В настоящее время устройство систем кондиционирования воздуха в квартирах, коттеджах и небольших офисах осуществляют в основном с применением одного из двух типов сплит-систем: обычных (настенных, напольных, кассетных), которые размещаются непосредственно в каждом помещении, и канальных, требующих для подачи охлажденного воздуха в помещения наличия системы воздуховодов.
Стандартная система кондиционирования, устроенная на базе канальной сплит-системы (рис. 1), имеет ряд преимуществ:
- отсутствие в комнатах внутренних блоков;
- возможность подачи свежего воздуха;
- отсутствие большого количества фреоновых и дренажных трубопроводов, а следовательно, и проблем, связанных с их прокладкой;
- возможность организации более равномерной раздачи холодного воздуха.
С другой стороны, такая система имеет существенный недостаток: поскольку кондиционер работает одновременно на все помещения, а управляется только одним термостатом, то возникают проблемы, связанные с регулировкой температуры отдельно в каждом помещении. Перенастройка же расхода воздуха в процессе работы при помощи ручных или электрических заслонок, во-первых, неудобна, а во-вторых, при слишком большом дросселировании может привести к нарушению теплового баланса между испарителем и конденсаторно-компрессорным блоком и к выходу последнего из строя. Устранение этого недостатка устройством системы перепуска (рис.2) приводит к сложной настройке перепускного клапана и к ее изменению в процессе работы.
Для решения этой проблемы предлагается система кондиционирования с аэродинамически развязанными зонами (рис. 3). Смысл этой системы заключается в организации кругового движения воздуха через канальный воздухообрабатывающий блок по воздуховоду, соединяющему выход и вход аппарата (первичный контур), и в отборе воздуха от него потребителям доводочными вентиляторами (вторичный контур). Таким образом организуется течение с постоянным расходом воздуха через внутренний блок, в котором температура регулируется при помощи канального термостата, управляющего работой компрессора, а подача воздуха потребителям осуществляется периодическим включением доводочных вентиляторов комнатными термостатами по мере потребности в холоде. Компенсация расхода воздуха в первичном контуре осуществляется через вытяжные воздуховоды.
Все это позволяет организовать гибкую систему кондиционирования, реагирующую на изменение температурного режима каждого помещения и не нарушающую тепловой баланс между испарителем и конденсатором.
В процессе работы в воздуховоде первичного контура возникает статическое давление, необходимое для преодоления гидравлического сопротивления, и вследствие этого имеет место самопроизвольное перетекание воздуха к потребителям при выключенных зонных вентиляторах. Но поскольку сопротивление воздуховода первичного контура много меньше подающего воздуховода вторичного контура, то эти перетоки пренебрежимо малы и на практике никак не ощущаются, кроме того, воздуховод первичного контура следует проектировать таким образом, чтобы компенсация гидравлического сопротивления происходила в основном за счет динамической, а не статической составляющей полного давления.
В предлагаемой системе даже возможное устройство потребителем концевых заслонок не осложняет ее работу. Поскольку площадь поперечного сечения первичного контура выбирается достаточно большой, можно использовать низконапорные внутренние блоки.
Система кондиционирования с аэродинамически развязанными зонами позволяет гибко отслеживать изменение тепловой нагрузки в течение дня на каждое помещение отдельно, а следовательно, позволяет наиболее рационально подобрать мощность кондиционера исходя не из суммы максимальных тепловых нагрузок для каждого помещения, а из максимальной тепловой нагрузки для всего здания.