Топловъздушни апарати с възможност за охлаждане и овлажняване

• Тези системи позволяват интеграция към съществуващата ОВК инсталация на обекта и посредством термостати могат да регулират температурата в едно или повече помещения в сградата
  
  
• Подходящи са за децентрализирано отопление и охлаждане в различни индустриални обекти като големи производствени халета, складове, логистични центрове, цехове, работилници, гаражи и т. н.
  
  
• Управлението на скоростта на вентилаторните мотори в топловъздушния апарат изпълнява функцията и на регулиране на мощността на отопление или охлаждане

Вентилаторните топловъздушни апарати в хоризонтално или вертикално изпълнение са популярно решение за отопление, климатизация и овлажняване не само на жилищни и търговски, но и на различни по обем и предназначение индустриални площи. Както подсказва наименованието им, основните им компоненти са вентилатор и топлообменник. Тези системи позволяват интеграция към съществуващата ОВК инсталация на обекта и посредством термостати могат да регулират температурата в едно или повече помещения в сградата, както и да подпомагат работата на основната климатична камера в комбинация с чилъри. Термостатът управлява скоростта на вентилатора и дебита на вода или технологичен флуид през топлообменника с помощта на контролен клапан.

Специфики и приложения

Благодарение на сравнително простото си устройство и високата гъвкавост, която предлагат, топловъздушните апарати с възможности за охлаждане и овлажняване често се доказват като по-рентабилно решение от системите с променлив обем на въздуха (VAV), както и от централизираните отоплителни инсталации с въздухообработващи (климатични) камери или охлаждащи конвектори. Хоризонталните апарати типично са предназначени за таванен, а вертикалните за подов монтаж.
Шумовата мощност на тези системи е производна на дизайна им, като зависи и от строителните материали в работната зона на агрегата. Охладителната и отоплителната мощност пък могат да бъдат условно изчислени като се вземе предвид температурата на въздуха, влизащ и излизащ от инсталацията, като се отчете и обемът на преминалия въздух за единица време.

С помощта на топловъздушни апарати с вентилаторен/конвекторен дизайн могат да бъдат изградени високоефективни системи за децентрализирано отопление и охлаждане в различни индустриални обекти като големи производствени халета, складове, логистични центрове, цехове, работилници, гаражи, както и помещения в животновъдни ферми, плевни, хамбари, спортни зали и т. н. Те могат да бъдат комбинирани с широк асортимент от топлоизточници, включително кондензни газови котли, чилъри или реверсивни термопомпи. Популярно решение е използването на топловъздушни агрегати с котли на биомаса, които произвеждат топла вода, а енергията й се пренася с помощта на стандартен многоредов топлообменник от типа “вода-въздух” и вентилатор към отопляваното или климатизирано помещение.

Функционални характеристики

Топловъздушните апарати с възможности за отопление, охлаждане и овлажняване типично са предназначени за помещения с определено ниво на максимално запрашаване от порядъка на 0,3 g/m3. Те използват енергийно ефективни EC вентилатори (с електронно управление) и EC двигатели, които позволяват икономии на енергия с до 50% в сравнение с други популярни ОВК технологии. Корпусът на агрегатите може да е изработен от метал или експандиран полипропилен (EPP), като и в двата случая се осигурява висока механична якост и устойчивост на запрашаване/замърсяване. EPP вариантите се отличават с по-ниско тегло и по-естетичен дизайн.

Устройството на системата включва вграден капкоуловител и тава за конденз, които позволяват експлоатацията й в режим на охлаждане и овлажняване както и лесно отвеждане на кондензата извън топлообменника. Капкоуловителят е оборудван с изводни лопатки, които предотвратяват излизането на кондензат от апарата заедно със захранващия въздушен поток.

Събраната вода от тавата за конденз се извежда от системата с помощта на гравитацията, като за целта тавата разполага със специална дренажна тръба.

Големият капацитет на отопление и охлаждане се гарантира посредством специални хидрофилни слоеве, които представляват фини ламели и допълват стандартните за приложението 3- или 4 редови топлообменници. Типично решение са трискоростните вентилатори, които осигуряват прост и ефективен способ за управление на работата на апарата. Регулируемите изводни лопатки правят възможен прецизен контрол на посоката на захранващия въздушен поток според потребностите.

В практиката се използват два основни типа топловъздушни апарати – в “blow through” и “draw through” конфигурация. При първите вентилаторите са монтирани зад топлообменника и избутват въздушния поток през него, докато при вторите те се намират пред серпентината на топлообменния апарат и всмукват въздуха през него. Всмукателните системи се считат за по-високоефективни по отношение на отоплителната/охлаждаща мощност, тъй като на практика оползотворяват по-пълноценно работата на топлообменника. Резонно обаче те са и по-скъпи, тъй като изискват специална конструкция за монтаж на вентилаторите, докато при продухващите системи вентилаторите традиционно са фиксирани директно към топлообменника.

Монтажни особености

Вентилаторните апарати с възможност за отопление, охлаждане и овлажняване могат да бъдат с вграден или конвенционален монтаж. Във втория случай апаратът се фиксира към стената или тавана със специална статична или ротационна конзола, като може да бъде и в свободностоящо изпълнение на пода. Обикновено системата е осигурена с подходящ за целта предпазен корпус. Въздухоразпределението се извършва посредством специална решетка за отработения и дифузор за захранващия въздушен поток, разположени в определени зони на корпуса.

Вградените модели се монтират в достъпна ниша на окачен таван или в специална сервизна зона на помещението. Решетката и дифузорът типично се поставят на нивото на тавана и се свързват към апарата посредством специална тръбна система.
Така се постига висока гъвкавост при тяхното разполагане, така че да отговарят на таванната конструкция, без да нарушават естетиката. Популярна стратегия е отработеният въздух да не се подава по въздуховодна тръба, а да се насочва към таванната ниша, която да функционира като зона с повишено налягане.

Топлообменникът традиционно се свързва с някоя централна сградна инсталация, от която черпи топла, студена вода или друг технологичен флуид. В зависимост от режима на работа той може да прибавя или отнема топлинна енергия от работния въздух, както и да разполага с допълнителна овлажнителна система.

Топловъздушните апарати за промишлено отопление или охлаждане са оборудвани с вграден термостат или се свързват към отдалечен такъв. В модерните индустриални сгради с централизирана платформа за енергиен мениджмънт управлението на вентилаторите може да се интегрира чрез локален дигитален контролер или свързана с платформата ОВК станция с температурен сензор и задвижващи механизми за контролния вентил. Наред с останалите сградни услуги, и работата на вентилаторните топловъздушни апарати се управлява централизирано от специално организиран контролен център.

Още възможности за управление

Управлението на скоростта на вентилаторните мотори в топловъздушния апарат изпълнява функцията и на регулиране на мощността на отопление или охлаждане. За целта се използва специален превключвател, вграден в цифров стаен термостат.

Възможен е както ръчен, така и автоматизиран контрол въз основа на предварително зададени параметри на микроклимата.

При интегрирането на топловъздушните ОВК апарати в платформа за сграден и енергиен мениджмънт управлението им обикновено се извършва почти или изцяло в автоматичен режим. Използваните в конфигурацията мотори, задвижващи вентилаторите, обикновено са променливотокови електродвигатели с екранирани полюси или еднофазни кондензаторни електродвигатели с постоянно включен кондензатор в спомагателната намотка. При по-съвременните модели се срещат и постояннотокови безколекторни мотори с електронна комутация. В сравнение със системите, базирани на асинхронни трискоростни мотори, топловъздушните апарати с безколекторни мотори позволяват икономии на електроенергия до 70%.

Моделите, свързани към канални сплит климатизатори, циркулират хладилен агент през топлообменника вместо охлаждащ флуид с ниска температура, когато са присъединени към големи кондензаторни агрегати. Възможно е свързването на топловъздушните вентилаторни апарати и към кондезатори с течно охлаждане, които използват междинна охладителна течност за понижаване температурата на кондензатора посредством водоохладителни кули. Във високи сгради с много етажи е популярен вертикалният монтаж на апаратите един над друг, като всички се свързват с общ тръбен контур.