Какие типы систем кондиционирования воздуха используются в автобусах

BUS-CLUB.RU

Кондиционер

Основные элементы системы кондиционера

Из каких элементов состоит автомобильный кондиционер в машине, какие расходные материалы нужно использовать для обслуживания системы кондиционирования, какова принципиальная схема агрегата? Для начала давайте разберем, как устроен кондер.

В зависимости от модели агрегата и машины, устройство автомобильного кондиционера может отличаться:

1. Компрессорное устройство. Этот узел используется для сжатия расходного вещества — газа, а также его дальнейшего распространения по магистралям системы.
2. Терморегулирующий вентиль или ТРВ. ТРВ кондиционера автомобиля представляет собой устройство, использующееся для регулировки перегрева пара. Если данный элемент по каким-то причинам сломается, это может привести к более серьезным неисправностям в работе системы кондиционирования воздуха.
3. Конденсатор или радиаторный узел. Представляет собой теплообменник, использующийся для преобразования газа в жидкое состояние. Конденсатор позволяет выделять тепло воздушного потока, которое остается, в окружающую среду. Когда конденсатор обрабатывает воздух, его пары выходят через верхнюю часть устройства. Конденсатор передает их по магистралям системы. Если уровень давления жидкости будет слишком низким, то после того, как она попадает в конденсатор, она будет перемещаться в испаритель. Как правило, по своей конструкции эти устройства относятся к многопроточному или ленточному типу.
4. Золотник. Используется для направления потока расходного вещества при смещении подвижных компонентов системы. При поломке данного элемента герметичность системы в целом будет нарушена, соответственно, это приведет к ее менее эффективной работе. Золотник, он же ниппель, следует проверять в первую очередь, если обнаруживаются проблемы в работе кондера.
5. Муфта. Еще один немаловажный элемент, который включает в себя электросхема. Монтируется она перед компрессорным устройством. Конструкция этого компонента включает в себя катушку, прижимную пластину, а также вал. Принцип действия катушки заключается в образовании магнитного поля, когда на устройство начинает поступать напряжение.
6. Набор уплотнительных колец. Комплектующие уплотнители, как можно понять из названия, используются для уплотнения и обеспечения герметичности системы в целом. Как правило, данные комплектующие элементы чаще всего выходят из строя, то есть теряют свою эластичность, после зимних холодов. По причине их износа в системе также может произойти утечка. Если это так, то автовладельцу нужно будет приобрести комплект уплотнительных колец для автокондиционеров и произвести их замену.
7. Ресивер осушитель. Может находиться в зависимости от конструкции, в устройстве агрегата. Ресивер используется для обеспечения защиты работы компрессорного устройства, он способствует более полному испарению газа. Ресивер позволяет предотвратить попадание расходного вещества на компрессор, но нужно учитывать, что авто может быть и не оборудовано этим устройством. При отсутствии устройства функцию испарения жидкости будет выполнять моторный отсек, вернее, его высокая температура (автор видео — Nurlan Temyrbekov).

Устройство и основные элементы

Конструкция устройства считается самой сложной из всех элементов системы HVAC. Кондиционер в современном автомобиле состоит из:

• компрессора;
• конденсера (конденсатора);
• магистралей высокого и низкого давления;
• ресивера с осушителем;
• испарителя;
• расширительного клапана (дросселя);
• элементов электрооборудования (датчиков).

Система полностью герметична и закольцована магистралями. Работу кондиционера обеспечивает специальный газ – хладагент, поглощающий влагу и отдающий тепло.

Схема устройства и основных элементов системы кондиционирования

Компрессор

Давление, создаваемое компрессором, обеспечивает передвижение хладагента далее по системе кондиционирования. Разделяя всю систему на контуры высокого и низкого давления, он приводится в действие от коленчатого вала посредством ременной передачи. Дополнительно конструкция оснащается механизмом отключения, в качестве которого чаще всего применяется электромагнитная муфта.

Конденсер

Главная задача элемента – охлаждение хладагента. Конденсатор, устанавливаемый перед радиатором системы охлаждения, состоит из изогнутых трубок. Между собой их соединяют перегородки, увеличивая площадь охлаждения и обеспечивая более высокую теплоотдачу. Газ в конденсаторе охлаждается потоками воздуха во время движения автомобиля. Также охлаждение может происходить и принудительно – с помощью вентилятора.

Магистрали

Делятся на два типа: высокого и низкого давления. Первые рассчитаны на повышенное температурное воздействие: в нагретом виде температура хладагента может достигать 110 градусов. Также магистрали устойчивы к повышенным нагрузкам и способны выдерживать давление до 1500 кПа, создаваемое при нагнетании хладагента.

В магистрали низкого давления газ попадает после прохождения через испаритель. К этому моменту давление хладагента уже близко к атмосферному, поэтому в качестве магистралей низкого давления применяются обычные трубки.

Осушитель

Емкость со специальным наполнителем, способным удерживать влагу, применяется для устранения влаги, попавшей в систему. Без осушителя капли воды, образующиеся в результате перепада температур, стали бы кристаллизироваться. Маленькие кусочки льда способны повредить систему, в первую очередь – компрессор.

Расширительный клапан

Элемент обеспечивает контроль давления. Также в этом узле начинается процесс испарения хладагента.

Испаритель

Испаритель – второй радиатор системы кондиционирования, размещаемый под приборной панелью в салоне автомобиля (в модуле HVAC). Данный элемент испаряет хладагент, забирая тепло из окружающей среды. Также на нем устанавливается датчик температуры, регулирующий работу компрессора и препятствующий обледенению испарителя.

На поверхности радиатора появляется конденсат. Чтобы влага не попала на другие элементы, испаритель оснащен дренажной системой, выводящей конденсат наружу. Принудительную подачу охлажденного воздуха в салон автомобиля обеспечивает электровентилятор, установленный на испаритель.

Электрооборудование

Электрооборудование системы кондиционирования выполняет несколько функций:

• сохранение заданной температуры;
• принудительная подача воздуха;
• управление всей системой.

За поддержание работы кондиционера отвечает электронный блок управления, который принимает и анализирует сигналы со следующих сенсоров:

• датчики высокого и низкого давления;
• датчик температуры испарителя;
• датчик забортной температуры;
• датчик положения дроссельной заслонки;
• датчик температуры охлаждающей жидкости.

Полученные данные поступают в блок управления, который, в свою очередь, управляет работой муфты компрессора.

Проектирование и расчёт кондиционирования

Особенную важность имеет анализ, а также расчёт и проектирование кондиционирования воздуха. Одним из наиболее важных моментов в расчётах является вычисление избытков тепловой энергии, которые бывают, как внутренние, так и внешние. К внутренним источникам тепла можно отнести работу бытовой техники и присутствие людей. К внешним источникам тепловой энергии можно отнести солнечную радиацию. Немаловажным фактором при расчётах, является и шумоизоляция. Все выполняемые операции с расчётами ,руководствуются экономической целесообразностью и соблюдением правил и нормативов предъявляемых к определённому помещению. Вопрос цены также важен при расчёте энергопотребления системы кондиционирования воздуха, а также выполнения работ по монтажу оборудования. Для получения точных расчётов необходимо точно знать тип и вид кондиционера, а так же специфику работы именно с конкретной моделью. При проведении проектировочных работ, имеет место, учитывать и такой фактор, как автоматический или дистанционный способ управления кондиционером.

Достоинства и недостатки

Центральные кондиционеры имеют ряд преимуществ над другими видами климатической техники:

1. Центральная установка, работающая на все здание, обходится дешевле, чем сплит-системы в каждой комнате. Затраты на начальном этапе компенсируются небольшим расходом электроэнергии на функционирование кондиционера.
2. Разрешается монтаж длинных коммуникационных магистралей, потери мощности при этом минимальные.
3. Обслуживание и ремонт одного основного блока системы кондиционирования занимает меньше времени и обходится дешевле.
4. Кондиционеры устанавливаются в технических помещениях или на крыше. Они не портят интерьер, не отнимают пространство. Шум вентиляторов не беспокоит служащих и посетителей.
5. Система способна охладить или обогреть большие объемы воздуха.
6. Центральные кондиционеры спроектированы для решения комплекса задач. Оборудование снижает температуру, нагревает, очищает, увлажняет и распределяет воздушные массы.

Недостатки

1. Сложная схема монтажа, требующая установки вытяжек, прокладки воздуховодов.
2. Значительные габариты требуют выделения места.
3. Высокая стоимость оборудования.

Колонные кондиционеры имеют крупные габариты и по внешнему виду напоминают большой бытовой холодильник. Такие модели предполагают напольную установку. Они используются в больших помещениях – в конференц-залах, на складах, в цехах, гостиничных холлах и т. д. Поток охлажденного воздуха распределяется напрямую, поэтому находиться в непосредственной близости от прибора недопустимо.

Канальные кондиционеры, как и кассетные модели, устанавливаются за подвесным потолком. Но в данном случае охлажденный воздух распределяется через систему воздуховодов, размещенных между основанием потолка и плитами перекрытия.

Этот вид оборудования можно использовать для кондиционирования воздуха сразу в нескольких помещениях путем создания разветвленной системы воздуховода. Но, используя такой тип оборудования, владелец не сможет индивидуально регулировать температуру воздуха в разных комнатах, то есть исходящий во всех помещениях воздушный поток будет иметь одинаковую температуру.

Какие они бывают (типы кондиционеров)

В зависимости от области применения все кондиционеры принято делить на три группы:

• Бытовые кондиционеры (RAC — Room Air Conditions).
• Полупромышленные кондиционеры (PAC — Packages Air Conditions).
• Системы промышленной вентиляции и кондиционирования воздуха (Unitary).

В каждую группу входят кондиционеры различных типов. Их особенности и области применения приведены в таблице:

• Мобильные кондиционеры
• Оконные кондиционеры

Сплит-системы:

• Сплит-системы настенного типа
• «Фиксированные» мульти сплит-системы

• Канальные кондиционеры
• Кассетные кондиционеры
• Потолочные кондиционеры
• Колонные кондиционеры
• «Наборные» мульти сплит-системы

• Мультизональные VRV и VRF системы
• Системы чиллер — фанкойл
• Центральные кондиционеры
• Крышные кондиционеры (rooftop)
• Прецизионные кондиционеры
• Высоконапорные канальные кондиционеры

Виды кондиционеров: моноблочные, сплит-системы и мульти-сплит системы

По конструктивному исполнению все кондиционеры делятся на два вида: «моноблочные», состоят из одного блока и «сплит-системы» (от английского слова «split» — «разделять»), состоят из двух блоков. Если сплит-система состоит из трех или более блоков, то это «мульти сплит-система»:

• Моноблочные кондиционеры — состоящие из одного блока (оконные, мобильные и крышные кондиционеры). В этих кондиционерах все элементы находятся в едином корпусе, что позволяет упростить конструкцию кондиционера и снизить его стоимость.

• Сплит-системы — состоящие из двух блоков (настенные, канальные, кассетные и другие типы кондиционеров). Кондиционеры типа сплит-система разделены на два блока — наружный и внутренний. Блоки соединяются между собой коммуникациями (электрическим кабелем и медными трубами, по которым циркулирует фреон). Благодаря такой конструкции наиболее шумная и громоздкая часть кондиционера, содержащая компрессор, вынесена наружу. Внутренний блок размещается в любом удобном месте квартиры или офиса (на фасаде, балконе или крыше).

В комплект всех современных сплит-систем входит пульт дистанционного управления с жидкокристаллическим дисплеем. С его помощью можно задавать желаемую температуру с точностью до 1 градуса, устанавливать таймер для автоматического включения и выключения кондиционера в заданное время, регулировать направление воздушного потока, менять режимы работы и многое другое.

Еще одно преимущество сплит-систем – большой выбор различных типов внутренних блоков. Внутренние блоки по типу делятся на: настенные, канальные, потолочные, колонные и кассетные кондиционеры. Сплит-системы небольшой мощьности относятся к бытовым кондиционерам, все остальные это – полупромышленные кондиционеры . Отметим, что применительно к сплит системам названия «кондиционер» и «сплит система» являются синонимами, то есть можно говорить «настенный кондиционер», или «настенная сплит-система», или «кондиционер настенного типа».

• Мульти сплит-системы – это разновидность сплит систем. Отличаются они тем, что к одному внешнему блоку подключается несколько внутренних блоков — обычно от 2 до 8 штук (каждый внутренний блок имеет индивидуальное управление). При этом внутренние блоки могут быть не только разной мощности (обычно от 2 до 5 кВт), но и разных типов (настенные, канальные, потолочные и кассетные). Такое решение позволяет экономить место на наружной стене здания и не портить внешний вид здания наружными блоками. При этом, вопреки распространенному мнению, замена нескольких сплит-систем на одну мульти сплит-систему не приводит к выигрышу в цене, поскольку стоимость оборудования примерно такая же, а трудоемкость и стоимость монтажа в 1,5 — 2 раза выше из-за более длинной и разветвленной сети коммуникаций. А если внешний блок мульти сплит-системы выйдет из строя, то перестают работать все внутренние блоки. Поэтому мульти сплит-системы обычно применяют только при невозможности размещения нескольких внешних блоков на наружной стене здания.

Мульти сплит-системы принято делить на «комплекты» (фиксированные) и «наборные» . «Комплекты» мульти сплит-системы состоят из одного наружного блока и нескольких внутренних (обычно 2-3). Изменять количество или типы внутренних блоков нельзя. Эти мульти сплит-системы относятся к бытовому оборудованию. В «наборных» мульти-сплит системах к одному внешнему блоку из широкого модельного ряда подбирается несколько внутренних, обычно до 4 — 8 штук. При этом ограничено только максимальное количество блоков их суммарная мощность и общая длинна коммуникаций. Внутренние блоки могут быть разных типов. Такие мульти сплит-системы относятся к полупромышленному оборудованию. Если же количество внутренних блоков превышает 5 штук, то это уже промышленная мультизональная система.

Оконные кондиционеры “оконники”

Лет 15 — 20 назад “оконники” были самым распространенным типом кондиционеров, однако в настоящее время, в связи со снижением спроса, лишь немногие производители производят подобные модели. Для установки оконного кондиционера необходимо вырезать прямоугольное отверстие в оконном стекле или тонкой стене. Кондиционер устанавливается таким образом, чтобы большая его часть находилась снаружи помещения. В этой части корпуса расположены вентиляционные решетки, через которые удаляется нагретый воздух. Внутри же остается только небольшая часть кондиционера с декоративной передней панелью, через которую охлажденный воздух подается в помещение. Стандартная мощность оконных кондиционеров — от 1,5 до 5-6 кВт. Самые простые из них могут только охлаждать воздух, более дорогие — имеют режим обогрева и пульт дистанционного управления.

Основной недостаток оконного кондиционера – высокий уровень шума, создаваемый компрессором, а достоинства — невысокая цена (от 6000-8000 рублей) и простота монтажа. Низкая популярность оконных кондиционеров объясняется тем, что при их монтаже нарушается теплоизоляция помещения (зимой холодный воздух будет проникать внутрь через кондиционер). Однако в регионах с теплым климатом этот недостаток не является критичным, поэтому на юге России оконные кондиционеры занимают заметную долю рынка.

Мобильные кондиционеры (напольные кондиционеры)

Мобильный кондиционер это — единственный кондиционер, который можно установить самостоятельно. Мобильный кондиционер имеет небольшие колесики. Это позволяет легко перемещать его из одной комнаты в другую. Для установки мобильного кондиционера достаточно вывести гибкий воздуховод длиной 0,5 — 1,5 метра на улицу через форточку или отверстие в стене. Через этот воздуховод удаляется горячий воздух. Недостатками напольных кондиционеров являются повышенный шум от компрессора, ограниченная мощность (обычно не более 3 — 4 кВт) и высокая цена, сравнимая со стоимостью сплит-системы.

Помимо моноблочных мобильных кондиционеров существуют переносные мобильные сплит системы, состоящие из двух блоков. При мощности свыше 3 — 4 кВт выводить горячий воздух через воздуховод технически сложно, поэтому к основному блоку мобильного кондиционера добавляется небольшой наружный блок с вентилятором. Наружный блок вывешивается за окном и подсоединяется к внутреннему блоку с помощью быстроразъемных соединений (защелок). Установка таких мобильных сплит кондиционеров несколько сложнее, чем «классических» моноблочных систем.

Настенный кондиционер (сплит-система)

Самый распространенный и наиболее доступный по цене (от 12000 – 15000 рублей) — настенный кондиционер или настенная сплит-система . Иногда его еще называют бытовой, домашний или комнатный кондиционер, поскольку в домах и квартирах чаще всего применяются именно они. Настенный кондиционер можно установить в любом небольшом помещении — офисе, квартире, магазине. Их мощность (2 — 7 кВт) позволяет охлаждать от 15 до 70 кв. м. Внутренний блок бытовых кондиционеров обычно устанавливают в верхней части стены, недалеко от окна, а наружный — под окном. Такое размещение позволяет сократить расстояние между блоками и длину межблочных коммуникаций, которая обычно не превышает 5 — 7 метров. Заметим, что бытовые настенные кондиционеры не могут подавать в помещение свежий воздух, для этого необходима отдельная система вентиляции .

Помимо бытовых настенных кондиционеров некоторые производители выпускают полупромышленные настенные кондиционеры, имеющие мощность от 4 до 10 кВт. Внешне они похожи на бытовые сплит-системы, однако по всем параметрам (ресурсу, надежности, максимальной длине трассы и другим) они являются полупромышленным оборудованием и, как правило, используются в помещениях специализированного назначения (серверные, компьютерные залы и т.п.).

Канальный кондиционер

Канальные кондиционеры ( канальные сплит системы ), которые иногда не совсем правильно называют центральными кондиционерами , устанавливаются за подвесным или подшивным потолком, который полностью скрывает внутренний блок кондиционера. Распределение охлажденного воздуха осуществляется по системе теплоизолированных воздуховодов, которые также размещаются в межпотолочном пространстве. Благодаря такой конструкции канальные кондиционеры могут охлаждать сразу несколько помещений. Типичная мощность кондиционеров канального типа составляет 12 — 25 кВт, что достаточно для охлаждения небольшого офиса, коттеджа или 4 — 5 комнатной квартиры. Особенностью канальных сплит систем является возможность подачи свежего воздуха в объемах, необходимых для полноценной вентиляции кондиционируемых помещений.

Таким образом, использование одного кондиционера канального типа позволяет решить задачи как вентиляции, так и кондиционирования целого офиса, квартиры или коттеджа. Нужно только позаботиться о правильном расчете воздухообмена, подборе кондиционера по мощности охлаждения и статическому давлению, предусмотреть установку электрического или водяного калорифера для подогрева наружного воздуха в зимнее время.

Недостатком канального кондиционера является сложность раздельного регулирования температуры в разных помещениях. Для этих целей в воздуховоды необходимо устанавливать клапаны с электроприводами, а во все помещения, где требуется автономная регулировка температуры — термостаты. Если же во всех помещениях планируется поддерживать одинаковую температуру, то этот недостаток не является существенным.

Кассетный кондиционер

Для установки кассетного кондиционера ( кассетной сплит системы ), также как и для канального кондиционера, необходим подвесной потолок. Однако в отличие от канальных сплит систем, кондиционеры кассетного типа распределяют охлажденный воздух через нижнюю часть блока. Нижняя часть кассетной сплит системы имеет размер стандартной потолочной плитки — 600 x 600 мм, а при большой мощности вдвое больше — 1200 x 600 мм и закрывается декоративной решеткой с распределительными жалюзи. Основное достоинство кассетных кондиционеров — незаметность, поскольку видна только декоративная решетка. Еще одно его преимущество — равномерное распределение воздушного потока по четырем направлениям, что позволяет использовать всего один кондиционер кассетного типа для охлаждения большого помещения (при использовании настенных сплит-систем для достижения аналогичного эффекта пришлось бы использовать 2 — 3 кондиционера меньшей мощности).

Напольно — потолочный кондиционер

Если в помещении нет подвесного потолка, то альтернативой кассетному кондиционеру может стать напольно-потолочный кондиционер или просто потолочный кондиционер . Эти кондиционеры отличаются небольшой глубиной — 18 — 25 сантиметров. Устанавливаются они, как следует из названия, либо внизу стены, либо на потолке. При этом поток воздуха в первом случае направляется вверх, во втором — горизонтально вдоль потолка. Такая конструкция позволяет равномернее распределять охлажденный воздух по помещению и избегать попадания прямого потока на людей. Существуют модели потолочных кондиционеров распределяющие охлажденный воздух сразу по четырем направлениям, причем сила потока регулируется отдельно по каждому из направлений. Такой кондиционер может успешно применяться для охлаждения помещений сложной формы, не имеющих подвесного потолка.

Колонный кондиционер

Колонный кондиционер (не путайте с промышленными шкафными кондиционерами ) используется там, где требуется большая холодопроизводительность и нет жестких требований к дизайну помещения. Эти 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 позволяют находиться в непосредственной близости от кондиционера.
Выбор кондиционера

В квартирах и небольших офисах чаще всего используются бытовые сплит-системы настенного типа. Это наиболее универсальный и относительно недорогой тип кондиционеров. Для коттеджей, офисов и квартир площадью свыше 100 кв.м. имеет смысл рассмотреть вариант установки канального кондиционера — это второй по популярности тип сплит-систем. Мобильные же кондиционеры обычно приобретаются арендаторами, либо теми, кто не готов в «горячий» сезон ждать монтажа сплит-системы по 2 – 3 недели.

Для кондиционирования больших площадей (торговые залы, загородные дома, комплексы офисных помещений) могут потребоваться полупромышленные сплит-системы, и в этом случае лучше обратиться за помощью к специалистам.

Прецизионные кондиционеры

Прецизионные кондиционеры, представляют собой холодильное оборудование, специально разработанное для обеспечения точного регулирования температуры и влажности во всех областях применения, где требуется высокая степень точности. Оборудование используется в центрах обработки данных, где требуемая холодильная нагрузка может варьироваться от 5 до 20 кВт, серверных комнатах, архивах, лабораториях и многих других промышленных приложениях.

Обработка информации и ИТ-оборудование создает высокую концентрированную тепловую нагрузку и чувствительно к изменению температуры или влажности. Перепады параметров микроклимата могут вызвать проблемы, начиная от выхода из строя дорогостоящих компонентов и заканчивая полным отключением системы. Это может повлечь за собой высокие затраты для компании в зависимости от продолжительности перерыва и стоимости потерянного времени и информации.

Оборудование в данной группе оснащено сложными, быстродействующими микропроцессорными средствами управления, необходимыми для быстрого реагирования. Прецизионная система спроектирована и разработана для непрерывной работы 8760 часов в год. Компоненты могут объединяться или работать автономно для исключения простоев.

Моноблочные системы кондиционирования

Моноблоки, применяемые для обслуживания промышленных объектов, делятся на следующие категории:

• Крышные промышленные кондиционеры руфтопы — монтируются соответственно на крышах торговых центров, спортивных комплексов и прочих зданий. Установка руфтопа возможна на ровной и наклонной поверхности. В продаже есть крышные кондиционеры, работающие только на обогрев, только на охлаждение, и комбинированные агрегаты. Руфтопы пользуются большой популярностью благодаря невысокой цене и значительной производительности.

• Шкафные кондиционеры — когда нет возможности установить сплит-систему, а на крыше монтировать оборудование нецелесообразно, для промышленного помещения выбирают данный тип агрегата.

При разработке, проектировании и установке промышленной вентиляции, отопления и кондиционирования допустимо использовать типовые решения для зданий, где не требуется строгого соблюдения температурного режима и влажности, а есть некий коридор допустимых значений. Для пищевых складов, медицинских учреждений, лабораторий и некоторых других объектов инженерные решения следует разрабатывать в индивидуальном порядке с учетом особенностей здания и условий его эксплуатации.