Проектирование центрального кондиционера

Центральный кондиционер является неавтономным, то есть для работы ему необходим внешний источник холода или тепла — холодная вода от чиллера, фреон от внешнего компресорно-конденсаторного блока, горячая вода от системы центрального отопления или бойлера. Помимо охлаждения или нагрева, центральный кондиционер может вентилировать, очищать и увлажнять воздух. Обработанный воздух по системе воздуховодов распределяется по помещениям.

Благодаря модульной структуре, в зависимости от согласованного проекта, перед установкой поставляется разный комплект для сборки для достижения рабочих параметров. Глобально, размеры кондиционера зависят от их производительности, мощности, дополнительно установленных компонентов.

Наиболее часто используются такие секции:

• вентилятор;
• охлаждение;
• нагрев;
• фильтрация;
• увлажнение;
• тепло утилизация.

Режим эксплуатации дома, или определенных помещений, санитарно-гигиенические требования, экономическая целесообразность, составленная проектная документация – все это влияет на базовую комплектацию установленного центрального кондиционера.

Подбор оборудования

При проектировании системы, расчет испарительной секции центрального кондиционера выполняется в соответствие с требованиями СНиП 2.04-05-91. В частности, для Москвы температура наружного воздуха по параметрам Б Tн = 28,5°С, а удельная энтальпия 54 кДж/кг.

Допустим, что, согласно проекту, температура на выходе из испарительной секции кондиционера должна быть 14°С. Расход воздуха 10000 м3/час. Компоновочная схема центрального кондиционера, работающего на прямотоке, приведена на рис. ниже:

При этом, перепад температуры по воздуху (разность между температурой воздуха на входе и выходе) составит 14,5°С. В то время как оптимальное рекомендуемое значение составляет 6-10°C.

По этим данным с помощью программы подборы центральных кондиционеров рассчитывается теплообменник непосредственного охлаждения для испарительной секции. При выполнении расчета необходимо задать температуру кипения фреона в теплообменнике (температуру испарения). Стандартно для R22 эта величина равна 7,5°С. Однако, на практике, чтобы сделать стоимость кондиционера более низкой, выбор оборудования производят при температуре кипения +5°С. Таким образом, полный перепад температур на теплообменнике (разность между температурой воздуха на входе и температурой кипения фреона в теплообменнике) составит 23,5°С. Оптимальное рекомендуемое значение составляет 16-20°С.

В результате, с помощью программы подбора центральных кондиционеров CLIVET определяются конструктивные параметры теплообменника и расчетные параметры воздуха на выходе из секции.

В данном случае был выбран теплообменник со следующими конструктивными параметрами: P30 Cu-Al 1300x840 28NT 5R 2.5.p.a. NCx. При этом, расчетная температура воздуха на выходе составит 14,1°С, относительная влажность 85,1%.

Полное количество теплоты, ассимилируемой из воздуха, составляет 64,0 кВт.

Соответственно подбирается компрессорно-конденсаторный блок, который, при температуре кипения фреона +5°С и температуре наружного воздуха Tн = 28,5°С, обеспечивает холодильную мощность 64,0 кВт. Однако, на практике следует учитывать место размещения компрессорно-конденсаторного блока, и, если блок будет расположен на солнечной стороне или открытой кровле здания, к расчетной температуре наружного воздуха вводится дополнительная поправка 5-10°С, учитывающая дополнительный нагрев воздуха.

В данном случае можно выбрать компрессорно-конденсаторный блок MSAT-202 с номинальной холодильной мощностью 63,9 кВт.

Особое внимание следует обратить на то, что требуемую холодильную мощность способен обеспечить, как правило, только двухконтурный компрессорно-конденсаторный блок. То есть блок, в котором установлено два компрессора и имеется, соответственно, два отдельных холодильных контура. Для оптимальной работы такого блока необходимо, чтобы каждый контур имел свой отдельный испарительный теплообменник. Это следует учитывать при заказе испарительной секции центрального кондиционера, так как изготовитель должен будет установить на ней два узла распределения жидкого фреона и два коллектора для газообразного фреона.

Особенности проектирования

Для офисных и производственных зданий большой площади, а также зданий высокого класса применяются системы центрального кондиционирования. Системы центрального кондиционирования - это  комплекс оборудования предназначенного для поддержания климатических параметров в помещениях всего здания. Самая распространенная схема центрального кондиционирования - чиллер + фанкойлы + центральный кондиционер.

Подача свежего воздуха и его обработка (очистка, нагрев и увлажнение в зимний период, охлаждение в летний период) производится с помощью центрального кондиционера, состоящего из ряда секций. Расход воздуха, подаваемого кондиционером в помещения, рассчитывается в соответствии с требованиями соответствующих санитарных норм.

Для нормального функционирования системы центрального кондиционирования необходим целый комплекс вспомогательного оборудования.

1. Это насосы для обеспечения циркуляции охлажденной воды, системы заполнения водой контура холодоснабжения
2. Регулирующая арматура
3. Система контроля и управления.

Весь комплекс вспомогательного оборудования вместе с чиллером называется холодильной станцией или холодильным центром. Для размещения оборудования холодильной станции требуется отдельное помещение довольно большой площади.

Обслуживание системы центрального кондиционирования должен производить высококвалифицированный персонал. Капитальные затраты на поставку оборудования и монтаж также достаточно высоки.

Однако, при всех видимых недостатках, системы центрального кондиционирования имеют ряд существенных преимуществ:

• обработка наружного воздуха в центральном кондиционере позволяет исключить из теплового баланса тепло, вносимое в помещения с приточным воздухом и устанавливать внутренние блоки меньшей мощности, чем в системах с подачей приточного воздуха без предварительного охлаждения;
• конструкция фанкойлов позволяет использовать их в целях воздушного отопления помещений в зимний период;
• практически неограниченная суммарная холодильная мощность позволяет устраивать единый холодильный центр на несколько зданий, а переменная мощность холодильных машин дает возможность эксплуатировать холодильный центр на малые нагрузки в момент сдачи части помещений в эксплуатацию, увеличивая в дальнейшем количество внутренних блоков по мере застройки или ремонта помещений;
• длина магистралей системы холодоснабжения в отличие от фреоновых систем зависит только от мощности установленных насосов и расстояние между внутренним блоком водяной системы и холодильным центром может быть на порядок больше, чем у фреоновых систем между наружным и внутренним блоками;
• система чиллер- фанкойлы отличается высокой гибкостью в плане изменения конфигурации системы, так например при изменении планировки помещений, ремонте или замене вышедшего из строя фанкойла, установке дополнительного внутреннего блока, остановки системы не требуется, в отличие от фреоновой системы.

Выбор той или иной схемы кондиционирования зависит от целого ряда условий.

Для вновь строящихся офисных и промышленных  зданий большой площади или для реконструируемых зданий - памятников архитектуры, предпочтительными являются варианты с мультизональными сплит-системами или центральным кондиционированием. Следует помнить, что для офисных помещений класса "А" допускается использование только систем центрального кондиционирования, для помещений класса "Б" допускается использование сплит-систем.

Для кондиционирования небольших офисных помещений, несомненно, решающее значение имеет стоимость системы кондиционирования и здесь вполне закономерно применение сплит-систем. В любом случае, каждый проект требует индивидуального подхода и решить вопрос применимости той или иной системы кондиционирования можно лишь имея наиболее полное представление об объекте.

​