Co je kompresorově-kondenzační jednotka: konstrukce a princip činnosti

Prakticky do všech ventilačních systémů je zahrnut kompresorově-kondenzační blok, který odpovídá za ohřev nebo chlazení vzduchu. KKB patří do třídy neautonomních klimatizací.

V něm chladivo v kapalném stavu prochází přípravnou fází a poté vstupuje do výměníku tepla a odpařuje se.

V tomto materiálu si povíme o principech fungování tohoto zařízení, podrobně se zastavíme u nuancí jeho výběru a některých specifik montáže.

Součásti kompresorově-kondenzačního bloku

KKB je monoblok s kompaktně umístěnými prvky. Používají se v tandemu se zařízeními nuceného větrání, s split-systémy libovolného typu, vybavenými vnitřními jednotkami nebo systémy přímého chlazení. Mohou nahradit chiller, pokud není možná jeho instalace kvůli velkému zatížení střechy.

Hlavními prvky této významné části ventilačního systému jsou:

• kompresor;
• motor;
• ventilátor odstředivý nebo osový;
• tepelný výměník, plnící funkci kondenzátoru;
• systém napájení;
• systém řízení.

Dále je KKB vybaven spojovacími prvky, které zvyšují jeho funkčnost a skládají se ze škrtícího ventilu, speciálního filtru, solenoidového ventilu, průhledítka. Moderní modely KKB pracují s ozonově bezpečnými chladivy. Může v nich cirkulovat vysoce ekologický freon R-22, R-407C, R-410a. Jsou vhodné jak pro libovolné ventilační jednotky, tak pro kanálové chladiče.

Kompresorově-kondenzační blok lze namontovat jak uvnitř, tak i venku. Výrobci obvykle vybavují jednotku ochranou proti přepětí a tlakovým rázům.

Vnitřní prvky KKB jsou izolovány a uzemněny, aby se zabránilo úrazu elektrickým proudem. Výrobci pokrývají povrchy všech součástí zařízení antikorozní vrstvou. To umožňuje jeho provoz ve vlhkých podmínkách.

Výhody kompresorově-kondenzačního bloku

Pokud srovnáme KKB s chillerem, můžeme zaznamenat jasné výhody prvního:

1. Výroba jednoho kW chladu je levnější, protože zde není žádné mezilehlé chladivo.
2. Pohodlné nastavení. Každá KKB je připojena k jedné přívodní jednotce, takže ovládání se provádí pomocí standardních regulátorů.
3. Jednoduchá montáž. Není potřeba žádných dalších ventilátorů, vzduchovodů ani jiných prvků. Bude vyžadována pouze montáž výměníku tepla výparníku.

KKB může být součástí velkého ventilačního systému a samostatným blokem vestavěným do zařízení. Existují jako stacionární podlahové a nástěnné závěsné. Stacionární bloky se umisťují poblíž budov a na střechu.

Začlenění KKB do klimatizačního systému je nejlevnějším a nejdostupnějším řešením

Kompresor KKB je v moderním provedení vybaven ochranou proti nestabilnímu provozu elektrické sítě, vlivu vlhkosti, mechanickému poškození, kriticky vysokým a nízkým teplotám. To vše narušuje fungování agregátu. Kryt, ve kterém je blok uzavřen, je vyroben z pozinkované oceli, a proto nekoroduje.

Aby bylo chlazení zařízení rychlejší, výrobci často doplňují výměník tepla, kondenzátor a potrubí hliníkovými vložkami. Chráněn před škodlivými vlivy je také výměník tepla - na jeho povrch se nanáší speciální antikorozní slitina.

Pro možnost kontroly tlaku uvnitř KKB jsou všechny prvky, které přicházejí do styku s chladivem, vybaveny revizními vsuvkami.

Navzdory těmto výhodám se často stává, že po montáži KKB rychle selže nebo se vůbec nespustí. Odborníci poukazují na jednu příčinu. Jedná se o nekvalifikovaný výběr kompresorově-kondenzačního bloku a výparníku.

Nuance výběru KKB

Nejčastěji se vybírá kompresorově-kondenzační jednotka vhodná pro konkrétní podmínky podle výkonu. K tomu bude nutné provést standardní výpočet na základě výkonu ventilační jednotky v m³/h, teploty, vlhkosti venkovního vzduchu v letním období a teploty přiváděného vzduchu. Tento parametr a vlhkost se volí pro konkrétní region podle SNiP.

První parametr se bere o 6 stupňů nižší než optimální teplota v místnosti. Kromě těchto hodnot bude nutné použít i-d diagram. Poté se všechny nalezené parametry dosadí do vzorce: Qchlad=1,2×L×(Ivenk-Ipřív)/3600.

Na fotografii je zobrazen psychrometrický i-d diagram vlhkého vzduchu. S jeho pomocí lze na základě dvou známých veličin určit ostatní parametry vzduchu, včetně spotřeby chladu bez složitých výpočtů.

Aby se zcela vyhnuli výpočtům, někdy používají zjednodušenou metodu. Bylo stanoveno, že na každých 10 m² a výšce místnosti 3 m je potřeba 1 kW chladu. Pokud je plocha místnosti 200 m², je zapotřebí blok 20 kW.

Odborníci doporučují věnovat pozornost několika nuancím důležitým pro správný výběr jednotky. Aby byla zaručena efektivní práce KKB, je třeba ji dimenzovat nikoli na maximální venkovní teplotu, ale na minimum stanovené rozsahem provozu KKB.

Pokud se provede výpočet podle maximální venkovní teploty, bude jednotka schopna normálně pracovat, když venkovní teplota bude rovna vypočtené hodnotě nebo stoupne nad tuto hodnotu. Když však její hodnota klesne, bude pozorován jev částečného varu chladiva ve výparníku. Kapalný freon se vrátí do sání kompresoru. Následovat bude zaklínění kompresoru.

Pro normální provoz musí být výkon kompresoru menší než maximální výkon výparníku. Propojovací sada se ne vždy prodává společně s kompresorově-kondenzační jednotkou. Někdy je nutné ji vybírat samostatně, ale k tomu je třeba znát technické vlastnosti prvků, které jsou součástí této propojovací sestavy.

Doporučení pro výběr filtru-sušiče

Tento prvek je nezbytný pro absorpci vlhkosti a různých nežádoucích nečistot z freonového potrubí. Jeho výběr se provádí podle tabulek výrobců s ohledem na značku chladiva. Kromě toho je důležité předem vědět, jakým způsobem bude tento prvek instalován – pájením, na rozšíření, na šroubení. Na tom budou záviset připojovací rozměry.

Tento prvek propojovací sestavy je zodpovědný za udržování čistoty chladicího okruhu. S tímto úkolem si dobře poradí pouze filtr dobré kvality.

Na výběr filtru má vliv také ukazatel výkonu pro kapalinu, což ovlivňuje interval mezi výměnami. Důležité je také to, jak bude KKB fungovat – pouze na chlazení nebo i na topení. V prvním případě se freon bude pohybovat jedním směrem, ve druhém oběma směry.

Jak vybrat průhledítko?

Tento prvek je nezbytný pro kontrolu úrovně náplně freonu, stavu filtru, přítomnosti vlhkosti v okruhu. Při jeho výběru se vychází z značky freonu, okolní teploty, způsobu montáže skla, přítomnosti indikátoru vlhkosti a kritické úrovně vlhkosti.

Pokud v okruhu cirkuluje freon R407C nebo R410A, může polyesterový olej pro tyto značky vytvářet kyselinu a alkohol při reakci s vodou. Na to upozorní změna barvy průhledítka, což přispěje k prevenci zaklínění kompresoru v důsledku rozkladu oleje. Normální stav chladicího okruhu signalizuje zelená barva indikátoru.

Přechod do žlutého odstínu říká, že chladicí okruh je třeba sledovat pozorněji. Zcela žlutý indikátor poukazuje na nepřípustné množství vlhkosti v okruhu. Po přijetí opatření k jejímu odstranění bude nutné filtr vyměnit.

Výběr termoregulačního ventilu

TRV reguluje přívod chladiva z bloku do výparníku pro chlazení. Volí se podle typu chladiva, jmenovitého chladicího výkonu, teploty varu, podchlazení a kondenzace. Zohledňuje se také teplotní úroveň pracovního prostředí – maximum a minimum.

TRV je důležitým prvkem chladicího okruhu. Rozlišují se dva typy termoregulačních ventilů – s vnějším a vnitřním vyrovnáváním. Je mu přidělena role regulátoru přívodu chladiva do výparníku. Také je zodpovědný za jeho expanzi, která vede ke snížení tlaku a teploty.

Ovlivňuje výběr a způsob vyrovnávání tlaku – vnitřní nebo vnější. Je nutné vědět, jak bude montáž TRV provedena. Obvykle se instaluje pod pájení, zapertování nebo na šroubení.

Výběr solenoidového ventilu

Na výběr tohoto prvku ovlivňuje značka freonu, maximální hodnoty pracovní teploty a tlaku. Důležitý je také parametr, jako je špičková hodnota otevíracího diferenčního tlaku. Je třeba věnovat pozornost připojovacím rozměrům a výkonu.

Zohledňuje se součinitel Kv, který zohledňuje změnu průtoku pracovního média, když tlakový rozdíl na solenoidovém ventilu bude činit 1 Bar.

Různé typy kompresorově-kondenzačních bloků

Druh KKB je určen druhem vlastního chlazení. Může být prováděno pomocí vzduchu, vody, externího chladiče. Agregáty prvního typu mají vestavěný ventilátor, který vytváří proud vzduchu.

Pokud je v konstrukci zahrnut axiální ventilátor, agregát se montuje mimo budovu. Při přítomnosti odstředivého ventilátoru se montáž agregátu provádí přímo v místnosti.

Výkon vzduchem chlazeného KKB může být velmi vysoký – až 45 kW za hodinu. V domácnostech obvykle postačí agregát s výkonem maximálně 8 kW.

Kompresorově-kondenzační agregát, ve kterém je kondenzátor chlazen pomocí vody, je výkonnější. Pro svůj provoz nevyžaduje velký objem vzduchu, proto se vyznačuje kompaktností a je určen pro vnitřní instalaci. Jeho montáž je možná na značnou vzdálenost.

KKB s kondenzátorem vzdáleného typu se používá méně často, hlavně při nedostatku místa v místnosti. Samotný blok se instaluje uvnitř místnosti. Tepelný výměník se umísťuje mimo ni.

Princip fungování KKB

Základem práce kompresorově-kondenzačního bloku je fyzikální zákon o absorpci tepelné energie při změně stavu chladiva z kapalného do jiného agregátního skupenství. Při opačném průběhu procesu se uvolňuje dříve nahromaděná tepelná energie a předává se spotřebiteli.

Když KKB pracuje na chlazení, uvnitř tepelného výměníku probíhá odpařování freonu, poté jeho kondenzace. Při vytápění je tomu naopak.

Zapínají a vypínají jednotku a také regulují výkon vzduchového proudu pomocí řídicího systému. Pro její připojení k KKB jsou k dispozici speciální sběrnice a senzory.

Zatímco montáž chiller systému umožňuje individuálně nastavit teplotní režim pro každou místnost, při použití KKB bude teplota všude stejná. Nastavuje se na hlavním termostatu pro celou budovu.

KKB s vzduchovým chlazením

Chladicí okruh má 2 výměníky tepla. Jeden z nich — kondenzátorový výměník tepla, se nachází v samotném KKB. Druhý — výparníkový výměník tepla, je umístěn v chladiči vzduchu centrální klimatizace. Kromě těchto prvků je součástí chladicího okruhu kompresor, uzavřený v krytu KKB.

Jeho součástmi jsou také filtr-sušič, TRV, průhledítko. Poslední tři prvky se nacházejí na meziblokovém kapalinovém potrubí nedaleko od výparníku.

Na rozdíl od ostatních prvků chladicího okruhu je průřez pro průchod freonu v termoexpanzním ventilu malý. Jeho regulace závisí na teplotě vypařování freonu ve výměníku tepla a na velikosti tlaku. Před TRV má stlačený plynný freon ve výměníku kondenzátoru přetlak, který je vytvářen kompresorem. Za TRV — ve výměníku výparníku se tlak snižuje.

V kondenzátoru chladivo, ztrativší teplo do okolního prostoru, kondenzuje. Po odevzdání části tepelné energie je freon stále pod zvýšeným tlakem, ale pouze do okamžiku průchodu termoexpanzním ventilem. Poté tlak prudce klesá a dochází k ochlazení.

Nejčastěji je KKB vybavena kondenzátorem se vzduchovým chlazením. Vstupní a výstupní potrubí jednotky jsou vybavena uzavíracími ventily, aby se zabránilo vniknutí vlhkosti nebo vnějších nečistot.

Působením odstředivého ventilátoru hlavní klimatizace se teplosměnná plocha výparníku zahřívá. Získává vysokou teplotu a přechází do plynné fáze i dříve kapalné chladivo cirkulující ve výparníku. Přitom pohlcuje teplo z přiváděného vzduchu, čímž jej ochlazuje.

Poté se chladivo ve formě plynu opět dostává do kompresoru, stlačuje se, transformuje se do kapalného skupenství a proces cirkulace se obnovuje.

Agregát s vodním chlazením

Instalace KKB s vodním chlazením vyžaduje předběžné hydraulické výpočty a odbornou montáž. Cena těchto jednotek je vyšší než u vzduchových analogů. Vysvětluje se to nutností dodatečných nákladů na zařízení chladicí věže, položení okruhu k ní a pořízení čerpadel.

Tyto agregáty jsou určeny pro montáž uvnitř budovy. Chlazení kondenzátoru probíhá pomocí kapaliny, která cirkuluje v uzavřeném okruhu. Venku se instaluje chladicí věž – mokrá nebo suchá, nebo se používá průtočná voda.

Toto klimatizační zařízení má přídavný výměník tepla. Chladí chladivo a částečným odebíráním tepla ohřívá cirkulující vodu, kterou lze poté znovu použít. Její použití v topném systému pro ohřev teplé vody ospravedlňuje poněkud vyšší investice do nákupu zařízení tohoto typu.

KKB s vodním chlazením lze instalovat ve vysokých budovách. Tyto agregáty jsou ideální pro pobřežní oblasti, protože vnitřní instalace je chrání před vlivem agresivního prostředí, které zde panuje.

Výhodou agregátů s vodním chlazením je jejich vyšší výkon a možnost a perspektiva zvětšení vzdálenosti mezi jednotkou a chladicí věží podle potřeby. Pokud se jako chladivo použije průtočná voda, náklady na klimatizaci výrazně klesají.

Specifika montáže KKB

Instalaci kompresorově-kondenzačního agregátu musí předcházet pečlivá příprava. Především se kontroluje shoda údajů agregátu, jako je fázové připojení, napětí, frekvence proudu, s odpovídajícími charakteristikami elektrického napájecího vedení.

V místě, kde se plánuje instalace KKB, nesmí být prach, jinak by se mohl dostat do výměníku tepla. Proud vzduchu vycházející z kondenzátoru se nesmí vracet zpět do něj.

Proces montáže ventilačního systému začíná instalací podlahové KKB, výparníku, pokládkou mezijednotkového potrubí. Nejobtížnějším momentem je instalace termostatického expanzního ventilu (TRV), sušících filtrů, sběračů, průhledítek a dalších prvků.

Při instalaci agregátu na zemi je nutné jej umístit tak, aby do něj nezatékala dešťová voda a sníh. Prostor kolem jednotky musí být volný, bez překážek pro pohyb vzduchu a údržbu. Není povoleno připojovat vzduchovody, které přivádějí a odvádějí vzduch z jednotky.

Montáž a práce na instalaci kompresorově-kondenzačních bloků provádějí specializované firmy, jejichž zaměstnanci mají odpovídající kvalifikaci a certifikáty. K připojení jednotky je potřeba speciální nářadí a vybavení. Někdy je nutné jednotku dočerpat nebo provést její úplné naplnění.

Uznávaní výrobci KKB

KKB s vysokými provozními charakteristikami vyrábí italská společnost Aermec. V sortimentu jsou profesionální kompresorově-kondenzační bloky se vzduchovým chlazením a zařízení pro domácí použití.

Oblíbené jsou KKB Aerotek, vyráběné stejnojmennou mezinárodní společností založenou ve Švýcarsku. Parametry zařízení jsou plně přizpůsobeny ruskému spotřebiteli.

Proslulá kvalitou svého zařízení je francouzská společnost Airwell. Neméně populární jsou jednotky Carrier, dodávané na trh klimatizační techniky americkou korporací Carrier. Svou zastoupení u nás má společnost Daikin z Japonska, jejíž klimatizační zařízení je také velmi žádané.

Závěry a užitečné video k tématu

Součásti kompresorově-kondenzačního agregátu:

Rozumný výběr kompresorově-kondenzační jednotky:

Aby byla zajištěna vynikající ventilace kanceláře, domu nebo jiné místnosti, kompresorově-kondenzační jednotka bude nejlepším řešením. Samotná jednotka má malou hmotnost a rozměry, ale to nijak nesnižuje její funkční možnosti. Je důležité neporušovat pravidla provozu a dodržovat návod, pak jednotka vydrží dlouhá léta.

Pokud máte dotazy k tématu článku, můžete je položit v bloku s komentáři a my se pokusíme poskytnout co nejsrozumitelnější odpověď. Tam také můžete zanechat komentář k tomuto článku nebo se podělit o radu ohledně výběru KKB.