Mik a passzív klímaberendezések, hogyan működnek

A forró nyár kezdetével elkerülhetetlenül felmerül a légkondicionálás problémája. Bár nem minden régióban, a forró állott levegő még mindig nagyon komoly probléma nagyon sok régióban, ami otthoni vagy irodai gondokat okozhat. Ennek megoldásához vásárolhat hagyományos légkondicionálót, amelyet osztott rendszernek is neveznek. De önmagukban meglehetősen drágák, és sok áramot is fogyasztanak, ami befolyásolja a költségeket. A hagyományos légkondicionálók használata nem mindig célravezető és indokolt, néha sokkal jövedelmezőbb passzív hűtő klímaberendezést telepíteni a házba. Ebben a cikkben bemutatjuk, hogy melyek a passzív klímaberendezések és hogyan működnek..

Miből áll a passzív légkondicionáló

A légkondicionálás többféle módon is elvégezhető. És megszoktuk, hogy a klíma olyan hosszúkás dolog, amit a mennyezetre akasztanak. Hideg levegő fúj ki belőle, és a ház falán kívül van egy ventilátoros doboz, amelyből kondenzvíz csöpög. Tehát a passzív légkondicionálók teljesen más módon vannak elrendezve..

A passzív klímaberendezés legegyszerűbb és viszonylag legolcsóbb lehetősége a következő elemekből áll:

Geotermikus kör (fúrás a talajban).
Ventilátor tekercs egység.
Keringtető szivattyú.
Hűtőfolyadék az áramkörben.

Egy ilyen rendszer képes 4 – 6 ° C -kal csökkenteni a helyiség hőmérsékletét, és 1-2 kW kapacitással rendelkezik. A 2 vagy több kW -os mutatót általában a rendszergyártók jelzik, de valójában sok függ a régiótól, a talaj szerkezetétől és a régió általános hőmérsékletétől, mind a levegőtől, mind a talajtól. De nyugodtan számíthat 1 kW teljesítményre.

Ha egy ilyen rendszer kapacitása nem elegendő, hőszivattyút adnak hozzá. Egy ilyen egység drága, és hosszú ideig tart, amíg megtérül. De ha kezdetben geotermikus körrel rendelkező hőszivattyún alapuló fűtési és légkondicionáló rendszert hoz létre, akkor ez elég jövedelmezőnek bizonyul. Nyáron nem jövedelmező hőszivattyút csak léghűtésre használni. Felhívjuk figyelmét, hogy ez nem nyereséges, nem azért, mert magasak az áram- és egyéb költségek, hanem azért, mert a hőszivattyú kezdeti költsége nagyon magas..

Nézzük tehát részletesebben a passzív légkondicionáló elemeit..

Geotermikus kör és kút

A geotermikus kontúr függőleges fúrás a talajban. Minél mélyebb a kút, annál több hőenergia nyerhető ki belőle. Például egy 40 m mély kút 2 kW teljesítményt nyújthat, majdnem úgy, mint egy osztott rendszer.

Az U alakú műanyag csövek tartálya leereszkedik a kútba. Más csövek is használhatók, de a műanyagot tekintik a legoptimálisabbnak. Olcsók, és a teljesítményük elég jó ahhoz, hogy a gyűjtő 50 évig bírja..

A cső tele van folyadékkal, amely kering a rendszeren. Hűtőközegnek is nevezik. A hagyományos hőszivattyúk speciális fagyálló hűtőközeget használnak, de a passzív légkondicionálók normál vizet használhatnak. Így kevesebb a működési költség és a véletlen veszteségek megtérítése.

Fontos! Kérjük, vegye figyelembe, hogy hőszivattyú használatakor speciális folyadéknak kell keringnie hőhordozóként – hűtőközegként..

Általában a fúrás magas költsége állítja meg a külvárosi házak tulajdonosait, mielőtt passzív légkondicionálót telepítene. De annak a ténynek köszönhetően, hogy a talajban lévő kútra vonatkozó követelmények sokkal kevésbé szigorúak, mint például egy vízkút esetében. Ezért még egy ilyen mély, 40 m-es kút fúrásához is használhatók kis fúrótornyok, például BUR-50. Különösen akkor, ha a talaj 3-4 fokos fúrhatósági fokú, beleértve az agyagot, a homokot és a mészkövet.

A 40 m mély kút fúrásának költsége nem haladja meg az 500 dollárt. A műanyag csövek és összekötő elemek ára körülbelül 100 USD.

A talajban lévő fúrás nem az egyetlen lehetőség a passzív légkondicionáló számára. A kollektorokat vízbe is merítheti, amelynek hőmérséklete elegendő ahhoz, hogy a keringő hűtőközeg legalább 3-5 ° C -kal lehűljön. Például leeresztheti a víztározót hideg vizes kútba vagy hegyi folyóba..

Ventilátor tekercs egységek

A ventilátor tekercs egységek a passzív hűtőrendszer következő elemei. Ezeket az egységeket félig kondicionálónak is nevezik.

A ventilátor tekercs egysége hőcserélőből, ventilátorból, szűrőből és vezérlőegységből áll.

A hűtőközeg / fűtőközeg kering a hőcserélőben. A ventilátor levegőt fúj a hőcserélőbe, ahol lehűl, és visszafújja a hideg levegőt. A szűrő tisztítja a levegőt. A vezérlőegységre pedig szükség van a helyiség levegő hőmérsékletének szabályozásához..

Ha egy részletet részletez, a ventilátor egyenletesen elosztja a levegőt a hőcserélő teljes területén, így egyenletesen hűl vagy melegszik (ha a ventilátor tekercset használják fűtésre).

A ventilátor motor két típusból áll:

érintőleges – kis teljesítményű ventilátor tekercs egységekhez használják kis helyiségekben;
centrifugális – közepes és nagy teljesítményű ventilátor tekercs egységekben használják. Általában ezeket gyárakba vagy más nagy helyiségekbe telepítik..

Tehát a ventilátor levegőt fúj és a hőcserélőn keresztül táplálja. Maga a hőcserélő és a hozzá alkalmas csövek leggyakrabban rézből készülnek. Hűtőközeg vagy hőátadó szer áramlik a hőcserélő belsejében lévő csöveken. Ez lehet víz, hideg vagy meleg, vagy etilénglikol oldat.

A ventilátor tekercs egységek kétféle módon szabályozhatják a helyiség hőmérsékletét: vagy a szállított levegő mennyiségének vagy a hőcserélőben lévő víz mennyiségének beállításával. A vízáramot egy speciális szeleppel lehet beállítani, amely megváltoztatja a cső keresztmetszetét. Így a hőcserélőbe belépő víz áramlása megváltozik..

Fontos! A bejövő víz mennyiségének szabályozása az alapvető különbség a vízrendszerek és a freon között.

A levegő áramlását a ventilátor fordulatszámának változtatásával lehet szabályozni. Tehát kisebb vagy nagyobb térfogatban szivattyúzza a levegőt..

Ventilátor tekercs egységeket telepítenek minden olyan helyiségbe, ahol légkondicionálás szükséges: csarnokokban, hálószobákban, folyosókon, konyhákban és más helyiségekben. A ventilátor tekercsek ára 200 USD -tól kezdődik. Ugyanúgy néznek ki, mint a hagyományos, 2 kW teljesítményű légkondicionálók, távirányítóval és a hűtési sebesség szabályozásával..

Keringtető szivattyú

Keringtető szivattyúra van szükség a rendszerben ahhoz, hogy a folyadékot a rendszer áramköre körül keringtesse. A víz a geotermikus kör mentén áramlik, ott lehűl és közvetlenül a ventilátor tekercs hőcserélőjébe kerül.

A keringető szivattyú villamosenergia -fogyasztása nagyon alacsony, és maga a szivattyú költsége körülbelül 100 dollár. A teljes passzív hűtőrendszer telepítése körülbelül 100 dollárba kerül. Összességében egy passzív légkondicionáló 600 dollárba kerül, körülbelül ugyanannyi, mint egy hagyományos osztott rendszer.

A passzív légkondicionáló bemutatott elemei mellett hőszivattyú is beépíthető a rendszerbe. Ha az alapelemek kapacitása nem elegendő, a hűtőközeget ezenkívül lehűtik a kompresszorban, és csak ezután lépnek be a ventilátor tekercs hőcserélőjébe.

Hogyan működik a passzív légkondicionáló?

Nézzük meg közelebbről a passzív légkondicionáló működési elvét, valamint azt, hogy a szellőzés és a légkondicionálás hogyan működik a helyiségekben..

Tegyük fel tehát, hogy rendes víz kering a rendszerben.

A talajhőcserélőn áthaladva, amelyet kissé magasabb geotermikus körnek neveztünk, a víz lehűl egy bizonyos hőmérsékletre, ami nyilvánvalóan alacsonyabb, mint a földfelszín környezeti hőmérséklete. Például az ablakon kívül +30 ° С. A víz átáramlik az áramkörön, és a ventilátor tekercs egység hőcserélőjébe megy, +19,5 ° C hőmérsékleten.

A ventilátor tekercs hőcserélőjén áthaladó levegő hűtésével a víz felmelegszik, és a hőcserélőt +21,2 ° C hőmérsékleten hagyja el. Úgy tűnik, hogy a különbség meglehetősen kicsi. De ássunk mélyebbre.

A hűtés óránként 715 watt lesz. És az áramköltségek sokkal alacsonyabbak: a ventilátor tekercs egység csak 70 W -ot fogyaszt, a keringető szivattyú pedig 120 W -ot. Egyébként több szivattyú is lehet, akkor össze kell foglalni a fogyasztásukat.

Miután a víz lehűtötte a levegőt, visszatér a talajgyűjtőbe, ahol ismét lehűl, és így a ciklus megismétlődik.

Fontos! Minél magasabb a külső hőmérséklet, annál nagyobb a passzív légkondicionáló hatékonysága. Amikor a hőmérséklet alacsony, például +20 ° C, a passzív hűtés hatékonysága gyakorlatilag nulla, mivel a víz és a levegő közötti hőmérséklet -különbség kicsi.

Ha a rendszer nem vizet, hanem etilénglikol -oldatot keringet, és kompresszoros hőszivattyút adnak a rendszerhez, a légkondicionáló hatásfoka sokkal nagyobb lesz, de a költségek is.

A talajgyűjtővel rendelkező passzív klímaberendezések fő problémája a hidraulikus ellenállás, ami miatt növelni kell a keringető szivattyúk teljesítményét..

A probléma legegyszerűbb megoldása a lehető legkevésbé viszkózus hűtőfolyadék használata. Ha vízről van szó, akkor desztilláljuk, lágyítószerekkel hígítjuk, amelyek csökkentik a viszkozitást.

Ezenkívül számos más intézkedést is megtehet:

Csökkentse a rendszerben lévő csőhajlások meredekségét. Ehhez a forgó elemeket ferde, tompa szögekkel kell helyettesíteni..
Csökkentenie kell a csővezeték szakasz átmérőjét csökkentő tengelykapcsolók számát is. Jobb csatlakozókat használni az átmérő megváltoztatása nélkül.
Minimalizálja az elzárószelepek – szelepek számát.
Nagyobb hőcserélő csővel ellátott ventilátor tekercs egységek használhatók..

Az alábbi táblázat a csővezeték legproblémásabb szakaszait mutatja be. Kérjük, vegye figyelembe, hogy minél alacsonyabb az utolsó oszlopban feltüntetett együttható, annál alacsonyabb a rendszer hidraulikus ellenállása..

1. táblázat: A csővezeték elemeinek ellenállási együtthatója.

Ha kiküszöböli a rendszerből a legnagyobb ellenállású elemeket, jelentősen növelheti a talajgyűjtővel ellátott passzív légkondicionáló hatékonyságát..

A passzív légkondicionáló működésének következő fontos pontja a szellőzés. Ahhoz, hogy a ventilátor tekercs egységek megfelelően működjenek, friss levegőt kell biztosítani. És itt meg kell jegyezni, hogy a ventilátor tekercs egységei nyitott ablakkal használhatók, szemben a split típusú légkondicionálókkal..

Az ablakon átáramló levegő mellett lehetőség van a levegőellátás megvalósítására egy központi légkondicionáló segítségével, amelyet az épület tetejére vagy padlására szerelnek fel..

Egyéb passzív hűtési lehetőségek

A passzív hűtés nem mindig valósul meg ventilátor tekercs egységekkel. Például azokban a helyiségekben, ahol nem kívánatos a légtömegek túlzott mozgása vagy a ventilátor tekercs ventilátorokból származó zaj, úgynevezett hideg falak, mennyezetek vagy hideg padlók használhatók..

A hideg padló rendszer gyakorlatilag megegyezik a meleg padló rendszerrel. A csövek a padlóburkolat alatt futnak, amelyen keresztül a hűtött folyadék kering. Így a folyadék lehűti a padló felületét..

A hideg falak és mennyezetek egyaránt hatékonyak. A hűtött mennyezetről a levegő a fizika törvényei szerint lefelé süllyed, ami optimális hőmérsékletet teremt a helyiségben.

A padlót, a mennyezetet és a falakat csak feltételesen lehet hidegnek nevezni. Ezeknek a felületeknek a hőmérséklete általában nem alacsonyabb, mint +15 – +16 ° C, így nem képződik páralecsapódás.

Végezetül szeretném még egyszer emlékeztetni a passzív légkondicionáló használatának előnyeire. A hűtőegység 2 kW -os fogyasztása nem haladja meg a 80-100 W -ot. A hagyományos, 2 kW teljesítményű légkondicionáló legalább 800 wattot fogyaszt. Az előny nyilvánvaló, a passzív légkondicionáló tízszer kevesebbet fogyaszt, és ennek megfelelően több szezonban megtérül.