Вентиляция и кондиционирование воздуха в помещении

Контроллер

• датчики температуры:
  • температура воздуха в канале
  • температура обратной воды на выходе из калорифера
• управление EC вентилятором сигналом 1-10 В
• управление трехходовым краном смесительного узла сигналом 1-10 В
• управление приводом воздушной заслонки
• управление электрокалорифером плавно по сигналу ШИМ, через твердотельные реле
• задействовал программируемые входы аварий:
  • авария по внутреннему датчику перегрева в калорифере
  • авария по датчику пожарной сигнализации в калорифере
  • авария размораживания калорифера по капиллярному термостату
  • авария протечки воды
• управление комбинированным нагревом: вода + электричество с приоритетом на воду
• программируемый режим день / ночь

Типовые сценарии:

• В режиме работы «электрокалорифер»:
  • плавное регулирование по сигналу ШИМ с периодом 4 сек.
  • плавный старт с прогревом
  • плавное выключение с продувкой электрокалорифера на низкой скорости вентилятора
• В режиме работы «вода»:
  • настраиваются уставки для температуры обратной воды: «темп. рабочая» (+30 °С), «темп. дежурная» (+20 °С), «темп. угроза замораживания» (+10 °С), «темп. прогрева» (+45 °С)
  • если температура обратной воды падает ниже «темп. рабочая», то Контроллер переходит в режим работы по приоритету воды вместо температуры в канале
  • если температура обратной воды падает ниже «темп. угроза замораживания», то Контроллер переходит в режим аварии, выключает вентилятор, закрывает воздушную заслонку
  • при старте системы, сначала прогревается калорифер до «темп. прогрева», после этого открывается заслонка и включается вентилятор
  • при остановке, система переходит в дежурный режим, температура обратной воды поддерживается на уровне «темп. дежурная»
• В режиме работы «вода + электро» с приоритетом на воду:
  • при старте системы, если температура обратной воды не достигает «темп. прогрева», то подключается электрокалорифер
  • в ходе работа, если теплопроизводительность водяного калорифера недостаточна, то включается в работу электрический калорифер
• Переключение режима день / ночь:

Интересные возможности Контроллера, которые планировал использовать:

• возможность регулировки температуры по внешнему датчику температуры в помещении с каскадным коэффициентом, который показывает на сколько градусов надо изменить температуру воздуха в канале при изменении температуры в помещении на 1 °С
• для калориферов из нескольких секций (у меня три секции по 1 кВт) предусмотрена ступенчатая коммутация: одна ступень плавно плюс три ступени дискретно

Устройство и принцип работы

Кондиционер с притоком воздуха может выть нескольких разновидностей.

Среди потребителей пользуются спросом устройства с системой принудительного притока воздушных масс, расположение блока которых канальное либо настенное. Разница устройства таких систем от стандартных заключается в:

• воздуховоде — он соединяет внутренний блок со внешним;
• очистке подаваемых смесей воздуха.

Канальные кондиционеры для вентиляции оборудуются калориферами, которые предназначены для обогрева потока воздушных масс вне зависимости от времени года. Они могут быть водяными, либо электрическими. Оборудование приточного кондиционера:

Внутренний (испарительный) блок

Состоит он из теплообменника, вентилятора, фильтра, блока для электронного управления.

Если кондиционер настенный — внутренний блок монтируют на стене.

Если вентиляционный агрегат канальный — внутренний блок монтируют в коробе или над подвесным потолком. Монтаж, таким образом, не нарушает дизайн помещения, ведь все оборудование скрыто за потолком, при этом подача воздуха осуществляется через декоративные решетки.

Внешний блок

Состоит он из компрессора, конденсаторного теплообменника, вентилятора для охлаждения воздуха, всасывающей турбины, камеры для смешивания воздушных масс.

Внешний блок монтируется снаружи. Если такой блок укомплектован центробежным вентилятором его можно установить в помещении.

Принцип работы:

• Свежие потоки воздуха подаются к кондиционеру через внешний блок при помощи всасывающей турбины.
• По воздуховодам свежий воздух поступает в смесительную камеру внутреннего блока.
• С помощью камеры, проводится процесс смешивания входящих свежих воздушных потоков и оттоков воздушных масс помещения.
• Затем уже смешанный воздух проходит очиску.
• Перед подачей воздушных потоков в помещение они дополнительно обрабатываются (нагрев, охлаждение, увлажнение и т.д.) соответственно заданным пользователем параметрам, которые могут поддерживаться автоматически.

Монтаж системы

Со стороны балкона схема поменялась, удалил входной глушитель, вместо него перед вентилятором поставил еще один фильтр G5. На основном канале вентиляции, в обход калориферов стоит клапан, в зимнем режиме он закрыт — воздух пойдет через калориферы.

С помощью дворника была проделана дыра в стене на балкон. Хорошо, что стены легко ломать легко. Изнутри пенобетон, потом 15 см пенопласта и облицовка в пол кирпича. Планировка квартиры позволила сделать в углу около балкона маленькую кладовку размером 50х50 см.

Задача усложнялась тем, что нужно было разместить глушитель (длина 110 см, диаметр 30 см) после калорифер. Из-за этого монтаж получился очень плотным.

С помощью сверла, какой-то матери и круглого отвода, врезался в основной канал вентиляции, который у меня проходит под потолком. Слева от новой врезки видно забор воздуха кондиционером для рециркуляции.
Установил шумоглушитель. Весит о порядка 5 кг, поэтому опирается на подпорки.

Примерил калориферы. Встало все в притирку, запас всего пару сантиметров. Расстояние между электрическим и водяным получилось маловато — нужно не менее двух диаметров. Это была одна из моих серьезных ошибок.

Виды систем вентиляции

Современные системы вентиляции и кондиционирования воздуха способствуют его притоку в помещение и помогают регулировать его температуру. Они имеют довольно развёрнутую классификацию в зависимости от способа работы и технических характеристик.

Естественная и принудительная вентиляция

Воздухообмен в помещении может быть организован естественным путём или с помощью специальных устройств для притока и оттока воздуха. В зависимости от способа действия виды систем делятся на естественные и принудительные.

1. Естественная вентиляция действует за счёт разницы температур и давления в помещении и за его пределами. Она организуется при помощи двух открытых каналов. Так, отверстие или труба для притока воздуха обычно располагается в нижней части комнаты. Поступающий холодный воздух, нагреваясь, поднимается наверх под действием физических законов, где расположен канал для вывода воздушных масс. Естественная вентиляция очень проста в установке, однако она обладает низкой эффективностью в тёплое время года, когда температура в здании и на улице практически не отличается.
2. Принудительная вентиляция работает благодаря вентиляторам, вытяжкам и кондиционерам, которые нагоняют в комнату свежий воздух и выводят застоявшийся. Такая система имеет более сложное строение, однако она отличается удобством и универсальностью. Приточные и вытяжные каналы можно расположить в любом месте квартиры и выставить на нужном режиме, они будут эффективно работать как зимой, так и летом.

Направление воздушного потока

Вентиляционные системы классифицируются также в зависимости от направления воздушного потока. По этому признаку они подразделяются на приточные и вытяжные конструкции. Как следует из названия, приточные детали отвечают за поступление свежего воздуха в помещение, а вытяжные – за вывод загрязнённых масс через вентиляцию.

Устройства, входящие в систему вентиляции, также подразделяются в зависимости от направления, которое они придают воздушному потоку.

Первое тестирование системы

Как только дали отопление, сразу начал тестировать систему

• расход воздуха пока на минимуме — около 100-120 м3/час
• перепад давления в сети отопления на грани чувствительности манометра — 0,1-0,2 Bar.
• без насоса циркуляция через калорифер очень низкая — 90 л/час
• при включенном насосе циркуляция поднялась до — 180-200 л/час
• температура подающей воды — 35-37 °C
• температура обратной воды — 30-31 °C
• температура на улице — около 0 °C
• температура в канале — 23 °C

Тестирование в экстремальных режимах:

• старт системы с перекрытыми кранами, без подачи теплоносителя
  • циркуляции в калорифере нет, он наполнен горячей водой — температура обратки +35 °С
  • Контроллер открывает наружную заслонку и включает вентилятор (скорость — 30% — 100-120 м3/час)
  • температура обратки не меняется, так как нет потока, температура в канале начинает падать
  • через пару минут температура в канале упала до +15 °С (термостат защиты от замораживания настроен на +10)
  • включился электрический подогреватель и через несколько минут вытянул температуру до уставки
  • попробовал такой же эксперимент при высокой скорости вентилятора — 60%. Электрический подогреватель не успел включиться — сработал капиллярный термостат защиты — система обиделась и выключилась
• работа системы без циркуляционного насоса
  • температура обратки +35 °С, система нормально стартует
  • через пару минут температура обратки падает до +25 °С, температура в канале не поднимается выше +18 °С
  • включился электрический подогреватель и через несколько минут вытянул температуру до уставки
• нет электричества и рециркуляции, аварийная остановка системы
  • температура на улице -3 °С
  • температура обратки +37 °С
  • перекрыл краном подачу воды и выключил контроллер (перевел в дежурный режим)
  • заслонка закрывалась примерно 40 сек. Аварии по капиллярному термостату не было (он установлен на +15 °С).
  • включил Контроллер и включил подачу воды.
  • контроллер показал температура обратки +27 °С.

Впечатления после первой ночи эксплуатации:

• ночью система работала с включенным циркуляционным насос (расход воды около 200 л/час) и расходом воздуха около 120 м3/час.
• электрический калорифер не включался (проверяю расход по отдельному счетчику)
• трехходовой клапан открыт не полностью — есть небольшой запас по мощности
• в квартире установлено 5 батарей — на них термоголовки, выставленные в среднее положение. Все батареи были умеренно теплыми
• расход тепла по счетчику отопления за 10 часов — 12 кВт*час включая батареи

Виды кондиционеров с притоком свежего воздуха

От классических сплит-систем кондиционер с функцией приточной вентиляции отличается наличием канала воздуховода, а вот его устройство и различает между собой подобные приборы.

Мембрана

Кондиционер с подмесом свежего воздуха этого типа включает в себя специальную мембрану, которая регулирует работу канала. Особенность работы мембраны – в неравномерной пропускной способности: молекулы кислорода проникают через нее в два раза лучше, чем молекулы остальных газов, что позволяет поддерживать естественный уровень кислорода в помещении. Мембранные приточные кондиционеры встречаются достаточно редко на российском рынке и стоят от 50 000 рублей, кроме того, цена установки устройства также выше обычной.

Модульная система

Представляет собой дополнение к уже установленной системе. В основе таких решений – рекуператор с воздуховодом, имеющий собственный внешний блок, как у кондиционера, который устанавливают рядом с внешним блоком сплит-системы. В таком модуле есть небольшие трубки воздуховодов, по которым проходит воздух, по дороге обмениваясь теплом для терморегуляции потоков. По сути, модуль представляет собой небольшую вытяжку с подмесом свежего воздуха. Основные минусы такого решения – громоздкий короб на стене, причем уже второй, так как рядом есть блок кондиционера, и ограниченный воздухообмен, в среднем – около 20 м3/ч, чего недостаточно для полноценного дыхания даже одного человека. На сегодняшний день на российском рынке таких модулей уже практически не осталось; даже официальные производители убирают их из каталогов, так как по всем показателям они проигрывают качественной приточной вентиляции. Цена таких устройств начинается от 7 000 рублей, что, естественно, не включает в себя цену самого кондиционера.

Модификация внешнего блока

Один из наиболее логичных вариантов в решении проблемы притока свежего воздуха в кондиционере – модификация внешнего блока. Действительно, такое решение существует и представляет собой совмещение блока охлаждения с вентиляционным. При этом вентиляционный блок связывается каналом воздуховода с внутренним блоком кондиционера и подает воздух через него. Максимальная подача воздуха для такой системы на порядок выше, чем у остальных вариантов – 32 м3/ч, однако этого достаточно по норме только для одного человека. Кроме того, стоимость таких устройств куда выше кондиционеров без притока и начинается от 140 000 рублей.

Другие типы кондиционеров с подмесом свежего воздуха представляют собой модификации описанных видов. В любом случае, все такие сплит-системы объединяет то, что показатели воздухообмена далеки от желаемых: свежий воздух составляет всего 5–10% от общего потока, а его объем, в основном, колеблется около 20 м3/ч, что составляет около половины от нормы на одного человека. Наибольшие показатели среди кондиционеров дают канальные системы – до 25% от общего потока занимает свежий воздух, однако такие системы сложно установить в городской квартире.

Таким образом, оптимальным решением будет разделить эти функции и установить кондиционер с приточной вентиляцией в квартире, возможно даже в одной комнате. Качественная приточная вентиляция подает до 160 м3/ч свежего воздуха с улицы, при этом воздух очищается от вредных примесей – пыли, аллергенов, неприятных запахов.