Klimatas

Kas yra pasyvūs oro kondicionieriai, kaip jie veikia

Prasidėjus karštai vasarai, neišvengiamai iškyla oro kondicionavimo problema. Nors ne visuose regionuose, karštas pasenęs oras daugelyje regionų vis dar yra labai tikra problema, dėl kurios gali kilti problemų namuose ar biure. Norėdami tai išspręsti, galite nusipirkti įprastą oro kondicionierių, kuris taip pat vadinamas padalijimo sistema. Tačiau jie patys yra gana brangūs, be to, jie sunaudoja daug elektros energijos, o tai daro įtaką išlaidoms. Įprastų oro kondicionierių naudojimas ne visada yra patartinas ir pagrįstas, kartais daug pelningiau namuose įrengti pasyvaus aušinimo oro kondicionierių. Šiame straipsnyje atskleisime, kas yra pasyvūs oro kondicionieriai ir kaip jie veikia..

Iš ko susideda pasyvus oro kondicionierius

Oro kondicionavimas gali būti atliekamas įvairiais būdais. Ir mes esame įpratę, kad oro kondicionierius yra toks pailgas daiktas, kuris pakabinamas nuo lubų. Iš jo pučia šaltas oras, o už namo sienos yra dėžė su ventiliatoriumi, iš kurios varva kondensatas. Taigi pasyvūs oro kondicionieriai yra išdėstyti visiškai kitaip..

Paprasčiausias ir palyginti pigiausias pasyvaus oro kondicionieriaus įrengimo variantas susideda iš šių elementų:

Geoterminė grandinė (gręžinys žemėje).
Ventiliatoriaus ritės blokas.
Cirkuliacinis siurblys.
Aušinimo skystis grandinėje.

Tokia sistema gali sumažinti kambario temperatūrą 4–6 ° C, o jos galia yra nuo 1 iki 2 kW. 2 ar daugiau kW rodiklį paprastai nurodo sistemų gamintojai, tačiau iš tikrųjų daug kas priklauso nuo regiono, dirvožemio struktūros ir bendros regiono temperatūros – tiek oro, tiek dirvožemio. Bet jūs galite saugiai tikėtis 1 kW galios.

Jei tokios sistemos talpa yra nepakankama, į ją pridedamas šilumos siurblys. Toks įrenginys yra brangus ir ilgai atsiperka. Bet jei iš pradžių sukuriate šildymo ir oro kondicionavimo sistemą, pagrįstą šilumos siurbliu su geoterminiu kontūru, tada tai pasirodo gana pelninga. Naudoti šilumos siurblį tik orui aušinti vasarą nėra pelninga. Atkreipkite dėmesį, kad tai nėra pelninga ne dėl to, kad elektros ir kitos išlaidos yra didelės, bet dėl to, kad pradinė šilumos siurblio kaina yra labai didelė..

Taigi, atidžiau pažvelkime į pasyvaus oro kondicionieriaus elementus..

Geoterminė grandinė ir šulinys

Geoterminis kontūras yra vertikalus gręžinys žemėje. Kuo gilesnis šulinys, tuo daugiau šilumos energijos iš jo galima išgauti. Pavyzdžiui, 40 m gylio šulinys gali suteikti 2 kW galios, beveik kaip padalinta sistema.

Į šulinį nuleistas U formos plastikinių vamzdžių rezervuaras. Galima naudoti ir kitus vamzdžius, tačiau plastikas laikomas optimaliausiu. Jie yra pigūs, o našumas yra pakankamai geras, kad surinkėjas tarnautų 50 metų..

Vamzdis užpildytas skysčiu, kuris cirkuliuoja per sistemą. Jis taip pat vadinamas šaltnešiu. Įprasti šilumos siurbliai naudoja specialų antifrizo šaltnešį, tačiau pasyvūs oro kondicionieriai gali naudoti įprastą vandenį. Taigi yra mažesnės veiklos išlaidos ir atsitiktinių nuostolių atlyginimas.

Svarbu! Atkreipkite dėmesį, kad jei naudojamas šilumos siurblys, tada kaip šilumos nešiklis turi cirkuliuoti specialus skystis – šaltnešis.

Paprastai tai yra didelė gręžimo darbų kaina, sustabdanti priemiesčio būsto savininkus prieš įrengiant pasyvų oro kondicionierių. Bet dėl to, kad reikalavimai gręžiniui grunte yra daug mažiau griežti nei, pavyzdžiui, vandens gręžiniui. Todėl, norint gręžti net tokį gilų 40 m šulinį, galima naudoti mažus gręžimo įrenginius, tokius kaip BUR-50. Ypač jei dirvožemio gręžimo laipsnis yra 3–4 laipsniai, į kurį įeina molis, smėlis ir kalkakmenis.

40 m gylio gręžinio gręžimo kaina neviršija 500 USD. Plastikinių vamzdžių ir jungiamųjų elementų rinkinio kaina yra apie 100 USD.

Gręžinys grunte nėra vienintelis pasyvaus oro kondicionieriaus rezervuaras. Taip pat galite panardinti kolektorių į vandenį, kurio temperatūra yra pakankama, kad cirkuliuojantis šaltnešis atvėstų bent 3–5 ° C. Pavyzdžiui, galite nuleisti rezervuarą į šalto vandens šulinį arba į kalnų upę..

Ventiliatoriaus ritės agregatai

Ventiliatoriaus ritės yra kitas pasyviosios aušinimo sistemos elementas. Šie įrenginiai taip pat vadinami „pusiau kondicionieriais“.

Ventiliatoriaus ritės bloką sudaro šilumokaitis, ventiliatorius, filtras ir valdymo blokas.

Šaltnešis / šildymo terpė cirkuliuoja šilumokaičio viduje. Ventiliatorius pučia orą į šilumokaitį, kur jis atšaldomas, ir šalto oro srautą. Filtras valo orą. Ir valdymo blokas reikalingas norint reguliuoti oro temperatūrą patalpoje..

Jei smulkiai papasakosite, ventiliatorius tolygiai paskirsto orą per visą šilumokaičio plotą, kad jis tolygiai atvėstų arba įkaistų (jei šildymui naudojama ventiliatoriaus ritė).

Ventiliatoriaus variklis yra dviejų tipų:

tangentinis – naudojamas mažos galios ventiliatoriaus ritės įrenginiams mažose patalpose;
išcentrinis – naudojamas vidutinės ir didelės galios ventiliatorių ritiniuose. Paprastai jie įrengiami gamyklose ar kitose didelėse patalpose..

Taigi, ventiliatorius pučia orą ir tiekia jį per šilumokaitį. Pats šilumokaitis ir jam tinkami vamzdžiai dažniausiai yra variniai. Šaltnešis arba šilumos perdavimo agentas teka per šilumokaičio viduje esančius vamzdžius. Tai gali būti vanduo, šaltas arba karštas arba etilenglikolio tirpalas.

Ventiliatoriaus ritės gali valdyti kambario temperatūrą dviem būdais: reguliuodami tiekiamo oro kiekį arba vandens kiekį šilumokaityje. Vandens srautą galima reguliuoti naudojant specialų vožtuvą, kuris keičia vamzdžio skerspjūvio skersmenį. Taigi pasikeičia vandens srautas, patenkantis į šilumokaitį..

Svarbu! Galimybė reguliuoti gaunamo vandens tūrį yra esminis vandens sistemų ir freono skirtumas.

Oro srautą galima reguliuoti keičiant ventiliatoriaus greitį. Taigi jis pumpuos orą mažesniu ar didesniu tūriu..

Ventiliatoriaus ritės įrengiamos visose patalpose, kuriose reikalingas oro kondicionavimas: salėse, miegamuosiuose, koridoriuose, virtuvėse ir kitose patalpose. Ventiliatoriaus ritės kaina prasideda nuo 200 USD. Jie atrodo taip pat, kaip ir įprasti oro kondicionieriai, kurių galia yra 2 kW, su nuotolinio valdymo pultu ir aušinimo greičio reguliavimu..

Cirkuliacinis siurblys

Norint priversti skystį cirkuliuoti aplink sistemos grandinę, sistemoje reikalingas cirkuliacinis siurblys. Vanduo teka palei geoterminį kontūrą, ten atšaldomas ir patenka tiesiai į ventiliatoriaus ritės šilumokaitį.

Cirkuliacinis siurblys sunaudoja elektros energiją labai mažai, o paties siurblio kaina yra apie 100 USD. Visos pasyvios aušinimo sistemos įrengimas kainuos apie 100 USD. Iš viso pasyvus oro kondicionierius kainuos 600 USD, maždaug tiek pat, kiek įprasta padalijimo sistema.

Be pateiktų pasyvaus oro kondicionieriaus elementų, į sistemą gali būti įtrauktas šilumos siurblys. Jei pagrindinių elementų talpos nepakanka, šaltnešis papildomai aušinamas kompresoriuje ir tik tada patenka į ventiliatoriaus ritės šilumokaitį.

Kaip veikia pasyvus oro kondicionierius

Pažvelkime atidžiau į pasyvaus oro kondicionieriaus veikimo principą ir į tai, kaip patalpose veikia ventiliacija ir oro kondicionavimas..

Taigi, tarkime, kad sistemoje cirkuliuoja įprastas vanduo.

Praeidamas pro gruntinį šilumokaitį, kurį šiek tiek aukščiau pavadinome geoterminiu kontūru, vanduo atvėsta iki tam tikros temperatūros, kuri akivaizdžiai yra žemesnė už aplinkos temperatūrą žemės paviršiuje. Pavyzdžiui, už lango yra +30 ° С. Vanduo teka per kontūrą ir patenka į šilumokaitį ventiliatoriaus ritės bloke, kurio temperatūra +19,5 ° C.

Aušinant orą, einantį per ventiliatoriaus ritės šilumokaitį, vanduo įkaista ir palieka šilumokaitį +21,2 ° C temperatūroje. Atrodytų, kad skirtumas yra gana mažas. Bet pasigilinkime giliau.

Aušinimas per valandą bus 715 vatų. Ir elektros sąnaudos yra daug mažesnės: ventiliatoriaus ritės blokas sunaudoja tik 70 W, o cirkuliacinis siurblys – 120 W. Beje, siurblių gali būti keli, tada jų suvartojimą reikia apibendrinti.

Po to, kai vanduo šalina orą, jis grįžta į žemės kolektorių, kur vėl atvėsta, todėl ciklas kartojasi.

Svarbu! Kuo aukštesnė lauko temperatūra, tuo didesnis pasyvaus oro kondicionieriaus efektyvumas. Kai temperatūra yra žema, pvz., +20 ° C, pasyvaus aušinimo efektyvumas praktiškai lygus nuliui, nes vandens ir oro temperatūros skirtumas yra mažas.

Jei sistemoje cirkuliuoja ne vanduo, o etilenglikolio tirpalas, o į sistemą pridedamas šilumos siurblys su kompresoriumi, oro kondicionieriaus efektyvumas bus daug didesnis, tačiau išlaidos taip pat.

Pagrindinė pasyvių oro kondicionierių su dirvožemio surinkėju problema yra hidraulinis pasipriešinimas, dėl kurio būtina padidinti cirkuliacinių siurblių galią..

Paprasčiausias šios problemos sprendimas yra naudoti kuo mažiau klampų aušinimo skystį. Jei tai vanduo, tada distiliuotas, praskiestas minkštikliais, mažinančiais klampumą.

Be to, galite imtis ir kitų priemonių:

Sumažinkite vamzdžių posūkių nuolydį sistemoje. Norėdami tai padaryti, pasukami elementai turi būti pakeisti įstrižais stačiais kampais..
Taip pat turėtumėte sumažinti movų, kurios sumažina vamzdyno skerspjūvio skersmenį, skaičių. Sujungimus geriau naudoti nekeičiant skersmens.
Sumažinkite uždarymo vožtuvų – vožtuvų skaičių.
Galima naudoti ventiliatoriaus ritės įrenginius su didesniais šilumokaičio vamzdeliais..

Žemiau esančioje lentelėje parodytos problemiškiausios dujotiekio atkarpos. Atminkite, kad kuo mažesnis koeficientas, nurodytas paskutiniame stulpelyje, tuo mažesnis hidraulinis pasipriešinimas sistemoje..

1 lentelė. Dujotiekio elementų atsparumo koeficientas.

Pašalinus iš sistemos didžiausią pasipriešinimą turinčius elementus, galite žymiai padidinti pasyvaus oro kondicionieriaus su dirvožemio surinktuvu efektyvumą..

Kitas svarbus pasyvaus oro kondicionieriaus veikimo momentas yra vėdinimas. Kad ventiliatoriaus ritės blokai tinkamai veiktų, turi būti tiekiamas šviežias oras. Ir čia reikia pažymėti, kad ventiliatoriaus ritės įrenginiai gali būti naudojami su atviru langu, priešingai nei split tipo oro kondicionieriai..

Be oro srauto per langą, oro tiekimą galima realizuoti naudojant centrinį oro kondicionierių, kuris sumontuotas ant pastato stogo ar palėpės..

Kitos pasyvaus aušinimo galimybės

Pasyvus aušinimas ne visada realizuojamas naudojant ventiliatoriaus ritės blokus. Pavyzdžiui, patalpose, kuriose nepageidautinas pernelyg didelis oro masių judėjimas ar triukšmas iš ventiliatoriaus ritės ventiliatorių, galima naudoti vadinamąsias šaltas sienas, lubas ar šaltas grindis..

Šaltų grindų sistema yra praktiškai tokia pati kaip šiltų grindų sistema. Vamzdžiai eina po grindų danga, per kurią cirkuliuoja atšaldytas skystis. Taigi skystis atvėsina grindų paviršių..

Šaltos sienos ir lubos yra vienodai veiksmingos. Nuo atvėsusių lubų oras pagal fizikos įstatymus leidžiasi žemyn, sukurdamas optimalią kambario temperatūrą.

Grindis, lubas ir sienas galima šaltai vadinti tik sąlygiškai. Paprastai šių paviršių temperatūra niekada nėra žemesnė nei +15 – +16 ° C, todėl nesusidaro kondensatas.

Baigdamas norėčiau dar kartą priminti apie pasyvaus oro kondicionieriaus naudojimo pranašumus. Aušinimo įrenginio 2 kW galios suvartojimas neviršija 80–100 W. Įprastas 2 kW galios oro kondicionierius sunaudoja mažiausiai 800 vatų. Nauda akivaizdi, pasyvus oro kondicionierius sunaudoja 10 kartų mažiau ir atitinkamai atsiperka per kelis sezonus.