Kaj predstavlja kompresorsko-kondenzatorska enota: zgradba in načelo delovanja

V sklop skoraj vseh prezračevalnih sistemov je vključen kompresorsko-kondenzacijski blok, ki skrbi za ogrevanje ali hlajenje zraka. KKB spada v razred neavtonomnih klimatskih naprav.

V njem hladilno sredstvo v tekočem stanju opravi pripravljalno fazo, nato pa vstopi v toplotni izmenjevalnik in izhlapi.

V tem gradivu vam bomo predstavili načela delovanja te opreme, se podrobneje posvetili niansam njene izbire in nekaterim posebnostim montaže.

Sestavni deli kompresorsko-kondenzacijskega bloka

KKB je monoblok s kompaktno nameščenimi sklopi. Uporabljajo jih v tandemu z napravami za dovodno prezračevanje, s split-sistemi katere koli vrste, opremljenimi z notranjimi enotami ali sistemi neposrednega hlajenja. Lahko nadomestijo čilere, kadar namestitev slednjih ni mogoča zaradi velike obremenitve strehe.

Glavni elementi tega pomembnega dela prezračevalnega sistema so:

• kompresor;
• motor;
• ventilator centrifugalni ali aksialni;
• toplotni izmenjevalnik, ki opravlja funkcijo kondenzatorja;
• sistem električnega napajanja;
• sistem krmiljenja.

Dodatno so KKB opremljeni s povezovalniki, ki povečujejo njegovo delovno sposobnost in so sestavljeni iz dušilke, posebnega filtra, solenoidnega ventila, opazovalnega stekla. Sodobni modeli KKB delujejo na ozonu neškodljivih hladilnih sredstvih. V njih lahko kroži visoko ekološki freon R-22, R-407C, R-410a. Primerni so tako za vse prezračevalne naprave kot tudi za kanalske hladilnike.

Kompresorsko-kondenzacijski blok montirajo tako v notranjosti kot zunaj. Običajno proizvajalci opremijo agregat z zaščito pred nihanji napetosti in tlaka

Notranje elemente KKB izolirajo in ozemljijo, da preprečijo poškodbe zaradi električnega toka. Proizvajalci površine vseh sklopov naprave prekrijejo s protikorozijskim premazom. To omogoča uporabo v vlažnih pogojih.

Prednosti kompresorsko-kondenzacijskega bloka

Če primerjamo KKB s čilerjem, lahko opazimo očitne prednosti prvega:

1. Proizvodnja enega kW hladu je cenejša, ker tukaj ni vmesnega nosilca hladu.
2. Priročno uravnavanje. Vsak KKB priključijo na eno dovodno napravo, zato upravljanje poteka prek standardnih krmilnikov.
3. Enostavna montaža. Nobenih dodatnih ventilatorjev, zračnih kanalov ali drugih elementov ni potrebno. Potrebna bo le montaža toplotnega izmenjevalnika uparjalnika.

KKB je lahko sestavni del velikega prezračevalnega sistema ali samostojna enota, vgrajena v napravo. Obstajajo kot stacionarne talne in stenske (konzolne) izvedbe. Stacionarne enote so nameščene v bližini stavb in na strehi.

Vključitev KKB v klimatski sistem je najcenejša in najbolj dostopna rešitev.

Kompresor KKB v sodobni izvedbi je opremljen z zaščito pred nestabilnim delovanjem električnega omrežja, vplivom vlage, mehanskimi poškodbami, kritično visokimi in nizkimi temperaturami. Vse to moti delovanje agregata. Ohišje, v katerem je blok zaprt, je izdelano iz pocinkane jeklene pločevine, zato ne korodira.

Da bi se naprava hitreje ohlajala, proizvajalci pogosto dopolnijo toplotni izmenjevalnik, kondenzator in cevovode z aluminijastimi vložki. Toplotni izmenjevalnik je zaščiten pred škodljivimi vplivi – na njegovo površino se nanese posebna protikorozijska zlitina.

Za možnost nadzora tlaka v KKB so vsi elementi, ki so v stiku s hladilnim sredstvom, opremljeni z revizijskimi nastavki.

Kljub tem prednostim se pogosto zgodi, da KKB po montaži hitro odpove ali se sploh ne zažene. Strokovnjaki navajajo en sam razlog: nepravilna izbira kompresorsko-kondenzacijskega bloka in uparjalnika.

Nianse izbire KKB

Najpogosteje se kompresorsko-kondenzacijski agregat izbere glede na moč, primerno za dane okoliščine. Za to je treba opraviti standardni izračun na podlagi zmogljivosti prezračevalne naprave v m³/h, temperature in vlažnosti zunanjega zraka v poletnem obdobju ter temperature dovodnega zraka. Ta parameter skupaj z vlažnostjo se določi za določeno regijo v skladu s SNiP.

Prvi parameter je za 6 stopinj nižji od optimalne temperature v prostoru. Poleg teh vrednosti je treba uporabiti i-d diagram. Nato se vse najdene parametre vstavi v formulo: Qhlad = 1,2 × L × (I_nar – I_prip) / 3600.

Na fotografiji je prikazan psihrometrični i-d diagram vlažnega zraka. Z njegovo pomočjo je mogoče na podlagi dveh znanih vrednosti določiti preostale parametre zraka, vključno s potrebo po hlajenju, brez zapletenih izračunov.

Da bi se popolnoma izognili izračunom, včasih uporabijo poenostavljeno metodo. Ugotovljeno je, da je na vsakih 10 m² in višini prostora 3 m potreben 1 kW hladilne moči. Če je površina prostora 200 m², je potreben blok z močjo 20 kW.

Strokovnjaki priporočajo, da ste pozorni na več podrobnosti, pomembnih za pravilno izbiro enote. Da bi zagotovili učinkovito delovanje KKB, ga je treba izračunati ne za maksimalni temperaturni režim zunanjega zraka, temveč za minimum, predviden z območjem delovanja KKB.

Če se izvede izračun na podlagi maksimalne zunanje temperature zraka, bo enota lahko normalno delovala, ko bo zunanja temperatura enaka izračunani ali višja. Ko pa njena vrednost pade, bo prišlo do pojava delnega vrenja hladiva v uparjalniku. Tekoči freon se bo vrnil v sesanje kompresorja. Sledilo bo njegovo blokiranje.

Za normalno delovanje mora biti zmogljivost kompresorja manjša od maksimalne zmogljivosti uparjalnika. Povezovalni komplet ni vedno v prodaji skupaj s kompresorsko-kondenzatorskim blokom. Včasih ga je treba izbrati samostojno, pri čemer je treba poznati tehnične značilnosti elementov, ki sestavljajo to vezavno enoto.

Priporočila za izbiro filtra-sušilnika

Ta enota je potrebna za vpijanje vlage in različnih nepotrebnih primesi iz freonskega voda. Njeno izbiro izvajamo po proizvajalčevih tabelah glede na vrsto hladiva. Poleg tega je pomembno vnaprej vedeti, na kakšen način bo potekala namestitev tega elementa – s spajkanjem, pod prirobnico ali na priključkih. Od tega bodo odvisne spojne mere.

Ta vezavni element skrbi za ohranjanje čistosti hladilnega kroga. To nalogo dobro opravlja le filter dobre kakovosti.

Na izbiro filtra vpliva tudi kazalnik zmogljivosti za tekočino, kar vpliva na interval med zamenjavami. Pomembno je tudi, ali bo KKB deloval izključno za hlajenje ali tudi za ogrevanje. V prvem primeru bo freon tekel v eno smer, v drugem pa v obe smeri.

Kako izbrati opazovalno steklo?

Ta element je potreben za nadzor nivoja polnjenja freona, stanja filtra, prisotnosti vlage v krogu. Pri njegovi izbiri izhajamo iz vrste freona, temperature okolice, načina montaže stekla, prisotnosti indikatorja vlažnosti, kritične ravni vlažnosti.

Če v krogu kroži freon R407C ali R410A, lahko poliestrsko olje za ti vrsti ob stiku z vodo tvori kislino in alkohol. To bo signalizirala spremenjena barva opazovalnega stekla, kar bo prispevalo k preprečevanju blokiranja kompresorja zaradi razpada olja. O normalnem stanju hladilnega kroga priča zelena barva indikatorja.

Prehod v rumen odtenek pove, da je treba hladilni krog spremljati bolj pozorno. Popolnoma rumen indikator kaže na nedopustno količino vlage v krogu. Po sprejetih ukrepih za njeno odstranitev bo treba zamenjati filter.

Izbira termoregulacijskega ventila

TRV uravnava dotok hladiva iz bloka v uparjalnik za hlajenje. Izbira se glede na vrsto hladiva, nazivno hladilno zmogljivost, temperaturo vrenja, podhlajevanja in kondenzacije. Upošteva se tudi temperaturni nivo delovnega okolja – maksimum in minimum.

TRV je pomemben element hladilnega kroga. Ločimo dve vrsti termostatskih ekspanzijskih ventilov – z zunanjim in notranjim izenačevanjem. Ima vlogo regulatorja dovoda hladiva v uparjalnik. Prav tako je odgovoren za njegovo ekspanzijo, ki vodi do znižanja tlaka in temperature.

Vpliva na izbiro in način izenačevanja tlaka – notranjega ali zunanjega. Treba je vedeti, kako bo izvedena montaža TRV. Običajno se ga vgradi s spajkanjem, prirobanjem ali na spojke.

Izbira solenoidnega ventila

Na izbiro tega elementa vplivata vrsta freona, najvišje vrednosti delovne temperature in tlaka. Pomemben je tudi parameter, kot je najvišja vrednost odpiralne tlačne razlike. Treba je upoštevati priključne mere in zmogljivost.

Upoštevati je treba koeficient Kv, ki upošteva spremembo pretoka delovnega medija, ko je razlika tlakov na solenoidnem ventilu 1 bar.

Različice kompresorsko-kondenzacijskih blokov

Vrsta KKB je določena z vrsto lastnega hlajenja. Lahko poteka s pomočjo zraka, vode ali zunanjega hladilnika. Agregati prve vrste imajo vgrajen ventilator, ki ustvarja zračni tok.

Če je v konstrukcijo vključen aksialni ventilator, se agregat montira zunaj stavbe. Pri prisotnosti centrifugalnega ventilatorja se montaža agregata izvede neposredno v prostoru.

Moč z zrakom hlajenega KKB je lahko zelo velika – do 45 kW na uro. V gospodinjstvu običajno zadostuje agregat z močjo največ 8 kW.

Kompresorsko-kondenzatorski agregat, v katerem se kondenzator hladi z vodo, je močnejši. Za svoje delovanje ne potrebuje velike količine zraka, zato je kompakten in namenjen notranji namestitvi. Njegova montaža je mogoča na večji razdalji.

KKB s kondenzatorjem zunanjega tipa se uporablja redkeje, predvsem ob pomanjkanju prostora v prostoru. Pri tem se sam blok namesti znotraj sobe. Toplotni izmenjevalnik se postavi zunaj nje.

Načelo delovanja KKB

Osnova delovanja kompresorsko-kondenzatorskega bloka je fizikalni zakon o absorpciji toplotne energije pri spremembi stanja hladiva iz tekočega v drugo agregatno obliko. Ko proces poteka v obratni smeri, se predhodno akumulirana toplotna energija sprosti in prenese odjemalcu.

Ko KKB deluje za hlajenje, v toplotnem izmenjevalniku poteka izhlapevanje freona, nato njegova kondenzacija. Pri ogrevanju je obratno.

Vklopijo in izklopijo agregat ter uravnavajo moč zračnega toka preko krmilnega sistema. Za priklop le-tega na KKB so na voljo posebna vodila in senzorji.

Medtem ko montaža chiller sistema omogoča individualno nastavljanje temperaturnega režima za vsak prostor, bo pri uporabi KKB povsod enaka temperatura. Nastavi se na glavnem termostatu za celotno stavbo.

KKB z zračnim hlajenjem

Hladilni krog ima 2 toplotna izmenjevalca. Eden od njih je toplotni izmenjevalec kondenzatorja, ki se nahaja v samem KKB. Drugi je toplotni izmenjevalec uparjalnika, ki se nahaja v zračnem hladilniku centralne klimatske naprave. Poleg teh enot v hladilni krog vstopa kompresor, zaprt v ohišje KKB.

Prav tako so njegovi elementi filter-sušilnik, TRV in opazovalno steklo. Zadnji trije elementi se nahajajo na medblokovni tekočinski magistrali nedaleč od uparjalnika.

V nasprotju z drugimi enotami hladilnega kroga je prerez za prehod freona v termo-ekspanzijskem ventilu majhen. Njegova regulacija je odvisna od temperature izparevanja freona v toplotnem izmenjevalcu in velikosti tlaka. Pred TRV ima stisnjeni plinasti freon v toplotnem izmenjevalcu kondenzatorja nadtlak, ki ga tlači kompresor. Po TRV se v toplotnem izmenjevalcu uparjalnika tlak zniža.

V kondenzatorju hladilno sredstvo, potem ko izgubi toploto okoliškemu prostoru, kondenzira. Po oddaji dela toplotne energije freon še vedno ostaja pod povišanim tlakom, vendar le do prehoda termo-ekspanzijskega ventila. Nato tlak strmo pade in pride do ohlajanja.

Najpogosteje KKB opremijo s kondenzatorjem z zračnim hlajenjem. Vhodni in izhodni cevovoda bloka sta opremljena z zapornimi ventili, da se prepreči vdor vlage ali zunanjih onesnaževalcev.

Pod vplivom centrifugalnega ventilatorja glavne klimatske naprave se toplotna površina uparjalnika segreje. Tako površina kot prej tekoče hladilno sredstvo, ki kroži v uparjalniku, pridobita visoko temperaturo in preideta v plinasto fazo. Pri tem hladilno sredstvo zajema toploto iz dovodnega zraka in ga s tem hladi.

Nato se hladilno sredstvo v plinasti obliki ponovno vrne v kompresor, kjer se stisne in pretvori v tekoče stanje, proces kroženja pa se nadaljuje.

Agregat z vodnim hlajenjem

Namestitev KKB z vodnim hlajenjem zahteva predhodne hidravlične izračune in profesionalno montažo. Cena teh blokov je višja kot pri zračnih analogih. To je posledica potrebe po dodatnih stroških za postavitev hladilnega stolpa, polaganje kroga do njega in nakup črpalk.

Te enote so namenjene montaži v notranjih prostorih. Kondenzator se hladi s tekočino, ki kroži v zaprtem sistemu. Na prostem se namestijo hladilni stolpi – mokri ali suhi – ali pa se uporabi pretočna voda.

Ta klimatska oprema ima dodatni toplotni izmenjevalnik. Ta hladi hladilno sredstvo in ob delnem odvzemu toplote segreva krožečo vodo, ki jo je nato mogoče ponovno uporabiti. Njena uporaba v ogrevalnem sistemu ali za pripravo tople sanitarne vode upravičuje nekoliko višjo začetno naložbo v tovrstno opremo.

KKB z vodnim hlajenjem je mogoče namestiti v visokih stavbah. Take enote so idealne za obalna območja, saj notranja namestitev ščiti pred agresivnim okoljem, ki je tam prisotno.

Prednost enot z vodnim hlajenjem je njihova višja moč ter možnost in priložnost za povečanje razdalje med enoto in hladilnim stolpom po želji. Če se kot hladilnik uporablja pretočna voda, se stroški klimatizacije znatno zmanjšajo.

Posebnosti montaže KKB

Namestitvi kompresorsko-kondenzacijske enote mora slediti skrbna priprava. Najprej se preveri ujemanje podatkov enote, kot so fazni priključek, napetost in frekvenca toka, z ustreznimi značilnostmi električnega omrežja.

Na mestu namestitve KKB ne sme biti prahu, sicer lahko ta pride v toplotni izmenjevalnik. Zračni tok, ki izhaja iz kondenzatorja, se ne sme vračati vanj.

Postopek namestitve prezračevalnega sistema se začne z namestitvijo talnega KKB, uparjalnika in polaganjem medenotnega voda. Najbolj zapleten del je namestitev termostatskega ekspanzijskega ventila, sušilnih filtrov, sprejemnikov, preglednih stekel in drugih elementov.

Pri namestitvi enote na tla jo je treba postaviti tako, da deževnica in sneg ne moreta prodreti vanjo. Prostor okoli enote mora biti prazen, brez ovir za pretok zraka in vzdrževanje. Ne sme se priključiti zračnih kanalov, ki dovajajo ali odvajajo zrak iz enote.

Sestavljanje in montažo kompresorsko-kondenzacijskih enot izvajajo specializirana podjetja, katerih zaposleni imajo ustrezno usposobljenost in certifikate. Za priključitev enote je potrebno posebno orodje in oprema. Včasih je treba enoto dodatno napolniti ali izvesti popolno polnjenje.

Ugledni proizvajalci KKB

KKB z visokimi obratovalnimi lastnostmi proizvaja italijansko podjetje Aermec. V ponudbi so profesionalni kompresorsko-kondenzacijski bloki z zračnim hlajenjem ter oprema za domačo uporabo.

KKB Aerotek, ki jih proizvaja istoimenska mednarodna družba s sedežem v Švici, so priljubljeni. Parametri opreme so popolnoma prilagojeni ruskemu potrošniku.

Francosko podjetje Airwell slovi po kakovosti svoje opreme. Prav tako priljubljene so enote Carrier, ki jih na trg klimatske tehnike dobavlja ameriška korporacija Carrier. Svoje predstavništvo ima pri nas tudi japonsko podjetje Daikin, katerega klimatska oprema je prav tako v velikem povpraševanju.

Zaključki in koristen video na to temo

Sestavni deli kompresorsko-kondenzacijskega agregata:

Premišljena izbira kompresorsko-kondenzacijske enote:

Za odlično prezračevanje pisarne, doma ali drugega prostora bo kompresorsko-kondenzacijska enota najboljša rešitev. Sama enota ima majhno težo in mere, vendar to nikakor ne zmanjšuje njenih funkcionalnih zmogljivosti. Pomembno je, da ne kršite pravil delovanja in se držite navodil, potem vam bo enota služila dolga leta.

Če imate vprašanja o temi članka, jih lahko postavite v bloku za komentarje, mi pa vam bomo poskušali dati zelo jasen odgovor. Tam lahko tudi pustite komentar k temu članku ali delite nasvet o izbiri KKB.