Компрессорно-конденсаторный блок: устройство, принцип работы и применение в приточных установках

Современный промышленный и гражданский строительный комплекс активно использует различные технологии для обеспечения комфортных условий пребывания в зданиях и сооружениях. Одним из ключевых элементов в системах вентиляции и кондиционирования выступает компрессорно-конденсаторный блок (ККБ). Этот универсальный агрегат находит применение в различных областях — от промышленных холодильников до систем центрального кондиционирования.

В статье мы рассмотрим принципы работы ККБ, его технические характеристики, а также особенности выбора и эксплуатации устройства. Вы также узнаете, как правильно подобрать терморегулирующий вентиль, фильтр осушителя и другие составляющие для эффективной работы ККБ.

Что такое ККБ

Компрессорно-конденсаторный блок — это устройство, используемое в системах холодоснабжения и кондиционирования воздуха. Оно состоит из компрессора, конденсатора и ряда других элементов, таких как терморегулирующий вентиль и фильтр осушителя. Главная задача ККБ — поддержание заданного температурного режима путем перекачивания и охлаждения хладагента (фреона или другого средства).

ККБ играет ключевую роль в обеспечении стабильной работы системы, а значит, и комфортных условий в помещении или необходимого температурного режима в промышленных процессах. С его помощью осуществляется не только охлаждение, но в некоторых случаях и обогрев воздуха.

Чтобы полностью понять значение этого устройства, необходимо разобраться в его принципе работы, составляющих частях и технических характеристиках, что и будет сделано в статье.

Сфера использования ККБ

Принцип работы ККБ относит его к климатическому оборудованию. С помощью современного набора элементов обеспечивается выполнение функций охлаждения помещения или его нагрев. Это изделие применяется в системах кондиционирования промышленного или бытового назначения.

Устройство подходит и используется для системы центрального охлаждения в общественном или производственном здании.

Сфера применения:

• частный жилой дом;
• учебное заведение;
• офисный центр;
• предприятие с налаженным производством.

Такой блок устанавливается в вентиляционные коммуникации или канальный кондиционер, если не существует возможности монтажа более крупного охладителя.

Рассмотрим устройство такого аппарата:

• ключевой элемент – компрессор;
• электродвигатель.
• вентилятор (различается по производителю);
• теплообменник, использующийся как конденсатор;
• нужная схема электропитания;
• управление.

Области применения ККБ

Их используют достаточно широко, поскольку моноблоки способны выполнять разные задачи. Обычно их выбирают для тех помещений, где нет необходимости точного температурного режима.

ККБ предназначаются для:

• охлаждения воздуха в вентиляционных системах;
• вентилирования складов, различных предприятий общепита;
• охлаждения витрин, прилавков, подсобных помещений магазинов;
• технологического оборудования, в том числе, для автоматизированных линий.

Широкое применение ККБ объясняется тем, что устройства выполняют самую важную и сложную часть работы, поскольку нужно не только подать жидкий хладагент в теплообменник, но и обеспечить циркуляцию — повторное поступление сжатого газа в конденсатор. Установка максимально удобна: она компактна, не издает чрезмерного шума, может быть расположена в любом месте: как внутри, так и снаружи здания, на крыше.

Если говорить о преимуществах такого оборудования, то в первую очередь надо отметить его высокую эффективность, надежность, компактность, почти полное отсутствие шума. Сейчас производители сумели значительно снизить энергопотребление ККБ, поэтому к списку добавляется экономия средств. Минус — сравнительно грубая регулировка холодопроизводительности. Погрешность может составлять 2-4°С.

ККБ для приточной установки: примеры использования

Компрессорно-конденсаторные блоки (ККБ) находят широкое применение не только в системах кондиционирования, но и в приточно-вытяжных установках. Приточные системы особенно важны в зданиях с высокими требованиями к качеству воздуха, таких как больницы, лаборатории, производственные цехи и офисные здания.

Промышленные цеха

В промышленных цехах, где осуществляются технологические процессы с выделением тепла или вредных веществ, ККБ может использоваться для эффективного охлаждения и очистки приточного воздуха. Это обеспечивает не только комфортные условия для работников, но и стабильность производственного процесса.

Медицинские учреждения

В больницах и медицинских лабораториях ККБ часто используется для поддержания строгих санитарных и температурных условий. Предотвращается распространение инфекций и обеспечивается оптимальный климат для хранения медикаментов и проведения исследований.

Торговые центры и офисы

В торговых центрах и офисных зданиях приточные установки с ККБ обеспечивают комфортный микроклимат для посетителей и сотрудников. Они поддерживают заданный уровень температуры и влажности, что особенно важно в зимний и летний периоды.

Общественный транспорт

Даже в общественном транспорте, таком как метро или автобусы с кондиционером, могут быть установлены миниатюрные версии ККБ. Они создают комфортные условия для пассажиров, особенно в часы пик и в жаркую погоду.

Компрессорно-конденсаторный блок: принцип работы

Принцип работы основывается на законе переноса энергии благодаря переходу вещества из одного состояние в другое. В большей части оборудования в качестве хладагента используется фреон. Когда это вещество переходит из жидкого в газообразное состояние, оно поглощает тепло. При обратном превращении фреон отдает тепловую энергию, поглощая холод.

Задача компрессорно-конденсаторного блока — обеспечение оптимальных условий для перехода хладагента из одного состояния в другое. Сам процесс трансформации состоит из нескольких этапов:

• в ККБ поступает фреон в газообразном состоянии, его давление — 2-5 атмосфер, температура — 5-20°С;
• в работу включается компрессор, благодаря которому газ сжимается, поэтому его давление и температура резко повышаются;
• затем сжатый газ поступает в теплообменник-конденсатор, где превращается в жидкость;
• отдав тепло, фреон следует в дросселирующее устройство, где давление снижается, а вещество охлаждается;
• охлажденная жидкость идет в испаритель, в нем она отдает холод, потом снова забирает тепло, закипает, превращаясь в газ;
• после теплообменника хладагент снова возвращается в компрессор и цикл повторяется.

Этот принцип используется в любом оборудовании, где необходимо обеспечить эффективный теплообмен. Первый, самый простой пример — бытовые холодильники. Другой вид оборудования, использующего ту же схему, — тепловые насосы.

Эксплуатация ККБ

Инструкция по применению ККБ имеет ряд требований к эксплуатации и подбору необходимой модели прибора:

• для обеспечения бесперебойной работы в течение установленного срока эксплуатации ККБ раз в год должен проходить профилактический осмотр и ремонт с участием специалистов сервисного центра;
• расчет установки должен быть произведен в соответствии с условиями ее размещения;
• оборудование подключается к электросети, рассчитанной на потребляемую им мощность.

Отдельный раздел требований включает и рекомендации по обеспечению безопасного использования ККБ:

• должен быть организован свободный доступ воздуха;
• устройства такого типа не устанавливаются в местах с повышенной влажностью;
• блок не должен быть размещен в пожаро- и взрывоопасных зонах;
• прибор должен иметь заземление и быть смонтирован с соблюдением правил электробезопасности.

Более подробную информацию о технике эксплуатации охладительного блока следует посмотреть в инструкции по применению конкретного образца прибора. При грамотном и ответственном подходе к организации условий для работы ККБ эта установка прослужит долгое время и не потребует больших затрат на ремонт и обслуживание.

Как подобрать терморегулирующий вентиль

Можно все рассчитать проще. На десять квадратных метров площади нужен один киловатт для выработки холода. То есть для помещения в сто квадратных метров нужно десять киловатт.

Необходимые расчеты нужно производить, ориентируясь не на максимально возможную температуру на улице, а на самый минимум, предусмотренный технической характеристикой аппарата.

Нормальная работа обеспечивается меньшей производительностью компрессора от максимально возможной производительности, которую дает испаритель.

Такой прибор осуществляет регулировку поступления фреона в испаритель. Его нужно подбирать по следующим критериям:

• производительность, заявленная в технической документации;
• температура закипания;
• температура, при которой происходит конденсация;
• температурный максимум и минимум рабочего места, где устанавливается ККБ.

Также будет влиять и способ установки вентиля.

Составляющие части агрегата

Главная часть любой холодильной установки поступает в готовом виде от завода-производителя. Трубы и патрубки, которые испытывают высокое давление, проходят проверку перед сборкой. Электрические схемы и панель управления также проходят проверку. При получении аппарата следует проверить целостность упаковки, корпуса. Если все характеристики в норме, можно подключать компрессорно-конденсаторный агрегат к холодильной установке.

Базовый состав аппарата:

• Реле высокого давления. Предназначен для управления охлаждающей системой (вентиляторами).
• Панель управления. Последняя состоит из термостата (отвечает за автоматический пуск/остановку компрессора) и регулятора скорости вращения вентилятора.
• Двойное реле (высокого и низкого давления). Такое приспособление срабатывает в аварийных ситуациях.
• Компрессор. Заправляется маслом, оснащен тэном для его подогрева. На линиях всасывания и нагнетания холодильного агента устанавливаются датчики давления.
• Вибро- и шумоизоляция.

Принцип действия

Принцип действия основывается на изменениях агрегатных состояний фреона в зависимости от того, каковы температура и давление в системе.

Климатическая техника не делает холод. Теплый воздух переносится из помещения на открытый воздух. Чтобы воздух в помещении остывал, нужно отводить теплый воздух, который получается в процессе. Тепло — это энергия, а она, как известно, никогда и никуда не исчезает.

Как и в холодильной технике, в кондиционировании в качестве хладагента применяют фреон. Когда он испаряется, то он забирает тепло. Можно провести простой опыт. Если протереть руку спиртом, вы ощутите холод. Спирт при испарении забирает тепло. Так и здесь.

Когда вещества превращаются из газа в жидкость, они отдают тепло. К примеру, в бане при движении можно ощутить тепло от пара, который конденсируется.

Охлаждение воздуха в помещении с использованием компрессорно-конденсаторных комплексов заключается в попадании в компрессор фреона. Затем происходит процесс сжатия газа до высокого давления. В результате он нагревается. После этого теплый газ поступит в теплообменник. Далее фреон под давлением в жидком виде подается на трубку. Здесь параметры жидкости снижаются.

После попадания в теплообменник фреон начинает испаряться. В это время поглощается воздух, а с ним и тепло. Затем фреон снова попадает обратно в компрессорный узел, все эти этапы повторяются.

Особенности монтажа ККБ

Установке компрессорно-конденсаторного агрегата должна предшествовать тщательная подготовка. Прежде всего, проверяют соответствие таких данных агрегата, как фазное подключение, напряжение, частота тока, характеристикам линии электроснабжения. В месте, где планируют установку ККБ, не должно быть пыли, иначе она может попасть в теплообменник. Воздушный поток, выходящий из конденсатора, не должен возвращаться в него.

Процесс монтажа вентиляционной системы начинают с установки напольного ККБ, испарителя, прокладки межблочной магистрали. Самый сложный момент — установка ТРВ, осушающих фильтров, ресиверов, смотровых стекол, других элементов

В случае установки агрегата на земле нужно расположить его так, чтобы в него не попадала дождевая вода и снег. Пространство вокруг блока должно быть свободным, без препятствий для движения воздуха и обслуживания. Нельзя подключать воздуховоды, подающие и выводящие воздух из блока.

Сборку и работы по монтажу компрессорно-конденсаторных блоков выполняют специализированные фирмы, сотрудники которых имеют соответствующую квалификацию и сертификаты. Чтобы подключить блок, нужно иметь специальный инструмент и оборудование. Бывает и так, что блок приходится дозаправлять или выполнять полную его заправку.

Принцип работы компрессорно-конденсаторного блока с водяным охлаждением

ККБ с водяным охлаждением имеет немного дугой принцип работы, по сравнению с воздушной системой. Теплообменник такого устройства не имеет вентилятора. Вместо него, в системе используется дополнительный контур – магистраль с водой. Его устанавливают рядом с конденсатором. Хладагент, отдавая часть своего тепла водному контуру, выполняет свою функцию в теплообмене.

Дополнительным фактором, который может играть важную роль в использовании кондиционеров с ККБ водяного охлаждения, является вторичное использование энергии. Работая, устройство отдает теплую воду. В летние периоды, когда необходимо охладить помещения, водные массы можно выводить с помощью трубы на улицу.

В зависимости от способа охлаждения конденсатора могут быть выполнены ККБ:

• Воздушного охлаждения
• Водяного охлаждения

Компрессорно-конденсаторные блоки данного типа являются внешними блоками обычных бытовых, промышленных или полупромышленных систем кондиционирования и сплит-систем. В качестве охладительного оборудования они предусматривают использование вентилятора: отвод теплоты, выделившейся при конденсации фреона, осуществляется с помощью созданного вентилятором воздушного потока.

ККБ воздушного охлаждения

Принципиальным моментом считается тип вентилятора, входящего в комплект ККБ. Блок охлаждается с помощью осевого (аксиального) или центробежного (радиального) вентилятора.

Блок с осевым вентилятором отличается простотой монтажа и относительно невысокой стоимостью. Основной недостаток — ограничение по мощности (здесь он уступает блоку с водяной системой охлаждения).

Компрессорно-конденсаторный блок с центробежным вентилятором

Входит в разряд специального охладительного оборудования, изготавливаемого аналогично чиллерам. Наличие водяного охлаждения сильно ограничивает применение данного блока. Как правило, их монтируют в помещении. Охлаждение конденсатора реализуется разными способами.

Незамерзающая жидкость, циркулирующая по замкнутому контуру, охлаждается с помощью драйкулера (другое название – сухая градирня или сухой охладитель), которые комплектуются вентиляторами. Сухой охладитель предназначен для наружной работы.

ККБ применяются чаще всего для охлаждения воздуха в приточных системах кондиционирования воздуха, можно сказать, что это их основное применение. На рисунке представлена схема соединения ККБ и испарителя (внутреннего блока кондиционера).

По газовой линии фреон поступает в ККБ, где происходит его сжатие в компрессоре. После фреон высокого давления движется в конденсатор, где происходит его фазовый переход. Находящийся уже в жидком фазовом состоянии фреон по жидкостной линии магистрали направляется в испаритель внутреннего блока, по пути проходя через запорный вентиль, назначение которого – регулирование расхода хладагента и исключение возможности попадания жидкого фреона в компрессор.

Рекомендации относительно выбора фильтра осушителя

Такой элемент необходим для влагопоглощения из магистрали с фреоном. Его выбор осуществляется на основе марки фреона заправленного в прибор. Также существует прямая зависимость от формы его соединения. От такой процедуры зависит размер соединений.

Важно заранее определить, на что будет работать газ – нагрев или охлаждение. Такое стекло необходимо для мониторинга степени наличия фреона, оценки технического состояния фильтра и наличия влаги

Выбор осуществляется на марке газа, внешних температур, метода установки стекла и степени увлажненности

Такое стекло необходимо для мониторинга степени наличия фреона, оценки технического состояния фильтра и наличия влаги. Выбор осуществляется на марке газа, внешних температур, метода установки стекла и степени увлажненности.

Изменение цвета стекла информирует о различных состояниях агрегата.

Технические характеристики

Для небольших магазинов, заправочных станций и другого малобюджетного бизнеса используются сравнительно «тихие» компрессорно-конденсаторные агрегаты. Они излучают шумовые и вибрационные колебания, которые допустимы при эксплуатации в жилом секторе.

Предназначением данных аппаратов является создание искусственного понижения рабочей температуры в небольшом торговом и кондиционирующем оборудовании.

Установки работают на взрывобезопасных холодильных агентах (R22, R404A, R407C, R507). К тому же эти жидкости не воспламеняются и не разрушают озоновый шар планеты.

Производительность низких температур колеблется в пределах от 3.8 до 17.7 кВт, в зависимости от выбранной жидкости.

Управление производится путем пуска и остановки по сигналам внешних устройств и датчиков (например, термостата). При достижении необходимого уровня холода компрессор автоматически отключается, а при повышении заданной температуры – включается.

Агрегат компрессорно-конденсаторный имеет комплексную защиту: от перегрева обмоток, вентиляторов, высокого давления, неподходящего напряжения в сети.

Как выбирают компрессорно-конденсаторный блок?

Главным критерием для любого агрегата остается его мощность. В большей степени на требуемую производительность влияет работа вентиляционной системы. Кроме того, при подборе модели важны такие показатели:

• температура приточных воздушных масс;
• влажность воздуха, обязательно учитываются сезонные колебания;
• температура снаружи здания (климатические условия в регионе).

Некоторые необходимые данные обязательно указываются в паспорте оборудования, другие можно найти в таблицах СНиП. Их подставляют в диаграмму, а затем выбирают требуемую (оптимальную) мощность блока.

Расчет мощности по формуле

При выборе ККБ требуются расчет мощности воздухоохладителя (Q_Х). Для этого используется формула:

Q_Х = 0,44·L·ΔT, где L — расход воздуха (м3/ч), а ΔT — разница температур. Чтобы было более понятно, необходимо привести пример. Если расход воздуха воздухоохладителя в приточной установке составляет 2000 м3/ч, а воздух надо охладить с 28° до 18°, то требуется такая мощность ККБ:

Q_Х = 0,44·2000·(28-18) = 8800 Вт = 8,8 кВт

В этом случае будет достаточно ККБ мощностью 9 кВт, однако к этой цифре рекомендуют прибавлять как минимум 10% запаса. Для более точного расчета, сильно зависящего от влажности внутри помещения, от температуры в комнате и на улице, советуют использовать программное обеспечение производителя оборудования.

Простые вычисления

Другой способ определения характеристики намного проще. Кем-то уже было определено, что при высоте помещения 3 метра на каждые 10 м2 необходим 1 кВт холода, поэтому нужно разделить площадь комнаты на 10. Однако этот метод элементарен, но не идеален, так как точность полученного результата ниже.

При выполнении расчетов всегда используют минимальную температуру воздуха снаружи. В этом случае можно гарантировать номинальный режим работы, снизить риск перегрузок оборудования. Если делать расчет, где показателем будет максимальная температура, то агрегат при ее значительном понижении может попросту выйти из строя. Кипение хладагента в испарителе будет частичным, поэтому некоторое количество фреона поступит в компрессор в жидком состоянии. Результатом будет заклинивание агрегата.

Так как не все блоки имеют в составе соединительные комплекты, то при выборе отдельного набора надо учитывать, что производительность испарителя должна быть несколько выше. В соответствии с этим выбираются элементы, входящие в этот узел.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 08.10.2023 Пользователем admin