Кондиционирование – это процесс создания и поддержания определенных условий температуры, относительной влажности и чистоты воздуха в помещениях. Часто используется в бытовых и промышленных целях, например, для обеспечения правильной работы оборудования или механизмов.
Система кондиционирования воздуха должна быть эффективной независимо от внешних климатических условий и включать контроль над четырьмя параметрами окружающей среды: температурой воздуха, влажностью, подвижностью и качеством воздушных масс.
Жилое, коммерческое и промышленное кондиционирование
Различие между промышленными и персональными приложениями комфорта не всегда четко очерчено. Промышленное кондиционирование воздуха обычно требует большей точности в отношении контроля температуры и влажности. Некоторые приложения также требуют высокой степени фильтрации и удаления загрязнений. Системы кондиционирования должны работать в определенных условиях окружающей среды или, альтернативно, для выполнения определенных промышленных процессов, таких как сварка, сопровождающаяся выделением большого количество тепла, которое необходимо утилизировать.
С другой стороны, кондиционирование воздуха, необходимое для удовлетворения индивидуальных потребностей человека и коммерческих требований к температуре и влажности. Проектирование и выбор вида системы кондиционирования основывается на архитектурных решениях здания, климатического района, требованиях к энергоэффективности и шумовому излучению, чтобы воссоздать идеальные условия для психофизиологического благополучия человека. Основной процесс, лежащий в основе бытового кондиционирования воздуха – это обмен теплом и водяным паром между внутренней и внешней средой и людьми внутри кондиционируемого помещения.
Принцип работы современных систем кондиционирования
Кондиционеры бывают разных типов, форм и размеров, но все они работают по одному принципу – обеспечивают охлаждение или обогрев воздуха во всем здании или отдельном помещении, удаляя тепло и влажность наружу.
Большинство видов кондиционеров использует специальный химический компонент, называемый хладагентом, и имеют три основных механических компонента: компрессор, змеевик конденсатора и змеевик испарителя. Эти компоненты работают вместе, чтобы быстро преобразовать хладагент из газа в жидкость и обратно.
Компрессор повышает давление и температуру газообразного хладагента и отправляет его в змеевик конденсатора, где он превращается в жидкость. Затем хладагент возвращается в помещение и попадает в змеевик испарителя. Здесь в жидком виде испаряется и охлаждает внутренний змеевик. Вентилятор нагнетает воздух в помещении через холодный змеевик испарителя, где тепло внутри дома поглощается хладагентом. Затем охлажденный воздух циркулирует по дому, а нагретый испарившийся газ отправляется обратно в компрессор. Затем тепло выделяется в наружный воздух, когда хладагент возвращается в жидкое состояние. Этот цикл продолжается до тех пор, пока в вашем доме не будет достигнута желаемая температура.
Классификация кондиционеров
Специалисты классифицируют системы кондиционирования, чтобы отличать один тип от другого. Это дает основу для выбора оптимального оборудования в зависимости от требований техзадания. Все модели можно разделить на три категории:
- По назначению:
- Бытовое – в гостиницах, отелях, домах, офисах, больницах, школах.
- Коммерческое – в торговых центрах, супермаркетах, ресторанах, концертных залах.
- Промышленное – на производстве, в лаборатории, покрасочном цехе.
- По сезону эксплуатации: летний, зимний, круглогодичный.
- По компоновке оборудования: децентрализованные и централизованные системы.
- В зависимости от конфигурации и рабочих характеристик:
- Компактные, сплит- или мульти-сплит-кондиционеры для домашнего использования.
- Жилые тепловые насосы.
- Приточно-вытяжные установки для средних и больших помещений.
- Крышные установки.
- Приточно-вытяжные установки для небольших помещений.
- Промышленные чиллера и тепловые насосы, производящие охлажденную или горячую воду, которая затем используется для кондиционирования окружающей среды или оборудования.
- Блоки прецизионного охлаждения для серверного или телекоммуникационного оборудования.
Сплит-системы
Как уже говорилось, существуют системы кондиционирования воздуха для жилых помещений – это бытовые сплит-системы, и промышленные – для обеспечения нужд производства или других промышленных и технологических объектов. Есть так называемые полупромышленные или коммерческие системы, которые монтируют в офисах, магазинах, административных помещениях и на других общественных объектах.
Типичная сплит-система, включает в себя следующее компоненты:
- Термостат, контролирующий работу системы.
- Наружный блок, в котором находятся вентилятор, змеевик конденсатора и компрессор.
- Внутренний блок, в котором размещены змеевик испарителя и вентилятор для циркуляции охлажденного воздуха.
- Медные трубки, по которым хладагент течет между внутренним и наружным блоками.
- Расширительный клапан, регулирующий количество хладагента, поступающего в змеевик испарителя.
- Воздуховод, который позволяет воздуху циркулировать из внутреннего блока в различные жилые помещения и обратно во внутренний блок.
К системам кондиционирования для квартиры можно отнести настенные, напольно-потолочные, кассетные, канальные и колонные сплит-систем, а также оконные и мобильные моноблоки. Они могут использоваться в качестве полупромышленных устройств, в зависимости от мощности.
Настенные сплит-системы
Это самое популярное решение для отопления и охлаждения отдельных комнат. Они просты в установке, эффективны в эксплуатации и представлены в различных исполнениях. Состоят из внутреннего блока, который устанавливается на стене, и наружного блока, который размещается на внешней стороне дома. Блоки доступны в широком диапазоне мощностей, подходящих для любого помещения.
Мульти-сплит-системы
Они предлагают идеальное решение для комфортного кондиционирования одновременно в нескольких помещениях. Один наружный блок может обслуживать до 6 внутренних. Они доступны в различном исполнении: потолочные, кассетные, канальные. Линейка отличается гибкостью в установке, высокой энергоэффективностью и низким уровнем шума.
Благодаря возможности подключения до шести внутренних блоков к одному наружному блоку, максимальной длине трубопровода до 90 м (в некоторых моделях) и максимальной разнице высот до 20 м, мульти-сплит-системы являются гибкими и универсальными, позволяя создавать решения для любой конфигурации применений, в том числе в многоэтажных зданиях.
Оконные и мобильные моноблоки
Являются более дешевым решением. Моноблочный кондиционер без наружного блока можно перемещать по разным помещениям в любое время. Это делает систему намного более гибкой, чем стационарное кондиционирование воздуха. Самым большим преимуществом мобильного кондиционирования его гибкость и стоимость. Цена мобильного кондиционера меньше стационарного моноблочного кондиционера и обычной сплит-системы. Не нужно тратиться на монтаж и ввод в эксплуатацию системы, их несложно осуществить самостоятельно.
Есть и ограничения в работе мобильного кондиционера. Например, расположение сливного шланга. Он имеет достаточно крупные габаритные размеры и должен отводить конденсат через открытое окно или дверь. В этот момент наружный воздух может проникнуть обратно в помещение, это делает мобильный кондиционер менее эффективным, чем стационарный.
Системы чиллер-фанкойл
Они значительно различаются по размеру, сложности и охлаждающей способности, которая может варьироваться от нескольких сотен ватт до мегаватт, компонентов и в целом того, какие из основных функций кондиционирования воздуха реализованы:
- охлаждение воздуха или воды;
- нагрев воздуха или воды;
- осушение воздуха;
- увлажнение воздуха;
- фильтрация / очистка воздуха;
- смешивание воздуха в помещении и на улице;
- вентиляция.
Например, домашние кондиционеры в основном охлаждают воздух, забираемый из кондиционируемого помещения, по замкнутому контуру. Такое охлаждение осушает среду, поскольку часть содержащейся в нем влаги конденсируется внутри оборудования, а затем выводится наружу.
Чиллеры работают с водой, а не с воздухом, который охлаждается до температуры около 0°C (или ниже, если смешивается с антифризом) или нагревается путем реверсирования цикла охлаждения.
Функции вентиляции, фильтрации, смешивания и нагрева управляются с помощью относительно простых специализированных компонентов: вентиляторов, фильтров, заслонок, электрических нагревателей или бойлеров, в то время как более сложные функции управляются аналогичными сложными системами, например, контуры хладагента и увлажнители.
VRV и VRF-системы кондиционирования
Система VRV (переменный объем хладагента) и VRF (переменный поток хладагента) — это кондиционер с несколькими сплит-секциями, в котором используется регулируемое управление потоком хладагента, чтобы предоставить клиентам возможность поддерживать индивидуальный зональный контроль в каждом отдельном помещении. Используется в коммерческих зданиях: офисах, торговых центрах, гостиницах, концертных залах, выставочных павильонах, больницах, школах и университетах.
По сравнению с другими доступными видами систем кондиционирования, VRF является одной из самых передовых и энергоэффективных. Имеет четыре определяющих особенности:
- Для создания прохладного воздуха используется хладагент.
- В системе VRF используется инверторный компрессор. Эти маломощные компрессоры имеют низкое энергопотребление, что существенно сокращает эксплуатационные расходы.
- Системы позволяет одновременно эксплуатировать несколько внутренних блоков, которые соединены вместе в одном контуре хладагента, с различными настройками температурных параметров.
- Комплектность оборудования предоставляет возможность модульного расширения и увеличения мощности.
Автоматика от разных производителей имеет собственные запрограммированные алгоритмы, но по своей сути все блоки работают одинаково. Чтобы рассчитать и создать оптимальную температуру в помещении, система принимает во внимание температуру наружного воздуха. Это определяющая особенность VRF-кондиционирования и то, что делает его такими эффективными. Устройство выполнит расчет и запустит компрессор только с энергией, достаточной для удовлетворения заданных требований. Блоки могут быть собраны вместе и работать как единая система. Благодаря модульной конструкции VRF отличный выбор для расширяющихся проектов.
Прецизионные кондиционеры
Прецизионные кондиционеры, представляют собой холодильное оборудование, специально разработанное для обеспечения точного регулирования температуры и влажности во всех областях применения, где требуется высокая степень точности. Оборудование используется в центрах обработки данных, где требуемая холодильная нагрузка может варьироваться от 5 до 20 кВт, серверных комнатах, архивах, лабораториях и многих других промышленных приложениях. 
Обработка информации и ИТ-оборудование создает высокую концентрированную тепловую нагрузку и чувствительно к изменению температуры или влажности. Перепады параметров микроклимата могут вызвать проблемы, начиная от выхода из строя дорогостоящих компонентов и заканчивая полным отключением системы. Это может повлечь за собой высокие затраты для компании в зависимости от продолжительности перерыва и стоимости потерянного времени и информации.
Оборудование в данной группе оснащено сложными, быстродействующими микропроцессорными средствами управления, необходимыми для быстрого реагирования. Прецизионная система спроектирована и разработана для непрерывной работы 8760 часов в год. Компоненты могут объединяться или работать автономно для исключения простоев.