Układ agregat-klimakonwektor: zasada działania i rozmieszczenie układu termoregulacji
Wielostrefowy system klimatyzacji z agregatem chłodniczym i klimakonwektorem został zaprojektowany w celu stworzenia komfortowych warunków wewnątrz dużego budynku.Pracuje stale – latem dostarcza chłód, a zimą ciepło, podgrzewając powietrze do zadanej temperatury. Warto poznać jej urządzenie, prawda?
W proponowanym przez nas artykule szczegółowo opisano konstrukcję i elementy systemu grzewczego. Podano i szczegółowo omówiono sposoby łączenia sprzętu. Powiemy Ci, jak działa i funkcjonuje ten system termoregulacji.
Treść artykułu:
Elementy obwodu klimakonwektora agregatu chłodniczego
Rolę urządzenia chłodzącego pełni chiller – jednostka zewnętrzna, która wytwarza i dostarcza chłód rurociągami z krążącą przez nie wodą lub glikolem etylenowym. To właśnie odróżnia go od innych systemów typu split, w których freon jest pompowany jako czynnik chłodzący.
Do przemieszczania i przesyłu freonu potrzebny jest czynnik chłodniczy, drogie rury miedziane. Tutaj rury wodociągowe z izolacją termiczną dobrze radzą sobie z tym zadaniem. Na jego działanie nie ma wpływu temperatura powietrza zewnętrznego, natomiast systemy split z freonem tracą swoją funkcjonalność już przy -10⁰. Wewnętrzną jednostką wymiennika ciepła jest klimakonwektor.
Odbiera ciecz o niskiej temperaturze, następnie przekazuje chłód do powietrza w pomieszczeniu, a podgrzana ciecz wraca z powrotem do agregatu chłodniczego. We wszystkich pomieszczeniach zainstalowano klimakonwektory. Każdy z nich działa według indywidualnego programu.
Zazwyczaj tego typu systemy stosowane są w hipermarketach, galeriach handlowych, obiektach budowanych pod ziemią i hotelach. Czasami służą jako ogrzewanie. Następnie podgrzana woda dostarczana jest do klimakonwektorów poprzez drugi obieg lub instalacja zostaje przełączona na kocioł grzewczy.
Projekt systemu
Zgodnie z projektem układy agregatów chłodniczych i klimakonwektorów mogą być 2-rurowe lub 4-rurowe. W zależności od rodzaju instalacji rozróżnia się urządzenia naścienne, podłogowe i do zabudowy.
System oceniany jest według następujących podstawowych parametrów:
- moc agregatu chłodniczego lub wydajność chłodnicza;
- wydajność klimakonwektora;
- efektywność ruchu mas powietrza;
- długość autostrad.
Ostatni parametr zależy od wytrzymałości agregatu pompującego i jakości izolacji rur.
Podłączanie agregatu chłodniczego i klimakonwektora
Sprawne funkcjonowanie systemu następuje poprzez połączenie agregat chłodniczy z jednym lub większą liczbą klimakonwektorów poprzez izolowane termicznie rurociągi. W przypadku braku tego ostatniego wydajność systemu znacznie spada.
Każda wężownica drobna posiada oddzielny zespół rurowy, za pomocą którego regulowana jest jej wydajność zarówno w przypadku wytwarzania ciepła, jak i chłodu. Przepływ czynnika chłodniczego w oddzielnej jednostce regulowany jest za pomocą specjalnych zaworów – odcinających i regulacyjnych.
Jeśli mieszanie chłodziwa i czynnika chłodniczego jest niedozwolone. woda podgrzewana jest w oddzielnym wymienniku ciepła, a obwód uzupełniany jest pompą obiegową. Aby zapewnić płynną regulację przepływu płynu roboczego przez wymiennik ciepła, podczas instalacji obwodu rurowego stosuje się zawór 3-drogowy.
Jeśli w budynku zainstalowany jest system dwururowy, wówczas zarówno chłodzenie, jak i ogrzewanie odbywa się za pomocą chłodnicy - agregatu chłodniczego. Aby poprawić efektywność ogrzewania za pomocą klimakonwektory w okresie zimnym oprócz agregatu chłodniczego w systemie znajduje się kocioł.
W przeciwieństwie do systemu dwururowego z jednym wymiennikiem ciepła, system czterorurowy zawiera 2 takie jednostki. W tym przypadku klimakonwektor może pracować zarówno w trybie grzania, jak i chłodzenia, wykorzystując w pierwszym przypadku ciecz krążącą w instalacji grzewczej.
Jeden z wymienników ciepła jest podłączony do rurociągu z czynnikiem chłodniczym, a drugi do rury z czynnikiem chłodniczym. Każdy wymiennik ciepła posiada indywidualny zawór sterowany specjalnym pilotem. Jeśli stosuje się taki schemat, czynnik chłodniczy nigdy nie jest mieszany z płynem chłodzącym.
Ponieważ temperatura płynu chłodzącego w układzie w sezonie grzewczym waha się od 70 do 95⁰ i dla większości klimakonwektorów przekracza dopuszczalny poziom, w pierwszej kolejności jest ona obniżana. Dlatego gorąca woda‚ dopływający z sieci CO do klimakonwektorów ‚przechodzi przez specjalny punkt grzewczy.
Główne klasy chillerów
Warunkowy podział agregatów chłodniczych na klasy następuje w zależności od rodzaju obiegu chłodniczego. Na podstawie tej cechy wszystkie agregaty chłodnicze można warunkowo podzielić na dwie klasy - absorpcyjną i sprężarkę parową.
Budowa jednostki absorpcyjnej
Agregat absorpcyjny lub ABCM wykorzystuje roztwór binarny z obecną w nim wodą i bromkiem litu - absorberem. Zasada działania polega na pobieraniu ciepła przez czynnik chłodniczy w fazie przemiany pary wodnej w stan ciekły.
Urządzenia takie wykorzystują ciepło powstające podczas pracy urządzeń przemysłowych.W tym przypadku absorbent o temperaturze wrzenia znacznie wyższej niż odpowiedni parametr czynnika chłodniczego dobrze go rozpuszcza.
Schemat działania agregatu chłodniczego tej klasy jest następujący:
- Ciepło z zewnętrznego źródła dostarczane jest do generatora, gdzie podgrzewa on mieszaninę bromku litu i wody. Gdy mieszanina robocza się zagotuje, czynnik chłodniczy (woda) całkowicie odparowuje.
- Para jest przekazywana do skraplacza i staje się cieczą.
- Czynnik chłodniczy dostaje się do przepustnicy w postaci płynnej. Tutaj ochładza się i ciśnienie spada.
- Ciecz dostaje się do parownika, gdzie woda odparowuje, a jej pary absorbowane są przez roztwór bromku litu – absorber. Powietrze w pomieszczeniu zostaje schłodzone.
- Rozcieńczony absorbent jest ponownie podgrzewany w generatorze i cykl rozpoczyna się od nowa.
Taki system klimatyzacji nie rozpowszechnił się jeszcze, ale w pełni wpisuje się w nowoczesne trendy dotyczące oszczędzania energii, a zatem ma dobre perspektywy.
Projektowanie agregatów sprężających parę
Większość agregatów chłodniczych działa w oparciu o chłodzenie kompresyjne. Chłodzenie następuje w wyniku ciągłej cyrkulacji, wrzenia w niskich temperaturach, ciśnienia i kondensacji chłodziwa w układzie zamkniętym.
Konstrukcja agregatu chłodniczego tej klasy obejmuje:
- kompresor;
- parownik;
- kondensator;
- rurociągi;
- regulator przepływu.
Czynnik chłodniczy krąży w układzie zamkniętym. Procesem tym steruje sprężarka, w której po podniesieniu temperatury do 80⁰ substancja gazowa o niskiej temperaturze (-5⁰) i ciśnieniu 7 atm zostaje sprężana.
Sucha para nasycona w stanie sprężonym trafia do skraplacza, gdzie jest schładzana do 45⁰ pod stałym ciśnieniem i przekształcana w ciecz.
Kolejnym punktem na drodze ruchu jest przepustnica (zawór redukcyjny). Na tym etapie ciśnienie spada od wartości odpowiadającej kondensacji do granicy, przy której następuje parowanie. Jednocześnie temperatura spada do około 0⁰. Ciecz częściowo odparowuje i tworzy się mokra para.
Po wejściu do wymiennika ciepła - parownik, substancja robocza, mieszanina pary i cieczy, oddaje chłód do płynu chłodzącego i odbiera ciepło z czynnika chłodniczego, jednocześnie susząc. Proces zachodzi przy stałym ciśnieniu i temperaturze. Pompy dostarczają ciecz o niskiej temperaturze do klimakonwektorów. Po przejściu tej ścieżki czynnik chłodniczy wraca do sprężarki, aby ponownie powtórzyć cały cykl sprężania pary.
Specyfika agregatu sprężarkowego
W zimne dni agregat chłodniczy może pracować w trybie naturalnego chłodzenia – nazywa się to swobodnym chłodzeniem. Jednocześnie płyn chłodzący chłodzi powietrze uliczne. Teoretycznie freecooling można stosować przy temperaturze zewnętrznej poniżej 7⁰C. W praktyce optymalna temperatura wynosi 0⁰.
Po skonfigurowaniu w trybie „pompy ciepła” agregat chłodniczy pracuje w trybie ogrzewania.Cykl ulega zmianom, w szczególności skraplacz i parownik wymieniają swoje funkcje. W takim przypadku płyn chłodzący należy podgrzać, a nie ochłodzić.
Tryb ten najczęściej stosowany jest w dużych biurach, budynkach użyteczności publicznej, magazynach.Chiller to urządzenie chłodnicze, które wytwarza 3 razy więcej chłodu niż zużywa. Jego wydajność jako grzejnika jest jeszcze większa – zużywa 4 razy mniej prądu niż wytwarza ciepło.
Jaka jest różnica między czynnikiem chłodniczym a czynnikiem chłodzącym?
Czynnik chłodniczy to substancja robocza, która podczas cyklu chłodniczego może występować w różnych stanach skupienia przy różnych wartościach ciśnienia. Płyn chłodzący nie zmienia stanów fazowych. Jego funkcją jest przenoszenie zimna lub ciepła na określoną odległość.
Transport czynnika chłodniczego kontrolowany jest przez sprężarkę, a transport czynnika chłodniczego odbywa się za pomocą pompy. Temperatura czynnika chłodniczego może spaść poniżej punktu wrzenia lub przekroczyć tę temperaturę. Płyn chłodzący, w przeciwieństwie do czynnika chłodniczego, stale pracuje w temperaturach, które przy bieżącym ciśnieniu nie przekraczają temperatury wrzenia.
Rola klimakonwektora w układzie klimatyzacji
Klimakonwektor jest ważnym elementem scentralizowanego systemu klimatyzacji. Drugie imię to cewka wentylatora. Jeśli termin klimakonwektor zostanie przetłumaczony z angielskiego dosłownie, brzmi to jak wymiennik ciepła wentylatora, co najdokładniej oddaje zasadę jego działania.
Przeznaczeniem urządzenia jest odbiór mediów niskotemperaturowych. Na liście jego funkcji znajduje się zarówno recyrkulacja, jak i chłodzenie powietrza w pomieszczeniu, w którym jest zainstalowany, bez pobierania powietrza z zewnątrz. Główne elementy klimakonwektora znajdują się w jego korpusie.
Obejmują one:
- wentylator odśrodkowy lub średnicowy;
- wymiennik ciepła w formie wężownicy, składający się z miedzianej rurki i zamontowanych na niej aluminiowych żeberek;
- filtr przeciwpyłowy;
- Blok kontrolny.
Oprócz głównych komponentów i części, konstrukcja klimakonwektora obejmuje tacę do zbierania kondensatu, pompę do jej wypompowywania, silnik elektryczny, przez który obracają się przepustnice powietrza.
W zależności od sposobu montażu wyróżnia się klimakonwektory sufitowe, jednostki kanałowe, montowane w kanałach, przez które przepływa powietrze, jednostki bezramowe, w których wszystkie elementy montowane są na ramie, jednostki naścienne lub konsolowe.
Najpopularniejsze są urządzenia sufitowe, które występują w 2 wersjach: kasetowej i kanałowej. Te pierwsze instalowane są w dużych pomieszczeniach z podwieszanymi sufitami. Obudowa znajduje się za konstrukcją podwieszaną. Dolny panel pozostaje widoczny. Mogą rozpraszać strumień powietrza na dwie lub wszystkie cztery strony.
Nie zawsze istnieje potrzeba chłodzenia, dlatego jak widać na schemacie przedstawiającym zasadę działania układu chiller-fincoil, w module hydraulicznym wbudowany jest zbiornik, który pełni rolę akumulatora czynnika chłodniczego. Rozszerzalność cieplna wody jest kompensowana przez naczynie wyrównawcze podłączone do rurociągu zasilającego.
Sterują klimakonwektorami zarówno w trybie ręcznym, jak i automatycznym. Jeśli klimakonwektor pracuje w trybie ogrzewania, wówczas dopływ zimnej wody zostaje ręcznie odcięty. Kiedy pracuje w celu chłodzenia, dopływ gorącej wody jest odcięty i otwarta jest ścieżka dla przepływu chłodzącego płynu roboczego.
Aby móc pracować w trybie automatycznym, panel ustawia temperaturę wymaganą dla konkretnego pomieszczenia. Utrzymanie ustawionego parametru odbywa się za pomocą termostatów regulujących obieg czynników chłodniczych – zimnego i gorącego.
Ponieważ w każdym dużym budynku występują strefy o różnych wymaganiach temperaturowych, każda z nich musi być obsługiwana przez oddzielny klimakonwektor lub grupę o identycznych ustawieniach.
Liczbę jednostek określa się na etapie projektowania systemu w drodze obliczeń. Koszt poszczególnych elementów układu klimakonwektora chłodniczego jest dość wysoki, dlatego zarówno obliczenia, jak i projekt układu należy wykonać możliwie najdokładniej.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Wideo nr 1. Wszystko o budowie, działaniu i zasadzie działania układu termoregulacji:
Wideo nr 2. Informacje na temat instalacji i uruchomienia agregatu chłodniczego:
Montaż układu chiller-wentylator jest wskazany w średnich i dużych budynkach o powierzchni przekraczającej 300 m². Dla prywatnego domu, nawet dużego, zainstalowanie takiego systemu termoregulacji to kosztowna przyjemność. Z drugiej strony takie inwestycje finansowe zapewnią komfort i dobre samopoczucie, a to dużo.
Proszę pisać komentarze w bloku poniżej. Zadawaj pytania dotyczące punktów szczególnych, dziel się własnymi opiniami i wrażeniami. Być może masz doświadczenie w montażu systemu klimatyzacji z agregatem chłodniczym lub zdjęciem związanym z tematem artykułu?
