Что собой представляет компрессорно-конденсаторный блок: устройство и принцип действия

Практически в состав всех систем вентиляции включают компрессорно-конденсаторный блок, отвечающий за нагрев или охлаждение воздуха. ККБ входит в класс неавтономных кондиционеров.

В нем хладагент в состоянии жидкости проходит подготовительный этап, а затем поступает в теплообменник и испаряется.

В этом материале мы расскажем о принципах работы этого оборудования, подробно остановимся на нюансах его подбора и некоторых особенностях монтажа.

Составляющие компрессорно-конденсаторного блока

ККБ — моноблок с компактно размещенными в нем узлами. Применяют их в тандеме с устройствами приточной вентиляции, со сплит-системами любого типа, оснащенными внутренними блоками или системами прямого охлаждения. Они могут заменить чиллер, когда установка последнего невозможна из-за большой нагрузки на кровлю.

Основными элементами этой значимой части системы вентиляции являются:

• компрессор;
• двигатель;
• вентилятор центробежный или осевой;
• теплообменник, выполняющий функцию конденсатора;
• система электропитания;
• система управления.

Дополнительно ККБ комплектуют соединителями, усиливающими его работоспособность и состоящими из дросселя, специального фильтра, клапана соленоида, смотрового стекла. Современные модели ККБ работают на озонобезопасных хладагентах. В них может циркулировать высокоэкологичный фреон R-22, R-407C, R-410a. Подходят они как к любым вентиляционным установкам, так и к канальным охладителям.

Компрессоно-конденсатоный блок монтируют как внутри, так и снаружи. Обычно производители оснащают агрегат защитой от перепадов напряжения и давления

Внутренние элементы ККБ изолируют и заземляют, чтобы избежать травмирования электрическим током. Производители покрывают поверхности всех узлов прибора антикоррозионным покрытием. Это позволяет эксплуатировать его во влажных условиях.

Плюсы компрессорно-конденсаторного блока

Если сравнить ККБ с чиллером, то можно отметить явные преимущества первого:

1. Выработка одного кВт холода обходится дешевле, т.к. здесь нет промежуточного хладоносителя.
2. Удобная регулировка. Каждый ККБ подключают к одной приточной установке, поэтому управление осуществляют посредством стандартных контроллеров.
3. Простой монтаж. Никаких дополнительных вентиляторов, воздуховодов и других элементов не нужно. Потребуется только монтаж теплообменника испарителя.

ККБ может быть составляющей большой вентиляционной системы и отдельным блоком, встроенным в аппарат. Бывают они стационарными напольными и настенными навесными. Стационарные блоки размещают возле строений и на крыше.

Включение ККБ в систему кондиционирования является самым дешевым и доступным решением

Компрессор ККБ в современном исполнении оснащают защитой от неустойчивой работы электросети, влияния влаги, механических повреждений, критически высоких и низких температур. Все это нарушает функционирование агрегата. Корпус, в который заключен блок, изготавливают из оцинкованной стали, потому он не коррозирует.

Чтобы быстрее происходило охлаждение устройства, производители часто дополняют теплообменник, конденсатор, магистрали вставками из алюминия. Защищен от вредных воздействий и теплообменник — на его поверхность наносят специальный антикоррозийный сплав.

Для возможности осуществления контроля за давлением внутри ККБ, все элементы, контактирующие с хладоносителем, оснащают ревизионными ниппелями.

Несмотря на такие преимущества, нередко бывает, что после монтажа ККБ быстро выходит со строя или вообще не включается в работу. Специалисты указывают на одну причину. Это неграмотный подбор компрессорно-компенсаторного блока и испарителя.

Нюансы подбора ККБ

Чаще всего выбирают подходящий для конкретных обстоятельств компрессорно-конденсаторный агрегат по мощности. Для этого придется выполнить стандартный расчет, исходя из производительности вентустановки в мᶾ/час, температуры, влажности воздуха снаружи в летний период, температуры приточного воздуха. Этот параметр плюс влажность подбирают для конкретного региона согласно СНиП.

Первый параметр берут градусов на 6 меньше, чем оптимальная температура в помещении. Кроме этих значений придется воспользоваться и-д диаграммой. Затем все найденные параметры подставляют в формулу: Qхол=1,2хLх(Iнар-Iприт)/3600.

На фото изображена психометрическая и-д диаграмма влажного воздуха. С ее помощью можно на основании двух известных величин определить остальные параметры воздуха, в том числе и расход холода без сложных вычислений

Чтобы вовсе обойтись без вычислений, иногда пользуются упрощенной методикой. Установлено, что на каждые 10 м² и высоте помещения 3 м необходимо 1 кВт холода. Если площадь помещения составляет 200 м², необходим блок 20 кВт.

Специалисты советуют обратить внимание на несколько нюансов, важных для правильного выбора агрегата. Чтобы гарантировать эффективную работу ККБ, рассчитывать его нужно не на максимальный температурный режим наружного воздуха, а на минимум, предусмотренный диапазоном работы ККБ.

Если выполнить расчет по максимальной температуре воздуха снаружи, то агрегат сможет работать нормально, когда температура на улице будет равняться расчетной или подымется выше этого значения. Когда же ее значение упадет, будет наблюдаться такое явление, как только частичное кипение хладагента в испарителе. Жидкий фреон возвратится на всасывание компрессора. За этим последует заклиниванию последнего.

Для нормальной работы производительность компрессора должна быть меньшей максимальной производительности испарителя. Соединительный комплект не всегда продается вместе с компрессорно-конденсаторным блоком. Иногда нужно подбирать его самостоятельно, но для этого нужно знать технические особенности элементов, входящих в этот узел обвязки.

Рекомендации по подбору фильтра-осушителя

Этот узел необходим для впитывания влаги, разных ненужных примесей из фреоновой магистрали. Выбор его осуществляют по таблицам производителей с учетом марки хладагента. Кроме этого, важно заранее знать, каким способом будет происходить установка этого элемента — пайкой, под отбортовку, на штуцерах. От этого будут зависеть соединительные размеры.

Этот элемент обвязки отвечает за сохранение чистоты холодильного контура. Хорошо справляется с этой задачей только фильтр хорошего качества

Влияет на выбор фильтра и показатель производительности по жидкости, что влияет на промежуток между заменами. Важно и то, как будет функционировать ККБ — исключительно на холод или и на тепло. В первом случае фреон будет двигаться в одну сторону, во втором — в обе.

Как выбрать смотровое стекло?

Этот элемент необходим для контроля уровня заправки фреона, состояния фильтра, присутствия влаги в контуре. При его выборе исходят из марки фреона, температуры окружения, способа монтажа стекла, наличия индикатора влажности, критического уровня влажности.

Если по контуру циркулирует фреон R407C или R410A, то полиэфирное масло для этих марок может образовывать кислоту и спирт при взаимодействии с водой. Об этом просигнализирует изменившийся цвет смотрового стекла, что поспособствует предотвращению заклинивания компрессора в результате разложения масла. О нормальном состоянии холодильного контура свидетельствует зеленый цвет индикатора.

Переход в сторону желтого оттенка говорит о том, что за холодильным контуром нужно следить более внимательно. Полностью желтый индикатор указывает на недопустимое количество влаги в контуре. После принятых мер по ее удалению фильтр придется менять.

Выбор терморегулирующего вентиля

ТРВ регулирует поступление хладагента из блока в испаритель для охлаждения. Выбирают его по типу хладагента, по номинальной холодопроизводительности, температуре кипения, переохлаждения, конденсации. Принимают к учету и температурный уровень рабочей среды — максимум и минимум.

ТРВ — важный элемент холодильного контура. Различают два вида терморегулирующих вентилей — с уравниванием внешним и внутренним. Ему отведена роль регулировщика подачи хладагента в испаритель. Также он отвечает за его расширение, приводящее к понижению давления и температуры

Влияет на выбор и способ уравнивания давления — внутренний или внешний. Необходимо знать, как будет производиться монтаж ТРВ. Обычно его устанавливают под пайку, отбортовку или на штуцерах.

Подбор соленоидного клапана

На выбор этого элемента влияет марка фреона, максимальные показатели рабочей температуры и давления. Важен и такой параметр, как пиковое значение открывающего перепада давлений. Следует обратить внимание на соединительные размеры, производительность.

Учету подлежит коэффициент Ку, который учитывает изменение расхода рабочей среды, когда разница давлений на соленоидном клапане будет составлять 1 Бар.

Разновидности компрессорно-конденсаторных блоков

Вид ККБ определяется видом собственного охлаждения. Оно может осуществляться при помощи воздуха, воды, внешнего охладителя. Агрегаты первого вида имеют встроенный вентилятор, формирующий воздушный поток.

Если в конструкцию включен осевой вентилятор, то агрегат монтируют вне здания. При наличии центробежного вентилятора, монтаж агрегата выполняют непосредственно в помещении.

Мощность охлаждаемого воздухом ККБ, может быть очень большой — до 45 кВт в час. В быту обычно достаточно агрегата мощностью максимум 8 кВт

Компрессорно-конденсаторный агрегат, в котором конденсатор охлаждается с помощью воды, более мощный. Он не требует для своей работы большого объема воздуха, поэтому отличается компактностью и предназначен для внутренней установки. Его монтаж возможен на значительном расстоянии.

ККБ с конденсатором выносного типа применяют реже, в основном при нехватке места в помещении. При этом собственно блок устанавливают внутри комнаты. Теплообменник размещают за ее пределами.

Принцип функционирования ККБ

В основу работы компрессорно-конденсаторного блока положен закон физики о поглощении тепловой энергии при смене состояния хладагента из жидкого состояния в другую агрегатную форму. При протекании процесса в обратном направлении выделяется ранее накопленная тепловая энергия и передается потребителю.

Когда ККБ работает на охлаждение, внутри теплообменника идет испарение фреона, затем его конденсация. При обогреве все наоборот.

Включают и выключают агрегат, а также регулируют мощность воздушного потока посредством системы управления. Для подключения ее к ККБ имеются специальные шины и датчики

В то время как монтаж чиллер-системы позволяет индивидуально задавать температурный режим для каждого помещения, при применении ККБ температура будет иметь везде одинаковое значение. Задают ее на основном термостате для всего здания.

ККБ с воздушным охлаждением

Холодильный контур имеет 2 теплообменника. Один из них — теплообменник конденсатора, находится в самом ККБ. Второй — теплообменник испарителя, расположен в воздухоохладителе центрального кондиционера. Кроме этих узлов в холодильный контур входит компрессор, заключенный в корпус ККБ.

Также его элементами являются фильтр-осушитель, ТРВ, стекло смотровое. Последние три элемента находятся на межблочной жидкостной магистрали недалеко от испарителя.

В отличие от других узлов холодильного контура, сечение для пропуска фреона в термо-расширительном вентиле небольшое. Регулировка его зависит от температуры испарения фреона в теплообменнике и величины давления. До ТРВ сжатый газообразный фреон в теплообменнике конденсатора имеет избыточное давление, нагнетаемое компрессором. После ТРВ — в теплообменнике испарителя давление понижается.

В конденсаторе хладагент, потеряв тепло окружающему пространству, конденсируется. После отдачи части тепловой энергии фреон еще пребывает под повышенным давлением, но только до момента прохождения термо-расширительного вентиля. После этого давление резко снижается и происходит охлаждение.

Чаще всего ККБ оснащают конденсатором воздушного охлаждения. Входящий и выходящий трубопроводы блока оборудованы запорными вентилями, чтобы исключить попадание вовнутрь влаги или внешних загрязнений

Под воздействием центробежного вентилятора основного кондиционера теплообменная поверхность испарителя нагревается. Приобретает высокую температуру и переходит в газообразную фазу и до этого жидкий хладагент, циркулирующий в испарителе. При этом он вбирает в себя тепло из приточного воздуха, тем самым охлаждая его.

После хладагент в виде газа снова оказывается в компрессоре, сжимаясь, трансформируется в жидкое агрегатное состояние и процесс циркуляции возобновляется.

Агрегат с водяным охлаждением

Установка ККБ с охлаждением водой предусматривает предварительные гидравлические расчеты и профессиональный монтаж. Стоимость этих блоков выше, чем у воздушных аналогов. Объясняется это необходимостью дополнительных затрат на устройство градирни, прокладку контура к ней, приобретение насосов.

Предназначены эти агрегаты для монтажа внутри здания. Охлаждение конденсатора здесь происходит при помощи жидкости, совершающей круговой оборот по замкнутому контуру. На улице устанавливают градирню — мокрую или сухую или же используют проточную воду.

Это климатическое оборудование имеет дополнительный теплообменник. Он охлаждает хладагент и, забирая тепло частично, прогревает циркулирующую воду, которую затем можно использовать повторно. Ее употребление в системе отопления, для горячего водоснабжения оправдывает несколько большие вложения в покупку оборудования такого типа.

ККБ с водяным охлаждением можно монтировать в высоких строениях. Такие агрегаты идеально подходят для прибрежных районов, т.к. внутренняя установка предохраняет их от воздействия, присутствующей здесь, агрессивной среды

Преимуществом агрегатов с водяным охлаждением является их более высокая мощность и возможность и перспектива увеличения дистанции между блоком и градирней насколько это удобно. Если в качестве охладителя использовать проточную воду, то стоимость кондиционирования воздуха значительно падает.

Особенности монтажа ККБ

Установке компрессорно-конденсаторного агрегата должна предшествовать тщательная подготовка. Прежде всего, проверяют соответствие таких данных агрегата, как фазное подключение, напряжение, частота тока соответствующим 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.

Авторитетные производители ККБ

ККБ с высокими эксплуатационными характеристиками выпускает итальянская компания Aermec. В ассортименте есть профессиональные компрессорно конденсаторные блоки с воздушным видом охлаждения и оборудование для домашнего применения.

Пользуются популярностью ККБ Aerotek, выпускаемые одноименной международной компанией, основанной в Швейцарии. Параметры оборудования полностью подобраны под российского потребителя.

Славится качеством выпускаемого оборудования французская компания Airwell. Не менее популярны агрегаты Carrier, поставляемый на рынок климатической техники американской корпорацией Carrier. Имеет свое представительство у нас компания Daikin из Японии, чье климатическое оборудование также пользуется большим спросом.

Выводы и полезное видео по теме

Составляющие компрессорно-конденсаторного агрегата:

Разумный выбор компрессорно-конденсаторного блока:

Чтобы обеспечить отличную вентиляцию офиса, дома или другого помещения, компрессорно-конденсаторный блок станет лучшим решением. Сам агрегат имеет небольшой вес и габариты, но это никак не уменьшает его функциональные возможности. Важно, не нарушать правил эксплуатации и придерживаться инструкции, тогда и агрегат будет служить долгие годы.

Если появились вопросы по теме статьи вы можете задать их в блоке с комментариями, а мы постараемся дать на них предельно понятный ответ. Там же можно оставить комментарий к этой статье или поделиться советом по выбору ККБ.