Обработчик воздуха

Кондиционер ( или установка для обработки воздуха часто сокращенно AHU ) — это устройство, используемое для регулирования и циркуляции воздуха как часть системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха ( HVAC ). ^{[ 1 ]} Воздухообрабатывающий агрегат обычно представляет собой большой металлический ящик, содержащий воздуходувку , печь или элементы кондиционера, фильтрующие стойки или камеры, шумоглушители и заслонки . ^{[ 2 ]} Кондиционеры обычно подключаются к , системе воздуховодов которая распределяет кондиционированный воздух по зданию и возвращает его в вентиляционную установку, иногда выбрасывая воздух в атмосферу и подавая свежий воздух. ^{[ 3 ]} Иногда агрегаты выгружают ( подают ) и впускают ( возвращают ) воздух непосредственно в обслуживаемое помещение и из него без использования воздуховодов. ^{[ 4 ]}

Небольшие кондиционеры для местного использования называются терминальными устройствами и могут включать в себя только воздушный фильтр, змеевик и вентилятор; эти простые терминальные блоки называются воздуходувными теплообменниками или фанкойлами . Более крупный кондиционер, который кондиционирует 100% наружного воздуха и не использует рециркуляционный воздух, известен как блок подпитки воздуха ( MAU ) или блок обработки свежего воздуха ( FAHU ). Кондиционер, предназначенный для использования на открытом воздухе, обычно на крышах, известен как модульный блок ( PU ), блок отопления и кондиционирования воздуха ( HCU ) или крышный блок ( RTU ).

Строительство

Воздухоочиститель обычно строится вокруг каркасной системы с металлическими панелями-заполнителями, которые соответствуют конфигурации компонентов. В простейшем виде каркас может быть изготовлен из металлических профилей или секций с однослойными металлическими панелями-заполнителями. Металлоконструкции обычно оцинковываются для долгосрочной защиты. Для наружных блоков предусмотрена крышка, защищающая от атмосферных воздействий, и дополнительная герметизация соединений. ^{[ 2 ]}

Более крупные кондиционеры будут изготавливаться на основе стального каркаса квадратного сечения с двойными стенками и изолированными панелями-заполнителями. Такие конструкции уменьшают потери тепла или приток тепла от воздухообрабатывающего устройства, а также обеспечивают звукоизоляцию . ^{[ 2 ]} Воздухоочистители большего размера могут иметь длину несколько метров и изготавливаются секционными , поэтому для обеспечения прочности и жесткости под агрегатом предусмотрены опорные рельсы из стального профиля. ^{[ 2 ]}

требуется равные пропорции приточного и вытяжного воздуха Если для сбалансированной системы вентиляции , обычно устройства для обработки приточного и вытяжного воздуха соединяются вместе либо в ряд , либо в сложенную конфигурацию.

Типы вентиляционных установок

Существует шесть факторов классификации кондиционеров и определение их типов на основе:

Применение (использование вентиляционной установки)
Управление потоком воздуха (обработчики воздуха CAV или VAV)
Зональное управление (однозонные или многозонные кондиционеры)
Расположение вентилятора (вытяжное или продувочное)
Направление выходящего потока воздуха (спереди, вверх или вниз)
Модель упаковки (горизонтальная или вертикальная)

Но первый метод очень распространен на рынке систем отопления, вентиляции и кондиционирования . Фактически, большинство компаний рекламируют свою продукцию с помощью вентиляционных установок:

Нормальный
Гигиенический
Потолочный монтаж

Компоненты

Основные типы компонентов описаны здесь в приблизительном порядке: от обратного канала (вход в агрегат) через установку до приточного канала (выход агрегата). ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

Фильтры

Фильтрация воздуха почти всегда присутствует, чтобы обеспечить жильцам здания чистый, свободный от пыли воздух. Это может быть простая гофрированная среда с низким содержанием MERV , HEPA , электростатика или комбинация методов. Также могут применяться газофазная и ультрафиолетовая обработка воздуха.

Фильтрация обычно устанавливается в первую очередь в вентиляционной установке, чтобы поддерживать чистоту всех последующих компонентов. В зависимости от требуемой степени фильтрации обычно фильтры располагаются в двух (или более) последовательных рядах, при этом панельный фильтр грубой очистки устанавливается перед рукавным фильтром тонкой очистки или другой «конечной» фильтрующей средой. Панельный фильтр дешевле заменять и обслуживать, поэтому он защищает более дорогие рукавные фильтры. ^{[ 1 ]}

Срок службы фильтра можно оценить, отслеживая падение давления на фильтрующем материале при расчетном объемном расходе воздуха. Это можно сделать с помощью визуального дисплея с использованием манометра или с помощью переключателя давления, связанного с точкой сигнализации в системе управления зданием. Невыполнение замены фильтра может в конечном итоге привести к его разрушению, поскольку силы, действующие на него со стороны вентилятора, превышают его внутреннюю силу, что приводит к разрушению и, следовательно, к загрязнению воздухообрабатывающего устройства и выходных воздуховодов.

Горячие (нагрев печи) и холодные (кондиционирование воздуха) элементы.

В зависимости от местоположения и применения устройствам обработки воздуха может потребоваться подача горячего или холодного воздуха или того и другого для изменения температуры приточного воздуха и уровня влажности. Такое кондиционирование обеспечивается змеевиками теплообменника внутри воздушного потока приточно-вытяжной установки, причем такие змеевики могут быть прямыми или косвенными по отношению к среде, обеспечивающей нагревающий или охлаждающий эффект. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

К прямым теплообменникам относятся теплообменники для газовых топливных обогревателей или холодильного испарителя , размещенные непосредственно в воздушном потоке. электрические нагреватели сопротивления и тепловые насосы Также можно использовать . Испарительное охлаждение возможно в сухом климате.

косвенного В теплообменниках нагрева для отопления используется горячая вода или пар , а для охлаждения — охлажденная вода или гликоль (основная энергия для отопления и кондиционирования воздуха обеспечивается центральной установкой в другом месте здания). Змеевики для трубок обычно изготавливаются из меди с медными или алюминиевыми ребрами для облегчения теплопередачи. В охлаждающих змеевиках также будут использоваться сепараторы для удаления и слива конденсата. Горячую воду или пар обеспечивает центральный котел , а охлажденную воду обеспечивает центральный охладитель . Датчики температуры на выходе обычно используются для мониторинга и контроля температуры «вне змеевика» в сочетании с соответствующим регулирующим клапаном с электроприводом перед змеевиком.

Если требуется осушение , то охлаждающий змеевик используется для переохлаждения , так что точка росы достигается и происходит конденсация. Змеевик нагревателя, расположенный после охлаждающего змеевика, повторно нагревает воздух (поэтому известный как змеевик повторного нагрева ) до желаемой температуры приточного воздуха. Этот процесс приводит к снижению уровня относительной влажности приточного воздуха.

В более холодном климате, где зимние температуры регулярно опускаются ниже нуля, змеевики морозного типа или змеевики предварительного нагрева часто используются в качестве первой ступени обработки воздуха, чтобы гарантировать защиту последующих фильтров или змеевиков охлажденной воды от замерзания. Управление морозильным змеевиком таково, что если определенная температура воздуха на выходе из змеевика не достигается, то для защиты отключается весь кондиционер.

Увлажнитель

Увлажнение часто необходимо в холодном климате, где постоянное отопление делает воздух более сухим, что приводит к ухудшению качества воздуха и увеличению статического электричества . Могут использоваться различные типы увлажнения:

Испарительный : сухой воздух, обдуваемый резервуаром, испаряет часть воды. Скорость испарения можно увеличить, распыляя воду на перегородки в потоке воздуха.
Испаритель : пар или пары из котла вдуваются непосредственно в поток воздуха.
Распыляемый туман : вода распыляется либо с помощью форсунки, либо с помощью других механических средств на мелкие капли и разносится по воздуху.
Ультразвуковой : поддон с пресной водой в воздушном потоке возбуждается ультразвуковым устройством, образуя туман или водяной туман.
Смачиваемая среда: Мелковолокнистая среда в воздушном потоке поддерживается влажной пресной водой из коллекторной трубы с рядом небольших выпускных отверстий. Проходя через среду, воздух увлекает воду в виде мелких капель. Увлажнитель этого типа может быстро засориться, если не поддерживать в порядке первичную фильтрацию воздуха.

Смесительная камера

Чтобы поддерживать качество воздуха в помещении , кондиционеры обычно имеют средства, позволяющие подавать наружный воздух в здание и выводить его из здания. В умеренном климате для достижения желаемой температуры приточного воздуха можно использовать смешивание необходимого количества более прохладного наружного воздуха с более теплым возвратным воздухом. Поэтому используется смесительная камера с заслонками , регулирующими соотношение между возвратным, наружным и вытяжным воздухом.

Вентилятор/вентилятор

В кондиционерах обычно используется большой вентилятор с короткозамкнутым ротором, приводимый в движение асинхронным электродвигателем переменного тока для перемещения воздуха. Вентилятор может работать на одной скорости, иметь различные заданные скорости или приводиться в движение приводом с регулируемой частотой, что обеспечивает широкий диапазон скоростей воздушного потока . Скорость потока также можно контролировать с помощью впускных лопаток или выпускных заслонок вентилятора. Некоторые бытовые кондиционеры в США (центральные «печи» или «кондиционеры») используют бесщеточный электродвигатель постоянного тока с возможностью регулирования скорости. ^{[ 1 ]} Воздухоочистители в Европе, Австралии и Новой Зеландии теперь обычно используют вентиляторы с обратным загибом без прокрутки или «подключаемые вентиляторы». Они приводятся в движение высокоэффективными двигателями EC (с электронной коммутацией) со встроенным контролем скорости. Чем выше температура RTU, тем медленнее будет течь воздух. И чем ниже температура RTU, тем быстрее будет течь воздух.

В крупных коммерческих установках кондиционирования воздуха могут присутствовать несколько воздуходувок, обычно размещаемых в конце вентиляционной установки и в начале приточного воздуховода (поэтому их также называют «приточными вентиляторами»). Они часто дополняются вентиляторами в обратном воздуховоде («возвратные вентиляторы»), нагнетающими воздух в вентиляционную установку.

Балансировка

Несбалансированные вентиляторы раскачиваются и вибрируют. Для домашних вентиляторов переменного тока это может стать серьезной проблемой: циркуляция воздуха через вентиляционные отверстия значительно снижается (поскольку при колебании теряется энергия), снижается эффективность и увеличивается шум. Еще одна серьезная проблема несбалансированных вентиляторов — это снижение срока службы подшипников (прикрепленных к вентилятору и валу). Это может привести к выходу из строя задолго до истечения срока службы подшипников.

Грузы можно расположить стратегически, чтобы обеспечить плавное вращение (для потолочного вентилятора проблема обычно решается методом проб и ошибок). Домашние/центральные вентиляторы переменного тока или другие большие вентиляторы обычно относят в магазины, где есть специальные балансиры для более сложной балансировки (метод проб и ошибок может привести к повреждению, прежде чем будут найдены правильные точки). Сам двигатель вентилятора обычно не вибрирует.

Устройство рекуперации тепла

с устройством рекуперации тепла Теплообменник может быть установлен на воздухообрабатывающем устройстве между потоками приточного и вытяжного воздуха для экономии энергии и увеличения производительности. К этим типам чаще относятся:

Рекуператор или пластинчатый теплообменник: сэндвич из пластиковых или металлических пластин с переплетенными воздушными путями. Тепло передается между воздушными потоками от одной стороны пластины к другой. Пластины обычно располагаются на расстоянии 4–6 мм друг от друга. Эффективность рекуперации тепла до 70%.
Термическое колесо или роторный теплообменник: медленно вращающаяся матрица из мелкогофрированного металла, работающая в обоих противоположных воздушных потоках. Когда приточно-вытяжная установка находится в режиме обогрева, тепло поглощается при прохождении воздуха через матрицу в потоке вытяжного воздуха в течение одного полуоборота и выделяется во время второго полуоборота в поток приточного воздуха в непрерывном процессе. Когда вентиляционная установка находится в режиме охлаждения, тепло выделяется, когда воздух проходит через матрицу в потоке вытяжного воздуха во время одного полуоборота, и поглощается во время второго полуоборота потоком приточного воздуха. Эффективность рекуперации тепла до 85%. Колеса также доступны с гигроскопичным покрытием , обеспечивающим скрытую передачу тепла, а также осушение или увлажнение воздушных потоков.
Круговой змеевик : два змеевика теплообменника воздух-жидкость с противоположными воздушными потоками, соединенные трубами вместе с циркуляционным насосом и использующие воду или рассол в качестве теплоносителя. Это устройство, хотя и не очень эффективное, позволяет осуществлять рекуперацию тепла между удаленными, а иногда и несколькими приточно-вытяжными потоками воздуха. Эффективность рекуперации тепла до 50%.
Тепловая трубка : работает в обоих противоположных воздушных путях, используя замкнутый хладагент в качестве теплоносителя. В тепловой трубке используются несколько герметичных трубок, смонтированных в виде змеевика с ребрами для увеличения теплопередачи. Тепло поглощается на одной стороне трубы за счет испарения хладагента и выделяется на другой стороне за счет конденсации хладагента. Сконденсированный хладагент под действием силы тяжести течет к первой стороне трубы, повторяя процесс. Эффективность рекуперации тепла до 65%.

Элементы управления

Средства управления необходимы для регулирования каждого аспекта работы кондиционера, например: расхода воздуха , температуры приточного воздуха, температуры смешанного воздуха, влажности, качества воздуха. включения/выключения Они могут быть такими простыми, как термостат , или такими сложными, как , например, система автоматизации здания, использующая BACnet или LonWorks .

Общие компоненты управления включают датчики температуры, датчики влажности, парусные переключатели, приводы , двигатели и контроллеры.

Виброизоляторы

Вентиляторы в кондиционере могут создавать значительную вибрацию, а большая площадь системы воздуховодов будет передавать этот шум и вибрацию жильцам здания. Чтобы избежать этого, виброизоляторы (гибкие секции) обычно вставляются в воздуховод непосредственно до и после кондиционера, а часто также между вентиляторным отсеком и остальной частью агрегата. Прорезиненный холщовый материал этих секций позволяет компонентам кондиционера вибрировать, не передавая это движение на присоединенные воздуховоды.

Вентиляторный отсек можно дополнительно изолировать, разместив его на пружинной подвеске, неопреновых подушках или подвешивая на пружинных подвесках, что позволит смягчить передачу вибрации через конструкцию.

Шумоглушители

Вентилятор в кондиционере также создает шум, который следует уменьшить, прежде чем воздуховоды попадут в чувствительное к шуму помещение. Чтобы добиться значительного снижения шума при относительно небольшой длине, шумоглушитель . используется ^{[ 1 ]} Аттенюатор — это специальный аксессуар для воздуховода, который обычно состоит из внутренней перфорированной перегородки со звукопоглощающей изоляцией. Шумоглушители могут заменить воздуховоды; и наоборот, линейные аттенюаторы расположены рядом с нагнетателем и имеют раструбный профиль, чтобы минимизировать влияние на систему.

Основные производители

ААОН
Carrier Corporation (также производит бренды Bryant и Payne)
Группа ЦИАТ
Daikin Industries (также производит бренды McQuay International , Goodman и Airfel)
Johnson Controls (также производит York International ) бренд
Леннокс Интернэшнл
Рим (также делает Рууда)
Слезы
Вертив

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Справочник ASHRAE, 2008 г.: системы и оборудование отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (изд. Inch-Pound). Атланта, Джорджия: Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха ASHRAE. 2008. ISBN 9781933742335 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Руководство по проектированию носителя, часть 2: Распределение воздуха (десятое изд., 1974 г.). Корпорация Перевозчик. 1960.
^ «Пояснения к установкам обработки воздуха» . Инженерное мышление . 26 сентября 2018 г.
^ ОВиК, эксперты. "как работает вентиляционная установка?" .

[ASHRAE-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Справочник ASHRAE, 2008 г.: системы и оборудование отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (изд. Inch-Pound). Атланта, Джорджия: Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха ASHRAE. 2008. ISBN 9781933742335 .

[Carrier-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Руководство по проектированию носителя, часть 2: Распределение воздуха (десятое изд., 1974 г.). Корпорация Перевозчик. 1960.

[3] «Пояснения к установкам обработки воздуха» . Инженерное мышление . 26 сентября 2018 г.

[4] ОВиК, эксперты. "как работает вентиляционная установка?" .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

v т и Отопление, вентиляция и кондиционирование
Fundamental concepts	Air changes per hour Bake-out Building envelope Convection Dilution Domestic energy consumption Enthalpy Fluid dynamics Gas compressor Heat pump and refrigeration cycle Heat transfer Humidity Infiltration Latent heat Noise control Outgassing Particulates Psychrometrics Sensible heat Stack effect Thermal comfort Thermal destratification Thermal mass Thermodynamics Vapour pressure of water
Technology	Absorption-compression heat pump Absorption refrigerator Air barrier Air conditioning Antifreeze Automobile air conditioning Autonomous building Building insulation materials Central heating Central solar heating Chilled beam Chilled water Constant air volume (CAV) Coolant Cross ventilation Dedicated outdoor air system (DOAS) Deep water source cooling Demand controlled ventilation (DCV) Displacement ventilation District cooling District heating Electric heating Energy recovery ventilation (ERV) Firestop Forced-air Forced-air gas Free cooling Heat recovery ventilation (HRV) Hybrid heat Hydronics Ice storage air conditioning Kitchen ventilation Mixed-mode ventilation Microgeneration Passive cooling Passive daytime radiative cooling Passive house Passive ventilation Radiant heating and cooling Radiant cooling Radiant heating Radon mitigation Refrigeration Renewable heat Room air distribution Solar air heat Solar combisystem Solar cooling Solar heating Thermal insulation Thermosiphon Underfloor air distribution Underfloor heating Vapor barrier Vapor-compression refrigeration (VCRS) Variable air volume (VAV) Variable refrigerant flow (VRF) Ventilation Water heat recycling
Components	Air conditioner inverter Air door Air filter Air handler Air ionizer Air-mixing plenum Air purifier Air source heat pump Attic fan Automatic balancing valve Back boiler Barrier pipe Blast damper Boiler Centrifugal fan Ceramic heater Chiller Condensate pump Condenser Condensing boiler Convection heater Compressor Cooling tower Damper Dehumidifier Duct Economizer Electrostatic precipitator Evaporative cooler Evaporator Exhaust hood Expansion tank Fan Fan coil unit Fan filter unit Fan heater Fire damper Fireplace Fireplace insert Freeze stat Flue Freon Fume hood Furnace Gas compressor Gas heater Gasoline heater Grease duct Grille Ground-coupled heat exchanger Ground source heat pump Heat exchanger Heat pipe Heat pump Heating film Heating system HEPA High efficiency glandless circulating pump High-pressure cut-off switch Humidifier Infrared heater Inverter compressor Kerosene heater Louver Mechanical room Oil heater Packaged terminal air conditioner Plenum space Pressurisation ductwork Process duct work Radiator Radiator reflector Recuperator Refrigerant Register Reversing valve Run-around coil Sail switch Scroll compressor Solar chimney Solar-assisted heat pump Space heater Smoke canopy Smoke damper Smoke exhaust ductwork Thermal expansion valve Thermal wheel Thermostatic radiator valve Trickle vent Trombe wall TurboSwing Turning vanes Ultra-low particulate air (ULPA) Whole-house fan Windcatcher Wood-burning stove Zone valve
Measurement and control	Air flow meter Aquastat BACnet Blower door Building automation Carbon dioxide sensor Clean air delivery rate (CADR) Control valve Gas detector Home energy monitor Humidistat HVAC control system Infrared thermometer Intelligent buildings LonWorks Minimum efficiency reporting value (MERV) Normal temperature and pressure (NTP) OpenTherm Programmable communicating thermostat Programmable thermostat Psychrometrics Room temperature Smart thermostat Standard temperature and pressure (STP) Thermographic camera Thermostat Thermostatic radiator valve
Professions, trades, and services	Architectural acoustics Architectural engineering Architectural technologist Building services engineering Building information modeling (BIM) Deep energy retrofit Duct cleaning Duct leakage testing Environmental engineering Hydronic balancing Kitchen exhaust cleaning Mechanical engineering Mechanical, electrical, and plumbing Mold growth, assessment, and remediation Refrigerant reclamation Testing, adjusting, balancing
Industry organizations	AHRI AMCA ASHRAE ASTM International BRE BSRIA CIBSE Institute of Refrigeration IIR LEED SMACNA UMC
Health and safety	Indoor air quality (IAQ) Passive smoking Sick building syndrome (SBS) Volatile organic compound (VOC)
See also	ASHRAE Handbook Building science Fireproofing Glossary of HVAC terms Warm Spaces World Refrigeration Day Template:Home automation Template:Solar energy