Информация

Системы вентиляции 

 

Одним из необходимых факторов жизнедеятельности человека является свежий воздухежедневно человек вдыхает около 20 000 литров воздуха. В отличие от кондиционеров, которые всё же не являются предметами первой необходимости, наличие вентиляционных систем на сегодняшний день стало настолько важным, что требования не только к их техническим характеристикам имеют силу закона и прописаны в Строительных Нормах и Правилах (СНиП), но определил себя как один из факторов качества жизни в процессе повседневной деятельности человека.

 

 

Чем бы мы не занимались, будь то работа или отдых при отсутствии свежего воздуха в закрытых помещениях возрастает концентрация углекислого газа и других различного рода вредных веществ. Всё это негативно сказывается на самочувствии, вызывая такой дискомфорт как, головная боль, сонливость, потеря работоспособности. Частично проблему можно решить, периодически проветривая помещение, однако не всегда это удаётся. Вместе со свежим воздухом внутрь помещения попадает: пыль, загазованность, уличный шум. Так в центре города сделать это практически невозможно. Для полноценного решения всех этих проблем и существует системы вентиляции воздуха.

 

Системы кондиционирования


Не так давно кондиционеры считались приборами, предназначенными исключительно для охлаждения воздуха. Однако сегодня они научились выполнять гораздо больше функций для создания комфортного микроклимата внутри помещения. Безусловно, охлаждение воздуха – это основная задача кондиционера, но нам ведь не всегда нужно именно это.

Практически все современные кондиционеры способны обогревать помещение. (При температуре за окном выше нуля). Однако стоит отметить, что работающий кондиционер сушит воздух. Конечно, в прохладном сухом воздухе дышится легче, но подобное впечатление обманчиво. Для человека наиболее оптимальной считается относительная влажность воздуха в помещении 40-60%. С этой целью специалисты рекомендуют устанавливать специальные приборы – увлажнители воздуха.


Сплит-системы последнего поколения способны также осуществлять очистку воздуха. Эта функция особенно актуальна в крупных промышленных городах и мегаполисах. Как правило, кондиционеры оснащаются специальными встроенными фильтрами, очищающими воздух от всех вредных примесей.

Современные кондиционеры колонного и кассетного типа, а также некоторые сплит-системы последнего поколения способны выполнять функции вентилирования воздуха.


Наиболее «продвинутые» модели кондиционеров оснащаются рядом дополнительных полезных функций. Сюда входят системы самодиагностики, микропроцессорное управление скоростью вентилятора, автоматически через Интернет оповещающие сервисные службы о возникших проблемах или неполадках и т.д. Разумеется, стоимость таких приборов гораздо выше обычных.

 

Системы холодоснабжения


 

Наверное, нет сегодня такого крупного торгового предприятия (универсам, супермаркет и т. п.), которое  бы работало без системы централизованного холодоснабжения, которая в автоматическом режиме поддерживает заданные температуры во всем холодильном оборудовании предприятия. Сегодня, использование подобных централизованных систем, специалисты по холодильному оборудованию называют оправданным, если общая площадь торговых залов предприятия превышает 400 квадратных метров. Однако, как правило, подобные здания имеют еще и ряд подсобных помещений, в которых готовят и хранят продукцию. Поэтому, использование в них централизованного холодоснабжения допускается и при меньшей торговой площади. Современная система централизованного холодоснабжения — это установка с большим количество одновременно работающих компрессоров, которая значительно превосходит по экономичности и ряду других параметров множество отдельных системы, в качестве которых используются компрессорно-конденсаторные холодильники большой мощности.


Такие централизованные установки с множеством компрессоров обеспечивают: 

    • проведение сервисных и ремонтных работ без закрытия торговых залов;
    • повышение эффективности диагностики, контроля и регулирования основных параметров режима их работы;
    • снижение расходов на эксплуатацию холодильного оборудования;
    • надлежащий уровень комфорта, выражающийся в снижении шумовой нагрузки в подсобных помещениях и торговых залах;
    • уменьшение расходов на системы вентилирования и кондиционирования воздуха, причем, не только в подсобных помещениях, а и в торговых залах, и все благодаря практически нулевой тепловой отдаче от подобного оборудования;
    • увеличение срока службы компрессоров за счет равномерного распределения нагрузки на них;
    • надежное и бесперебойное холодоснабжение за счет «холодного» или «горячего» резервирования мощности;
    • значительную экономию электрической энергии за счет регулирования мощности оборудования в зависимости от реальной тепловой нагрузки и использования компрессоров с высоким КПД.

 

 

Системы вентиляции с рекуперацией тепла

Системы вентиляции с рекуперацией тепла
Рекуперация тепла в приточно-вытяжной вентиляции – явление неновое, но у нас пока малораспространенное. С технической точки зрения рекуперация является самым обычным процессом теплообмена.

24.12.12

Рекуперация тепла в приточно-вытяжной вентиляции – явление не новое, но у нас пока малораспространенное. С технической точки зрения рекуперация является самым обычным процессом теплообмена. Само слово «рекуперация» имеет латинское происхождение и означает «возвращение затраченного». Вентиляционные рекуператоры тепла возвращают его часть назад в помещение посредством теплообмена между входящим и выходящим потоком. Обратный процесс происходит в жаркое время, когда исходящий холодный кондиционный воздух охлаждает встречный теплый поток. В таком случае это следует называть рекуперацией холода.

 

Для чего нужна рекуперация? Очевидно, что для экономии энергоресурсов в первую очередь. Рекуператор представляет собой устройство, в котором происходит теплообмен входящих и исходящих воздушных масс. При обычной вентиляции разница температур между входящим и выходящим воздухом в холодное и жаркое время года значительная. Если, к примеру, на улице -20°С, а в помещении +24°С то перепад составляет более 40°С. Эту разницу необходимо будет перекрыть за счет системы отопления. Летом разница меньше, но и она добавит нагрузку на кондиционер. Рекуператор позволяет свести эту разницу до минимума. Правильно подобранное оборудование обеспечивает при 0°С наружного воздуха и +20° С в помещении разницу между входящим и выходящим потоком в пределах 4°С, т.е. сократить ее в пять раз. Эффективность рекуперации падает при понижении значений наружной температуры, но, тем не менее, экономия остается весьма ощутимой. Более того, при значительной разнице внутренней и наружной температуры, рекуперация особенно полезна.

Многие современные строительные технологии предполагают воздухонепроницаемые и паронепроницаемые ограждающие конструкции. Для эффективного проветривания и удаления водяного пара из помещений с герметичными стенами и стеклопакетами необходима принудительная приточно-вытяжная вентиляция. Рекуперация тепла в данном случае является залогом комфортного воздухообмена с минимальными теплопотерями.



В США и Канаде, еще задолго до появления рекуперационного оборудования, для того, чтобы зимой в помещение попадал не слишком холодный воздух, а летом слишком теплый, придумали использовать грунтовый теплообменник, который впоследствии получил название «канадский колодец». Его идея заключается в том, чтобы наружный воздух, прежде чем попасть в помещения, прошел по заглубленным в грунт приточным воздуховодам, приобретая температурное значение близкое к +10°С – постоянная температура грунта на глубине от 2 м и более. Канадский колодец, по сути, не является рекуператором, но снижает энергозатраты на отопление и кондиционирование. Вентиляция помещений в традиционной схеме с канадским колодцем естественная, но может быть и принудительной.

Рекуператоры как элемент вентиляционного оборудования активно используются в европейских странах. Причина их популярности в тех экономических выгодах, которые дает возращение тепла. Существует два вида рекуператоров: пластинчатые и роторные. Роторные являются более эффективными, но также и дорогостоящими. Они способны возвращать 70-90% тепла. Пластинчатые дешевле, но экономят меньше, в пределах 50-80%.

Один из факторов, влияющих на эффективность рекуперации, – это тип помещения. Если температура в нем поддерживается выше 23°С, то рекуператор однозначно окупает себя. И чем дороже стоимость энергоносителей, тем короче срок его окупаемости. Срок эксплуатации рекуператоров довольно большой, а при своевременном обслуживании и замене недорогих расходных деталей, он теоретически неограничен. Рекуператоры могут поставляться в виде моноблока или нескольких отдельных модулей.

 

Пластинчатые рекуператоры устроены таким образом, что воздушные потоки в них не смешиваются, а контактируют между собой через стенки теплообменной кассеты. Эта кассета состоит из множества пластин, отделяющих холодные воздушные потоки от теплых. Чаще всего пластины делают из алюминиевой фольги, которая обладает отличными теплопроводными свойствами. Пластины могут быть также и из специального пластика. Эти дороже алюминиевых, но повышают КПД оборудования.



Пластинчатые теплообменники имеют существенный недостаток: в результате разницы температур на холодных поверхностях выпадает конденсат, который превращается в наледь. Обледеневший рекуператор перестает эффективно работать. Для его размораживания входящий поток автоматически переводится в обход теплообменника и подогревается калорифером. Выходящий теплый воздух тем временем растапливает наледь на пластинах. В таком режиме, конечно же, не происходит экономия энергии, а период размораживания может занимать от 5 до 25 минут в час. Для подогрева входящего воздуха в фазу размораживания используются калориферы мощностью 1-5 кВт.

В некоторых пластинчатых рекуператорах используется предварительный подогрев входящего воздуха до температуры, исключающей образование наледи. Это снижает КПД рекуператора примерно на 20%.

Еще одно решение проблемы обледенения – кассеты из гигроскопической целлюлозы. Этот материал поглощает влагу из вытяжного воздушного потока и передает ее входящему, тем самым, возвращая назад еще и влагу. Такие рекуператоры оправданы только в зданиях, где нет проблемы переувлажнения воздуха. Безусловное преимущество гигроцеллюлозных рекуператоров в том, что они не нуждаются в электроподогреве воздуха, а значит, они и более экономичные. У рекуператоров с двойным пластинчатым теплообменником КПД достигает 90%. Наледь в них не образуется, благодаря передаче тепла через промежуточную зону.

Роторные рекуператоры. В отличие от пластинчатых, в них происходит частичное смешивание входящего и исходящего воздуха. Их главный элемент – вмонтированный в корпус ротор, представляющий собой цилиндр, заполненный слоями профилированного металла (алюминий, сталь). Передача тепла происходит во время вращения ротора, лопасти которых нагреваются исходящим потоком и отдают тепло входящему, перемещаясь по кругу. Эффективность теплообмена зависит от скорости вращения ротора, и она регулируется.

В роторном рекуператоре технически невозможно полностью исключить смешивание входящего и исходящего воздуха. Кроме того, данный тип оборудования из-за наличия движущихся частей нуждается в более частом и более серьезном обслуживании. Тем не менее роторные модели пользуются немалой популярностью, благодаря высоким показателям возврата тепла (до 90%).

Производители роторных рекуператоров: DAIКIN (Япония), KLINGENBURG (Германия), SHUFT (Дания), SYSTEMAIR (Швеция), REMAK (Чехия), GENERAL CLIMATE (Россия-Великобритания).

С экономической точки зрения рекуператоры тепла рано или поздно обязательно себя оправдают, но многое зависит от того, насколько эффективно будет организованна сама рекуперация. Оборудование является высоконадежным, и потребитель может рассчитывать на долгий период эксплуатации. Многие компании выпускают широкий ассортимент приточных рекуператоров, разработанных специально для квартир. Так приточная установка с рекуперацией тепла для 2-3-комнатной квартиры может обойтись порядка 17 000 рублей. Производительность системы вентиляции в квартирах находится в пределах 100-800 м³/ч. Для загородных коттеджей этот показатель порядка 1000-2000 м³/ч.


История VRV-систем

  

Создав в 1982 году первую в мире систему кондиционирования с переменным расходом хладагента (VRV — Variable Refrigerant Volume), японская корпорация Daikin открыла новое направление развития климатической техники.

На первый взгляд конфигурация VRV-системы очень проста, но эта простота обманчива. В состав системы входят один наружный и до 64 внутренних блоков, объединенных между собой трубами для хладагента и электрическими проводами.

В настоящее время подобные системы под названием VRF (Variable Refrigerant Flow) выпускают компании Mitsubishi Electric, Mitsubishi Heavy, Hitachi, Kentatsu Denki, Toshiba-Carrier, Panasonic, General, Sanyo, Haier, LG, Samsung и другие. На сегодняшний день в России работает более 20 000 VRV-систем. Однако бесспорным лидером по продажам этого типа оборудования по-прежнему остается корпорация Daikin.

Чтобы лучше понять суть системы VRV, предлагаем вам мысленно вернуться в 1982 год и самим пройти путь, проделанный специалистами корпорации Daikin.

Одним из важных стимулов создания системы VRV был мировой энергетический кризис. Известно, что в крупном здании на долю климатической системы приходится существенная доля потребляемой электроэнергии. В то время традиционным решением для центральных систем кондиционирования было использование многозональной воздушно-водяной системы, в которой холодная и горячая вода циркулирует в трубах по всему зданию и с помощью местных кондиционеров доводчиков (фэнкойлов) охлаждает или нагревает воздух. Охлаждение циркулирующей воды производилось с помощью холодильных машин (чиллеров).

Рост цен на энергоносители заставил специалистов Daikin искать более энергоэффективное решение.

Удивительно, но оно лежало буквально на поверхности. Из учебников известно, что самое эффективное охлаждение — непосредственное. В системе непосредственного охлаждения тепло (холод) передается от воздуха в кондиционируемом помещении к наружному воздуху с помощью парокомпрессионной холодильной машины. При этом промежуточный теплоноситель не используется. Сегодня этот принцип широко распространен в климатической технике.

Однако в то время существовало препятствие, затрудняющее его использование в центральных системах кондиционирования. Дело в том, что при реализации этого принципа в большом здании необходимо прокладывать длинные трубы для хладагента. Чем трубы длиннее, тем сложнее возвращать в компрессор холодильное масло, которое перемещается вместе с хладагентом. Именно это и является причиной ограничений фреоновых магистралей по длине и перепаду высот между внутренними и наружными блоками.

Заслуга специалистов корпорации Daikin в том, что они изобрели и запатентовали специальную технологию возврата масла в компрессор. Именно это изобретение позволило внедрить принцип непосредственного охлаждения в центральные системы кондиционирования и помогло компании Daikin установить рекорд суммарной длины труб для хладагента в одной системе, который составляет 1000 м.

Другие производители используют свои технологии возврата масла, но ни одна не позволила их VRF-системам превзойти продукцию Daikin по этому параметру.

Энергоэффективность VRV-системы определяется не только использованием принципа непосредственного охлаждения. Не менее важно и плавное регулирование производительности в зависимости от тепловой нагрузки на систему. Крайне неэкономично заставлять работать чиллер и обеспечивать циркуляцию холодной воды во всем здании, например, гостиницы, если кондиционирование используется лишь в нескольких номерах.

Поэтому в системе VRV был применен инверторный принцип регулирования производительности компрессора. Инвертор — это электронное устройство, которое позволяет менять частоту вращения вала компрессора, плавно изменяя таким образом расход хладагента.

Уникальная возможность экономии электроэнергии достигается в трехтрубной системе VRV за счет рекуперации. Тепло, отведенное от воздуха в охлаждаемых помещениях, передается туда, где требуется обогрев. При этом на передачу тепла затрачивается минимум дополнительной энергии. Иными словами, система осуществляет две полезные функции: охлаждение и нагрев, а электроэнергию потребляет в количестве, соответствующем только режиму охлаждения.

Можно смело утверждать, что среди систем кондиционирования с электрическим приводом система VRV является абсолютным чемпионом по энергоэффективности. В условиях Москвы для офисного здания потребление электроэнергии составит лишь 34 кВт·час в год на каждый квадратный метр кондиционируемой площади.

Как бы ни были важны вопросы энергоэффективности, главной задачей при разработке системы VRV было создание высокого уровня комфорта и обеспечение максимального удобства ее использования.

Плавное регулирование производительности позволяет более точно поддерживать температуру в помещении. Кроме того, по мере ее приближения к заданному значению к нему стремится и температура воздуха, выходящего из кондиционера. Это предотвращает возникновение сквозняков. Особое внимание в системе уделено поддержанию влажности. В режиме охлаждения этот параметр поддерживается в пределах 45–50 %.

Обращает на себя внимание то, что внутренние блоки системы VRV могут быть самыми разнообразными. Это 96 моделей внутренних блоков, производимых Daikin, которые отличаются по мощности и по типу, что дает возможность специалистам проектировать систему кондиционирования с учетом пожеланий заказчика.

Концепция VRV-системы предусматривает, что все ее элементы должны легко доставляться к месту монтажа без специальных подъемно-транспортных средств. Размеры и вес наружных блоков позволяют поднимать их на обычном грузовом лифте и проносить через стандартные дверные проемы. Ограничение габаритов, а следовательно, и производительности обуславливает модульный принцип построения системы. Так, система кондиционирования большого здания может включать в себя много наружных блоков, объединенных единой системой управления.

Для того чтобы лучше понять работу системы VRV, проведем аналогию с организмом человека. Сердце в человеческом организме обеспечивает циркуляцию крови. Ту же функцию в системе VRV выполняет компрессор. Он обеспечивает циркуляцию хладагента во всей системе. «Кровеносная система» VRV состоит из длинной сети труб для хладагента. Хладагент, так же как и кровь, требуется постоянно очищать от продуктов «жизнедеятельности». Эта функция реализуется при помощи масловозвратного цикла и целого ряда специальных фильтров.

Для обеспечения стабильной работы оборудования в постоянно меняющихся условиях функционирования системе VRV необходим «мозг». Все элементы VRV включены в единую систему управления. Каждые 4 секунды по двум проводам-«нервам» огромное количество информации передается в контроллер наружного блока, который обрабатывает информацию и посылает управляющие сигналы к исполнительным механизмам.

Процессы, происходящие внутри VRV-системы, незаметны для большинства из нас. Зато результат — комфортные условия от Daikin — каждый может ощутить на себе.