Материал: Кондиционеры для жилых помещений, общественных зданий и на подвижном составе ж.д.транспорта

Кондиционеры с регулируемым количеством хладагента vrv (прх)

Кондиционеры с ПРХ могут включать в себя до 64 внутренних блока и до трех внешних [16].

Устройство и принцип работы

Принцип работы ПРХ систем во многом схож со сплит-системами, но характеризуется усложненной схемой распределения потока хладагента по внутренним блокам и увеличенной суммарной производительностью по холоду. Такая автономная система кондиционирования базируется на блочном исполнении, при этом, подобно сплит-системам, в каждое помещение устанавливаются внутренние блоки. Эти внутренние блоки соединяет магистраль транспортировки хладагента, собранную из нескольких трубопроводов различного диаметра. По трубопроводу меньшего диаметра от компрессорно-конденсаторного (наружного) блока до теплообменников внутренних блоков транспортируется хладагент в жидкой фазе, а по трубопроводу большего диаметра от теплообменников внутренних блоков до наружного компрессорно-конденсаторного блока транспортируется хладагент в газообразной фазе, перенося тепло из помещений объекта капитального строительства в наружную среду. Точки ответвлений на магистрали транспортировки хладагента оснащаются рефнетами или коллекторами. Они обеспечивают снабжение теплообменников внутренних блоков оптимальным количеством хладагента, необходимым для поддержания в помещениях заданных параметров микроклимата.

Переменный расход хладагента по магистрали трубопроводов, обеспечивающий экономию электроэнергии, достигается подключением (отключением) многочисленных внутренних блоков и плавным изменением нагрузок в режимах работы компрессорно-конденсаторного наружного блока. Для обеспечения благоприятного микроклимата в таких общественных зданиях, как вокзалы, различные служебные здания, больницы, предприятия, гостиницы или многоэтажные здания, мультизональные ПРХ системы с магистралями транспортировки хладагента из трубопроводов устанавливают с учетом функционального назначения помещений и архитектурно-конструктивных особенностей здания.

Классификация и параметры внутренних блоков полностью соответствуют характеристикам бытовых версий. Выбор конкретного типа внутреннего блока определяется особенностями помещения.

Конструктивное исполнение внутреннего блока может быть:

- канальным;

- кассетным;

- настенным;

- настенно-потолочным.

Внутренние блоки системы оснащены терморегулирующими вентилями, которые контролируют объемы хладагента, поступающего из магистрали трубопровода с учетом требуемой нагрузки. Благодаря этому системы кондиционирования характеризуются высокой точностью и ровностью в поддержании комфортной температуры в сравнении с традиционными кондиционерами, в которых могут быть температурные перепады при включении или выключении.

На рисунке 16 представлена структурная схема типичной ПРХ системы.

ПРХ системы могут управляться различными пультами дистанционного управления (ПДУ):

- с помощью пульта, контролирующего отдельный внутренний модуль;

- через персональный компьютер с помощью обособленного программного обеспечения;

- посредством централизованного пульта, обычно представляющего собой защищенную панель.

Рисунок 16 Структурная схема ПРХ системы кондиционирования

ПРХ системы имеют следующие достоинства:

- гибкость эксплуатации - все внутренние блоки могут быть различных модификаций и могут быть отрегулированы независимо от других,

- монтаж всей конструкции занимает минимум времени,

- длина между наружным и внутренними модулями по горизонтали может составлять до 150 м, а по вертикали - 50-90 м, что позволяет установить внешний модуль на верхнем этаже здания не нарушая внешний вид фасада,

- электронная регулировка позволяет поддерживать температуру с точностью ± 0,5оС,

- возможно совмещение с вентиляцией,

- экономия электричества за счет возможности отключения некоторых внутренних блоков.

Недостатки:

- высокая первоначальная стоимость системы,

- дорогое обслуживание.

6. Кондиционеры для подвижного состава ж.Д.Транспорта

6.1. Кондиционеры для вагонов

Исторически в Советском Союзе кондиционеры на ж.д.транспорте были установлены на купейных вагонах, поставляемых ГДР - МАБ-I иМАБ-II (табл. 11 [18,19]). В мягко-жестких вагонах "Микст" были установлены кондиционеры "Стоун-Кэрриер". Система была распределенной: часть агрегатов располагалась под полом вагона - компрессор, конденсатор, а часть - в потолочном пространстве - испаритель.

Таблица 11 - Технические характеристики вагонного кондиционера МАБ-II

В СССР выпускался поезд межобластного сообщения с креслами для сидения с кондиционером КЖ-25 [19].

После развала союза эстафету принял Тверской вагоностроительный завод (ТВЗ) и ЗАО «Лантеп»,оборудовавшим вагоны кондиционирующей установкой УКВ-ПВ. Эта установка кондиционирования воздуха является моноблочной (рис. 17 ). Такая организация была определена коммерческими отношениями завода ТВЗ и ЗАО «Лантеп».

Рисунок 18 Моноблочный кондиционер

Моноблочный кондиционер устанавливается в пространстве подшивного потолка тамбура вагона. Забор приточного воздуха происходит через две решетки, расположенные на боковых сторонах вагона над входными дверями.

Выброс воздуха из конденсатора происходит вертикально вверх.

Охлажденный воздух подается по воздуховодам вдоль вагона.

У моноблочной системы кондиционирования имеется ряд преимуществ. Так отдельные части установки связаны между собой с помощью сварки, что позволяет ликвидировать утечки фреона, как это бывает при резьбовых и фланцевых соединениях.

Моноблок удобен в эксплуатации: он легко монтируется на вагоне и, при необходимости, может быть заменен другим, не требует высокой квалификации проводника.

В настоящее время фреоновые моноблочные кондиционеры устанавливаются в салонах электропоездов, на путевых машинах, в кабинах локомотивов и путевых машин. Это кондиционеры УКВ-31, СКВ 4,5, КЖ2-0,5, КЖ 25 СПб, УКВ 28, УКВ ПВ "Лантеп".

Еще одним производителем фреоновых кондиционеров для вагонов локомотивной тяги является НПО "Остров", которое работает совместно с компанией "Сименс" [20]. Основным достоинством этих кондиционеров является высокая надежность, т.к. эти кондиционеры предназначены для эксплуатации подвижного состава с высокими уровнями вибрации.

Основные характеристики кондиционирующих установок для вагонов ж.д.транспорта приведены в табл.12.

Таблица 12 - Кондиционирующие установки для вагонов

Холодопроизводительность фреоновых вагонных кондиционеров составляет от 24 до 40 кВт и обеспечивает при наружной температуре 40^оС поддержание температуры воздуха в помещениях - 22-26^оС. Холодопроизводительность кондиционера для почтового вагона составляет несколько меньше - 8,14 кВт, т.к. он предназначен для помещений обслуживающего персонала (два купе).

Домодедовский машиностроительный завод "Кондиционер" (Россия, Московская обл., г.Домодедово) выпускает фреоновые моноблочные кондиционеры для пассажирских вагонов ж.д.транспорта, трамвая и другого городского транспорта [21]. Характеристики приведены в табл.13.

Таблица 13 - Характеристики фреоновых автономных транспортных кондиционеров завода "Кондиционер"

* - с электронагревателями (с калориферами).

Как видно из таблицы холодопроизводительность кондиционеров Домодедовского завода составляет 24-40 кВт, что отвечает требованиям стандартов - температура воздуха в помещениях должна находиться в пределах 22-26^оС при наружной 40^оС (континентальный климат)

Компания "Konvekta" (Германия) поставляет в Россию фреоновые климатические установки HVAC 5401 для салонов электропоездов, пассажирских вагонов и трамваев, имеет прочный алюминиевый корпус, теплообменник с медными трубами и алюминиевыми пластинами, выполнен в виде моноблока [22]. Характеристики приведены в таблице 14

Таблица 14 - Характеристики фреоновой климатической установки

HVAC 5401

Возможна подача рециркуляционного воздуха, смешанного и свежего.

Система отопления электрическая и водяная.

Фреоновую климатическую установку фирмы HVAC 5401 можно использовать, если на вагон устанавливать две такие системы. Тогда общая холодопроизводительность на вагон составит 32 кВт.

Климатическая установка HVAC 7401с холодопроизводительностью 30 кВт полностью обеспечивает микроклимат в вагоне в летнее время

(табл.15).

Таблица 15 - Характеристики фреоновой климатической установки

HVAC 7401

ООО "Балтийские кондиционеры" (Россия, г.Санк-Петербург) предлагает фреоновые кондиционеры КЖ2-4,5/2,5 Т (КБСК 1265) для пассажирских вагонов локомотивной тяги со следующими характеристиками (табл.16, [23]).

Таблица 16 - Характеристики фреонового кондиционера КЖ2-4,5/2,5 Т

На международной выставке по электротранспорту (Москва, 2021 г.) компанией НПФ "Этна плюс" была представлена перспективная разработка фреоновой системы кондиционирования воздуха СКВ-СТ-26000. Система разработана для перспективного трамвайного вагона ПК "Транспортные системы" (с алюминиевым кузовом)(табл.17, [24]).

Прототип этой системы уже установлен на 130 вагонах, эксплуатируемых в Москве и Санкт-Петербурге - по два изделия на вагон. Разработанная система стыкуется с полностью аналогичной системой воздуховодов и электрической схемой вагона. Основным достоинством системы является ее интегрированность в крышное электрооборудование трамвайного вагона, что позволяет существенно упростить сборку вагона. К инновационным и техническим преимуществам кондиционера относится существенное упрощение подводящего к нему кабельного канала ± 600 В.

Таблица 17 - Технические характеристики системы кондиционирования воздуха СКВ-СТ-26000

6.2. Кондиционеры для кабин локомотивов

Одним из первых кондиционеров, разработанных ЦНИИ МПС в 1975 году (СССР) для охлаждения кабины тепловоза был компрессионный (фреоновый) кондиционер КТТ-4,5 мощностью 5 кВт (рис.18). Кондиционер был моноблочным, устанавливался на крыше тепловоза 2ТЭ10Л в специальном люке. Воздух в воздухоохладитель забирался как из кабины, так и снаружи. Обработанный воздух подавался на потолок, лобовое окно и к рабочим местам машиниста и помощника.

Рисунок 19 Схема установки кондиционера КТТ-4,5 на тепловозе "ТЭ10Л

1- забор наружного воздуха, 2 - отопитель, 3 - пульт машиниста, 4 - выход охлажденного воздуха, 5 - вентилятор, 6 - обтекатель, 7 - пульт управления,

8 - забор наружного воздуха, 9 - конденсатоотводчик.

Этот кондиционер мог работать только на переменном токе (что говорит о его происхождении от промышленного кондиционера). Это вынуждало оборудовать тепловоз источником переменного тока мощностью 5 кВт. Кондиционер работает на хладагенте R-134а. Принцип действия не отличается от описанного выше парокомпрессионного кондиционера.

Систематическая работа по испытаниям и оценке эффективности кондиционеров для кабин локомотивов и путевых машин проводилась с участием ВНИИЖГ МПС (Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожной гигиены МПС) начиная с 1978 года.

Первым кондиционером, который был исследован на тепловозе 2ТЭ10Л в Ташкенте в условиях эксплуатации в 1978 году, был водоиспарительный. Принцип работы был изложен ранее в главе 2. Охлажденный воздух подавался в зону дыхания машиниста. Снижение температуры в кабине составляло 10^оС.

Достоинства кондиционера:

- простота конструкции,

- высокая эффективность.

Недостатки:

- отсутствие автоматического регулирования температуры,

- необходимость иметь в кабине большую емкость для воды, 1 м³,

- протекание емкости для воды в результате вибраций,

- высокая влажность в кабине.

Одновременно в Ташкенте проходил испытания фреоновый кондиционер марки RVE-15V/VKE-15W (Германия). Кондиционер был установлен в пульте машиниста, охлажденный воздух подавался настильно на лобовое окно. Он обеспечивал снижение температуры воздуха в кабине на 12^оС, Достоинства:

- гигиенические параметры воздуха отвечают требованиям для кабин машинистов локомотивов,

Недостатки:

- отсутствие возможности масштабных закупок для парка локомотивов,

- отсутствие базы для ремонта в условиях локомотивных депо.

В 1983 году в Смарканде были испытания фреонового кондиционера КТА-0,5Э-01 ( СССР, Украина, г.Краматорск) мощностью 1,5 кВт на тепловозе 2ТЭ-116 . На кабине тепловоза были установлены два моноблочных кондиционера суммарной мощностью 3 кВт (рис. ). Испытания показали удовлетворительные результаты – снижение температуры воздуха в кабине составило - 6-14^оС, относительная влажность - 37,6 -72,5%.[25]

Достоинства:

- не требовалось изменения конструкции крыши кабины,

- завод-изготовитель обладал достаточной производственной мощностью для обеспечения тепловозного парка страны кондиционерами.

Недостатки:

- низкая надежность, т.к. кондиционер использовался бытовой и не выдерживал вибраций.

В это же время в Советский Союз поставлялись локомотивы ЧС-4Т, ЧС-8, ЧС-7 (Чехословакия) с фреоновой кондиционирующей установкой

CHKL-5(01)[26], (рис. 19, табл.19). Установка была расположена под кабиной и осуществляла охлаждение, вентиляцию и подогрев воздуха. Мощность системы охлаждения составляла 5 кВт. Мощность системы подогрева - 12 кВт.