КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ КВАРТИР

AIR CONDITIONING OF APARTMENTS

Alexandra Sergeeva

student, Department of heat and gas Supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University,

Russia, Vladimir

Albert Starikov

candidate of Sciences in technical, associate professor, Vladimir state University,

Russia, Vladimir

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены вопросы создания комфортного микроклимата помещения с помощью установки кондиционера. Виды кондиционеров и показатели энергоэффективности.

ABSTRACT

In the article the questions of creation of comfortable microclimate in the room with the installation of the air conditioner. Types of air conditioners and energy efficiency indicators.

Ключевые слова: кондиционирование, сплит система, энергоэффективность.

Keywords: conditioning. split-system, energy efficiency.

Погода, в настоящее время, весьма изменчива. Зимой мы пытаемся утеплить квартиру, а летом пытаемся спастись от духоты. Микроклимат в помещении оказывает большое влияние на наше самочувствие, поэтому квартира должна быть местом, где мы ощущаем себя комфортно независимо от того, что происходит за ее пределами. Установка кондиционера решает вопрос, связанный с обработкой и улучшением качества среды обитания.

Кондиционер – это прибор, обеспечивающий автоматическое поддержание заданной температуры воздуха в помещении, очистку воздуха от пыли, его вентиляцию, уменьшение влажности воздуха, изменение скорости и распределения воздушных потоков в помещении, а иногда воздухообмен с окружающей средой.

Основным документом, в котором прописаны санитарно-гигиенические требования по параметрам микроклимата для жилых и общественных сооружений является ГОСТ 30494-2011. Для теплого периода года в нем указаны такие оптимальные и допустимые параметры температуры:

• оптимальные – 22-250 С,
• допустимые – 22-250 С.

Также важно ориентироваться и на температуру наружного воздуха. Если люди находятся в помещении постоянно, не покидают его, то они привыкают к установившейся температуре. Но если приходится выходить на улицу и снова возвращаться в охлажденное помещение, то целесообразно устанавливать температуру не ниже 10 °C от уличной. В таком случае резких перепадов не будет, и человеческому организму легче приспособиться к постоянному изменению окружающей температуры.

При выборе кондиционера в квартиру нужно учесть – мощность и технические характеристики. Для этого нужно рассчитать такие факторы:

• объем комнаты, в которую предполагается установка, либо объем всей квартиры (высоту потолков множим на площадь);
• площадь комнаты либо размер места установки внутреннего блока (для определения размеров кондиционера);
• сколько окон есть в помещении, их размер;
• сколько людей проживает в квартире, либо сколько людей регулярно пребывает в помещении;
• количество различной техники – она является источником тепла, а это влияет на выбор мощности кондиционера.

Все кондиционеры можно разделить на два больших класса: моноблочные - состоящие из одного блока (оконные, мобильные) и сплит-системы -  состоящие из двух и более блоков (настенные, канальные, кассетные и т.п.).

Оконные кондиционеры в недавнем прошлом были наиболее распространены. Сейчас практически все производители предлагают оконные кондиционеры мощностью от 1,5 до 6 кВт, типовой оконный автономный, моноблочный кондиционер представлен на рис. 1. Наиболее простые из них могут только охлаждать воздух, более дорогие – имеют режим нагрева и пульт дистанционного управления. Основными недостатками оконного кондиционера являются повышенный шум, необходимость монтажа в оконный проем и уменьшение освещенности помещения из-за сокращения площади оконного проема. Достоинства - невысокая цена, простота монтажа и последующего обслуживания, отсутствие разъёмных соединений в хладоновой магистрали и, как следствие, отсутствие утечки фреона, максимально возможный коэффициент полезного действия, длительный срок службы. Благодаря невысокой цене оконные кондиционеры занимают второе место по популярности после сплит - систем настенного типа.

Рис. 1. Типовой оконный автономный, моноблочный кондиционер

Мобильный или напольный кондиционер - единственный тип кондиционера, который любой пользователь может установить самостоятельно, представлен на рис. 2. Мобильные кондиционеры устанавливаются на полу и имеют небольшие колесики, что позволяет легко перемещать их из комнаты в комнату. Для установки мобильного кондиционера достаточно вывести гибкий воздуховод длиной 0,5 - 1,5 метра на улицу через форточку или отверстие в стене. Через этот воздуховод удаляется горячий воздух. Недостатками напольных кондиционеров являются повышенный шум от компрессора, ограниченная мощность (обычно не более 3-4 кВт) и высокая цена, сравнимая со стоимостью сплит - системы. Заметим, что при мощности мобильного кондиционера около 3 кВт и выше к основному блоку добавляется небольшой наружный блок с вентилятором. Наружный блок вывешивается за окном и подсоединяется к мобильному кондиционеру с помощью быстроразъемных соединений (защелок). Установка таких кондиционеров несколько сложнее. Конструктивно такой кондиционер мало чем отличается от оконного.

Рис. 2. Мобильный или напольный кондиционер

Кондиционер типа сплит-система состоит из наружного и внутреннего блоков, которые соединены между собой электрическим кабелем и медными трубами, по которым циркулирует хладагент. Благодаря такой конструкции наиболее шумная и громоздкая часть кондиционера, содержащая компрессор, вынесена наружу. Внутренний блок можно разместить практически в любом удобном месте квартиры или офиса. Все современные сплит-системы снабжены пультом дистанционного управления (ДУ) с жидкокристаллическим дисплеем. С его помощью можно задавать температуру в помещении с точностью до 1-2 градусов, устанавливать таймер для автоматического включения и выключения кондиционера в заданное время, регулировать направление воздушного потока и многое другое. Внутренние блоки имеют фильтры тонкой и грубой очистки для фильтрации воздуха от пыли, табачного дыма, пыльцы растений и т.п.

Мульти-сплит система является разновидностью сплит-систем. Ее отличие в том, что к одному внешнему блоку подключается несколько внутренних - обычно от 2 до 4, 5 штук. При этом внутренние блоки могут быть не только разной мощности (обычно от 2 до 5 кВт), но и разных типов. Такое конструктивное решение позволяет экономить место на наружной стене здания и не так сильно портить внешний вид наружными блоками. При этом, вопреки распространенному мнению, замена нескольких сплит систем на одну мульти-сплит систему не приводит к выигрышу в цене, поскольку стоимость оборудования примерно такая же, а трудоемкость и стоимость монтажа - в 1,5 - 2 раза выше из-за более длинных коммуникаций. Кроме этого, при выходе из строя внешнего блока мульти-сплит системы перестают работать все внутренние блоки — с этой точки зрения надежность нескольких сплит-систем выше. Поэтому мульти-сплит системы обычно используют только при невозможности размещения нескольких внешних блоков на наружной стене дома. Еще одним преимуществом сплит и мульти-сплит систем является большой выбор различных типов внутренних блоков. Среди них выделяют следующие модификации: настенный, канальный, кассетный, подпотолочный и колонный кондиционер. При этом бытовые сплит-системы бывают только настенного типа, все остальные кондиционеры — полупромышленные.

Самый распространенный и наиболее доступный по цене - настенный кондиционер или сплит-система настенного типа. Иногда его еще называют просто бытовой кондиционер, поскольку в бытовых помещениях чаще всего применяются именно они. Настенный кондиционер можно установить в любом небольшом помещении - офисе, квартире, магазине. Их мощность (2-7 кВт) позволяет охлаждать от 15 до 70 м2. Внутренний блок настенных кондиционеров обычно устанавливают в верхней части стены, недалеко от окна, а наружный - под окном. Такое размещение позволяет сократить расстояние между блоками и длину межблочных коммуникаций, которая обычно не превышает 5-7 метров.

Рис. 3. Сплит-система настенного типа

Канальный кондиционер устанавливается за подвесным или подшивным потолком, который полностью скрывает внутренний блок. Распределение охлажденного воздуха осуществляется по системе теплоизолированных воздуховодов, которые также размещаются в межпотолочном пространстве. Благодаря такой конструкции, канальный кондиционер может охлаждать сразу несколько помещений. Типичная мощность этих кондиционеров составляет 12-25 кВт, что достаточно для охлаждения 4-5 комнатной квартиры. Принципиальное отличие канального кондиционера от остальных сплит-систем - в возможности подачи свежего воздуха в объемах, необходимых для полноценной вентиляции кондиционируемых 3 помещений. Таким образом, использование одного канального кондиционера позволяет решить задачи как вентиляции, так и кондиционирования квартиры или коттеджа. Нужно только позаботиться о правильном расчете воздухообмена, подборе кондиционера по мощности охлаждения и статическому давлению.

Для установки кассетного кондиционера, также, как и для канального, необходим подвесной потолок. Однако в отличие от канального кондиционера, "кассетник" распределяет охлажденный воздух через нижнюю часть блока. Соответственно, нижняя часть такого кондиционера имеет размер стандартный потолочной плитки - 600 х 600 мм, а при большой мощности вдвое больше - 1200 х 600 мм и закрывается декоративной решеткой с распределительными жалюзи. Основное достоинство кассетного кондиционера - незаметность, поскольку видна только декоративная решетка. Еще одно его преимущество - равномерное распределение воздушного потока по четырем направлениям, что позволяет использовать всего один кассетный кондиционер для охлаждения большого помещения (при использовании настенных сплит-систем для достижения аналогичного эффекта пришлось бы использовать 2-3 кондиционера меньшей мощности).

Если в помещении нет подвесного потолка, то альтернативой кассетному кондиционеру может стать напольно-подпотолочный кондиционер (или просто потолочный кондиционер). Эти кондиционеры отличаются небольшой глубиной - 18 - 25 сантиметров. Устанавливаются они, как следует из названия, либо внизу стены, либо на потолке. При этом поток воздуха в первом случае, направляется вверх, во втором - горизонтально вдоль потолка. Такая конструкция позволяет равномернее распределять охлажденный воздух по всем четырем направлениям, причем мощность потока регулируется отдельно для каждого направления. Такой кондиционер может успешно использоваться в помещениях сложной формы, не имеющих подвесного потолка.

Наибольшее распространение получили двухблочные сплит-кондиционеры. Типовые сплит-кондиционеры состоят из двух блоков:

• наружного, устанавливаемого на стене здания снаружи;
• внутреннего, устанавливаемого обычно на стене внутри помещения.

 Схема работы типового сплит-кондиционера изображена на рис.4.

Рис. 4. Схема работы компрессионного кондиционера

Сплит-кондиционер может работать в трёх режимах:

• в режиме вентиляции воздуха в помещении;
• в режиме охлаждения воздуха;
• в режиме нагревания воздуха (тепловентилятор).

В режиме вентиляции работает только электро-вентилятор внутреннего блока, который создаёт поток воздуха, проходящий через неработающий испаритель, электронагреватель, через направляющие пластины и сетчатый фильтр, затем воздух попадает в помещение. Вентиляция необходима для того чтобы выравнивать температуру в разных зонах помещения путём перемешивания воздуха.

В режиме тепловентилятора, так же осуществляется вентиляция, но включается в работу электронагреватель, подогревающий проходящий через него воздух. Нагревание происходит до момента достижения воздуха помещения заданной температуры. Температура определяются с помощью датчика расположенного на корпусе внутреннего блока, вне зоны движения воздуха. Управляет включением, выключением, вентилятором внутреннего блока и электронагревателем система управления осуществляющая автоматическое поддерживание температуры воздуха в помещении. Управление работой системы управления осуществляется с помощью пульта управления.

В режиме охлаждения воздуха включается в работу компрессионный холодильный агрегат кондиционера, т.е. испаритель в ходе работы агрегата имеет отрицательную температуру, а значит воздух помещения, проходящего сквозь него, охлаждается, охлаждая воздух помещения, Нагреватель не работает.

Энергоэффективность кондиционера – один из самых важных показателей, которые оценивают при выборе системы. Иными словами — уровень энергоэффективности прибора определяет, сколько придется платить за комфорт.

Класс энергетической эффективности СКВ определяется согласно ГОСТ 32970-2014 «Кондиционеры и тепловые насосы без воздуховодов. Испытания и оценка рабочих характеристик»

Есть показатели энергоэффективности в виде двух коэффициентов:

• EER (Energy Efficiency Ratio) – для оценки потребления электричества для охлаждения;
• COP (Coefficient of Performance) – для оценки по обогреву.

Чем выше цифра – тем более энергоэффективным является кондиционер. Энергоэффективность кондиционера можно определить по классу, присвоенному устройству. Для простоты оценки разработана буквенная система из семи уровней, от A до G. То есть, уровень «А» означает максимальную энергоэффективность устройства, а «G» - минимальную, представлена на рис. 5.

Рис. 5. Класс эффективности кондиционера

Холодильный коэффициент – это отношение холодопроизводительности к затраченной мощности

,                                                                            (1)

где Qx – холодопроизводительность, Вт; Nпотр – потребляемая мощность СКВ, Вт.

и тепловым коэффициентом - отношением теплопроизводительности к затраченной мощности.

,                                                                         (2)

где Qo – мощность обогрева, Вт, Nпотр – потребляемая мощность СКВ, Вт.

К кондиционерам с низким индексом энергоэффективности автоматически относятся: сплит-системы устаревших классов «E», «F» и «G». Подобная продукция относится, скорее, к категории залежалого товара. Новые характеристики энергоэффективности: SEER, SCOP.

С первого января 2013г. В Евросоюзе вступил в силу блок требований, относящихся к системам кондиционирования воздуха холодопроизводительностью до 12 кВт. Указанные требования, были продиктованы директивой Европейского Союза, направленной на достижение целей программы «20-20-20» к 2020 г.: сокращение потребления первичных энергоносителей на 20%, увеличение производства энергии из возобновляемых источников на 20% и уменьшение выбросов углекислого газа на 20%. Для определения фактической энергоэффективности были введены сезонные коэффициенты SEER и SCOP, которые определяются с учетом потребленной за год электроэнергии и выработанному за этот же период количеству тепла или холода. Такие коэффициенты позволяют сравнивать энергоэффективность различных моделей кондиционеров в реальных, а не лабораторных условиях и что не менее важно, позволяют раскрыть данные по преимуществу эксплуатации систем с инверторным управлением компрессора, способных работать с частичной производительностью. Измерения эффективности кондиционера производятся при 4 различных температурах наружного воздуха (+20°С, +25°С, +30°С, +35°С). Для режима нагрева принимается во внимание климатическая зона, в которой предполагается эксплуатировать оборудование. С этой целью введены 3 зоны, имеющие разное распределение градус-часов: теплая (Афины 3590 ч), средняя (Страсбург 4910 ч) и холодная (Хельсинки 6446 ч).

На современном рынке самыми энергоэффективными являются инверторные модели. Они могут подстраиваться под условия эксплуатации. Экономия достигается за счет изменения частоты, с которой вращается двигатель. Как только температура достигнута, двигатель замедляется. Это позволяет снизить энергопотребление на 40% - 58% в сравнении с обычными системами кондиционирования. Они характеризуются:

• широким диапазоном температурных режимов,
• пониженным шумовым эффектом,
• оперативным охлаждением/обогревом,
• экологичностью хладагентов.

Кроме того, встроенная защита от перепадов напряжения обеспечивает длительный срок эксплуатации оборудования.

Список литературы:

1. ГОСТ 32970-2014. Кондиционеры и тепловые насосы без воздуховодов. Испытания и оценка рабочих характеристик.
2. Межгосударственный стандарт. ГОСТ 30494- 2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. Москва. Стандартинформ. 2013..
3. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха объектов агропромышленного комплекса и коммунального хозяйства. В.М.Свистунов, Н.К.Пушняков 2007г.
4. Стефанов Е. В. Вентиляция и кондиционирование воздуха. - Санкт-Петербург: Издательство «АВОК Северо-Запад», 2005 — 402 с.