Кондиционер с водяным охлаждением конденсатора

Кондиционеры с водяным и гликолевым охлаждением

Системы кондиционирования с водяным или гликолевым охлаждением конденсатора – вовсе не экзотика, хотя встречаются не слишком часто.

В последнее время их популярность выросла, поскольку в моделях с косвенным свободным охлаждением используется тот же принцип работы.

Мы, как обычно, рассмотрим некоторые тонкие моменты, связанные с проектированием и применением таких машин.

Конструкция

В первую очередь следует упомянуть путаницу в терминологии. Кондиционеры на чиллерной воде (CW) – это простые теплообменники в корпусе с вентиляторами. В свою очередь, гликолевые (G) и водяные (W) системы устроены как полный фреоновый кондиционер, но внешний блок в них не выведен на улицу, а представляет собой пластинчатый теплообменник фреон/жидкость. Кстати, кондиционеры с воздушным охлаждением можно самостоятельно переделать в аналогичную водяную модель, добавив подходящий теплообменник к выходу фреоновых магистралей. Некоторые производители относят к отдельной группе гликолевые модели и к отдельной – водяные. В этом случае различие между ними не в принципе (и те и другие работают на горячей жидкости), а в конструкции теплообменников. На водяных моделях теплообменник допускает более грязный теплоноситель – значит, требуется большее расстояние между пластинами или возможность разборки для очистки.

Принципиальная схема такого кондиционера показана на рис. 1: теплообменник конденсатора 2 находится внутри кондиционера. Для отвода тепла используется вторичный контур, образуемый прокачиваемой через теплообменник жидкостью. Тепло в гликолевой схеме сбрасывается в раствор гликоля, циркулирующий по замкнутому контуру благодаря работе насоса 9 и охлаждаемый на улице в теплообменнике 8 (так называемая сухая градирня). Вентилятор 7 регулирует уровень охлаждения, управляя потоком воздуха. Трехходовой автоматический клапан 10 поддерживает достаточно высокую температуру конденсации фреона, расширительный бак 11 компенсирует рост давления в системе при нагреве жидкости.

Остальная часть кондиционера эквивалентна обычной фреоновой системе с воздушным охлаждением: компрессор 1 сжимает и нагревает газ, в теплообменнике конденсатора 2 газ охлаждается и превращается в жидкость. Через расширительный клапан 3 , управляемый по давлению и температуре теплообменника испарителя 4 , жидкость впрыскивается в испаритель. Именно для обеспечения этого процесса давление конденсации не должно быть слишком низким. Отнимая тепло у воздуха, прогоняемого вентиляторами 6 внутреннего блока, жидкость испаряется в испарителе 4 , превращаясь в газ, и засасывается компрессором 1. Фильтр со смотровым стеклом и индикатором 5 защищает ТРВ и выступает как средство экспресс-диагностики.

Плюсы и минусы

К числу преимуществ гликолевой и водяной схем относится, во-первых, гибкость при выборе расположения и количества внешних блоков. Отсутствуют ограничения по длине трасс и перепадам высот: на практике даже расстояния в 1000 м находятся вполне в пределах разумного. Во-вторых, простота монтажа не требует высокой квалификации работников, особенно если сам кондиционер поставляется с заводской заправкой фреоном.

Чем измеряется эффективность

SEER (Seasonable Energy Efficient Ratio) – среднегодовое потребление электроэнергии (в кВт) относительно количества производимого холода в кВт. Зависит от климата в месте инсталляции системы. Для величин в статье приняты условия средней полосы РФ.

PUEмеханич = 1 + 1/SEER

В случае водяной схемы возможна утилизация тепла, хотя следует понимать, что это тепло низкопотенциальное. Оно неплохо послужит для подготовки горячей воды или работы теплых полов, а вот стандартные калориферы работать не будут, поскольку рассчитаны на гораздо более горячий теплоноситель.

К числу преимуществ относится и меньшее количество фреона в помещении, чем при воздушной схеме охлаждения. Соответственно меньше вероятность утечек фреона из-за некачественного монтажа.

Такая характеристика, как возможность работы при низких температурах наружного воздуха, определяется ограничениями внешней градирни, а не кондиционера.

Из недостатков гликолевой и водяной схем в первую очередь отметим заметное усложнение и удорожание системы по сравнению с воздушной – примерно на 30–40%. Далее, за счет дополнительного контура снижаются КПД и максимальная допустимая рабочая температура внешнего воздуха. Практически SEER уменьшается до 2,5 для гликолевой схемы с сухой градирней.

Как вариант повышения энергоэффективности можно рассмотреть комбинированные модели со свободным охлаждением (схема такой машины приведена на рис. 2). Пока воздух на улице теплый, работает водяная схема. Как только температура наружного воздуха снижается в достаточной степени, компрессор останавливается и для охлаждения внутреннего воздуха используется второй теплообменник 12 , устроенный так же, как в моделях на чиллерной воде. Клапан 13 (в этой схеме двухходовой) служит для регулировки подачи теплоносителя. Градирня в данном случае используется для производства жидкости с низкой температурой.

SEER для таких машин выше, чем для моделей с воздушным охлаждением (у которых его значение около 3), но не намного. Можно ожидать его значений около 3,5, поскольку все равно нужно учитывать расходы на круглогодичную работу насоса и неэффективность работы компрессоров в теплом сезоне.

Еще один недостаток рассматриваемых схем состоит в том, что для обеспечения бесперебойной работы в компрессорном режиме требуются мощные ИБП.

Энергоэффективность

Вернемся к вопросу об энергоэффективности. Адиабатические системы, полузамкнутые с мокрой градирней и форсуночные с сухой, могут работать практически при любой температуре, лишь бы воздух был достаточно сухим для испарения воды. SEER в таких условиях, разумеется, заметно выше. Проблема в том, что стоимость системы при этом растет еще больше и появляется зависимость от внешнего водоснабжения.

По мнению автора, для проектов с фреоновыми кондиционерами период окупаемости любых вариантов косвенного жидкостного свободного охлаждения слишком долог, чтобы иметь практический смысл. Косвенное свободное охлаждение можно и нужно использовать только с чиллерными системами.

Схема подключения

Производители в руководстве пользователя обычно приводят достаточно простую типовую схему подключения (рис. 3). Тепло от кондиционера нагревает раствор гликоля до 40–50°С, после чего насос перекачивает его на уличный теплообменник (сухую градирню), где температура теплоносителя снижается на 5–10°С, и после этого он возвращается в кондиционер. Вентиляторы градирни управляются по поддержанию температуры жидкости на выходе. Если у кондиционеров присутствует режим свободного охлаждения, то у конт-роллера вентиляторов градирни должна быть вторая уставка, активируемая кондиционером при достаточно низкой температуре воздуха. При этом градирня переходит в режим подачи теплоносителя относительно низкой температуры – от +5 до +10°С.

Расширительный бак служит для того, чтобы поддерживать постоянное давление в системе, независимо от теплового расширения раствора, которое у гликолей весьма велико. Фильтр защищает теплообменник кондиционера, краны обеспечивают обслуживание, заправку и слив раствора.

Все основные элементы отсекаются кранами для удобства замены и ремонта. Присутствуют клапаны для выпуска воздуха, слива и заправки системы.

Схема проста и работоспособна, но. Для наших применений часть кондиционеров, как правило, являются резервными и не работают. Раствор теплоносителя при этом начинает остывать, что и вызывает проблемы. Во первых, в системах всех производителей жестко ограничивается температура жидкости на входе, в лучшем случае не ниже +5°С. Во вторых, растворы гликолей при низких температурах невозможно перекачивать, поскольку их вязкость довольно велика. Причем чем выше концентрация (неопытные проектировщики пытаются подобрать концентрацию так, чтобы система не замерзала), тем при более высоких температурах начинает расти вязкость. Смысл применения гликоля не в том, чтобы система не замерзала, а в том, чтобы при аварийном замерзании не разорвало трубы. Для этого, кстати, дополнительно требуется, чтобы при замерзании в системе оставался открытый объем. Так что надолго отсекать расширительный бак нельзя ни при каких условиях.

На рис. 4 приведен пример правильной реализации системы из двух резервируемых кондиционеров для резко континентального климата. Краны и прочая вспомогательная арматура на схеме не показаны, чтобы не загромождать картину.

Избыток градирен обеспечивает резервирование и работу во всем диапазоне температур. При летнем максимуме они нагружены как 3+1. При зимнем минимуме – как 1+1, при этом с определенного граничного значения лишние градирни просто отсекаются клапанами и замораживаются на всю зиму. Еще одна функция клапанов – не допустить слишком низкой температуры при подаче на кондиционер. Желательно использовать насосы с переменным расходом, чтобы компенсировать изменения гидравлического сопротивления.

Через все работающие градирни идет постоянный проток теплоносителя, что гарантирует отсутствие в системе слишком холодного гликоля.

Читайте также:  Рабочая температура кондиционера: температурный режим и рабочий диапазон

Все клапаны и краны желательно располагать в помещении, поскольку низкие температуры никак не способствуют продлению их срока службы. Возможно, потребуется заменить штатные вентиляторы градирен на модели низкотемпературного исполнения. Кроме того, напомним, что современные EC-вентиляторы в принципе не гарантируют работоспособность при температуре ниже –20°С. Соответственно двигатели будут обычные асинхронные, а для регулирования оборотов потребуется тиристорный блок или инвертор. Его также следует размещать внутри помещения, как и температурные датчики.

Основное достоинство моделей кондиционеров, имеющих свободное охлаждение, в том, что их можно настроить на одновременную работу в условиях зимнего режима. Это позволит обойтись без сложных схем с общими градирнями. Тем не менее наличие в схеме дополнительного трехходового клапана поддержания минимума температуры и в этом случае крайне рекомендуется.

Что выбрать – кондиционеры с водяным охлаждением конденсатора или систему чиллер-фанкойл?

Рациональная организация инженерных систем и коммуникаций, в основе которой лежит детальный анализ архитектурных и функциональных особенностей здания, позволяет сократить капитальные затраты, повысить надежность и уменьшить энергопотребление климатического оборудования. В то же самое время, на выбор способа реализации инженерных систем здания оказывают влияние множество других факторов, например, время ввода здания в эксплуатацию, или формы организации бизнес-процессов, которые будут протекать в здании. Модельный ряд климатического оборудования Dantex позволяет создавать из различных компонентов профессиональные системы кондиционирования воздуха (далее СКВ), отвечающие требованиям современных бизнес проектов. В данной статье показаны преимущества Dantex в двух вариантах СКВ. В этих двух примерах оборудование выполняет функцию кондиционирования – охлаждения воздуха в помещениях офисов. В первом случае используются чиллеры и фанкойлы Dantex. Во втором случае система кондиционирования построена на базе кондиционеров с водяным охлаждением конденсатора и сухих градирен.

Централизованные и децентрализованные системы кондиционирования

Одной из тенденций в истории развития инженерных систем и коммуникаций является централизация или, другими словами, перераспределение функций между различными компонентами таким образом, чтобы отдельные процессы, например холодоснабжение нескольких помещений либо всего здания производились централизованно – общими для этих помещений ресурсами.

Как видно из рисунка, система кондиционирования в первом примере включает в себя один чиллер, размещенный снаружи здания. Он осуществляет охлаждение воды в гидравлическом контуре СКВ, которая затем используется в воздухообрабатывающих агрегатах – фанкойлах. Кассетные фанкойлы установлены внутри кондиционируемых помещений и осуществляют охлаждение и фильтрацию воздуха внутри рабочих зон. Гидравлический контур состоит из циркуляционных насосов, расширительного и аккумулирующего бака и выполняет распределение охлажденной чиллером воды по зданию между фанкойлами.

Модельный ряд оборудования для систем центрального кондиционирования Dantex включает в себя несколько типов водоохладителей:

– Моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора. Линейка охватывает диапазон производительности от 5 до 1500 кВт.

– Модульные чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора. Выпускаются модули производительностью 30, 65, 130, 185, 250, 260, 450, 600, 720, 810, 900 кВт.

– Чиллеры с водяным охлаждением конденсатора, а также чиллеры без конденсатора производительностью от 5 до 1300 кВт.

Воздухообрабатывающие агрегаты – фанкойлы.

Модельный ряд фанкойлов серий Standart и Profi включает в себя как фанкойлы европейского производства, так и оборудование кассетного, канального, настенного, напольного и потолочного исполнения производительностью от 1 до 30 кВт, выпускаемое в других странах.

Децентрализованные системы кондиционирования

Децентрализация процессов кондиционирования – это перераспределение общих для системы функций в пользу отдельных распределенных по зданию систем кондиционирования. Использование децентрализованных систем позволяет повысить надежность, снизить первоначальную стоимость СКВ и перераспределить ее в сторону владельцев помещений, повысить эксплуатационные характеристики.

Система кондиционирования в этом случае включает в себя кондиционеры с водяным охлаждением конденсатора канального и консольного исполнения. Они выполняют функцию охлаждения, нагрева и фильтрации воздуха. Гидравлический контур охлаждения конденсатора осуществляет отвод тепла, образуемого в результате работы кондиционеров, и состоит из трубопровода, запорно-регулирующей арматуры и циркуляционных насосов. Сухая градирня установлена снаружи здания и обеспечивает охлаждение воды в гидравлическом контуре охлаждения конденсатора.

Кондиционер с водяным охлаждением конденсатора – это моноблочный агрегат, который оборудован независимой холодильной установкой (холодильным контуром циркуляции хладагента), вентилятором, системой автоматизированного управления и другими элементами.

Модельный ряд кондиционеров с водяным охлаждением конденсатора Dantex охватывает диапазон производительности от 2 до 30 кВт и включает в себя две серии. Серия DZ-VUSTIL – агрегаты канального исполнения, которые предназначены для скрытой установки. Серия DZ-VUSTIК – агрегаты консольного исполнения, предназначенные для напольной установки.

Функциональные особенности и преимущества двух различных вариантов организации СКВ

Критерии

СКВ №1 на базе чиллеров и фанкойлов

СКВ №2 на базе кондиционеров с водяным охлаждением конденсатора.

Сравнение

Охладитель – холодильная установка

Чиллер осуществляет охлаждение воды в гидравлическом контуре СКВ, которая затем поступает в фанкойлы для охлаждения воздуха в помещениях.

Каждый кондиционер с водяным охлаждением конденсатора имеет независимый холодильный контур, который осуществляет охлаждение воздуха внутри кондиционируемых помещений.

Использование в СКВ №1 одного чиллера большой производительности снижает стоимость собственно системы кондиционирования, упрощает техническое обслуживание. Так как в СКВ №2 охладители – холодильные установки встроены в состав каждого кондиционера, все помещения независимы. Это повышает надежность, уменьшает уровень энергопотребления.

Распределение тепла в здании

Распределение тепла в здании производится с помощью гидравлического контура, в котором циркулирует холодная вода с температурой 7-12С

Распределение тепла в здании производится с помощью гидравлического контура охлаждения конденсаторов кондиционеров, в котором циркулирует теплая вода с температурой 42-47С

В СКВ №1 существуют повышенные требования к теплоизоляции. Кроме того гидравлический контур чиллера должен быть оборудован аккумулирующим баком, что увеличивает стоимость и потери энергии. Во втором случае нет необходимости в доп. теплоизоляции.

Охлаждение и нагрев

СКВ №1 может работать только в режиме охлаждения либо в режиме нагрева.

В каждом помещении можно установить свой собственный режим работы – охлаждение или нагрев

Установка в каждом помещении независимого кондиционера с водяным охлаждением конденсатора расширяет возможности СКВ по поддержанию индивидуальных комфортных условий.

Работа в зимний периоды времени

Существуют ограничения температурного диапазона эксплуатации оборудования в зимний период времени при работе в режиме охлаждения и теплового насоса.

Существуют ограничения температурного диапазона эксплуатации оборудования в зимний период времени при работе только в режиме теплового насоса.

Использование кондиционеров с водяным охлаждением конденсатора снижает чувствительность СКВ к воздействию отрицательных температур.

Постепенный ввод в эксплуатацию СКВ

Так как чиллер является наиболее дорогим элементом СКВ, основные затраты возникают на этапе, предшествующем вводу СКВ в эксплуатацию.

Основные затраты распределятся по времени поэтапного ввода системы в эксплуатацию.

СКВ №2 наиболее привлекательна на объектах с поэтапным вводом в эксплуатацию, например, в многофункциональных офисных комплексах, в которых отдельные помещения будут принадлежать отдельным арендаторам. При организации СКВ-2 первоначальные инвестиции связаны с приобретением недорогой градирни и элементов гидравлического контура конденсатора. В то время как будущие собственники на свое усмотрение смогут оборудовать помещения необходимым кондиционером в зависимости от функциональных и архитектурных особенностей.

Кондиционеры с водяным охлаждением

Автономные кондиционеры с водяным охлаждением конденсатора

Автономные кондиционеры с водяным охлаждением конденсатора в реверсивном исполнении предназначены для решения широкого спектра задач в области центрального кондиционирования воздуха.

По заказу, оснащение автономных кондиционеров с водяным охлаждением конденсатора может быть расширено функцией реверсирования холодильного цикла такие устройства определяют как тепловые насосы, которые могут дополнительно комплектоваться электрическим нагревателем.

Схема теплового насоса так же как и кондиционера с водяным охлаждением представляет собой моноблочный агрегат в состав, которого входит полнофункциональный холодильный контур, состоящий из компрессора, воздушного теплообменника испарителя, расширительное устройство и водяного пластинчатого или кожухотрубного теплообменника конденсатора, система автоматизированного управления, воздушный фильтр и центробежные вентиляторы, осуществляющие подачу обработанного воздуха в рабочие зоны кондиционируемых помещений.

К конкурентным преимуществам реализации проекта на базе системы тепловых насосов или автономных кондиционеров с водяным охлаждением конденсатора является возможность распределения капитальных затрат на систему кондиционирования воздуха между инвестором и потребителем.

Читайте также:  Кондиционеры и сплит-системы Subtropic: отзывы, инструкции к пульту управления

На этапе строительства здания инвестиционные расходы в систему кондиционирования воздуха быть минимальны и по предварительным оценкам не превышают 30% от общей стоимости системы кондиционирования воздуха.

Инвестор покупает и монтирует элементы гидравлического контура охлаждения конденсатора и градирни (водоохладители), а арендатор или владелец приобретает тепловые насосы или без дополнительного функционала, только кондиционеры с водяным охлаждением, сам, в зависимости от функциональных особенностей помещения выбирает модель кондиционера и монтирует систему распределения воздуха по помещению, исходя из его дизайна.

Если автономные кондиционеры работают только в режиме охлаждения, то в гидравлическом контуре охлаждения конденсатора циркулирует вода с повышенной температурой 40-45С, поэтому в некоторых случаях отсутствует необходимость в использовании теплоизоляционных материалов для элементов гидравлического контура системы. Соответственно используя тепловые насосы появляется необходимость в использовании теплоизоляционных материалов.

Высокая надежность является важным аспектом при реализации системы центрального кондиционирования на базе кондиционеров с водяным охлаждением конденсатора или же когда используется схема работы теплового насоса.

Базовым элементом традиционной системы кондиционирования является холодильная машина. при необходимости проведения технического обслуживания или ремонта холодильной машины, кондиционирование здания невозможно. При организации системы кондиционирования здания используя тепловые насосы или автономные кондиционеры, техническое обслуживание или выход из строя одного элемента системы не влияет на работу системы центрального кондиционирования здания в целом.

Используя принцип работы теплового насоса нужно учитывать что эта система с низким уровнем энергопотребления. Энергоэффективность системы обусловлена тем, что время работы каждого кондиционера соответствует потребностям помещений в охлаждении или нагреве воздуха.

Применяя кондиционер как тепловой насос Вы будете пользоваться одним из перспективных решений в области систем кондиционирования воздуха общественных и административных зданий и сооружений, а также зданий промышленного назначения в России. Это обусловлено экономией средств инвестора во время строительства и эксплуатационных затрат, так и высокой энергоэффективностью системы в целом.

Информационные статьи

[
» Статьи по системам кондиционирования » Кондиционеры с водяным охлаждением конденсатора

Кондиционеры с водяным охлаждением конденсатора

Использование кондиционеров с водяным охлаждением конденсатора является одним из перспективных решений для систем кондиционирования общественных и административных зданий, а также зданий промышленного назначения. Это обусловлено рядом преимуществ, связанных как с экономией эксплуатационных затрат с одной стороны, так и возможностью гибкого распределения ресурсов системы кондиционирования в зависимости от архитектурных особенностей здания, а также требований проектного решения. В данной статье приводится анализ, преимуществ систем на базе кондиционеров с водяным охлаждением конденсатора, а также оценка перспектив их использования в России.

Рисунок №1 Внешний вид кондиционера с водяным охлаждением конденсатора производства компании Wesper

Кондиционеры с водяным охлаждением конденсатора
Технические особенности кондиционеров с водяным охлаждением конденсатора

Конструктивно кондиционер с водяным охлаждением конденсатора представляет собой моноблочный агрегат, в состав которого входит полнофункциональный холодильный контур, система автоматизированного управления, воздушный фильтр, а также центробежные вентиляторы, осуществляющие подачу воздуха в рабочие зоны кондиционируемых помещений. На рисунке №1 показана упрощенная схема холодильного контура кондиционера с водяным охлаждением конденсатора. Основными элементами холодильного контура являются: ротационный или спиральный компрессор, воздушный теплообменник испарителя, расширительное устройство и водяной теплообменник конденсатора. Многие производители оснащают кондиционеры с водяным охлаждением конденсатора также функцией реверсирования холодильного цикла (Тепловым насосом) и дополнительными электрическими нагревателями.

Рисунок №2 Схема холодильного контура кондиционера с водяным охлаждением конденсатора

Система кондиционирования на базе кондиционера с водяным охлаждением конденсатора.

На рисунке №3 представлена упрощенная схема системы кондиционирования здания на базе кондиционеров с водяным охлаждения конденсатора. Система кондиционирования включает три основных элемента:
1) Непосредственно кондиционеры с водяным охлаждением конденсатора, установленные в рабочих зонах кондиционируемых помещений, или по близости от них. Кондиционеры выполняют функцию обработки воздуха – охлаждение или подогрев, фильтрацию, увлажнение, осушение, подмес необходимого количества свежего воздуха.
2) Сухие водоохладители (Градирни), установлены на крыше здания и предназначены для отвода тепла, выделяемого в процессе работы кондиционеров в окружающее пространство (На улицу)
3) Система подачи и распределения хладаносителя или теплоносителя по зданию, включает гидравлические коммуникации (Трубопровод), насосную группу (Циркуляционные насосы, расширительный бак, сетчатый фильтр), запорную и регулирующую арматуру (Шаровые и балансировочные клапаны и.т.д.) и другие элементы.
4) В качестве дополнительного элемента, в гидравлический контур системы кондиционирования может быть интегрирован бойлер, выполняющий функцию подогрева воды в переходный и зимний период времени.

Принцип работы системы на базе кондиционеров с водяным охлаждением конденсатора очень простой. Как было написано ранее, функцию кондиционирования воздуха выполняют кондиционеры с водяным охлаждением конденсатора. Главной их задачей является передача или удаление тепловой энергии из рабочих зон кондиционируемых помещений, а также фильтрация, увлажнение или осушка воздуха. Тепловая энергия, выводимая из рабочих зон, кондиционируемых помещения перемещается по зданию посредствам гидравлического контура охлаждения конденсатора к градирням. В качестве рабочего вещества для перемещения тепловой энергии может выступать вода или антифриз (Раствор этиленгликолевой смеси). Циркуляционные насосы, установленные в эксплуатационном помещении, выполняют функцию организации циркуляции воды в системе. Далее тепловая энергия выводится из здания в окружающее пространство посредствам градирен – сухих водоохладителей.

Преимущества системы на базе кондиционеров с водяным охлаждением конденсатора.

Возможность гибкого распределения капитальных затрат для системы кондиционирования между инвестором и потребителем.
На этапе предшествующем вводу здания в эксплуатацию инвестиционные расходы в систему кондиционирования могут быть связаны с покупкой и монтажом элементов гидравлического контура охлаждения конденсатора, а также градирен (Сухих водоохладителей). Стоимость этих элементов не велика и по предварительной оценке составляет до 30% общей стоимости системы кондиционирования здания. В этом случае инвестиционные расходы по приобретению и монтажу кондиционеров с водяным охлаждением конденсатора, устанавливаемых в помещениях можно передать арендаторам. Арендатор или владелец помещений в здании в зависимости от функциональных особенностей или дизайна помещений может выбрать наиболее подходящий для него кондиционер, а также систему распределения воздуха по помещению.
Малые потери тепловой энергии.
Так как в гидравлическом контуре охлаждения конденсатора циркулирует вода с повышенной температурой (Если кондиционеры работают в режиме охлаждения) 40-45С, то потери тепловой энергии в трубопроводе минимальны. Поэтому в некоторых случаях отсутствует необходимость в использовании традиционных для систем кондиционирования теплоизоляционных материалов для элементов гидравлического контура.
Высокая надежность.
Вследствие того, что система кондиционирования включает множество кондиционеров с водяным охлаждением конденсатора, установленных в непосредственной близости от рабочих зон кондиционируемых помещений, необходимость технического обслуживания или ремонта одного из кондиционеров, никак не повлияет на работоспособность системы кондиционирования в целом.
Высокий уровень комфорта.
Важной функциональной особенностью кондиционеров с водяным охлаждением конденсатора является их возможность точно регулировать параметры температуры и влажности в рабочих зонах кондиционируемых помещений. Это обусловлено тем, что температура воды в гидравлическом контуре охлаждения конденсатора стабильна и мало подвержена изменениям вследствие колебаний температуры наружного воздуха. Поэтому параметры микроклимата в кондиционируемых помещениях также не зависят от изменений температуры и влажности наружного воздуха.
Низкий уровень энергопотребления.
Низкий уровень энергопотребления системы кондиционирования обусловлен тем, что время работы каждого кондиционера с водяным охлаждением конденсатора не велико и четко соответствует функциональным потребностям помещений в охлаждении или нагреве воздуха.
Вследствие того, что в большинстве регионов России температура и влажность наружного воздуха достигает своих максимальных значений только в очень короткий промежуток времени, энергопотребление системы кондиционирования в течение годового цикла эксплуатации – не велика. Поэтому использование кондиционеров с водяным охлаждением конденсатора в системах кондиционирования зданий в России перспективно, как с точки зрения эффективности капитальных затрат, так и с точки зрения эффективности эксплуатации.

Новости про кондиционеры

Тренды

Новинки

Технологии

Как работают кондиционеры

Статьи про кондиционеры

Системы кондиционирования

Производители, брэнды

Поставщики, дистрибьюторы

Представительства компаний

Инжиниринговые компании

Продажи, монтаж, сервис

Стандарты, СНИПы, ГОСТы

Банк тех. документации

Схемы

Методики

Читайте также:  Кондиционеры и сплит-системы Leberg: отзывы, инструкции к пульту управления

МОНОБЛОЧНЫЕ КОНДИЦИОНЕРЫ

КОНДИЦИОНЕРЫ СПЛИТ-СИСТЕМЫ

Устройство и работа кондиционера с водяным охлаждением конденсатора

Кондиционер с водяным охлаждением конденсатора состоит из наружного блока, конденсатор которого охлаждается жидким теплоносителем (водой или антифризом) и внутреннего блока с воздушным способом распределения охлажденного или нагретого воздуха. Такая конструкция позволяет устанавливать блок внутри помещения, использовать циркулирующий теплоноситель в качестве дополнительного источника тепловой энергии, размещать в местах с повышенным содержанием мелкодисперсных частиц. Например, в загрязненной среде сплит системы воздух-воздух быстро загрязняются и ломаются (фото 1). Но для систем с водяным охлаждением конденсатора нужно обязательно подводить к месту установки трубную разводку с постоянно циркулирующей жидкостью.

Рисунок 1. Структурная схема кондиционера с водяным охлаждением.

Основные узлы кондиционера

Главной особенность кондиционера вода-воздух от сплит систем воздух-воздух является наличие сдвоенного теплообменника и отсутствие вентилятора в наружном блоке.

Условно холодильную машину можно разделить на гидравлический и электрический узел. Гидравлический узел состоит из:

  1. Компрессора – осуществляет перемещение фреона по замкнутому контуру с необходимым для протекания процесса теплообмена давлением.
  2. Аккумулятора с фильтром – накапливает хладагент и защищает внутренние детали компрессора от окисления и попадания твердых частиц.
  3. Сдвоенного теплообменника – способствует переходу хладагента в жидкое состояние.
  4. Дросселирующего устройства – снижает давление жидкого фреона для перехода его в газовое состояние.
  5. Испарителя – охлаждает воздух в помещении.
  6. Трехходового крана с клапаном – соединяет линию всаса одной части кондиционера с другой, и через него осуществляется заправка фреона.
  7. Двухходового крана – соединяет линию нагнетания.
  8. Трубной обвязки – соединяет перечисленные компоненты системы в замкнутый контур.

Электрический узел состоит из:

  1. Блока управления – организовывает работу компрессора и других электрических узлов системы.
  2. Мотора с турбиной – осуществляет принудительную циркуляцию охлажденного воздуха.
  3. Датчика температуры – контролирует температуру хладагента и воздуха в помещении.
  4. Шаговый двигатель – перемещает жалюзи для изменения направления потока воздуха в горизонтальном направлении.

Принцип работы

Принцип работы холодильной машины основан на свойстве жидкого вещества при испарении, интенсивно поглощать тепло, а при конденсации, отдавать тепловую энергию. В роли такого вещества применяется фреон, который производит перенос тепла или холода из одного места в другое. Рассмотрим, как осуществляется теплоперенос между блоками в режиме охлаждения, при работающем компрессоре на участках, указанных на рисунке 1.

«А-В». Газообразный фреон, под высоким давлением перемещаясь по конденсатору, конденсируется и через теплообменники отдает тепло воде.

«С-D». Вода под давлением не менее 2 бар подается на теплообменник, который плотно соприкасается с конденсатором, нагревается и сбрасывается в систему отопления или другие точки по утилизации тепла.

«В-Е». Жидкий хладагент, проходя через дросселирующее устройство, превращается в смесь, состоящую из газа (? 20 %) и жидкости (? 80 %) за счет резкого снижения давления. Газовая фаза способствует охлаждению фреона до 4 – 7 0С.

«E-F». Охлажденная смесь, двигаясь по испарителю, разогревается из-за поглощения тепловой энергии помещения и в точке «F» переходит в газообразное состояние.

«F-А». Нагретый газ засасывается компрессором, сжимается и под высоким давлением подается в конденсатор. Цикл замыкается и воспроизводится до обесточивания двигателя компрессора.

Для применения кондиционера в режиме обогрева нужно поменять направление движения хладагента таким образом, чтобы теплообменник внутреннего блока выполнял функцию конденсатора, а наружного – испарителя. Реверсивное движение фреона обеспечивается за счет встроенного в кондиционер с водяным охлаждением конденсатора специального переключателя – четырехходового клапана.

Устройство кондиционера с водяным охлаждением конденсатора.

Особенности монтажа запуска и технического обслуживания

В связи с наличием водяного контура, к наружному блоку необходимо подвести подводящий и отводящий трубопровод.

В качестве системы водоснабжения могут быть использованы:

  1. Две скважины. С одной вода подается в теплообменник, а в другую сбрасывается.
  2. Замкнутый цикл охлаждения промышленного оборудования.
  3. Замкнутый цикл отопления офисных помещений с мощными серверными отделениями. В процессе работы кондиционера, жидкость температурой от -5 до +40, должна постоянно циркулировать по водяному теплообменнику под давлением не ниже 2 бар.

После долгого простоя холодильной машины необходимо прочистить водяной фильтр, проверить циркуляцию воды или антифриза. После подачи теплоносителя в кондиционер для возобновления циркуляции нужно произвести сброс воздушной пробки через золотник.

Золотник для сброса воздушной пробки.

Последовательность удаления воздушной пробки:

  1. С клапана золотникового типа откручиваем колпачок.
  2. Надавливаем на золотник и выпускаем воздух.
  3. После появления воды из клапана отпускаем золотник.
  4. Проверяем герметичность сбросного устройства.
  5. Закручиваем колпачок.

При проведении технического обслуживания наружного блока выполняется:

  • чистка всех компонентов системы от пыли;
  • очистка сетчатого фильтра водяного контура от накопленной грязи;
  • проверка герметичности системы и количество хладагента;
  • восстановление теплоизоляции фреонопровода.

Некоторые параметры, на которые следует ориентироваться при проведении ТО, указаны на информационной табличке.

Все остальные работы, проводимые в процессе ТО внутреннего блока, остаются такими же, как и при ревизии кондиционера типа воздух-воздух.

Статьи по теме:

Инструкция по монтажу кондиционера своими руками, требования к выбору места установки, плюсы и минусы самостоятельной установки кондиционера.

Для чего нужна приточно-вытяжная вентиляция в частном доме, как ее рассчитать и какое оборудование лучше выбрать?

Нужна ли приточная вентиляция с подогревом воздуха для квартиры, или обойтись вытяжными каналами? У каждой системы свои особенности. Оборудование.

Кондиционер с водяным охлаждением конденсатора

КОРПУС
Для защиты изделия от коррозии корпус агрегата изготовлен из оцинкованной стали, панели покрыты порошковой эмалью. Панели облицованы звукоизолирующим материалом для снижения уровня шума.

КОНДЕНСАТОР ВОДЯНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
Кондиционер LTW снабжен встроенным конденсатором водяного охлаждения. Агрегат должен быть подключен к внешнему источнику охлаждающей воды или к внешней сухой градирне. Схемы подключения и описание особенностей работы при низкой температуре воды (антифриза) смотрите в инструкции на кондиционер.

ХОЛОДИЛЬНЫЙ КОНТУР
Холодильный контур в стандартном исполнении состоит из компрессора, испарителя, конденсатора водяного охлаждения, терморегулирующего вентиля с внешним выравниванием (в качестве дополнительной принадлежности поставляется электронный регулирующий вентиль), электромагнитного клапана жидкостной линии, реле высокого и низкого давлений, смотрового стекла и фильтра-осушителя. В качестве хладагента используется R410A.

ВЕНТИЛЯТОРЫ
Агрегаты в стандартной комплектации оснащены центробежными вентиляторами двустороннего всасывания с непосредственным приводом, установленными на виброизоляторах. В качестве дополнительной принадлежности агрегат может быть оснащен вентиляторами с загнутыми назад лопатками рабочего колеса и электронным регулятором скорости (EC), обеспечивающими максимальную экономию электроэнергии и низкий уровень шума.
Также агрегат может быть снабжен высоконапорными вентиляторами для работы с развитой сетью воздуховодов (модели 7–70).

ВОЗДУШНЫЙ ФИЛЬТР
Стандартный фильтр класса G2 или G4 (возможно исполнение с фильтрами F5-F8), фильтр изготовлен из самозатухающего материала. Кондиционер снабжен датчиком загрязнения фильтра.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИИ
Агрегаты могут устанавливаться внутри кондиционируемого помещения или в соседнем техническом помещении. Агрегаты могут эксплуатироваться как с подключением к воздуховодам, так и без.

УВЛАЖНИТЕЛЬ (ОПЦИЯ)
Для поддержания требуемого уровня относительной влажности в помещении агрегат может быть снабжен встроенным электродным пароувлажнителем. Управление увлажнителем осуществляет микропроцессорный контроллер кондиционера.

НАГРЕВАТЕЛЬ (ОПЦИЯ)
Для точного поддержания требуемой температуры в помещении агрегат может быть снабжен встроенным электрическим или водяным воздухонагревателем. Это позволяет кондиционеру работать в режиме нагрева воздуха. Управление нагревателем осуществляет микропроцессорный контроллер кондиционера.

ВОЗДУШНЫЙ КЛАПАН С ПРИВОДОМ (ОПЦИЯ)
При работе двух кондиционеров на один воздуходод или фальшпол (например, при работе по схеме «основной/резервный») необходимо использовать воздушные клапаны с приводом. При неработающем кондиционере клапан будет закрыт, что исключает нежелательную циркуляцию воздуха через выключенный агрегат.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
Управление работой кондиционера осуществляется микропроцессорным контроллером с ЖК-дисплеем. Он также контролирует аварийные ситуации и передает аварийные сообщения в систему диспетчеризации (требуется установка интерфейсной платы RS-232, RS-485, LON или Ethernet).

ОПЦИИ

  • ЕС-вентилятор;
  • Высоконапорный вентилятор;
  • Воздушный клапан с приводом;
  • Воздушные фильтры высокого класса очистки (до F8);
  • Электронный регулирующий вентиль;
  • Электрический воздухонагреватель;
  • Водяной воздухонагреватель;
  • Увлажнитель;
  • Дренажный насос;
  • Датчики дыма, огня, протечки воды;
  • Рама с регулируемыми опорами;
  • Воздухораспределительные адаптеры;
  • Адаптер подмеса свежего воздуха (

5%);

  • Дополнительная тепло- и шумоизоляция;
  • Интерфейсная плата для подключения к системе диспетчеризации;
  • Выносной пульт управления.
  • Ссылка на основную публикацию