установка кондиционеров доводчиков эжекционных что это такое
Эжекционный кондиционер-доводчик и его установка
Эжекционный доводчик системы кондиционирования воздуха предназначен для использования в качестве компрессорно-конденсаторного блока бытовой сплит-системы кондиционирования для жилых, административных и общественных зданий. Устройство содержит размещенные в корпусе камеру первичного воздуха с воздухозаборной решеткой, соединенную воздуховодами с нагнетательным эжекционным кольцом с установленными на нем распределительными соплами, конденсационный теплообменник с приточным отверстием, выполненный в виде конусообразного теплообменника типа «труба-в-трубе», соединенного с источником холода, и одновременно выполняющего роль смесительной камеры первичного потока от нагнетательных вентиляторов, которые располагаются внутри устройства, и вторичного эжектируемого потока воздуха из окружающей среды, компрессор и систему управления блока. Воздух из кольца выходит со скоростью 30-40 м/с, создавая разряжение в области сопел кольца, из-за возникшего разряжения во внутреннюю коническую часть теплообменника затягивается вторичный поток воздуха из окружающей среды, далее потоки смешиваются и выравниваются профили скоростей и температур, тем самым создавая основной поток, который обдувает конденсационный теплообменник, охлаждая теплоноситель. Предлагаемая полезная модель позволит сократить расходы электроэнергии на привод вентиляторов в 3-4 раза по сравнению с традиционным компрессорно-конденсаторным блоком сплит-системы кондиционирования, значительно уменьшить уровень шума и вибрации устройства. 1 илл.
Эжекционный доводчик системы кондиционирования воздуха предназначен для использования в качестве компрессорно-конденсаторного блока бытовой сплит-системы кондиционирования для жилых, административных и общественных зданий.
Известен доводчик эжекционный (патент RU 119445, кл. F24F 1/01, от 03.04.2012), который содержит размещенные в корпусе соединенную с воздуховодом камеру первичного воздуха с установленными на ней соплами, теплообменник, смонтированный на этой камере и соединенный с источником тепла или холода, смесительную камеру с приточным отверстием, причем на верхней крышке корпуса выполнены отверстия для эжектирования внутреннего воздуха с поверхности остекления, а воздуховод
расположен в заливке пола и соединен с камерой первичного воздуха через отверстие в днище корпуса, причем над отверстием под соплами в камере установлена прикрепленная к боковой стенке корпуса пластина для шумоглушения, длина которой равна длине камеры, а ширина не более половины ширины камеры.
Основным недостатком данного устройства является разделение теплообменной зоны и камеры смешения, что уменьшает эффективность использования тепловой энергии; наличие воздуховодов, вызывающее дополнительные потери энергии на преодоление сопротивления.
Техническая задача, решаемая предлагаемым эжекционным доводчиком, состоит в эффективном использовании тепловой энергии, уменьшении общей длины воздуховодов, повышении производительности устройства. Технический эффект, возникающий при решении поставленной технической задачи, заключается в снижении потребляемой энергии на привод вентиляторов путем объединения зоны теплообмена и зоны смешения в одном объеме, и достигается тем, что в известном эжекционном доводчике, содержащем размещенные в корпусе соединенную с воздуховодом камеру первичного воздуха с воздухозаборной решеткой и эжекционным кольцом с установленными на нем распределительными соплами, теплообменник с приточным отверстием, смонтированный на этой камере и соединенный с источником тепла или холода с зоной теплообмена во внутренней части, камеру смешения, отличающийся тем, что зона теплообмена и зона смешения объединены в зоне ввода воздуха во внутренней части теплообменника, который выполнен в виде конического теплообменника, при этом нагнетательные вентиляторы расположены внутри устройства в камере первичного воздуха.
Расположение приточных вентиляторов внутри устройства позволяет существенно уменьшить суммарную длину воздуховодов и, как следствие, аэродинамические потери на прокачку воздуха. Устройство работает как компрессорно-конденсационный блок бытовой сплит-системы кондиционирования и эжекционный доводчик, что повышает производительность устройства.
Принципиальная схема эжекционного доводчика представлена на рисунке. Корпус эжекционного доводчика включает верхнюю съемную крышку 1, которая крепится к боковой панели корпуса 2, на которой располагается жалюзийная воздухозаборная решетка 3, и металлическое жесткое основание 4. С помощью нагнетательных диаметральных вентиляторов 5 воздух через жалюзийную решетку 3 поступает в камеру первичного воздуха 12, после чего нагнетается в эжекционное кольцо с распределительными соплами 6. После чего воздух направляется во внутреннюю часть конденсационного теплообменника 7. Для надежной работы устройства как компрессорно-конденсационного блока предусмотрено наличие ротационного компрессора и системы управления 9. Также для удобства монтажа блока в металлическом основании 4 предусмотрены пластиковые заглушки 10.
Схема воздушных потоков устройства также показана на фиг. 1. Принцип действия заключается в следующем: через щели 3 в боковой панели 2 внешний воздух 11 с помощью диаметральных вентиляторов 5, затягивается в камеру первичного воздуха 12, откуда первичный поток воздуха под давлением подается в эжекционное нагнетательное кольцо 6. Воздух из кольца выходит со скоростью 30-40 м/с, создавая разряжение в области сопел кольца, из-за возникшего разряжения во внутреннюю коническую часть 13 теплообменника 7 затягивается через приточное отверстие 14 вторичный поток воздуха из окружающей среды, далее потоки смешиваются в зоне смешения 15, и профили скоростей и температур выравниваются, тем самым создавая основной поток 16, который охлаждает теплоноситель.
Данная схема позволяет снизить потребляемую энергию на привод вентиляторов за счет того, что основной поток создается из-за смешения первичного и вторичного потоков воздуха. Расположение вентиляторов внутри корпуса существенно уменьшают аэродинамические потери на прокачку воздуха. Система получается функциональной и надежной.
Данное устройство можно использовать как конденсаторно-компрессионный блок как бытовых, так и промышленных систем кондиционирования, подобрав необходимую мощность оборудования.
Эжекционный доводчик, содержащий размещенные в корпусе соединенную с воздуховодом камеру первичного воздуха с воздухозаборной решеткой и эжекционным кольцом с установленными на нем распределительными соплами, теплообменник с приточным отверстием, смонтированный на этой камере и соединенный с источником тепла или холода с зоной теплообмена во внутренней части, камеру смешения, отличающийся тем, что зона теплообмена и зона смешения объединены в зоне ввода воздуха во внутренней части теплообменника, который выполнен в виде конического теплообменника, при этом нагнетательные вентиляторы расположены внутри устройства в камере первичного воздуха.
Эжекционные доводчики в системах отопления, вентиляции и кондиционирования офисных зданий
Предпосылки необходимости устройства механической приточно-вытяжной вентиляции
В развитии инженерных систем зданий можно проследить те же тенденции, что и в иных сферах деятельности человека, направленных на жизнеобеспечение. Сначала решается острая проблема, будь то голод, дождь или холод, а, сняв ее остроту, человек неминуемо сталкивается с потребностями менее насущными, но также требующими удовлетворения. Как правило, это оптимизация имеющихся систем и создание новых, соответствующих появившимся требованиям.
Новые экономические условия внесли свои коррективы в требования к микроклимату зданий: он должен обеспечиваться энергосберегающими методами, которые экономят ресурсы страны и отдельного собственника. Современная архитектура явилась основным факторoм, заставляющим инженеров ОВК пускаться в творческий поиск решений по размещению агрегатов и сетей.
Жилищное строительство прошлого столетия хотя и не блистало обилием инженерных систем, но примененные незамысловатые решения имели некую логику и завершенность, чего не скажешь о решениях, имеющих место в процессе современного строительного бума. Так, каналы естественной вытяжной вентиляции располагаются на прежних местах, как и проектировались, но воздух через них не удаляется, поскольку нет его притока через неплотности в окнах, как это предусматривал СНиП. Напротив, воздух из санузлов и кухонь может поступать в жилые комнаты. Технология стеклопакетов исключила приток воздуха через закрытое окно. Чтобы изменить сложившуюся ситуацию, в конструкцию окна встраивается клапан, что дискредитирует саму идею светопрозрачного теплоизолятора, отсекающего шум и пыль. Другой вариант — клапаны-форточки в стене, также не отличается эффективностью. Они ликвидируются жильцами, так как зимой их эксплуатировать небезопасно, а летом они являются источниками шума и пыли.
При открытом окне результатом проветривания помещения становятся теплопотери, шум, проникновение уличной пыли и гари, насекомых, неприятных запахов, а также сквозняки. При всем этом проветривание может быть только временным и не решает вопрос нормальной работы вытяжки в нужное время. В связи с вышеизложенным современное здание должно оснащаться принудительными системами приточной вентиляции с предварительной очисткой воздуха и утилизацией тепла вытяжного воздуха.
Назначение, конструкция, принцип действия системы ОВК «Элита»
При современных нормах теплоизоляции ограждающих конструкций зданий акцент теплопотерь здания сместился в сторону вытяжной вентиляции, на которую приходится до 80% утечки тепла.
Рассмотрим климатическую систему, в основу которой положены принципы экологии, энергоэффективности и комфорта, на примере энергосберегающей ОВК «Элита». Ее главное отличие от большинства централизованных систем — объединение отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК) в одну систему с постоянной подачей свежего воздуха в помещение через эжекционные доводчики (ДЭ) и утилизацией тепла вытяжного воздуха. Прототипы данной системы показали экономию тепловой энергии на уровне 50%, а метод подачи воздуха через ДЭ оказался лучшим по экологическим параметрам и уровню комфорта.
Рис.1 Принципиальная схема единой энергосберегающей системы ОВК «Элита»
Интеграция в единый комплекс систем отопления, вентиляции и кондиционирования позволяет добиться выполнения всех трех задач оптимальным образом, сделать работу систем согласованной и направленной на получение необходимого результата. Тем самым достигается максимальный кпд по каждой функции, исключаются ситуации, когда отдельные системы мешают друг другу выполнять свои задачи.
Единая система ОВК «Элита» (рис. 1) обеспечивает комфортный микроклимат в помещениях различного назначения новых и реконструируемых зданий с учетом их индивидуальных особенностей и потребностей, а именно:
Использование двухступенчатой системы утилизации тепла
За счет применения двухступенчатой рекуперации (утилизации) тепла вытяжного воздуха и эжекционных доводчиков единая система ОВК позволяет сократить затраты на нагрев приточного воздуха в холодное время года до 50 %.
Первая ступень установки рекуперации состоит из теплоизвлекающего теплообменника, который монтируется в вытяжном воздуховоде, и теплоотдающего теплообменника, размещаемого в приточном воздуховоде. Два теплообменника связаны между собой замкнутым контуром промежуточного теплоносителя (антифриза). Тепловой насос, используемый в качестве второй ступени рекуперации, позволяет не только глубже утилизировать тепло вытяжного воздуха в отопительный период, но и охлаждать приточный воздух летом, позволяя таким образом создавать комфортный микроклимат в помещениях, независимо от наружных климатических условий.
Различные схемы применения эжекционных доводчиков в зависимости от назначения зданий
Ключевое место в единой системе ОВК «Элита» занимает эжекционный доводчик (рис. 2), который является местным отопительно-вентиляционным прибором, сочетающим в себе функции бесшумного воздухораспределения, эффективного отопления и комфортного кондиционирования.
В доводчике происходит смешение внутреннего и наружного приточного воздуха. Последний поступает в доводчик через сопла. Под воздействием эффекта преобразования кинетической энергии струй приточного наружного воздуха, выходящих из отверстий сопел, из помещения эжектируется внутренний воздух, который проходит через теплообменник и, в зависимости от температуры воды в трубках теплообменника, нагревается или охлаждается. Это дает возможность формировать тепловой режим в помещении путем регулировки тепло- или холодопроизводительности теплообменника.
Скорость подачи воздуха из доводчика в зону обслуживания составляет 0,2-0,3 м/с, что исключает дискомфорт и ощущение холодного потока при кондиционировании.
Отсутствие вращающихся и трущихся деталей обеспечивает бесшумность, долговечность, надежность и простоту обслуживания эжекционного доводчика, что выгодно отличает его от вентиляторного доводчика (фанкойла).
Наиболее рациональным является применение эжекционных доводчиков для притока воздуха в рабочую зону, при условии расположения вытяжки воздуха под потолком на максимально возможном удалении от доводчика. Тогда человек постоянно находится на пути потока свежего воздуха, а все загрязнения вытесняются вверх и удаляются через вытяжку. Указанная схема организации воздухообмена называется «вытесняющая вентиляция». Благодаря ей, воздух в зоне пребывания людей имеет значительно лучшие санитарно-гигиенические качества, чем воздушный поток при использовании традиционной схемы вентиляции. Когда приток и вытяжка находятся в верхней зоне помещения, 20-40% свежего воздуха удаляются через вытяжку, не попадая в зону пребывания человека, а оставшийся свежий воздух смешивается с загрязненным теплым воздухом.
Блоки фильтрации, управления влажностью и автоматики встраиваются в систему «Элита» на этапе ее адаптации к конкретному зданию или помещению и подбираются в соответствии с техническим заданием заказчика. При этом практически нет ограничений в подборе оборудования каждого из блоков. Развитие и усложнение их функций влияет только на мощность вентиляторов и стоимость системы в целом. Универсальность эжекционных доводчиков позволяет располагать их горизонтально и встраивать в пол.
Обилие инженерных коммуникаций иногда настораживает инвесторов, желающих максимально увеличить полезную площадь помещений, приносящую доход. Это стремление понятно, но менее обосновано в современных условиях, когда микроклимат помещений стал играть важную роль в выборе офиса арендаторами, а арендодатели учитывают степень инженерной оснащенности при формировании рентной ставки. К тому же применение единой системы ОВК позволяет более гибко подойти к перепланировке помещений, что важно для офисных зданий.
Пример применения системы в офисном здании
Ниже приводится концептуальное решение системы вентиляции и кондиционирования в офисном здании с ограждающими конструкциями из стеклянных панелей.
Литература, использованная при подготовке материала
Эжекционные доводчики и охлаждающие балки в системах приточно-вытяжной вентиляции
Автор: Антон Виноградов
Наша компания стремится оснащать свои объекты наиболее комфортными и технологичными системами вентиляции, которые обладают максимальными показателями энергетической эффективности. В связи с этим мы хотим познакомить читателей с одним из климатических решений, позволяющим достигать максимальные показатели комфорта и энергосбережения. Речь идет о водяных климатических системах: эжекционных доводчиках и охлаждающих балках.
Создание по-настоящему комфортного внутреннего климата в помещениях представляет собой сложную задачу. Дело в том, что ощущение человеком внутреннего микроклимата в помещении всегда разное и зависит от одежды, его вида деятельности, эмоционального и физического здоровья. К примеру, исследования в этой области показали, что при работе сидя, находясь в костюме, большинство людей чувствуют, что им холодно, когда оперативная температура в помещении ниже +17°С. И чувствуют, что им жарко, если температура в помещении поднимается выше 26°С.
Ощущение комфорта улетучивается, как только теплоизбытки в помещении поднимают общую температуру воздуха выше верхнего предела комфортной температуры. Поэтому для обеспечения комфорта в помещениях возникает потребность в холоде, которая характеризуется величиной теплоизбытков помещения, которые необходимо удалять, чтобы температура в помещении стала ниже максимально разрешенной. Для удаления теплоизбытков применяются климатические системы, которые можно разделить на 3 категории:
В данном обзоре мы рассмотрим подробнее именно комбинированные водяные системы охлаждения и сравним их с другими, более привычными — чиллер-фанкойлами, сплит-системами и системами снятия теплоизбытков помещения объемами воздуха.
Что такое водяные климатические системы? Это современные системы, в которых основным тепло- и холодоносителем является вода и воздух. Охлаждение или нагрев воздуха в помещении происходит в таких системах за счет эжекции — форсирования конвекции. В эжекционных доводчиках чистый вентиляционный воздух подается в помещение через сопла эжекционного аппарата с высокой скоростью, увлекая за собой воздух из помещения, заставляя его предварительно пройти теплообменник охлаждения либо обогрева (см. рисунок ниже).
Наша компания использует водяные климатические системы в приточно-вытяжных вентиляционных системах, основу которых составляет надежное вентиляционное оборудование шведской компании Swegon. Компания Swegon дает 5-ти летнюю гарантию на всю систему вентиляции при условии, что все компоненты созданной вентиляционной системы будут созданы на базе этого производителя. Важно сказать, что ни одна компания в мире не дает таких длительных гарантийных сроков эксплуатации.
Поэтому в целях обеспечения максимальных гарантийных сроков эксплуатации наряду с приточно-вытяжными вентиляционными установками Swegon нами применяются агрегаты Swegon, работа которых основана на принципе эжекции.
Для эффективного охлаждения помещений в системах приточно-вытяжной вентиляции нами используются активные охлаждающие балки.
А ниже можно увидеть еще одну разновидность эжекционных доводчиков. Речь идет о фасадной системе PRIMO.
Этот эжекционный доводчик может встраиваться в подоконник, в пол или может размещаться под потолком.
А здесь можно увидеть комфортный модуль PARASOL, который также является эжекционным доводчиком.
На нашем сайте в разделе систем охлаждения можно подробнее ознакомиться с техническими характеристиками, принципами работы и особенностями функционирования различных эжекционных доводчиков и охлаждающих балок.
Сравнение различных систем
Рассмотрим подробнее разные системы для снятия теплоизбытков помещения в сравнении.
Свежий воздух
Первый важный критерий, по которому мы предлагаем оценить климатические системы — это наличие свежего приточного воздуха в помещении. Для систем со снятием теплоизбытков объемами воздуха и водяной климатической системы обеспечение помещения свежим приточным воздухом является неотъемлемым условием работы этих систем. Климатические системы на базе фанкойлов или сплит-систем свежий приточный воздух не доставляют в помещения, а охлаждают и «гоняют» один и тот же воздух внутри помещения. А если в помещение необходимо доставить свежий приточный воздух, то в дополнение к фанкойлам и сплитам устанавливается отдельная приточно-вытяжная вентиляционная система.
Вторым сравнительным критерием комфортной эксплуатации являются шумовые характеристики климатической системы. Самыми бесшумными системами являются системы со снятием теплоизбытков объемами воздуха и водяная климатическая система (т.е. эжекционные доводчики), т.к. в них отсутствуют шумящие агрегаты (вентиляторы, жужжащие конденсатные насосы).
Электропитание
Третья особенность водяной климатической системы вытекает из второй — это отсутствие необходимости прокладки линий электропитания для ее агрегатов, тогда как в случае с системами на базе фанкойлов или сплит-систем прокладки электропитания избежать не удастся — для вентиляторов и насосов фанкойлов и кондиционерных блоков необходимо электроснабжение.
Фильтры
В агрегатах водяных климатических системах и в системах со снятием теплоизбытков объемами воздуха отсутствуют фильтры внутри обслуживаемых помещений (внутренние блоки сплит-систем и агрегаты фанкойлов оборудованы фильтрами). Эта особенность избавляет заказчика от дополнительных затрат на обслуживающий персонал, который будет готовить систему перед сезоном эксплуатации, чистить фильтры, ремонтировать и обслуживать вентилятор и насос дренажа.
Система дренажа
У водяной климатической системы, в отличие от систем на базе фанкойлов или сплит-систем, отсутствует система дренажа, т.к. она работает в безконденсатном режиме. А это значит, что при эксплуатации эжекционных доводчиков не будет проблем, связанных с организацией отвода конденсата, соблюдением уклона дренажных труб, защиты от запаха и бактерий.
Еще в водяной климатической системе на базе эжекционных доводчиков мы не «сливаем» холод в конденсат (речь идет о холодной воде, образующейся на конденсационных блоках), благодаря чему в данной системе можно снизить капитальные затраты на холодильный агрегат (чиллер), а в некоторых случаях можно перейти на типоразмер оборудования ниже, потому что явный холод, переданный в помещение от эжекционного доводчика, равняется полной холодильной мощности. Для сравнения: в системе на базе фанкойлов или сплит-систем «сливается» в конденсат порядка 20-30% холодильной мощности агрегата.
Регулировка и автоматика
При организации в здании климатической системы со снятием теплоизбытков воздухом нет возможности поддерживать заданную температуру в отдельном помещении, в отличие от систем на базе фанкойлов, сплит-систем и водяной климатической системы, так как их агрегаты, влияющие на охлаждение или нагрев воздуха, расположены в обслуживаемых помещениях или вблизи них. Т.е. система со снятием теплоизбытков воздухом создает фоновую температуру в помещениях дома. Однако возможность и регулировки температуры воздуха с помощью системы снятия теплоизбытков воздухом в отдельных помещениях есть. Это достигается путем изменения расхода воздуха по помещениям (т.е. организуется система с переменным расходом воздуха), что удорожает систему в целом. Поясняем:
Вследствие того, что водяная климатическая система способна как охлаждать, так и отапливать помещение, поэтому она оборудуется системой автоматики, которая точно следит за температурой в помещении и не допускает одновременной работы охлаждения и нагрева (к примеру, работу сплит-системы или системы на базе фанкойлов очень сложно согласовать с работой системы отопления).
Теперь для наглядности все сравнительные данные по трем климатическим системам мы оформим в таблице.
Критерии для сравнения | Система со снятием теплоизбытков объемами воздуха | Система со снятием теплоизбытков фанкойлами и сплит-системами | Система со снятием теплоизбытков водяной климатической системой |
Наличие притока свежего воздуха в помещение | + | — | + |
Отсутствие шумящих агрегатов внутри обслуживаемых помещений (вентилятор фанкойла) | + | — | + |
Отсутствие необходимости прокладки электропитания | + | — | + |
Отсутствие необходимости чистки фильтров и обслуживания | + | — | + |
Отсутствие необходимости прокладки системы дренажа и холодоносителя | + | — | +/- |
Регулирование температуры в обслуживаемом помещении** | +** | + | + |
** — регулировка температуры в обслуживаемом помещении возможна путем изменения объема воздуха, подаваемого в помещение. В этом случае данная система становится системой с переменным расходом воздуха.
Вывод
Климатическая система со снятием теплоизбытков объемами воздуха хорошо подходит для зданий и помещений с небольшими теплоизбытками. Она может быть установлена в частном жилье, коттеджах и квартирах.
Системы на базе фанкойлов или сплит-системы лучше устанавливать в помещениях с большими теплоизбытками, где нужно форсировать охлаждение. Они могут применяться в магазинах, супермаркетах и офисах с большим остеклением.
Рекомендация Swegon
Компания Swegon рекомендует применение водяных климатических систем (эжекционных доводчиков, охлаждающих балок) типа Primo, Parasol, Baltic и других для организации комфортного климата в жилых помещениях квартир, коттеджей, других типов частного жилья, а также в помещениях офисного типа, гостиниц, объектов здравоохранения и им подобных.
Для обеспечения максимальной надежности работы климатической системы в целом и достижения высоких показателей энергосбережения, данные системы рекомендуется применять с автоматикой производства Swegon.
Потолочный эжекционный доводчик = охлаждающая балка
Часто в интернете пользователи ищут отличия между эжекционными доводчиками и охлаждающими балками. Дело в том, что отличия отсутствуют, так как охлаждающая балка и является потолочным эжекционным доводчиком, используя принцип эжекции для втягивания внутрь и смешивания воздуха внутри своего корпуса без вентиляторов.