис. 5).

5. Подбираем источник холода (наружный блок) многозональной системы.

Требуемая производительность источника холода зависит от коэффициента неодновременности тепловой нагрузки здания [1]. Для офисных зданий коэффициент неодновременности может меняться в пределах 1,1 до 1,5. В случае обслуживания многозональной системой кондиционирования помещений, равномерно расположенных на разных фасадах здания, коэффициент неодновременности равен 1,3–1,5.Примем для нашего здания величину 1,3. Следовательно, максимальная мощность охлаждения чиллера равна:

Максимальная мощность охлаждения VRF-систем равна:

Судовые системы кондиционирования воздуха (СКВ)

По назначению системы кондиционирования воздуха делятся на два типа кондиционирования: комфортное и техническое.

Система комфортного кондиционирования представляет собой совокупность трубопроводов, механизмов, аппаратов, приборов и устройств, предназначенных для приема, подогрева, охлаждения, увлажнения и подачи воздуха в каюты, салоны, кубрики, медицинские и служебные помещения судна, что обеспечивает поддержание в них благоприятных для самочувствия людей параметров воздушной среды: температуры 298— 301 К (25—28 °С), влажности 40—60 %, подвижности до 0,5 м/с и газового состава — независимо от района плавания судна.

Механизмы (вентиляторы) и аппараты (подогреватели, охладители, увлажнители воздуха) компонуются в центральном кондиционере. К подогревателям подводится водяной пар с давлением 0,3—0,5 МПа или горячая вода, к охладителям — холодная вода или хладагент (хладон) от холодильной машины.

От центрального кондиционера к установленным в помещениях воздухораспределителям воздух поступает по одному или двум каналам со скоростью 18—20 м/с. В воздухораспределители одно-канальных систем можно встраивать теплообменники для дополнительного подогрева воздуха (паровые, водяные или электрические). В двухканальных системах воздух поступает к воздухораспределителям с разной температурой, что позволяет смешивать его в нужных пропорциях. Прием наружного воздуха и удаление загрязненного производятся так же, как и в системе вентиляции. Системами комфортного кондиционирования в настоящее время оборудуются морские суда всех классов и назначений.

Система технического кондиционирования — совокупность трубопроводов, механизмов, аппаратов, приборов и устройств, предназначенных для приема, подогрева, охлаждения, осушения и подачи воздуха в грузовые и другие помещения судна, обеспечивает поддержание в них независимо от внешних условий заданных параметров воздушной среды, требуемых для сохранения груза или работы оборудования, приборов, а также для уменьшения коррозии металлических корпусных конструкций. Воздух осушается твердыми поглотителями воды (адсорбентами) и жидкими (абсорбентами), а также при охлаждении с помощью холодильной машины. В качестве адсорбентов используются силикагель и цеолит, абсорбентов — растворы солей хлористого, реже бромистого лития; применяются волокнистые материалы, пропитанные растворами солей.

Осушенный и охлажденный воздух вентиляторами подается в грузовые помещения, к приборам и другому оборудованию. Для удаления воды из поглотителей (десорбции) устанавливаются дополнительные вентиляторы. Прием и удаление воздуха производятся так же, как и в системах вентиляции.

Существует много разновидностей СКВ как по принципиальным схемам, так и по типу оборудования, и поэтому их классифицируют по способу обработки воздуха — круглогодичные, летние и зимние; месту обработки воздуха — центральные и местные; конструктивному признаку — одноканальные и двухканальные; скорости воздуха в трубопроводах — низко-, средне- и высокоскоростные; наличию рециркуляции воздуха — с рециркуляцией и без нее; типу воздухораспределителя — прямоточные и эжекционные.

СКВ выбирают в зависимости от типа и назначения судна, района и автономности плавания, наличия электроэнергии и пара, а также стоимости изготовления и эксплуатации системы.

Аппарат, с помощью которого осуществляется кондиционирование воздуха, называется кондиционером. Он представляет собой систему последовательно включенных устройств и аппаратов. Обычно в состав кондиционера входят противопыльный фильтр, вентилятор, воздухоохладитель, воздухонагреватель (калорифер), увлажнитель и элиминатор (каплеотделитель). В зависимости от требуемой обработки воздуха комбинации перечисленных элементов могут быть разными.

На рис. 5.79 представлена конструктивная схема центрального кондиционера. Наружный и рециркуляционный воздух поступает в камеру смешения кондиционера, обрабатывается в нем и нагнетается из воздухораспределительной камеры по воздуховоду в каюты. Сконденсированная влага из поддона отводится по сливной трубке. При режиме охлаждения отключают первичный и вторичный воздухонагреватели и паровой увлажнитель, а при режиме отопления — воздухоохладитель и холодильную машину (на рисунке не показана). Воздух в помещениях распространяется различными воздухораспределителями, для которых не требуются высокие скорости и напоры обработанного воздуха.


Рис. 5.79. Схема центрального кондиционера для одноканальной рециркуляционной системы 1,5 — задвижки; 2, 6 — Противопыльные фильтры; 3 — первичный воздухонагреватель: 4 — камера смешения наружного и рециркуляционного воздуха; 7 — электровентилятор; 8 — воздухоохладитель; 9 — паровой увлажнитель; 10 — вторичный воздухонагреватель; 11 — Каплеуловитель; 12 — воздуховод; 13 — воздухораспределительная камера обработанного воздуха; 14 — сливная трубка; 15 — запорные клапаны; 16 — терморегулирующий клапан

Применение СКВ исключает необходимость в системах отопления и вентиляции, причем в этом случае создаются условия для лучшего регулирования параметров воздуха в обслуживаемых помещениях.

На рис. 5.80 приведена схема централизованно-местной (смешанной) одноканальной высокоскоростной прямоточной СКВ.

Наружный воздух засасывается высоконапорным вентилятором 2 через приемник 1 и нагнетается им через центральный (групповой) кондиционер 3 в местные пристенные кондиционеры 5. Последние устанавливаются в каютах и одновременно являются воздухораспределителями. По воздуховодам 4 обычно подается только наружный воздух, количество которого в 3—4 раза меньше количества воздуха в центральной системе (что сокращает размеры каналов). В общем (групповом) кондиционере воздух полностью не обрабатывается.


Рис. 5.80. Схема централизованно-местной одноканальной высокоскоростной прямоточной СКВ


Рис. 5.81. Схема централизованной двухканальной высокоскоростной СКВ

Каютный кондиционер состоит из воздушного эжектора 11 и ребристого теплообменного аппарата 8. Чаще всего воздухоохладитель и воздухонагреватель каютного кондиционера объединяют в единый теплообменный аппарат, составленный из ребристых труб, по которым проходит холодная или горячая вода, подаваемая по трубопроводу 9.

Обработанный в центральном кондиционере воздух с повышенным давлением входит в воздушный эжектор местного кондиционера. Выходя из сопла эжектора 11 с большой скоростью, он эжектирует (подсасывает) в местный кондиционер рециркуляционный воздух из помещения через жалюзийную решетку 7. В местном кондиционере тепловлажностной обработке подвергается только воздух данной каюты. Из кондиционера смесь наружного и рециркуляционного воздуха снова направляется в помещение через выходную решетку 6. Выделяющаяся при охлаждении воздуха влага отводится по сливной трубке 10.

Смешанные высокоскоростные СКВ отличаются компактными воздуховодами. Эти СКВ более удобны и гибки, так как позволяют индивидуально регулировать параметры воздуха. Пассажиры каждой каюты могут изменять температуру воздуха по своему желанию дополнительным каютным кондиционером независимо от центрального кондиционера. Это можно осуществить изменением режима работы водяного теплообменника в местном кондиционере, регулируя количество воды открытием клапана, или с помощью жалюзи изменением количества воздуха, проходящего через теплообменник. При этом количество хладоносителя, циркулирующего через теплообменный аппарат, оставляют постоянным.

Однако смешанные системы имеют также значительные недостатки; большую разветвленность по судну сети трубопроводов хладоносителя для местных кондиционеров, в связи с чем усложняется их уплотнение; необходимость устройства дренажа из местных кондиционеров для отвода влаги, конденсируемой из воздуха помещений; повышенный шум в помещениях из-за работы сопл в местных кондиционерах; сокращение полезного объема кают вследствие расположения в них местных кондиционеров; меньшая экономичность по сравнению с централизованной низкоскоростной системой. В каждую каюту приходится вести четыре трубы: одну для воздуха, две для подвода и отвода хладоносителя и одну для слива конденсата (дренаж).

Схема центральной двухканальной высокоскоростной СКВ показана на рис. 5.81.

В центральные кондиционеры обеих ступеней 3 и 4 входят те же последовательно включенные аппараты и устройства, что и в центральный кондиционер одноканальной системы (см. рис. 5.79). Паровой увлажнитель имеется только в кондиционере 3 первой ступени. Летом центральный кондиционер 3 первой ступени охлаждает воздух до более высокой температуры, чем второй кондиционер 4. После кондиционера 3 часть воздуха отбирается и направляется в канал 5. Другая его часть проходит кондиционер 4, а затем поступает в канал 6. По двум каналам воздух идет в смесители (воздухораспределители) 7, установленные в каютах 5. В смесителе воздух, поступающий из канала 5, смешивается с более охлажденным из канала 6, после чего направляется в помещение.

В двухканальной СКВ нет необходимости применять каютные кондиционеры, разводить по каютам холодную и горячую воду и предусматривать дренажные трубопроводы. В каждую каюту идут только воздушные трубы. Система позволяет индивидуально регулировать температуру воздуха в каждой каюте подбором соответствующих количественных соотношений воздуха из обеих каналов. Недостатком двухканальной высокоскоростной СКВ является то, что ее объем и масса несколько больше, чем у одноканальной.

Принципиальная схема системы кондиционирования воздуха с применением двухступенчатого испарительного охлаждения. Кондиционер двухступенчатого испарительного охлаждения для транспортного средства Каким достоинством обладает двухступенчатое испарительное ох

Сопоставление процессов показывает, что при косвенном испарительном охлаждении производительность СКВ оказывается ниже, чем при прямом. Кроме того, при косвенном охлаждении влагосодержание приточного воздуха более низкое (

В отличие от раздельной схемы косвенного испарительного охлаждения разработаны аппараты совмещенного типа (рис 3.5). Аппарат включает две группы чередующихся каналов, разделенных стенками. Через группу каналов 1 проходит вспомогательный поток воздуха. По поверхности стенок канала стекает вода, подаваемая через водораспределительное устройство. Некоторое количество воды подается к водораспределительному устройству. При испарении воды понижается температура вспомогательного потока воздуха (при увеличении его влагосодержания), а также охлаждается стенка канала.

Для повышения глубины охлаждения основного потока воздуха разработаны многоступенчатые схемы обработки основного потока, применяя которые теоретически можно достичь температуры точки росы (рис. 3.7).

Установка состоит из кондиционера и градирни. В кондиционере производится косвенное и прямое изоэнтальпийное охлаждение воздуха обслуживаемых помещений.

В градирне происходит испарительное охлаждение воды, питающей поверхностный воздухоохладитель кондиционера.

Рис. 3.5. Схема устройства совмещенного аппарата косвенного испарительного охлаждения: 1,2- группа каналов; 3- водораспределительное устройство; 4- поддон

Рис. 3.6. Схема СКВ двухступенчатого испарительного охлаждения. 1-поверхностный воздухоохладитель; 2-оросительная камера; 3- градирня; 4-насос; 5-байпас с воздушным клапаном; 6-вентилятор

С целью унификации оборудования для испарительного охлаждения вместо градирни можно использовать оросительные камеры типовых центральных кондиционеров.

Наружный воздух поступает в кондиционер и на первой ступени охлаждения (воздухоохладителе) охлаждается при неизменном влагосодержании. Второй ступенью охлаждения является оросительная камера, работающая в режиме изоэнтальпийного охлаждения. Охлаждение воды, питающей поверхности водоохладителя, производится в градирне. Вода в этом контуре циркулирует с помощью насоса. Градирня – устройство для охлаждения воды атмосферным воздухом. Охлаждение происходит за счет испарения части воды, стекающей по оросителю под действием силы тяжести (испарение 1% воды понижает ее температуру примерно на 6).

Рис. 3.7. диаграмма с режимом двухступенчатого испарительного

охлаждения

Камера орошения кондиционера оснащается байпасным каналом с воздушным клапаном или имеет регулируемый процесс, что обеспечивает регулирование воздуха, направляемого в обслуживаемое помещение вентилятором.

2018-08-15

Использование систем кондиционирования воздуха (СКВ) с испарительным охлаждением, как одно из энергоэффективных решений при проектировании современных зданий и сооружений.

На сегодняшний день наиболее распространёнными потребителями тепловой и электрической энергии в современных административных и общественных зданиях являются системы вентиляции и кондиционирования воздуха. При проектировании современных зданий общественного и административного назначения для снижения энергопотребления в системах вентиляции и кондиционирования воздуха имеет смысл особое предпочтение уделять снижению мощности на стадии получения технических условий и уменьшению эксплуатационных затрат. Сокращение эксплуатационных затрат наиболее важно для собственников объектов или арендаторов. Известно много готовых способов и различных мероприятий — по снижению энергозатрат в системах кондиционирования воздуха , но на практике выбор энергоэффективных решений очень сложен.

Одни из многих систем вентиляции и кондиционирования воздуха, которые можно отнести к энергоэффективным системам, — это рассмотренные в данной статье системы кондиционирования воздуха с испарительным охлаждением.

Они применяются в жилых, общественных, производственных помещениях. Процесс испарительного охлаждения в системах кондиционирования обеспечивают форсуночные камеры, плёночные, насадочные и пенные аппараты. Рассматриваемые системы могут иметь прямое, косвенное, а также двухступенчатое испарительное охлаждение.

Из приведённых вариантов наиболее экономичным оборудованием для охлаждения воздуха являются системы с прямым охлаждением. Для них предполагается использование стандартной техники без применения дополнительных источников искусственного холода и холодильного оборудования.

Принципиальная схема системы кондиционирования воздуха с прямым испарительным охлаждением представлена на рис. 1.

К преимуществам таких систем можно отнести минимальные затраты на обслуживание систем при эксплуатации, а также надёжность и конструктивную простоту. Их основные недостатки — невозможность поддержания параметров приточного воздуха, исключение рециркуляции в обслуживаемом помещении и зависимость от внешних климатических условий.

Энергозатраты в таких системах сводятся к перемещению воздуха и рециркуляционной воды в адиабатических увлажнителях, установленных в центральном кондиционере . При использовании адиабатического увлажнения (охлаждения) в центральных кондиционерах требуется использовать воду питьевого качества. Применение таких систем может ограничиваться в климатических зонах с преобладающим сухим климатом.

Областями применения систем кондиционирования воздуха с испарительным охлаждением являются объекты, которые не требуют точного поддержания тепловлажностного режима. Обычно они находятся в ведении предприятий различных отраслей промышленности, где необходим дешёвый способ охлаждения внутреннего воздуха при высокой теплонапряжённости помещений .

Следующий вариант экономичного охлаждения воздуха в системах кондиционирования — использование косвенного испарительного охлаждения.

Система с таким охлаждением чаще всего применяется в тех случаях, когда параметры внутреннего воздуха невозможно получить используя прямое испарительное охлаждение, увеличивающее влагосодержание приточного воздуха. В «косвенной» схеме приточный воздух охлаждается в теплообменном аппарате рекуперативного или регенеративного типа, контактирующего со вспомогательным потоком воздуха, охлаждаемым испарительным охлаждением.

Вариант схемы системы кондиционирования воздуха с косвенным испарительным охлаждением и использованием роторного теплообменника представлен на рис. 2. Схема СКВ с косвенным испарительным охлаждением и применением теплообменников рекуперативного типа показана на рис. 3.

Системы кондиционирования воздуха с косвенным испарительным охлаждением применяются, когда требуется подавать приточный воздух без осушения. Требуемые параметры воздушной среды поддерживают местные доводчики, установленные в помещении. Определение расхода приточного воздуха осуществляется в санитарными нормами, либо по воздушному балансу в помещении.

В системах кондиционирования воздуха с косвенным испарительным охлаждением в качестве вспомогательного используется либо наружный, либо вытяжной воздух. При наличии местных доводчиков последнему отдаётся предпочтение, так как он повышает энергетическую эффективность процесса. Необходимо отметить, что использование вытяжного воздуха в качестве вспомогательного не допускается при наличии ядовитых, взрывоопасных примесей, а также высокого содержания взвешенных частиц, загрязняющих поверхность теплообмена.

Наружный воздух в качестве вспомогательного потока используется в том случае, когда недопустимо перетекание вытяжного воздуха в приточный через неплотности теплообменника (то есть теплоутилизатора).

Вспомогательный поток воздуха перед подачей на увлажнение очищают в воздушных фильтрах. Схема системы кондиционирования воздуха с регенеративными теплообменниками обладает большей энергетической эффективностью и меньшей стоимостью оборудования.

При проектировании и выборе схем систем кондиционирования воздуха с косвенным испарительным охлаждением требуется учитывать мероприятия по регулированию процессов утилизации теплоты в холодный период года с целью исключения обмерзания теплообменников . Следует предусматривать догрев вытяжного воздуха перед утилизатором, обвод части приточного воздуха в пластинчатом теплообменнике и регулирование частоты вращения в роторном утилизаторе.

Использование данных мероприятий позволит исключить обмерзание теплообменников. Также в расчётах при использовании вытяжного воздуха в качестве вспомогательного потока необходимо проверять систему на работоспособность в холодный период года.

Ещё одна из энергоэффективных систем кондиционирования воздуха — система с двухступенчатым испарительным охлаждением. Охлаждение воздуха в данной схеме предусматривается в два этапа: прямым испарительным и косвенно-испарительным методами.

«Двухступенчатые» системы предусматривают более точную регулировку параметров воздуха при выходе из центрального кондиционера. Такие системы кондициониования воздуха применяются в случаях, когда требуется более глубокое охлаждение приточного воздуха по сравнению с охлаждением в прямом или косвенном испарительном охлаждении.

Охлаждение воздуха в двухступенчатых системах предусматривают в регенеративных, пластинчатых утилизаторах или же в поверхностных теплообменниках промежуточным теплоносителем с помощью вспомогательного потока воздуха — в первой ступени. Охлаждение воздуха в адиабатических увлажнителях — во второй ступени. Основные требования к вспомогательному потоку воздуха, а также к проверке работы СКВ в холодный период года аналогичны применяемым к схемам СКВ с косвенным испарительным охлаждением.

Применение систем кондиционирования воздуха с испарительным охлаждением позволяет достичь лучших результатов, которые невозможно получить при использовании холодильных машин.

Применение схем СКВ с испарительным, косвенным и двухступенчатым испарительным охлаждением позволяет в некоторых случаях отказаться от использования холодильных машин и искусственного холода, а также значительно снизить холодильную нагрузку.

За счёт использования трёх этих схем часто достигается энергоэффективность обработки воздуха, что очень важно при проектировании современных зданий.

История систем испарительного охлаждения воздуха

На протяжении веков цивилизации находили оригинальные методы борьбы со зноем на своих территориях. Ранняя форма охлаждающей системы — «ловец ветра» — была изобретена много тысяч лет назад в Персии (Иран). Это была система ветряных валов на крыше, которые улавливали ветер, пропускали его через воду и задували охлаждённый воздух во внутренние помещения. Примечательно, что многие из этих зданий также имели дворы с большими запасами воды, поэтому, если не было ветра, то в результате естественного процесса испарения воды горячий воздух, поднимаясь вверх, испарял воду во дворе, после чего уже охлаждённый воздух проходил через здание. В наши дни Иран заменил «ловцов ветра» на испарительные охладители и широко их использует, а иранский рынок за счёт сухого климата достигает оборота в 150 тыс. испарителей в год.

В США испарительный охладитель в XX веке был объектом многочисленных патентов. Многие из них, начиная ещё с 1906 года, предлагали использовать древесную стружку как прокладку, переносящую большое количество воды при контакте с движущимся воздухом и поддерживающую интенсивное испарение. Стандартная конструкция из патента 1945 года включает водяной резервуар (обычно оснащённый поплавковым клапаном для регулировки уровня), насос для циркуляции воды через прокладки из древесных стружек и вентилятор для подачи воздуха через прокладки в жилые помещения. Эта конструкция и материалы остаются основными в технологии испарительных охладителей на юго-западе США. В этом регионе они дополнительно используются для увеличения влажности.

Испарительное охлаждение было распространено в авиационных двигателях 1930-х годов, например, в двигателе для дирижабля Beardmore Tornado. Эта система была использована для уменьшения или полного исключения радиатора, который в ином случае мог бы создать существенное аэродинамическое сопротивление. Внешние приборы испарительного охлаждения устанавливались на некоторые автомобили для охлаждения салона. Зачастую они продавались как дополнительные аксессуары. Использование приборов испарительного охлаждения в автомобилях продолжалось до тех пор, пока не приобрело широкое распространение парокомпрессионное кондиционирование воздуха.

Принцип испарительного охлаждения отличается от того, на котором работают аппараты парокомпрессионного охлаждения, хотя они также требуют испарения (испарение является частью системы). В парокомпрессионном цикле после испарения хладагента внутри испарительного змеевика, охлаждающий газ, сжимается и охлаждается, под давлением конденсируясь в жидкое состояние. В отличие от этого цикла, в испарительном охладителе вода испаряется только один раз. Испарённая вода в охладительном приборе выводится в пространство с охлаждённым воздухом. В градирне испарившаяся вода уносится потоком воздуха.

  1. Богословский В.Н., Кокорин О.Я., Петров Л.В. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. — М.: Стройиздат, 1985. 367 с.
  2. Баркалов Б.В., Карпис Е.Е. Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях. — М.: Стройиздат, 1982. 312 с.
  3. Королева Н.А., Тарабанов М.Г., Копышков А.В. Энергоэффективные системы вентиляции и кондиционирования воздуха крупного торгового центра // АВОК, 2013. №1. С. 24–29.
  4. Хомутский Ю.Н. Применение адиабатного увлажнение для охлаждения воздуха // Мир климата, 2012. №73. С. 104–112.
  5. Участкин П.В. Вентиляция, кондиционирование воздуха и отопление на предприятиях лёгкой промышленности: Учеб. пособ. для вузов. — М.: Лёгкая индустрия, 1980. 343 с.
  6. Хомутский Ю.Н. Расчёт косвенно-испарительной системы охлаждения // Мир климата, 2012. №71. С. 174–182.
  7. Тарабанов М.Г. Косвенное испарительное охлаждение приточного наружного воздуха в СКВ с доводчиками // АВОК, 2009. №3. С. 20–32.
  8. Кокорин О.Я. Современные системы кондиционирования воздуха. — М.: Физматлит, 2003. 272 с.

В современной климатической технике большое внимание уделяется энергоэффективности оборудования. Этим объясняется возросший в последнее время интерес к водоиспарительным системам охлаждения на основе косвенно-испарительных теплообменных аппаратов (косвенно-испарительные системы охлаждения). Водоиспарительные системы охлаждения могут оказаться эффективным решением для многих регионов нашей страны, климат которых отличается относительно низкой влажностью воздуха. Вода как хладагент уникальна — она обладает большой теплоемкостью и скрытой теплотой парообразования, безвредна и доступна. Кроме того, вода хорошо изучена, что позволяет достаточно точно предсказывать ее поведение в различных технических системах.

Особенности систем охлаждения с косвенно-испарительными теплообменниками

Главной особенностью и преимуществом косвенно-испарительных систем является возможность охлаждения воздуха до температуры ниже температуры мокрого термометра. Так, технология обычного испарительного охлаждения (в увлажнителях адиабатного типа), когда в поток воздуха впрыскивается вода, не только понижает температуру воздуха, но и увеличивает его влагосодержание. При этом линия процесса на I d-диаграмме влажного воздуха идет по адиабате, а минимально возможная температура соответствует точке «2» (рис. 1).

В косвенно-испарительных же системах воздух может быть охлажден до точки «3» (рис. 1). Процесс на диаграмме в данном случае идет вертикально вниз по линии постоянного влагосодержания. В результате получаемая температура оказывается ниже, а влагосодержание воздуха не растет (остается постоянным).

Кроме того, водоиспарительные системы обладают следующими положительными качествами:

  • Возможность совместного получения охлажденного воздуха и холодной воды.
  • Малое энергопотребление. Основными потребителями электроэнергии являются вентиляторы и водяные насосы.
  • Высокая надежность, обусловленная отсутствием сложных машин и использованием неагрессивного рабочего тела — воды.
  • Экологическая чистота: низкий уровень шума и вибраций, неагрессивное рабочее тело, малая экологическая вредность промышленного производства системы в силу малой трудоемкости изготовления.
  • Простота конструктивного исполнения и относительно низкая стоимость, связанные с отсутствием жестких требований к герметичности системы и ее отдельных узлов, отсутствием сложных и дорогих машин (холодильных компрессоров), малыми избыточными давлениями в цикле, низкой металлоемкостью и возможностью широкого использования пластмасс.

Системы охлаждения, использующие эффект поглощения теплоты при испарении воды, известны очень давно. Однако на данный момент водоиспарительные системы охлаждения распространены недостаточно широко. Практически вся ниша промышленных и бытовых систем охлаждения в области умеренных температур заполнена хладоновыми парокомпрессионными системами.

Такая ситуация, очевидно, связана с проблемами эксплуатации водоиспарительных систем при отрицательных температурах и их непригодностью к эксплуатации при высокой относительной влажности наружного воздуха. Сказалось и то, что основные аппараты подобных систем (градирни, теплообменники), использовавшиеся ранее, обладали большими габаритами, массой и другими недостатками, связанными с работой в условиях высокой влажности. Кроме того, им требовалась система водоподготовки.

Однако сегодня благодаря техническому прогрессу получили распространение высокоэффективные и компактные градирни, способные охладить воду до температур, всего на 0,8 … 1,0° С отличающихся от температуры входящего в градирню воздушного потока по мокрому термометру.

Здесь особым образом следует отметить градирни компаний Muntes и SRH-Lauer . Такой малый температурный напор удалось обеспечить главным образом за счет оригинальной конструкции насадки градирни, обладающей уникальными свойствами — хорошей смачиваемостью, технологичностью, компактностью.

Описание системы косвенно-испарительного охлаждения

В системе косвенно-испарительного охлаждения атмосферный воздух из окружающей среды с параметрами, соответствующими точке «0» (рис. 4), нагнетается вентилятором в систему и охлаждается при постоянном влагосодержании в косвенно-испарительном теплообменнике.

После теплообменника основной поток воздуха разделяется на два: вспомогательный и рабочий, направляемый к потребителю.

Вспомогательный поток одновременно играет роль и охладителя, и охлаждаемого потока — после теплообменника он направляется обратно, навстречу основному потоку (рис. 2).

При этом в каналы вспомогательного потока подается вода. Смысл подачи воды заключается в «замедлении» роста температуры воздуха за счет параллельного его увлажнения: как известно, одного и того же изменения тепловой энергии можно достичь как изменением только температуры, так и изменением температуры и влажности одновременно. Поэтому при увлажнении вспомогательного потока тот же обмен теплом достигается меньшим изменением температуры.

В косвенно-испарительных теплообменниках другого вида (рис. 3) вспомогательный поток направляется не в теплообменник, а в градирню, где охлаждает воду, циркулирующую через косвенно-испарительный теплообменник: вода нагревается в нем за счет основного потока и остывает в градирне за счет вспомогательного. Перемещение воды по контуру осуществляется с помощью циркуляционного насоса.

Расчет косвенно-испарительного теплообменника

Для того чтобы рассчитать цикл косвенно-испарительной системы охлаждения с циркулирующей водой, необходимы следующие исходные данные:
  • φ ос — относительная влажность воздуха окружающей среды, %;
  • t ос — температура воздуха окружающей среды, ° С;
  • ∆t х — разность температур на холодном конце теплообменника, ° С;
  • ∆t m — разность температур на теплом конце теплообменника, ° С;
  • ∆t wгр — разность между температурой воды, выходящей из градирни, и температурой подаваемого в нее воздуха по мокрому термометру, ° С;
  • ∆t min — минимальная разность температур (температурный напор) между потоками в градирне (∆t min
  • G р — требуемый потребителем массовый расход воздуха, кг/с;
  • η в — КПД вентилятора;
  • ∆P в — потеря давления в аппаратах и магистралях системы (требуемый напор вентилятора), Па.

Методика расчета основана на следующих допущениях:

  • Процессы тепло-массообмена приняты равновесными,
  • На всех участках системы отсутствуют внешние теплопритоки,
  • Давление воздуха в системе равно атмосферному (локальные изменения давления воздуха вследствие его нагнетания вентилятором или прохождения через аэродинамические сопротивления пренебрежимо малы, что позволяет использовать I d диаграмму влажного воздуха для атмосферного давления на всем протяжении расчета системы).

Порядок инженерного расчета рассматриваемой системы заключается в следующем (рисунок 4):

1. По I d диаграмме или с помощью программы расчета влажного воздуха определяются дополнительные параметры окружающего воздуха (точка «0» на рис. 4): удельная энтальпия воздуха i 0 , Дж/кг и влагосодержание d 0 , кг/кг.
2. Приращение удельной энтальпии воздуха в вентиляторе (Дж/кг) зависит от типа вентилятора. Если электродвигатель вентилятора не обдувается (не охлаждается) основным потоком воздуха, тогда:

Если в схеме используется вентилятор канального типа (когда электродвигатель охлаждается основным потоком воздуха), то:

где:
η дв — КПД электродвигателя;
ρ 0 — плотность воздуха на входе в вентилятор, кг/м 3

где:
B 0 — барометрическое давление окружающей среды, Па;
R в — газовая постоянная воздуха, равная 287 Дж/(кг.К).

3. Удельная энтальпия воздуха после вентилятора (точка «1»), Дж/кг.

i 1 = i 0 +∆i в; (3)

Поскольку процесс «0-1» происходит при постоянном влагосодержании (d 1 =d 0 =const), то по известным φ 0 , t 0 , i 0 , i 1 определяем температуру воздуха t1 после вентилятора (точка «1»).

4. Точка росы окружающего воздуха t рос, °С, определяется по известным φ 0 , t 0 .

5. Психрометрическая разность температур воздуха основного потока на выходе из теплообменника (точка «2») ∆t 2-4 , °С

∆t 2-4 =∆t x +∆t wгр; (4)

где:
∆t х назначается, исходя из конкретных условий работы в диапазоне ~ (0,5…5,0), °С. При этом следует иметь в виду, что малые значения ∆t х повлекут за собой относительно большие размеры теплообменного аппарата. Для обеспечения малых значений ∆t х необходимо использовать высокоэффективные теплопередающие поверхности;

∆t wгр выбирается в диапазоне (0,8…3,0), °С; меньшие значения ∆t wгр следует принимать в случае необходимости получения минимально возможной температуры холодной воды в градирне.

6. Принимаем, что процесс увлажнения вспомогательного воздушного потока в градирне от состояния «2-4», с достаточной точностью для инженерных расчетов, идет по линии i 2 =i 4 =const.

В этом случае, зная величину ∆t 2-4 , определяем температуры t 2 и t 4 , точек «2» и «4» соответственно, °С. Для этого найдем такую линию i=const, чтобы между точкой «2» и точкой «4» разность температур составляла найденную ∆t 2-4 . Точка «2» при этом находится на пересечении линий i 2 =i 4 =const и постоянного влагосодержания d 2 =d 1 =d ОС. Точка «4» находится на пересечении линии i 2 =i 4 =const и кривой φ 4 = 100 % относительной влажности.

Таким образом, используя приведенные диаграммы, определяем оставшиеся параметры в точках «2» и «4».

7. Определяем t 1w — температуру воды на выходе из градирни, в точке «1w», °С. В расчетах можно пренебречь нагревом воды в насосе, следовательно, на входе в теплообменник (точка «1w’») вода будет иметь ту же температуру t 1w

t 1w =t 4 +.∆t wгр; (5)

8. t 2w — температура воды после теплообменника на входе в градирню (точка «2w»), °С

t 2w =t 1 -.∆t m ; (6)

9. Температура воздуха, выбрасываемого из градирни в окружающую среду (точка «5») t 5 определяется графоаналитическим методом с использованием i d диаграммы (c большим удобством может быть использована совокупность Q t и i t-диаграмм, однако они менее распространены, поэтому в данном расчете использована i d диаграмма). Указанный метод заключается в следующем (рис. 5):

  • точка «1w», характеризующая состояние воды на входе в косвенно-испарительный теплообменник, cо значением удельной энтальпии точки «4» помещается на изотерму t 1w , отстоящую от изотермы t 4 на расстоянии ∆t wгр.
  • От точки «1w» вдоль изоэнтальпы откладываем отрезок «1w — p» так, чтобы t p = t 1w — ∆t min .
  • Зная, что процесс нагрева воздуха в градирне происходит по φ=const=100 %, строим из точки «p» касательную к φ пр =1 и получаем точку касания «k».
  • От точки касания «k» по изоэнтальпе (адиабате, i=const) откладываем отрезок «k — n» так, чтобы t n = t k + ∆t min . Таким образом, обеспечивается (назначается) минимальная разность температур между охлаждаемой водой и воздухом вспомогательного потока в градирне. Эта разность температур гарантирует работоспособность градирни в расчетном режиме.
  • Проводим из точки «1w» через точку «n» прямую до пересечения с прямой t=const= t 2w . Получаем точку «2w».
  • Из точки «2w» проводим прямую i=const до пересечения с φ пр =const=100%. Получаем точку «5», характеризующую состояние воздуха на выходе из градирни.
  • По диаграмме определяем искомую температуру t5 и остальные параметры точки «5».

10. Составляем систему уравнений для нахождения неизвестных массовых расходов воздуха и воды. Тепловая нагрузка градирни по вспомогательному воздушному потоку, Вт:

Q гр =G в (i 5 — i 2) ; (7)

Q wгр =G ow C pw (t 2w — t 1w) ; (8)

где:
С pw — удельная теплоемкость воды, Дж/(кг.К).

Тепловая нагрузка теплообменника по основному воздушному потоку, Вт:

Q mo =G o (i 1 — i 2) ; (9)

Тепловая нагрузка теплообменника по водяному потоку, Вт:

Q wmo =G ow C pw (t 2w — t 1w) ; (10)

Материальный баланс по воздушным потокам:

G o =G в +G p ; (11)

Тепловой баланс по градирне:

Q гр =Q wгр; (12)

Тепловой баланс теплообменника в целом (количество переданной теплоты каждым из потоков одинаково):

Q wmo =Q mo ; (13)

Совместный тепловой баланс градирни и теплообменника по воде:

Q wгр =Q wmo ; (14)

11. Решая совместно уравнения с (7) по (14), получим следующие зависимости:
массовый расход воздуха по вспомогательному потоку, кг/с:

массовый расход воздуха по основному воздушному потоку, кг/с:

G o =G p ; (16)

Массовый расход воды через градирню по основному потоку, кг/с:

12. Количество воды, необходимое для подпитки водяного контура градирни, кг/с:

G wn =(d 5 -d 2)G в; (18)

13. Потребляемая мощность в цикле определяется мощностью, затрачиваемой на привод вентилятора, Вт:

N в =G o ∆i в; (19)

Таким образом, найдены все параметры, необходимые для конструктивных расчетов элементов системы косвенно-испарительного охлаждения воздуха.

Отметим, что подаваемый потребителю рабочий поток охлажденного воздуха (точка «2») может быть дополнительно охлажден, например, адиабатным увлажнением либо любым другим способом. В качестве примера на рис. 4 обозначена точка «3*», соответствующая адиабатному увлажнению. В этом случае точки «3*» и «4» совпадают (рис. 4).

Практические аспекты косвенно-испарительных систем охлаждения

Исходя из практики расчетов косвенно-испарительных систем охлаждения, следует заметить, что, как правило, расход вспомогательного потока составляет 30-70% от основного и зависит от потенциальной способности к охлаждению подаваемого в систему воздуха.

Если сравнить охлаждение адиабатным и косвенно-испарительным методами, то из I d-диаграммы видно, что в первом случае воздух с температурой 28 °С и относительной влажностью 45% может быть охлажден до 19,5°С, в то время как во втором случае — до 15°С (рис. 6).

«Псевдокосвенное» испарение

Как уже говорилось выше, косвенно-испарительная система охлаждения позволяет добиться более низкой температуры, чем традиционная система адиабатного увлажнения воздуха. Немаловажно также подчеркнуть, что влагосодержание искомого воздуха не изменяется. Подобных преимуществ по сравнению с адиабатным увлажнением удается достигнуть за счет внедрения вспомогательного потока воздуха.

Практических применений системы косвенно-испарительного охлаждения на данный момент мало. Однако появились аппараты сходного, но несколько другого принципа действия: воздухо-воздушных теплообменных аппаратов с адиабатным увлажнением наружного воздуха (системы «псевдокосвенного» испарения, где вторым потоком в теплообменнике служит не некоторая увлажненная часть основного потока, а другой, абсолютно независимый контур).

Подобные устройства находят применение в системах с большим объемом рециркуляционного воздуха, нуждающегося в охлаждении: в системах кондиционирования воздуха поездов, зрительных залов различного назначения, центрах обработки данных и на других объектах.

Цель их внедрения — максимально возможное снижение длительности работы энергоемкого компрессорного холодильного оборудования. Вместо этого при наружных температурах вплоть до 25°С (а иногда и выше), используется воздухо-воздушный теплообменник, в котором рециркуляционный воздух помещения охлаждается наружным воздухом.

Для большей эффективности работы аппарата наружный воздух предварительно увлажняется. В более сложных системах увлажнение производится и в процессе теплообмена (впрыск воды в каналы теплообменника), чем достигается дополнительное повышение его эффективности.

Благодаря использованию таких решений текущее энергопотребление системы кондиционирования снижается на величину до 80%. Общегодовое энергопотребление зависит от климатического района эксплуатации системы, в среднем оно снижается на 30-60%.

Юрий Хомутский, технический редактор журнала «Мир климата»

В статье использована методика МГТУ им. Н. Э. Баумана для расчета косвенно-испарительной системы охлаждения.

Принципиальная схема системы кондиционирования воздуха с переменным расходом хладагента 

Контекст 1

… один наружный блок и несколько внутренних блоков, как показано на рис. 1, мульти-сплит-система VRF может удовлетворить потребности в охлаждении или обогреве помещения путем изменения расхода хладагента с помощью компрессора с регулируемой скоростью и электронных расширительных клапанов (EEV), расположенных в каждом внутреннем блоке. В отличие от традиционной системы кондиционирования воздуха, тепло передается в помещение или из помещения непосредственно за счет циркуляции хладагента к испарителям, расположенным вблизи или внутри кондиционируемого помещения в VRF.Температурный комфорт возможен во многих зонах, так как для каждой зоны предусмотрена индивидуальная регулировка уставки. Поскольку в системах VRF используются компрессоры с переменной скоростью и широкими возможностями модуляции производительности, они могут поддерживать точный контроль температуры. Кроме того, благодаря компрессорам с регулируемой скоростью система VRF может обеспечить экономию энергии за счет их высокой эффективности при частичной нагрузке. Однако, поскольку VRF не обеспечивает вентиляцию, необходима отдельная система вентиляции …

Контекст 2

… типичная репрезентативная жаркая и влажная неделя в июле выбрана с самой высокой температурой наружного воздуха в диапазоне от 34,1 ℃ до 24,8 ℃, а коэффициент влажности наружного воздуха варьируется от 16,5 г/кг до 23,4 г/кг. На рис. 9 показано соотношение внутренней и наружной температуры и влажности в течение одной летней недели в пределах 1-часовых усредненных данных. Как показано, в течение всей недели целевая температура в помещении также может быть достигнута тремя системами. Что касается W in , можно увидеть исключительную способность DESICA справляться со скрытой нагрузкой, в то время как целевое значение W in в основном может быть достигнуто с помощью DES & VRF.Из-за HRV HRV и VRF могут обеспечить немного большую скрытую мощность, чем VRFSA. W in DES&VRF незначительно меняется в зависимости от W out, в то время как HRV&VRF сохраняет практически одинаковые тенденции в течение всей недели. В частности, в последний день недели W out внезапно возрастает примерно до 24 г/кг, W in DES и VRF не может быть достигнуто, поскольку латентная нагрузка превышает наибольшую латентную емкость DESICA. На рис. 10 показано суточное потребление энергии и КПД системы в течение одной летней недели в рамках среднесуточных данных.В целом, энергопотребление HRV&VRF и VRFSA увеличивается с повышением температуры наружного воздуха, а энергопотребление DES&VRF увеличивается с увеличением коэффициента влажности наружного воздуха. В течение недели, кроме последнего дня, VRFSA потребляет меньше всего энергии, HRV и VRF потребляют больше всего энергии. КПД DES&VRF колеблется в районе 5,2 при постоянном значении и выше, чем у двух других систем, за счет большей мощности и меньшего энергопотребления. КПД ВРФСА уменьшается с 5 до 4,6 с увеличением Рис.9 Почасовые условия в помещении и на улице в течение летней недели Рис. 10 Ежедневное потребление энергии и COP системы в течение летней недели, температура наружного воздуха, поскольку COP VRF уменьшается с увеличением PLR согласно (Zhou et al. 2007). КПД HRV и VRF колеблется около 4 и является самым низким из трех систем из-за самой высокой стоимости энергии и приблизительной мощности с …

Контекст 3

… выбрана типичная репрезентативная жаркая и влажная неделя в июле с самой высокой температурой наружного воздуха от 34.от 1 ℃ до 24,8 ℃, а относительная влажность наружного воздуха варьируется от 16,5 г/кг до 23,4 г/кг. На рис. 9 показано соотношение внутренней и наружной температуры и влажности в течение одной летней недели в пределах 1-часовых усредненных данных. Как показано, в течение всей недели целевая температура в помещении также может быть достигнута тремя системами. Что касается W in , можно увидеть исключительную способность DESICA справляться со скрытой нагрузкой, в то время как целевое значение W in в основном может быть достигнуто с помощью DES & VRF. Из-за HRV HRV и VRF могут обеспечить немного большую скрытую мощность, чем VRFSA.W in DES&VRF незначительно меняется в зависимости от W out, в то время как HRV&VRF сохраняет практически одинаковые тенденции в течение всей недели. В частности, в последний день недели W out внезапно возрастает примерно до 24 г/кг, W in DES и VRF не может быть достигнуто, поскольку латентная нагрузка превышает наибольшую латентную емкость DESICA. На рис. 10 показано суточное потребление энергии и КПД системы в течение одной летней недели в рамках среднесуточных данных. В целом, энергопотребление HRV&VRF и VRFSA увеличивается с повышением температуры наружного воздуха, а энергопотребление DES&VRF увеличивается с увеличением коэффициента влажности наружного воздуха.В течение недели, кроме последнего дня, VRFSA потребляет меньше всего энергии, HRV и VRF потребляют больше всего энергии. КПД DES&VRF колеблется в районе 5,2 при постоянном значении и выше, чем у двух других систем, за счет большей мощности и меньшего энергопотребления. COP VRFSA снижается с 5 до 4,6 с увеличением PLR. Чжоу и др.2007). COP системы HRV&VRF колеблется около 4 и является самой низкой из трех систем из-за самой высокой стоимости энергии и приблизительной мощности с …

Контекст 4

… неделя в январе выбрана в качестве условия зимнего сезона. Самая высокая температура наружного воздуха достигает 5,0 ℃, а самая низкая -2,3 ℃, а коэффициент влажности наружного воздуха колеблется от 2,7 г/кг до 4,6 г/кг, что делает неделю типичным представителем холодной и сухой зимы в Шанхае. На рис. 11 показано соотношение внутренней и наружной температуры и влажности в течение одной зимней недели в пределах 1-часовых усредненных данных.В течение недели целевая температура в помещении может быть достигнута тремя системами в течение большей части времени. Как и летом, можно увидеть необыкновенную способность DESICA к увлажнению, когда DES&VRF может поддерживать W выше заданного значения. HRV&VRF не может контролировать свою мощность, поскольку мощность, которая зависит от эффективности теплообменника, обеспечивает большую скрытую мощность по сравнению с VRFSA. В течение некоторого времени W in выше целевого значения из-за минимального рабочего PLR DESICA в соответствии с условиями воздуха внутри и снаружи помещения.На рис. 12 показано суточное потребление энергии и КПД системы в течение одной зимней недели в рамках среднесуточных данных. В течение недели DES&VRF потребляет наименьшее количество энергии, Рис. 11 Почасовые условия в помещении и на улице в течение зимней недели Рис. 12 Ежедневное потребление энергии и COP системы в течение зимней недели, потому что DESICA обеспечивает большую ощутимую мощность, обеспечивая скрытую мощность в зимних условиях. HRV&VRF потребляет меньше энергии, чем VRFSA, потому что HRV обеспечивает некоторую мощность. COP DES&VRF колеблется в районе 4.7 и выше, чем у двух других систем, за счет большей емкости и меньшего энергопотребления. COP HRV&VRF варьируется в пределах 3,7, в то время как COP VRFSA варьируется в пределах …

Контекст 5

… в качестве условия зимнего сезона выбрана январская неделя. Самая высокая температура наружного воздуха достигает 5,0 ℃, а самая низкая -2,3 ℃, а коэффициент влажности наружного воздуха колеблется от 2,7 г/кг до 4,6 г/кг, что делает неделю типичным представителем холодной и сухой зимы в Шанхае.На рис. 11 показано соотношение внутренней и наружной температуры и влажности в течение одной зимней недели в пределах 1-часовых усредненных данных. В течение недели целевая температура в помещении может быть достигнута тремя системами в течение большей части времени. Как и летом, можно увидеть необыкновенную способность DESICA к увлажнению, когда DES&VRF может поддерживать W выше заданного значения. HRV&VRF не может контролировать свою мощность, поскольку мощность, которая зависит от эффективности теплообменника, обеспечивает большую скрытую мощность по сравнению с VRFSA.В течение некоторого времени W in выше целевого значения из-за минимального рабочего PLR DESICA в соответствии с условиями воздуха внутри и снаружи помещения. На рис. 12 показано суточное потребление энергии и КПД системы в течение одной зимней недели в рамках среднесуточных данных. В течение недели DES&VRF потребляет наименьшее количество энергии, Рис. 11 Почасовые условия в помещении и на улице в течение зимней недели Рис. 12 Ежедневное потребление энергии и COP системы в течение зимней недели, потому что DESICA обеспечивает большую ощутимую мощность, обеспечивая скрытую мощность в зимних условиях.HRV&VRF потребляет меньше энергии, чем VRFSA, потому что HRV обеспечивает некоторую мощность. COP DES&VRF колеблется около 4,7 и выше, чем у двух других систем, из-за большей мощности и меньшего энергопотребления. COP HRV&VRF варьируется в пределах 3,7, в то время как COP VRFSA варьируется в пределах …

Контекст 6

… в качестве условия зимнего сезона выбрана январская неделя. Самая высокая температура наружного воздуха достигает 5,0 ℃, а самая низкая -2,3 ℃, а коэффициент влажности наружного воздуха колеблется от 2.7 г/кг до 4,6 г/кг, что делает неделю типичным представителем холодной и сухой зимы в Шанхае. На рис. 11 показано соотношение внутренней и наружной температуры и влажности в течение одной зимней недели в пределах 1-часовых усредненных данных. В течение недели целевая температура в помещении может быть достигнута тремя системами в течение большей части времени. Как и летом, можно увидеть необыкновенную способность DESICA к увлажнению, когда DES&VRF может поддерживать W выше заданного значения. HRV&VRF не может контролировать свою мощность, поскольку мощность, которая зависит от эффективности теплообменника, обеспечивает большую скрытую мощность по сравнению с VRFSA.В течение некоторого времени W in выше целевого значения из-за минимального рабочего PLR DESICA в соответствии с условиями воздуха внутри и снаружи помещения. На рис. 12 показано суточное потребление энергии и КПД системы в течение одной зимней недели в рамках среднесуточных данных. В течение недели DES&VRF потребляет наименьшее количество энергии, Рис. 11 Почасовые условия в помещении и на улице в течение зимней недели Рис. 12 Ежедневное потребление энергии и COP системы в течение зимней недели, потому что DESICA обеспечивает большую ощутимую мощность, обеспечивая скрытую мощность в зимних условиях.HRV&VRF потребляет меньше энергии, чем VRFSA, потому что HRV обеспечивает некоторую мощность. COP DES&VRF колеблется около 4,7 и выше, чем у двух других систем, из-за большей мощности и меньшего энергопотребления. COP HRV&VRF варьируется в пределах 3,7, в то время как COP VRFSA варьируется в пределах …

Контекст 7

… в качестве условия зимнего сезона выбрана январская неделя. Самая высокая температура наружного воздуха достигает 5,0 ℃, а самая низкая -2,3 ℃, а коэффициент влажности наружного воздуха колеблется от 2.7 г/кг до 4,6 г/кг, что делает неделю типичным представителем холодной и сухой зимы в Шанхае. На рис. 11 показано соотношение внутренней и наружной температуры и влажности в течение одной зимней недели в пределах 1-часовых усредненных данных. В течение недели целевая температура в помещении может быть достигнута тремя системами в течение большей части времени. Как и летом, можно увидеть необыкновенную способность DESICA к увлажнению, когда DES&VRF может поддерживать W выше заданного значения. HRV&VRF не может контролировать свою мощность, поскольку мощность, которая зависит от эффективности теплообменника, обеспечивает большую скрытую мощность по сравнению с VRFSA.В течение некоторого времени W in выше целевого значения из-за минимального рабочего PLR DESICA в соответствии с условиями воздуха внутри и снаружи помещения. На рис. 12 показано суточное потребление энергии и КПД системы в течение одной зимней недели в рамках среднесуточных данных. В течение недели DES&VRF потребляет наименьшее количество энергии, Рис. 11 Почасовые условия в помещении и на улице в течение зимней недели Рис. 12 Ежедневное потребление энергии и COP системы в течение зимней недели, потому что DESICA обеспечивает большую ощутимую мощность, обеспечивая скрытую мощность в зимних условиях.HRV&VRF потребляет меньше энергии, чем VRFSA, потому что HRV обеспечивает некоторую мощность. COP DES&VRF колеблется около 4,7 и выше, чем у двух других систем, из-за большей мощности и меньшего энергопотребления. COP HRV&VRF варьируется в пределах 3,7, в то время как COP VRFSA варьируется в пределах …

Контекст 8

… те же ключевые параметры, что и в таблице 1, моделирование проводится в течение всего года для изучения общей производительности системы. три системы в Шанхае. Годовые данные о погоде соответствуют китайским стандартным погодным данным (CSWD) в EnergyPlus.В Шанхае зимний сезон длится с декабря по февраль следующего года, а летний сезон с июня по август, а остальные месяцы должны быть переходным сезоном. На рис. 13 показано ежемесячное потребление энергии тремя системами в течение одного года в Шанхае, а также показаны среднемесячные соотношения температуры и влажности наружного воздуха. В течение зимнего сезона с декабря по февраль DES&VRF потребляет наименьшее количество энергии, потому что, с одной стороны, из-за атрибуции DESICA, которая обеспечивает большую мощность, чем HRV, от сотрудничающей VRF требуется меньшая мощность.С другой стороны, номинальный КПД взаимодействующей системы VRF DESICA выше, чем у двух других систем. Летом с июня по август, когда скрытая нагрузка составляет большую часть, чем зимой, DESICA расходует много энергии на осушение. В результате VRFSA потребляет меньше энергии на охлаждение, а DES&VRF потребляет больше энергии, но все же меньше, чем HRV&VRF. В переходный сезон, когда коэффициент влажности наружного воздуха близок к целевому значению, DESICA потребляет очень меньше энергии и, следовательно, потребляет меньше всего энергии.Однако в течение нескольких месяцев VRFSA потребляет наименьшее количество энергии, потому что, когда ощутимая нагрузка очень низкая, а скрытая нагрузка высока, DESICA потребляет большую часть энергии для обеспечения скрытой мощности. В течение года HRV и VRF потребляют больше всего энергии, в то время как DES и VRF потребляют меньше всего энергии зимой, а VRFSA потребляет меньше всего энергии Рис. 13. Энергопотребление трех систем в течение года в Шанхае летом. Это связано с тем, что погода в Шанхае не очень сухая зимой, но очень влажная летом.В течение всего года DES&VRF потребляет 2274 кВтч, тогда как HRV&VRF потребляет больше всего 2821 кВтч, а VRFSA потребляет меньше всего 2182 кВтч. На рис. 14 показаны внутренние и наружные условия для трех систем в течение всего года в Шанхае, при этом зона теплового комфорта представлена ​​в масштабе в виде зеленой рамки в соответствии с китайским национальным стандартом. Установлено, что в течение всего года 85,5% внутренних условий, обеспечиваемых DES&VRF, попадают в зону теплового комфорта, а 35,5% — HRV&VRF и 32.1% по ВРВ попадают в зону теплового комфорта. В большинстве случаев DES&VRF может обеспечить заданные условия в помещении, поскольку DESICA может регулировать свою способность соответствовать изменяющейся нагрузке на кондиционер, за исключением случаев, когда скрытая нагрузка превышает наибольшую скрытую мощность DESICA. Для HRV и VRF, поскольку HRV не может обеспечить достаточную скрытую мощность из-за изменяющейся скрытой нагрузки, заданное условие не может быть достигнуто для большинства условий. Отмечено, что в некоторые теплые зимние дни DESICA обеспечивает большую мощность из-за минимального PLR, что приводит к перегреву и …

Контекст 9

… те же ключевые параметры, что и в таблице 1, моделирование проводится в течение всего года для изучения общей производительности трех систем в Шанхае. Годовые данные о погоде соответствуют китайским стандартным погодным данным (CSWD) в EnergyPlus. В Шанхае зимний сезон длится с декабря по февраль следующего года, а летний сезон с июня по август, а остальные месяцы должны быть переходным сезоном. На рис. 13 показано ежемесячное потребление энергии тремя системами в течение одного года в Шанхае, а также показаны среднемесячные соотношения температуры и влажности наружного воздуха.В течение зимнего сезона с декабря по февраль DES&VRF потребляет наименьшее количество энергии, потому что, с одной стороны, из-за атрибуции DESICA, которая обеспечивает большую мощность, чем HRV, от сотрудничающей VRF требуется меньшая мощность. С другой стороны, номинальный КПД взаимодействующей системы VRF DESICA выше, чем у двух других систем. Летом с июня по август, когда скрытая нагрузка составляет большую часть, чем зимой, DESICA расходует много энергии на осушение. В результате VRFSA потребляет меньше энергии на охлаждение, а DES&VRF потребляет больше энергии, но все же меньше, чем HRV&VRF.В переходный сезон, когда коэффициент влажности наружного воздуха близок к целевому значению, DESICA потребляет очень меньше энергии и, следовательно, потребляет меньше всего энергии. Однако в течение нескольких месяцев VRFSA потребляет наименьшее количество энергии, потому что, когда ощутимая нагрузка очень низкая, а скрытая нагрузка высока, DESICA потребляет большую часть энергии для обеспечения скрытой мощности. В течение года HRV и VRF потребляют больше всего энергии, в то время как DES и VRF потребляют меньше всего энергии зимой, а VRFSA потребляет меньше всего энергии Рис. 13. Энергопотребление трех систем в течение года в Шанхае летом.Это связано с тем, что погода в Шанхае не очень сухая зимой, но очень влажная летом. В течение всего года DES&VRF потребляет 2274 кВтч, тогда как HRV&VRF потребляет больше всего 2821 кВтч, а VRFSA потребляет меньше всего 2182 кВтч. На рис. 14 показаны внутренние и наружные условия для трех систем в течение всего года в Шанхае, при этом зона теплового комфорта представлена ​​в масштабе в виде зеленой рамки в соответствии с китайским национальным стандартом. Установлено, что в течение всего года 85,5% внутренних помещений, обеспечиваемых ДЭСиВРФ, попадают в зону теплового комфорта, а 35.В зону теплового комфорта попадают 5% по HRV&VRF и 32,1% по VRV. В большинстве случаев DES&VRF может обеспечить заданные условия в помещении, поскольку DESICA может регулировать свою способность соответствовать изменяющейся нагрузке на кондиционер, за исключением случаев, когда скрытая нагрузка превышает наибольшую скрытую мощность DESICA. Для HRV и VRF, поскольку HRV не может обеспечить достаточную скрытую мощность из-за изменяющейся скрытой нагрузки, заданное условие не может быть достигнуто для большинства условий. Отмечено, что в некоторые теплые зимние дни DESICA обеспечивает большую мощность из-за минимального PLR, что приводит к перегреву и …

Контекст 10

… те же ключевые параметры, что и в таблице 1, моделирование проводится в течение всего года для изучения общей производительности трех систем в Шанхае. Годовые данные о погоде соответствуют китайским стандартным погодным данным (CSWD) в EnergyPlus. В Шанхае зимний сезон длится с декабря по февраль следующего года, а летний сезон с июня по август, а остальные месяцы должны быть переходным сезоном. На рис. 13 показано ежемесячное потребление энергии тремя системами в течение одного года в Шанхае, а также показаны среднемесячные соотношения температуры и влажности наружного воздуха.В течение зимнего сезона с декабря по февраль DES&VRF потребляет наименьшее количество энергии, потому что, с одной стороны, из-за атрибуции DESICA, которая обеспечивает большую мощность, чем HRV, от сотрудничающей VRF требуется меньшая мощность. С другой стороны, номинальный КПД взаимодействующей системы VRF DESICA выше, чем у двух других систем. Летом с июня по август, когда скрытая нагрузка составляет большую часть, чем зимой, DESICA расходует много энергии на осушение. В результате VRFSA потребляет меньше энергии на охлаждение, а DES&VRF потребляет больше энергии, но все же меньше, чем HRV&VRF.В переходный сезон, когда коэффициент влажности наружного воздуха близок к целевому значению, DESICA потребляет очень меньше энергии и, следовательно, потребляет меньше всего энергии. Однако в течение нескольких месяцев VRFSA потребляет наименьшее количество энергии, потому что, когда ощутимая нагрузка очень низкая, а скрытая нагрузка высока, DESICA потребляет большую часть энергии для обеспечения скрытой мощности. В течение года HRV и VRF потребляют больше всего энергии, в то время как DES и VRF потребляют меньше всего энергии зимой, а VRFSA потребляет меньше всего энергии Рис. 13. Энергопотребление трех систем в течение года в Шанхае летом.Это связано с тем, что погода в Шанхае не очень сухая зимой, но очень влажная летом. В течение всего года DES&VRF потребляет 2274 кВтч, тогда как HRV&VRF потребляет больше всего 2821 кВтч, а VRFSA потребляет меньше всего 2182 кВтч. На рис. 14 показаны внутренние и наружные условия для трех систем в течение всего года в Шанхае, при этом зона теплового комфорта представлена ​​в масштабе в виде зеленой рамки в соответствии с китайским национальным стандартом. Установлено, что в течение всего года 85,5% внутренних помещений, обеспечиваемых ДЭСиВРФ, попадают в зону теплового комфорта, а 35.В зону теплового комфорта попадают 5% по HRV&VRF и 32,1% по VRV. В большинстве случаев DES&VRF может обеспечить заданные условия в помещении, поскольку DESICA может регулировать свою способность соответствовать изменяющейся нагрузке на кондиционер, за исключением случаев, когда скрытая нагрузка превышает наибольшую скрытую мощность DESICA. Для HRV и VRF, поскольку HRV не может обеспечить достаточную скрытую мощность из-за изменяющейся скрытой нагрузки, заданное условие не может быть достигнуто для большинства условий. Отмечено, что в некоторые теплые зимние дни DESICA обеспечивает большую мощность из-за минимального PLR, что приводит к перегреву и …

За термостатом | Поломка кондиционера

Многие из нас пользуются кондиционерами каждый день летом, но насколько хорошо мы знаем устройство, стоящее за термостатом? Хотя вы, вероятно, представляете себе внешний блок во дворе, когда думаете о своем кондиционере, за стенами происходит гораздо больше. Чтобы ознакомиться с основами системы HVAC, взгляните на эту схему.

Как вы заметили, внешний блок состоит из 3-х основных компонентов:

Компрессор: втягивает холодный воздух, повышает температуру и давление хладагента и направляет его в змеевик испарителя.

Змеевик конденсатора: отводит тепло от хладагента и направляет его через вентилятор.

Вентилятор: отводит тепло от хладагента наружу.

Внутренняя структура немного сложнее и состоит из скрытых и видимых компонентов.

Скрытые компоненты

Трубка, заполненная хладагентом: обеспечивает циркуляцию хладагента между внутренним и наружным блоками.

Змеевик испарителя: Использует хладагент для поглощения тепла из воздуха от вентилятора.

Блок обработки воздуха: кондиционирует и обеспечивает циркуляцию воздуха.

Вентилятор: Направляет горячий воздух из дома в возврат и через змеевик испарителя.

Воздуховод: Проводит холодный воздух по дому и возвращает теплый воздух через блок переменного тока.

Видимые компоненты

Вентиляционное отверстие для возвратного воздуха: Вентилятор втягивает теплый воздух внутрь дома. Они могут быть расположены близко к потолку или выступать из плинтуса, в любом случае важно не загораживать обратные вентиляционные отверстия.

Фильтр: обычно располагается в воздуховоде рециркуляции или в воздуходувке. Фильтр представляет собой пористый материал, похожий на бумагу, который удаляет твердые частицы из воздуха. Следует заменять каждые 3 месяца в среднем домохозяйстве. Вы должны заменить чаще в домах с домашними животными или людьми с сильной аллергией.

Вентиляционные отверстия: где прохладный воздух поступает в дом, чтобы мы могли наслаждаться им! Они могут располагаться на потолке, стене или полу. Важно не блокировать эти вентиляционные отверстия, чтобы обеспечить надлежащий поток воздуха.

Как всегда, если вы подозреваете, что с вашим кондиционером возникла проблема, обратитесь к представителю Wentzel по отоплению и кондиционированию воздуха в вашем дружелюбном районе.

 

 

HVAC — Блок-схема систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

 

Особенности конструкции

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) становятся все более изощренными, поскольку производители встраивают в изделия функции, которые делают их более надежными, тише, эффективнее и обеспечивают более высокий уровень комфорта при температуре окружающей среды.Texas Instruments предлагает продукты, отвечающие требованиям этих высокопроизводительных систем.

Энергоэффективность :
Системы управления цифровыми сигналами позволяют экономить энергию. Поскольку большинство кондиционеров работают с небольшой нагрузкой, кондиционер с инверторным управлением может регулировать скорость двигателя компрессора для небольшой нагрузки, изменяя частоту. Это позволяет конструкторам использовать высокоэффективный двигатель компрессора во внешнем блоке кондиционера.

Коррекция коэффициента мощности (PFC):
Коррекция коэффициента мощности — это метод противодействия нежелательным эффектам электрических нагрузок, которые создают коэффициент мощности менее 1.PFC необходим из-за непрерывных переходных процессов и импульсных токов, создаваемых электродвигателем, а также используется для повышения выпрямленного сетевого напряжения до 300–450 В, которое затем используется для питания трехфазных инверторов, которые в конечном итоге работают. электродвигатель. В продуктах TI ККМ может выполняться снаружи с помощью отдельной интегральной схемы или в контроллере цифровых сигналов, что устраняет необходимость в отдельном внешнем контроллере ККМ.

Высоковольтная изоляция:
Для более крупных и высокопроизводительных систем, в которых надежность и точность управления двигателем являются ключевыми задачами, TI предлагает изоляционные изделия, которые блокируют высокое напряжение, изолируют заземление и предотвращают попадание шумовых токов в локальное заземление и помехи. с или повредить чувствительные схемы.

Интеграция:
Texas Instruments предлагает полностью интегрированные решения, такие как контроллеры цифровых сигналов (для цифрового управления двигателем, PFC и других системных функций) и драйверы реле, которые обеспечивают до 8 каналов, обнаружение нулевого напряжения и 5 Линейное регулирование V для логики 5 В, которая может находиться на плате.

Домашняя сеть :
Домашняя ячеистая сеть, состоящая из бытовой техники, аудио- и видеооборудования, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, осветительных приборов и т. д., подключенных по беспроводной сети и управляемых с помощью пульта дистанционного управления, сегодня возможна с продуктами TI ZigBee™.TI предоставляет клиентам лучшие в отрасли решения, совместимые с ZigBee™, и широкий спектр собственных радиочастотных интегральных схем, которые позволяют создавать инновационные радиочастотные приложения с низким энергопотреблением. Производители HVAC и термостатов (или внутренних блоков управления) могут разрабатывать продукты, которые взаимодействуют друг с другом по беспроводной сети. Кроме того, настройками температуры можно управлять с помощью пульта дистанционного управления. Благодаря маломощным беспроводным решениям от TI владельцы домов получат универсальный пульт дистанционного управления, который: 1. Не требует прямой видимости 2.Имеет увеличенный радиус действия, так что можно удаленно управлять любым устройством ZigBee™ из любой точки дома. 3. Обеспечивает двустороннюю связь.

Управление питанием :
Автономные линии питания 24 В обычно имеются в большинстве домов. TI предлагает понижающие контроллеры и линейные регуляторы, которые преобразуют это автономное напряжение в то, что микроконтроллер на термостате или блоке внутреннего контроллера обычно может использовать либо 3,3 В, либо 1,8 В.

Загрузить полную блок-схему ниже  

Нажмите здесь для белой бумаги

Узнайте больше о Texas Instruments

Что такое ОВК? Типы, детали и схема (Easy Guide)

HVAC — это термин, который можно услышать во всех видах применения, от бытовых до промышленных.Что это значит и где оно используется, вы можете не знать. В дальнейшем у вас будет доступ к некоторой информации по этому вопросу.

Linquip , как надежный поставщик различной продукции HVAC, предоставляет вам возможность найти продукт, соответствующий вашим потребностям.

Что такое ОВКВ?

HVAC — это термин, происходящий от «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», и это система, предназначенная для обеспечения комфорта в помещениях.Наука способствует определению различных мер для обеспечения этого комфорта и терморегулирования, и системы ОВКВ будут спроектированы на основе желаемых проектных точек.

Примерами систем HVAC могут быть те большие коробки на крыше (фактически компрессоры) кондиционеров, которые подают кондиционированный воздух внутрь зданий.

Важность ОВКВ

Как уже упоминалось ранее, система ОВКВ предназначена для терморегуляции помещений, а также для обеспечения комфорта жильцов.Температура — это фактор, влияющий на производительность и состояние работоспособности многих систем. Возьмем в качестве примера температуру в серверной комнате, для которой высокая температура отрицательно влияет на надежность системы, а работа серверов является большим источником тепловыделения; поэтому важно иметь систему HVAC, которая поддерживает температуру на желаемом уровне.

HVAC для контроля температуры важен для многих других применений, от бытовых и коммерческих до промышленных, когда речь идет о контроле температуры незанятых помещений.Теперь есть случай с занятыми площадями, для которых комфорт становится важным фактором. Комфорт — это и температура, и качество воздуха в помещении, где жильцам будет комфортно жить и работать, а хорошая система ОВК — это та, которая обеспечивает такой комфорт.

Различные модели HVAC

Некоторые системы HVAC являются одноступенчатыми, включая системы охлаждения, отопления, вентиляции, увлажнители и очистители воздуха. Системы обычно менее дороги, чем системы с интегрированным набором функций, но также могут быть менее эффективными и работать на ненужных мощностях.

Системы HVAC также могут быть построены для комбинации выполняемых работ, а также могут быть смоделированы как зональные системы, которые обеспечивают различные конфигурации для охлаждения и обогрева в различных назначенных зонах.

Не будем обращать внимание на наиболее значимые области применения систем вентиляции и кондиционирования: охлаждение и обогрев.

Узнайте больше о Linquip

Системы охлаждения

Системы охлаждения варьируются от больших систем кондиционирования воздуха до небольших портативных систем, обеспечивающих воздушное охлаждение.Эти системы используются для жаркого климата или помещений. Что делают эти системы, так это то, что они пропускают воздух над жидкостно-охлаждаемыми поверхностями, прежде чем направлять его в предназначенную для охлаждения зону. Воздух обменивается теплом с охлаждаемой поверхностью и затем направляется в помещение, выполняющее свою функцию.

Охлаждающей жидкостью может быть вода или испаряющаяся жидкость. В случае испарительных систем, поскольку процесс испарения является эндотермическим, т. е. поглощает тепло, испаритель может поглощать большое количество тепла, обеспечивая высокий уровень охлаждения.Конечно, такие жидкости не могут быть интегрированы во все системы из-за финансовых соображений, безопасности и экологических соображений.

Системы отопления

Отопление можно сделать проще, и есть больше способов построить систему отопления. Отопление может осуществляться с помощью электрического отопления, тепловых насосов (которые также можно использовать для охлаждения — подробнее об этом в другом посте), водяных, паровых и газовых радиаторов и т. д.

Системы отопления могут подавать горячий воздух, проталкивая его какую-либо горячую поверхность в зону, предназначенную для нагрева, или можно сделать за счет теплового излучения от горячих поверхностей.Эффективным способом обогрева помещения является подогрев пола за счет излучения трубок, несущих воду или гликоль, установленных под поверхностью пола. Поскольку более горячий воздух будет парить над более холодным воздухом, а источник тепла находится на полу, этот метод будет очень эффективным.

Детали системы HVAC и схема

Изображение от 21celcius

Существуют различные детали для системы HVAC в зависимости от ее применения, но можно рассматривать то, что происходит в системе испарительного охлаждения, как широко используемый случай во всем мире, и получить представление о том, что обычно происходит в системе.Логика для отопления аналогична и может быть выведена отсюда. Теперь ключевыми компонентами системы охлаждения являются расширительный клапан, испаритель, компрессор, конденсатор и осушитель.

Расширительный клапан создает перепад давления в жидкости, что увеличивает ее объем. В испарителе жидкий хладагент поглощает тепло в процессе испарения для охлаждения потока, поступающего в теплую среду. Компрессор — это то, что делает возможным поток хладагента.Конденсатор – это то, что отбрасывает тепло в наружный воздух и возвращает хладагент в исходное состояние. Ресивер-осушитель — это место, где загрязняющие вещества удаляются из хладагента для обеспечения лучшего качества воздуха.

Подробнее о системах HVAC

Чтобы узнать больше об основах работы систем HVAC, посмотрите это видео.

Обзор системы кондиционирования воздуха предоставлен Vintage Air

Функции компонентов системы кондиционирования воздуха

 

 

 

 В Vintage Air мы считаем техническую помощь важной частью услуг, которые мы предоставляем нашим клиентам до, во время и после продажи.

 

   Самое важное, что следует помнить при выборе системы кондиционирования воздуха или работе с ней, это то, что это система. Компоненты должны быть правильно подобраны, выбраны и установлены для эффективной работы системы. После того, как компоненты выбраны и установлены, система должна быть откачана и заправлена ​​должным образом и точно по объему и весу. Современные системы хладагента и климат-контроля чрезвычайно чувствительны к заправке, и правильная заправка имеет решающее значение для производительности системы.

 

Самая распространенная проблема, с которой ежедневно сталкиваются наши технические специалисты, — неправильная зарядка, при этом наиболее распространенной проблемой является перезарядка системы. Лучший способ зарядить вашу систему — использовать качественную зарядную систему или устройство для зарядки/восстановления. Этот метод позволяет набрать нужное количество хладагента и избавляет от догадок, связанных с заправкой системы с использованием отдельных баллонов.

Мы включили базовую схему системы кондиционирования воздуха, ее компонентов и их функций, а также инструкции по зарядке вашей системы как со станцией восстановления, так и без нее.Мы также включили руководство по поиску и устранению неполадок, которое поможет вам локализовать проблемы с существующей системой, а также базовую электрическую схему электрического вентилятора и тройного защитного выключателя. Манометры кондиционера почти необходимы для устранения неполадок в системе, которая не работает должным образом, поэтому, если у вас нет доступа к набору, вам нужно будет заручиться помощью квалифицированного центра обслуживания кондиционеров

.

  

 

 

Хладагент высокого давления

Хладагент низкого давления

 

 

# 1) Расширительный клапан регулирует поток хладагента и снижает давление жидкости.Это разделение давления превращает хладагент в очень холодную испаряющуюся жидкую струю.

# 2) Испаритель поглощает тепло из внутреннего воздуха за счет скрытой теплоты парообразования, когда жидкость превращается в пар.

# 3) Защитный выключатель компрессора . Бинарный переключатель отключает муфту компрессора в ответ на избыточное давление хладагента или низкое пороговое давление (потеря хладагента). Тройной переключатель сочетает в себе двоичные функции с сигналом включения вентилятора.

# 4) Компрессор представляет собой циркуляционный насос для хладагента, который всасывает пар низкого давления и средней температуры из испарителя и повышает его давление и температуру.

# 5) Конденсатор отводит тепло в окружающий воздух, что приводит к образованию скрытой теплоты конденсации хладагента и превращает его в жидкость под высоким давлением.
 

# 6) Ресивер-осушитель отделяет жидкость от пара.Ресивер-осушитель содержит осушитель и фильтры для удаления влаги, кислоты и загрязнений из хладагента.

Кондиционер


Содержание: Обзор | Поиск проблемы: | Обледенение переменного тока: | Обслуживание: | Программа крутого клиента PSE&G (отключение радио): | Условия: | Ссылки:

Примечание. В комбинированной системе отопления и кондиционирования воздуха (HVAC) нагнетательный вентилятор и система отопления обычно располагаются ниже испарительных змеевиков переменного тока. (диаграмма)

Система работает по принципу, согласно которому, когда давление сбрасывается из жидкости, что позволяет ей расширяться в газ, она поглощает тепло в процессе (энтальпия испарения), т.е.е. становится холодным.
В термодинамике это называется P-h (энтальпия давления). Это конец технической части. Остальная часть этого руководства не требует наличия докторской степени по физике.
Когда теплый воздух дома проходит через змеевики холода, тепло передается хладагенту. Затем он выводит этот газ наружу, где давление превращает его обратно в жидкость и в процессе выжимает тепло (не научный термин). Тепло выделяется в наружный воздух.
См.:
Базовый холодильный цикл
Диаграмма энтальпии давления для механического экзамена PE
См. Условия ниже.

Компрессор / конденсатор снаружи вашего дома требует гораздо большей мощности (около 4000 Вт для 2-тонной системы), чем двигатель вентилятора внутри (около 460 Вт), а конденсатор обычно имеет двигатель на 240 вольт против 120 вольт для вентилятора, поэтому для них потребуются отдельные электрические цепи и автоматические выключатели.
Примечание. Требования к питанию зависят от эффективности системы.


Поиск и устранение неисправностей:
Если ваш кондиционер не работает, вот что нужно проверить.

Кондиционер не охлаждает дом.

  • Держите руку перед воздуховодом. Это должно быть круто.
  • Если воздух не выходит, возможно, проблема в термостате, плате управления или вентиляторе внутреннего блока.
  • Если воздух выходит, но он не холодный, выйдите на улицу и проверьте, работает ли вентилятор блока конденсатора.
    Конденсатор находится в другом контуре, чем вентилятор, который обеспечивает циркуляцию воздуха в доме, поэтому он может быть выключен, даже если воздух все еще проходит через воздуховод.
  • Если вентилятор конденсатора выключен, проверьте блок предохранителей, чтобы убедиться, что автоматический выключатель не сработал.
  • Если да, сбросьте автоматический выключатель.
    Это может быть признаком другой проблемы, поэтому вам, вероятно, следует снизить настройку температуры, чтобы устройство не работало постоянно, и вызвать специалиста по обслуживанию.
  • Если выходящий воздух не такой холодный, как обычно, у вас может быть проблема.
    Поместите термометр перед воздуховодом (ближайшим к кондиционеру) и возвратным воздуховодом (поместите салфетку на воздуховод, чтобы увидеть, в какую сторону дует воздух).Разница температур должна быть 14-20 градусов.
    В вашем доме также может быть небольшое отверстие в воздуховоде у испарителя. Если вы поместите термометр в это отверстие, температура должна быть примерно на 25° ниже комнатной. Если См. раздел «Проверьте охлаждающую способность вашей системы кондиционирования» | Lowes.com
См.:
«Устранение неисправностей кондиционера», «Руководство домовладельца по ремонту кондиционера»
«Устранение неисправностей и ремонт центрального кондиционера» | HomeСоветы

Обледенение кондиционера:
Распространенной проблемой кондиционеров является обледенение или замерзание.
Вы увидите лед на внешнем конденсаторе/компрессоре и внутренних змеевиках (внутренние змеевики находятся за воздуховодом, поэтому их труднее обнаружить).
Выключите его и дайте льду растаять. Внешний лед растает быстрее, а внутренний лед может занять ночь.
Подождите 4-5 часов, пока не появится специалист по обслуживанию. Они ничего не могут сделать, пока он все еще заморожен.

Это может быть вызвано несколькими причинами:

  • Низкий уровень фреона:
    «Если в вашем кондиционере низкий уровень фреона, то ваш кондиционер может замерзнуть из-за более низкого давления внутри системы.Это связано с тем, что теперь в вашей системе меньше хладагента, но он по-прежнему вынужден расширяться на ту же величину — большее расширение соответствует более низкой температуре. Когда змеевик испарителя вашего кондиционера опустится ниже нуля, влага в вашем воздухе замерзнет, ​​когда она соприкоснется с змеевиком, что приведет к его обледенению».
  • Засоренный фильтр:
    Ваш кондиционер предназначен для понижения температуры в вашем доме за счет отвода тепла от него, когда боковой воздух проходит через змеевики испарителя.При недостаточном потоке змеевики испарителя переохладятся и замерзнут.
  • Если вы используете кондиционер, когда температура наружного воздуха ниже примерно 62 градусов, то давление внутри вашей системы упадет, и это может вызвать замерзание
См.:
Змеевики замерзают при работе системы кондиционирования | Главная Путеводители | SF Gate

Техническое обслуживание:
При неправильном обслуживании система может потерять 5% эффективности, что может стоить 50–100 долларов.
  • Очищайте или заменяйте фильтр или фильтры системы кондиционирования воздуха каждый месяц или два в сезон охлаждения.Фильтры могут нуждаться в более частом уходе, если кондиционер постоянно используется, находится в запыленных условиях или в доме есть пушные животные. Рекомендации см. на этикетке коробки фильтра.
  • Добавьте отбеливатель или таблетки в систему сбора конденсата. Некоторые имеют съемную заглушку на трубе. Таблетки должны помещаться в лоток для конденсата, который недоступен во многих системах. Моя 25-летняя система не имеет доступа ни к сливной трубе, ни к поддону.
    Пропустите жесткую проволоку через дренажные каналы устройства.
  • Если вы можете добраться до него, каждый год проверяйте змеевик испарителя и при необходимости очищайте его.
    Обычно вы не можете получить доступ к змеевику испарителя. Это может быть возможно путем удаления воздуховода из фольги и удаления некоторых винтов и болтов.
  • Ежегодно проверяйте змеевики наружного конденсатора и при необходимости очищайте их.
    Удалите листву, препятствующую доступу воздуха к змеевикам.
Профессиональное техническое обслуживание:
Вероятно, хорошей идеей будет раскошелиться на 70–100 долларов США на ежегодное техническое обслуживание (по крайней мере, каждые несколько лет), которое должно включать в себя инспекционные проверки катушек, конденсаторов, компрессора и хладагента.

Более полная проверка включает:

  • Проверка правильности количества хладагента
  • Проверка на наличие утечек хладагента с помощью течеискателя
  • Улавливать любой хладагент, который необходимо удалить из системы, вместо того, чтобы незаконно выбрасывать его в атмосферу
  • Проверка и устранение утечек воздуховодов в центральных системах
  • Измерение расхода воздуха через змеевик испарителя
  • Проверить правильность последовательности электрического управления и убедиться, что система обогрева и система охлаждения не могут работать одновременно
  • Осмотрите электрические клеммы, очистите и затяните соединения и при необходимости нанесите непроводящее покрытие
  • Смазать моторы и проверить ремни на натяжение и износ
  • Проверьте точность термостата.
Источник: Министерство энергетики

. См.:
Основное техническое обслуживание кондиционера | инструкции | DIY
Обслуживание кондиционера | Техническое обслуживание кондиционера
Министерства энергетики — YouTube
Набор для обслуживания кондиционера 70 долларов США


Программа Cool Customer от PSE&G (отключение радио):
Компания PSE&G устанавливала серые коробки сбоку вашего компрессора, которые позволяли им отключать кондиционер на срок до 15 минут. два раза в час по радиосигналу.
Ваш вентилятор по-прежнему будет работать, но будет рециркулировать воздух без охлаждения.
Они сделали бы это, если бы их система была перегружена.
С 2005 года PSE&G инициировала всего одиннадцать велогонок. Максимум 3 события в 2008, 2011 и 2013 годах.

По состоянию на 2015 год они не устанавливали его на новые системы.
См. www.pseg.com/home/save/manage_costs/cool_customer/faq.jsp


Условия:

BTU — британские тепловые единицы — мера энергии. Количество энергии, необходимое для охлаждения или нагревания одного фунта воды на один градус Фаренгейта.

EER — коэффициент энергоэффективности. Этот показатель менее точен, чем SEER, поскольку не учитывает колебания температуры в течение сезона.

Энтальпия — Энтальпия представляет собой количество тепла, используемого или выделяемого в системе при постоянном давлении. Энтальпию обычно выражают как изменение энтальпии.

Энтальпия испарения — Chemwiki — UCD — Кинетическая энергия газа больше, чем кинетическая энергия жидкости. Тепло обеспечивает кинетическую энергию, тепло переходит в газ при его испарении и остается там, чтобы поддерживать вещество в газообразном состоянии.Это снижает температуру оставшейся жидкости.

Расширительный клапан — см. TXV ниже.

HVAC — система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

PSIA — абсолютные фунты на квадратный дюйм.

Хладагент — жидкость в змеевиках вашего кондиционера, которая заставляет его работать. Наиболее распространенным был R-22 (фреон). R-22 представляет собой соединение гидрохлорфторуглерода (ГХФУ), которое содержит хлор, разрушающий озоновый слой. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) санкционировало поэтапный отказ от R-22 в соответствии с Законом о чистом воздухе.С 2010 года будет запрещено производство систем, использующих хладагент R-22, а к 2020 году производство самого R-22 должно быть прекращено.
R-410A является наиболее распространенным новым хладагентом. См. Хладагенты ниже

SEER — Сезонный коэффициент энергоэффективности. Высокоэффективные системы имеют SEER до 24. Чтобы получить статус Energy Star, сплит-система A/C должна иметь SEER не менее 14,5.

Сплит-система — типичная домашняя система кондиционирования воздуха, в которой одна часть (испаритель) находится внутри, а другая часть (конденсатор) — снаружи.
Другой тип называется пакетной системой.
См. Идентификация моей системы переменного тока | Эйр Серв

TXV — Термостатический расширительный клапан. Также называется клапаном TX или TEV. — Измерительное устройство , которое регулирует скорость, с которой жидкий хладагент поступает в испаритель.

См. также Глоссарий терминов HVAC на сайте ac-heatingconnect.com.


Хладагенты :
Наиболее распространенным был R-22 (фреон). R-22 представляет собой соединение гидрохлорфторуглерода (ГХФУ), которое содержит хлор, разрушающий озоновый слой.Агентство по охране окружающей среды США (EPA) санкционировало поэтапный отказ от R-22 в соответствии с Законом о чистом воздухе. С 2010 года будет запрещено производство систем, использующих хладагент R-22, а к 2020 году производство самого R-22 должно быть прекращено.
В более новых системах используется хладагент R-410A.
R-410A нельзя использовать в системе, предназначенной для R-22, и их нельзя смешивать. оборудования до 2030 года.
Производители оборудования HVAC могут производить запасные части R-22 HVAC, если они продаются «сухими», без хладагента.

Преобразование системы R-22 в R-410A похоже на преобразование дизельного двигателя для работы на бензине; это невозможно сделать без серьезных изменений всей системы.
В случае систем ОВКВ для преобразования требуется замена компрессора R-22, испарителя и конденсатора агрегатами, предназначенными для работы на R-410A. Иногда медные линии, соединяющие компоненты, также должны быть заменены, но можно очистить, промыть и высушить линии, если они выдерживают более высокое давление R-410A.

Однако в будущем владельцы систем сочтут более рентабельной замену старой, подверженной поломкам системы R-22 новой системой HVAC R-410A.
Источник: Как переключить систему HVAC с R-22 на R-410A | Главная Путеводители | Ворота СФ

Сухая зарядка:
Хотя R-22 был запрещен в 2010 году для использования в новых агрегатах, некоторые компании пользуются законом, производя так называемые агрегаты с «сухим зарядом». Это новые агрегаты, в которых хладагент не установлен на заводе.Вместо этого требуется, чтобы техник приехал к вам домой и установил хладагент R-22. Хотя эта практика технически законна, это не лучший вариант по следующим причинам:

  • Запас R-22 ограничен, и его цена будет расти по мере сокращения запасов
  • R-410A обеспечивает большую эффективность, экономит затраты на электроэнергию и намного безопаснее для окружающей среды
  • Сухие зарядные устройства обычно имеют гораздо более короткие гарантийные сроки
См. раздел
«Разница между R-22 и R-410A для подключения к сети переменного тока».com
Охлаждающие хладагенты | Lennox.com
Ссылки:
Центральное кондиционирование: понять, как это работает
Как проверить систему ОВКВ | Главная Путеводители | SF Gate
Почему мой кондиционер замерзает? И как это исправить.
Диаграмма энтальпии давления для экзамена по физике механики
Руководство по ремонту кондиционера / теплового насоса — способы устранения неполадок в вашем кондиционере или тепловом насосе
Кондиционеры и тепловые насосы: руководство по диагностике и ремонту — как починить кондиционер или тепловой насос
Проверьте охлаждающую способность вашей системы кондиционирования воздуха | Лоус.com
Бойлер горячей воды Отопление

последнее обновление 3 августа 2015 г.

Основные электрические элементы управления кондиционерами

Большинство бытовых систем кондиционирования воздуха поставляются с минимумом электрических элементов управления, чтобы снизить стоимость на уровне OEM. Типичный конденсаторный блок «строительной модели» для системы с трубчатой ​​крышкой будет иметь однополюсный контактор и рабочий конденсатор, возможно, фиксированную настройку автоматического сброса контроля давления напора и то, что OEM называет «контроль потери заряда», фиксированную настройку автоматического сброса. контроль низкого давления.Многие агрегаты не имеют нагревателей картера, но используют тепло «вне цикла» за счет использования рабочего конденсатора для поддержания тока, протекающего в пусковой обмотке компрессора во время выключенного цикла. Это сохраняет пусковую обмотку теплой и, следовательно, сохраняет тепло масла. Размер конденсатора тщательно подобран, поэтому пропускаемый ток недостаточен для работы компрессора. В этих случаях вы увидите, что использовался однополюсный контактор или перегорел двухполюсный контактор. См. рис. 1.

 

 

При замене рабочих конденсаторов всегда используйте конденсатор с тем же номиналом MFD, что и заменяемый.Рейтинг MFD рабочего конденсатора имеет решающее значение. Более высокий рейтинг MFD заставит компрессор работать быстрее, а низкий рейтинг приведет либо к отсутствию запуска, либо к увеличению потребления тока, что приведет к перегоранию.

 

Типичный переключатель «потеря заряда» может нанести вред системе. Большинство систем не теряют заряд сразу. Небольшие утечки встречаются гораздо чаще, чем катастрофические отказы, приводящие к сбросу заряда хладагента. Поскольку заряд медленно теряется, компрессор в конечном итоге снизит давление всасывания ниже значения, установленного регулятором низкого давления.Когда компрессор выключается, давление всасывания немедленно возрастает. Если регулятор низкого давления относится к типу автоматического сброса, регулятор низкого давления закроется и перезапустит компрессор. Опять же, давление всасывания упадет, и цикл компрессора будет продолжаться и выключаться. Это будет продолжаться до тех пор, пока не исчезнет потребность в охлаждении (что маловероятно, так как охлаждение не происходит) или пока не будет потеряно достаточное количество заряда, чтобы поддерживать контроль низкого давления ниже уставки включения (в зависимости от размера утечка, давно).Компрессор перегреется из-за короткого цикла и сработает из-за внутренней перегрузки, что является наиболее вероятным сценарием. К тому времени, когда сработает внутренняя перегрузка, обмотки двигателя компрессора будут повреждены, что значительно сократит срок его службы. Если короткое циклирование не будет замечено и компрессор будет работать в коротком цикле из-за внутренней перегрузки, он сгорит.

 

Регуляторы низкого давления с автоматическим сбросом при потере заряда следует изменить на тип ручного сброса. Это также должно быть сделано для регуляторов высокого давления.Выключатель высокого давления должен быть сброшен вручную. Некоторые подрядчики меняют ручной сброс на автоматический, чтобы избежать «назойливого звонка просто для того, чтобы нажать кнопку». Помните, что эти элементы управления являются устройствами безопасности. Они работают только в случае возникновения ненормального состояния и предотвращают продолжение работы чего-либо еще, обычно компрессора, в ненормальном состоянии и, следовательно, его выход из строя. Управление ручным сбросом требует чьего-то внимания и является сигналом того, что что-то еще не так.Устраните причину чрезмерного давления напора.

 

Временные задержки должны быть установлены на всех кондиционерах для предотвращения коротких циклов. Они предотвратят короткие циклы и в сценарии «потеря контроля над зарядом» помогут предотвратить выгорание. Можно использовать две схемы задержки. Это «задержка при включении» или «задержка при перерыве». Любая схема может быть установлена ​​в течение как минимум пяти минут. Одним из преимуществ «задержки при перерыве» является то, что время задержки начинается после отключения компрессора. Многие люди прислушиваются к запуску агрегата, когда выключают термостат.Если на устройстве есть «задержка включения», они могут подумать, что что-то не так, когда устройство не запускается сразу. (Большинство колпачковых трубок выравниваются в течение пятиминутного периода задержки.

 

Многие подрядчики обнаружили, что установка полупроводникового устройства помощи при запуске на каждом установленном ими агрегате может предотвратить обратный вызов. В жаркую погоду, когда все работают со своими кондиционерами, напряжение может упасть, что приведет к проблемам с запуском. Твердотельные устройства помощи при запуске могут быть дополнительным усилителем, необходимым для запуска компрессора в условиях низкого напряжения.Эти пусковые устройства подключаются к клеммам рабочего конденсатора параллельно. См. рис. 2.

 

 

Устройство помощи при запуске представляет собой резистивное тепловое устройство (RTD) с положительным температурным коэффициентом (PTC). Когда контактор замыкается при запросе на охлаждение, PTC находится ниже температуры переключения. Он имеет низкий уровень сопротивления и позволяет большому току протекать через пусковые обмотки. Поток тока создает тепло в PTC. Вскоре достигается температура (обычно примерно за секунду), так что сопротивление становится в тысячу раз больше, чем сопротивление холодного пуска.Поток тока падает до нескольких миллиампер, поэтому PTC саморегулируется, пропуская ток, достаточный только для поддержания его температуры на высоком уровне, а значит, и высокого сопротивления. Он будет оставаться в этом состоянии до тех пор, пока напряжение не будет прервано. Затем он остывает, и его сопротивление падает. PTC чувствителен к температуре окружающей среды. Время его охлаждения может составлять пять минут и более. Если его не охладить примерно до 150°F или ниже перед следующим запуском, он может быть не полностью эффективным. Вот почему они не используются в коммерческих холодильных системах, которые могут преднамеренно укорачивать циклы.Один дополнительный PTC может быть размещен параллельно первому для повышения производительности.

 

Если требуется более двух PTC, лучше всего установить систему «жесткого запуска». Хотя PTC часто называют «жесткими пусками», они не являются настоящими жесткими пусками. Это стартовые ассисты. Настоящая система жесткого пуска состоит из дополнительного пускового конденсатора и реле. См. рис. 3.

 

 

            Компоненты жесткого пуска для конкретного компрессора необходимо выбирать из информации производителя.Каждый производитель двигателя компрессора указывает правильный пусковой конденсатор и потенциальное реле. Только он знает электрические характеристики своего двигателя, а любой другой конденсатор или реле может привести к серьезному повреждению двигателя. В аварийной ситуации можно заменить пусковой конденсатор с номиналом на 10 % больше или на 10 % меньше рекомендуемого номинала MFD, но никогда не заменять реле напряжения с другими номиналами. Реле напряжения предназначены для удаления из цепи пускового конденсатора примерно при 85% номинальной скорости.Это делает переменное напряжение через катушку потенциального реле; затем магнитное поле катушки раздвигает набор контактов. Калибровка реле напряжения касается номинальных значений напряжения срабатывания, отпускания и постоянного напряжения катушки. Любые отклонения от рекомендуемых характеристик реле приведут в лучшем случае к вздутию конденсатора и сварке реле, а в худшем — к сгоревшему компрессору.

 

Несколько слов о конденсаторах. . . Конденсаторы имеют два интересующих номинала: номинал в микрофарадах (MFD или UF) и номинал по напряжению (VAC).Номинальное напряжение конденсатора — это максимальное напряжение, которое конденсатор может выдержать без пробоя и короткого замыкания. Поэтому при выборе конденсатора, запуска или запуска всегда можно использовать номинальное напряжение выше указанного. Номинал MFD рабочего конденсатора не должен отличаться от указанного. Допустимое отклонение пускового конденсатора может варьироваться в пределах плюс-минус 10 % от указанного номинала MFD без неблагоприятных результатов. Никогда не превышайте 10%. Допуск 20 % приемлем для номиналов пускового конденсатора менее 200 MFD.Обратите внимание, что на большинстве пусковых конденсаторов указан диапазон значений микрофарад, например, от 108 до 130 MFD.

 

Вполне допустимо добиться правильного номинала MFD путем параллельного соединения конденсаторов. Конденсаторы с параллельным подключением суммируют номинальное значение MFD каждого конденсатора, а номинальное напряжение будет номинальным значением конденсатора с самым низким номинальным напряжением. Последовательное соединение конденсаторов практически не используется. См. рис. 4.

 

 

Некоторые производители пришли к выводу, что использование элементов управления с автоматическим сбросом и последующей установкой схемы блокировки было менее затратным, столь же эффективным и более удобным, чем использование элементов управления с ручным сбросом.См. рис. 5.

 

Катушка реле блокировки или сброса (R1) подключена параллельно цепи через закрытый контакт реле сброса (1R1) и любые другие перегрузки, такие как отключение по высокому давлению, отключение по низкому давлению и т. д. замыкается, ток протекает через катушку контактора и свободно через другие перегрузки. Катушка (R1) реле блокировки имеет высокий импеданс, и в этой цепи протекает недостаточный ток для срабатывания реле. В случае срабатывания защиты от перегрузки единственный путь прохождения тока теперь проходит через катушку реле блокировки, активируя ее и вызывая размыкание ее контактов (1R1).Даже если перегрузка снова замыкается, ток продолжает течь через R1, оставляя 1R1 открытым. Единственный способ сбросить реле — отключить питание в цепи. Для этого поверните термостат вверх, пока он не разомкнет свой контакт. Это обесточит R1, а 1R1 замкнет цепь. (Эта схема известна как «схема Скотта-Уиллетта»). Перегрузки должны быть автоматически сброшены, так как цепь не может быть восстановлена, пока их контакты не замкнуты. Поскольку реле сброса или блокировки имеет специальную катушку, не заменяйте какое-либо старое реле с таким же напряжением катушки для реле блокировки.

 

Поскольку его можно сбросить дистанционно, это популярная схема в крышных блоках, но проблема с этой схемой заключается в том, что ее слишком легко сбросить. Повторная необходимость сброса должна подсказать владельцу, что что-то не так и требует исправления. Кроме того, он не определяет открывающуюся перегрузку.

 

Некоторые новые и более дорогие жилые блоки будут иметь регулятор скорости вращения вентилятора конденсатора. Обычно это контроль температуры окружающего воздуха, который переключает скорость вращения вентилятора конденсатора с низкой на высокую по мере повышения температуры окружающей среды, обычно от 85° до 90°F, когда требуется большая мощность.

 

В жилых блоках нет блокировки при низкой температуре окружающей среды, хотя было бы неплохо добавить ее, чтобы предотвратить случайное включение блока зимой.

 

Коммерческие кондиционеры обычно имеют больше электрических элементов управления, чем бытовые. Количество и сложность этих устройств будут варьироваться в зависимости от тоннажа и использования устройства. Включение вентиляторов, электромагнитные клапаны, управление разгрузочным устройством, блокировка при низкой температуре окружающей среды, управление при низкой температуре окружающей среды и т. д., могут быть включены или могут быть добавлены к блокам для удовлетворения потребностей каждой конкретной установки.

 

Конденсаторно-конденсаторные агрегаты с воздушным охлаждением для кондиционеров не должны работать при температуре окружающего воздуха ниже 60oF, если только они не оборудованы какой-либо системой контроля низкой температуры окружающей среды. Как упоминалось ранее, блокировка при низкой температуре окружающей среды может предотвратить случайное включение устройства при низкой температуре окружающей среды. A19ABC-74 — это эффективная и недорогая блокировка при низких температурах окружающей среды.

 

Коммерческие кондиционеры с более чем одним вентилятором конденсатора обычно оснащены регуляторами цикличности вентиляторов.Это могут быть регуляторы температуры или давления. Преобладают регуляторы давления, такие как P70AA-118. Агрегаты, оснащенные циклическим режимом работы вентилятора, могут работать при температуре окружающей среды от +20° до +30°F при соблюдении определенных мер предосторожности.

 

Выключение вентилятора конденсатора останавливает поток воздуха через конденсатор, но конденсатор по-прежнему остается полностью эффективным теплообменником. Если через конденсатор дует ветер, он может работать так же эффективно, как если бы работал вентилятор. Циклическая работа вентилятора также вызывает внезапные большие изменения давления напора, что оказывает неблагоприятное воздействие на ТРВ.Цикличность работы вентилятора является наиболее распространенным методом регулирования напора, поскольку он является самым дешевым. Наилучший метод контроля низкого напора окружающего воздуха — заполнение конденсатора жидким хладагентом. Это единственный метод, который эффективно отключает конденсатор.

 

(Затопленные системы будут обсуждаться позже в Info-Tec, поскольку они представляют собой системы с регулируемым давлением, а не с электрическим управлением.)

 

Контакторы и пускатели имеются на всех конденсаторных агрегатах.Пускатели представляют собой контакторы с добавленными перегрузками. Контакторы обычно используются на агрегатах мощностью до 7 1/2 л.с. Блоки 10 л.с. и выше должны иметь пускатели, хотя многие OEM-производители будут предоставлять только контакторы независимо от размера. Дополнительная защита стартера от перегрузок оправдывает затраты на защиту дорогого компрессора, даже если есть другие устройства защиты от перегрузок. Перегорание компрессора – это катастрофический отказ любой холодильной системы, и для его предотвращения необходимо принять все меры предосторожности!

 

Силовые полюса контактора должны быть рассчитаны как минимум на 50 % больше, чем номинал FLA (полная нагрузка) компрессора, предпочтительно на 100 %.

 

Опять же, из-за стоимости OEM будет стремиться подобрать контактор почти к нагрузке. Например, компрессор с номиналом 18 FLA может иметь контактор с индуктивной нагрузкой 20 AMP в качестве оригинального оборудования. Когда контактор нуждается в замене (вероятно, очень скоро после ввода агрегата в эксплуатацию), его следует заменить на контактор с номиналом не менее 30 А; 40 ампер еще лучше. На уровне оптовых цен существует минимальная разница в цене между контакторами на 20 и 30 AMP.Иногда физический размер будет учитываться и не позволит установить контактор с более высокими характеристиками, но следует приложить усилия, чтобы установить контактор с разумными характеристиками.

 

Еще один электрический контроллер, используемый в коммерческих конденсаторах, обычно на 7 1/2 л.с. и вверху — датчик отказа масла. Этот элемент управления определяет чистое давление масла в компрессоре и останавливает его, если давление масла остается ниже минимальной уставки в течение заданного периода времени. Они представляют собой комбинацию временной задержки и контроля перепада давления.Функция временной задержки дает компрессору некоторое время для создания рабочего давления масла после запуска. Если по какой-либо причине давление масла не достигнет давления масла, указанного производителем компрессора, за указанное время, переключатель выключит компрессор. Если во время работы давление масла падает, начинается период задержки, и если давление масла вовремя не восстанавливается, компрессор выключается. Контроль отказа масла сбрасывается вручную.

 

Хотя нагреватели картера не являются электрическими элементами управления, они являются электрическими компонентами большинства коммерческих и некоторых жилых помещений.Существует широко распространенное мнение, что нагреватели картера необходимы только для компрессоров наружной установки при низких температурах окружающей среды. Это не верно! На самом деле, чем жарче, тем больше нужен подогреватель картера! Нагреватели картера должны быть на всех компрессорах, чтобы предотвратить избыток хладагента в масле. В масле всегда есть хладагент. Это желательно до тех пор, пока весовой процент остается ниже 10%. Выше этого уровня масло теряет свои смазывающие свойства, и при запуске происходит чрезмерный износ.

 

Прохладным весенним утром при температуре около 50°F в компрессоре без нагревателя картера, в уравнительной системе с использованием R-22 в масле будет около 29-30% хладагента по весу. В день с температурой 75°F эта цифра составит около 35%, а в день с температурой 90°F у нас будет более 60% хладагента в масле! Повышая температуру масла на 25–45 °F, мы снижаем количество хладагента в масле до приемлемого уровня. Хорошей практикой является использование нагревателей картера на всех компрессорах, как в помещении, так и на открытом воздухе, в холодных или жарких условиях.

 

Разгрузочные устройства и органы управления разгрузочными устройствами имеются только в крупных коммерческих компрессорно-конденсаторных агрегатах, оснащенных компрессорами с возможностью разгрузки.

 

Все системы рассчитаны на максимальную ожидаемую нагрузку. Исследования показывают, что большинство систем работают при максимальной нагрузке только около 15% времени работы. Слишком долгая работа в условиях низкой нагрузки может привести к повреждению компрессора и, в конечном итоге, к отказу. Электрическая система, используемая в больших системах для облегчения этих проблем, связанных с низкой нагрузкой, представляет собой разгрузку цилиндра с помощью регуляторов давления и электромагнитных клапанов.(Есть системы с регулированием по давлению, но в этом выпуске Info-Tec мы обсуждаем электрические элементы управления.)

 

Когда соленоиды разгрузчика обесточены, компрессор нагружен. Чтобы разгрузить компрессор, соленоиды должны быть запитаны. Регуляторы давления всасывания, которые «срабатывают при падении давления», управляют соленоидами разгрузчика. Когда давление всасывания падает из-за низкой нагрузки, система управления включает соленоид разгрузчика, который разгружает компрессор. (P70CA-1 закрывается низко, открывается высоко.) В зависимости от размера компрессор может быть оснащен более чем одним разгрузочным устройством. Для каждого разгрузочного устройства требуется собственное управление разгрузочным устройством, поэтому разгрузку можно выполнять по мере необходимости, устанавливая органы управления на различные настройки давления.

 

Следуйте спецификациям производителя, чтобы настроить реле давления, если таковые имеются. Если нет, на рис. 6 на следующей странице показан типичный пример системы кондиционирования воздуха на R-22 при стандартных условиях: температура испарителя 45°F и температура конденсации 105°F.

 

 

Существует два типа R4795. R4795A подлежит переработке, а R4795D не подлежит переработке. (Honeywell сообщила нам, что R4795D больше не будет доступен примерно к концу 1995 г. (Примечание: R4795A по-прежнему доступны с 05:05:00). серия RM7895 является последним обновлением. 

Вас могут спросить, сколько времени должно быть время очистки для съемной карты очистки.Продувки должны быть достаточно продолжительными, чтобы сделать четыре смены воздуха перед тем, как зажечь горелку. Если бы вы знали показатель CFM воздуходувки и объем воздуха в котле и дымоходе, вы могли бы рассчитать время продувки, необходимое для четырехкратной загрузки воздуха. Поскольку большинство карт R4795 будут заменены, используйте то же время, что и для существующей карты.

Низковольтные контроллеры нельзя использовать с R4795. Клеммы T и T на RA890 теперь 6 и 7, куда подключен переключатель воздушного потока.

Отсчет времени продувки не начинается, пока переключатель воздушного потока не замкнет эти контакты. По истечении времени продувки последовательность световых сигналов такая же, как у RA890. Цепь усилителя находится под напряжением во время продувки, поэтому у нас есть проверка безопасного запуска. Если во время продувки происходит имитация пламени, на катушку реле пламени 2K подается питание, предотвращая воспламенение, но двигатель горелки продолжает работать. Это обеспечит непрерывную очистку, «безопасное» состояние отказа. Реле не будет «запираться».Если состояние имитации пламени или реальное пламя погаснет, запуск продолжится. Если карта продувки выходит из строя или установлена ​​неправильно, двигатель горелки при запросе на нагрев будет работать, но предварительная продувка не может быть завершена, поэтому воспламенение не может произойти, что приводит к непрерывной продувке.

Если переключатель воздушного потока не замыкается или размыкается во время предварительной продувки, продувка не может быть завершена, и снова двигатель горелки будет работать, но розжиг невозможен.

Если переключатель расхода воздуха размыкается во время работы, клеммы 3, 4 и 5 обесточиваются, отключая главный клапан, пилотный клапан и зажигание.Клемма 8 останется под напряжением, поэтому двигатель горелки продолжит работать. Если переключатель воздушного потока замкнется, начнется отсчет времени продувки, и последовательность запуска начнется снова. Обратите внимание, что блокировок, которые нужно было бы сбрасывать вручную, не произошло. Блокировка, требующая ручного сброса, происходит, когда после продувки не обнаруживается пламя. Реле пламени, 2K, не сработает, а предохранительный выключатель нагреется и заблокирует управление примерно через 15 секунд. В случае пропадания пламени во время работы клеммы 3, 4 и 5 обесточиваются; пилот, зажигание и главный клапан.Если поток воздуха все еще сохраняется, R4795A начнет отсчет времени продувки и попытается повторно зажечь. Это сделает только одну попытку. R4795D не подлежит переработке. R4795D блокируется при исчезновении пламени во время работы.

R4795D отличается от серии A проверкой безопасного запуска. Если во время предварительной продувки обнаруживается пламя (реле 2K срабатывает), продувка прекращается и происходит защитная блокировка примерно через 15 секунд — время, необходимое для нагрева защитного выключателя. Эти две вещи являются единственными различиями между R4795A и D.

Следующим обновлением R4795 стала серия R7795. В серии R7795 использовалась более твердотельная технология. В R7795 по-прежнему используются сменные таймеры продувки ST795A, но усилитель не является сменным или взаимозаменяемым. Поэтому необходимо выбрать R7795 с правильным усилителем, соответствующим сканеру. R7795A используются с УФ-детекторами, а B — с пламенным ректификатором. A и B — это прерывистые пилотные модели. R7795C и D представляют собой пилотные модели с прерыванием, C для УФ-детекторов, D с детекторами выпрямления пламени.Для R7795 требуется подбаза Q795. Их работа такая же, как у R4795.

В связи с выпуском серии RM7800 не следует обновлять клиента с R4795 до R7795. Всегда обновляйтесь до серии 7800. Honeywell держит в наличии только R7795 из-за OEM. спрос. Для производителя оригинального оборудования R7795 дешевле, чем серия 7800, а OEM-производители очень и очень внимательно относятся к цене. С исчезновением серии R4795, серия 7800 станет предпочтительным средством управления в сфере услуг.

Чтобы выбрать систему RM7895 для замены системы R4795, необходимо принять некоторые решения.Все R4795 были прерывистыми пилотными. Теперь мы можем выбрать прерывистый пилотный сигнал, RM7895A или B, или прерывистый пилотный сигнал, RM7895C или D. Прерывистый пилотный сигнал означает, что пилотный сигнал включен в течение периода работы. Прерванный пилот означает, что пилот отключен в течение периода работы. Все RM7895 имеют последовательность запуска, которая длится не менее 10 секунд при первоначальном включении реле. В течение этих десяти секунд реле проверяет, находится ли линейное напряжение в пределах 132 В переменного тока и 102 В переменного тока, а частота сети находится в пределах плюс-минус 10%, или 66 Гц и 54 Гц.Если какой-либо из этих допусков не соблюдается, 10-секундная последовательность запуска переходит в состояние удержания до тех пор, пока допуски не будут выполнены, а если они не выполняются, RM7895 блокируется через четыре минуты. Если в любой момент в течение этого периода удержания допуски соблюдены, 10-секундная последовательность запуска снова запустит проверку напряжения и частоты.

После прохождения последовательности запуска реле переходит в режим ожидания. Время ожидания может быть любым. Режим ожидания просто означает, что система управления ожидает запроса на нагрев.При запросе на тепло подается питание на клемму 4; двигатель вентилятора и начинается предварительная продувка. Время предварительной очистки зависит от выбранной съемной платы ST7800A, от 2 секунд до 30 минут. Реле расхода воздуха (AFS), установленное между клеммами 6 и 7, должно замыкаться в течение времени для карт продувки с коротким временем, 2, 7 или 10 секунд, или в течение 10 секунд для карт продувки с более длинным временем. Отсчет времени продувки не начинается, пока не закроется AFS. Если AFS не закроется в течение указанного времени или 10 секунд, в зависимости от того, что короче, управление перезапустится или заблокируется, в зависимости от того, не повреждена ли перемычка 3; перерабатывать или резать; блокировка.

Все RM7895 имеют три конфигурационных перемычки. Перемычка номер 3 — это перемычка, которая определяет, что произойдет в случае сбоя AFS. Если AFS открывается в любое время после того, как это было сделано, то есть во время предварительной продувки, испытаний зажигания или во время работы, RM7895 перезапустится, если перемычка № 3 останется нетронутой или если перемычка срезана, управление блокируется. .

Все модели RM7895 имеют три перемычки, которые можно отрезать или оставить. Они обозначены JR1, JR2 и JR3. Разрезание перемычки повышает уровень безопасности.Срезание перемычки никогда не делает блок управления неработоспособным! Перемычка номер 1 настраивает PFEP (период установления пилотного пламени). Оставленная нетронутой, клемма 10 будет получать питание в течение 10 секунд, клемма, к которой подключен запальный трансформатор. Если эта перемычка снята, на клемму 10 подается питание только на 4 секунды. Перемычка номер 2 настраивает управление на повторное использование или блокировку. Если оставить его нетронутым, то при исчезновении пламени произойдет повторное срабатывание блока управления. В случае обрезания управление блокируется при исчезновении пламени. Так же, как и в RM7890, эту перемычку необходимо разрезать, если используется усилитель с 3-секундным временем отклика на пламя.Перемычка номер 3 обсуждалась.

RM7895B и D имеют функцию, которой нет в сериях A и C; проверка переключателя потока воздуха. Это означает, что при запросе на нагрев или в режиме ожидания система управления проверяет наличие замкнутой цепи между клеммами 6 и 7. Если эта цепь замкнута, RM7895B или D отключится через 2 минуты. Помните это: в «старые времена», чтобы проверить ложные отключения R4795, мы часто отключали AFS на некоторое время, чтобы посмотреть, не вызывают ли проблему дребезг контактов в AFS.Очевидно, что при работе с RM7895B или D.

этого делать нельзя.

Блок-схема, рис. 6 на стр. 11 формы Honeywell 65-0086 для RM7895, имеет ошибку. «Блокировка воздушного потока» показана как замкнутая цепь. Это должно быть показано как разомкнутая цепь. Еще одна ошибка находится вверху страницы 4.  Для RM7895B в разделе «Период установления пламени» «основной» указано «да».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*