Система канальной вентиляции и кондиционирования в обыкновенной хрущевке

  1. Введение
  2. Первые пробы
  3. Проект и расчеты
  4. Реализация
  5. Важные моменты
  6. Блок управления
  7. Датчики
  8. Программа управления
  9. Скриншоты работы программы управления
  10. F.A.Q.
  11. Благодарности
  12. Новости

Введение

Идея создания системы вентиляции - точнее подачи свежего воздуха витала в воздухе давно - а первым толчком был дым от сигарет соседа по диагонали. Он выходил на балкон и курил самые дешевые сигареты а мы с женой не выносим запаха курева :(. Короче меня достало и переговоры с соседом ничего не дали.
Даже были были определенные крамольные членовредительские мысли - есть даже карикатура есть: Сосед
Форточку пришлось закрыть и придумать что-то чтобы душно не стало.

Первые пробы

Первый вариант вентиляции представлял собой хороший бумажный фильтр и вентилятор, установленные на балконе, и трубу в форточку ;-) Результат был просто фантастический - свежий воздух и при этом чистый (думаю что всем городским жителям приходилось стирать пыль с подоконника что надуло из форточки). Количество пыли в квартире сократилось на порядок.

Проект и расчеты

По мере планирования ремонта в квартире я стал рассчитывать и планировать систему вентиляции и кондиционирования: ориентируясь на Классическая схема система канального кондиционирования
я стал проектировать свою но с учетом реалей нашей жизни - таких как экономичность системы в целом и возможность работы зимой при -40С
Так как большинство кондиционеров имеют наполнение выскотемпературным фреоном - те они работоспособны только до температуры -5С, что в наших широтах неприемлемо, хотя подогрев входящего воздуха при -40С на улице жизненно важен....
В этих условиях был выбран кондиционер-моноблок так назваемый "оконник" так как он легко модифицируем для работы в качестве канального кондиционера и за счет своей "моноблочности" достаточно дешев и надежен (все соединения сварные) и постепенная утечка фреона характерна для сплит-систем невозможна.
Для решения "зимней" проблемы было решено сделать вытяжку "отработанного" воздуха через внешний радиатор кондиционера - то есть теплый возух не будет просто выходить на улицу а обогревать кондиционер, обеспечивая нормальный режим работы даже при -40С. Так же это правильно и с экономической точки зрения - тепло возвращается в квартиру а не просто выбрасывается (вместе с деньгами ;-))!
Для начала взялся за расчет необходимой мощности кондицонера - по факту это физика за 6й классРасчет кондицонера.xls
Итого получилось что для 2х комнатной квартиры вполне достаточно 3,3квт (тепловая мощность), и конечно был выбран реверсивный кондиционер:

LG LW-C1260AHG

Общие характеристики
Тип оконный
Установка в оконный проём
Управление
Пульт дистанционного управления нет
Таймер включения/выключения нет
Общее
Уровень шума (мин./макс.), дБ нет данных / нет данных
Фильтры тонкой очистки воздуха --
Другие функции и особенности возможность регулировки направления воздушного потока
Дополнительная информация отклонение потока воздуха в 4-х направлениях, решетка открывается в две стороны, выдвижное шасси
Режимы работы
Основные режимы охлаждение / обогрев
Мощность в режиме охлаждения, Вт 3662
Мощность в режиме обогрева, Вт 3662
Потребляемая мощность (охлаждение / обогрев), Вт 1350 / 1150
Дополнительные режимы
Габариты
Внутреннего блока сплит-системы или мобильного кондиционера (В х Ш х Г), мм нет
Наружного блока сплит-системы или оконного кондиционера (В х Ш х Г), мм 600x380x567

Вообще выбор реверсивных оконников достаточно широк и можно выбрать любой в широком диапазоне мощностей от 1,5 до 7 квт тепловой мощности.
Вобщем получилась следующая схема воздушных потоков shema.png

Реализация

А теперь фотографии реализации конкретных узлов:
Входной фильтр: на фотографиях отлично видно бумажный фильтр и присоединенную к нему аллюминиевую трубу 200мм
Внешний вид блока забора воздуха Крышка открыта Внутренний вид блока забора воздуха Внутренний вид блока забора воздуха
На фотографиях хорошо видно термозащита блока забора воздуха - пенопласт 40мм, а также решетка воздухозабора

Далее фотографии сборки узлов системы
Внутренний вид шкафа до установки оборудования Фильтры в сборе и итальянский(или испанский?) канальный вентилятор Рисунок вентилятора SMT-150 Чертеж вентилятора SMT-150 Внутренний вид шкафа с установленным венитятором и фильтром
Здесь хорошо видно шкаф со всеми отсеками - следует обратить внимание на верхний отсек - туда будет установлен итальянский вентилятор (см. фото) и один из фильтров

Кондиционер в сборе
Кондиционер в сборе - вид спереди - внутренний контур Кондиционер в сборе - вид сзади - виден внешний контур
Мордочка выполнена из оргстекла: крепеж на уголках - дабы не растерскалось, а герметизация cиликоновым нейтральным герметиком. Забор воздуха с мордочки и нагнетание вбок Также на фотографиях видно что в электрическую схему кондиционера были внесены изменения - в основном это установка дистанционного управления - те силовых реле для включения компрессора, клапана, управления вентилятором.

Установка кондиционера
Кондиционер в сборе - вид спереди Кондиционер в сборе - вид спереди Кондиционер в сборе - cиловая Кондиционер в сборе - приточная вентиляция обдувает компрессор для исключения его перегрева Кондиционер в сборе - вид через решетку Вид снаружи - видна выходная решетка Вид снаружи - видно обе решетки (в процессе изготовления) Вид снаружи - итого что получилось

Вид внутри квартиры
Приточная вентиляция - без решетки Приточная вентиляция - с установленной решеткой Приточная вентиляция - без решетки Приточная вентиляция - с установленной решеткой Приточная вентиляция - с установленной решеткой (полосы на обоях это блики от вспышки) Приточная вентиляция - с установленной решеткой (полосы на обоях это блики от вспышки) Вытяжка - заборная решетка Вытяжка - заборная решетка Приточная вентиляция - вид со стороны недоделанной комнаты Вытяжка из серверной (бывшая кладовка)


Важные моменты


Тонкая механическая Фильтрация воздуха жиненно необходима в системе - иначе в каналах заведется плесень и грязь. Также важна фильтрация воздуха в обратном контуре перед кондиционером - иначе вся волокнистая пыль быстро забьет радиатор и кондиционер придется демонтировать для очистки.
Воздушные каналы выполнены или из готовых аллюминиевых труб или коробов из аллюминиевой фольги. Пластик не применим ибо будет пахнуть и впитывать запахи. Также следует тщательно выполнить теплоизоляцию каналов приточной вентиляции для исключения образования конденсата и уменьшения потерь. Вся герметизация каналов выполняется нейтральным силиконовым герметиком.

Блок управления

Схемы блока управления кондицинером приведены ниже:
Cиловая часть
Блок питания обеспечивает постоянное напряжение для питания силовых реле - те 24-26В до 0.8А. В системе сразу предусмотренно ручное управление с помощью центрального переключателя (используется родной переключатель что стоял в кондицонере до переделки его электрической схемы). На диодах реализована развязка цепей управления - ДДЛ ;-). Cиловая часть (220в) разделена на две сегмента - чистое и грязное; это сделано потому что у меня в квартире чистое питание это через бесперебойник для обеспечения свежим воздухом и при отсутсвиии света. Компрессор же может быть включен только при наличии силового (грязного) питания. Также есть еще зарезервированная функция - разморозка. Потребуется ли она - покажет время. Пока (за 1.5 года эксплуатации системы) она не потребовалась.
Схема сопряжения с БК-0011М
Эта схема собирается в корпусе и на плате от блока КМ. Cветодиоды установлены для контроля за состояниием кондиционера. Никаких особенностей схема не имеет. Для контроля за темературой используются датчикиTMP-03.


Датчики


Как уже было написано датчики температуры используются готовые - TMP-03.
Внутри квартиры датчики "активные" и оформлены декоративно (и имеют вентиляторы для увеличения скорости реагирования). Вентиляторы взяты готовые из фирменных "боксовых" intel P133/166, при включении на +5в они абсолютно бесшумны.
Фотографии:
Внешний вид датчика в сборе Датчики в сборе вид сверху Датчики в сборе вид снизу Внешний вид установленного датчика Внешний вид датчика в медной трубке с силиконом Заборный фильтр через два месяца (!)


Программа управления


Программа пока отлаживается и доделывается - по мере появления свободного времени. Можно скачать исходник одной из версий: P123.ASM
Все основные алгоритмы уже тут есть. Если есть вопросы - задавайте в нашем Форуме


Скриншоты работы программы управления


Вот это скриншот экрана сразу после запуска:

Cамая верхняя строка - с надписью MODE: показывает текущий режим системы
В верхней части экрана расположена информация по датчикам температуры:

Вход - это температура забираемого воздуха после фильтра
Выход - это температура воздуха после кондиционера
Компрессор - это температура корпуса компрессора - нужна для слежения за его состоянием
 Испаритель - это температура досипарителя кондиционера - нужна для отслеживания обмерзания
 Обратный контур - это температура подаваемого в обратный контур конционера воздуха
Маленькая комната - это температура у потолка маленькой комнаты
Большая комната - это температура в большой комнате
Ванная - это температура в ванной
Кухня - это температура в кухне

Далее рассмотрим график - он рисуется по точке за каждое измерение со всех датчиков - т.е. примерно 1 раз в 10-12сек. Перед выводом очередной точки он сдвигается влево - аналогично графиками в диспетчере задач в WindowsNT ;-).
Синяя линия это температура Вход, Зеленая линия это Выход а красная это Маленькая комната.
Еще ниже видны графики - режимы: Зеленый - это включение вытяжки из квартиры (заметно что он включается первым), Синяя это включение воздухозабора - он включается только после того как система удостоверется в готовности конционера и красная это включение компрессора.

На этом скриншоте очень хорошо видно как происходит регулирование: cначала температура в комнате (мы любим тепло в квартире) укладвыется в заданный диапазон +-0.5C и система работает в режиме вентиляции - затем она начинает нагревать и выключает компрессор по достижению заданной температуры.

Далее все тоже но через несколько минут: видно как система вошла в режим

Дальнейшее расширение базы скриншотов планируется по мере накопления базы ;-) - думаю холода еще будут - будут и графики.

F.A.Q.


Q: Куда спрятал воздуховоды?
 A: В стены конечно.
Q: Не мешает ли шум ?
A: А шума-то собственно и нет - так как эта система в отличии от сплит-а абсолютно бесшумна!
Q: У меня вопрос по бумажным фильтрам и пр. Из чего они сделаны ?
A: это автомобильные бумажные фильтры - у меня стоят от ТАТРЫ

Q: Как часто их приходится менять ?
A: раз в год заборный

Q: Балкон на каком этаже ?
A: 3й

Q: Куда выходит - во двор, на улицу. ?
A: на улицу, но не очень оживленную - хотя бывает что ее открывают для грузовиков

Q: Из чего сделана толстая белая кишка на фото?
 A: это аллюминиевая труба обернутая нетканым материялом и сверху белым пенполиэтиленом - для теплоизоляции
Q: Сколько отработала система? Даже точнее, отработала ли она нормально зиму? Лето?
A: На данный момент (апрель 2010) система отработала почти 7 лет (с лета 2003его)
оконник от LG оказался на редкость живучим. cобственно а что ему сделается ?
Q: Лето - на сколько я понимаю обычный кондей (все равно канальник, оконник, сплит) охлаждает воздух в помещении многократно прогоняя его через себя. А у Вас, на сколько я понял, всего один проход. Все нормально?
A: Да. прошлым летом было до 33-35С но при этом кондиционер давал поток с температурой +8C обеспечивая заданную температуру в квартире
Q: Зима - у кондеев, работающих на обогрев при больших минусах, как я понимаю, есть предпусковой подогрев наружного блока, чтоб система "оттаяла" перед пуском. В вашей схеме подогрев осуществляется выходным контуром. Как при этом осуществляется предпусковой подогрев? Или система работает нон-стопом?
A: Именно - т.е. выходящий воздух обогревает и обеспечивает предпусковой нагрев, а программа не пускает компрессор пока он не нагреется до +5С
Q: Кстати на схеме которая на сайте не очень понятно, как сделан выдув наружу... вентилятор подает воздух из комнаты во внешний контур, а приток с улицы идет во внтренний... Ему не холодно?
A: Нет конечно - ибо подача холодного воздуха только с морды - а все потроха кондиционера во внешнем и ему всегда тепло

Q: Как осуществляется отвод конденсата от "наружного блока" летом?
A: Той же системой.
Q: Каково соотношение производительности входного и выходного контуров, в м3.ч?
A: Вход 8-8.5 кубов в минуту; выход - около 3-4 остальное выходит через стандартную вентиляцию
Q: Почему забор воздуха из комнаты снизу сделал?
A: 1е забор из комнаты пыли. 2е зимой забирает холодный воздух - те получается меньше разница температур между полом и потолком - пол становится более теплым
Q: C повышенной влажностью поступающего воздуха как-то борешься?
A: нет - так как зимой нет повышенной влажности - а летом кондиционер сам с ней борется ;-)
Q: Что происходит в случае обмораживания системы
 A: На стадии отладки программы управления, при -25С бывали случаи обледенения доиспарителя и как следствие снижение КПД конционера в целом. Однако ПО было скорректировано и отлажено до полного исключения таких ситуаций, а также был внесен защитный алгоритм "разморозки"
Q: Во сколько примерно система обошлась
 A: примерно 30-35тыр
Q: А как сам короб организовывал? Из чего он сделан?
A: Из толстой аллюминиевой фольги 0.5мм - продавалась в отделе "все для саун". Соедены так же как кровельные листы на крыше скрепляются.
Q: Какое сечение получилось?
A: 80х100
Q: Как скреплял сегменты?
A: Cиликоновым нейтральным герметиком (не путать с уксусным!)
Q: Какой длины делал сегменты?
A: по 1-1.5м

Q: Как делал повороты и углы?
A: из фольги по месту

Q: Какие морозы твоя система уже пережила?
A: -43С в 2009ом. Компрессор работал на нагрев постоянно
Q: Да на такие деньги сплит купить можно
 A: Можно но не нужно ;-) кому нужен шумный и совершенно непригодный зимой сплит ? я сторонник свежего воздуха в квартире в любое время года а он тут не помошник ;-) Хотя следует отдадть должное - одному сплиту применение я таки нашел - 1.5КВт охлаждает серверную (кладовку) и греет балкон - дабы там белье сушилось быстрее ;-)

Q: Есть вопросы - как связаться ?
A: Пишите на remont()maxiol.com или на форуме


Благодарности


Выражаю благодарности:
- курящему соседу за последний толчок к созданию системы
- моей супруге, поддержавщей это начинание ;-)
- фирме LG за кондиционер удобный для подобных переделок
- фирме DEC за PDP11
- фирме Samsung за отличные 5.25" дисководы, умеющие работать в XT режиме - они послужили прекрасной заменой устаревшим MC5305
- заводу Экситон на БК0011М
- Алексею Надежину за Турбо8 в котором написана программа и ANDOS v3.30
- Игорю Березинцеву за программу BKPCX - при помощи которой я пергоняю скриншоты на PC
- Игорю Меринову и Сергею Пальцеву за дискеты 5.25"
- а также всем кто задавал вопросы - на них построен FAQ



Новости


Q: На дворе 2010й - какие планы ?
A: На горизонте 4х-5ти комнтатная новая квартира большой (>120квм) площади
очевидно что без современной системы вентиляции не обойдется ;-)
cистема не будет строится как бюджетная, но успешный опыт использования оконников в качестве канальников будет учтен
алгоритмы управления будут защиты в микроконтроллеры + все в современном стиле - WEB-морда управления итд итп.
в дальнейшем, после пуска системы начнем выполнять заказы на комплекты управления (те шкаф управления: микроконтроллер, фирменное ПО управления)
собственно система отработавшая 7 лет это показатель качества и надежности.
Предварительные зявки на блоки управления и пожелания ждем на remont()maxiol.com

Q: Год 2014й - что нового ?
A: Доступны для заказа метеостанции, модули мониторинга температуры, влажности, управления освещением.
Подробно о продукции - Системы Автоматизации MAXIOL

На главную Меню проектов

Maxiol Studio