некоторые материалы к лекциям

1. Основы теории
кондиционирования
Университет машиностроения
Ермолаев Андрей Евгеньевич, к.т.н.
www.ermlv.com

2. Немного истории
Египет, Индия, Персия, Китай, а затем Греция и Рим
• древние римляне с помощью циркуляции воды из акведуков
внутри стен зданий охлаждали их. Но поскольку такое
использование воды было довольно дорогим, только очень
богатые могли позволить себе такую роскошь.
• в средневековой Персии были здания, которые использовали
систему цистерн и ветряных башен-воздуховодов для охлаждения
помещений во время жаркого сезона: цистерны (большие
открытые бассейны в центральных двориках, а не подземные
вместилища) собирали дождевую воду, ветряные башни имели
окна что ловили ветер, и систему внутренних лопастей,
направляющих воздушный поток вниз в здание, обычно над
цистерной и обратно через выводящую ветряную башню. Вода из
цистерны испарялась, охлаждая воздух в здании.
©ermlv.com

3. Кондиционирование воздуха в помещениях предусматривается
для создания и поддержания в них:
• установленных нормами допускаемых условий воздушной среды,
если они не могут быть обеспечены более простыми средствами;
• искусственных климатических условий в соответствии с
технологическими требованиями внутри помещения или части их
круглогодично или в течение теплого либо холодного периода года;
• оптимальных (или близких к ним) гигиенических условий
воздушной среды в производственных помещениях, если это
экономически оправдано увеличением производительности труда;
• оптимальных условий воздушной среды в помещениях
общественных и жилых зданий, административных и
многофункциональных, а также вспомогательных зданий
промышленных предприятий.
Цели©ermlv.com

4. Практическое использование©ermlv.com

5. Кондиционер – неотъемлемая часть
современной жизни
©ermlv.com

6. Кондиционер – неотъемлемая часть
современной жизни
©ermlv.com

7. Основные производители кондиционеров
DAIKIN
GENERAL CLIMATE
DANTEX
GREE
HITACHI
LG
MITSUBISHI HEAVY
PANASONIC
POLARIS
SAMSUNG
TOSHIBA
SANYO
CARRIER
©ermlv.com

8. Баркалов Б. В., Карпис Е. Е.
©ermlv.com

9. Тепловые комфортные условия©ermlv.com

10. Влияние на производительность труда©ermlv.com

11. © ermlv.com

12. Параметры, влияющие
на комфорт климата
• Температура
• Влажность
• Подвижность
• Газовый состав
©ermlv.com

13. I-d диаграмма влажного воздуха (диаграмма Рамзина)
4 взаимосвязанных
параметра
• i
• d
• t
• ϕ
Для определения состояния воздуха
достаточно знать любые два
параметра диаграммы.
©ermlv.com

14. Точки росы и мокрого термометра©ermlv.com

15. Основные процессы©ermlv.com

16. Абсолютная и относительная влажность
Абсолютная влажность воздуха — физическая величина,
показывающая массу водяных паров, содержащихся в 1 м³ воздуха (то
есть [г / м³] ).
Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе. Обычно
обозначается буквой f.
Абсолютная влажность воздуха рассчитывается по следующей
формуле:
Относительная влажность — отношение парциального
давления паров воды в газе (в первую очередь, в воздухе) к
равновесному давлению насыщенных паров при данной температуре.
Обозначается греческой буквой φ .
©ermlv.com

17. Основные параметры влажного воздуха (ВВ)
• плотность;
• теплоемкость;
• температура;
• влагосодержание;
• парциальное давление водяного пара;
• относительная влажность;
• температура точки росы;
• энтальпия (теплосодержание);
• температура по мокрому термометру.
Термодинамические параметры определяют состояние ВВ и определенным
образом связаны друг с другом.
Особыми, нетермодинамическими параметрами, являются подвижность
(скорость воздуха) и концентрация вещества (кроме влаги). Они никак не
связаны с остальными термодинамическими параметрами и могут быть любыми
независимо от них.
©ermlv.com

18. Требования по кондиционированию и
вентиляции
©ermlv.com

19. © ermlv.com

20. Требования к надежности
Под надежностью систем
кондиционирования воздуха (СКВ)
и систем вентиляции (СВ)
понимают свойство обеспечить
заданные параметры в объекте,
подачу в помещение заданного
количества воздуха и пределы
соответствия оборудования и
систем условиям использования,
технического обслуживания,
ремонтов и хранения.
При общей оценке и анализе надежности, СКВ и СВ должны быть
представлены в виде набора элементов первого порядка – систем. Они
подразделяются на элементы второго порядка – подсистемы, которые
состоят из функциональных узлов: аппаратов, вентиляторов, двигателей,
насосов, клапанов, трубопроводов и др. (элементы третьего порядка).
©ermlv.com

21. Как выбрать кондиционер
1. Какие кондиционеры подходят для решения
проблемы?
1.1 Расчет мощности кондиционера
1.2 Выбор типа кондиционера: мобильный, настенный,
оконный, канальный, кассетный…
2. Какой из подходящих кондиционеров выбрать?
Нужно уточнить, какие функции будет выполнять
кондиционер, и выбрать модель и производителя
кондиционера.
2.1 Основные функции и режимы работы кондиционера
2.2 Дополнительные функции и свойства кондиционеров
2.3 Выбор фирмы-производителя кондиционера: Sanyo,
LG, Panasonic, DAIKIN
2.4 Цены на кондиционеры
3. Экономия времени и денег при выборе кондиционера
Как сэкономить, чтобы это не отразилось негативно на
качестве работы кондиционера?
3.1 На чем можно, а на чем нельзя экономить при покупке
кондиционера
©ermlv.com

22. На чем сэкономить?
Не экономьте на этом при покупке кондиционера:
• Производительность кондиционера. Не покупайте кондиционер с недостаточной мощностью для Вашего
помещения. Такой кондиционер, хотя и стоит несколько дешевле, но будет работать в форсированном режиме
и быстро выйдет из строя.
• Неквалифицированный монтаж. Неправильно установленный и подключенный кондиционер скоро
сломается, и никакой экономии у Вас не получится.
• Качество оборудования. Не рекомендуем покупать кондиционеры неизвестных производителей или в
фирме, о которой Вы ничего не знаете.
• Не экономьте на времени, необходимом специалистам климатической фирмы для осмотра помещения, а
монтажникам – для установки кондиционера. «Побыстрее» в данном случае означает «менее качественно».
• Не пытайтесь сэкономить время на чтении инструкций и правил пользования кондиционером.
Можете сэкономить на этом при покупке кондиционера:
• Можете купить кондиционер с меньшим числом дополнительных функций (стандарт-класс). Многие
производители выпускают серии высококачественных, но недорогих кондиционеров стандарт-класса.
• Выберите кондиционер модели прошлого года. По функциональным особенностям он может ничем не
отличаться от новейших, но производитель дает дополнительную скидку.
• Перед покупкой узнайте о скидках и распродажах кондиционеров.
• Покупайте кондиционер не в сезон (то есть не в летнюю жару, а заранее).
• Сэкономить значительную сумму Вам помогут советы менеджера (например, для кондиционирования целой
квартиры он посоветует мультисплит-систему вместо 3 отдельных настенных кондиционеров).
• Кондиционеры недорогих, но известных брендов. Например, кондиционеры SANYO по основным и
дополнительным функциональным особенностям аналогичны кондиционерам более дорогих брендов, к
примеру DAIKIN.
©ermlv.com

23. Конструкция
кондиционера

24. Как устроен кондиционер©ermlv.com

25. Рабочий цикл©ermlv.com

26. Рабочий цикл©ermlv.com

27. Работа
кондиционера
на холод
Работа
кондиционера
на тепло
©ermlv.com

28. Основные элементы
Основными узлами любого местного автономного кондиционера (как и
любой холодильной машины) являются:
• Компрессор — сжимает рабочую среду — хладагент (как правило —
фреон) и поддерживает его движение по холодильному контуру.
• Конденсатор — радиатор, в котором происходит процесс перехода
фреона из газообразной фазы в жидкую (конденсация). Для высокой
эффективности и длительной эксплуатации преимущественно
изготавливается из меди и алюминия.
• Испаритель — радиатор, в котором происходит процесс перехода из
жидкой фазы в газообразную (испарение). Также в основном
изготавливается из меди и алюминия.
• ТРВ (терморегулирующий вентиль) — трубопроводный дроссель,
который понижает давление фреона перед испарителем.
• Вентиляторы — создают поток воздуха, обдувающего испаритель и
конденсатор. Используются для более интенсивного теплообмена с
окружающим воздухом.
©ermlv.com

29. Основные неисправности и их причины
• Неполное выкипание фреона
• Утечка хладагента
• Наличие воздуха и влаги в контуре
©ermlv.com

30. Инверторный кондиционер
Преимущества инверторных кондиционеров:
• возможность плавного пуска двигателя, что исключает пусковые перегрузки;
• возможность экономии электроэнергии от 15% до 50%;
• возможность плавного регулирования мощности охлаждения как вручную, так и
автоматически;
• возможность более точного поддержания заданной температуры за счёт плавного
повышения или понижения энергопотребления
©ermlv.com

31. Бытовые
кондиционеры

32. Оконный кондиционер
Улица
Помещение
©ermlv.com

33. Цена: 7 - 15 тыс. руб.
Оконный кондиционер
1 - конденсатор;
2 - крыльчатка осевого вентилятора;
3 - электродвигатель с двухконсольным валом;
4 - перегородка;
5 - регулируемая заслонка для подачи наружного воздуха;
6 - крыльчатка тангенциального вентилятора;
7 - испаритель;
8 - пульт управления;
9 - капиллярная трубка;
10 - компрессор.
©ermlv.com

34. Оконный кондиционер©ermlv.com

35. Мобильные кондиционеры
Цена: 30 - 50 тыс. руб.
©ermlv.com

36. Мобильные кондиционеры (сплит)©ermlv.com

37. Сплит-системы©ermlv.com

38. Типология сплит-систем©ermlv.com

39. Основные элементы сплит-системы
• Наружный блок
• Внутренний блок
• Пульт управления
• Трубопроводы
• Сетевой шнур
©ermlv.com

40. Наружный блок
• Компрессор
• Конденсатор
• Осевой вентилятор
• Кронштейны
©ermlv.com

41. Сплит-системы©ermlv.com

42. Внутренний блок (напольно-потолочный)©ermlv.com

43. Внутренний блок (колонный)
Колонные кондиционеры используют в помещениях большого объема,
где нежелательно нарушать архитектурных особенностей зданий
(стены и потолок).
Колонные кондиционеры по
габаритам напоминают
холодильник, имеют большой
вес и устанавливаются на полу.
Колонные кондиционеры
требуют сравнительно большой
площади для своего
размещения, поскольку создают
сильный поток охлажденного
воздуха, который не позволяет
находиться в непосредственной
близости от работающего
кондиционера.
©ermlv.com

44. Внутренний блок (кассетный)
Цена: около 60 тыс. руб.
Сплит-системы кассетного типа
встраиваются в подвесной потолок.
Равномерное охлаждение/обогрев
помещения достигаются за счет
подачи воздуха сразу в 4-х
направлениях.
©ermlv.com

45. Канальный кондиционер
Цена: 30 - 150 тыс. руб.
©ermlv.com

46. Мультисплит-системы
Мультисплит-система
отличается от обычной сплит-
системы тем, что к одному
наружному блоку
подключается несколько
внутренних. При этом
внутренние блоки могут
отличаться не только
мощностью, но и типами.
©ermlv.com

47. VRF-системы
Variable Refrigerant Flow – переменный поток хладагента
©ermlv.com

48. Внутренние блоки VRF-системы©ermlv.com

49. Промышленные
кондиционеры

50. Промышленные кондиционеры©ermlv.com
• Крышные кондиционеры
• Шкафные кондиционеры
• Прецизионные кондиционеры

51. Крышные кондиционеры
Характеризуются
©ermlv.com

52. Шкафные кондиционеры
Моноблоки для производственных,
промышленных помещений и помещений общего
пользования с площадью от 90 до 1800 м2, где
необходимо круглосуточное кондиционирование
или поддержание определенной температуры.
200 тыс. – 2 млн. руб.
10 – 190 кВт
©ermlv.com

53. Прецизионные кондиционеры
Прецизионное кондиционирование
применяется в помещениях, где
жизнедеятельность организации
сильно зависима от надежной и
бесперебойной работы
оборудования:
• вычислительные центры,
• гостиницы,
• клиники,
• аэропорты,
• супермаркеты и многие другие.
200 тыс. – 1,5 млн. руб.
5 – 50 кВт
©ermlv.com

54. Compact DX STULZ
Mini Space STULZ
Прецизионные кондиционеры
Разновидность шкафных кондиционеров,
чаще называемая прецизионными,
снабжена различными типами систем
управления с использованием микро
процессов. Такое оборудование способно
поддерживать в помещениях заданные
параметры не только температуры воздуха,
но и его влажности.
Основные производители
• Liebert
• STULZ
• Uniflair
©ermlv.com

55. Системы двойного охлаждения
TWIN COOL
Кондиционеры типа
TWIN-COOL используются
в тех случаях, когда подача
питающей холодной воды
от чиллера или системы
водоснабжения
осуществляется
с перебоями.
Микропроцессорный
контроллер автоматически
задействует фреоновый
контур при прекращении
подачи воды.
Прецизионные кондиционеры типа TWIN-COOL включают две
независимые системы охлаждения:
1) теплообменник холодной воды, подаваемой от чиллера;
2) фреоновый испаритель с конденсатором воздушного или водяного
охлаждения.
©ermlv.com

56. Системы с энергосберегающим режимом
Сочетают в себе преимущества систем двойного охлаждения и систем
непосредственного испарения с гликолевым контуром. В этот контур
дополнительно включен теплообменник-экономайзер.
При высоких наружных температурах кондиционер использует только систему
непосредственного испарения с перепуском гликолевой смеси мимо
экономайзера. В прохладное время охлаждающая жидкость через 3-х ходовой
клапан проходит через экономайзер.
При снижении температуры наружного воздуха до величины, достаточной для
покрытия теплопритоков, система непосредственного испарения полностью
отключается.
©ermlv.com

57. Системы управления прецизионными
кондиционерами
Контроллеры:
• mP3
• mP10
• mP20
©ermlv.com

58. Контроллер mP3©ermlv.com

59. Контроллеры mP10 и mP20©ermlv.com

60. СКВ для «чистых» помещений
«Чистые» помещения
необходимы для
производства продукции
в таких отраслях как:
• аэрокосмическая
промышленность;
• микроэлектронная
промышленность;
• фармацевтическая и
пищевая промыш-
ленность;
• производство
медицинских изделий и
здравоохранение.
©ermlv.com

61. Фильтры для «чистых» помещений
Система фильтрации воздуха
для чистых помещений состоит
из 3-4 ступеней. Самой
последней ступенью является
фильтр высокой эффективности,
удовлетворяющий также
требованиям стерильности
воздуха (антимикробного
загрязнения), поскольку не
пропускает микроорганизмы.
Фильтры обеспечивают необходимую чистоту воздуха. Для подготовки
воздуха необходимо использовать несколько ступеней фильтрации.
Обычно, чем выше эффективность фильтра, тем больше его
сопротивление и тем сильнее фильтр уязвим для крупных загрязнителей.
Поэтому необходимо подбирать фильтры таким образом, чтобы
обеспечить эффективность, длительность эксплуатации и
производительность.
©ermlv.com

62. Циркуляция воздуха в «чистых» помещениях
1.
©ermlv.com

63. Центральные
кондиционеры

64. Центральные кондиционеры
Центральные кондиционеры
предназначены для обслуживания
помещений занимающие большую
площадь и большой объем.
Центральные кондиционеры нашли
самое широкое применение в
комфортном и технологическом
кондиционировании.
Центральные кондиционеры,
представляют собой
неавтономные кондиционеры,
снабжаемые извне холодом
(подводом холодной воды или
незамерзающих жидкостей),
теплом (подводом горячей воды
или пара) и электроэнергией для
привода вентиляторов, насосов,
запорно-регулирующих аппаратов
на воздушных и жидкостных
коммуникациях и пр.Центральный кондиционер состоит
из отдельных типовых секций,
герметично соединенных между
собой. Корпус кондиционера
исполнен на базе каркаса из
алюминиевых профилей, к которым
крепятся постоянные и съемные (для
доступа к агрегатам) панели.
©ermlv.com

65. Центральные кондиционеры
Современные центральные кондиционеры выпускаются в виде набора
стандартных модулей, каждый из которых выполняет определенную
функцию:
• Секция охлаждения.
• Секция нагрева.
• Вентиляторная секция.
• Секция шумоглушения.
• Секция увлажнения.
• Секция фильтрации.
• Теплоутилизаторы.
©ermlv.com

66. Схема расположения секций
1 – секция глушения шума;
2 – секция вентиляторов;
3 – промежуточная секция;
4 – приемная секция;
5 – дополнительная секция.
©ermlv.com

67. Система «чиллер-фанкойл»
Область применения систем с чиллерами и
фанкойлами
Здания, где требуется индивидуальное
регулирование температуры в отдельных
помещениях:
• Офисные центры
• Гостиницы
• Больницы
• Торговые комплексы
• Жилые здания
©ermlv.com

68. Чиллер – машина для охлаждения хладоносителя
©ermlv.com

69. Фанкойлы – местные доводчики©ermlv.com

70. Конструкция фанкойла©ermlv.com

71. Система чиллер-фанкойл©ermlv.com

72. Насосные станции©ermlv.com

73. Аккумулирующий бак
Применение аккумуляционных систем позволяет уменьшить
количество устанавливаемых холодильных машин и способствует
выравниванию суточного графика нагрузки энергосистемы.
Аккумуляционную способность баков-аккумуляторов, включая
систему холодоснабжения, рассчитывают не менее чем на 15-
минутную мощность одной (наименьшей) из установленных на
станции холодильных машин. При расчете баков-аккумуляторов
(включая аккумуляционную способность системы
холодоснабжения) для турбокомпрессорных машин учитывают
непрерывную работу их в течение не менее 7 ч при возможности
регулирования холодильной мощности (пределы регулирования
устанавливаются заводом-изготовителем).
©ermlv.com

74. Чем отличается система «чиллер-фанкойл» от VRF
©ermlv.com