Что такое — прецизионный кондиционер ?
Прецизионный кондиционер – это парокомпрессионная холодильная установка, работающая по обратному холодильному циклу (циклу Карно), в котором работа сжатия превышает работу расширения и за счет подведенной работы теплота передается от холодного источника к горячему. Основные элементы холодильного контура: компрессор, конденсатор, регулятор потока хладагента, испаритель и рабочее тело — хладагент (ГОСТ 29265—91 (ИСО 817—74)) – это все, чем похож прецизионный кондиционер на кондиционеры, бытового, полупромышленного или промышленного назначения. Прецизионные кондиционеры имеют множество исполнений и модификаций.
Задачи, выполняемые прецизионным кондиционером
С английского слово прецизионный (precision) переводится как «точность», «аккуратность». Это характеризует основные требования к такому климатическому оборудованию. Прецизионные кондиционеры могут:
- Работать в режиме 24/365 на протяжении 10 и более лет;
- Охлаждать помещения с отклонениями от заданной температуры порядка 0,5-1 градуса;
- Работать в диапазоне температур от -50 до +50 °С;
- Возможность забора холодного воздуха из окружающей среды для повышения энергоэффективности (Free Cooling)
- Фильтрация воздуха.
Кроме обычных задач, прецизионные кондиционеры могут выполнять такие функции:
- Поддержание заданной влажности в пределах 2-3% от заданной
- Обогревать помещение и поддерживать температуру с отклонением от нормы не более 1 градуса
- Обеспечивать вентиляцию с притоком воздуха
- Возможность интеграции с чиллером
- Система выдува воздуха;
- Прямой подогрев воздуха.
Виды прецизионных кондиционеров
По исполнению прецизионный кондиционер может быть:
- Моноблочным;
- Потолочным;
- Шкафным.
В моноблоке установлены все основные элементы (о ни читайте ниже). Обычно такие модели имеют небольшую мощность. Они предназначены для охлаждения или обогрева помещений малого объема. Чаще всего они монтируются снаружи здания.
Потолочные варианты устанавливаются под потолком. Забор горячего воздуха происходит в верхней части. Холодный воздух подается снизу. Преимущество таких моделей – равномерное кондиционирование помещений большой площади.
Шкафные прецизионные кондиционеры выглядят в виде большого блока (см. фото). В одном блоке могут быть собраны от одного до трех отдельных установок, работающих параллельно. Шкафные модели имеют наибольшую мощность. Некоторые промышленные кондиционеры, изготовленные по индивидуальному заказу, способны обеспечить более 100 кВт холода или тепла.
Принципы работы прецизионных кондиционеров
Принцип работы прецизионного кондиционера с охладителем прямого испарения
Принцип работы прецизионного кондиционера с фреоновым охладителем и конденсатором воздушного охлаждения следующий. Циркуляцию воздуха в помещении обеспечивает встроенный в кондиционер один или несколько вентиляторов. Воздушный поток, поступая в кондиционер, проходит через фильтр, который может иметь различную степень очистки от EU-4 до EU-9. Затем очищенный воздух проходит через испаритель, в котором происходит его охлаждение и осушение. После этого воздух может подвергаться другим видам обработки: увлажнению при помощи парового увлажнителя, нагреву за счет водяного или электрического калорифера и после этого подаваться в помещение. Охлаждение воздуха происходит при помощи системы охлаждения с прямым испарением.
Компрессор всасывает и сжимает пар хладона, повышая его давление и обеспечивая его циркуляцию в холодильном контуре. Далее горячий пар поступает в конденсатор воздушного охлаждения, где охлаждается и конденсируется, превращаясь в жидкость. Охлаждение происходит за счет потока наружного воздуха, создаваемого вентиляторами конденсатора. На выходе из конденсатора жидкий хладон с высоким давлением возвращается в кондиционер и попадает в терморегулирующий вентиль (ТРВ). В нем происходит резкое снижение давления (дросселирование) хладона. Хладон частично выкипает и на выходе из вентиля превращается паро-жидкостную смесь. Затем эта смесь подается в теплообменник испарителя и с его помощью охлаждает воздух в обслуживаемом помещении, снова превращаясь в пар. Пар всасывается компрессором и цикл повторяется. Тепло, отводимое с помощью наружного воздуха сбрасывается в окружающую среду.
Системы с водяным охлаждением конденсатора работают по тому же принципу. Единственное их отличие состоит в том, что охлаждение конденсатора происходит не за счет воздуха, а за счет циркуляции воды или водных растворов гликолей, подаваемых насосом от внешних источников: системы оборотного водоснабжения или сухой градирни (драйкулера).
Система увлажнения в прецизионных кондиционерах является изотермической, т.е. происходит с помощью водяного пара, который производит парогенератор электродного типа. Вода из водопровода по трубопроводу с установленными на нем обратным клапаном, фильтром механической очистки и соленоидным вентилем попадает в парогенератор, где образуется водяной пар. Пар из генератора по паропроводу попадает в паровой коллектор с инжекционными соплами, смонтированный в воздушном канале прецизионного кондиционера, где непосредственно и происходит процесс увлажнения воздуха. Преимуществами парового увлажнения воздуха являются: быстрота и легкость смешивания пара и воздуха, что дает возможность обеспечивать высокую точность контроля влажности. Из-за высокой температуры пара воздух после увлажнения практически стерилен, т.к. в нем отсутствуют бактерии и микроорганизмы. Минеральные вещества также отсутствуют в воздухе, ведь они выпали в осадок еще в парогенераторе в процессе парообразования. Это делает возможным применение прецизионных кондиционеров в «чистых» помещениях.
Принцип работы прецизионного кондиционера с жидкостным воздухоохладителем
Принцип работы прецизионного кондиционера с жидкостным воздухоохладителем следующий. Циркуляцию воздуха в помещении обеспечивает встроенный в кондиционер один или несколько вентиляторов. Воздушный поток, поступая в кондиционер, проходит через фильтр, который может иметь различную степень очистки от EU-4 до EU-9. Затем очищенный воздух проходит через жидкостной теплообменник, в котором происходит его охлаждение и осушение. После этого воздух может подвергаться другим видам обработки: увлажнению при помощи парового увлажнителя, нагреву за счет водяного или электрического калорифера и после этого подаваться в помещение. Охлаждение воздуха происходит при помощи теплоносителя (воды или водных растворов гликоля), подаваемого с помощью насосов от чиллера или драйкулера. Регулирование степени охлаждения воздуха и количества отведенного тепла происходит за счет изменения расхода теплоносителя. Кроме того, при работе чиллера в режиме свободного охлаждения (free-cooling) возможно значительное снижение потребления электроэнергии.
Принцип работы прецизионного кондиционера в режиме свободного охлаждения (free cooling)
Принцип работы прецизионного кондиционера в режиме свободного охлаждения (free cooling) заключается в использовании низкой температуры уличного воздуха для охлаждения помещения. Цель – значительное снижение или полное отсутствие потребления электроэнергии за счет использования охлаждающего потенциала уличного воздуха. В теплое время года агрегат работает за счет системы с прямым испарением, основным потребителем электроэнергии в которой являются компрессор. Но при снижении температуры уличного воздуха до +10оС и ниже компрессор отключается полностью, а используются только насос для подачи теплоносителя от драйкулера к жидкостному воздухоохладителю, обеспечивая таким образом работу в режиме free-cooling. При этом среднегодовое снижение энергопотребления может составлять 40-45%.
Для работы в режиме свободного охлаждения используются агрегаты специальной конструкции, предусмотренной заводом-изготовителем.
Прецизионные кондиционеры с функцией свободного охлаждения (free-cooling) дополнительно оснащаются следующими элементами:
- дополнительными воздушными и жидкостными клапанами с управляемым приводом;
- дополнительными температурными датчиками;
- специальными настройками алгоритма работы.
Существует 2 типа свободного охлаждения: прямой и непрямой. Прямой free-cooling представляет собой непосредственную подачу уличного воздуха через кондиционер в помещение. Как только уличная температура воздуха становится ниже заданной температуры воздуха в помещении, по сигналу температурного датчика процессор одновременно дает команды на снижение оборотов или полную остановку компрессора и частичное открытие воздушного клапана для подачи уличного воздуха непосредственно в помещение.
Непрямой тип использует жидкость (раствор гликолей), циркулирующую в трубопроводе между жидкостным воздухоохладителем кондиционера и драйкулером. Охлаждение жидкости происходит за счет потока наружного воздуха, создаваемого вентиляторами драйкулера. При снижении температуры уличного воздуха ниже определенной отметки охлаждение жидкости в драйкулере может происходить без участия вентиляторов. Работая в таком режиме, прецизионный кондиционер позволяет в несколько раз снизить потребление электроэнергии.
Принцип работы прецизионного кондиционера с резервной системой охлаждения
Резервная система охлаждения представляет собой наличие в прецизионном кондиционере комбинации воздухоохладителей, использующих разные источники холода или непосредственное дублирование (резервирование) самих агрегатов. Комбинированные системы могут состоять из двух жидкостных воздухоохладителей или комбинации из охладителя прямого испарения и жидкостного охладителя. Хладоновый охладитель является испарителем холодильной машины, а жидкостной соединен с чиллером.
Монтаж и установка прецизионных кондиционеров
Моноблочные модели могут быть установлены как снаружи, так внутри помещения. Наружный монтаж усложняет обслуживание, но улучшает доступ воздуха. При установке внутри помещения, необходимо подводить воздуховоды. Но обслуживание моноблока производить проще.
Потолочные модели обычно устанавливают по центру охлаждаемого или обогреваемого помещения. Подвод и отвод воздуха происходит через систему вентиляции или отдельные каналы. Часто эти модели устанавливают в подвесном потолке.
Шкафные прецизионные кондиционеры обычно устанавливают в помещении, которое необходимо кондиционировать. Оптимальным решением для охлаждения таких помещений является установка фальшпола. В таком случае кондиционер забирает нагретый воздух в верхней части, охлаждает его и подает под фальшпол. Оттуда он через вентиляционные решетки расходится по всему помещению.
Источники :
vteple.xyz
promventholod.ru
