Вентилаторни конвектори

01.03.2010, Брой 2/2010 / Технически статии / ОВК оборудване

 

Климатична система, базирана на въздухоохлаждаем водоохлаждащ термопомпен агрегат (по-познат като чилър) и вентилаторни конвектори, е сред наложилите се решения при изграждането на системи за централна климатизация. Тя е подходяща за поддържане на благоприятен микроклимат в големи сгради с различно предназначение, в които могат да се включват както помещения със сходни, така и с напълно различаващи се функции.

Системата позволява различни варианти на конфигуриране, както по отношение на използваните вентилаторни конвектори - вертикални, хоризонтални, канални, касетъчни, корпусни, конзолни, така и спрямо поддържаните режими на работа - само отопление, само охлаждане или едновременно отопление и охлаждане.

Елементи на системата
Обикновено системата за климатизация включва чилър (явява се основен източник на студ, охлаждайки водата, постъпваща в топлообменника на конвектора през топлия период на годината) и вентилаторните конвектори (агрегати, намиращи се в помещението). Други елементи на системата са още:
- Централна система за кондициониране на въздуха, осигуряваща първичната му обработка. Функционалните блокове, които се включват в състава й, се определят в зависимост от климатичните условия в съответния район;
- Помпена станция, обезпечаваща циркулацията на студоносителя в тръбопроводната система и необходимия хидравличен режим;
- Източник на топлина, обикновено котел. Възможно е използването и на централна топлопреносна мрежа;
- Циркулационна помпа;
- Мембранен разширителен съд в съответния циркулационен контур;
- Система от въздуховоди, по които първичният въздух постъпва в помещението; 
- Система от тръбопроводи за циркулация на топлоносителя; 
- Система от тръбопроводи за циркулация на студоносителя; 
- Система от тръбопроводи за отвеждане на кондензата; 
- Регулиращи устройства;
- Система за управление.

Специфики на използваните чилъри
Чилърите са хладилни машини, широко използвани в практиката при климатизация на различни по големина и предназначение сгради. Използват се предимно за охлаждане на помещенията, но голяма част от чилърните системи могат да работят и в термопомпен режим. Съществуват достатъчно данни от практиката, свидетелстващи че приложението на чилър-термопомпа би могло да доведе до намаляване на енергийните разходи за отопление на сградата по време преходните сезони, а в някои случаи и през студените зимни месеци.
Едно от основните предимства на чилърите е широкият диапазон, в който варира мощността им по отношение на студопроизводството. Предлагат се модели с мощност от няколко киловата до няколко хиляди киловата. Те, също така, позволяват независимо регулиране на температурата в различните помещения и дават възможност за допълнително разширяване на системата.
Чилърите обикновено се класифицират на база на няколко основни признака:
- В зависимост от вида на хладилния цикъл чилърите условно се разделят на две основни групи - абсорбционни и компресорни, като в практиката по-често срещани са компресорните.
- В зависимост от начина на охлаждане на кондензатора - с въздушно охлаждане, с осов или центробежен вентилатор, както и чилъри с водно охлаждане на кондензатора.
- В зависимост от конструктивното си изпълнение - с вграден кондензатор и чилъри с изнесен кондензатор. В първия случай чилърът представлява автономна хладилна машина, а във втория кондензаторът се монтира извън помещението, докато самият чилър се разполага вътре в сградата.

Режими на работа на чилъра
Когато чилърът работи в режим на охлаждане намиращият се в изпарителя хладилен агент кипи, в следствие на отнеманата топлина от охлажданата среда. Преминал в парообразно състояние, хладилният агент ниско налягане постъпва в компресора за сгъстяване до налягане на кондензация. Парата с високо налягане в кондензатора се превръща в течност с високо налягане, която се събира в ресивер. След това преминава последователно през филтър-изсушител, електромагнитен клапан и терморегулиращ вентил, в който се превръща в течност с ниско налягане, за сметка на понижаване на налягането до стойности, характерни за изпарение. Накрая постъпва в изпарителя.
При работа на чилъра в термопомпен режим, топлообменниците сменят своите функции: изпарителят става кондензатор, а кондензаторът - изпарител. В него се подвежда топлина от нископотенциален източник, течният хладилен агент кипи при ниско налягане и се превръща в пара с ниско налягане. Преминавайки през четирипътен вентил, в който с помощта на шибър се променя превключването на ходовете, парата с ниско налягане постъпва в компресора, където се превръща в пара с високо налягане. След това постъпва в кондензатор, където топлината на кондензация се използва за нагряване на вода. От кондензатора течността с високо налягане, по обходен тръбопровод с обратен клапан, преминава през трипътен вентил и постъпва в ресивера, откъдето аналогично на предходната схема преминава през съответното оборудване, превръща се в течност с ниско налягане и постъпва в изпарителя.





Какво обхваща агрегата вентилаторен конвектор?
Вентилаторните конвектори са агрегати, включващи: вентилатор, топлообменник, филтър за очистване на въздух и пулт за управление. Характеризират се с добри топлотехнически характеристики, висока ефективност и множество варианти за монтаж, позволяващи реализацията на различни интериорни решения. В зависимост от конкретния си вид, конвекторът е подходящ за монтаж под прозореца на помещението, на стената, под тавана или в окачен таван. Вентилаторните конвектори са подходящи за използване както за охлаждане, така и в качеството на основно или допълнително отопление в помещения с различно предназначение.
Принципът им на действие се основава на конвективния топлообмен. Посредством вентилатор, въздухът от помещението постъпва в конвектора, където се загрява или се охлажда. След това преминава през топлообменник и решетка, като се подава отново в климатизираното помещение. Предлагат се и модели конвектори, които се присъединяват към вентилационна мрежа. От нея в конвектора постъпва пресен, пречистен и топлинно обработен въздух от централна климатична инсталация. Такъв конвектор осигурява подаването на свеж въздух за отопление и охлаждане.

Конвектори с един или с няколко топлообменника
В конструкцията на вентилаторния конвектор могат да бъдат включени един или два топлообменника. Тези с един топлообменник са сезонни агрегати, лятото се използват за охлаждане, а зимата - за отопление. Конвекторите с два топлообменника се прилагат в универсални системи, способни са едновременно да охлаждат, отопляват или да проветряват различни части от сградата.
Когато вентилаторните конвектори се използват и като отоплителни тела се препоръчва с цел повишаване на надеждността на работа на системата, в едно помещение да се поставят не един, а два и дори повече вентилаторни конвектора със същата мощност. Целта е осигуряване на резерв. Те се разполагат равномерно под прозорците и външните ограждения.
При охлаждане на въздуха в топлообменника на конвектора под точката на роса започва образуване на кондензат по повърхността му. По тази причина вентилаторните конвектори обикновено са снабдени с ваничка, в която се събира кондензата. Подходящо решение за отвеждане на кондензата е организиране на система от дренажен тръбопровод, по който той се отвежда в канализацията.
За по-голямо удобство при експлоатация, конвекторите са оборудвани с дистанционно управление и система за автоматизация, позволяваща групово управление и индивидуален контрол на всеки конвектор в автоматичен или ръчен режим.

Елементи на помпената станция
Сред основните елементи на системата чилър-вентилаторни конвектори е помпената станция. Тя осигурява циркулация на топлоносителя между чилъра и вентилаторните конвектори. В качеството на топлоносител (студоносител) се използва вода или незамръзваща течност на основата на гликол. Помпената станция обхваща следните съоръжения:
- Циркулационна помпа осигуряваща необходимото налягане на топлоносителя в тръбопроводната система;
- Мембранен разширителен съд, необходим за компенсация на температурното разширение или свиването на топлоносителя.
- Спирателна арматура, необходима за обслужване на системата;
- Акумулиращ съд, тъй като топлинното натоварване се променя в зависимост от частта от денонощието или съответния сезон. В процеса на експлоатация на системата възникват периоди, в които студопроизводството на чилъра съществено превишава реалните потребности. В подобни случаи чилърът поддържа режим на работа, краткотрайни импулси на включване и изключване. Честото пускане на компресора обаче, води до бързото му износване и до намаляване на експлоатационния му срок. За да се предотврати това, в системата се включва акумулиращ съд, обемът на който се определя от възможното топлинно натоварване и количеството на топлоносителя в системата. Тогава сумарният обем и топлинният капацитет на топлоносителя се увеличават, благодарение на което интервалът между включване/изключване на компресора се увеличава.
Работата на помпената станция обикновено се управлява от система за управление и защита. Тя контролира режима на работа на помпената станция, сигнализира и изключва системата в случай на възникване на опасна ситуация (повишено налягане в хидравличната система, възникване на риск от замръзване на топлоносителя и т.н.).




Използва се основно за климатизация
Системата чилър - вентилаторни конвектори се използва предимно за климатизация на помещения. От чилъра към топлообменника на вентилаторния конвектор, по система от тръбопроводи, се подава охладена вода. Преминавайки през конвектора, тя охлажда въздуха в помещението и се връща отново към чилъра. Както вече споменахме, при използването на хладилни машини с реверсивен хладилен цикъл, работещи като термопомпа, системата би могла да бъде използвана и за отопление, през преходните сезони, а така също и през студените месеци в годината.
Използването на чилър, работещ в термопомпен режим, в сравнение с електрическите източници на топлина, води до предпоставки за реализиране на съществени икономии на енергия. Термопомпите са сериозна алтернатива на традиционното отопление с котел, а също така удовлетворяват все по-сериозните изисквания за защита на околната среда. Нископотенциалната енергия, подвеждана към топлообменника (изпарителя) на чилъра-термопомпа се извлича от околния въздух при монтажа на чилъра извън сградата, от въздуха, отделян от системата за вентилация, или при смесването им, ако чилърът е монтиран вътре в сградата. Добре е да се има предвид обаче, че ефективността на работа на термопомпата в значителна степен се определя от параметрите на източника на нископотенциална топлина - с падането на температурата на външния въздух, както и при относително голяма разлика между температурата на кондензация и на изпарение, се стига до бързо намаляване на топлопроизводителността на чилъра.

Едновременно отопление и охлаждане на сградата
Приема се, че системата чилър - вентилаторни конвектори може успешно да замени отоплителните уреди в условията на мека зима, тъй като при повреда на вентилатора или при неизправност на електродвигателя топлопроизводителността на конвекторите се понижава и би могла да се окаже недостатъчна при по-сурови зимни условия. Затова системата често се комбинира с допълнителен източник на топлина - котел или централна отоплителна система.
Конкретният режим на работа се определя в зависимост от годишния период, разположението на помещенията в сградата, спецификите на технологичния процес. Обикновено в обществените сгради помещенията незначително се различават като функционално предназначение. Затова възниква необходимост от едновременното им охлаждане през топлия период и отопление в студения. Само в преходните сезони, в кратки промеждутъци от време, е възможно да се наложи охлаждането на едни и отопление на други помещения.
При технологична климатизация на въздуха обаче, натоварването на системата за кондициониране на въздуха в отделните помещения значително се различава - по величина и по знак. В особени случаи при комфортното климатизиране, също се налага да се предвиди възможност за паралелна работа на конвекторите в различни режими.


 

Двутръбна и четиритръбна
система

В зависимост от конкретните изисквания, системата чилър - вентилаторни конвектори се проектира като двутръбна или четиритръбна. Двутръбната система се препоръчва в приложения, характерни за които са едновременната работа на всички конвектори в един и същ режим - отопление или охлаждане.
Четиритръбната система е подходяща за поддържане на различни работни режими. Нейна специфика са изпълнението на два контура за отопление и за охлаждане, което дава възможност за едновременното поддържане, във всяко помещение в сградата, независимо от годишния период на индивидуални параметри на микроклимата. Тази система е много подходяща за сгради, в които са разположени едновременно както административни помещения, така и помещения за обслужване на клиенти и технологични помещения.

Предимства на системите с чилър и вентилаторен конвектор
Системите за климатизация на въздуха с чилър и вентилаторни конвектори се характеризират с редица предимства. Например, отоплението с вентилаторни конвектори осигурява бързо загряване на въздуха в помещението при работа на вентилатора с максимална скорост на въртене на двигателя. Друго предимство е бързото размесване на въздуха в помещението, което създава равномерно температурно поле и способства за постигане на топлинен комфорт. Преимущество на системата е и възможността за бързо охлаждане на помещението при изключване на системата в случай на необходимост. Това позволява да се постигне по-висока гъвкавост на регулиране в сравнение с традиционните системи за отопление. В неработните часове отоплението на помещенията би могло да се осъществи чрез използване на възможностите на естествената конвекция на въздуха.
Недостатък на системата е шумът, създаван при работата на вентилатора, с който е оборудван конвекторът. Като друг недостатък на системите би могла да се определи и консумацията на електроенергия. Те обаче, се компенсират за сметка на гъвкавото индивидуално регулиране на топлинната и хладилната мощност на конвектора във всяко помещение и на мощността на чилъра при намаляване на натоварването на системата за кондициониране на въздуха. Предимство на системата е и отсъствието на прегрев в преходните периоди. Загубите на електроенергия, консумирана от чилъра, също биха могли значително да се намалят при работата му през нощта, при наличие на акумулиращи способности.



 

 

ОЩЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМАТА

Високотехнологични спортни съоръжения - част 1Технически статии

Високотехнологични спортни съоръжения - част 1

Съвременните високотехнологични спортни зали и съоръжения предлагат все повече функционалност и удобства за посетителите. Те се превръщат в свързани, интелигентни и енергийно ефективни, интерактивни и автоматизирани развлекателни центрове, които позволяват на потребителите да вземат участие в случващото се спортно събитие или сценично мероприятие

IoT в системите за сигурностТехнически статии

IoT в системите за сигурност

Наред с домашната и сградна автоматизация, сред технологичните области, най-силно повлияни от бума на IoT решения, са системите за сигурност в дома и сградата. Концепцията за повсеместна свързаност на всички смарт устройства по света разкрива нови възможности пред собствениците, мениджърите и ползвателите на недвижима собственост.

Професионални кухненски вентилационни системиТехнически статии

Професионални кухненски вентилационни системи

Кухненските вентилационни системи са задължителни в професионалните кухни и са въведени като законово изискване. Средата в тези обекти трябва да бъде строго контролирана, за да се осигури безопасната и здравословна работа на персонала

Мениджмънт на електроенергията в интелигентния домТехнически статии

Мениджмънт на електроенергията в интелигентния дом

В интелигентните домове е налице двупосочна комуникация от и към комуналната мрежа, осъществявана посредством умни измервателни уреди, които взаимодействат динамично с мрежовата система, получават сигнали от доставчика на услуги и отговарят с информация за потреблението и диагностиката.

Тенденции в биодинамичното осветлениеТехнически статии

Тенденции в биодинамичното осветление

Нарастваща популярност през последното десетилетие добиват концепциите за биодинамично осветление, базирани на биологичните потребности на човека и цикличните промени в природата – редуването на ден и нощ и смяната на сезоните.

Новости във видеонаблюдението на строителни площадкиТехнически статии

Новости във видеонаблюдението на строителни площадки

Сигурността на строителните обекти продължава да е критичен въпрос дори и в съвременната високотехнологична епоха, макар че новостите във видеонаблюдението предлагат широки възможности за превенция и контрол на кражби и вандалски прояви


 

Уеб дизайн от Ей Ем Дизайн. Списание ТД Инсталации. TLL Media © 2018 Всички права запазени. Карта на сайта.

Top