Classification des systèmes de climatisation et de leurs caractéristiques

Les systèmes de climatisation, ou SCR en abrégé, sont conçus pour créer des conditions thermiques confortables pour une personne ou un équipement dans une pièce. Ils permettent de créer un microclimat favorable aussi bien par temps chaud que par temps froid en utilisant une machine frigorifique fonctionnant au fréon.

La climatisation de confort comprend la préparation de l'air essentiel : refroidissement, chauffage, déshumidification, humidification, filtration, ionisation, etc. Le maintien des paramètres spécifiés est presque indépendant des paramètres de l'air atmosphérique et de leurs fluctuations. Les seules exceptions sont les cas d'utilisation du SCR à des valeurs de température inacceptables dans la rue, qui ont été déterminées par le fabricant de l'équipement.

Si nous considérons plus en détail le but des systèmes de climatisation, ils peuvent être divisés en deux groupes:

• SLE confortable - maintenez les paramètres de base de l'air (température, humidité, propreté) qui répondent aux normes sanitaires et hygiéniques ;
• SCR technologique - maintenez les paramètres d'air requis dans une salle de production ou technique particulière.

Par exemple, l'une des tâches d'un système de climatisation pour un appartement est de maintenir un niveau d'humidité normal. Le même 20% est la limite inférieure de la norme, à laquelle la peau humaine et ses muqueuses sèchent, et 70% est la limite supérieure, à laquelle l'échange de chaleur du corps avec l'environnement est considérablement réduit, le travail de le système cardiovasculaire se détériore, les maux de tête commencent et le manque d'oxygène. Le climatiseur maintient des niveaux d'humidité moyens en été et en hiver - environ 40-60%.

Les SLE technologiques créent des conditions confortables pour les équipements en production. Par exemple, la fiabilité des ordinateurs puissants sera assurée par des systèmes de précision capables de contrôler la température, l'humidité et la mobilité de l'air avec une précision de 0,5%.

Tout le monde ne sait pas que le but d'un système de climatisation est également de maintenir un niveau acceptable de dioxyde de carbone dans une pièce.

Dans les hôpitaux pour enfants, les bureaux, les magasins et les appartements, les indicateurs diffèrent sensiblement. Par conséquent, des types de systèmes de climatisation complètement différents sont installés dans ces institutions.

La composition gazeuse normale de l'air peut être assurée par des climatiseurs capables d'effectuer un flux régulier d'oxygène dans la pièce, c'est-à-dire d'augmenter la fréquence des échanges d'air. L'excès ou le manque de dioxyde de carbone dans le corps a un effet néfaste sur la santé.

En général, la classification du LED est très diverse. Ils peuvent être répartis selon différents critères :

• basé sur le principe de localisation par rapport à la zone desservie - local et central ;
• selon le principe de fonctionnement - recirculation, flux direct et combiné ;
• par le nombre de locaux desservis - monozone et multizone ;
• par le nombre de régulateurs des paramètres de l'air de sortie - monotube et bitube.

Il ne s'agit pas d'une liste complète des classifications. De nombreux auteurs d'ouvrages thématiques ont des points de vue différents sur cette question et proposent leurs propres versions de la division de l'ELS en classes.

Types et appareils de climatiseurs

Si nous parlons des types de systèmes de climatisation, il existe une grande variété, car il existe des appareils pour un appartement, des appareils pour les immeubles de bureaux et des unités pour les locaux industriels.L'automatisation des systèmes de climatisation dans ce cas est réalisée en utilisant des équipements supplémentaires.

Ils peuvent être fabriqués sous la forme d'un dispositif monobloc ou à deux composants - un système divisé. Les premiers possèdent dans un seul boîtier tous les éléments qui assurent le mouvement du fréon le long du circuit frigorifique. Dans ce dernier, les parties les plus bruyantes sont sorties dans l'unité extérieure, qui est située à l'extérieur, et dans l'unité interne (pièce) il y a des filtres, un ventilateur, un radiateur à évaporation, parfois un tableau de commande et d'autres pièces silencieuses.

Le dispositif de tout SCR fonctionnant au fréon suppose la présence d'éléments aussi importants que:

• un compresseur qui comprime et aspire le réfrigérant ;
• échangeurs de chaleur de type évaporatif et condenseur, à travers lesquels l'énergie thermique est transférée du fréon à l'environnement ;
• ventilateurs qui assurent le soufflage des échangeurs de chaleur;
• filtres de nettoyage mécanique + filtres souvent fins ;
• tableau de commande responsable du fonctionnement de toute l'électronique;
• régulateur de débit (détendeur ou tube capillaire) pour doser l'alimentation en fluide frigorigène liquide du condenseur à l'évaporateur ;
• Vanne à 4 voies dans les climatiseurs "chauds", redirigeant le fluide frigorigène dans l'autre sens.

La conception d'un système de climatisation industrielle est beaucoup plus complexe. Le même refroidisseur peut avoir plusieurs rangées de ventilateurs ou plusieurs vannes à 3 voies qui modifient le sens du débit d'eau pour un refroidisseur à condensation par eau.

Le schéma le plus simple d'un système de climatisation est montré ici. Il reflète tous les composants principaux du cycle de réfrigération à compression, ainsi que les communications de connexion.

Dans presque tous les SCR, le schéma de circuit est identique. Le cycle de refroidissement peut également être représenté graphiquement, comme le montre la figure. Ici, la partie gauche de la courbe est l'état du liquide saturé, la droite est l'état de la vapeur saturée. Au point de jonction, le fréon peut être dans n'importe quel état.

Climatiseurs domestiques SCV

Comme déjà mentionné, il existe des systèmes de climatisation pour locaux résidentiels - ce sont des systèmes split domestiques et industriels - pour répondre aux besoins de la production ou d'autres installations industrielles et technologiques. Il existe des systèmes dits semi-industriels ou commerciaux qui sont installés dans les bureaux, commerces, bâtiments administratifs et autres équipements publics.

Les systèmes de climatisation pour un appartement comprennent des systèmes muraux, sol-plafond, cassettes, conduits et colonnes, ainsi que des monoblocs de fenêtre et mobiles, qui diffèrent par la conception de l'unité intérieure. Ils sont également souvent utilisés comme appareils semi-industriels, mais uniquement avec une plage de puissance accrue. L'appareil de refroidissement ménager le plus populaire est le split mural, mais sa capacité est limitée car les utilisateurs d'appareils ménagers n'ont pas besoin d'un puissant jet d'air refroidi.

Dans les systèmes split, le compresseur est situé dans une unité externe, de sorte que le fonctionnement de ces appareils est totalement silencieux. S'il y a plusieurs unités intérieures connectées à des fils électriques externes et à une ligne de fréon, on parle déjà d'un système de climatisation multi-split. Une unité extérieure peut connecter 2 à 9 unités intérieures.

Systèmes de climatisation VRV et VRF

Il existe des systèmes multizones qui fonctionnent avec un seul type d'unité intérieure - par exemple, murale, c'est-à-dire que tous les modules intérieurs doivent être exclusivement du même type. Mais les fabricants modernes produisent des systèmes de climatisation multi-split avec la possibilité de connecter différents types d'unités intérieures à une unité extérieure, tandis que pour les bâtiments qui ont un grand nombre de pièces avec différentes charges thermiques, les systèmes multizones avec un débit de réfrigérant variable ont été créé depuis plusieurs années.Ils ont une unité externe capable de fournir des dizaines d'unités internes.

Par exemple, dans MITSUBISHI ELECTRIC, la série CITY MULTI est conçue pour 16 modules internes de différents types et de capacités complètement différentes. Ces systèmes d'onduleurs à capacité variable sont équipés d'une vanne thermostatique spéciale, qui modifie la puissance de l'unité en fonction de la charge et régule ainsi la consommation de fréon. De ce fait, la température est maintenue avec plus de précision et il n'y a pas de différences.

Les unités intérieures du système de climatisation multi-split, comme celle de MITSUBISHI ELECTRIC, peuvent fonctionner dans différents modes en même temps. Ceci est fourni par le contrôleur BC, qui répartit le fréon entre les unités et le sépare avec un séparateur en vapeur et liquide à haute pression. Grâce à ce séparateur, la conception de ce système de climatisation est simplifiée - les unités sont connectées au contrôleur avec seulement deux tuyaux. L'installation devient moins chère et plus facile, le nombre de raccords d'amarrage diminue, la longueur de canalisation admissible et les différences de hauteur augmentent considérablement.

En règle générale, dans les systèmes multi-split simples, les unités extérieures et intérieures sont connectées linéairement, c'est-à-dire qu'un itinéraire séparé est nécessaire pour chaque module de pièce. Dans les multizones, une seule paire de tubes sort du bloc externe qui se ramifie ensuite selon un principe arborescent à l'aide de refnets.

Refnet a différentes tailles de section transversale. Lorsqu'il est combiné avec le tuyau, il est coupé le long d'une ligne d'un diamètre approprié.

Les appareils multizones à débit de réfrigérant variable ont un autre nom - les systèmes de climatisation VRV ou VRF. Leurs avantages sont évidents :

• la longueur d'un seul système de canalisation atteint 100 m ou même plus, les différences de hauteur entre les blocs vont jusqu'à 50 m, ce qui permet de placer le module extérieur dans n'importe quel endroit pratique;
• le nombre d'unités intérieures connectées à une externe atteint plusieurs dizaines, tandis que la productivité de ces dernières peut être inférieure de 30 % à la productivité totale des premières ;
• le contrôle peut être effectué à la fois à partir de télécommandes individuelles et à partir d'une console centrale ou d'un ordinateur fixe - un logiciel spécial permet de combiner un réseau informatique avec un réseau de climatisation et de contrôler chaque climatiseur à partir d'un ordinateur personnel dans différentes zones du bâtiment.

Il n'y a pratiquement aucune différence entre les concepts de système de climatisation VRF et VRV. Initialement, la création d'un tel système appartient à la société DAIKIN, donc d'autres fabricants utilisent une abréviation différente, ce qui n'en change pas le sens. C'est juste que différents fabricants dotent les équipements fabriqués de capacités techniques différentes (longueur de parcours, possibilité de récupération, etc.)

Il convient de rappeler que le fonctionnement de toutes les unités dans différents modes (refroidissement et chauffage) n'est possible qu'avec un système de connexion à trois tuyaux. Un système de climatisation VRF à deux tubes est capable de fournir différents paramètres d'air définis, mais uniquement dans un mode.

L'unité extérieure de certains systèmes de climatisation VRV peut ressembler à une unité semi-industrielle à deux ventilateurs ou avoir une conception plus sérieuse, comme sur la photo.

L'inconvénient de la climatisation utilisant un système VRV est le bruit perceptible émis par la vanne de débit. Ils essaient de le cacher dans une buanderie ou un faux plafond. Il existe également des appareils avec une vanne déportée.

Conception et calcul de systèmes de climatisation

Lors du choix du bon appareil de réfrigération pour un appartement, une méthode expresse de calcul du SLE est souvent utilisée, dans laquelle la charge thermique approximative de la pièce est prise en compte, par rapport à laquelle la taille standard la plus proche de l'appareil est sélectionnée. La sélection se fait en fonction de la puissance frigorifique nominale.

Pour 10 m², 1 kW de puissance froide est prélevé et ajouté aux données obtenues de 10 à 30 % sous la forme d'une réserve de chaleur entrante provenant des appareils électroménagers, des ouvertures de fenêtres et de portes, des luminaires, etc.

Cette méthode de calcul d'un système de climatisation adapté permet de simplifier le travail de conception, mais elle permet des imprécisions si elle est appliquée à des systèmes avec des capacités plus importantes et un dispositif plus complexe, par exemple un SCR multizone. C'est tout à fait applicable lors de l'achat de systèmes split domestiques et de monoblocs fenêtre / mobile.

Ce que vous devez savoir et prendre en compte lors de la conception de systèmes de climatisation avec un appareil complexe ? Tout d'abord, ils examinent les données initiales :

• localisation régionale de l'objet et localisation par rapport aux points cardinaux ;
• dessins de construction et plans d'étage;
• catégorie de l'objet, compte tenu des normes de sécurité incendie;
• des dessins montrant l'emplacement de tout l'équipement du bâtiment ;
• nombre d'appareils d'éclairage;
• caractéristiques des vecteurs énergétiques;
• données du SLE déjà existant.

Après avoir analysé toutes les données fournies, ils procèdent directement à la conception du SCR, qui se déroule généralement en deux étapes.

À la première étape, un système est choisi avec une justification technique expliquant pourquoi ce type particulier est meilleur pour cette pièce. Ici, ils calculent le système de climatisation par capacité, déterminent son emplacement dans l'installation, prescrivent le nombre d'appareils impliqués, déterminent les paramètres de la zone d'installation et calculent le coût approximatif de tous les travaux avec l'équipement.

La deuxième étape implique l'élaboration d'un projet de travail, prenant en compte la disposition du bâtiment, les caractéristiques thermiques des structures du bâtiment et une tâche technologique. Assurez-vous de calculer l'échange d'air, le bilan thermique et thermique de la pièce, effectuez le calcul aérodynamique des réseaux d'air et le calcul hydraulique des communications fluides.

De plus, tout est convenu avec le client, SES, l'inspection incendie et, si nécessaire, des modifications sont apportées au projet. Après cela, l'équipement est commandé et les plans d'exécution sont remis aux installateurs.

Entretien et réparation de climatiseurs

Tout SCR nécessite un entretien régulier, c'est-à-dire un nettoyage et une vérification des paramètres de fonctionnement et, dans certains cas, une réparation.

La maintenance SCR standard est la prévention des pannes d'équipement. Cela consiste en:

• nettoyage extérieur des blocs;
• lavage et désinfection des filtres, ventilateurs, radiateurs ;
• nettoyer la canalisation de drainage;
• contrôler la pression dans le système et la température des flux d'air sortants ;
• brochage des attaches.

Si nécessaire, il peut être nécessaire de faire le plein ou de remplir complètement le circuit en fréon.

Habituellement, l'objectif principal du nettoyage d'un système de climatisation est d'éviter la défaillance de pièces telles que le ventilateur, la vanne à quatre voies, le compresseur. Si cela n'est pas effectué, l'efficacité de l'appareil diminue, les bactéries commencent à se multiplier à l'intérieur, lorsque l'appareil est allumé, une odeur désagréable apparaît et les éléments répertoriés se brisent.

Même si le système de climatisation a été nettoyé régulièrement, des pannes sont parfois inévitables. Les chutes de tension entraînent une défaillance de la carte de commande, qui est le "cerveau" de la machine, et la violation des recommandations du fabricant pour son utilisation dans certaines limites de température entraîne des problèmes avec les éléments mécaniques du circuit.

Un exemple de la façon dont les réparations de climatisation peuvent être nécessaires est donné dans le tableau.

La maintenance des SCR industriels et les travaux de réparation et de restauration pour éliminer les dysfonctionnements de ceux-ci sont effectués selon un schéma plus complexe et prennent plus de temps. L'identification rapide des problèmes et leur élimination permettent d'éviter l'arrêt de l'ensemble du flux de travail en production ou dans toute autre grande installation non résidentielle.

L'entretien préventif des systèmes domestiques est recommandé deux fois par an. Les installations industrielles doivent être inspectées et nettoyées beaucoup plus souvent - au moins une fois par trimestre, au maximum une fois par mois. Tout dépend des conditions de fonctionnement et de l'emplacement du SCR.