Основные материалы для системы кондиционирования

Комфортную жизнь в современном мире уже сложно представить без кондиционера. При покупке кондиционера следует обращать внимание не только на фирму производителя, но и на используемые расходные материалы: медные трубы, тепловую изоляцию, дренажную систему, фреон, межблочный и питающий кабели и т.д.

Медные трубы

Одним из основных элементов любой системы кондиционирования является трубопровод, по которому циркулирует хладагент – фреон. В качестве материала трубопровода обычно выбирают медь.

Основные достоинства меди:

• Медь – мягкий металл: легко поддается обработке, обладает высокой ковкостью; обладает высокими прочностными характеристиками. Это позволяет изготавливать из нее трубопроводы малого диаметра и малой толщиной стенки, а также позволяет выдержать подачу фреона под высоким давлением.
• Высокая теплопроводность (примерно 4*10² Вт/м*К))
• Коррозионная стойкость
• Высокая температура плавления
• Слабая зависимость свойств меди от температуры в широком температурном диапазоне.
• Доступность и относительно небольшая стоимость
• Медь не вступает в реакцию с фреоном и многими другими хладагентами.
• Высокая бактерицидная активность

Медная труба для кондиционирования

Не смотря на то, что медь обладает множеством достоинств, стоимость медных труб кондиционирования относительно невелика.

Медные трубки размещаются между наружным и внутренним блоками и обеспечивают транспортировку хладагента.

Система кондиционирования включает в себя две медные трубы различного диаметра. Труба меньшего диаметра предназначена для транспортировки жидкого фреона, большего диаметра – для газообразного.

Диаметр медной трубы напрямую зависит от производительности системы кондиционирования (чем выше мощность, тем больше расход хладагента, тем больше диаметр трубопровода). Длина и диаметр трубы также взаимосвязаны. Поэтому прежде чем купить трубу кондиционирования, необходимо детально ознакомиться с ее параметрами.

Медные трубы для систем кондиционирования производят следующего диаметра:

Наружный диаметр		Толщина стенки	Наружный диаметр		Толщина стенки
дюйм	мм	мм	дюйм	мм	мм
1/4	6,35	0,8	1 1/8	28,58	1,0
3/8	9,52	0,8	1 1/4	31,8	1,1
1/2	12,70	0,8	1 3/8	34,92	1,1
5/8	15,88	1,0	1 1/2	38,1	1,15
3/4	19,05	1,0	1 5 /8	44,59	1,25
7/8	22,22	1,0	2	50,8	1,4
1	25,4	1,0

Диаметры и толщина медной трубы кондиционирования рассчитываются исходя из производительности системы охлаждения.

Изготовление медных труб происходит по методу штамповки или прокатки. Затем по отношению к трубам применяют процесс отжига (нагрев до высокой температуры с последующим медленным охлаждением).

Именно отожженные (мягкие) медные трубы обладают высокой степенью эластичности, что позволяет им изгибаться под необходимым углом во время монтажа.

Отожженные медные трубы также бывают бесшовные и со швом. В климатических системах предпочтение отдается бесшовным трубам.
 

Изоляция

Медные трубы, как любая другая теплообменная система, требуют использования тепловой изоляции, служащей для предотвращения тепловых потерь и поддержания необходимого температурного режима.

Теплоизоляция предупреждает образование конденсата, а также замерзание или перегрев циркулирующего хладагента.

Теплоизоляция медных труб

В качестве изоляционных используют материалы с малым коэффициентом теплопроводности(примерно равному 4*10^-2 Вт / м*К. Широкое применение получил вспененный непористый синтетический каучук и вспененный полиэтилен (основные производители и модели: K-flex, Thermaflex, Energoflex, Ursa, Armaflex, Пенофенол, Термофол и т.д)

Теплоизоляция для кондиционеров представляет собой 2-ух метровую трубу, которая одевается поверх медных трубок. Тепловой изоляции подвергается вся длина фреоновой магистрали.

Соединение изоляции труб кондиционирования между собой осуществляется с помощью силиконового некислотного клея, с помощью виниловой изоленты или скотча ТПЛ.

Эффективность используемой теплоизоляции для труб кондиционера должна быть не менее 95%.

Помимо предотвращения тепловых потерь, материал изоляции для медных труб кондиционирования также повышает в некотором роде защиту от внешнего воздействия.

Помимо всего прочего собранная и проклееная лентой ТПЛ трасса является достаточно прочной и защищенной.

В большинстве случаев теплоизоляция для медных труб кондиционирования продается поставщиками вместе с медными трубами. Они самостоятельно подбирают необходимые длины и диаметры. В противном случае теплоизоляция для трубок кондиционера подбирается в зависимости от длины и диаметра фреоновой магистрали.
 

Методы монтажа медных труб

Существует два способа соединения медных труб:

• с помощью обжимных фитингов
• с помощью паечных фитингов

Фитинг – это соединительный элемент, который применяется в местах поворота трубопровода, в местах разветвления трубопровода или в тех местах, где происходит стыковка труб разного диаметра.

Фитинг изготавливается из латуни с высоким содержанием меди.

Обжимные фитинги применяют в местах, труднодоступных для других типов соединений.  Они не требуют наличия сварочных инструментов, позволяют получить разъемное соединение. Однако данное соединение не гарантирует высокую прочность и герметичность: его периодически надо проверять и подтягивать.

Паечные фитинги рассчитаны на работу с высокими давлениями, обеспечивают более прочное и герметичное соединение медных труб. Они дольше сохраняют первоначальную прочность.

Процесс пайки:

С помощью трубореза необходимо отрезать медную трубу определенной длины (для получения ровного края нужно держать трубу строго перпендикулярно инструменту).

Затем при помощи фаскоснимателя края трубы с внутренней и наружной стороны очищаются от заусенцев до состояния чистого металла.

На место соединения необходимо нанести паечную пасту или флюс, которые удалят с поверхности трубы оксиды, улучшат растекание жидкого припоя.

На медную трубу одевается паечный фитинг, после чего с помощью газовой горелки труба нагревается, вносится припой, который мгновенной плавится и проникает в щель фитинга за счет капиллярного эффекта.

При этом припой должен обладать более низкой температурой плавления, чем материал трубы и фитинга. По температуре плавления припои подразделяются на:

• Легкоплавкие (от 145 до 450 °С)
• Среднеплавкие (от 450 до 1100 °С)
• Высокоплавкие (от 1100 до 1850 °С)

Также припои классифицируются по материалу, из которого они изготовлены. Это:

• Олово
• Серебро
• Цинк
• Свинец
• Медь
• Кадмий
• Сурьма
• Висмут

 

Дренажная помпа

Во время работы системы кондиционирования происходит образование конденсата. За выведение конденсата за предел помещения отвечает дренажная система, которая состоит из поддона для накопления конденсата, дренажной трассы для перемещения конденсата и дренажной помпы для своевременной перекачки конденсата. 

Большинство ведущих производителей включают дренажную систему в базовый комплект системы кондиционирования. Тогда информация о ней может понадобиться в случае ее поломки. В комплект системы кондиционирования эконом-класс дренажная система не входит. В этом случае дренажная система покупается отдельно.

При этом, если дренажную трассу расположить под уклоном, то возможно обойтись без дренажной помпы. Конденсат в таком случае вытекает самотеком. Но зачастую дренажную трассу не удается проложить так, чтобы конденсат утекал самостоятельно, и тогда возникает необходимость в подключении к кондиционеру дренажной помпы.

Конденсат можно выводить двумя способами:

• слив дренажа в канализационную систему (во избежание проникновения неприятного запаха в помещение необходимо использовать гидрозатвор, дренажный сифон или капельную воронку);
• выведение дренажа на улицу (наиболее простой и распространенный способ).

Наиболее простой и недорогой в исполнении способ выведения конденсата осуществляется с помощью самотечного дренажа. Для создания движения конденсата необходимо обеспечить необходимый угол наклона дренажного шланга.

Шланг для дренажа представляет собою трубку, выполненную из гофрированного ПВХ со спиральным армирование для придания прочности. Он используется для отвода конденсата из внутреннего блока кондиционера.

Там, где удалить конденсат самотеком не получается, выведение конденсата возможно с помощью дренажной помпы. Это более дорогой метод: нужно учитывать стоимость самого дренажного насоса, его монтаж и дальнейшее обслуживание. Для соединения дренажной помпы с датчиком уровня воды используются капиллярные трубки, которые конструктивно представляют собой медный или латунный трубопровод.

При выборе дренажной помпы необходимо обратить внимание на следующее:

• производительность дренажного насоса (л/ч);
• перепад высот между дренажным поддоном и местом, куда установится насос, а также длина дренажной трассы;
• габаритные размеры дренажной системы;
• тип внутреннего блока кондиционера и его расположение в помещении;
• уровень производимого шума.

 

Производительность дренажной помпы зависит от количества производимого конденсата (на 1кВт хладопроизводительности в среднем приходится 0,5-0,8 л/ч конденсата). При этом производительность помпы должна быть больше либо равна объему производимого конденсата.

Максимальный перепад высот может достигать 3 метров. Максимальная длина дренажной трассы -  30-60 м. Данные параметры являются общими, но зависят от мощности дренажного насоса.
 

Дренажные помпы подразделяются на 4 группы:

• раздельные,
• наливные,
• встраиваемые,
• перистальтические

 

Раздельные дренажные помпы

Помпы данного вида имеют накопительный резервуар небольшого объема, оснащенный датчиком уровня. Этот резервуар находится в дренажной ванне или устанавливается на выходной дренажный патрубок.

Раздельная дренажная помпа

Дренажный насос и блок управления при этом размещаются в отдельном блоке, который соединяется с накопительным резервуаром с помощью гибкой трубки небольшой длины (1-2 метра).

Такая конструкция дренажной системы позволяет вывести крупногабаритные элементы дренажной системы за пределы внутреннего блока.

Допускается размещение дренажного насоса выше накопительного резервуара. В данном случае мощность насоса должна быть рассчитана на подъем конденсата на данный уровень.

Предназначены для настенных или напольно-потолочных кондиционеров умеренной мощности.

Производительность раздельных дренажных помп -  8-60 л/ч.

Допустимый перепад высот лежит в интервале от 3 до 14 метров.
 

Наливные дренажные помпы

Наливные помпы имеют накопительную емкость большого размера с датчиком уровня. Данная емкость располагается под дренажным поддоном. Таким образом конденсат попадает в данный накопительный резервуар, стекая из поддона.

Наливная дренажная помпа

Помпы данного типа представляют собой один блок, в котором размещаются дренажный насос, накопительный резервуар и блок управления.

Применяются в кондиционерах большой мощности, группах кондиционеров, в холодильных системах.

Производительность накопительных дренажных помп для кондиционеров -  80-1500 л/ч.

Допустимый перепад высот лежит в интервале от 3 до 6 метров.

 

Встраиваемые дренажные помпы

Дренажный насос располагается непосредственно в дренажном поддоне или на выходном патрубке. Блок данного типа дренажной системы состоит из управляющего элемента, насоса и датчика уровня конденсата. Установкадренажной помпы для кондиционера происходит непосредственно во внутреннем блоке.

Встраиваемая дренажная помпа

Встраиваемая помпа обычно является дренажной помпой в кассетных и канальных кондиционерах, а также небольших центральных кондиционерах.

Производительностьвстраиваемых дренажных помп -  5-170 л/ч.

Устанавливаются на уровне или ниже уровня воды.

 

Перистальтические дренажные помпы

Перистальтические помпы оснащены специальным перистальтическим насосом. Это делает возможным подъем воды на достаточно большую высоту.

Перистальческая дренажная помпа

Существуют также перистальтические помпы, оснащенные накопительным резервуаром.

Монтаж дренажной помпы такого типа подходит для кондиционеров и холодильных установок небольшой мощности.

Производительность перистальтических дренажных помп -  до 10 л/ч.

Допустимый перепад высот – до 15 метров.

 

Фреон

Незаменимой частью любой системы кондиционирования является также хладагент. Циркулируя по холодильному контуру кондиционера, хладагент охлаждает/нагревает воздух за счет изменения своего агрегатного состояния.

В качестве хладагента современных систем кондиционирования выступает фреон.
 

Холодильный цикл фреона в кондиционере

Газообразный фреон низкого давления и температурой поступает в компрессор. Там он сжимается до давления, его температура возрастает. Фреон данных параметров поступает в конденсатор, где происходит его переход в жидкое состояние за счет теплообмена с наружным воздухом. 

В терморегулирующем вентиле происходит снижение давление фреона. В испарителе фреон вновь переходит в газообразное состояние за счет охлаждения воздуха, заполняющего помещение.
 

Важным для фреона является процентное содержание следующих химических элементов:

• фтор (малое содержание фтора повышает токсичность вещества и запрещает его использование по санитарным нормам);
• хлор (отвечает за токсичность: чем больше молекул хлора содержится во фреоне, тем более токсичным он является, тем выше его озоноразрушающая способность);
• водород (чем больше содержание молекул водорода, тем более горючим является фреон; малое содержание водорода повышает "живучесть" фреона в атмосферном воздухе, что является экологически вредным качеством).

 

Наиболее популярные марки фреона:

• R-22
• R-410А
• R-407С

 

Фреон R-22 

Фреон R-22 (хлордифторметан) до недавнего времени использовался в 90% современных систем кондиционирования.

• температура кипения равна -40,8оС.
• не имеет цвета
• имеет слабый запах хлороформа
• негорючий, невзрывоопасный
• стабилен при относительно небольших температурах
• требует использования минерального масла
• отличается невысокой стоимостью

При нагревании R-22 выше 250°С становится токсичным: образуются ядовитые испарения, разрушающие озоновый слой. В связи с этим с 2010 года в США и Европе полностью отказались от его использования. РФ также прекратила импорт кондиционеров, работающих на фреоне 22.

 

Фреон R-410А 

Достойной альтернативой фреона R-22 является R-410А (хлорофторокарбонат), который является сочетанием R-125 (50%) и   R-32 (50%). Он не содержит хлор, поэтому является безопасным для озонового слоя атмосферы.

• температура кипения равна -50,5оС.
• не имеет запаха
• не имеет цвета
• требует использования синтетического полиэфирного масла
• изотропен (возможность дозаправки системы)
• не горюч
• обладает высокой стоимостью
• нетоксичен (высокое содержание фтора) 

Фреон 410А повышает хладопроизводительность на 30-40% в сравнении с R-22. Однако требует повышения давления в системе на 20-30%, поэтому не может быть использован в качестве эквивалентной замены R-22 (требуются конструкционные изменения в системе). Обладает меньше плотностью, что позволяет уменьшить размеры теплообменников, трубопроводов и компрессоров.

 

Фреон R-407С

Фреон R-407С также выступает в качестве замены запрещенного фреона R-22. Состоит из R-32 (23%), R-125 (25%), R-134A (52%).

• температура кипения равна -50,5оС.
• не имеет запаха
• не имеет цвета
• не горючий
• нетоксичен (высокое содержание фтора)
• неизотропный
• требует использования полиэфирного масла
• обладает высокой стоимостью 

В связи с неизотропностью дозаправка в случае утечки не представляется возможной. В этом случае необходимо полностью удалить остатки фреона и заново заправить систему.

Содержание молекул водорода в фреоне R-407С меньше, чем R-22 и R-410А, что делает его менее горючим и взрывоопасным.

 

Электрический кабель

Завершительным этапом монтажа системы кондиционирования является подключение кондиционера к электрической сети и подключение межблочного кабеля кондиционера.

Для установления соединения между наружным и внутренним блоками кондиционера, для управления наружным блоком, а также для его питания используется межблочный кабель.

Наружный и внутренний блоки содержат клеммные колодки для подключения межблочного кабеля.

Определяющим параметром при выборе кабеля является мощность кондиционера.

Питающий и межблочный кабель для кондиционера выполняются из меди.

Для подключения кондиционера выбирается трех-, четырех- или пятижильный кабель. При этом одна из жил питающего кабеля обеспечивает защитное заземление кондиционера.

 

Поперечное сечение жилы определяется мощностью кондиционера:

• 1,5 мм2 – мощность до 3 кВт
• 2,5 мм2 – мощность от 3 до 5 кВт
• не менее 4 мм2–мощность до 8 кВт

 

Подключение кондиционера можно осуществить тремя способами:

1. Электропитание наружного блока обеспечивает трехжильный кабель (1 жила – фаза, 2 жила – ноль, 3 жила - заземление), при этом для информационной связи внутреннего и наружного блока используется также трехжильный кабель.
2. Электропитание подводится к наружному и к внутреннему блоку шлейфом: трехжильный питающий кабель подключается к одному из блоков, информационная связь между блоками обеспечивается посредством пятижильного кабеля (две жилы – информационные, жила – фаза, жила – ноль, жила – защитное заземление). Данный вид подключения самый распространенный для бытовых кондиционеров.
3. Электрическое питание внутреннего и наружного блока производится раздельно с помощью трехжильного кабеля. Обмен информацией между блоками обеспечивается двухжильным кабелем. 

Качество расходных материалов системы кондиционирования - решающий фактор, который определяет надежность работы климатической системы. Следует ответственно подходить к процедуре их выбора или доверить это специалистам.