Как запроектировать новую мультизональную VRF-систему кондиционирования FUJITSU GENERAL серии J для коттеджа?

С 2004 г. японский концерн FUJITSU GENERAL Ltd. производит новые мультизональные VRF-системы серии J, которые обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с аналогами конкурентов: ❏ высокий холодильный коэффициент (СОР), обусловленный тем, что в серии J в качестве хладагента применяется фреон R410А с улучшенными физико-химическими и термодинамическими характеристиками. КПД и надежность системы повысились благодаря инверторному управлению компрессором и вентилятором наружного блока. Коэффициент энергоэффективности для системы мощностью 6 л/с (16,8 кВт) составляет 3,2 в режиме охлаждения и 3,6 в режиме обогрева; ❏ экологическая безопасность— фреон R410А, в отличие от фреона R22, не разрушает озоновый слой атмосферы. Отличительная особенность данной серии VRF-систем кондиционирования — способ регулирования производительности внутренних блоков. Серия J содержит дополнительный блок, который изменяет расход хладагента с помощью встроенного двухходового клапана. Благодаря этому решению в конструкции внутренних блоков нет регулировочного клапана, что делает систему небольшой по габаритам и привлекательной по дизайну. Система серии J по своим функциональным возможностям и конструктивным характеристикам идеально подходит для квартир, небольших офисов и коттеджей. При этом общая длина фреоновых трубопроводов может достигать 115 м, длина фреоновых магистралей — до 70 м, а максимальный перепад высоты между наружным и внутренним блоками — 30 м. Наружный блок, созданный на основе инверторных технологий, способен развивать мощность в режиме охлаждения до 16,8 кВт, поэтому возможно кондиционирование с помощью одной системы до восьми помещений площадью до 250 м². Расширен рабочий температурный диапазон системы, предусмотренный заводом изготовителем,— от –15 до + 43°С. Основное достоинство конструкции серии J — надежность работы системы кондиционирования. Благодаря специальной системе регенерации масла всегда поддерживается оптимальный режим работы и функциональность компрессора. Модельный ряд этой серии представлен 26 моделями и предусматривает 13 вариантов мощностей (от 2,15 до 14,1 кВт) внутренних блоков и выбор из восьми типов, что дает возможность кондиционирования небольших помещений. В VRF-системах целенаправленно заложена возможность превышения суммарной мощности внутренних блоков над мощностью наружного блока. В серии J предусмотрен коэффициент загрузки наружного блока 1,5 (150%). На сегодняшний день это самый высокий показатель, гарантируемый заводамиизготовителями. Комплексный подход к обеспечению комфортного состояния микроклимата обслуживаемых помещений осуществлен в удобной и многофункциональной системе управления. Каждый внутренний блок может управляться тремя типами индивидуальных пультов: инфракрасным пультом дистанционного управления, проводным пультом дистанционного управления и упрощенным пультом дистанционного управления. Особенность проводного пульта дистанционного управления— наличие встроенного программируемого таймера. Возможность использования разных пультов управления благоприятна для использования системы в помещениях зданий различного назначения: офисах, гостиницах, жилых домах и квартирах. Для профессионального мониторинга и регулировки параметров всей системы предназначен центральный пульт управления. В отличие от аналогичных систем возможности центрального управления системой расширены. Кроме функции включения и выключения внутренних блоков стало возможным управление рабочим, температурным режимами и недельным таймером. При проектировании мультизональной VRF-системы серии J могут возникать различные вопросы, связанные с расчетом теплоизбытков помещений, подбором оборудования, диаметров трубопроводов хладагента и дренажной системы, трассировкой, расчетом наружных и внутренних блоков, их компоновкой и т.д. В качестве примера разрешения подобных вопросов рассмотрим конкретный случай проектирования мультизональной VRF-системы серии J (рис. 1). Исходные данные: Москва, двухэтажный коттедж (abh_этажа = 16 600•12 000•3000 мм), расчетная температура внутреннего воздуха— t_р = 22°С, температура приточного воздуха— t_пр = 30°С, температура уходящего воздуха— t_ух = 24°С, относительная влажность приточного и уходящего воздуха — φ_пр, φ_ух = 50%. Данные для расчета теплопоступлений в помещения: ❏ Кухня: количество людей — 2 чел., холодильник — 1 шт., электрочайник — 1 шт., телевизор — 1 шт.,жалюзи на окнах. ❏ Спальня: количество людей — 2 чел., телевизор — 1шт.,жалюзи на окнах. ❏ Гостиная: количество людей — 4 чел., телевизор — 1шт.,жалюзи на окнах. ❏ Кабинет: количество людей — 1 чел., количество компьютеров— 1 шт., количество лазерных принтеров— 1 шт., телевизор — 1шт.,жалюзи на окнах. 1.Определяем теплоизбытки кондиционируемых помещений Расчетная формула: Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄, кВт, (1) где: Q₁— теплопоступления от солнечной радиации или от искусственного освещения; Q₂— теплопоступления от находящихся в помещении людей; Q₃— теплопоступления от офисного оборудования и бытовой техники; Q₄— теплопоступления от вентиляционного воздуха. Для практических расчетов теплоизбытков справедлива методика: ❏ Q₁для Москвы при вертикальном остеклении (без жалюзи) можно принять равным: для помещения с ориентацией на юго-восток/юго-запад/запад или восток — 270 Вт/м²; на юг — 250 Вт/м²; на северо-восток/ северо-запад — 130 Вт/м²; на север— 110 Вт/м²; ❏ Q₂для коттеджа будет на уровне 100–115 Вт; ❏ для расчета Q₃можно пользоваться следующими укрупненными данными: компьютер— 300 Вт; лазерный принтер— 200–600 Вт; копировальный аппарат — 200–600 Вт; холодильник — 150 Вт; электрочайник — 300–600 Вт; телевизор — 50 Вт. Расчет Q₄производится на основе исходных данных: Q₄= 0,278KV ρ_в(I_н – I_ух),Вт, (2) где: К — кратность воздухообмена помещения, об/ч. (для жилых — 1–1,5; для офисов — 1,5–2,5; для ресторанов — 3–6); V — строительный объем помещения, м³; ρ_в — плотность воздуха, кг/м³; I_н, I_ух — энтальпии наружного и уходящего воздуха, кДж/кг. Используя i–d-диаграмму влажного воздуха, получим: I_н = 64,4 кДж/кг; I_ух = 49,2 кДж/кг; ρ_в = 1,16 кг/м³, тогда Q₄ = 0,278KV1,16•(64,4 – 49,2)≈ 5KV,Вт. Применительно к данному объекту,опираясь на приведенную методику,имеем: Кухня: ❏ Q₁ = Q_{инс.(с/з)}F_ок = 110•3,6 = 396 Вт; ❏ Q₂= Q_челⁿ = 110_2 = 220 Вт; ❏ Q₃= Q_эл.ч. + Q_холл + Q_ТВ = 150 + 500 + + 50 = 700 Вт; ❏ Q₄= 5KV = 5•1,5•63,6 = 477 Вт; ❏ ΣQ = 396 + 220 + 700 + 477 = 1793 Вт. Спальня: ❏ Q₁= Q_{инс (с/в)} F_ок = 110 4,2 = 462 Вт; ❏ Q₂= Q_челⁿ= 110•2 = 220 Вт; ❏ Q₃= Q_ТВ = 50 Вт; ❏ Q₄= 5KV = 5•1,5•91 = 682 Вт; ❏ ΣQ = 462 + 220 + 50 + 682 = 1414 Вт. Гостиная: ❏ Q₁= Q_инс.(ю) F_ок = 210 •4,2 = 882 Вт; ❏ Q₂= Q_челⁿ= 110 •4 = 440 Вт; ❏ Q₃= Q_тв = 50 = 50Вт; ❏ Q₄= 5KV = 5•1,5 •132 = 990 Вт; ❏ ∑Q = 882 + 440 + 50 + 990 = 2362 Вт. Кабинет: ❏ Q1= Q_{инс (ю/з)} F_ок = 230•6,0 = 462 Вт; ❏ Q2 = Q_челⁿ= 110 •1 = 110 Вт; ❏ Q3 =Q_комп +Q_принт +Q_тв = 300 + 400 + + 50 = 750 Вт; ❏ Q4 = 5KV = 51,5•90 = 675 Вт; ❏ ΣQ = 462 + 110 + 750 + 675 = 1997 Вт. 2. Компоновка оборудования После выбора типов внутренних блоков осуществляется трассировка фреонопроводов и компоновка оборудования. Наружный блок целесообразно установить на внешней стене здания на кронштейнах (отм. 2900). Внутренние блоки предусматриваются следующих типов: два блока кассетного типа размещаются в спальне и кабинете под потолком, два блока канального типа — на кухне и в гостиной в пространстве подвесного потолка (рис. 2).