Центральные системы кондиционирования

Для обеспечения комфортного микроклимата в больших зданиях необходимо использовать сложные вентиляционные системы. Одним из вариантов является центральная система кондиционирования, которая способна поддерживать оптимальные условия в различных помещениях многоэтажных зданий, таких как торговые площади, общественно-культурные пространства и офисы.

Центральная система кондиционирования представляет собой сложную структуру, функционирующую по многофункциональной схеме. Ее целью является обеспечение поступления потока воздуха во множество небольших помещений или кондиционирование больших площадей.

Работа такой системы может осуществляться не только для охлаждения воздуха, но и для его нагрева, а также для одновременного выполнения обогрева и охлаждения различных помещений.

Общие сведения

Основной блок, который фильтрует и подает воздух в систему с заранее установленными параметрами, может размещаться на верхней части здания, на техническом этаже или даже в специально оборудованном помещении. После обработки воздух перемещается через сеть воздуховодов и поступает в помещения через вентиляционные решетки, диффузоры и воздухораспределители.

Помимо воздуховодов, в конструкции также установлены дополнительные устройства, которые позволяют настроить поток воздуха согласно нужным параметрам для людей:

• увлажнение;
• осушение;
• обогрев.

Поэтому важно правильно спроектировать и учесть все необходимые модули при разработке схемы функционирования системы.

Следует отметить, что центральная система может как поддерживать заданные параметры микроклимата во всем здании, так и с помощью дополнительного оборудования подавать воздушный поток с индивидуальными характеристиками для каждого отдельного помещения.

Функциональные возможности

Центральные системы кондиционирования, предназначенные для частных домов или многоквартирных зданий, выполняют следующие задачи:

• Очистка воздуха от пыли.
• Обеспечение проветривания и удаление неприятных запахов.
• Перемещение воздушных потоков через систему вентиляционных каналов.
• Регулирование температуры воздуха путем нагрева и охлаждения.
• Контроль уровня влажности.

Для снижения издержек на отопление такие системы используют модули рекуперации. Эти модули частично подогревают входящий воздух, используя тепло исходящих воздушных потоков.

Область применения

Эти устройства выполняют функцию контроля климата как в частных домах, так и в многоквартирных зданиях. Однако центральные системы кондиционирования воздуха также используются для охлаждения следующих типов помещений:

1. Производственные цеха на заводах и фабриках.
2. Медицинские учреждения.
3. Объекты торговли и развлечений.
4. Рестораны, кафе, гостиницы и отели.
5. Офисные помещения, включая дата-центры.
6. Общественные и государственные здания.
7. Складские помещения и логистические центры.
8. Образовательные учреждения.
9. Бассейны и спа-центры.
10. Крытые спортивные сооружения и другие общественно-культурные помещения.

С помощью этих систем владельцы или арендаторы зданий создают комфортные условия для проживания и работы людей, а также для нормальной работы производственных процессов. Параллельно это позволяет сократить расходы на обслуживание зданий.

Классификация центральных систем кондиционирования

Климатическое оборудование группируется по различным критериям распределения.

В зависимости от характера движения воздушных потоков можно выделить следующие типы:

• Прямоточные, которые направляют воздух в помещения извне.
• С частичной рециркуляцией, которые очищают воздух внутри помещений, добавляя небольшое количество свежего воздуха с улицы.
• С рециркуляцией, которые обрабатывают и охлаждают внутренний объем воздуха без подачи свежего извне.

По способу распределения воздуха можно выделить два варианта:

• С одним воздуховодом, которые поставляют воздух в помещения через один канал.
• С двумя воздуховодами, которые могут подавать воздух различной температуры через два отдельных канала.

С учетом времени года, можно разделить системы на:

• Сезонные, которые используются только летом для охлаждения.
• Круглогодичные, которые способны охлаждать и греть воздух, независимо от погоды на улице. Такие решения обычно оснащены рекуператорами для эффективной обработки воздуха.

Согласно числу помещений, они могут быть:

• Для одной зоны, где все входящие воздушные потоки имеют одинаковые параметры температуры и влажности.
• Для множества зон, где параметры воздуха в различных помещениях регулируются независимо друг от друга.

Производители климатического оборудования предлагают множество зон охлаждения одновременно через мультизональные системы VRV (с переменным количеством хладагента) и VRF (с изменяемым потоком хладагента). Технология может отличаться в зависимости от производителя, но с практической точки зрения нет существенной разницы в их использовании.

Виды систем центрального кондиционирования

Основным компонентом всякой климатической системы является оборудование для центрального кондиционирования воздуха. В частных домах применяются различные типы таких устройств в зависимости от принципов их функционирования.

Прецизионный

Способен поддерживать температуру и влажность в поступающем воздухе с высокой точностью. Климатическая система оборудуется дополнительными блоками для избежания нештатных ситуаций. Установка точных кондиционеров производится в помещениях, требующих строгого контроля над микроклиматом.

Примерами могут быть зимние сады, оранжереи, домашние библиотеки, винные или сигарные хранилища.

Градирня

В данных устройствах избыток тепла выводится путем испарения жидкости, которое происходит при непосредственном контакте с воздухом или без него. В охладительной башне используются гликоль или вода.

Эти жидкости охлаждаются до необходимой температуры в процессе работы устройства, после чего они направляются к теплообменникам централизованных систем.

Драйкулер

Для системы центрального кондиционирования, основанной на технологии «драйкулер», характерно охлаждение воздуха с использованием жидкого хладагента, но без прямого его контакта.

Главную роль здесь играет теплообменный элемент, по которому циркулирует специальная жидкость. Под воздействием вентилятора происходит обмен тепловой энергии. Этот узел применяется для передачи охлажденного охладителя к системе чиллера.

Центральный кондиционер как тепловой насос

Этот вид климатического оборудования перераспределяет тепловую энергию с целью уменьшения электрических и газовых затрат на поддержание комфортной температуры в помещениях.

Установка центральных кондиционеров осуществляется с целью обеспечения индивидуальной регулировки микроклимата в различных зонах, позволяя одновременно обогревать одни и охлаждать другие помещения.

Связка «‎чиллер-фанкойл»

Эта форма центральной системы кондиционирования воздуха является подходящей для больших домов с 10-20 комнатами, многоквартирных домов, а также для общественных зданий, гостиниц, офисов и других объектов обслуживания.

В данной технологии «чиллер» выступает в роли источника охлаждения или обогрева, а «фанкойлы» используются внутри помещений для кондиционирования или подогрева. В качестве теплоносителя (хладагента) применяется вода, которая циркулирует по трубам из пластика или металла (водяной контур).

Система «чиллер-фанкойл» может работать как на охлаждение, так и на обогрев одновременно. Однако для каждого «фанкойла» можно отдельно настраивать требуемую температуру.

Гидромодули

Гидромодули необходимы для обеспечения циркуляции хладагента между различными компонентами системы. С помощью них охлажденная вода или гликоль передвигаются от чиллера к фанкойлу и обратно. В состав гидромодулей входят клапаны и датчики, которые позволяют регулировать скорость и объем циркулирующей жидкости.

Приточные установки с компрессорно-конденсаторными блоками

Компрессорно-конденсаторные блоки (ККБ) или чиллеры используются для обработки наружного воздуха, придавая ему необходимую температуру, влажность и степень чистоты. После этого воздушные потоки направляются внутрь помещений.

Модульная структура ККБ позволяет индивидуально комплектовать каждую установку в соответствии с техническими требованиями заказчика для конкретного частного дома или многоквартирного здания.

Крышной

Крышные центральные кондиционеры, также известные как руфтопы, представляют собой кондиционирующие системы, размещаемые на верхней части здания. Руфтопы подходят для охлаждения и обогрева больших частных домов. Основной блок кондиционера устанавливается на крыше или вблизи здания.

В этом блоке осуществляются процессы охлаждения или подогрева воздуха, а также его очистки от пыли. После этого обработанный воздух поступает в помещения через систему вентиляционных каналов.

Особенности конструкции

При разработке плана для центрального кондиционирования дома производится выбор соответствующего оборудования, и его характеристики заносятся в спецификацию.

Вне зависимости от выбранной схемы, инженерная система включает в себя ряд обязательных компонентов, которые описаны в таблице ниже:

Принцип работы

Схема функционирования устройства для регулирования микроклимата в доме выглядит следующим образом:

1. Через вентилятор (вентиляторная секция) происходит всасывание наружного воздуха в систему воздуховодов.
2. Фильтры выполняют задачу очистки воздуха от различных частиц, таких как пыль, пыльца растений, пух тополей, остатки листьев и другие загрязнения.
3. В секции увлажнения и осушения контролируется уровень влажности воздуха, подстраивая его под заранее установленные параметры на пульте управления.
4. В секции охлаждения или нагрева воздуха достигается необходимая температура. Теплообменники с хладагентом (теплоносителем) обеспечивают этот процесс.
5. Отдельные устройства (чиллеры, тепловые насосы, градирни), размещенные на крыше или около дома, служат источниками холода или тепла.
6. Обработанный воздух распределяется по помещениям с использованием воздушных каналов. Регулирование температуры осуществляется с помощью клапанов.
7. При использовании рекуператоров тепла, исходящий нагретый воздух передает часть своей тепловой энергии во входящие массы воздуха.

В случае замкнутого цикла кондиционирования наружные воздушные массы не привлекаются в процессе.

Режимы работы

С помощью панели управления или дистанционного пульта пользователь может выбирать следующие режимы:

• Вентиляция (проветривание) — обеспечивает поступление свежего воздуха без изменения температуры.
• Охлаждение — обеспечивает прохладу и приятный климат внутри.
• Увлажнение или осушение — регулирует уровень влажности в соответствии с требованиями.
• Отопление — поддерживает комфортную температуру в помещении.
• Очистка и удаление неприятных запахов — фильтры и специальные системы обеспечивают чистоту и приятный аромат воздуха.

Центральное кондиционирование функционирует автоматически. Пользователю нужно лишь установить начальные параметры микроклимата в помещении, и далее электроника самостоятельно подстраивает их в зависимости от погодных условий на улице.

Преимущества и недостатки

В следующем разделе рассмотрим какие преимущества сопутствуют центральным системам кондиционирования, обеспечивая комфортное проживание и работу, а также обратим внимание на некоторые недостатки, которые также стоит учитывать.

Преимущества

Установка центральных климатических систем обладает рядом позитивных особенностей и обеспечивает:

• Минимизацию уровня шума благодаря размещению основных компонентов в отдельном блоке.
• Работу в разнообразных режимах, включая вентиляцию, осушение и очистку воздуха.
• Соблюдение стандартов СанПиН, СП и других норм при фильтрации воздушных потоков.
• Регулировку температуры как во всем здании в целом, так и в отдельных комнатах (или кабинетах).
• Принудительное воздухообмен с помощью вентиляторов.
• Простоту автоматизации и интеграцию с «умным домом» для автоматического контроля микроклимата без участия человека.
• Высокую надежность и удобство в обслуживании.

Недостатки

Среди ограничений центральных систем кондиционирования следует выделить:

• Трудность в проектировании и установке оборудования.
• Высокая стоимость устройств и услуг по установке климатического оборудования.
• Габариты и вес внешних блоков, которые устанавливаются на крыше или рядом с зданием.

Однако инвестиции в такие проекты окупаются через последующие экономии на коммунальных платежах. Прокладка трубопроводов и воздуховодов требует сложных строительных мероприятий и чаще всего выполняется во время строительства или крупного ремонта здания.

Вывод

В заключении можно подытожить, что центральные системы кондиционирования являются эффективным и удобным способом обеспечения комфортного микроклимата в различных типах помещений.

Они предоставляют широкий набор функций для поддержания оптимальных температур, влажности и качества воздуха, что важно как для домашних условий, так и для коммерческих и общественных зданий.

Преимущества в виде надежности, регулируемости и автоматизированности работы делают их привлекательным выбором для тех, кто ценит комфорт и эффективность. Вместе с тем, стоит учесть и некоторые недостатки, такие как сложность монтажа и высокие затраты, что может потребовать тщательного планирования и бюджетирования перед принятием решения о внедрении данной технологии.