Термин “Конвекция” произошел от латинского слова convectio — принесение, доставка. В буквальном смысле термин Конвекция означает перенос теплоты в жидкой или газообразной среде путем перемешивания самого вещества (как принудительно, так и самопроизвольно). Примером использования технологии конвективной передачи тепловой энергии являются системы кондиционирования на базе охлаждаемых потолочных панелей и/или “климатических” балок. По принципу работы панели и балки аналогичны, а отличаются по конструкции, их общее название конвекторы. Поэтому рассматривать их будем параллельно.
В данной статье представлен краткий обзор – описание системы кондиционирования и вентиляции на базе конвективных потолочных панелей и или “климатических” балок (далее по тексту – конвективные системы кондиционирования воздуха). Данная статья раскрывает большее представление о технологии ” Холодных потолков“, изложенной в предыдущей статье “Система кондиционирования на базе охлаждаемых потолков” от 26.08.2017 г.
Применение потолочных панелей и/или “климатических” балок -конвекторов – (конвективных систем кондиционирования воздуха)
Используются конвективные системы кондиционирования в помещениях различного назначения. с целью сокращения капитальных, а также эксплуатационных затрат при организации системы кондиционирования воздуха. Технология конвективной передачи тепловой энергии нашла широкое применение в системах отопления. Как известно конвективные системы характеризуются малой себестоимостью и высокой надежность. Использование технологии конвективной передачи тепловой энергии в системах кондиционирования началось сравнительно недавно. Климатические балки – альтернативное энергоэффективное решение для систем вентиляции и кондиционирования воздуха современных общественных зданий. Системы с “климатическими” балками и/или потолочными панелями предназначены для вентиляции и кондиционирования воздуха помещений с высокими требованиями к качеству микроклимата и с потребностью в индивидуальном зональном управлении. Система кондиционирования воздуха, работающие с климатическими балками, как альтернатива традиционным системам кондиционирования воздуха активно применяются в Европе и Северной Америке начиная с середины 1990-х годов. Климатические балки позволяют обеспечить тепловой комфорт, низкий уровень звукового давления, энергосбережение и эффективное использование пространства в зданиях различного типа. Их применяют в помещениях различных типов, в частности:
- офисные помещения (блочные и открытой планировки),
- гостиничные номера,
- палаты больниц и санаториев,
- магазины,
- рестораны,
- банки и др.
Устройство и принцип работы конвективных систем кондиционирования воздуха
Системы кондиционирования на базе конвективных потолочных панелей и “климатических” балок . Некоторые конструктивные особенности такой системы кондиционирования идентичны тем, которые лежат в основе традиционно используемых систем кондиционирования на базе чиллеров, фэнкойлов и центральных кондиционеров. Но также есть ряд существенных отличий. Источником холода в системах кондиционирования на базе конвективных панелей и балок является чиллер, который подключен к гидравлическому контуру системы кондиционирования. Отличием является то, что функцию обработки воздуха выполняют не вентиляционные доводчики (Фэнкойлы), а конвективные панели – Конвекторы. Конвекторы располагаются непосредственно над рабочими зонами кондиционируемых помещений.
Применение системы кондиционирования на базе конвективных потолочных панелей и балок.
Принцип работы системы кондиционирования на базе конвективных потолочных панелей и балок
В настоящий момент существуют две основных разновидности конвективных систем:
- Пассивные.
- Активные.
Как пассивные, так и активные потолочные панели и балки могут быть многофункциональными , т.е. в них возможно встроить системы освещения, пожаротушения , громкой связи, управление климатом и т.п.
Следует отметить, системы, в которых используется принцип естественной конвекции. В таких системах конвектор включает воздушный теплообменник, который подключен к гидравлическому контуру системы кондиционирования. За счет механического соприкосновения с теплообменной поверхностью конвектора, воздух расположенный в верхней части рабочей зоны, кондиционируемого помещения охлаждается и опускается в нижнюю часть рабочей зоны.
Второй разновидностью являются системы, в которых используется принцип активной (принудительной) конвекции. Отличительной особенностью такой системы является то, что в конвектор дополнительно подводится небольшое количество свежего воздуха из системы естественной вентиляции.
На основании выше изложенного материала следует, что:
- Отличие климатической балки от потолочной панели конструктивное, может свободно подвешиваться.
- Такой подход позволяет повысить эффективность воздухообмена. Несмотря на то, что габаритные размеры конвективных панелей, значительно больше чем габаритные размеры фэнкойлов, их использование позволяет повысить эффективность кондиционирования и снизить энергопотребление.
- Такой подход предполагает независимость инженерных систем и коммуникаций, связанных с кондиционированием, вентиляцией и отоплением.
- Функцию вентиляции выполняют центральные кондиционеры.
Проблемы, возникающие при проектировании
При проектировании системы кондиционирования на базе конвективных панелей необходимо решить две важные задачи:
- Предотвращение возможных случаев образования конденсата в теплообменниках конвективных панелей.
- Контроль влажности воздуха в рабочих зонах кондиционируемых помещений.
Для предотвращения возможного образования конденсата в теплообменниках конвективных панелей необходимо использовать воду, температура которой на 3-4 градуса больше чем температура точки росы воздуха, находящегося в рабочих зонах кондиционируемого помещения. Контроль влажности воздуха осуществляется за счет обработки свежего воздуха, подаваемого в конвекторы.
Конструктивные особенности потолочных панелей
Подключение конвектора к гидравлическому контуру системы кондиционирования:
Конвективная панель смонтирована за подвесным потолком.
Преимущества конвективных систем кондиционирования
Важным преимуществом систем кондиционирования на базе конвективных панелей(балок) является компактность∗. Для организации охлаждения воздуха в помещении нет необходимости использовать сложную систему воздуховодов.
Внешний вид конвективных потолочных панелей(балок):
Преимущества технологии могут быть наглядно продемонстрированы на примере использования системы кондиционирования на базе конвективных панелей в лабораториях. Как известно, требования к системам кондиционирования и вентиляции в лабораториях высоки. Параметры микроклимата в таких помещениях должны обеспечиваться, в том числе за счет подачи в рабочие зоны необходимого количества обработанного свежего воздуха. Кратность воздухообмена, количество свежего воздуха, размеры воздуховодов, а также другие параметры системы кондиционирования и вентиляции должны строго соответствовать требованиям научно исследовательского процесса. Применение системы кондиционирования на базе конвективных панелей позволяет повысить эффективность кондиционирования (Снизить энергозатраты, при одновременном соблюдении требований, предъявляемых к поддержанию параметров микроклимата).
Количество свежего воздуха, подаваемого в рабочие зоны кондиционируемых помещений воздуха в помещении лаборатории зависит от тепловой нагрузки. В некоторых лабораториях кратность обмена воздуха может достигать 14-ти крат.
В таблице представлено сравнение характеристик оборудования используемого в системе кондиционирования и вентиляции лаборатории. В первом случае используется традиционная система вентиляции и кондиционирования на охлажденной воде на базе чиллеров, фэнкойлов и центральных кондиционеров, во втором случае используется система кондиционирования с естественной конвекцией, в третьем случае используется система с принудительной конвекцией. Тепловая нагрузка от технологического оборудования составляет (54-162 Вт/м²). Если прибавить к этому тепловую нагрузку от инфильтрации, света и людей то мы получим (108-215 Вт/м²). Как видно из таблицы, при использовании системы кондиционирования с принудительной конвекцией пользователь экономит большую часть энергозатрат за счет снижения холодопроизводительности системы кондиционирования. Еще одним преимуществом конвективных систем кондиционирования является отсутствие подвижных механических элементов – вентиляторов∗. Так как вентиляторы являются не только главным потребителем электроэнергии фэнкойлов (Вентиляционных доводчиков), но также основным источником шума и вибрации их отсутствие может привести к снижению уровня потребляемой мощности системы кондиционирования, к повышению ее надежности, а также к повышению уровня комфорта. Отсутствие в 
конвективных системах кондиционирования конденсата∗, образуемого при работе традиционных систем кондиционирования на базе фэнкойлов также снижает затраты по монтажу и вводу в эксплуатацию оборудования.
Внешний вид конвективных панелей(балок), смонтированных под подвесным потолком:
Одной из компаний, продемонстрировавшей разработки в области конвективных систем кондиционирования является Airwell (Франция). Компания Airwell разработала и объявила о начале производства широкой линейки конвективных панелей(балок)-конвекторов.
Серия получила коммерческое название Aquabeam.
Конвективные панели Aquabeam выпускаются в различных вариантах конструктивных исполнений, с 2-ух, 3-х, 4-х сторонней раздачей воздуха.
Внешний вид конвективных панелей производства Компании Airwell (Франция). Компания Airwell выпускает широкую номенклатуру опций и аксессуаров, в том числе 2-ух, 3-х ходовые клапаны регулирования производительности, электронагреватели и другие элементы.
В настоящий момент в России рынок конвективных систем кондиционирования находится в начальной стадии развития.
В помещение, независимо от его назначения, обязательно должен постоянно поступать свежий уличный воздух. Без него невозможно создать комфортные микроклиматические условия. К сожалению, организовать проветривание зачастую непросто, а порой – невозможно. Постоянные открытия окон, в особенности, зимой, приводят к возникновению сквозняков, выхолаживанию, а это чревато простудами и более серьезными заболеваниями. Альтернатива такому способу проветривания – приточно-вытяжная вентиляция, … К выбору кондиционера необходимо подойти со всей ответственностью. Именно климатический комплекс определяет, насколько приятно будет находиться в помещении в июле и августе, когда жара достигает пиковых значений. Духота мешает спать, не дает сосредоточиться, общее самочувствие сильно ухудшается, страдает работоспособность и настроение. Со всем этим поможет справиться правильно подобранный кондиционер! При подборе, однако, нужно руководствоваться не только … Несмотря на разнообразие климатического оборудования для систем ОВиК, создание действительно комфортного микроклимата в многоквартирных жилых домах(МЖД) является сложной и актуальной инженерно-технической задачей. Стандартные конструкционные решения в традиционных многоквартирных жилых домах плохо подходят к полноценному применению климатического оборудования… Требования к системе ОВиК для квартир верхнего ценового сегмента Жизнь в загородном доме сама по себе прекрасна, но в современных городах … Многие опытные сервисные специалисты гордятся тем, что могут «на глаз» определить неисправность холодильной установки. Однако, например, такая часто встречающаяся неисправность, как обмерзание внутреннего блока, может быть вызвана не только банальной нехваткой фреона, но и другими факторами. А именно: забитый фильтр внутреннего блока, неисправный вентилятор, загрязнённый теплообменник внутреннего блока, переохлаждение конденсатора, залóм на жидкостном трубопроводе и …
Приточно-вытяжные установки: устройство, работа, управление
Особенности современных кондиционеров: функциональность
Комбинированная система комфортного кондиционирования МЖД
Примеры стандартных и нестандартных неисправности СКВ