Своими руками Система канальной вентиляции и кондиционирования в обыкновенной хрущевке

Защитим экологию Челябинска и области!

Идея создания системы вентиляции, точнее, подачи свежего воздуха, витала в воздухе давно. 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.

Система канальной вентиляции и кондиционирования в обыкновенной хрущевке

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. При этом труба в квартиру просто заходила через форточку. ;-) Результат был просто фантастический - свежий и чистый воздух. Думаю, что всем городским жителям приходилось стирать пыль с подоконника, которую 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 классическую схему приточной установки:

Классическая схема система канального кондиционирования

Я стал проектировать свою чем-то похожую систему, но с учетом реалий нашей жизни, таких как экономичность установки в целом и возможность ее работы зимой при температуре -40С.

Так как большинство кондиционеров имеют наполнение высокотемпературным фреоном, то они работоспособны только до температуры -5С, что в наших широтах неприемлемо. Подогрев входящего воздуха при -40С на улице жизненно важен. В этих условиях был выбран кондиционер-моноблок, так называемый "оконник", поскольку его легко модифицировать для работы в качестве канального кондиционера. Кроме того, за счет своей "моноблочности" он достаточно дешев и надежен. Все соединения сварные, соответственно постепенная утечка фреона, характерная для сплит-систем, невозможна.

Для решения "зимней" проблемы было решено сделать вытяжку "отработанного" воздуха через внешний радиатор кондиционера. То есть теплый воздух не будет просто выходить на улицу. Вместо этого он будет обогревать кондиционер, обеспечивая нормальный режим его работы, даже при -40С. Также 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 кондиционера, - по факту это физика за 6-ой класс. Расчет кондиционера в excel-формате (0.017 MB). Итого получилось, что для двухкомнатной квартиры вполне достаточно 3,3 кВт (тепловая мощность). Выбор реверсивных оконников достаточно широк и можно найти любой в широком диапазоне мощностей, от 1,5 до 7 кВт тепловой мощности.

Мною был выбран реверсивный кондиционер LG LW-C1260AHG:

Общие характеристики
ТипОконный
УстановкаВ оконный проем
Пульт дистанционного управленияНет
Таймер включения/выключенияНет
Фильтры тонкой очистки воздухаНет
Другие функции и особенностиВозможность регулировки направления воздушного потока
Дополнительная информацияОтклонение потока воздуха в 4-х направлениях, решетка открывается в две стороны, выдвижное шасси
Габариты кондиционера600x380x567 мм, (ВхШхГ)
Режимы работы
Основные режимыОхлаждение/обогрев
Мощность в режиме охлаждения3662 Вт
Мощность в режиме обогрева3662 Вт
Потребляемая мощность (охлаждение/обогрев)1350/1150 Вт

Схема воздушных потоков у меня получилась следующая:

Cхема воздушных потоков

Реализация.

Теперь фотографии реализации конкретных узлов.

На следующих фотографиях входной бумажный фильтр с подсоединенной к нему алюминиевой трубой диаметром 200мм. Была реализована термозащита блока забора воздуха, для чего использован пенопласт толщиной 40мм, а также решетка воздухозабора.

Внешний вид блока забора воздухаКрышка открытаВнутренний вид блока забора воздухаВнутренний вид блока забора воздуха

Далее фотографии сборки узлов системы. Здесь видно шкаф, сделанный на балконе, со всеми отсеками. Следует обратить внимание на верхний отсек, куда в последствии был установлен итальянский вентилятор и один из фильтров.

Внутренний вид шкафа до установки оборудованияФильтры в сборе и итальянский (или испанский) вентиляторЧертеж вентилятора SMT-150Внутренний вид шкафа с установленным вентилятором и фильтром

Кондиционер в сборе. Мордочка выполнена из прозрачного оргстекла (крепеж на уголках, чтобы не растрескалось), а герметизация силиконовым нейтральным герметиком. Забор воздуха будет осуществляться с мордочки, после чего его нагнетание вбок.

Кондиционер в сборе - вид спереди - внутренний контурКондиционер в сборе - вид сзади - виден внешний контур

Также на фотографиях видно, что в электрическую схему кондиционера были внесены изменения. В основном это установка дистанционного управления, то есть силовых реле, предназначенных для включения компрессора, клапана и управления вентилятором.

Кондиционер в сборе - вид спередиКондиционер в сборе - вид спередиКондиционер в сборе - силоваяПриточная вентиляция обдувает компрессор для исключения его перегреваКондиционер в сборе - вид через решеткуВид снаружи - видна выходная решеткаВид снаружи - видно обе решетки (в процессе изготовления)Вид снаружи - что получилось в итоге

Вид внутри квартиры:

Приточная вентиляция без решеткиПриточная вентиляция с установленной решеткойПриточная вентиляция без решеткиПриточная вентиляция с установленной решеткойВытяжка - заборная решеткаВытяжка - заборная решеткаПриточная вентиляция - вид со стороны недоделанной комнатыВытяжка из серверной (бывшая кладовая)

Важные моменты.

Тонкая механическая фильтрация воздуха жизненно 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 его радиатор, и кондиционер придется демонтировать для очистки.

Воздушные каналы выполнены или из готовых алюминиевых труб или коробов из алюминиевой 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 кондиционером приведены ниже:

Блок питания обеспечивает постоянное напряжение 24-26В до 0.8А для питания силовых реле. В системе сразу предусмотрено ручное управление с помощью центрального переключателя. Используется родной переключатель, что стоял в кондиционере до переделки его электрической схемы. На диодах реализована развязка цепей управления - ДДЛ. ;-) Силовая 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 отсутствии 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. Светодиоды установлены для контроля за состоянием кондиционера. Никаких особенностей схема не имеет. Для контроля за температурой используются Датчики TMP-03 (0.242 MB).


Датчики.

Как уже было написано, датчики температуры используются готовые - TMP-03. Внутри квартиры датчики "активные" и оформлены декоративно, плюс имеют вентиляторы для увеличения скорости реагирования. Вентиляторы взяты готовые из фирменных "боксовых" intel P133/166, при включении на +5В они абсолютно бесшумны.

Внешний вид датчика в сбореДатчики в боре - вид сверхуДатчики в боре - вид снизуВнешний вид установленного датчикаВнешний вид датчика в медной трубке с силиконом

Программа управления.

Программа пока отлаживается и доделывается - по мере появления свободного времени. Можно скачать исходник одной из версий: Программа управления P123.ASM (0.007 MB). Все основные алгоритмы уже тут есть. Если есть вопросы - задавайте в форуме: Тематический форум, посвященный данному решению.

Скриншот экрана программы управления сразу после запуска:

Скриншот экрана сразу после запуска

Самая верхняя строка с надписью MODE показывает текущий режим системы.

В верхней части экрана расположена информация по датчикам температуры:

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

Далее рассмотрим график. Он рисуется по точке за каждое измерение со всех датчиков, то есть примерно 1 раз в 10-12 секунд. Перед выводом очередной точки он сдвигается влево, аналогично графиками в диспетчере задач в Windows NT. ;-) 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 удостоверится в готовности кондиционера, красная - это включение компрессора.

На скриншоте видно, как происходит регулирование

На скриншоте очень хорошо видно, как происходит регулирование: сначала температура в комнате (мы любим тепло в квартире) укладывается 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.

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.


Комплекс в работе.

Несколько фоток комплекса в работе. Он собран в летом 2003 года и работает и по ныне.

Комплекс в работеКомплекс в работеКомплекс в работе

Заборный фильтр в процессе эксплуатации.

Фотки заборного фильтра после двух месяцев и после года использования.

Заборный фильтр через два месяца!Заборный фильтр через год работы

Так это все осталось на фильтре, - иначе бы все было в квартире через открытую форточку.


Модификация системы вытяжной вентиляции.

Привожу фотографии обновленной системы вытяжной вентиляции. В нее установлен фильтр и вытяжной вентилятор на 200 мм.

Обновленная система вытяжной вентиляцииОбновленная система вытяжной вентиляцииОбновленная система вытяжной вентиляцииОбновленная система вытяжной вентиляцииОбновленная система вытяжной вентиляцииОбновленная система вытяжной вентиляцииОткрыта крышка фильтраВставка Фильтра извлечена и готова к мойке

Периодически (раз в 3 месяца) провожу чистку фильтра вытяжной вентиляции.

Последняя фотография очень показательна тем, что:

  • Объясняет необходимость фильтра, - иначе бы внешний контур кондиционера давно засорился.
  • Показывает эффективность вытяжной вентиляции и особенно нижнего расположения воздухозаборников (так больше пыли из квартиры удаляется).

F.A.Q.

  • Q: Куда спрятаны воздуховоды?

    A: В стены конечно.

  • Q: Не мешает ли шум?

    A: А шума-то собственно и нет - так как эта система в отличие 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: 3-й.

  • 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 алюминиевая труба, обернутая нетканым материалом 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 2003-го). Оконник от LG оказался на редкость живучим. Собственно, 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, насколько 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, то есть 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 внутренний. 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 сделан?

    A: Во-первых, забор из комнаты пыли. Во-вторых, зимой забирает холодный воздух, то есть, получается меньше разница температур между полом и потолком, - пол становится более теплым.

  • Q: C повышенной влажностью поступающего воздуха как-то боретесь?

    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 до испарителя и как следствие снижение КПД кондиционера 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 30-35 тыс. рублей.

  • Q: А как сам короб организован? Из чего он сделан?

    A: Из толстой алюминиевой фольги, толщиной 0.5 мм. Продавалась в отделе "все для саун". Соединены также, как кровельные листы на крыше скрепляются.

  • Q: Какое сечение получилось?.

    A: 80х100.

  • Q: Как скреплены сегменты?

    A: Силиконовым нейтральным герметиком (не путать с уксусным).

  • Q: Какой длины сделаны сегменты?

    A: По 1-1.5м.

  • Q: Как сделаны повороты и углы?

    A: Из фольги по месту.

  • Q: Какие морозы система уже пережила?

    A: -43С в 2009 году. 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 помощник. ;-) Хотя следует отдать должное, одному сплиту применение я таки нашел - 1.5 кВт, охлаждает серверную (кладовку) и греет балкон, дабы там белье сушилось быстрее. ;-)

  • Q: На дворе 2010 год - какие планы?

    A: На горизонте 4х-5ти комнатная новая квартира большой (>120кв.м) площади. Очевидно, что без современной системы вентиляции не обойдется. ;-) Система не будет строится, как бюджетная, но успешный опыт использования оконников в качестве канальников будет учтен. Алгоритмы управления будут защиты в микроконтроллеры, плюс все в современном стиле - WEB-морда управления и т.д. В дальнейшем, после пуска системы начнем выполнять заказы на комплекты управления (т.е. шкаф управления: микроконтроллер, фирменное ПО управления). Собственно система, отработавшая 7 лет - это показатель качества и надежности.

  • Q: Есть вопросы, как связаться ?

    A: Пишите на remont()maxiol.com или на форуме: Тематический форум, посвященный данному решению.


Благодарности.

Выражаю благодарности:

  • Курящему соседу за последний толчок к созданию системы.
  • Моей супруге, поддержавшей 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 за БК0011М.
  • Алексею Надежину за Турбо8 в котором написана программа и ANDOS v3.30.
  • Игорю Березинцеву за программу BKPCX при помощи которой я перегоняю скриншоты на PC.
  • Игорю Меринову и Сергею Пальцеву за дискеты 5.25".
  • А также всем, кто задавал вопросы - на них построен F.A.Q.

 
Поделитесь:
,  друзья тоже любят читать интересные статьи :)

Комментарии: (1)

Admin

Сообщение #16 от 03.12.2010 09:44
Примерно понятна система, хотя фотки системы сверху донизу бы не помешали. И еще не понятно, где у вас входят воздуховоды в квартиру и как они идут внутри. Под потолками или вдоль стен как-то? Автоматика на базе ПК - это конечно нечто! Только может стоило взять хотя бы первый пентиум какой-нибудь? ;-)

Всего : 1, на странице: 1

Добавлять комментарии могут лишь зарегистрированные пользователи.
Если вы уже зарегистрированы, пожалуйста, авторизуйтесь.
Альтернативная авторизация:

Копирайт © 2010-2019 YOUVENT.RU
При использовании материалов сайта ссылка обязательна
О сайте | Эл. почта: youvent@yandex.ru