Системы центрального кондиционирования, по свидетельству компетентных источников, продолжают победное шествие по стране. Наряду с жаркой порой в этом «повинны» широко развернувшиеся в последнее время реконструкция и строительство.

Сегодня подобные системы доминируют среди оборудования для комплексного кондиционирования преимущественно в силу своей модульности и удобства управления. В разное время«взятые на вооружение» рядом производителей они практически не поддаются«внутривидовому» сравнению. В то время как иной брэнд в пресс-релизе убедительно хвалит малый вес наружного блока VRF, Daikin, как основатель направления, представляет уже очередное новое поколение системы— VRVII, ушедшее от собственных разработок начала 80-х годов так же далеко, как Pentium IV от 286го процессора…

Стиль нового столетия

Первые так называемые монолитные дома появились на Западе еще в 70годах прошлого века. В середине 90х такие здания начали возводиться и у нас в качестве наиболее «элитных» сооружений. В последнее время наблюдается не только устойчивый рост подобных конструкций, но и постепенное проникновение монолитного строительства в так называемый эконом-сектор.
    Отличительные принципы монолитного строительства просты: здание не «склеивается» из панелей и не«складывается» из кирпичей. Оно «отливается» из бетона по форме, задаваемой так называемой опалубкой, материалом для которой в последнее время все реже служит дерево и все чаще — алюминий и легированная сталь. Бетон, естественно, армируется, становясь железобетоном. Монолит на сегодняшний день является лидером в прочности, сейсмоустойчивости и… в цене за квадратный метр. Количество сооружений этого типа неуклонно растет. Монолитная технология дает ряд важных преимуществ: во-первых, отлить можно все, что угодно: хоть Храм Христа Спасителя, хоть новую «высотку». Во-вторых, владелец квартиры в монолитном доме получает невиданную ранее свободу планировки, возможную в связи с применением новых конструкционных принципов, когда «несущие» стены уже не нужны.

Владимир ВЫЧУЖАНИН,

Комплексом система комфортного кондиционирования воздуха — холодильная установка (СККВ-ХУ), состоящим из десятков центральных кондиционеров, потребляется до 15%электроэнергии, вырабатываемой электростанцией пассажирского судна. Одним из путей снижения энергетических затрат является оптимизация режимов работы судовой СККВ, в результате чего изменяется последовательность обработки воздуха в центральном кондиционере в зависимости от значений параметров наружного воздуха и воздуха в обслуживаемых системой помещениях[1]. При оптимальных режимах работы судовой СККВ дальнейшее снижение энергозатрат может быть достигнуто рассмотрением СККВ совместно с системой тепло и холодоснабжения. Результатом такого подхода должно быть использование в комплексе СККВ-ХУ энергетического потенциала греющего теплоносителя и оптимизация режимов работы ХУ. Для этого необходимо определить наиболее эффективные режимы функционирования комплекса, а также синтезировать на этой основе систему автоматического управления (САУ) процессами кондиционирования воздуха.

Комплекс СККВ-ХУ представляет собой техническую систему, для исследования которой применим подход, опирающийся на использование термодинамических потенциалов при анализе процессов превращения энергии в системе [2]. Использование определяемой эксергии на основе построенной термодинамической методики позволяет решать различные технические задачи.

В настоящее время эксергетический метод широко используется для определения термодинамического совершенства процессов, протекающих в различных энергетических установках, в меньшей степени — в автоматизированных системах и аппаратах кондиционирования воздуха. Применение эксергетического анализа позволяет выбрать энергетически эффективную систему организации работы автоматизированного комплекса СККВ-ХУ путем технико- итермодинамического сравнения различных вариантов с последующей оптимизацией режима работы, при которой последовательность обработки воздуха в центральном кондиционере изменяется в зависимости от значений параметров наружного воздуха и воздуха в помещении. Цель эксергетического анализа —оценка эффективности агрегатов (тепломассообменных аппаратов, компрессора, насосов, вентилятора, сети воздуховодов) и комплекса СККВХУ в целом на основе определения эксергетического к.п.д. На основе известных параметров проведен термодинамический анализ реального центрального неавтономного кондиционера типа КВ63/25 (ООО «Завод Экватор» г. Николаев) с одноступенчатой парокомпрессионной холодильной машиной. Центральный агрегат предназначен для кондиционирования воздуха при температуре воздуха на входе от 10 °С (режим нагрева) и от 20до 45 °С (режим охлаждения); количестве наружного (Gw) от 2,5 до 10 кг/с; объёмном расходе воздуха (V) от 0,7 до1,75 м3/с; полном избыточном давлении(p) от 1619 до 2452 Па; теплопроизводительности (Qт) с учётом увлажнения от 69,4 до 175 кВт, без учёта увлажнения от 56 до 140 кВт; холодопроизводительности (Q0) от 52 до 131 кВт; расходе хладоносителя от 4,4 до 8,05 кг/с.Воздух после обработки в кондиционере поступает по двум каналам в каютные воздухораспределители, установленные в обслуживаемых СККВ помещениях.

Первый признанный историками техники комнатный кондиционер, выпущенный в 1929 году компанией «General Electric», работал на аммиаке. Это вещество небезопасно для человека, что в значительной мере сдерживало развитие холодильной техники.

Проблема была разрешена в 1931 году, когда был синтезирован безвредный для человеческого организма хладагент— фреон. Впоследствии было синтезировано более четырех десятков различных фреонов, отличающихся друг от друга свойствами и химическим составом. Наиболее дешевыми и эффективными оказались R-11, R-12, которые долгое время всех устраивали. Правда, в последние 15 лет они попали в немилость из-за своих зоноразрушающих свойств. Вообще, бурная эволюция хладагентов в последние 15 лет связана в основном с проблемами экологии. Используемые в кондиционерах и холодильниках фреоны были названы главными виновниками печально известных озоновых дыр (что весьма сомнительно). Так это на самом деле или нет, но 1987 году был принят Монреальский протокол, ограничивающий использование озоноразрушающих веществ. В частности, согласно этому документу, производители будут вынуждены отказаться от использования фреона R-22, на котором сегодня работает 90 % всех кондиционеров. В большинстве европейских стран продажа кондиционеров на этом фреоне будет прекращена уже в 2005 году. И многие новые модели уже поставляются в Европу только на озонобезопасных хладагентах — R-407C и R-410A.

В отличие от традиционных хладагентов, R-407C и R-410A являются смесями различных фреонов, а потому менее удобны в эксплуатации. Так в состав R-407C,созданного в качестве альтернативы R-22,входят три фреона: R-32 (23 %), R-125(25 %) и R-134a (52 %). Каждый из них отвечает за обеспечение определенных свойств: первый способствует увеличению производительности, второй — исключает возгорание, третий — определяет рабочее давление в контуре хладагента.

Эта смесь не является изотропной, а потому при любых утечках хладагента его фракции улетучиваются неравномерно, и оптимальный состав меняется. Таким образом, при разгерметизации холодильного контура кондиционер нельзя просто до заправить. Остатки хладагента необходимо слить и заменить новым. Именно это и стало основным препятствием для распространения R-407C.

К тому же его «экологичность» на практике может привести к дополнительной нагрузке на окружающую среду. Эвакуированный из кондиционеров фреоне обходимо утилизировать, а в России или странах Азии с этим никто не станет связываться. Его просто стравят в ближайшей подворотне. И хотя для озонового слоя R407C не опасен, он является одним из наиболее сильных «парниковых газов».

В данной статье мы рассмотрим способы альтернативного использования циркуляционных насосов малой мощности с переменным расходом теплоносителя вместо модулирующих клапанов, контролирующих расход теплоносителя в гидравлических системах.

Традиционным способом регулирования тепловой или холодильной мощности камер обработки воздуха

в водяных системах кондиционирования или других ОВК систем является стратегия изменения расхода теплоносителя через теплообменники системы. Наиболее распространенное устройство, регулирующее расход теплоносителя — двухходовый модулирующий клапан. Позиция стержня клапана регулируется с помощью пневматического или электрического силового привода, что получает сигнал от автоматической системы контроля. Сигнал от температурного датчика на выходе из камеры обеспечивает контроль потока теплоносителя в замкнутом контуре.

Падение давления теплоносителя через полностью открытый модулирующий клапан составляет 50 % от давления теплоносителя в магистралях распределительной системы, обслуживающей кондиционер (рис. 1). Это обеспечивает стабильный контроль тепло или холодопроизводительности в условиях частичной нагрузки.

Теплопроизводительность спирали теплообменника кондиционера (а также любого другого гидравлического теплоизлучателя) является нелинейной по отношению к расходу теплоносителя. Эта зависимость показана на рис. 2.

Обычно спираль теплообменника достигает 50 % расчетной теплопроизводительности при всего лишь 10 % расчетного значения расхода. При низких значениях расхода, присущих условиям частичных нагрузок, производительность возрастает чрезвычайно быстро. С другой стороны, чем ближе значение расхода к расчетному, тем медленнее происходит повышение производительности.

Поэтому для компенсации этого эффекта в этом случае целесообразно использовать контрольный клапан с прямо пропорциональной зависимостью между положением шпинделя клапана и величиной нагрузки. Такие клапаны обеспечивают медленное повышение расхода при открытии механизма распределения клапана. Чем больше открывается клапан, тем быстрее увеличивается расход теплоносителя.

Результатом использования клапана, повышающего расход теплоносителя по мере его открытия в сочетании с характерной особенностью спирали теплообменника, является приблизительно линейная зависимость производительности от позиции стержня клапана. Это обеспечивает стабильный контроль расхода теплоносителя во время полного цикла работы механизма распределения клапана.

Несмотря на то, что модулирующие клапаны уже на протяжении 30 лет используются в распределительных системах с переменным расходом, они все-таки несовершенны и обладают рядом недостатков и ограничений (сложностей) в использовании.

Модулирующие клапаны являются«паразитирующими» устройствами, так как регулировка потока сопровождается рассеиванием энергии напора. В результате эта потерянная энергия оплачивается как электрическая, что обеспечивает работу циркуляционного насоса системы. Эти клапаны осуществляют контроль производительности путем «сдерживания» повышения мощности потока в системе вследствие перепада давления в трубопроводных магистралях.

Барон В. Г., к. т. н.,
директор ООО «Теплообмен», г. Севастополь

Настоящая статья посвящена вопросам вентиляции небольших современных помещений (квартиры, офисы, рабочие кабинеты, парикмахерские и массажные салоны, небольшие тренажерные залы и бассейны, сауны, прачечные и пр.). Вопросами вентиляции крупных объектов специалисты занимаются давно и на сегодняшний день уже имеются значительные положительные наработки. Актуальность же рассмотрения вопросов вентиляции небольших помещений вызвана отсутствием приемлемых специфических решений. Опыт решения соответствующих вопросов применительно к крупным объектам механически перенести на эту область не удается. Таким образом, решение этого вопроса является актуальным.

Евроокна — это хорошо или плохо?

Этот вопрос возник сразу же, как только начали применять современные энергосберегающие окна (евроокна, стеклопакеты или окна с высокоплотными притворами). Однако до поры до времени даже само наличие этого вопроса замалчивалось, а это, без преувеличения, вопрос жизни и смерти или уж, по крайней мере, здоровья людей. С одной стороны, люди, в том числе и абсолютное большинство специалистов проектантов домов, не понимали сути проблемы, а с другой — поставщикам и производителям этих окон было крайне невыгодно обращать внимание потребителей на эту неприятную особенность, связанную с установкой таких окон. Какой резон был им информировать потребителей о том, что прекрасные тепло-звукоизолирующие свойства этих окон, обеспечивающие энергосбережение и подавление наружного шума, несут в себе неотделимое от этого весьма неприятное свойство– они полностью нарушают вентиляцию, обеспечиваемую за счет эффекта инфильтрации, в расчете на которую и создавались ранее все строительные нормативные документы. В итоге человек оказывался не в комфортных условиях, которые должны были бы обеспечить евроокна, а как раз наоборот, в условиях опасных для здоровья и даже для жизни. Дело в том, что при отсутствии должной вентиляции в воздухе снижается содержание кислорода, возрастает концентрация углекислого газа и радона, увеличивается содержание вредных для человека микробов и бактерий, возрастает влажность. Все это проявляется практически сразу же после установки таких окон в случае, если держать их постоянно закрытыми и в отсутствие специальных мер по обеспечению необходимого воздухообмена, и ведет к повышенной утомляемости людей, головным болям, снижению способности концентрировать внимание, к респираторным заболеваниям и к некоторым другим специфичным проявлениям недомогания. Но есть еще и отсроченные негативные явления – повышенная влажность. Она приводит к возникновению плесени, радикально искоренить которую впоследствии очень и очень трудно, при том что некоторые разновидности плесневых грибков смертельно опасны для человека. В Европе, которая намного раньше стран СНГ стала применять такие окна (и надо подчеркнуть, в начале столь же бездумно), уже давно осознали эту проблему, там в связи с этим даже появилось понятие «синдром больного здания». И там сейчас обязательно применяются специальные меры по противодействию этому неприятному эффекту, среди которых одним из основных является использование принудительной при точно вытяжной вентиляции. К сожалению, в странах СНГ не смогли сразу учесть весь (как положительный, так и отрицательный) европейский опыт, уже имевшийся к моменту начала использования этих окон в странах СНГ. Нам предстояло пройти весь путь познания самостоятельно. Отдельные выступления и публикации некоторых специалистов в начале 2000х годов тонули в общем рекламном хоре, восхваляющем достоинства герметичных окон со стеклопакетами. Более того, даже в 2005 г.на серьезной конференции по вентиляции и кондиционированию только один докладчик, да и то вскользь, упомянул об этой проблеме. Впрочем, когда в прениях автор данной статьи поднял этот вопрос, то у слушателей возник живой интерес и стало ясно, что большинство присутствующих (а это были в значительной мере представители проектных институтов) проблему уже осознают. Возникает вопрос — что же, осознав проблему, мы должны отказаться от использования таких окон? Конечно, нет. Но применять их надо, зная не только их сильные, но и слабые стороны, причем сразу нейтрализовав их. Необходимо, чтобы все специалисты, имеющие хоть какое-то отношение к проблеме возведения и реконструкции зданий и сооружений, четко представляли проблему и знали основные меры, способные противодействовать ее развитию, причем знали и особенности применения этих мер. Необходимо исключить ситуацию, аналогичную той, невольным свидетелем которой несколько лет назад стал автор данных строк при сдаче одного из вновь построенных т.н. «элитных» домов. В процессе сдачи дома самое серьезное внимание было уделено взаиморасположению поквартирных вентканалов, их проходным сечениям и высоте труб, притом, что все квартиры были оборудованы евроокнами, а двери имели качественное, из упругой резины уплотнение. При этом всерьез произносились фразы о вентиляции квартир путем удаления воздуха из кухни, туалета и ванной. Ничего, кроме горького смеха, весь этот«цирк» вызвать не мог. И когда автор данной статьи вмешался и попытался обратить внимание на то, что никакой вентиляции не будет, его «поставили на место», со всей важностью сказав, что вентиляция будет качественной т.к. соблюдены все требования СНиП. Видимо, проверяющие, а также проектант и строители дома искренне полагали, что воздух будет проникать в квартиры сквозь стекла, или, что более вероятно, просто не хотели думать. Естественно, как потом жаловались жильцы, вентиляция«опрокинулась» и воздух в квартиру поступал через вентканал, открывающийся в туалете, и через все квартиру двигался к вентиляционному отверстию в кухне. Это сразу же предопределило определенный запах в «элитной» квартире и резко пониженную, приближающуюся куличной, температуру воздуха зимой в туалете.

Сергей БРУХ. Ассоциация «Японские кондиционеры»

         Очень часто при кондиционировании объектов с большим количеством помещений, особенно различного назначения, встает вопрос: какая система охлаждения воздуха является предпочтительной? Как правило, в тех существующих зданиях, где необходимо поддерживать индивидуальные климатические условия в каждом конкретном помещении, целесообразно использовать две системы кондиционирования воздуха: чиллер-фанкойл или мультизональные системы. Сплит-системы, даже с несколькими внутренними блоками, несмотря на свою дешевизну, не желательны, т.к. портят внешний вид здания, загромождая его наружными блоками, а системы на базе центральных кондиционеров требуют прокладывания огромного количества воздуховодов большого сечения, что возможно, в основном, на этапе строительства здания. По сравнению с ними чиллер и фанкойлы или мультизональные фреоновые системы требуют незначительного объема строительных работ, которые можно выполнить, не прекращая эксплуатации кондиционируемых помещений, или, по крайней мере, приостановить их функционирование на короткий срок. Для того, чтобы окончательно определиться с выбором системы, следует проанализировать их преимущества и недостатки с различных точек зрения. Оптимальное решение вырабатывается, как правило, на стыке интересов заказчика, проектировщика, монтажника. Рассмотрим основные этапы, которые требуется проанализировать при выборе типа оборудования:
1. Проектирование;
2. Монтаж;
3. Эксплуатация;
4. Обслуживание.

Функции современные ОВК систем давно вышли за пределы снабжения помещения теплом или прохладой

Идея измерения уровня СО2 для регулирования и контроля системы (DCV ventilation — вентиляции, управляемой по запросу) существует давно. Однако многие признают, что эта идея до сих пор больше анализируется и изучается, чем фактически применяется на практике. Тем не менее, принцип простой: не нагнетать больше внешнего воздуха, чем необходимо, так как этот воздух необходимо нагревать, охлаждать, увлажнять или осушать.

Следует рассчитать количество людей, находящихся в комнате, и рециркуляционной заслонкой установить соответствующий уровень притока свежего воздуха. Принимая во внимание, что человек выдыхает большое количество диоксида углерода, измерения уровня этого газа в помещении дает четкое представление о количестве человек, находящихся в комнате, а также предоставляет четкую информацию о соответствующем качестве воздуха в помещении. Системы DCV могут обеспечить значительную экономию энергии по сравнению с обычными вентиляционными системами, уровень воздухообмена которых основан на условии максимальной загруженности помещения людьми и составляет около 15 фт3/мин на человека. В США начинают разрабатывать законодательную базу и стандарты, регламентирующие использование СО2 датчиков. Например, Энергетический Комитет Калифорнии издал документ обязывающий использование DCV-системы для большинства помещений, где находится более 25 человек на тыс. фт2. Также стандарт 62 ASHRAE «Вентиляция для приемлемого качества внутреннего воздуха» регламентирует использование СО2 датчиков для контроля кратности воздухообмена. Система управляемой вентиляции с использованием датчика СО2 является особенно экономичной альтернативой для помещений, периодически заполняемых людьми — классы, аудитории, конференц-залы, театры и аэропорты. А также — больницы, казино крайне необходимо обеспечить правильной вентиляцией помещения и своевременно контролировать ее интенсивность.

Георгий МАРХОВСКИЙ
Компания «YORK Украина»

Инженерам по подбору холодильных машин, а также заказчикам, их покупающим, часто приходится сталкиваться с богатым выбором дополнительного оборудования. Помочь разобраться с его применением мы попробуем в этой статье. Для сужения круга рассматриваемого оборудования остановимся на чиллерах с воздушным охлаждением конденсатора.

Пуск компрессоров

Существует несколько разновидностей облегченного пуска компрессоров. Все они предназначены для снижения пусковых токов, величина которых влияет как на сечение подводимых силовых кабелей и пускателей, так и на срок жизни самого компрессора. Вот основные виды:

1. Пуск «Звезда-Треугольник», при котором двигатель стартует сначала на подключении обмоток типа «Звезда» несколько секунд, а затем по таймеру переключается на «Треугольник», позволяет снизить пусковой ток примерно в три раза по отношению к прямому пуску. Этот способ часто применяется для облегчения пуска обычных трехфазных двигателей, мощность которых выше 5,5 кВт.

2. Пуск «Звезда-Треугольник» с плавным переключением. При переключении с «Звезды» на «Треугольник» происходит кратковременный скачок пускового тока. В случае плавного переключения в силовой щит устанавливаются дополнительные пускатели и резисторы, которые сглаживают скачки тока.

3. Пуск с байпасом. Используется на поршневых компрессорах, где устанавливается байпасная линия между нагнетанием и всасыванием компрессора, которая открывается во время пуска с помощью соленоидного клапана. На винтовых компрессорах также реализован байпас, но он является частью системы управления производительностью. При пуске управляющий золотник находится в режиме минимальной загрузки и компрессор стартует на 10-20% максимальной мощности.

4. Пуск с частичным включением обмотки компрессора. Используется на поршневых компрессорах большой мощности.

5. Плавный пуск. На холодильных машинах со спиральными компрессорами, где на каждый холодильный контур приходится по нескольку компрессоров (обычно до 4), часто устанавливается устройство плавного пуска только одного компрессора в каждом контуре. При этом такой компрессор стартует последним в контуре. Пусковой ток такого компрессора на 30% ниже стандартного.