Внутренний блок поддерживает в помещении только температуру внутреннего воздуха. Влажность воздуха неизвестна и может изменяться, т.к. зависит не только от характеристик кондиционера, но и от характеристик помещения.

При релейном управлении охлаждением полупериоды включения – выключения компрессора вовсе не равны. Изза неравенства полупериодов среднее за цикл значение температуры в помещении переменно.

цикл охлаждения в испарителе протекает и направлен в зависимости от начального состояния входящего воздуха, текущей холодопроизводительности внутреннего блока.

цикл осушения воздуха, побочный при стабилизации температуры воздуха, оказывает влияние как возмущение на контур стабилизации влажности.

Не опровергая вышеприведенных утверждений, попытаемся определить с помощью id диаграммы комплекс возможных значений параметров внутреннего воздуха помещений при кондиционировании местными кондиционерами в режиме охлаждения. Для этого построим область оптимальных значений внутреннего воздуха помещений ( .

Область ограничена линиями относительной влажности 30 – 60 % и температуры 20 – 25 С. Системы комфортного кондиционирования, к которым без сомнения принадлежат VRF системы, должны поддерживать параметры внутреннего воздуха в пределах данной области.

Если значения требуемой температуры внутреннего воздуха можно задавать и поддерживать с помощью внутреннего блока местного кондиционера, то значения относительной влажности крайне не желательно задавать и поддерживать с помощью систем данного класса, хотя в цикле охлаждения воздуха будет происходить его осушение. С другой стороны количество поступающей влаги в помещения от людей, с приточным воздухом и т.д. будет постоянно изменяться. Поэтому значение относительной влажности, которая установится в помещении, будет зависеть как от характеристик кондиционера, так и от характеристик помещения. Что бы определить фактическое значение относительной влажности помещения с местным кондиционированием, изучим цикл охлаждения воздуха подробно.

Идеальный, а точнее квазистационарный цикл охлаждения воздуха можно изобразить на id диаграмме следующим образом ( .

Охлаждение воздуха приводит сначала к понижению его температуры без изменения влагосодержания (цикл 1 до линии относительной влажности 100 %. Затем из воздуха выделяется конденсат, влагосодержание воздуха уменьшается по линии 100 % влажности (цикл 2 до температуры теплообменной поверхности (кипения фреона). Но это идеальный цикл, который должен происходить либо бесконечно долго, либо с бесконечно мизерными объемами воздуха. Фактически, движение воздуха во внутреннем блоке неравномерное и турбулентное, благодаря чему элементарный объем воздуха, находящийся возле теплообменной поверхности, пройдя цикл 123, смешивается с воздухом, находящимся далеко от теплообменной поверхности. цикл смешивания проходит по линии 13 и 1а точка смеси. Затем снова малая часть смешанного воздуха охлаждается по линии 1а2а цикл охлаждения воздуха в местном кондиционере проходит по линии смешивания 13, направленной от точки параметров внутреннего воздуха ( на входе во внутренний блок до точки пересечения температуры кипения фреона с линией 100 % влажности ( . весьма часто эту прямую используют для построения циклов охлаждения воздуха. но и данный цикл отличается от реального цикла охлаждения внутреннего воздуха в местном кондиционере. Но, несмотря на некоторую идеализированность, область 123 дает 100 % охват всех возможных циклов охлаждения и осушения воздуха, происходящих в любом местном кондиционере.

На цикл охлаждения по линии 13 влияют следующие факторы. При охлаждении воздуха внутренним блоком только часть поверхности кондиционера имеет температуру кипения фреона +5 С (теплообменник). Внутренняя поверхность корпуса кондиционера и дренажный поддон имеют температуру циркулирующего воздуха. К тому же при частичной загрузке внутреннего блока не весь теплообменник имеет температуру кипения фреона. Поэтому некоторая часть конденсата снова испаряется по адиабате и сдвигает цикл охлаждения вправо ( 3, цикл 1а1б).

Другим фактором, влияющим на цикл охлаждения, является турбулентность потока внутреннего воздуха. Этот фактор приводит к тому, что не все элементарные частицы успевают охлаждаться до температуры теплообменника. Поэтому цикл смешения происходит не только м. точками 13, но и по линиям 12, 12а, 12б, 12в и т.д. ( .

Это так же приводит к смещению линии обработки воздуха вправо. реальный цикл охлаждения воздуха местными кондиционерами (внутренними блоками) принадлежит области 123 и имеет вид кривой, соединяющей точки 1 и 3 ( .

Начальная точка цикла охлаждения ( совпадает с параметрами внутреннего воздуха. Параметры воздуха на выходе из местного кондиционера в значительной степени зависят от его характеристик. Важнейшей характеристикой внутреннего блока является количество отводимого явного и скрытого тепла. Любой цикл охлаждения можно разбить на эти две составляющие. Например, цикл 13а условно состоит из цикла 12а – охлаждение внутреннего воздуха без изменения его влагосодержания (явное тепло) и цикла 2а3а – осушение воздуха без изменения его температуры (скрытое тепло). Поэтому у любого местного кондиционера есть явная составляющая его мощности, которая тратится на поддержание требуемой температуры внутреннего воздуха, и скрытая составляющая, которая тратиться на осушение кондиционируемого воздуха. Как следует из рисунка 5 угол наклона касательной к кривой цикла охлаждения и прямой постоянного влагосодержания при понижении температуры воздуха на выходе из местного кондиционера увеличивается. Следовательно, чем меньше отношение производительности внутреннего блока по воздуху к его мощности охлаждения (удельный расход воздуха), тем большая часть мощности тратится на скрытое тепло. Этот вывод подтверждается и данными изготовителей VRF систем [2].

Исходя из 5 и характеристик внутренних блоков можно сделать следующий вывод: чем больше величина удельного расхода воздуха внутреннего блока (м3/ч•кВт), тем большая составляющая тратится непосредственно на поддержание температуры внутреннего воздуха.

Определим теперь относительную влажность внутреннего воздуха в кондиционируемых помещениях. Во первых, если мы проведем прямую по линии  постоянного влагосодержания через точку 3, то линии оптимальных температур 20 С и 25 С будут пересекать данную прямую в точках с 40 % и 30 % влажностью ( . Отсюда важный вывод: внутренние блоки VRF систем не могут понизить относительную влажность внутреннего воздуха ниже 30 %. Это вытекает непосредственно из температуры кипения хладагента +5 С и стремлении цикла охлаждения к точке 3 id диаграммы.

Как уже отмечалось выше, относительная влажность помещений при VRF кондиционировании зависит не только от параметров внутреннего блока, но и от характеристик помещения, а именно луча цикла (углового коэффициента) ассимиляции тепло и влагоизбытков помещения:

Где

DI  разница энтальпий м. начальным и конечным состоянием цикла, кДж/кг.

Dd разница влагосодержаний м. начальным и конечным состоянием цикла, г/кг.

Qизб полные тепловыделения в помещении, Вт.

Mвл влаговыделения в помещении, г/с.

Для офисных помещений, как наиболее часто использующих VRF системы, луч цикла принимает значения от 5000 до 15000 кДж/кг. Причем, чем выше относительная влажность в помещении, тем больше влаги уходит с вытяжным воздухом, тем больше луч цикла и меньше нагрузка на систему кондиционирования.

В качестве примера произведен расчет относительной влажности офисного помещения с двумя внутренними блоками одинаковой номинальной холодопроизводительности 2,8 кВт и разным расходом внутреннего воздуха 600 м3/ч – первый вариант и 480 м3/ч – второй вариант ( .

Относительная влажность помещения при использовании внутреннего блока с производительностью 600 м3/ч будет выше (в пределах оптимальных значений), чем при использовании внутреннего блока с производительностью 480 м3/ч. На 7 относительная влажность составила соответственно 55% и 43%. Расходы холода для поддержания требуемой температуры внутреннего воздуха 25 С в первом варианте составили 1,8 кВт, во втором варианте 2,1 кВт.

Выводы
цикл обработки воздуха внутренним блоком VRF системы в режиме охлаждения на id диаграмме можно изобразить в виде кривой, соединяющей точку параметров внутреннего воздуха ( с точкой пересечения линии относительной влажности 100 % и линии температуры кипения хладагента ( .

Относительная влажность внутреннего воздуха не может понизиться ниже 30 % при VRF кондиционировании помещений.

Чем больше удельный расход воздуха (м3/ч•кВт) внутреннего блока, тем больше доля явной производительности по холоду системы кондиционирования.

Чем больше доля явной производительности по холоду внутреннего блока VRF системы, тем выше относительная влажность в помещении (в пределах оптимальных значений).

Чем больше удельный расход воздуха (м3/ч•кВт) внутреннего блока, тем меньше суммарная нагрузка на систему кондиционирования.

Литература
Сотников А.Г. Современные автономные кондиционеры (теория, оборудование, проектирование, испытание, эксплуатация). СПБ. 2004.

FUJITSU GENERAL LIMITED. Variable Refrigerant Flow System. Multi Air Conditioning System for Buildings. Technical data. 2004.