Использование канальных сплит-систем для кондиционирования квартир
Сплит-система с внутренним блоком канального типа конструктивно очень похожа на классический центральный кондиционер: воздуховоды, фильтр, вентилятор, теплообменник, компрессорно-конденсаторный блок — т. е. она содержит минимальный набор элементов воздушного центрального кондиционера.
В нашей стране, где десятки лет альтернативы воздушным центральным кондиционерам практически не было, уровень практических знаний и опыта использования подобного оборудования традиционно очень высок. Сегодня использование воздушных систем кондиционирования, к которым по праву принадлежат и канальные кондиционеры, входит в постоянную практику многих климатических фирм. И причин тому несколько.
1. Канальные кондиционеры практически единственные из всего класса сплит-систем позволяют организовать приточную вентиляцию обслуживаемых помещений, что приводит не только к поддержанию требуемой температуры внутреннего воздуха, но и поддерживает его чистоту.
2. Конструкция канального кондиционера позволяет устанавливать его в любом удобном месте: за подвесным потолком, в декоративной стене или вне помещения. Это единственный вид сплит-систем, внутренние блоки которого позволяют установить систему кондиционирования таким образом, чтобы ее совсем не было видно. В помещении будут видны только приточные и вытяжные воздухораспределители, подобрать которые под общий дизайн намного проще, чем внутренние блоки кондиционера.
3. Обслуживание группы помещений с помощью одного кондиционера и простая конструкция внутреннего блока приводят к минимальной стоимости канальных кондиционеров по сравнению с другими типами сплит-систем. Конечно, воздуховоды для обвязки внутреннего блока и воздухораспределители увеличивают стоимость всей системы кондиционирования, однако в данном случае не надо забывать, что канальный кондиционер не только производит охлаждение или обогрев помещений, но и решает вопрос их вентиляции. Поэтому, сравнивая комплексные затраты на систему кондиционирования плюс системы приточной вентиляции, использование канального кондиционера выходит дешевле.
Рассмотрим вариант использования канальных кондиционеров на примере жилых квартир.
Вопрос качественного микроклимата в современном жилье стоит очень остро. Причиной этому стали повышенные требования к теплозащите современных зданий [1]. Снижение теплопотерь зданиями производится по двум направлениям: во-первых, это увеличение термического сопротивления ограждающих конструкций зданий; во-вторых, это уменьшение их воздухопроницаемости (в первую очередь окон). После установки плотных одно- или двухкамерных стеклопакетов достигается значительное сокращение потерь тепла на инфильтрацию воздуха. По сравнению с обычными деревянными окнами, объем наружного воздуха, проникающего в квартиры, снижен в десятки раз! С точки зрения снижения потерь тепла это очень хорошо. Однако проблема в другом: система естественной вентиляции, применяемая в большинстве жилых зданий, не может обеспечить качественный воздух в квартирах со стеклопакетами. Фактически в большинстве жилых зданий смонтирована только естественная вытяжка, а приточной системы нет. Поэтому если в помещениях нет поступающего воздуха через неплотности в окнах, то нет и вытяжного, так как взяться воздуху попросту неоткуда.
Канальные системы кондиционирования позволяют решить эту проблему и организовать приток свежего воздуха в помещения квартир. Основная схема воздухообмена следующая. Наружный воздух забирается с фасада здания и по изолированному воздуховоду поступает в квартиру. Проходя через фильтр и электрический нагреватель, воздух очищается от пыли и нагревается до требуемой температуры. Затем очищенный и подогретый воздух смешивается с рециркуляционным на всасывающей стороне канального кондиционера. Смесь наружного и рециркуляционного воздуха охлаждается или обогревается с помощью фреонового теплообменника и вентилятором подается по изолированным воздуховодам в обслуживаемые помещения.
Расход наружного воздуха
Расход наружного воздуха определяется исходя из двух вариантов [2]. Первый вариант — это общая площадь квартиры на одного человека менее 20 кв. м. На 1 кв. м жилой площади квартиры должно подаваться 3 куб. м/ч наружного воздуха. Для квартиры жилой площадью 70 кв. м величина расхода наружного воздуха составит 210 куб. м/ч.
Второй вариант — это общая площадь квартиры на одного человека более 20 кв. м. Тогда на 1 человека должно подаваться 30 куб. м/ч воздуха. Если максимальное количество людей равно 4, то требуемый расход наружного воздуха равен 120 куб. м/ч. Расчетной в данном случае является величина 120 куб. м/ч. Для квартир большой площади как правило расчетной величиной является расход воздуха, определенный по количеству людей.
Мощность кондиционера на охлаждение
Чем любой кондиционер отличается от любого другого теплового прибора, так это функцией охлаждения. Если у кондиционера убрать режим охлаждения и оставить все остальное, то в результате получится все что угодно — обогреватель, ионизатор, вентилятор, — но не кондиционер.
Основное правило выбора любого кондиционера — мощность по охлаждению должна быть немного больше (на 5–10 %) максимальных избытков тепла в помещении.
Для расчета требуемой (максимальной) мощности канального кондиционера необходимо определить максимальные избытки тепла в кондиционируемых помещениях. Они будут складываться из теплопоступлений от солнечной радиации или от искусственного освещения, теплопоступлений от находящихся в помещении людей, теплопоступлений от бытовой техники и теплопоступлений от вентиляционного воздуха.
Особенностью жилых квартир являются низкие удельные теплоизбытки. В большинстве случаев величина удельных теплоизбытков равна от 60 до 100 Вт/кв. м общей площади.
Если взять в качестве средней величины 80 Вт/кв. м, то для квартиры площадью 100 кв. м теплоизбытки составят 8 кВт. В данном случае подойдет канальный кондиционер.
Работа кондиционера в холодный период
Канальные системы кондиционирования обладают функцией теплового насоса, что позволяет эффективно подогревать приточный воздух при температуре наружного воздуха до -5 0С. Если температура наружного воздуха падает ниже, то эффективность теплового насоса снижается, а использование кондиционера может привести к поломке компрессора. При использовании наружного воздуха в канальных кондиционерах возникает необходимость в его нагреве. Для этого применяют электрические калориферы. Основным параметром калорифера является его тепловая мощность, которая должна быть больше или равна тепловой энергии для нагрева приточного воздуха до требуемой температуры. Требуемая мощность калорифера Q(кВт) зависит прежде всего от расхода приточного воздуха L(куб. м/ч), температуры наружного воздуха tнар(0С), требуемой температуры воздуха после калорифера tпр (0С):
Q=0,278*L*с*c*(tпр — tнар) Вт, (1)
где: с — (для практических расчетов равна 1,2 кг/куб. м);
с — массовая теплоемкость воздуха (для практических расчетов равна 1 кДж/кг).
В нашем случае требуется подогреть воздух расходом 120 куб. м/ч от температуры -28 0С до температуры +20 0С с помощью электрокалорифера.
Требуемая мощность калорифера:
Q=0,278*120*1,2*1*(20 — (-28)) = 1 922 Вт.
Важно, что мощность электрического калорифера для жилых квартир практически всегда меньше потребляемой мощности компрессора. Потребляемая мощность канального кондиционера с электронагревателем практически одинакова для зимнего и летнего периодов, так как работают либо компрессор, либо электронагреватель.
Но в современных жилых квартирах использование добавочного нагревателя наружного воздуха для канальных кондиционеров в большинстве случаев нецелесообразно. И для этого есть три причины.
1. При работе канального кондиционера большая часть воздуха является рециркуляцией, поэтому температура смеси на выходе из приточных решеток значительно выше, чем температура наружного воздуха. В нашем примере расход наружного воздуха составляет 120 куб. м/ч при температуре -28 0С (для Москвы), а рециркуляционного — 1 530 куб. м/ч при температуре +22 0С. Следовательно, температура приточного воздуха (температура смеси) будет +18 0С.В теплый период температура приточного воздуха составляет от +12 до +14 0С, поэтому +18 0С в зимний период совсем не низкая температура. С точки зрения правильного воздухообмена, свежий воздух в помещения тоже должен подаваться в верхнюю зону с температурой ниже комнатной.
2. В зимний период в жилых зданиях работает система отопления, причем мощность отопительных приборов подбирается исходя из компенсации теплопотерь помещений через ограждающие конструкции и на подогрев наружного воздуха, необходимого для требуемого воздухообмена помещений [1]. Поэтому если система отопления запроектирована правильно, то помещения в зимний период перегреваются. Также при проектировании не учитываются бытовые тепловыделения, которые ведут к дополнительному перегреву жилых помещений. Для снятия этих теплоизбытков может применяться канальный кондиционер с забором наружного воздуха.
3. Стоимость тепловой энергии, получаемой от системы отопления, обычно в шесть раз меньше стоимости электрической энергии. Использование тепла системы отопления намного выгодней, чем установка электронагревателя.
Уровень шума
Уровень шума для кондиционеров в квартирах наиболее критичен в ночной период, когда жильцы спят. Величина теплоизбытков ночью как правило минимальна, так как нет солнечной радиации, освещения, да и активность людей минимальна. В связи с этим для канальных кондиционеров уровень шума необходимо рассматривать на минимальной скорости вентилятора внутреннего блока. Как правило, канальные кондиционеры устанавливаются вне жилых помещений — в коридорах, кладовых и т. д., к тому же за подвесным потолком. Поэтому уровень шума, поступающий от внутреннего блока в жилые помещения, значительно меньше, чем, например, уровень шума от внутренних блоков других типов, располагаемых непосредственно в кондиционируемых помещениях (при той же мощности).
Таким образом, канальные кондиционеры позволяют эффективно решать вопросы кондиционирования и приточной вентиляции жилых помещений. Этот вид оборудования сейчас выпускают многие компании: DAIKIN, GENERAL, MITSUBISHI ELECTRIC, MITSUBISHI HEAVI, SANYO, HITACHI, TOSHIBA.
С. В. БРУХ, Ассоциация «Японские кондиционеры»
Литература
1. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». — М.: Госстрой России, 2004.
2. СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». — М.: Госстрой России, 2004.
| Автор: по материалам редакции Дата: 27.01.2006 Журнал Стройпрофиль 1-06 Рубрика: вентиляция и кондиционирование Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |