Охлаждение без фриона

Интересный принцип кондиционирования воздуха реализован в климатической установке Indoor 400 WRG, впервые представленной на суд специалистов и широкой публики немецкой компанией Kampmann в марте этого года. Презентация состоялась в рамках крупнейшей в Европе и, пожалуй, самой значимой в области сантехники, отопления и климатотехники профессиональной международной выставки ISH-2007 (Internationa Sanitary&Heating) во Франкфурте-на-Майне, где особое внимание уделяют энергоэффективности и экологической безопасности климатической техники.



Эта система в зависимости от погодных условий фильтрует, охлаждает и нагревает приточный воздух. В отличие от традиционных кондиционеров в ней нет холодильного контура и, как следствие, фреонов или аммиака в качестве хладагента (утечка которых вредна для окружающей среды и здоровья человека). А все потому, что устроена она по принципу испарительного охлаждения: очищенный приточный воздух продувается через рукав, который снаружи смачивается водой и обдувается вентилятором. Идея не новая (так делают градирни, изначально — устройства для выпаривания соли из воды, затем — системы охлаждения технологических стоков), но воплощена весьма оригинально.

Рукав, он же теплообменник, выполнен из гофрированной медной фольги с волокнистым синтетическим наружным покрытием и специальной перфорацией. Покрытие эффективно впитывает влагу, создавая тонкую водяную пленку на поверхности. При обдуве пары воды испаряются, отбирая тепло у воздуха, проходящего через рукав. Благодаря равномерному распределению влаги по всей площади теплообмена испарение тоже происходит равномерно. Эта технология запатентована Kampmann под названием Oxycell.

Для обдува теплообменника используется третья часть приточного воздуха. Насыщенный водяными парами, он удаляется из технологической камеры за пределы помещения, так что дому не грозят ни плесень, ни связанные с повышенной влажностью повреждения строительных конструкций.

Важная особенность Indoor 400 WRG в том, что она понижает температуру приточного воздуха без изменения его абсолютной влажности (!), и это в корне отличает ее от традиционных сплит-систем и канальных кондиционеров, которые волей-неволей сушат атмосферу в помещении. Продолжая сравнение с кондиционерами, справедливости ради следует сказать, что обычная сплит-система может поддерживать установленную температуру, а охлаждающие способности Indoor 400 WRG всецело.

При идеальных условиях она способна понизить температуру приточного воздуха на 6 градусов Цельсия при расходе наружного воздуха 400 куб.м/ч (треть из которого отводится обратно). На это специалисты авторитетно заявляют, что для здоровья вредно, когда комнатная температура ниже уличной больше чем на 6 градусов: вышел на улицу — получил тепловой удар, зашел в помещение — заработал простуду. Если ориентироваться на эту точку зрения, то Indoor 400 WRG оптимальна для бытовых задач.

В зимний период система кондиционирования приточного воздуха переключается в режим рекуперации — холодный наружный воздух подогревается теплым отработанным, отводимым из помещения. Расход наружного воздуха при этом — до 200 куб.м/ч. Установив дополнительный нагреватель с плавным регулированием, достигают еще большего комфорта.

Энергоэффективность системы объясняется простотой «электрической части»: запитываются от сети всего лишь два вентилятора — приточный и обдувающий теплообменник. Однако помимо электричества установка требует воды (расход — 6 л/ч). Но даже несмотря на это, в эксплуатации Indoor 400 WRG дешевле, чем традиционный кондиционер, совмещенный с системой приточной вентиляции, которые обслуживают помещение сопоставимой площади. Жадные до экономии европейцы I подсчитали — на 80%. Правда, как это часто бывает, стартовые затраты на приобретение системы, напичканной инновационными штучками, существенно выше.

Однако чем ниже температура наружного воздуха, тем меньше тепла может отобрать у него хладагент. К тому же много энергии уходит на оттаивание наружного блока. То есть при минусовой уличной температуре эффективность теплового насоса резко падает, а вырабатываемого им тепла уже недостаточно для отопления. Как правило, производители гарантируют работу кондиционеров в режиме теплового насоса при уличной температуре в диапазоне от -5 до +10 градусов Цельсия, а при наличии «зимнего комплекта» нижняя граница расширяется до-10 градусов, В любом случае обогрев с помощью кондиционера наиболее эффективен в межсезонье.

ПОВЕЛИТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ

Оптимальная для человека относительная влажность воздуха находится в пределах 30-60% (СНиП 2,04,05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование»). На практике дела обстоят не всегда так, как хотелось бы: в теплое время года (во многих районах страны) влажность частенько зашкаливает, зимой же, впору работы центрального отопления, напротив, не дотягивает до комфортного минимума. Именно поэтому летом воздух в жилых и офисных помещениях обычно приходится осушать (как правило, этот процесс все-таки совмещают с охлаждением),

А зимой комнатную атмосферу желательно увлажнять. В межсезонье осушение или увлажнение проводят в зависимости от нестабильных значений температуры и влажности атмосферного воздуха. Физика работы кондиционера такова, что если он работает в режиме охлаждения, то автоматически и осушает воздух, также подробней о физике работы вы можете почитать тут climat-ug.od.ua. Относительная влажность воздуха при этом может достигнуть только определенного значения для данной температуры. Однако поддерживать ее на заданном уровне бытовые кондиционеры не могут

ЧИСТОТА —ЗАЛОГ ЗДОРОВЬЯ

Большинство сплит-систем как минимум оснащены обычными воздушными фильтрами. Такие защищают от пыли скорее начинку внутреннего блока, чем наши легкие. Зато не требуют замены — достаточно регулярной очистки и промывки.

В качестве опции предлагают фильтры тонкой очистки — сepa или угольные, способные улавливать (в определенных объемах) мельчайшую пыль, бактерии и неприятные запахи. Правда, у них конечная грязеемкость, а потому срок службы ограничен, Ктому же, утрачивая сорбционные способности, они сами становятся отличным плацдармом для микробов и в условиях мегаполиса едва ли продержатся дольше двух-трех месяцев.

Как правило, все даже самые простые современные модели оснащены электростатическими фильтрами, задерживающими мельчайшие взвешенные в воздухе частицы — пыльцу растений, волокна тканей и даже табачный дым. Проходя через положительно заряженный ячеистый проволочный электрод, они заряжаются в электростатическом поле, а потом оседают на отрицательно заряженной пластине.

Однако технологии воздухоочистки не стоят на месте. Развитие идет в трех основных направлениях: создание биологически активных покрытий; использование новых принципов очистки воздуха; увеличение срока службы и упрощение обслуживания фильтров.

• Биологически активные покрытия — противо аллергенные, антивирусные и антибактериальные — делают на основе веществ минерального и растительного происхождения с явно выраженными бактерицидными свойствами или способностью дезактивировать вирусы, грибы и бактерии. Для этого широко используют серебряные и апатитовые покрытия; напыления с катехином (вытяжка из чайного дерева), с экстрактами бамбука, кофе-бобов, косточек грейпфрута, с антигенами (антителами) и энзимами; также применяют антиоксиданты, такие, как витамин С. Следует понимать, что все эти фильтры — не панацея, но они существенно увеличивают эффективность и срок службы всей системы очистки.

• К инновационным технологиям очистки воздуха, реализованным в бытовых кондиционерах, пожалуй, стоит отнести плазменный фильтр, ионизатор и ультрафиолетовые лампы.

Плазменные фильтры разных производителей имеют ряд отличий, но в общем принцип их работы одинаков. Между двумя пластинами создают высоковольтный разряд, уничтожающий любую угодившую между ними органику А взвешенные частицы при этом ионизируются и налипают на электроды. Важная особенность такой системы — долговечность.



Работа ионизатора основана на принципе направленного (коронного) разряда. При этом из отдельных нейтральных атомов и молекул образуются положительно и отрицательно заряженные ионы и свободные электроны. Одновременно в зоне действия электрического разряда из кислорода образуется озон — вещество с повышенной окислительной способностью, обладающее высокими бактерицидными свойствами (его концентрация в ионизирующем узле абсолютно безопасна для здоровья). В результате воздух на выходе прибора обогащен озоном и отрицательными аэроионами.

Бактерицидные свойства ультрафиолета используют для дезинфекции и дезодорирования воздуха, прогоняемого через внутренний блок сплит-системы, а также для поддержания его гигиены.

• Регенерируемые фильтры были созданы в стремлении увеличить срок службы воздухоочистных устройств. Наиболее известны цеолитные и карбоновые фильтры (мощные природные абсорбенты) с напылением оксида титана. Их работа основана на принципе фотокатализа: при облучении двуокиси титана ультрафиолетом органические соединения вблизи него разлагаются на пары воды, углекислый газ и кислород, что обеспечивает естественное дезодорирование воздуха. При этом TiO2 не расходуется, а выступает в роли катализатора. Таким образом, эти фильтры имеют уникальную способность восстанавливаться под воздействием прямого солнечного света или под лучами встроенной ультрафиолетовой лампы.

• Самоочистка предусмотрена во многих быгговык кондиционерах, призвана продлить срок службы воздушных фильтров и максимально упростить обслуживание. Эту функцию разные производители реализуют по-разному. Одни особое внимание уделяют предотвращению развития микроорганизмов во внутреннем блоке (конденсат, возникающий в процессе работы на теплообменнике, является прекрасной почвой для их жизнедеятельности): после выключения компрессора в течение некоторого времени продолжает работать вентилятор внутреннего блока и полностью высушивает теплообменник. Иногда эффект усиливают, предусматривая автоматическое включение УФ-лампы или плазменного фильтра, так что плесень там не может возникнуть в принципе.

Другие делают акцент на состоянии воздушного пылевого фильтра, механизируя его очистку. После каждого сеанса работы система сама собирает пыль в специальный контейнер, который нужно периодически вытряхивать, или же выбрасывает ее за пределы помещения через специальную трубку, не требуя человеческого вмешательства.

КИСЛОРОДНОЕ ГОЛОДАНИЕ?

Вопрос: «Можно ли вентилировать помещения с помощью кондиционера?» для многих так и остается в области непознанного. А между тем в этом стоит разобраться хотя бы для того, чтобы суметь подобрать оборудование для своего дома.

Варианты ответов:

✔ ДА, если вы отдадите предпочтение сплит-системам канального и кассетного типов. Их можно совместить с системой приточной вентиляции и таким образом решить проблему в комплексе.

✔ НЕТ, когда речь идет об обычных бытовых кондиционерах. Мало того, для корректной эксплуатации во время работы кондиционера (будь то режим охлаждения или «теплового насоса») не следует открывать форточки.

✔ НО есть бытовые сплит-системы, где предусмотрена подача некоторого количества свежего воздуха. Реализуют это двумя способами.

• Кислородный модуль позволяет поддерживать содержание кислорода в помещении на уровне 21%. Обычный воздух с улицы (около 20% кислорода и 78% азота) поступает в воздушный компрессор, а затем подается в сепаратор, основной функциональный элемент которого — пленочная силиконовая мембрана. Кислород проникает сквозь нее в 2,5 раза быстрее азота. В результате на выходе мембраны концентрация O2 возрастает до 30%, а N2 накапливается в сепараторе, откуда потом удаляется наружу. Обогащенный же кислородом воздух подается во внутренний блок кондиционера.

• Подмес свежего воздуха. На рынке также представлены бытовые сплит-системы, способные просто подавать в помещение несколько кубометров воздуха в час, а некоторые столько же удалять наружу.

Безусловно, сплит-системы с подмесом свежего воздуха или с кислородным модулем позволят избежать затхлого запаха в непроветриваемых помещениях, но для полноценной вентиляции в жилых домах необходимо обеспечить не менее 3 куб.м/ч на квадратный метр вентилируемой площади, а в офисах — 30 куб.м/ч на человека. Возможностей кондиционера для этого явно недостаточно.

Прокачивающий фреон по трубам (причем слышен не столько сам насос, который вынесен наружу, сколько движение хладагента в испарителе), и, если есть, реле, переключающие разные режимы работы одного и другого. Минимизировать этот показатель — одна из главных задач разработчиков. Однако увеличение производительности наряду с уменьшением габаритов приводит к обратному эффекту — работа кондиционера становится громче. Об этом не стоит забывать, выбирая климатическую технику для жилых помещений и в особенности для спален и детских.



В стандартных моделях следует обращать внимание как на минимальный, так и на максимальный уровень шума внутреннего блока, потому что такой кондиционер периодически включается на полную катушку, а наше ухо очень восприимчиво именно к шумовым скачкам, сопровождающим эти включения-выключения. Возрастание уровня шума на 3 дБ(А) по человеческим ощущениям означает увеличение громкости вдвое. А вот к монотонному шуму мы относимся гораздо спокойнее, поэтому в инверторных системах прежде всего нужно интересоваться нижним порогом, так как при выходе на заданный температурный режим инверторный кондиционер работает на минимальной скорости вентилятора.

Чтобы оценить заявленные производителем цифры, приведем такой пример: простая циркуляция фреона в испарителе внутреннего блока уже вызывает шум порядка 22-24 дБ(А). Таким образом, современные бытовые кондиционеры, выдающие при минимальных оборотах вентилятора до 26 дБ(А), справедливо считаются весьма продвинутыми в конструктивном плане.

К тому же некоторые производители вводят в своих приборах режим Super Quit, декларируя уровень шума в ночное время не выше 22 дБ(А), что практически не воспринимается человеческим ухом. Добиваются такого показателя установкой шумоглушителей на фреоновых трубопроводах и введением дополнительной пониженной скорости вентилятора, которой хватает для поддержания соответствующего установленной температуре теплообмена по ночам, когда теплопос-тупления минимальны. Итак, можно резюмировать: низкий уровень шума — один из ключевых показателей совершенства конструкции.

Свежий воздух с доставкой на дом

Новинка прошлого года от известного китайского производителя Haier не утратила актуальности и в новом. Кондиционеры с системой воздухообмена O2-refresh осуществляют подачу наружного воздуха (до 20 куб.м/ч) и вытяжку отработанного, с избыточным содержанием CO2, пыли и бактерий. Наружный воздух предварительно фильтруют от пыли и пыльцы и в зависимости от времени года подогревают или охлаждают. На сегодняшний день это уникальное предложение для оборудования такого ценового класса.

Более простой вариант — система Fresh Air — позволяет подавать наружный воздух (до 25 куб.м/ч), предварительно фильтруя его. Есть модели с кислородным модулем, куда входят три работающие поочередно мембраны. В кондиционерах Haier системы подачи свежего воздуха и выработки 02 отделены от системы охлаждения, поэтому они могут работать синхронно или попеременно <ислородный модуль гарантированно поддерживает содержание кислорода в помещении на уровне не ниже 21%.
Дата размещения: 19-06-2012, 20:37