Центральные и зональные системы кондиционирования

В настоящее время системы кондиционирования используются в зданиях и сооружениях самого различного назначения. Благодаря им удается поддерживать требуемые параметры воздушной среды вне зависимости от состояния наружного воздуха. По степени централизации системы кондиционирования делятся на: местные; центральные; зональные. Предназначенные для работы в отдельных небольших помещениях и представленные преимущественно моноблоками и сплит-системами местные системы кондиционирования достаточно подробно описаны в современной литературе. В данной статье мы рассмотрим две другие системы – центральную и зональную.

Системы центрального кондиционирования на примере оборудования фирмы DANVENT

Централизованное приготовление воздуха обеспечивается центральными кондиционерами. В комфортном и технологическом кондиционировании получили распространение неавтономные кондиционеры, извне снабжаемые теплом, холодом и электроэнергией. Центральные кондиционеры могут обслуживать как одно большое, так и несколько меньших помещений в зданиях гражданского (гостиницы, театрально-концертные залы, бизнес-центры, санатории, центры отдыха и развлечений и т. п.) и производственного назначения. Иногда на одно помещение особо больших размеров (например театральный зал) приходится задействовать сразу несколько установок.

Современные центральные кондиционеры имеют секционное исполнение и состоят из типовых унифицированных модулей, предназначенных для смешивания, нагревания, охлаждения, очистки, увлажнения и перемещения воздуха.

К основным характеристикам центральных установок относятся тепло- и звукоизолирующие свойства, уровень вибрации, наличие достаточного спектра воздухообрабатывающего оборудования, модульность, возможность транспортировки, простота сборки, удобство обслуживания и, конечно, надежность.

Группа компаний "Климат Проф" является официальным дистрибьютором центральных кондиционеров датской фирмы Danvent на российском рынке. Опыт проектирования, монтажа и эксплуатации установок Danvent позволяет нам утверждать, что данное оборудование отвечает самым строгим требованиям и надежно работает в сложных (низкие температуры в холодный период года, не всегда должное качество и параметры теплоносителя и т. д.) российских условиях. Для потребителя немаловажно то, что сервисный центр, склад расходных материалов и запасных частей для оборудования Danvent находятся в Санкт-Петербурге.

А теперь подробнее о том, что же представляют собой центральные кондиционеры Danvent.

Установка SPAR
с открытыми
сервисными дверками

Они выпускаются в виде комбинированных агрегатов ТС, компактных агрегатов SPAR или крышных агрегатов SPC.

Агрегаты ТС собираются из большого числа стандартных секций 13 типоразмеров и обеспечивают расход воздуха от 700 до 54000 куб. м/час (при изготовлении на заказ возможна и большая производительность). Агрегаты ТС обладают гибкостью, необходимой для решения широкого спектра задач. Отдельные секции можно комбинировать различными способами, дабы в максимальной степени удовлетворить особым требованиям заказчика.

Благодаря модульной системе, они могут поставляться секциями, что делает возможным их размещение практически в любом здании. Секции легко и быстро соединяются на месте с помощью хорошо известной клино-пазовой системы сборки фирмы Danvent. Если доступ ограничен, то с целью упрощения монтажа индивидуальные секции ТС могут поставляться в разобранном виде.

Агрегаты ТС для наружной установки выпускаются в крышном исполнении, предусматривающем дополнительное уплотнение всех соединений. В агрегатах ТС используются только качественные материалы и компоненты и применяется самое современное оборудование. В стандартном варианте установки ТС изготавливаются на базе жесткого каркаса с двустенными панелями, защищенными гальваническим покрытием. Кроме того, панели укомплектовываются толстым (50 мм) слоем минеральной ваты, обеспечивающим необходимую тепло- и звукоизоляцию. Возможны изготовление нестандартных проектов и окраска агрегатов в предварительно подобранный заказчиком цвет.

Приточный воздух

Приточный воздух –
вытяжной воздух –
смешение

Приточный воздух –
вытяжной воздух –
вращающийся
теплообменник

Приточный воздух –
вытяжной воздух –
перекресточный
теплообменник

Приточный воздух –
вытяжной воздух –
теплообменник
со связянными трубками

Приточный воздух –
вытяжной воздух –
теплообменник
на тепловых трубках

Установки ТС производятся с четырьмя различными типами теплообменников:

• секция с вращающимся роторным теплообменником. Для бесшагового регулирования температуры она оснащена электронной системой Varimatic. Производятся также секции с постоянной скоростью вращения ротора;
• секция с пластинчатым перекрестноточным теплообменником. Является идеальным решением в случаях, когда желательно разделить потоки приточного и вытяжного воздуха. Имеет встроенный байпас для регулирования процесса рекуперации тепла;
• секция теплообменника со связанными змеевиками (с промежуточным теплоносителем). Применяется там, где необходимо полное разделение приточной и вытяжной установок. Теплообменники соединены с насосом и системой труб, по которым осуществляется циркуляция смеси воды и гликоля;
• секция теплообменника с тепловыми трубками. Применяется при необходимости полностью разделить потоки приточного и вытяжного воздуха. Имеет встроенный байпас для регулирования процесса рекуперации тепла.

Применение любого из четырех современных теплообменников гарантирует значительное снижение потребления энергии, а значит, сокращение эксплуатационных расходов.

Агрегаты ТС в рециркуляционном варианте оснащаются эффективными секциями смешения. Воздушные заслонки, укомплектованные резиновыми уплотнителями, не допускают поступления воздуха в приточную и вытяжную установки, когда те не работают. Используются секции фильтров пяти классов от EU3 до EU9. Простые, эффективные зажимные скобы, перемещаемые по рельсам скольжения, обеспечивают плотную посадку мешочных фильтров и простоту их замены.

Для нагрева воздуха до требуемой температуры применяются секции нагрева, работающие в зависимости от модификации на горячей воде, паре или электричестве. Секции охлаждения для прямого и косвенного испарения снабжаются поддоном для конденсирующейся воды. Агрегат ТС может оснащаться секцией увлажнения воздуха. Для перемещения воздуха используют секции с радиальными вентиляторами (лопатки рабочего колеса могут быть загнуты как вперед, так и назад), имеющими высокий КПД и низкий уровень шума. При монтаже вентиляторов используются эффективные виброизоляторы.

В конструкции агрегатов ТС особое внимание уделено удобству эксплуатации. Установки имеют открывающиеся с помощью специального ключа инспекционные дверки, которые позволяют осуществлять легкий доступ к оборудованию для обслуживания. Они подвешены на петлях, и если пространство для открывания недостаточно, петли легко отсоединяются, после чего дверки снимаются. Почти все компоненты агрегата ТС легко выдвигаются из корпуса, что упрощает обслуживание.

Широкий диапазон значений производительности агрегатов ТС позволяет применять их и в маленьких офисных помещениях, и в больших производственных корпусах.

Агрегаты SPAR поставляются в собранном виде смонтированными на базовой раме и потому очень просты в установке. (Если доступ к месту монтажа ограничен, агрегат может "располовиниваться" на два модуля). Серия SPAR включает в себя приточно-вытяжные агрегаты четырех типоразмеров с расходом воздуха от 1100 до 11500 куб.м/час.

Агрегаты SPAR, как и ТС, предполагают большое число возможных комбинаций и обширный диапазон компонентов, что позволяет "подгонять" их к любым требованиям. По конструктивному исполнению установки SPAR аналогичны установкам ТС и могут выпускаться для наружной установки, с четырьмя различными типами теплообменных систем. Преимуществом SPAR являются низкие энергопотребление и шум (благодаря 50-миллиметровой изоляции корпуса минеральной ватой), простота установки, легкость в обслуживании – все то, что необходимо для оптимального решения проблемы обработки воздуха по невысокой цене

Центральная система
кондиционирования
с рецеркуляцией
DANVENT

В таблице приведены основные отличия агрегатов Danvent

Заслонки Жесткие аэродинамичные алюминиевые пластины заслонок со штоками соединяются с несущим корпусом посредством бронзовых подшипников. Все подключения находятся вне потока воздуха. Длительный срок службы, и нет проблем с обмерзанием при средненизких температурах.

Мешочные фильтры Легко закрепляются/открепляются при помощи одного фиксирующего устройства. Фильтры прикреплены к корпусу со всех сторон. Уплотнения сохраняются после замены фильтров.

Системы теплообмена Четыре системы: ротационный теплообменник, пластинчатый теплообменник, связанные змеевики и тепловые трубки. В агрегатах до 65-го типоразмера ротор можно выкатить наружу для очистки без использования инструментов.

Вентиляторы В агрегатах до 65-го типоразмера вентилятор и мотор можно выкатить наружу для обслуживания. В качестве стандартной комплектации поставляются высокоэффективные клиновидные износоустойчивые зубчатые ремни X-TS.

Рама Жесткая, размером 50х50 мм, закрытая, сварная, гальванически покрытая рама с литыми алюминиевыми уголками.

Панели Стандартно поставляется минеральная вата толщиной 50 мм с большой плотностью – 80 кг/куб. м. Очень хорошо снижает шум и резонансный шум.

Как видно, вентиляционные агрегаты Danvent совмещают в себе компактность и высокую производительность, низкий уровень шума, простоту конструкции и установки, легкость в обслуживании и, как результат, низкую эксплуатационную стоимость.

Зональные системы кондиционирования

Для поддержания индивидуальных параметров внутреннего воздуха в каждом помещении центральная система может быть оборудована местными доводчиками, в качестве которых используются зональные догреватели, кондиционеры-доводчики и т. д. Подобная система классифицируется как центральная многозональная. К этому типу относятся мультизональные системы VRF. Действительно, все агрегаты соединены фреоновыми коммуникациями и управляющими кабелями с единым компрессорным блоком и предполагают полностью централизованное управление. Рассмотрим VRF-системы более подробно.

Мультизональные системы с изменяемым расходом хладагента (VRF) – мультисистемы прямого испарения, в которых к одному наружному блоку подсоединяется несколько (до 32) внутренних. Они хорошо известны во всем мире и в последние годы активно эксплуатируются и в России.

Зональная
система кондиционирования
CITY MULTI

Среди них можно выделить: CITY MULTI фирмы Mitsubishi Electric, SET FREE фирмы Hitachi и VRF фирмы Daikin. Принцип работы у всех одинаков – производительность внутреннего блока регулируется за счет изменения потока хладагента через теплообменник. При этом все внутренние блоки работают либо в режиме охлаждения, либо в режиме нагревания. Расход хладагента плавно меняется в зависимости от тепловой нагрузки благодаря электронному расширительному клапану и инвертеру.

Логическим продолжением развития мультизональных систем являются так называемые системы с утилизацией тепла, в которых различные внутренние блоки могут работать одновременно в режиме охлаждения и обогрева. При этом тепло, отводимое от одних помещений, (например компьютерных залов), используется для обогрева других, (например офисных помещений). Наружный блок соединяется с группой внутренних не напрямую, а через специальное устройство переключения режимов. У Mitsubishi Electric подобная система CITY MULTI R2 построена по уникальной двухтрубной схеме, в отличие от известных трехтрубных (трубопроводы: жидкостной, газовые высокого и низкого давления).

Важно отметить, что VRF-системы, разработанные в качестве альтернативы традиционным центральным, имеют ряд преимуществ, среди которых:

• отсутствие специального помещения для размещения оборудования;
• нет необходимости в постоянном обслуживании;
• широкие возможности в части выбора метода управления;
• инверторный способ регулирования работы компрессора делает систему весьма энергоэкономичной;
• резко сокращается протяженность воздуховодов для транспортировки воздуха, так как место его приготовления можно варьировать.

Системы типа VRF обычно используются в зданиях с большим количеством отдельных комнат. В последние годы мультизональные системы стали устанавливаться в больших зданиях площадью в несколько тысяч кв. м.

В качестве примера можно упомянуть комплекс Продовольственной организации при ООН в Риме. Общая площадь пяти его зданий – 12700 кв. м, (суммарная площадь всех восьми этажей – 95500 кв. м). В них установлены 52 системы CITY MULTI общей холодопроизводительностью более 1,5 МВт.

До недавнего времени Mitsubishi Electric предлагала мультизональные системы производительностью не более 30 кВт. С марта 2000 года компания поставляет в Европу и Россию новую серию мультизональных систем CITY MULTI SUPER Y с максимальной производительностью до 90 кВт. Очевидно, что подобные системы обладают целым рядом преимуществ по сравнению обычными мультизональными. Это связано с экономией расходных материалов, снижением стоимости и сокращением времени монтажа. Очень важно то, что возможности управления в серии SUPER Y остались теми же, что и в предыдущих. Так, предполагается управление с индивидуальных пультов (2 типа проводных и 1 тип инфракрасный); с командного пульта (3 типа); с компьютера, подключенного к системе управления зданием.

Описанные выше системы имеют воздушное охлаждение наружного блока. Из-за того что максимальная длина магистрали и перепад высот между внутренними и наружными блоками ограниченны, установить последний в удобном месте не всегда представляется возможным. Еще одна проблема, связанная с воздушным охлаждением, – ограниченный диапазон температур. Mitsubishi Electric предложила уникальную систему с водяным охлаждением – CITY MULTI WR2. Все внутренние блоки в рамках одного гидравлического контура могут работать в разных режимах, перегоняя тепло от охлаждаемых помещений к обогреваемым.

Если на объекте установлены несколько систем, то они могут обмениваться теплом между собой через единый контур охлаждения. Таким образом, имеет место двойная утилизация тепла. В летнее время тепло от охлаждающей жидкости может использоваться в хозяйственных целях. Зимой охлаждающая жидкость должна подогреваться, для этого можно использовать бойлер, электронагреватель, отработанную теплую воду и т. п.

Новые системы Mitsubishi Electric позволяют существенно расширить область применения мультизональных систем на объектах любой сложности и размера. Поставляются они в двух версиях – для фреонов R22 и R407C. Во втором случае для оптимизации работы используется запатентованный Mitsubishi Electric принцип определения текущего состава хладагента.

К настоящему времени группой компаний "Климат Проф" смонтировано более 30 систем CITY MULTI. Среди них:

• профилакторий КИНЕФ;
• гостинично-административное здание компании "Газпром", г. Ижевск;
• гостевой дом компании "ЛУКойл", г. Когалым;
• ведомственная гостиница в Саперном переулке, Санкт-Петербург;
• офисное здание ДЗАО "Кубань-GSM", г. Краснодар;
• студия "Мосфильм", г. Москва.

Статья подготовлена специалистами компании «Климат Проф» (Санкт-Петербург)