Режими на работа и управление на многозонови климатични системи с директно изпарение на фреона
В продължение на темата от миналия брой на сп. Технологичен дом, в който бяха разгледани принципите на действие, функционалността и приложната област на многозоновите климатични системи с директно изпарение на фреона във
вътрешното тяло, обект на настоящата статия са режимите им на работа. Известни повече като VRV или VRF, тези климатични системи са съвременно и многофункционално техническо решение за големи офисни, административни и обществени сгради.
Както бе посочено, причините, водещи до все по-широкото използване на VRV или VRF системите, са многобройни. Част от тях са свързани с естетичния изглед на фасадите на сградите, както и с по-големите възможности на многозоновите системи с директно изпарение на фреона във вътрешното тяло за поддържане на комфортен микроклимат. Сред основните им предимства е и фактът, че с VRV или VRF системите не е проблем да се поддържат различен режим на работа в две съседни помещения. Например, в едното помещение вътрешното тяло би могло да работи в режим на охлаждане, а в другото в режим на отопление. Характерно предимство на този вид системи е също възможността отпадната топлина от южната фасада да се използва за отопление на северната, което директно рефлектира в намаляване на експлоатационните разходи. От друга страна, при необичайни температури през сезона не се налага цялостно пренастройване на системата, което е необходимо при чилърните климатизационни инсталации, например.
VRV (VRF) системите – енергийно ефективно решение
Днес към системите за кондициониране се поставят все по-високи изисквания. Режим на работа, поддържащ само комфортен микроклимат, се оказва недостатъчен. Една съвременна система за климатизация трябва да бъде едновременно енергийно ефективна, безпроблемно да поддържа предварително зададените параметри, да работи целогодишно и по възможност да консумира повече електроенергия през нощта, когато тарифите са по-ниски. Също така е добре да предоставя добри възможности за управление и регулиране. Неоспорим факт е, че всяка нова климатична система предлага все повече и повече възможности. За сравнително недългия живот от създаването на първата VRV система до днес, многозоновите климатични системи с директно изпарение на фреона във вътрешното тяло до голяма степен успяват да отговорят на все по-високите потребителски изисквания. Поради тази причина, видовете режими на работа на VRV (VRF) системите, тяхната икономичност, както и възможностите им за регулиране и управление са обект на настоящия материал.
За информация, приложната област на VRV или VRF системите е много широка – те могат да се използват както за климатизиране на няколко помещения, така и на цели сгради. Обикновено, стандартните VRV или VRF системи климатизират
площи от 150 до около 500 – 700 m2, като посоченият диапазон далеч не изчерпва приложната им област. При по-големи площи се изграждат няколко VRV (VRF) системи.
Режими на работа на VRV (VRF) системите
VRV (VRF) системите са модулни системи, включващи външно тяло и множество вътрешни тела, които могат да бъдат с различна мощност и различен начин на монтаж. Телата се свързват с обща тръбна мрежа, през която циркулира
хладилният агент. В зависимост от режима на работа, тръбната мрежа би могла да бъде изградена като дву- или тритръбна система. Принципно, VRV (VRF) системите поддържат три отделни режима – само на охлаждане, режим на
охлаждане или отопление и режим с едновременна работа на охлаждане и отопление. Когато системата работи в режим на едновременно охлаждане и отопление, е възможно отоплителното тяло да поддържа едновременно два отделни режима на работа, т.е. една част от тях да работят в режим на отопление, а останалите – в режим на охлаждане.
Двутръбната система
се използва, когато всички вътрешни тела работят едновременно в общ режим, т.е всички вътрешни тела поддържат или режим на отопление, или режим на охлаждане. Разбира се, това съвсем не означава, че когато VRV (VRF) системата работи, всички вътрешни тела трябва да бъдат включени. Когато едно или няколко вътрешни тела от системата не са включени или бъдат спрени, натовареността на компресора автоматична намалява и фреоновият поток се насочва единствено към работещите тела.
Двутръбните VRV (VRF) системи се препоръчват предимно за климатизация на големи помещения или в приложения, в които е необходимо поддържането на един и същ режим на работа във всички климатизирани помещения. Особено подходящи са за чакални на гари, аерогари, клиники, както и за киносалони, ресторанти и др.
Тритръбни системи
Когато е необходимо да се климатизират сгради, в които има групи от помещения с различни изисквания към параметрите на въздушната среда, като административните сгради и хотелите например, се препоръчва използването на тритръбна система. Характерно за тритръбните системи е способността им да осигуряват независима работа на вътрешните тела.
Сред основните предимства на системите с индивидуална работа на вътрешните тела е възможността при отопление на едната част от стаите в сградата и охлаждане на другата, системата да извлича топлината от охлажданите помещения и да я пренасочва към отопляваните такива. Според доставчици на подобни решения, по този начин потреблението на електроенергия би могло да се намали до 15 – 20%.
Вентилиране на въздуха с VRV (VRF) система
Всяка VRV (VRF) система успешно поддържа температурата на въздуха в климатизираното помещение в зависимост от предварително зададените стойности. Това не означава, че би могла да осигури поддържането на всички параметри на микроклимата в помещението. За технологията на работа на този вид климатични системи е характерно, че не осигуряват обмен на замърсения въздух в помещението с пресен. При VRV (VRF) системите проблемът с осигуряването на достатъчно пресен въздух в помещенията и съответно отвеждане на замърсения се разрешава сравнително лесно чрез присъединяването
към тях на вентилационен блок. Принципно, всяка VRV (VRF) система допуска присъединяването на вентилационен блок, с което се постига не само поддържане на добри параметри на въздушната среда в помещенията, но е възможно и значително да се увеличи ефективността на топлообмена.
Друго предимство от свързването на вентилационен модул към системата е да се намалят загубите на топлина в системата, разбира се, ако се използва блок с рекуперация на топлина. В този тип топлообменници се осъществява топлообмен между засмуквания от помещенията топъл въздух и постъпващия отвън студен въздух. Преминавайки през топлообменика, външният въздух предварително се загрява, след което се подава в помещението. По този начин, освен че в помещенията постъпва предварително загрят пресен въздух, се повишава и екологичността на системата, тъй като в атмосферата се изхвърля предварително охладен въздух. През лятото, когато е необходимо в помещенията да се поддържа режим на охлаждане, т.е. да се подава студен въздух, процесът в топлообменника се обръща и отвежданият от помещенията охладен въздух се използва за охлаждане на постъпващия отвън по-топъл пресен въздух. По този начин се намалява топлинният товар на системата за климатизация
Използваните вентилационни блокове с рекуперация на топлина принципно могат да работят в три различни режима. Първият е режим на пълен топлообмен между двата потока. При този режим на работа в топлообменника между двата потока
на нагнетявания в помещението и отвеждания от там въздух, се осъществява обмен едновременно на топлина и влага. Следователно, когато вентилационният блок поддържа този работен режим, между двата въздушни потока има пряко взаимодействие.
При втория режим на работа, за разлика от първия, между двата потока отсъства взаимодействие. Засмукваният от помещението въздух се изхвърля директно в атмосферата, без да преминава предварително през топлообменника.
При този режим на работа, преди да навлезе в помещението, единствено външният въздух преминава през топлообменника. При третия режим, в зависимост от температурата в помещенията, системата автоматично избира по-подходящия между двата работни режима.
Необходимото количество пресен въздух достига до помещенията чрез вентилационна система от гъвкави въздуховоди. За правилното разпределение на въздушния поток в самото помещение се използва система от вентилационни решетки.
VRV системите с допълнителни възможности
Освен основните модели на VRV системите, производителите предлагат и модификации, поддържащи допълнителни възможности. Например, моделите с външно тяло, снабдено с воден топлообменник, който работи в режим на
охлаждане и при отрицателни температури на външния въздух. Използването на външно тяло с воден топлообменник също така позволява при необходимост значително да се увеличат разстоянията от сервизните помещения до местата на изхвърляне на топлината в околната среда.
В други модификации на системата се използва леден акумулатор за студ, в който през нощта, когато тарифата на електроенергията е по-ниска, водата се охлажда до нулева температура, при което се образува ледена каша.
Акумулаторът на студ позволява изравняване на денонощните колебания на топлинните товари и изпълнява функцията преохлаждане на хладилния агент преди дроселирането, като по този начин повишава ефективността на хладилния цикъл.
Възможности за управление на системите
Използват се различни начини за управление на многозоновите климатични системи с директно изпарение на фреона. Първият и съответно най-елементарния от тях е т.нар. режим на независимо управление, при който всеки вътрешен
блок е оборудван със самостоятелен дистанционен пулт. При него операциите включено/изключено на отделните вътрешни тела са автоматизирани и режимът им на работа се мониторира. Подобни системи сигнализират при възникване на
неизправности. Многозонови климатични системи с директно изпарение на фреона във вътрешните тела, управлявани с два пулта, често се използват при климатизирането на неголеми сгради. Редица производители на подобни системи за климатизация причисляват този работен режим към третия начин, а именно груповото управление. При груповото управление един дистанционен пулт се използва за управление на група от вътрешни тела, обслужващи едно помещение.
При четвъртия начин на управление – централната система е възможно да използва индивидуален пулт във всяко помещение, но характерно за системата е, че се управлява от пулт за централно управление или от персонален
компютър. Груповото и централното управление се препоръчват за средноголеми и големи сгради. Освен работното състояние – включено/изключено, визуализиране на режима на работа на вътрешните тела и възможни неизправности, системата показва зададената температура, състоянието на филтъра и дори би могла да информира потребителя за консумираната от нея електроенергия. Също така, когато системата за климатизация е снабдена с подобно управление, потребителят разполага с историята на работата на системата за определен период от време.
