Многозональные системы с изменяемым расходом хладагента

Кондиционеры сплит-систем предназначены для кондиционирования одной комнаты или максимум четырех помещений от одного наружного блока. Поэтому установка большого количества кондиционеров сплит-систем в одном здании не всегда допустима из-за большого количества внешних блоков и ухудшения внешнего вида здания.

Установка внешних блоков во дворе здания может быть ограничена допустимой длиной соединительных трубопроводов.

Для кондиционирования здания, имеющего большое количество помещений с разными тепловыми нагрузками, изменяющимися в течение суток, были разработаны многозональные системы с изменяемым расходом хладагента.

Такие системы позволяют к одному наружному блоку подсоединять до 16 внутренних блоков не только различной мощности, но и различного конструктивного исполнения. Кроме того, блоки могут включаться и работать независимо друг от друга, причем часть их - на режиме охлаждения, а часть - на режиме обогрева.

Внутренние блоки имеют электронный терморегулирующий клапан, позволяющий регулировать расход хладагента через блок и, таким образом, изменять мощность блока в зависимости от текущей нагрузки. В обычных блоках устанавливается пневматический терморегулирующий клапан.

Компрессор внешнего блока имеет инвертор, позволяющий регулировать обороты компрессора и, соответственно, в широком диапазоне менять производительность компрессора.

Поскольку внутренние блоки устанавливаются в помещениях, расположенных в разных зонах здания, и не всегда работают на полную мощность одновременно, то производительность наружного блока может быть меньше суммарной производительности внутренних блоков. Естественно, затраты на электроэнергию при этом значительно снижаются.

Гидравлическая схема коммутаций наружного и внутренних блоков многозональной системы показана на рис 1.

Внутренние блоки могут подключаться по линейной схеме обычными тройниками либо с помощью распределительного коллектора на 4 или 10 блоков.

В ряде случаев применяется комбинированная схема.

Рис. 1 Гидравлическая схема коммутаций.

В более сложных моделях внутренние блоки могут автоматически переходить с режима охлаждения на режим обогрева и обратно независимо друг от друга.

При этом происходит «перекачивание» тепла из одного помещения в другое, что позволяет разгрузить наружный блок и еще более уменьшить затраты электроэнергии на работу системы.

Основным элементом системы является ВС-контроллер, распределяющий хладагент между внутренними и наружным блоками, через который несколько внутренних блоков подключаются к внешнему блоку.

ВС-контроллер имеет эффективный сепаратор, позволяющий разделить смесь жидкого и парообразного хладагента, идущего от внешнего блока, на пар и жидкость высокого давления.

Пар высокого давления поступает на блоки, работающие на обогрев, а жидкость высокого давления подается на блоки, работающие на охлаждение.

Рассмотрим схему работу системы на различных режимах.

В случае, когда все внутренние блоки работают только в режиме охлаждения или только в режиме обогрева, работа системы не отличается от работы обычных кондиционеров мулъти-сплит-систем.

В режиме охлаждения пар низкого давления сжимается в компрессоре и подается четырехходовым клапаном на теплообменник внешнего блока, где он конденсируется. По трубопроводу высокого давления жидкий хладагент подается на сепаратор ВС-контроллера и затем на теплообменники внутренних блоков через электронные терморегулирующие клапаны, установленные в каждом внутреннем блоке. После испарения пар низкого давления направляется во внешний блок и через четырехходовой клапан снова поступает на компрессор.

В режиме обогрева пар низкого давления сжимается в компрессоре. Пар высокого давления подается четырехходовым клапаном на сепаратор ВС-контроллера, а затем на теплообменники внутренних блоков. В теплообменниках пар конденсируется и через электронный терморегулирующий клапан ВС-контроллера смесь пара и жидкости низкого давления поступает в теплообменник наружного блока. После окончательного испарения в теплообменнике пар низкого давления через четырехходовой клапан снова поступает на компрессор.

В случае, когда мощность внутренних блоков, работающих на охлаждение, примерно равна мощности внутренних блоков, работающих на обогрев, теплообменник наружного блока практически не работает. В этом случае роль конденсатора выполняют теплообменники блоков, работающих на обогрев, а роль испарителя - теплообменники блоков работающих на охлаждение.

Если большинство блоков работает в режиме охлаждения, пар низкого давления сжимается в компрессоре и подается четырехходовым клапаном на теплообменник внешнего блока, где он частично конденсируется. По трубопроводу смесь парообразного и жидкого хладагента высокого давления подается на сепаратор ВС-контроллера.

Парообразный хладагент направляется на теплообменники внутренних блоков, работающих в режиме обогрева.

Жидкий хладагент после сепаратора и жидкий хладагент, сконденсировавшийся в работающих на обогрев внутренних блоках, подается на теплообменники внутренних блоков, работающих в режиме охлаждения. регулирование расхода жидкого хладагента обеспечивается электронными терморегулирующими клапанами.

После испарения пар низкого давления направляется в наружный блок и через четырехходовой клапан снова поступает в компрессор.

Вентилятор теплообменника наружного блока имеет плавное регулирование скорости.

Если большинство блоков работает в режиме обогрева, пар низкого давления сжимается в компрессоре. Пар высокого давления четырехходовым клапаном подается на сепаратор ВС-контроллера, а затем на теплообменники внутренних блоков, работающих в режиме обогрева. В теплообменниках пар конденсируется.

Жидкий хладагент затем подается на теплообменники внутренних блоков, работающих в режиме охлаждения, через электронные терморегулирующие клапаны, установленные в каждом внутреннем блоке.

Избыток жидкого хладагента через электронный терморегулирующий клапан ВС контроллера сбрасывается в трубопровод низкого давления.

Смесь парообразного и жидкого хладагента поступает на теплообменник наружного блока. После полного испарения пар низкого давления через четырехходовой клапан снова поступает на компрессор.

Все многозональные системы с регулируемым расходом хладагента отличаются гибкой системой управления. Во многом высокая стоимость таких систем связана именно с автоматикой.