По кондиционированию воздуха

Содержание

Реферат

Введение

1. Типы кондиционеров

1. Настенные сплит-системы

2. Мультисплит-система
3. Кассетные кондиционеры
4. Напольно-потолочные кондиционеры

2. Ремонт кондиционера

  2.1.Назначение  устройства, свойства  и технические  показатели прибора

  2.2.Функция  устранения запахов  при включении

     3.Мощность (мощность охлаждения)

   3.1.Мощность, потребляемая кондиционером

     4.Гидравлический  расчет трубопроводов  в системах кондиционера

     5.Режимы  течения жидкости

   5.1.Потери  давления в трубопроводе  на местные сопротивления

   5.2.расчет  общих потерь  
 
 

       Введение

       В современном обществе всё более  и более приобретает популярность бытовая техника, облегчающая выполнение домашних работ и повышающая комфортность жизни. К числу таких бытовых  приборов относятся: холодильники, стиральные машины, кухонные комбайны, и особую роль занимают приборы для создания микроклимата - ионизаторы, ароматизаторы и кондиционеры.

       Как известно вся техника со временем изнашивается и выходит из строя. Как правило, износ происходит не всего аппарата сразу, а отдельных  его частей, поэтому сразу менять бытовой аппарат на новый будет  менее целесообразным, чем ремонт или замена износившихся деталей.

       Для ремонта бытовой техники существуют специально созданные предприятия  по ремонту. На каждом предприятии существует своя организация и технология ремонта.

1.ТИПЫ КОНДИЦИОНЕРОВ

1.1.НАСТЕННЫЕ СПЛИТ-СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

Самые распространенные кондиционеры сплит-систем в России сегодня – настенные  кондиционеры. Использование настенного кондиционера является наиболее простым  и эффективным способом создания комфортного микроклимата в помещении. Такой кондиционер идеально подойдет для гостиной, кабинета, спальни  или детской. Настенные кондиционеры не занимают много места и достаточно быстро монтируются.

Состоят из двух блоков: внешний блок сплит-кондиционера монтируется снаружи здания, внутренний – в помещении. Дизайн внутренних блоков кондиционеров отвечает порой  самым изощренным вкусам потребителей за счет гладкой поверхности передней панели, большого разнообразия цветовой гаммы и наличия ЖК или светодиодного  индикатора режимов работы кондиционера.

1.2.МУЛЬТИСПЛИТ-СИСТЕМА

Мультисплит-система  предназначена для комфортного  кондиционирования жилых и офисных  помещений. Выбор комплектации системы  кондиционирования во многом зависит от особенностей конкретной планировки помещений и личных пристрастий клиента. Практически для любого помещения можно подобрать несколько принципиально разных технических решений, отличающихся как по цене, так и по энергопотреблению, конструктивным особенностям и т.п. Для выбора оптимального решения необходимо обязательно проконсультироваться у специалистов.

Особенности данной системы:

• наружный блок содержит один компрессор, все  внутренние блоки включены в единую циркуляционную систему;

• система  управления позволяет работать в  широком диапазоне тепловых нагрузок;

• к  наружному блоку можно подключать от 2-х до 5-ти внутренних блоков, имеющих  различную холодопроизводительность, что 

увеличивает количество вариантов системы и  расширяет поиск возможных решений;

• все  типы блоков могут управляться как  с индивидуальных пультов, так и  с единого центрального пульта. 
 

1.3.КАССЕТНЫЕ КОНДИЦИОНЕРЫ

Кассетный кондиционер широко используют в  помещениях площадью до 150 кв. м с  высотой потолка до 4,2 м в таких  общественных зданиях как гостиницы, рестораны, магазины, конференц-залы, библиотеки при наличии подвесного или натяжного  потолка. Блок создает комфортную циркуляцию воздуха, практически не занимая места в интерьере. Существуют многопоточные и однопоточные блоки. Число потоков у первых может быть 4, 3 или 2. Четырехпоточные блоки стандартной формы устанавливают в плоскости части натяжного или подшивного потолка, а блоки размером 600х600мм – вместо снимаемого модуля подвесного потолка. При монтаже в угловой части потолка или у одной из стен число потоков сокращают до 3 и даже

1.4. НАПОЛЬНО-ПОТОЛОЧНЫЕ КОНДИЦИОНЕРЫ

Напольные и потолочные кондиционеры применяются  как правило в тех случаях, когда использование настенных  сплит-систем исключается по причине  недостаточной мощности последних  или невозможности размещения внутреннего  блока на стенах, а канальный кондиционер  нельзя установить из-за отсутствия подвесного потолка. Типичным примером может служить  магазин с большой площадью остекления. Единственным решением в данном случае будет применение напольных или  потолочных кондиционеров. Использование  напольных кондиционеров к тому же упростит и ускорит процесс  монтажа всей системы.

И потолочные и напольные кондиционеры представляют собой одни и те же устройства, размещаемые  либо на полу, у стены, либо под потолком и, как правило, обобщенно называемые напольно-потолочными кондиционерами. 

2.Ремонт кондиционера.

       В данном проекте по теме: Организация  ремонта бытовой сплит-системы Panasonic SLH12PN с разработкой технологии ремонта  мотор-компрессора, будут рассмотрены  следующие основные вопросы:

- устройство  и принцип работы кондиционера;

- работа  принципиальной электрической схемы; 

- проверочный  расчёт обмотки статора; 

- расчёт  холодопроизводительности данного  кондиционера;

- возможные  неисправности и способы их  устранения;

- оборудование  для ремонта кондиционеров и  т.д. 

2.1. Назначение устройства, свойства и технические показатели прибора.

       Бытовой кондиционер типа сплит – система Panasonic SLH12PN предназначен для создания и поддержания необходимого микроклимата в помещении, где он установлен. В  возможности кондиционера входят: охлаждение воздуха, нагрев, увлажнение, ароматизация и ионизация.

Свойства  кондиционера Panasonic SLH12PN

Обогащение  воздуха кислородом

       Если  содержание кислорода в воздухе  снижается, то пребывание в помещении  перестает быть комфортным и приятным. Чтобы этого не происходило, Panasonic разработал генератор кислорода O2 Shower. Он применяется в настенных кондиционерах  класса Hi-End серии Super Deluxe - новых моделях 2004 года.

       Используя уникальную мембранную систему обогащения воздуха кислородом, новые модели кондиционеров Panasonic забирают воздух с  улицы, увеличивают содержание кислорода  до уровня не менее 21% и подают его  в помещение. Это создает ощущение свежести и комфорта.

Чистый  воздух

       Фильтр SUPER alleru-buster, применяемый в кондиционерах Panasonic, сочетает сразу три эффекта  — антиаллергенный, антивирусный и  антибактериальный. Воздух в Вашем доме остается чистым и здоровым. Обезвреживаются 99% задержанных фильтром аллергенов, вирусов и бактерий.

Ионный  освежитель воздуха:

       Хорошо  известно, люди чувствуют особый прилив сил и бодрости около водопадов, фонтанов и в лесах, где больше всего отрицательно заряженных ионов. Такое же освежающее действие оказывает  кондиционер Panasonic с ионным освежителем  — достаточно лишь нажать соответствующую  кнопку.

2.2.Функция устранения запахов при включении

       Кондиционеры Panasonic не выделяют неприятных запахов  в момент включения. Это происходит благодаря тому, что вентилятор некоторое  время остается выключенным, пока источник неприятного запаха внутри кондиционера нейтрализуется. Кондиционер должен быть установлен в режим охлаждения или осушения, а скорость вентилятора - в автоматический режим.

       Все модели сплит-систем Panasonic отличает высокий  КПД, низкий уровень шума и большое  количество специальных функций, обеспечивающих Вам максимальный комфорт.

3.Мощность (мощность охлаждения)

       Мощность  охлаждения является основной характеристикой  любого кондиционера. От этой величины зависит площадь, на которую он рассчитан. Для ориентировочных расчетов берется 1 кВт охлаждающей мощности на каждые 10 квадратных метров при высоте потолков 2,8 — 3,0 м. То есть, для расчета мощности кондиционера достаточно площадь комнаты  разделить на десять: для 20 кв. м требуется 2,0 кВт, для 45 кв. м — 4,5 кВт и т. д. По этой упрощенной методике определяется требуемая мощность для компенсации теплопритоков от стен, пола, потолка и окон. Если в помещении большая площадь остекления или окна выходят на южную сторону, то теплопритоки будут больше и мощность кондиционера необходимо увеличить на 15 — 20. Можно рассчитывать теплопритоки по общепринятой методике:

Q = S * h * q, где 

Q —  теплопритоки (Вт);

S —  площадь помещения (кв. м);

h —  высота помещения (м);

q —  коэффициент, равный 30 — 40 Вт/кб. м. (для южной стороны — 40, для северной — 30, среднее значение — 35 Вт/кб. м).

       Заметим, что эти расчеты применимы  только для капитальных зданий, поскольку  кондиционировать железный ларек или  магазин с прозрачной крышей практически  невозможно — в солнечный день теплопритоки от стен и потолка будут  слишком большими.

       В расчетах мы еще не учтено тепло, выделяемое людьми и электроприборами. Считается, что в спокойном состоянии  человек выделяет 0,1 кВт тепла; компьютер  или копировальный аппарат — 0,3 кВт; для остальных приборов можно  считать, что они выделяют в виде тепла 1/3 паспортной мощности. Просуммировав  все тепловыделения и теплопритоки, получим требуемую мощность охлаждения.

       Для примера сделаем расчет кондиционера для типовой жилой комнаты  площадью 26,0 кв. м (высота потолков 3,0 м) в которой находятся два человека и компьютер. Для компенсации  теплопритоков от стен, окон, пола и  потолка необходимо:

26,0 кв. м * 3,0 м * 35 Вт/кб. м = 2,73 кВт. 

Для компенсации  тепла, выделяемого людьми и компьютером  необходимо:

0,1 кВт  * 2 = 0,2 кВт (от людей) и 0,3 кВт  (от компьютера)

Итого, суммируем все тепловыделения и  теплопритоки:

2,73 кВт  + 0,2 кВт + 0,3 кВт = 3,23 кВт. 

Хотя  этот расчет и ориентировочный, для  бытовых помещений его погрешность  невелика.

       Точный  выбор мощности кондиционера очень  важен. Недостаточная мощность может  проявиться только в жаркую погоду, а если кондиционер установлен в  конце лета, это может проявится  через год. Избыточная мощность тоже ни к чему хорошему не приводит. Во-первых, мощный кондиционер создает сильный поток холодного воздуха — если находиться в непосредственной близости от кондиционера, то можете простудиться. Во-вторых, кондиционер будет чаще включаться и выключаться, что приведет к повышенному износу компрессора.

3.1.Мощность, потребляемая кондиционером.

       Потребляемую  мощность это разные показатели с  мощностью охлаждения. На самом деле, потребляемая кондиционером мощность примерно в три раза меньше мощности охлаждения, то есть кондиционер мощностью 2,5 кВт потребляет всего около 800 Вт — меньше утюга или электрочайника. Поэтому бытовые кондиционеры, в  том числе Panasonic SLH12PN, как правило, можно включать в обычную розетку, не опасаясь перегрузки сети. Никакого парадокса здесь нет, поскольку  энергия тратится не на охлаждение воздуха, а на перенос холода с  улицы в помещение.

       Отношение мощности охлаждения к потребляемой мощности является основным показателем  энергоэффективности кондиционера, в технических каталогах это  отношение обозначается как ERR. Другой коэффициент — COP равен отношению  мощности обогрева к потребляемой мощности. Коэффициент ERR бытовых сплит-систем обычно находится в диапазоне  от 2.5 до 3.5, а COP — от 2.8 до 4.0. Можно  заметить, что значение

       COP выше, чем ERR. Это связано с тем,  что в процессе работы компрессор  нагревается и передает фреону  дополнительно тепло. Именно поэтому  кондиционеры всегда выделяют  больше тепла, чем холода. Для  обозначения энергоэффективности  бытовой техники существует семь  категорий, обозначаемых буквами  от A (лучшей) до G (худшей). Кондиционеры  категории A имеют COP > 3.6 и ERR > 3.2, а категории G — COP < 2.4 и  ERR < 2.2.

       Следует заметить, что потребляемая мощность и мощность охлаждения обычно измеряются в соответствии со стандартом ISO 5151 (температура внутри помещения 27 °С, снаружи 35 °С). При изменении этих условий мощность и КПД кондиционера будут меньше (например, при температуре  наружного воздуха, равной минус 20 °С мощность кондиционера составит всего 30% от номинала).

       Для подбора необходимых кондиционеров  надо рассчитать теплоизбытки помещений, в которые входит выделяемое тепло  от солнечной радиации, освещения, людей, оргтехники и т.д.

Определяем  по каждому помещению. Теплоизбытки помещения Q1, в зависимости от объёма, рассчитываются по формуле:

Q₁=V*q;

V=S*h, где  S - площадь помещения (м²), h - высота (м),

q = 30 Вт (если нет солнца в помещении); 35 Вт (среднее значение); 40 Вт (если  большое остекление с солнечной  стороны).

Подсчитываем  избыточное тепло от находящейся  в помещении оргтехники - Q₂, - в среднем берётся 300 Вт на 1 компьютер, или примерно 30% от потребляемой мощности оборудования.

Избыточное  тепло от людей, находящихся в  помещении - Q3:

1 человек  - 100 Вт (для офисных помещений) 

100-300 Вт (для ресторанов, помещений, где  люди занимаются физическим трудом)

Q _{общ. изб.}= Q1 + Q2 + Q3

Подбираем один или несколько кондиционеров, дающих в сумме такую же или  несколько большую холодопроизводительность.

Пример:

Исходные  данные:

офисное помещение - 54 м²,

высота  помещения - 3 м;

количество  людей - 9 человек;

3 - компьютера:

Q1=54х3х35=5670 Вт;

Q2=3х300=900 Вт;

Q3=9х100=900 Вт;

Qобщ._изб=7470 Вт 

4.Гидравлический расчет трубопроводов в системах кондиционирования

Использование трубопроводов в системах кондиционирования  и вентиляции

В системах кондиционирования теплоноситель  перемещается по трубопроводам. Необходимый  диаметр труб зависит от расхода  теплоносителя.

При движении теплоносителя по трубопроводу происходят потери давления из-за гидравлических сопротивлений: трения и местных  сопротивлений. Поэтому для расчета  трубопровода используют формулы гидравлики. Принципы гидравлического расчета  не зависят от вида теплоносителя, которым  может быть вода, пар, хладагенты и  т.д.

Наиболее  распространенный метод расчета  трубопроводов - метод удельных потерь давления. Этот метод состоит в  раздельном подсчете потерь давления на трение и на местные сопротивления  в каждом участке системы труб.

        Потери давления в трубопроводе на трение

Потери  давления на преодоление сил трения зависят от плотности и скорости течения теплоносителя, а также  параметров трубопровода. Потери на трение Pтр измеряются в кг на кв.м. и рассчитываются по формуле:

Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,

где x - безразмерный коэффициент трения, l - длина трубы в метрах, d - диаметр  трубы в метрах, v - скорость течения  перемещаемой среды в м/с, y - плотность  теплоносителя в кг/куб.м., g - ускорение  свободного падения (9,8 м/с2).

       Коэффициент трения x определяется материалом и  шероховатостью стенок трубы, а также  режимом движения жидкости. Различают  два режима течения: ламинарное и турбулентное. Чтобы не рассчитывать каждый раз потери на трение в трубе, составлены таблицы гидравлических потерь в зависимости от диаметра труб и расхода жидкости. Они содержатся в справочниках проектировщика систем кондиционирования. Ниже приведена таблица гидравлического расчета для обыкновенных стальных водогазопроводных труб (ГОСТ 3262-62), по которым движется вода.

5.Режимы течения жидкости.

       Ламинарное  течение. Потоки жидкости перемещаются в направлении течения, без образования вихрей. Гидравлическое сопротивление трубопровода зависит только от скорости движения теплоносителя. При скоростях теплоносителя, не превышающих 1-2 м/с, можно для расчетов считать течение ламинарным.

       Турбулентное  течение. При повышении скорости течения теплоносителя возникает турбулентность течения. Кроме перемещения в направлении потока, струи жидкости завихряются. При этом гидравлическая шероховатость труб повышается, то есть сильно увеличивается сопротивление трения. Поэтому при перемещении теплоносителя по трубопроводу нужно избегать турбулентностей. 
 

       5.1.Потери давления в трубопроводе на местные сопротивления.

При изменении  направления и скорости движения теплоносителя в трубопроводе системы  кондиционирования возникают дополнительные сопротивления. Они называются местными и происходят в клапанах, отводах  и т.п.

Потери  давления на местные сопротивления  на участке трубопровода рассчитываются по формуле:

Р_мест = W* (v*v*y)/2g,

где v - скорость течения перемещаемой среды  в м/с, y - плотность теплоносителя  в кг/куб.м., g - ускорение свободного падения (9,8 м/с²), W - суммарный коэффициент местных сопротивлений на данном участке. Он определяется опытным путем либо содержится в справочниках.

Потери  давления на местные сопротивления Z ищут отдельно для каждого участка  сети трубопровода.

Сначала определяют суммарный коэффициент W для участка.

Затем умножают на динамический напор теплоносителя (v*v*y)/2g.

Замечание: при расчете водяных систем можно  воспользоваться упрощенной формулой: Р_мест = 50W*v*v.

       5.2.Расчет общих потерь давления

Общие потери давления складываются из действия трения и местных сопротивлений:

 Р  = Ртр + Рмест.

Определяем  потери давления на самом нагруженном  участке. Обычно это самый удаленный  от источника тепло - холодоснабжения  участок трубопровода.

Затем приравниваем потери давления в последующих  ответвлениях к потерям на самом  нагруженном участке. Допустимо  расхождение до 10-15%.

Складывая потери давления частей трубопровода, получим общие потери давления в  трубопроводе системы кондиционирования.

6.Тип фреона

       Фреон — это, хладагент, которое переносит тепло из внутреннего блока сплит-системы в наружный. Фреоны (другое их название — хлорфторуглероды) представляет собой смесь метана и этана, в которых атомы водорода замещаются атомами фтора и хлора. Все хладагенты, используемые в бытовых приборах, являются негорючими и безвредными для людей веществами. Существует несколько типов фреона, отличающиеся химическими формулами и физическими свойствами. В кондиционерах и холодильниках чаще всего используются фреоны R-12, R-22, R-134a, R-407C , R-410A и некоторые другие. В сплит-системе Panasonic SLH12PN используется именно фреон марки R-22.

       Лет пять назад практически все бытовые  кондиционеры, поставлявшиеся, работали на фреоне R-22, который отличался  низкой ценой и был прост в  использовании. Однако в 2000 — 2003 годах  в большинстве европейских стран  вступило в силу законодательство, ограничивающее применение фреона R-22. Вызвано это было тем, что многие фреоны, в том числе и R-22 разрушают  озоновый слой. Для измерения «вредности»  фреонов была введена шкала, в  которой за единицу был принят озоноразрушающий потенциал фреона R-13, на котором работает большинство  старых холодильников. Потенциал фреона R-22 равен 0.05, а новых озонобезопасных  фреонов R-407C и R-410A — нулю. Поэтому  к настоящему времени большинство  производителей, ориентированных на европейский рынок были вынуждены  перейти на выпуск кондиционеров, использующих озонобезопасные фреоны 407C и R-410A.

Новые фреоны по своим свойствам отличаются от привычного R-22:

• Новые  фреоны имеют более высокое давление конденсации — до 26 атмосфер против 16 атмосфер у фреона R-22, то есть все  элементы холодильного контура кондиционера должны быть более прочными, а значит и более дорогими.

• Озонобезопасные  фреоны являются не однородными, то есть они состоят из смеси нескольких простых фреонов. Например, R-407C состоит  из трех компонентов — R-32, R-134a и R-125. Это приводит к тому, что даже при незначительной утечке из фреона сначала испаряются более легкие компоненты, изменяя его состав и  физические свойства. После этого  приходится сливать весь ставший  некондиционным фреон и заново заправлять кондиционер. В этом отношении фреон R-410A является более предпочтительным, поскольку он является условно изотропным, то есть все его компоненты испаряются примерно с одинаковой скоростью  и при незначительной утечке кондиционер  можно просто дозаправить.

• Компрессорное  масло, которое циркулирует в  холодильном контуре вместе с  фреоном, должно быть не минеральным, как  в случае с фреоном R-22, а полиэфирным. Такое масло обладает одним существенным недостатком — высокой гигроскопичностью, то есть оно быстро впитывает влагу  из атмосферного воздуха. А вода, попавшая в холодильный контур приводит к  коррозии его элементов и изменению  свойств фреона, поэтому работать с таким маслом сложнее.  

7.Шум кондиционера

       Уровень шума измеряется в Децибелах (дБ) —  относительной единице, показывающей во сколько раз один звук громче другого. За 0 дБ принят порог слышимости (заметим, что звуки с уровнем  менее 25 дБ фактически не слышны). Уровень  шепота — 25 — 30 дБ, шум в офисном  помещении, как и громкость обычного разговора, соответствует 35 — 45 дБ, а  шум оживленной улицы или громкого разговора — 50 — 70 дБ.

Для большинства  бытовых кондиционеров уровень  шума внутреннего блока лежит  в диапазоне 26 — 36 дБ, наружного блока  — 38 — 54 дБ.

8. Принцип работы и правила эксплуатации сплит-системы

       В основе работы любого кондиционера лежит  свойство жидкостей поглощать тепло  при испарении и выделять —  при конденсации.

Основными узлами любого кондиционера являются:

• Компрессор — сжимает фреон и поддерживает его движение по холодильному контуру.

• Конденсатор  — радиатор, расположенный во внешнем  блоке. Название отражает процесс, происходящий при работе кондиционера — переход  фреона из газообразной фазы в жидкую (конденсация).

• Испаритель — радиатор, расположенный во внутреннем блоке. В испарителе фреон переходит  из жидкой фазы в газообразную (испарение).

• ТРВ (терморегулирующий вентиль) — понижает давление фреона перед испарителем.

• Вентиляторы  — создают поток воздуха, обдувающего  испаритель и конденсатор. Используются для более интенсивного теплообмена  с окружающим воздухом.

Компрессор, конденсатор, ТРВ и испаритель соединены  медными трубами и образуют холодильный  контур, внутри которого циркулирует  смесь фреона и небольшого количества компрессорного масла.

       В процессе работы кондиционера происходит следующее. На вход компрессора из испарителя поступает газообразный фреон под  низким давлением в 3 - 5 атмосфер и  температурой 10 - 20°С. Компрессор сжимает  фреон до давления 15 - 25 атмосфер, в результате чего фреон нагревается до 70 - 90°С, после чего поступает в конденсатор.