Тема:Автоматизация систем кондиционирования
Выполнил:Валуй Роман Андреевич
ВВЕДЕНИЕ
Проблема выбора схем и способов монтажа кондиционеров является одной из ключевых в системе современного бытового сервиса. В настоящее время, кондиционеры ставят в помещениях с вредным производством, административных, учебных зданиях и в жилых помещениях.
В повседневной жизни человек стремится сделать свой труд менее трудоемким (автоматизация производства) и создать для себя более комфортные условия труда и отдыха (ионизация воздуха, увлажнение, отопление и т.п.). Это достигается использованием различных электрических устройств: увлажнители, вентиляторы, нагреватели и т.д. Но более эффективно с этими задачами справляется кондиционер. Он позволяет создать максимально комфортные условия для труда и отдыха. В нашем исследовании использованы примеры выбора схем сплит-систем - в связи с тем, что среди заказчиков это самый распространенный вид кондиционеров.
Практика исследования в данной сфере свидетельствует, что для оптимальной работы кондиционера, его обслуживания необходим качественно выполненный монтаж. Из - за нарушения технологии установки кондиционера, (если его установить вплотную к потолку), возникают трудности в его обслуживании. Кроме этого неправильный монтаж приведет к снижению производительности. В случае заполнения свободных от трассы полости отверстия монтажной пеной кондиционер может выйти из строя, а застывшая пена очень затруднит необходимый для ремонта демонтаж.
Анализ конструкторских особенностей
Кондиционер -- устройство для поддержания оптимальных климатических условий в квартирах, домах, офисах, автомобилях, а также для очистки воздуха в помещении от нежелательных частиц. Он предназначен для снижения температуры воздуха в помещении при жаре, или (реже) -- повышении температуры воздуха в холодное время года в помещении.
Кондиционеры подразделяются на несколько типов:
Мультизональные системы -- это усовершенствованная разновидность. Одна такая система может обслуживать от 4 до 32 помещений, для каждого из которых можно выбрать наиболее подходящий внутренний блок -- настенный, кассетный, канальный или напольно-потолочный. Наружные и внутренние блоки могут быть разнесены на расстояние до100 метров. Хладагент в мультизональной системе проходит по одному общему контуру, и каждый внутренний блок берёт столько холода (или тепла), сколько ему требуется для поддержания нужной температуры.
Достоинства:
возможность обслуживания большого количества помещений; поддержание нужной температуры в каждом обслуживаемом помещении; высокий уровень энергосбережения; большой срок службы.
Рисунок 1 - Мультизональные системы
Прецизионный кондиционер -- это автономный охладитель шкафного типа для точного поддержания параметров воздуха по температуре, относительной влажности, подвижности воздуха в обслуживаемом помещении.
Достоинства:
точность поддержания температуры: ± 1°С; точность поддержания влажности: + 5% отн. вл.; функционирование при температуре наружного воздуха: от +50°С до −60°С; применяется для обеспечения безотказной и безаварийной работы сложного технологического оборудования.
Рисунок 2 - Прецизионный кондиционер
Колонные кондиционеры - это сплит-системы, имеющие большую мощность (до 17,4 кВт).
Их внутренний блок выполнен в виде колонны. Эти кондиционеры по габаритам напоминают холодильник, имеют большой вес и устанавливаются на полу.
Колонные кондиционеры обычно устанавливается в холлах гостиниц, залах ресторанов, конференц-залах, магазинах и других подобных помещениях, где нет возможности использовать стены и потолок и где требуется большая холодопроизводительность.
Достоинства:
устанавливается на полу; создаёт сильный поток охлаждённого воздуха.
Рисунок 3 - Колонная сплит-систем
Кассетные сплит-системы кондиционирования воздуха являются идеальным решением для использования в помещении с подвесными потолками. Кассетные кондиционеры с раздачей воздуха по четырём разводным направлениям потока холода, особенно хорошо подходят для использования в объёмных нежилых помещениях общественного назначения, например, в магазинах, больницах, школах и ресторанах. В этих моделях воздух поступает через отверстие в центре блока, а охлаждённый воздух раздаётся по четырём направлениям.
Достоинства:
устанавливается за подвесным потолком; закрывается декоративной решёткой, имеющей размер стандартной потолочной плитки; равномерно распределяет воздух в четырёх направлениях.
Рисунок 4 - Кассетная сплит-система
Канальная сплит-система - она состоит из двух блоков: один устанавливается в помещении (внутренний, испарительный), а другой, наиболее шумный, выносится наружу (наружный, компрессорно-конденсаторный).
Мощность их составляет 12-25 кВт, что достаточно для охлаждения небольшого офиса или 4-5-комнатной квартиры.
Достоинства:
устанавливается за подвесным потолком; может охлаждать сразу несколько помещений с помощью системы воздуховодов; есть возможность подачи свежего воздуха с улицы.
Рисунок 5. - Канальная сплит-система
Выбор объекта монтажа
Сплит-системы (настенного типа)-- состоят из двух блоков, внутреннего и наружного размещения, соединённых между собой медными трубами, по которым циркулирует хладон. Наружный блок содержит (подобно холодильнику) компрессор, конденсатор, дроссель и вентилятор; внутренний блок -- испаритель и вентилятор. (Смотреть рисунок 6)
Рисунок 6 - внешний и внутренний блок кондиционера
Устройство кондиционера.
Основными узлами любого местного автономного кондиционера (как и любой холодильной установки) являются: (смотреть рисунок 7)
• компрессор -- сжимает рабочую среду -- хладагент (как правило, фреон) и поддерживает его движение по холодильному контуру;
• конденсатор -- радиатор, расположенный во внешнем блоке. Название отражает процесс, происходящий при работе кондиционера -- переход фреона из газообразной фазы в жидкую (конденсация). Для высокой эффективности и длительной эксплуатации преимущественно изготавливается из меди и алюминия;
• испаритель -- радиатор, расположенный во внутреннем блоке. В испарителе при резком снижении давления фреон переходит из жидкой фазы в газообразную (кипение). В основном изготавливается из меди и алюминия;
• 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.
1 -- конденсатор; 2 -- терморегулирующий вентиль; 3 -- испаритель; 4 -- компрессор
Рисунок 7 - Принцип работы
Компрессор, конденсатор, дроссель (капиллярная трубка, терморегулирующий аппарат) и испаритель, соединены тонкостенными медными трубками и образуют холодильный контур, внутри которого циркулирует хладагент. Традиционно в кондиционерах используется смесь фреона с небольшим количеством компрессорного масла, однако в соответствии с международными соглашениями производство и использование старых сортов, разрушающих озоновый слой, постепенно прекращается, в современных кондиционерах наиболее часто используются фреоны R-22 и R-410A.
В процессе работы кондиционера происходит следующее (рассмотрим на примере фреона R22). На вход компрессора из испарителя поступает газообразный хладагент под низким давлением в 3--5 атмосфер и температурой от +10 до +20 °C. Компрессор кондиционера сжимает хладагент до давления 15--25 атмосфер, в результате чего хладагент нагревается до +70--90 °C, после чего поступает в конденсатор.
Благодаря интенсивному обдуву конденсатора, хладагент остывает и переходит из газообразной фазы в жидкую с выделением дополнительного тепла. Соответственно, воздух, проходящий через конденсатор, нагревается.
На выходе конденсатора хладагент находится в жидком состоянии, под высоким давлением и с температурой на 10--20 °C выше температуры атмосферного (наружного) воздуха. Из конденсатора тёплый хладагент попадает в терморегулирующий вентиль, который в простейшем случае представляет собой капилляр (длинную тонкую медную трубку, свитую в спираль). На выходе терморегулирующего вентиля давление и температура хладагента существенно понижаются, часть хладагента при этом может испариться.
После дросселирующего устройства (капиллярной трубки или ТРВ) смесь жидкого и газообразного хладагента с низким давлением поступает в испаритель. В испарителе жидкий хладагент переходит в газообразную фазу с поглощением тепла, соответственно, воздух, проходящий через испаритель, остывает. Далее газообразный хладагент с низким давлением поступает на вход компрессора и весь цикл повторяется. Этот процесс лежит в основе работы любого кондиционера и не зависит от его типа, модели или производителя.
Работа кондиционера (холодильника) без отвода тепла от конденсатора принципиально невозможна. Это фундаментальное ограничение, вытекающее из второго закона термодинамики. В обычных бытовых установках это тепло является бросовым и отводится в окружающую среду, причём его количество значительно превышает величину, поглощённую при охлаждении помещения (камеры). В более сложных устройствах это тепло утилизируется для бытовых целей: горячее водоснабжение и другое. (смотреть рисунок 8)
Рисунок 8 - Цикл комнатного кондиционера
Кондиционер создает оптимальные температурные условия в доме и офисе. В последнее время даже появились сложные системы с функцией ионизации и увлажнения воздуха. Он очень благотворно влияет на людей, но при условии, что за системой ухаживают. Потому что кондиционеры, как любые другие устройства, требуют чистки и регулярного ремонта.
Загрязненные фильтры кондиционера вряд ли сделают его работу полезной. Известны случаи, когда из-за неухоженных сплит-систем у людей возникали различные недомогания. Если владелец такого устройства хочет получить максимум пользы от него, то он должен внимательно следить за состоянием кондиционирующего прибора. Для этого не надо разбираться, как работает кондиционер. Достаточно всего лишь знать простые правила по уходу за ним.
Основными достоинствами настенного кондиционера является:
очистка воздуха фильтрами, таймер, режимы вентиляции и осушки воздуха, дистанционное управление пультом.
