Využití venkovních jednotek FUJITSU

pro konstrukci systémů přímého chlazení a topení na principu tepelného čerpadla

Vlastnosti venkovních jednotek FUJITSU umožňují jednoduchý návrh a konstrukci zdrojů chladu a tepla, pracujících na principu tepelného čerpadla.

Venkovní jednotky obsahují:

• Kompresor, u inverterových jednotek s proměnným výkonem, napájený z frekvenčního měniče
• vzduchový lamelový výměník s ventilátorem, u inverterových jednotek s proměnným výkonem, napájeným z frekvenčního měniče
• elektronicky řízený expanzní ventil (EEV), ovládaný krokovým motorkem
• další součásti pro zajištění funkce jednotky (ventily, filtry, snímače teplot a tlaků apod.)
• elektronický řídící systém, který na základě požadovaného chladícího nebo topícího výkonu řídí výše uvedené komponenty k zajištění tohoto výkonu, s ohledem na vnější podmínky a zajištění všech provozních a bezpečnostních podmínek.

Projekce chladícího nebo topícího systému se tím výrazně zjednoduší. Návrh sestává z těchto kroků:

1. Stanovení tepelného výkonu venkovní jednotky. Na jeho základě se zvolí vhodný model venkovní jednotky, z dostupné výkonové řady.
2. Návrh vnitřního výměníku, s výkonem minimálně rovným výkonu venkovní jednotky.
3. Návrh způsobu řízení, nebo regulace.

Venkovní jednotky Fujitsu-General se vyrábějí jak v provedení s kompresorem s konstantními otáčkami, tak v provedení Inverter. Jednotky v rozsahu výkonů 2,1 až 16 kW jsou dostupné v obou verzích, jednotka 25 kW má dva kompresory s možností chodu na 50% nebo 100% výkonu.

Vnitřní výměník může být podle druhu média jak vzduchový tak vodní. Jeho návrh provádí zpravidla jeho výrobce, na základě požadovaného tepelného výkonu a dalších vstupních parametrů (teploty, tlaku, druh média apod.). Tento výměník se při kompletaci systému propojí s venkovní jednotkou pomocí chladivového potrubí.

Venkovní jednotku je třeba doplnit o komunikační modul ATW, umožňující její ovládání pomocí povelů z regulačního, nebo nadřazeného řídícího systému. Popis tohoto modulu je uveden dále.

1. Ovládání venkovních jednotek Fujitsu pomocí modulu ATW-C-90R

Tento modul je určen pro venkovní jednotky vybavené kompresorem s konstantními otáčkami

Specifikace vodičů:
Vstupy ON a H/C: Cu 0,75 - 1,5 mm2, max. délka 50 m
Propojení mezi modulem a venkovní jednotkou: CYKY 3x 1,5 mm2
Teplotní čidlo vnitřního výměníku: stíněný kabel 0,5 - 1,0 mm2 max. délka 10 m

Vstupy modulu:
ON = ovládání chodu jednotky (spojeno = START, rozpojeno = STOP)

H/C = přepínání režimů Topení/Chlazení (rozpojeno = CHLAZENÍ)
V případě použití jednotky pouze pro topení propojte svorky drátovou propojkou.

Výstupy modulu:
DEF = 230 VAC, max. 100VA výstup pro topný kabel vyhřívání vany a potrubí pro odvod kondenzátu, který vzniká v režimu topení při odtávání. Výstup je aktivní ještě cca 10 minut po skončení odtávání.

ERR = 230 VAC, max. 100VA výstup - indikace poruchy venkovní jednotky (na objednávku)

ON = 230 VAC, max. 100VA výstup - indikace chodu kompresoru (na objednávku)

+12 = +12V, max. 1 mA, napájení zdroje signálu (kontaktu) ON a H/C

RS232: sériové rozhraní pro monitorování chodu modulu a venkovní jednotky pomocí PC.

Umístění modulu
Ovládací jednotka může být umístěna buď uvnitř budovy (např. ve skříni regulace), nebo přímo v kondenzační jednotce v prostoru elektroniky. Je třeba počítat s délkou kabelu od teplotní sondy, která by měla být co nejkratší.

Připojení modulu
Ovládací jednotka je s kondenzační jednotkou propojena kabelem CYKY 3x 1,5Cu. Dbejte na správné propojování vodičů! Chybné zapojení způsobí zničení komunikačního modulu a procesorové desky kondenzační jednotky. (Komunikační svorku na venkovních jednotkách Fujitsu poznáme podle červeného vodiče, propojujícího svorkovnici s deskou elektroniky).

Umístění teplotní sondy ETS

Teplotní sonda ETS snímá teplotu vnitřního výměníku. Měla by být umístěna pokud možno v polovině délky výměníkového potrubí. Při použití deskového kondenzačního výměníku se umisťuje přímo na stěnu výměníku, mezi vstup vody a výstup chladiva. V případě použití jednotky pouze pro chlazení je možno umístit sondu na vratné potrubí chladiva. Sonda musí mít dobrý tepelný kontakt s potrubím (např. pomocí tepelně vodivého tmelu) a musí být dobře tepelně izolovaná od okolního prostředí.
K výrobě prodlužovacího vedení je možno použít pouze stíněný kabel. Celková maximální délka kabelu je 10 m.

Zkušební provoz

• Po přivedení napájecího napětí na kondenzační jednotku se na modulu krátce rozsvítí zelená LED a vzápětí zhasne.
• V případě, že zelená LED svítí trvale, znamená to, že se z venkovní jednotky nevrací komunikační signál. Příčinou může být přerušený komunikační vodič, nebo vadná deska elektroniky venkovní jednotky.
• Po propojení svorek +12V a ON (signál START) začne probíhat 30s bezpečnostní prodleva. Po jejím skončení dojde k inicializaci 4-cestného ventilu a LED začne LED blikat krátkými záblesky s delšími mezerami.
• Je-li modul nastaven do režimu chlazení (svorky +12V a H/C rozpojeny), bliká LED zeleně, v režimu topení bliká LED červeně.
• Po 30s se spustí kompresor a LED bliká dlouze s krátkými mezerami.
• Po rozpojení svorek +12V a ON (signál STOP) se zastaví kompresor a blikání LED se změní na krátké záblesky s delšími mezerami. Po 30s LED zhasne.
• Při odpojení napájecího napětí na jednotku se krátce rozsvítí červená LED a zhasne.
• Změna režimu Topení/Chlazení je možná ve stavu STOP i START. Ve stavu START změna režimu proběhne v pořadí výše uvedených bodů.

Upozornění: V zájmu spolehlivosti a dlouhé životnosti kompresorů je nutno zajistit, aby počet jejich startů byl nejvýše 6 krát za jednu hodinu.

2. Ovládání venkovních jednotek Fujitsu pomocí modulu ATW-C-INV

Tento modul je určen pro venkovní jednotky, vybavené kompresorem s plynulým řízením výkonu pomocí frekvenčního měniče

Specifikace vodičů:
Vstupy ON a H/C: Cu 0,75 - 1,5 mm2, max. délka 50 m
Propojení mezi modulem a venkovní jednotkou: CYKY 3x 1,5 mm2
Teplotní čidlo vnitřního výměníku: stíněný kabel 0,5 - 1,0 mm2 max. délka 10 m

Vstupy modulu:
ON = ovládání chodu jednotky analogovým signálem (napětím v rozsahu 0-10V se zadává požadavek na výkon v rozsahu 0 až 100%, při 0V = Stop kompresoru)

H/C = přepínání režimů Topení/Chlazení (rozpojeno = CHLAZENÍ).
V případě použití jednotky pouze pro topení propojte svorky drátovou propojkou.

Výstupy modulu:
DEF = 230 VAC, max. 100VA výstup pro topný kabel vyhřívání vany a potrubí pro odvod kondenzátu, který vzniká v režimu topení při odtávání. Výstup je aktivní ještě cca 10 minut po sklončení odtávání.

ERR = 230 VAC, max. 100VA výstup - indikace poruchy venkovní jednotky (na objednávku)

ON = 230 VAC, max. 100VA výstup - indikace chodu kompresoru (na objednávku)

+12 = +12V, max. 1 mA, napájení zdroje analogového signálu (např. odporového děliče), kontaktu H/C

RS232: sériové rozhraní pro monitorování chodu modulu a venkovní jednotky pomocí PC.

Umístění modulu
Ovládací jednotka může být umístěna buď uvnitř budovy (např. ve skříni regulace), nebo přímo v kondenzační jednotce v prostoru elektroniky. Je třeba počítat s délkou kabelu od teplotní sondy, která by měla být co nejkratší.

Připojení modulu
Ovládací jednotka je s kondenzační jednotkou propojena kabelem CYKY 3x 1,5Cu. Dbejte na správné propojování vodičů! Chybné zapojení způsobí zničení komunikačního modulu a procesorové desky kondenzační jednotky. (Komunikační svorku na venkovních jednotkách Fujitsu poznáme podle červeného vodiče, propojujícího svorkovnici s deskou elektroniky).

Umístění teplotní sondy ETS

Teplotní sonda ETS snímá teplotu vnitřního výměníku. Měla by být umístěna pokud možno v polovině délky výměníkového potrubí. Při použití deskového kondenzačního výměníku se umisťuje přímo na stěnu výměníku, mezi vstup vody a výstup chladiva. V případě použití jednotky pouze pro chlazení je možno umístit sondu na vratné potrubí chladiva. Sonda musí mít dobrý tepelný kontakt s potrubím (např. pomocí tepelně vodivého tmelu) a musí být dobře tepelně izolovaná od okolního prostředí.

K výrobě prodlužovacího vedení je možno použít pouze stíněný kabel. Celková maximální délka kabelu je 10 m.

Zkušební provoz

Při spouštění venkovní jednotky musí být zajištěn odběr tepelného výkonu z vnitřního výměníku, tj. v potrubí musí být chladivo a musí běžet ventilátor (u vzduchového výměníku), nebo cirkulovat voda (u vodního výměníku).

• Po přivedení napájecího napětí na kondenzační jednotku se na modulu začne blikat LED na modulu podle schématu: 4x krátce, 1x dlouze. Krátké záblesky binárně vyjádřují požadavek na výkon (červená = 0, zelená = 1), v rozsahu 0h až Eh (odpovídá 0 až 100%). Dlouhý záblesk indikuje režim (zelená = chlazení, červená = topení).
• Po přivedení analogového signálu na svorku ON (signál START) začne probíhat bezpečnostní prodleva. Po jejím skončení dojde k inicializaci 4-cestného ventilu a kompresor se začne plynule rozbíhat.
• Změna režimu Topení/Chlazení je možná ve stavu STOP i START, přičemž jsou automaticky dodrženy všechny bezpečnostní prodlevy.