Системы кондиционирования и вентиляции

Технологические СКВ предназначены для обеспечения параметров воздуха, в максимальной степени отвечающих требованиям производства. Технологическое кондиционирование в помещениях, где находятся люди, осуществляется с учетом санитарно-гигиенических требований к состоянию воздушной среды.    

Центральные СКВ (Рис.6 стр.33) снабжаются извне холодом (доставляемым холодной водой или хладагентом), теплом (доставляемым горячей водой, паром или электричеством) и электрической энергией для привода электродвигателей вентиляторов, насосов и пр.     

Центральные СКВ  расположены вне обслуживаемых помещений и кондиционируют одно большое помещение, несколько зон такого помещения или много отдельных помещений. Иногда несколько центральных кондиционеров обслуживают одно помещение больших размеров (производственный цех, театральный зал, закрытый стадион или каток).    

Центральные СКВ  оборудуются центральными неавтономными  кондиционерами, которые изготавливаются  по базовым (типовым) схемам компоновки оборудования и их модификациям.    

Центральные СКВ  обладают следующими преимуществами:    

1) возможностью  эффективного поддержания заданной  температуры и относительной  влажности воздуха в помещениях;     

2) сосредоточением  оборудования, требующего систематического  обслуживания и ремонта, как  правило, в одном месте (подсобном  помещении, техническом этаже и т. п.);    

3) возможностями  обеспечения эффективного шумо- и виброгашения. С помощью центральных  СКВ при надлежащей акустической  обработке воздуховодов, устройстве  глушителей шума и гасителей  вибрации можно достигнуть наиболее  низких уровней шума в помещениях и обслуживать такие помещения, как радио- и телевизионные студии и т. п.    

Несмотря на ряд достоинств центральных СКВ, надо отметить, что крупные габариты и проведение сложных монтажно-строительных работ по установке кондиционеров, прокладке воздуховодов и трубопроводов часто приводят к невозможности применения этих систем в существующих реконструируемых зданиях.    

Местные СКВ разрабатывают на базе автономных и неавтономных кондиционеров, которые устанавливают непосредственно в обслуживаемых помещениях.    

Достоинством  местных СКВ является простота установки  и монтажа.    

Такая система  может применяться в большом  ряде случаев:    

• в существующих жилых и административных зданиях  для поддержания теплового микроклимата в отдельных офисных помещениях или в жилых комнатах;    

• во вновь строящихся зданиях для отдельных комнат, режим потребления холода в которых  резко отличается от такого режима в большинстве других помещений, например, в серверных и других насыщенных тепловыделяющей техникой комнатах административных зданий. Подача свежего воздуха и удаление вытяжного воздуха при этом выполняется, как правило, центральными системами приточно-вытяжной вентиляции;    

• во вновь строящихся зданиях, если поддержание оптимальных  тепловых условий требуется в небольшом числе помещений, например, в ограниченном числе номеров-люкс небольшой гостиницы;     

• в больших  помещениях как существующих, так  и вновь строящихся зданий: кафе и ресторанах, магазинах, проектных  залах, аудиториях и т. д.    

Автономные СКВ снабжаются извне только электрической энергией, например, кондиционеры сплит-систем (Рис.11,12,13 стр.35), шкафные кондиционеры и т. п.    

Такие кондиционеры имеют встроенные компрессионные холодильные  машины, работающие, как правило, на фреоне-22.    

Автономные системы  охлаждают и осушают воздух, для  чего вентилятор продувает рециркуляционный воздух через поверхностные воздухоохладители, которыми являются испарители холодильных  машин, а в переходное и зимнее время они могут производить подогрев воздуха с помощью электрических подогревателей или путем реверсирования работы холодильной машины по циклу так называемого «теплового насоса».     

Наиболее простым  вариантом, представляющим децентрализованное обеспечение в помещениях температурных условий, можно считать применение кондиционеров сплит-систем.    

Неавтономные СКВ подразделяются на:    

• воздушные, при  использовании которых в обслуживаемое  помещение подается только воздух. (Мини-центральные кондиционеры, центральные  кондиционеры);    

• водовоздушные, при использовании которых в  кондиционируемые помещения подводятся воздух и вода, несущие тепло или  холод, либо то и другое вместе (системы  чиллеров-фанкойлов, центральные кондиционеры с местными доводчиками и т. п.).     

Однозональные центральные СКВ применяются для обслуживания больших помещений с относительно равномерным распределением тепла, влаговыделений, например, больших залов кинотеатров, аудиторий и т. д. Такие СКВ, как правило, комплектуются устройствами для утилизации тепла (теплоутилизаторами) или смесительными камерами для использования в обслуживаемых помещениях рециркуляции воздуха.    

Многозональные  центральные СКВ применяют для обслуживания больших помещений, в которых оборудование размещено неравномерно, а также для обслуживания ряда сравнительно небольших помещений. Такие системы более экономичны, чем отдельные системы для каждой зоны или каждого помещения. Однако с их помощью не может быть достигнута такая же степень точности поддержания одного или двух заданных параметров (влажности и температуры), как автономными СКВ (кондиционерами сплит-систем и т. п.).    

Прямоточные СКВ полностью работают на наружном воздухе, который обрабатывается в кондиционере, а затем подается в помещение.    

Рециркуляционные  СКВ, наоборот, работают без притока или с частичной подачей (до 40%) свежего наружного воздуха или на рециркуляционном воздухе (от 60 до 100%), который забирается из помещения и после его обработки в кондиционере вновь подается в это же помещение.    

Классификация кондиционирования воздуха по принципу действия на прямоточные и рециркуляционные обусловливается, главным образом, требованиями к комфортности, условиями технологического процесса производства либо технико-экономическими соображениями.    

Центральные СКВ с качественным регулированием метеорологических параметров представляют собой широкий ряд наиболее распространенных, так называемых одноканальных систем, в которых весь обработанный воздух при заданных кондициях выходит из кондиционера по одному каналу и поступает далее в одно или несколько помещений.    

При этом регулирующий сигнал от терморегулятора, установленного в обслуживаемом помещении, поступает  непосредственно на центральный  кондиционер.    

СКВ с количественным регулированием подают в одно или несколько помещений холодный и подогретый воздух по двум параллельным каналам. Температура в каждом помещении регулируется комнатным терморегулятором, воздействующим на местные смесители (воздушные клапаны), которые изменяют соотношение расходов холодного и подогретого воздуха в подаваемой смеси.    

Двухканальные системы используются очень редко  из-за сложности регулирования, хотя и обладают некоторыми преимуществами, в частности, отсутствием в обслуживаемых  помещениях теплообменников, трубопроводов  тепло-холодоносителя; возможностью совместной работы с системой отопления, что особенно важно для существующих зданий, системы отопления которых при устройстве двухканальных систем могут быть сохранены.    

Недостатком таких  систем являются повышенные затраты  на тепловую изоляцию параллельных воздуховодов, подводимых к каждому обслуживаемому помещению.    

Двухканальные системы так же как и одноканальные, могут быть прямоточными и рециркуляционными.     

Кондиционирование воздуха, согласно СНиП¹ по степени обеспечения метеорологических условий подразделяются на три класса:     

Первый класс — обеспечивает требуемые для технологического процесса параметры в соответствии с нормативными документами.     

Второй класс — обеспечивает оптимальные санитарно-гигиенические нормы или требуемые технологические нормы.    

Третий класс — обеспечивает допустимые нормы, если они не могут быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного охлаждения воздуха.    

По давлению, создаваемому вентиляторами центральных  кондиционеров, СКВ подразделяются на системы низкого давления (до 100 кг/м²), среднего давления (от 100 до 300 кг/м²) и высокого давления (выше 300 кг/м²).

Типы кондиционеров:

1. Сплит-системы  (настенные, напольно-потолочные, колонного  типа, кассетного типа, многозоональные  с изменяемым расходом хладагента);

2. Напольные  кондиционеры и кондиционеры  сплит-системы с приточной вентиляцией;

3. Системы с  чилерами (Рис.7,8 стр.34) и фанкойлами (Рис.9 стр.34);

4. Крышные кондиционеры;

5. Шкафные кондиционеры;

6. Прецизионные  кондиционеры;

7. Центральные  кондиционер

ГЛАВА IV

Упрощенная  экспресс-методика расчета теплопритоков

 

Данная экспресс-методика в основном используется для разработки СКВ на базе несложного (в проектном отношении) климатического оборудования, такого, как: кондиционеры сплит-систем, а также кондиционеры оконного типа и моноблочного исполнения.

Для подбора  необходимого по холодопроизводительности кондиционера надо рассчитать тепло, поступающее в помещение от солнечной радиации, освещения, людей, оргтехники и т.д.

Основные теплопритоки в помещение складываются из следующих  составляющих:

1) Теплопритоки, возникающие за счет разности  температур внутри помещения  и наружного воздуха, а также солнечной радиации Q₁, рассчитываются по формуле

Q₁=V·q_уд,

где V = S·h — объем помещения;

S — площадь  помещения;

h — высота  помещения;

q_уд — удельная тепловая нагрузка,

принимается:

30-35 Вт/м³ — если нет солнца в помещении, 35 Вт/м^з — среднее значение;

35-40 Вт/м^з — если большое остекление с солнечной стороны;

2) Теплопритоки, возникающие за счет находящейся  в нем оргтехники Q₂.

В среднем берется 300 Вт на 1 компьютер в полной комплектации (или 30% от мощности оборудования).

3) Теплопритоки, возникающие от людей, находящихся в помещении Q₃.

Обычно для  расчетов принимается:

1 человек —  100 Вт (для офисных помещений),

100-300 Вт (для ресторанов, помещений, где люди занимаются  физическим трудом),

Q=Q₁+Q₂+Q₃

К подсчитанным теплопритокам прибавляется 20% на неучтенные теплопритоки:

Q_общ = (Q₁+Q₂+Q₃) ·1,2 Вт.

В случае использования  в помещении дополнительного  тепловыделяющего оборудования (электроплит, производственного оборудования и  т.п.) соответствующая тепловая нагрузка должна быть также учтена в данном расчете.

 

ГЛАВА V

Расчеты предполагаемой мощности кондиционера

На  основе главы IV произведем расчеты  предполагаемой мощности кондиционера для помещения музыкального зала школьного отделения нашего учебного заведения.

Р азмеры помещения:

9200 X 10310 X 3200

=> V = 300 м³

Теплопритоки, возникающие  за счет разности температур внутри помещения  и наружного воздуха (Q₁):

Q₁=V · q_уд

=> Q₁ = 300м³ · 35Вт .= 10500

Теплопритоки, возникающие  за счет находящейся в помещении  оргтехники (Q₂): Q₂ = 300Вт, где 300Вт – теплоприток от компьютера (см. главу IV).

Теплоприток, возникающий  от людей, находящихся в помещении (Q₃):

Этот  зал вмещает в себя (при условии  комфортного пребывания людей) порядка 35 человек. => Q₃ = 150Вт · 35 = 5250Вт.

Итоговый  теплоприток (Q) составляет:

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃, => Q = 10500Вт + 300Вт + 5250Вт = 16050Вт.

И прибавим ко всему этому еще 20% на неучтенные теплопритоки:

Q_общ = 16050 · 120% = 19260Вт.

=> Мощность, которой должен обладать кондиционер,  равна примерно 20 кВт. Из этого следует, что в это помещение следует поставить 2-е  
сплит-системы настенного типа (т.к. их максимальная мощность = 14 кВт) по 10кВт каждая, или одну сплит–систему потолочного типа, что более удобно по той причине, что ее можно расположить в центре комнаты и она будет довольно равномерно охлаждать воздух в помещении, поддерживая благоприятный микроклимат, а для правильной работы 2-х сплит-систем в одном помещении необходимо установить настенный пульт управления, который поможет синхронизовать работу кондиционеров и, опять-таки, приведет к равномерному охлаждению воздуха.

Заключение

Индустрия климата стремительно движется вперед, и каждый год, месяц, день в мире вырастает число людей, активно использующих кондиционеры и прогрессивные системы вентиляции. Человек всегда стремится создать вокруг себя комфортные условия: удобное кресло, хорошее освещение, благоприятный микроклимат. Надеемся, что наша работа поможет решить вам некоторые проблемы, связанные с выбором и расчетами оптимальной системы кондиционирования и вентиляционной системы.