Многозональные системы кондиционирования воздуха: Основные принципы расчета многозональных систем кондиционирования воздуха | C.O.K. archive | 2005 – Классификация систем кондиционирования

Основные принципы расчета многозональных систем кондиционирования воздуха | C.O.K. archive | 2005

С точки зрения используемого холодо- или теплоносителя многозональные системы могут быть воздушными (VAV) и комбинированными (рис. 1): водо-воздушными (чиллер–фанкойлы) или фреоно-воздушными (VRF). Причем выбор энергоносителя влияет на конструктивно-компоновочные и эксплуатационно-энергетические характеристики системы, но зачастую не является определяющим для функционально-технологических критериев. Это означает, что решить задачу многозонального кондиционирования помещений вполне возможно как с помощью воздушных СКВ, так и с помощью комбинированных водяных или фреоновых. Все возложенные на систему функции по поддержанию требуемых параметров воздушной среды будут выполнены. Однако системы различны, следовательно, при одинаковом функциональном результате будут получены различные величины габаритов оборудования, расходов энергии, капитальных затрат и т.д.Выбору оптимального варианта многозональных систем кондиционирования воздуха посвящено множество исследований [1], он должен производиться с учетом многих факторов. В первую очередь необходимо определить основные критерии для каждого варианта системы кондиционирования. Поэтому никогда нельзя заранее сказать, что для какого-нибудь объекта однозначно будет оптимальна именно система VRF или чиллер–фанкойл. В конечном итоге, выбор типа системы кондиционирования определяется рядом критериев для каждого случая (габариты, цена, предел потребляемой мощности, скорость монтажа, уровень шума и т.д.). Но в данной статье рассматриваются именно принципы расчета многозональных систем кондиционирования, которые как раз являются общими для всех систем данного класса. Традиционно в нашей стране сильна теоретическая база по воздушным системам кондиционирования. В частности воздушным многозональным системам посвящена книга А.Г. Сотникова «Системы кондиционирования и вентиляции с переменным расходом воздуха» [2].Однако развитие климатической техники во второй половине XX в показало значительные преимущества комбинированных систем кондиционирования: тепловую и влажностную нагрузку несут местные кондиционеры (фанкойлы или внутренние блоки VRF), а чистоту воздуха поддерживают системы вентиляции или центральные воздушные кондиционеры. По целому ряду функциональных особенностей комбинированные системы кондиционирования можно отнести к многозональным, сегодня они широко применяются благодаря своим следующим преимуществам:

1. Компактность Объемная теплоемкость воздуха составляет 1,2 кДж/(°С•м³). Для укрупненной оценки примем максимальный перепад температур между приточным и вытяжным воздухом равным 10°С.Тогда потенциальная энергоемкость воздуха как холодоносителя равна 12 кДж/ м³. Сравнивая воздушные с водяными или фреоновыми системами кондиционирования, объемная энергоемкость которых составляет соответственно 20 тыс. кДж/ м³ и 270 тыс. кДж/ м³, становится понятно, что при одинаковых функциональных характеристиках габариты только воздушных систем, как правило, в разы превышают размеры систем комбинированных. 2. Точность регулирования Однозональные системы кондиционирования предназначены для обслуживания помещений с подобной тепловой нагрузкой. Например, это помещения, расположенные по одному фасаду здания. Изменение величины теплоизбытков связано в основном с объемом солнечной радиации. Поэтому регулирование производительности однозональных систем осуществляется, как правило, по одному контрольному помещению. Если строго подходить к расчету теплового режима помещений, то необходимо отметить, что абсолютно подобных тепловых режимов не существует. В любой группе помещений в большей или меньшей степени присутствует неодновременность теплоизбытков (рис. 3). Причем причины неодновременности можно разделить на две составляющие: ❏ Первая — явная (детерминированная), к которой относится режим использования. Система кондиционирования обслуживает группу помещений, например, зал совещаний и офисные помещения. Во время проведения совещания нагрузка на офисные помещения значительно снижается, т.к. все сотрудники находятся в это время в зале. И наоборот, когда совещания нет, система кондиционирования в зале отключена, а офисные помещения испытывают максимумы теплоизбытков. ❏

Вторая причина неодновременности — стохастическая (вероятностная). Как правило, расчет теплоизбытков помещений ведется исходя из максимальной загрузки оборудования, максимального количества людей, максимальной солнечной радиации и т.д. Когда система кондиционирования обслуживает большое количество помещений, вступает в силу закон больших чисел. Вероятность того, что все эти максимумы будут одновременны, крайне низка. В целом как детерминированные, так и стохастические причины неодновременности говорят о невозможности поддержания требуемых параметров микроклимата в группе помещений с помощью однозональных систем. Именно многозональные СКВ являются сегодня единственным вариантом, полностью соответствующим понятию «комфортное кондиционирование помещений». 3. Энергетическая эффективность Комбинированные многозональные системы потребляют значительно меньшеэлектроэнергии, чем, например, однозональные воздушные. Это достигается за счет многих факторов: отсутствия перерасхода холода (тепла) благодаря точности регулировки и учету неодновременности нагрузки; сокращению потерь при транспортировке, т.к. площадь поверхности трубопроводов значительно меньше, чем воздуховодов; возможно отключение кондиционирования неиспользуемых помещений; близость источника холода (тепла) и обслуживаемого помещения и т.д. За счет этих факторов многозональные системы кондиционирования, как правило, в 1,5–2 раза меньше потребляют энергии, чем однозональные. Все вышеперечисленные преимущества обусловили активное применение многозональных систем кондиционирования как в нашей стране, так и во всем мире. Естественно, существует потребность в разработке методик расчета многозональных СКВ и различные авторы делают такие попытки [3]. Предлагаемые варианты и решения не всегда однозначны, что вызывает справедливую полемику на страницах уважаемых специализированных журналов [4]. В статье [3] были рассмотрены варианты расчета многозональных систем типа чиллер–фанкойлы, однако некоторые изложенные в ней выводы и методы достаточно спорны. Необходимо отметить, что расчет систем типа чиллер–фанкойлы должен строиться, прежде всего, исходя из того, что это многозональная система, поэтому большая часть формул, совершенно адекватных для однозональных систем, не подходят для расчета многозональной СКВ.

Какие существуют принципиальные отличия в методике расчета многозональных СКВ? 1. Фактические параметры внутреннего воздуха при проектировании в виде точки знать невозможно, нужно понимать, что мы можем определить лишь область возможных значений. Объясняется это следующими факторами: Почему нельзя однозначно знать температуру внутреннего воздуха? Дело в том, что в руках пользователя многозональной СКВ очень мощный инструмент, разрушающий все стереотипные методики расчета систем кондиционирования, — пульт управления. Зачастую пользователь не знает, какая расчетная температура заложена проектировщиком для его помещения, а если и знает, то это для него не более чем абстрактная цифра. Он устанавливает ту температуру, которая для него комфортна.Согласно множеству исследований [5; 6; 7], комфортная температура для всех людей разная (рис. 4). Поэтому задав в качестве расчетной температуру в помещении, например, 25°C, проектировщик гарантированно получит по статистике неудовлетворенность 90% пользователей. Имея в руках пульт управления, они просто установят оптимальную для них температуру. В этом случае внутренний блок (местный кондиционер), поддерживая требуемую, как правило, более низкую температуру (относительно проекта, но не по мнению пользователя), будет забирать большее количество холода от наружного блока или холодильной машины. Поэтому мощности источника холода, рассчитанной на поддержание температуры во всех помещениях на уровне 25°С, не хватит для поддержания выбранной пользователями температуры, например, 22°C. Количество холода — это количество холодоносителя, поступающего к местным кондиционерам, следовательно те внутренние блоки, которые находятся на гидравлически коротких циркуляционных кольцах, будут поддерживать требуемую температуру воздуха (22°C или даже 18°C). Блоки, находящиеся на более удаленных участках, не смогут поддержать даже проектные 25°C, т.к. остальные местные кондиционеры перерасходовали холодоноситель относительно проектных значений. Поэтому когда требуется выбрать температуру внутреннего воздуха при проектировании многозональной системы, необходимо, во-первых, понимать, что это расчетная, а не фактическая температура,во-вторых, выбранная температура будет средней, в-третьих, с точки зрения статистики расчетную температуру в помещениях рекомендуется принимать равной 22°C.

Почему нельзя однозначно знать относительную влажность внутреннего воздуха? Дело в том, что рассматриваемые системы комфортного кондиционирования не поддерживают определенное значение относительной влажности в помещениях. Они производят осушение воздуха в теплый период года до величины φ≥ 30%, но поддержать определенное значение φ не могут [8]. Фактическая величина относительной влажности зависит от многих факторов: влагосодержания приточного и вытяжного воздуха; количества влаги, выделяемой людьми и удаляемой местными кондиционерами. Количество влаги, удаляемой местными кондиционерами, зависит в свою очередь от конструкции местного кондиционера, типа холодоносителя, выбранной скорости вращения вентилятора, требуемой температуры внутреннего воздуха.Таким образом, как минимум температура внутреннего воздуха является статистическим параметром и относительная влажность в помещениях однозначно (в виде конкретного значения) задаваться не может. 2. При расчете производительности источника холода (наружного блока) учитывается неодновременность максимумов потребителей холода (внутренних блоков). Как уже отмечалось выше, не существует двух помещений, тепловой режим которых абсолютно подобен.Многозональные системы кондиционирования по определению обслуживают несколько помещений, при условии неодновременности максимумов теплоизбытков. Причем, чем больше помещений объединены в одну систему, тем больше, с одной стороны, неодновременность максимумов (понижающий коэффициент), с другой стороны, загрузка источника холода проходит более равномерно.Таким образом, если для расчета однозональных систем кондиционирования мы применяли условие равенства производительности источника и приемников холода, то для расчета многозональных систем всегда должен учитываться коэффициент неодновременности k > 1: (1) 3. Расчетным периодом для местных кондиционеров не всегда является режим максимальнойзагрузки источника холода. Основная характеристика многозональной системы кондиционирования — независимое регулирование производительности местных кондиционеров. Исходя из теплового режима помещений, режим максимальной нагрузки на местный кондиционер не совпадает с режимом максимальной нагрузки на источник холода. В большей степени этот фактор критичен для систем типа чиллер–фанкойлы. Регулирование (поддержание) температуры холодоносителя в них производится, как правило, в обратном трубопроводе. При постоянном расходе холодоносителя уменьшение мощности источника холода (чиллера) сопровождается повышением температуры в подающем трубопроводе.Например, если максимальная производительность чиллера по холоду соответствует температурным параметрам воды (незамерзающей жидкости) 7–12°C, чиллер обслуживает многозональную систему кондиционирования здания, местные кондиционеры в которой частично работают на полную мощность, частично загружены на 50%,а частично выключены. Какова температура воды на входе в чиллер? 12°C, т.к. чиллер поддерживает ее постоянной. Температура воды на выходе из чиллера составляет примерно 9°C, что соответствует 60% нагрузки. Стандартный перепад температур фанкойла в режиме полной нагрузки — 5°C. Следовательно, параметры холодоносителя в фанкойлах, работающих на полную мощность, — 9°C на входе и 14°C на выходе; в фанкойлах, загруженных по мощности на 50%, — 9°C на входе и 11,5°C на выходе; в отключенных — 9°C на входе и (естественно) 9°C на выходе. Таким образом, в нашей многозональной системе смешиваются обратные потоки с параметрами 14; 11,5 и 9°С, после чего температура смеси как раз равна 12°C. Получается, что фанкойлы, работающие на 100% мощности в период, когда чиллер загружен на 60%, должны рассчитываться не на 7–12°C, как в однозональной системе, а на 9–14°C, что естественно увеличивает их типоразмер. Пример Необходимо подобрать многозональную систему кондиционирования для офисного здания в двух вариантах: VRF GENERAL и чиллер–фанкойлы LENNOX. Для принципиального расчета примем простой вариант: все помещения одного назначения с одинаковой величиной полных теплоизбытков Q_п от людей, солнечной радиации и оборудования Q_п= 2,5 кВт.Количество помещений — 100. Приточный воздух в теплый период подается от существующей системы вентиляции без предварительной тепловлажностной обработки с параметрами t_н = 28°C, φ_н = 50%, I = 60,7 кДж/кг.с.в. Количество людей в каждом помещении — 3 человека. Задаем расчетные параметры внутреннего воздуха. Расчетная (не фактическая!) температура внутреннего воздуха — 22°C. Относительная влажность 30–60%. Определяем величину влаговыделений в помещении от людей: 3 человека x 60 г/ч = 180 г/ч. Определяем теплопоступления с приточным воздухом. Вот здесь существуют отличия в расчете фреоновых систем и водяных. Все дело в связи температуры холодоносителя и минимальной влажности в помещении при работе системы кондиционирования на холод. Для систем чиллер–фанкойлы средняя температура холодоносителя составляет 10°C. Следовательно при температуре внутреннего воздуха 22°C минимально возможная влажность в помещении составит 45% (I_в = 42,4 кДж/кг.с.в.). Для систем VRF эти величины соответственно будут равны 5°C и 35% (I_в= 37,9 кДж/кг.с.в.). Мы не можем знать, какая относительная влажность у нас установится в помещении, поэтому в качестве первого приближения примем минимальную влажность внутреннего воздуха. Для расчетов процессов обработки влажного воздуха очень удобно пользоваться i–d-диаграммой, электронная версия которой в свободном доступе находится по адресу: http://www.aircon.ru/technical/ software.php. Максимальные теплопоступления с приточным воздухом для фреоновых систем составляют 0,91 кВт, для водяных — 0,73 кВт. Соответственно требуемая мощность охлаждения местного кондиционера для VRF — 3,41 кВт, для систем чиллер–фанкойлы — 3,23 кВт. 4. Подбираем местный кондиционер (внутренний блок) многозональной системы. Мы знаем максимальную мощность охлаждения внутреннего блока. Знаем параметры внутреннего воздуха. Этого достаточно для подбора внутреннего блока системы VRF. По каталогу [9] подбираем внутренний блок с условием, что его фактическая мощность при температуре внутреннего воздуха 22°C будет больше или равна требуемой.Подходит внутренний блок компактного кассетного типа AU18 GENERAL серии S. Его фактическая производительность составляет 4,02 кВт (больше требуемой 3,41 кВт). Для системы чиллер–фанкойлы несколько сложнее. Дело в том, что регулирование мощности охлаждения чиллера производится изменением температуры на выходе чиллера и поддержанием постоянной температуры на входе. Поэтому для многозональной системы, если расчетный перепад температур для чиллера 7–12°С, то для внутренних блоков эти величины зависят от неодновременности максимумов на местном кондиционере и источнике холода. Примем расчетным максимум загрузки местного кондиционера при загрузке чиллера на 60%. Тогда температура воздуха на входе в местный кондиционер будет равна 9°С (пример выше), а на выходе— 14°С. Для кассетных моделей CWC LENNOX корректирующий коэффициент при температуре внутреннего воздуха 22°C и параметрах холодоносителя 9 и 14°С равен 0,42. Подбираем фанкойл CWC 090-2P с номинальной полной производительностью 8450 Вт.Максимальная производительность в наших условиях: 8450 x 0,42 = 3549 Вт, что больше требуемых 3,23 кВт (рис. 5). 5. Подбираем источник холода (наружный блок) многозональной системы. Требуемая производительность источника холода зависит от коэффициента неодновременности тепловой нагрузки здания [1]. Для офисных зданий коэффициент неодновременности может меняться в пределах 1,1 до 1,5.В случае обслуживания многозональной системой кондиционирования помещений, равномерно расположенных на разных фасадах здания, коэффициент неодновременности равен 1,3–1,5.Примем для нашего здания величину 1,3. Следовательно, максимальная мощность охлаждения чиллера равна: Максимальная мощность охлаждения VRF-систем равна:

---

1. А.А. Рымкевич. Системный анализ оптимизации общеобменной вентиляции и кондиционирования воздуха.— М.: «Стройиздат», 1990. 2. А.Г. Сотников. Системы кондиционирования и вентиляции с переменным расходом воздуха. — Л.: «Стройиздат», 1984. 3. М.Г. Тарабанов. Расчет систем кондиционирования воздуха с центральными кондиционерами и фанкойлами. АВОК, №2/2005. 4. О.Я. Кокорин. Энергосберегающие системы кондиционирования воздуха для помещений и зон в многокомнатных и многозонных административно-общественных зданиях. Журнал «C.O.K.», №8/2005. 5. P.O. Fanger. Thermal comfort; Analysis and Application in Environmental Engineering. McGraw-Hill Book Company, N.Y., 1973. 6. С.И. Бурцев, Ю.Н. Цветков. Тепловой и газовый комфорт с учетом индивидуальных особенностей человека. «Теплоэнергоэффективные технологии», №1/2002. 7. С.В. Брух. Вероятностный метод выбора расчетной температуры внутреннего воздуха при проектировании многозональных систем кондиционирования. Арктический СНИП, №1/2003. 8. С.В. Брух. Тепловлажностный режим помещений с VRF-системами кондиционирования. Журнал «C.O.K.», №9/2005. 9. GENERAL. VRF-система серии S. Технические данные и проектирование. 2005.

Классификация систем кондиционирования

Что такое кондиционирование воздуха Кондиционирование воздуха – это создание и автоматическое поддержание (регулирование) в закрытых помещениях всех или отдельных параметров (температуры, влажности, чистоты, скорости движения) воздуха на определенном уровне с целью обеспечения оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей или ведения технологического процесса. Кондиционирование воздуха осуществляется комплексом технических средств, называемым системой кондиционирования воздуха (СКВ). В состав СКВ входят технические средства забора воздуха, подготовки, то есть придания необходимых кондиций (фильтры, теплообменники, увлажнители или осушители воздуха), перемещения (вентиляторы) и ео распределения, а также средства хладо- и теплоснабжения, автоматики, дистанционного управления и контроля. СКВ больших общественных, административных и производственных зданий обслуживаются, как правило, комплексными автоматизированными системами управления. Автоматизированная система кондиционирования поддерживает заданное состояние воздуха в помещении независимо от колебаний параметров окружающей среды (атмосферных условий). Основное оборудование системы кондиционирования для подготовки и перемещения воздуха агрегатируется (компонуется в едином корпусе) в аппарат, называемый кондиционером. Во многих случаях все технические средства для кондиционирования воздуха скомпонованы в одном блоке или двух блоках, и тогда понятия “СКВ” и “кондиционер” однозначны. Признаки классификации систем кондиционирования Прежде чем перейти к классификации систем кондиционирования, следует отметить, что общепринятой классификации СКВ до сих пор не существует, и связано это с многовариантностью принципиальных схем, технических и функциональных характеристик, зависящих не только от технических возможностей самих систем, но и от объекта применения (кондиционируемых помещений). Современные системы кондиционирования могут быть классифицированы по следующим признакам: по основному назначению (объекту применения): комфортные технологические по принципу расположения кондиционера по отношению к обслуживаемому помещению: центральные местные по наличию собственного (входящего в состав кондиционера) источника тепла и холода: автономные неавтономные по количеству обслуживаемых помещений (локальных зон): однозональные многозональные по принципу действия: приточные рециркуляционные комбинированные по способу регулирования выходных параметров кондиционированного воздуха: с качественным (однотрубным ) с количественным (двухтрубным ) регулированием по степени обеспечения метеорологических условий в обслуживаемом помещении: первого, второго и третьего классов по давлению, развиваемому вентиляторами кондиционеров: низкого, среднего и высокого давления. Кроме приведенных выше классификаций существуют разнообразные системы кондиционирования, обслуживающие специальные технологические процессы, включая системы с изменяющимися по времени (по определенной программе) метеорологическимим параметрами. Комфортные СКВ Комфортные системы кондиционирования воздуха предназначены для создания и автоматического поддержания температуры, относительной влажности, чистоты и скорости движения воздуха, отвечающих оптимальным санитарно-гигиеническим требованиям для жилых, общественных и административно-бытовых зданий или помещений. Технологические СКВ Технологические системы кондиционирования воздуха 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 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 системы кондиционирования воздуха 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 системы кондиционирования воздуха обладают следующими преимуществами: Возможностью эффективного поддержания заданной температуры и относительной влажности воздуха в помещениях. Сосредоточением оборудования, требующего систематического обслуживания и ремонта, как правило, в одном месте (подсобном помещении, техническом этаже и т.п.) Возможностями обеспечения эффективного шумо- и виброгашения. С помощью центральных СКВ при надлежащей акустической обработке воздуховодов, устройстве глушителей шума и гасителей вибрации можно достичь наиболее низких уровней шума в помещениях и обслуживать такие помещения, как радио- и телестудии 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 Местные системы кондиционирования воздуха 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 Автономные системы кондиционирования воздуха снабжаются извне только электрической энергией, например, кондиционеры сплит-систем, 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 или 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 Неавтономные системы кондиционирования воздуха подразделяются на: Воздушные, при использовании которых в обслуживаемое помещение подается только воздух. (мини-центральные кондиционеры, центральные кондиционеры) Водовоздушные, при использовании которых в обслуживаемые помещения подводятся воздух и вода, несущие тепло или холод, либо и то и другое вместе (системы чиллеров-фанкойлов, центральные кондиционеры с местными доводчиками и т.п.) Однозональные центральные СКВ Однозональные центральные системы кондиционирования воздуха применяются для обслуживания больших помещений с относительно равномерным распределением тепла и влаговыделений, например, больших залов кинотеатров, аудиторий и т.п. Такие СКВ, как правило, комплектуются устройствами для утилизации тепла (теплоутилизаторами) или смесительными камерами для использования в обслуживаемых помещениях рециркуляции воздуха. Многозональные центральные СКВ Многозональные центральные системы кондиционирования воздуха 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 Прямоточные системы кондиционирования воздуха полностью работают на наружном воздухе, который обрабатывается в кондиционере, а затем подается в помещение. Рециркуляционные СКВ Рециркуляционные системы кондиционирования воздуха, 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 обуславливается, главным образом, требованиями к комфортности, условиями технологического процесса производства либо технико-экономическимим соображениями. СКВ с качественным регулированием Центральные системы кондиционирования воздуха 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 Системы кондиционирования воздуха с количественным регулированием подают в одно или несколько помещений холодный или 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. Степень обеспечения метеорологических условий Кондиционирование воздуха, согласно СниП 2.04.05-91, по степени обеспечения метеорологических условий, подразделяется 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. Создаваемое вентиляторами давление По давлению, создаваемому вентиляторами центральных кондиционеров, системы кондиционирования воздуха подразделяются на системы Низкого давления (до 100 кг/кв.м.), Среднего давления (от 100 до 300 кг/кв.м.) Высокого давления (выше 300 кг/кв.м.). “Мир Климата – Заказчику”. Спецвыпуск, февраль 2001 года. Ассоциация предприятий индустрии климата – АПИК.

Многозональные СКВ. Возможные варианты технических решений. — Студопедия.Нет

Для кондиционирования здания, имеющего большое количество помещений с разными тепловыми нагрузками, изменяющимися в течение суток, были разработаны многозональные системы с изменяющимся расходом холодильного агента. Такие системы позволяют к одному наружному блоку подсоединять до 16 внутренних блоков не только различной мощности, но и разного конструктивного исполнения. Кроме того, блоки могут включаться и работать независимо друг от друга, причем часть их – на режиме охлаждения, а часть – на режиме обогрева.

Поверхностные воздухонагреватели.

Поверхностный воздухонагреватель – воздухонагреватель, в котором передача теплоты осуществляется через стенку, разделяющую теплоноситель и нагреваемый воздух. Теплоотдача воздухонагревателя осуществляется преимущественно за счет вынужденной конвекции.Поверхностные воздухонагреватели обычно изготовляются из меди и алюминия. Сталь применяется в тех случаях, когда по трубкам циркулирует рассол хлористого кальция или хлористого натрия.Поверхностные воздухонагреватели кондиционеров КТ могут применяться для осуществления режимов охлаждения без изменения влагосодержания воздуха.Эффективностьводяных поверхностных воздухонагревателей и воздухоохладителей зависит от удаления воздуха из системы и от равномерности распределения воды по трубкам. Так, например, типичный теплообменник, состоящий из 18 рядов трубок по высоте и 6 рядов трубок по направлению воздушного потока, может быть соответственно составлен из 6, 9, 18, 24 или 36 параллельных ветвей в зависимости от конкретных условий. Сопротивление отдельной ветви является обычно достаточным, чтобы получить удовлетворительное распределение воды.

Поверхностные воздухонагреватели, в свою очередь, подразделяются на калориферы, воздухонагреватели центральных кондиционеров (сюда можно отнести судо­вые воздухонагреватели) и воздухонагреватели агрегатов. Отличия заключаются главным образом, в исполь­зовании, поставке и монтаже. По виду рабочих сред поверхностные воздухонагре­ватели для СВ и KB подразделяют па водовоздушные, па­ровоздушные и электровоздушные. Если теплообменивающимися средами являются вода и воздух, то такие аппа­раты называют водовоздушными поверхностными теп­лообменниками. Если вода заменена паром, то аппарат называют паровоздушным. В электроводушных возду­хонагревателях воздух нагревают путем преобразования электрической энергии в тепловую.

По взаимному движению теплообменивающихся сред поверхностные воздухонагреватели и воздухонагрева­тельные установки подразделяют на прямоточные, противоточные и смешанного типа (перекрестно-противоточные, перекрестно-прямоточные, многократно-перекрест­ные и другие).

По характеру температурного режима воздухонагре­ватели можно разделить на аппараты непрерывного дей­ствия, работающие в установившемся тепловом режиме, и аппараты периодического действия, в которых темпера­туры сред п конкретных точка t теплообменника меняются во времени. В качестве нагревающих сред (теплоносителей) в рас­сматриваемых воздухонагревателях применяют воду, во­дяной пар и электрический ток. В водовоздушных воздухонагревателях происходит пе­редача тепла от воды к воздуху.

В паровоздушных воздухонагревателях внутри тру­бок проходит водяной пар и его конденсат, а с внешней стороны эти оребренные трубки омываются воздухом. Из-за существующей разности температур между паро-кондеисатной смесью и воздухом происходит теплопере­дача, в результате которой воздух нагревается, а пар конденсируется. При превращении пара в конденсат выделяется скрытая теплота парообразования.

Процессы осушения воздуха холодильными машинами.

Учебник, с.258.

Осушение воздуха возможно в контактных аппаратах охлаждения, находившегося в непосредственным взаимодействии с водой. Из-за ограниченного времени контакта с водой в аппаратах и скорости движения воды и воздуха, характер процесса и конечное состояние воздуха возможно ненасыщенным.

Если целью процесса изменения состояния воздуха является только его осушение, понижение температуры воздуха неизбежно. Поэтому необходимо, чтобы при осушении температура понижалась как можно меньше.

Чтобы температура воздуха в конце процесса была выше, необходимо понижать температуру поверхности, с которой воздух взаимодействует. Чем выше температура осушенного воздуха при заданном уменьшении влагосодержания, тем ниже температура охлаждающей поверхности. Чем меньше конечное влагосодержание воздуха, тем ниже должна быть температура охлаждающей поверхности.

Процесс взаимодействия воздуха с поверхностью рассматривается как непрерывное перемешивание его с воздухом пограничного слоя. Процесс будет сопровождаться выпадением влаги в виде мельчайших капель водяного или ледяного тумана. Далее практически невозможно выделять частицы капельножидкой влаги или льда из осушенного воздуха. Конечное влагосодержание воздуха может оказаться выше расчетного.

Чаще наряду с осушением воздух охлаждают. Если процесс осушения основан на охлаждении воздуха и последующем его нагревании, то при рациональном расположении осушителя и холодильной машины можно для нагревания воздуха использовать тепло, отдаваемое холодильной машиной. В этом случае ходильная машина работает в качестве теплового насоса (рис. 23).

Осушитель состоит из двух камер: нижней Н и верхней В. В первой – установлен змеевиковый испаритель И. Воздух поступает в нижнюю камеру, омывая поверхность змеевика, осушается и охлаждается. Затем он входит в верхнюю камеру, где омывает поверхность конденсатора К холодильной машины и нагревается до заданного уровня.

Холодильный агент подается в испаритель через регулирующий вентиль РВ и отсасывается компрессором М.Влага, выпадавшая на поверхности испарителя, стекает в поддон П, из которого удаляется наружу. Энтальпия воздуха, выходящего из осушителя выше, чем при входе.

Осушение воздуха возможно и при использовании холодильных машин через поверхностные теплообменники, с температурой поверхности ниже температуры точки росы. Здесь осушение осуществляется за счет отвода теплоты и влаги воздуха охлаждением.

Типы систем кондиционирования

Если говорить о типах систем кондиционирования, то здесь наблюдается большое разнообразие, так как существуют и устройства для квартиры, и приборы для административных зданий, и агрегаты для промышленных помещений. Автоматизация систем кондиционирования воздуха в данном случае достигается использованием дополнительного оборудования.

Они могут быть выполнены в виде моноблока или двухкомпонентного устройства – сплит-системы. Первые имеют в одном корпусе все элементы, обеспечивающие движение фреона по холодильному контуру. У вторых более шумные детали вынесены в наружный блок, размещаемый на улице, а во внутреннем (комнатном) остаются фильтры, вентилятор, испарительный радиатор, иногда плата управления и другие нешумные детали.

Устройство любой СКВ, работающей на фреоне, предполагает наличие таких важных элементов, как:

• компрессор, осуществляющий сжатие и всасывание хладагента;
• теплообменники испарительного и конденсаторного типа, через которые передается тепловая энергия от фреона к окружающей среде;
• вентиляторы, обеспечивающие обдув теплообменников;
• фильтры механической очистки + нередко фильтры тонкой очистки;
• плата управления, отвечающая за работу всей электроники;
• регулятор потока (ТРВ или капиллярная трубка) для дозированной подачи жидкого хладагента из конденсатора в испаритель;
• 4-ходовый клапан у «теплых» кондиционеров, перенаправляющий хладагент в другую сторону.

Устройство системы кондиционирования воздуха промышленного типа гораздо сложнее. В том же чиллере может быть несколько рядов вентиляторов или определенное количество трехходовых клапанов, изменяющих направление движения воды у чиллера с водяным охлаждением конденсатора.

Самая простая принципиальная схема системы кондиционирования воздуха показана здесь. На ней отражены все основные составляющие компрессионного цикла охлаждения вместе с соединяющими коммуникациями.

Практически во всех СКВ принципиальная схема цикла идентична. Представить цикл охлаждения можно и в виде графического изображения, как на рисунке. Здесь левая часть кривой – это состояние насыщенной жидкости, правая – состояние насыщенного пара. В точке соединения фреон может быть в любом состоянии.

Бытовые кондиционеры

Как уже говорилось, существуют системы кондиционирования воздуха для жилых помещений – это бытовые сплит-системы, и промышленные – для обеспечения нужд производства или других промышленных и технологических объектов. Есть так называемые полупромышленные или коммерческие системы, которые монтируют в офисах, магазинах, административных помещениях и на других общественных объектах.

К системам кондиционирования для квартиры можно отнести настенные, напольно-потолочные, кассетные, канальные и колонные сплит-систем, а также оконные и мобильные моноблоки, которые отличаются по конструкции внутреннего блока. Они же часто применяются в качестве полупромышленных устройств, но только с увеличенным мощностным диапазоном. Самым популярным бытовым устройством для охлаждения является настенный сплит, но его мощностной потенциал ограничен, так как у пользователей бытовых приборов нет потребности в сильной струе охлажденного воздуха.

У сплит-систем компрессор находится во внешнем блоке, поэтому работа таких приборов совершенно бесшумна. Если внутренних блоков, соединенных с внешним электрическими проводами и фреоновой трассой, несколько, то речь уже идет о мульти-сплит системе кондиционирования воздуха. К наружному модулю можно присоединить от 2 до 9 внутренних.

Мульти сплит-системы

Система мульти сплит отлична от простого сплита способом подключения блоков. Дело в том, что мульти система позволяет одновременно подключать некоторое количество внутренних блоков. Чаще МСС устанавливают в том, случае, если по техническим причинам невозможно поставить сразу несколько простых сплит систем. Также она используется для того, чтобы предотвратить появление каких — либо повреждений на фасаде здания в случае установки несколько наружных блоков.

Некоторые люди по каким-то причинам считают, что МСС стоит гораздо дешевле, чем несколько простых сплитов. Однако, во внешнем блоке МСС установлена дорогая современная автоматика, которая влияет на его стоимость и увеличивает ее в несколько раз, в отличие от простого оборудования. Возрастает и стоимость ее установки, так как увеличивается количество материала на коммуникации и подачу фреона. Соответственно, МСС стоит значительно дороже.

Мультизональные VRV и VRF-системы кондиционирования

Существуют многозональные системы, которые работают только с одним типом комнатных блоков – например, настенным, то есть все внутренние модули должны быть исключительно одного типа. Но современные производители выпускают мульти-сплит системы кондиционирования с возможностью подключения разнотипных внутренних блоков к одному наружному, при этом для зданий, имеющих большое количество помещений с различной тепловой нагрузкой уже не первый год создаются многозональные системы с изменяемым расходом хладагента. У них один внешний агрегат способен обеспечивать десятки внутренних.

Например, у MITSUBISHI ELECTRIC серия СИТИ МУЛЬТИ рассчитана на 16 внутренних модулей различных типов и совершенно разной мощности. Эти инверторные системы с переменной производительностью оснащены специальным терморегулирующим клапаном, который меняет мощность блока в зависимости от нагрузки и тем самым регулируют расход фреона. Температура поддерживается за счет этого более точно и не происходит никаких перепадов.

Внутренние блоки системы кондиционирования по типу мульти-сплит, как у MITSUBISHI ELECTRIC, могут работать в разных режимах одновременно. Это обеспечивает BC-контроллер, распределяющий фреон между блоками и разделяющий его с помощью сепаратора на пар и жидкость высокого давления. Благодаря этому сепаратору устройство данной системы кондиционирования воздуха упрощается – присоединение блоков к контроллеру осуществляется всего двумя трубками. Монтаж становится дешевле и проще, количество фитингов для стыковки уменьшается, допустимая длина трубопровода и перепады высот значительно увеличиваются.

Как правило, у простых мульти-сплит систем наружные и внутренние блоки соединяются линейно, то есть на каждый комнатный модуль нужна отдельная трасса. У многозональных от внешнего блока отходит лишь одна пара трубок, которая потом разветвляется по древовидному принципу с помощью рефнетов.

Рефнет имеет разные размеры сечения. При совмещении с трубой его обрезают по линии подходящего диаметра.

Многозональные устройства с переменным расходом хладагента имеют еще одно название – VRV-системы кондиционирования или VRF. Их преимущества очевидны:

• длина единой системы трубопровода доходит до 100 м и даже более, перепады высот между блоками – до 50 м, что позволяет размещать наружный модуль в любом удобном месте;
• количество внутренних блоков, соединяемых с одним внешним, доходит до нескольких десятков, при этом производительность последнего может быть на 30% меньше суммарной производительности первых;
• управление может осуществляться как с индивидуальных пультов ДУ, так и с центрального стационарного пульта или компьютера – специальное программное обеспечение дает возможность объединить компьютерную сеть с кондиционерной сетью и управлять каждым кондиционером с персонального компьютера в разных зонах здания.

Разницы между понятиями VRF-системы кондиционирования и VRV практически нет. Изначально создание такой системы принадлежит компании DAIKIN, поэтому остальные производители применяют другую аббревиатуру, что не меняет смысл. Просто разные производители наделяют разными техническими возможностями выпускаемую технику (длина трассы, возможность рекуперации и т.д.)

Стоит помнить, что работа всех блоков в разных режимах (охлаждение и тепло) возможна только при трехтрубной системе соединения. Двухтрубная VRF-система кондиционирования способна обеспечить разные заданные параметры воздуха, но только в одном режиме.

Наружный блок некоторых VRV-систем кондиционирования может быть похож на полупромышленный двухвентиляторный блок или иметь более серьезную конструкцию, как на картинке.

Минусом кондиционирования с помощью VRV-системы можно считать заметный шум, издаваемый клапаном расхода. Его стараются спрятать в подсобном помещении или подвесном потолке. Также существуют устройства с выносным клапаном.

Система чиллер фанкойл

Система чиллер фанкойл состоит из трех ключевых элементов: чиллера с фанкойлом, соединенных друг с другом посредством водопроводных труб, а также насосной станции, обеспечивающей циркуляцию по ним жидкости.

Чиллер фактически представляет собой обычный кондиционер, однако функционирует он за счет пропуска через испаритель воды (либо незамерзающей жидкости), а не газообразного вещества. Через систему трубопроводов подача жидкости осуществляется к фанкойлам, находящихся в кондиционируемых помещениях и работающих по аналогии с узлами сплит-систем. Установка фанкойла может осуществляться на значительном удалении от чиллера, и расстояние может быть тем больше, чем мощнее используемый насос. К одному чиллеру может подсоединяться несколько фанкойлов, число которых зависит от того, насколько мощным является чиллер.

Фанкойл является устройством, обеспечивающим прием охлаждающего носителя и предназначенным для рецирукляции и охлаждения воздуха в помещении. При помощи интегрированного вентилятора фанкойл смешивает внутренний воздушный поток с наружным, а затем направляет полученную смесь в заданном направлении.

Насосная станция, также называемая гидромодулем, необходимый элемент системы, без которого не происходило бы циркуляции теплоносителя между чиллером и фанкойлом. В состав станции входит собственно сам насос, расширительный бак, компенсирующий расширение/сжатие теплоносителя вследствие изменения температурного режима, вентили, аккумулирующий бак, обеспечивающий увеличение суммарного объема и теплоемкости теплоносителя, что способствует увеличению ресурса компрессора за счет снижения частоты его включения и выключения, а также система управления и защиты насосной станции.

Крышные кондиционеры

Крышный кондиционер обычно применяют для кондиционирования и вентиляции больших помещений: торговых и спортивных комплексов, концертных залов, театров, многозальных кинотеатров, конференц-залов, кафе, вокзалов, аэропортов, в общем, крупных одноэтажных открытых помещений с общей крышей.

Принцип работы

Работу крышных кондиционеров можно разбить на несколько этапов. Сначала через заборную решетку руфтопа забирается свежий воздух с улицы. Рециркуляционный воздух из помещения по системе воздуховодов поступает в смесительную камеру руфтопа, где смешивается со свежим воздухом. Требуемое соотношение рециркуляционного и свежего воздуха обеспечивается изменением положения заслонок. Крышные кондиционеры малой мощности не оборудуются смесительной камерой с заслонками. Поэтому в них смешение происходит в подводящем воздуховоде. После смешения воздух проходит через фильтр крышного кондиционера и подается к испарителю или конденсатору, где он соответственно охлаждается или нагревается в зависимости от выставленного режима работы. В руфтопах, не оборудованных тепловым насосом, возможно только охлаждение. Для дополнительного подогрева воздуха крышные кондиционеры снабжаются электрическим или водяным нагревателем (в некоторых случаях газовым). Прогретый или охлаждённый до необходимой температуры воздух подается центробежным вентилятором крышного кондиционера в систему распределительных воздуховодов. Использованный для охлаждения конденсатора воздух забирается из атмосферы входящим в конструкцию руфтопа специальным вентилятором, а затем выбрасывается обратно на улицу.

Прецизионные кондиционеры

Прецизионные кондиционеры – это особый вид сплит систем, с помощью которых можно добиться точных параметров микроклимата  в обслуживаемом помещении. Собственно это понятно даже из названия: ведь английское слово «precision» в одном из вариантов перевода на русский означает «точный».

При этом к регулируемым параметрам относится не только температура, но и уровень влажности воздуха и даже интенсивность воздухообмена в помещении.

Принцип работы прецизионного кондиционера

Такая климатическая установка черпает холодный воздух из-за пределов помещения (с улицы) и, обработав приточную среду, подает ее в помещение. При этом во время «обработки» приточный воздух получает нужную температуру, влажность и скорость движения.

В итоге кондиционеры прецизионного типа являются своеобразным гибридом климатической установки и системы приточной вентиляции помещения.

Причем, забор «уличного» воздуха помогает сократить энергопотребление установки, особенно в зимний период, когда температура внешней среды может упасть до – 50 градусов Цельсия. Ведь «зимний» воздух не нужно дополнительно охлаждать, его придется «подогреть», используя рекуператор.

Центральные кондиционеры

Центральные кондиционеры позволяют обеспечить централизованную подачу охлажденного воздуха, обеспечить приемлемый микроклимат на большой площади. Их обслуживание значительно дешевле и проще, нежели регулярное ТО бытовых сплит-систем, которых на фасаде здания может быть установлено более 30 единиц.

Функциональные возможности мощного центрального блока превосходят рабочие параметры обычных кондиционеров. Применение системы вентиляции в теплообмене накладывает дополнительные требования и увеличивает финансовые вложения на этапе проектирования и строительства. Однако центральные кондиционеры остаются надежными, отказоустойчивыми и неприхотливыми агрегатами, способными служить на протяжении долгих лет.

Больницы, офисы и общественные заведения не всегда могут установить кондиционеры внутри помещений, поскольку появление дополнительного шума может раздражать коллектив, мешать больным. Центральное кондиционирование может быть установлено в удаленных от основных рабочих зон местах, включая крышу, открытые удаленные площадки.

Центральное кондиционирование относится к не автономным видам обеспечения температурного режима внутри помещения. Они требуют подключения холодного водоснабжения, электрических сетей, подводом контура отопления или горячей воды (другого теплоносителя), воздушных коммуникаций и инженерных систем для отвода жидкостей.

В отличие от бытовых установок, центральные блоки способны работать над большим внутренним объемом помещения, вплоть до нескольких тысяч квадратных метров. Именно такие установки призваны обслуживать стадионы, торговые центры, театры и кинозалы.

Центральное кондиционирование позволяет выполнять:

• очистку воздуха;
• осушение;
• увлажнение;
• эффективное смешивание свежего воздуха с воздухом из помещения;
• нагрев;
• охлаждение;
• регулирование подачи объема внешнего воздуха.

Типовой считается модульная структура, состоящая из нескольких секций. В связи с этим, возникают требования в проведении сложных работ по монтажу систем вентиляции, прокладке магистралей и инженерных систем (трубопроводов, воздуховодов, электрических сетей).

Существуют прямоточные кондиционеры (обрабатывающие лишь наружный воздух) и кондиционеры с рециркуляцией (достигается эффект рециркуляции внутреннего и внешнего воздуха). Кондиционеры с рециркуляцией – более экономичны, поскольку часть объема воздуха повторно после подмеса внешнего объема используется, при этом уменьшаются затраты на подогрев либо охлаждение газов.

Существуют также камеры с теплоутилизацией – это специальные теплообменники, которые позволяют избежать потери тепла без смешивания внешнего и внутреннего воздуха.

Компрессорно-конденсаторные блоки

Применяются данные комплексы на промышленных предприятиях, в магазинах и других объектах, где нет необходимости поддерживать температурный режим с высокой точностью. Эти компрессоры используют, если необходимо подавать свежий и холодный воздух в несколько помещений. Здесь отсутствует возможность регулирования климата в каждой из комнат.

Кроме применения на малых объектах, эти модели отлично себя показывают и на больших. Но для этого следует применить несколько систем вентиляции средней производительности.

Сегодня многие компании-производители представляют такие модели. Современные климатические системы теперь имеют высокую стабильность и качество. Существуют различные технические решения для самых разных отраслей. Представлены модели для любых температур, вентиляционных комплексов.

Применение и принцип работы компрессорно-конденсаторного блока позволяет открыть новые возможности в вопросах вентиляции, охлаждения или же отопления. Это отличное и недорогое решение для поддержания комфортных температур в гостинцах, ресторанах и супермаркетах, на промышленных объектах самых разных отраслей.

Получите коммерческое предложение на email:

Нужна консультация? Звоните:

8(495) 118-26-34

Отзывы о компании ООО “ИНТЕХ”:

Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ МНОГОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ

В больших зданиях отдельные помещения могут иметь различные тепловлажностные режимы, и в таких случаях при устройстве конди­ционирования воздуха в них удобно использовать комбинированные си­стемы. В некоторых случаях удается выделить группы помещений или отдельные зоны зданий с близкими режимами. В этом случае прибегают к устройству зональных систем. Обычно зонирование осуществляют, ру­ководствуясь ориентацией помещений по странам света, расположени­ем их по высоте в многоэтажных зданиях, общностью внутреннего теп­ловлажностного режима и функционального назначения.

Возможны различные схемы зональных систем.

Простейшей является зональная система с регулированием измене­ния расхода воздуха (рис. XXI.20). Система рассчитывается на мак­симально потребное для каждой зоны количество приточного воздуха с учетом некоторого коэффициента одновременности максимальных на­грузок. Воздух приготовляется в центральном кондиционере и подается во все зоны с одинаковыми параметрами. Регулирование тепловлаж­ностного режима в отдельных зонах и поддержание заданных внутрен­них условий осуществляется только изменением количества подавае­мого воздуха. Изменение количества приточного воздуха является не­достатком этой системы.

Применяются также зональные системы с постоянным количеством воздуха, но позонным подогревом или охлаждением его (рис. XXI.21). Воздух, приготовленный в центральном кондиционере, поступает в зо­нальные доводчики, где в установленных теплообменниках догревается или доохлаждается. Поддержание заданных условий при постоянном расходе воздуха обеспечивается регулированием догрева или доохлаж – дения в доводчиках.

Сейчас широко используются системы с зональными эжекционными кондиционерами-доводчиками (рис. XXI.22). В этих системах наряду с догревом и доохлаждением в доводчике обеспечивается рециркуля­ция внутреннего воздуха (подмешивание его к основному потоку, иду­щему из центрального кондиционера). Рециркуляция обычно обеспечи­вается эжектирующим действием основного потока воздуха. В некото­рых случаях для этой цели устанавливают вентиляторы. Подогревать и охлаждать в доводчике целесообразно рециркуляционный воздух.

Возможно применение зональных двухканальных систем кондицио­нирования (рис. XXI.23) низкого, среднего или высокого давления. Си­стемы оборудуются центральными кондиционерами, в которых приго­товляется воздух с разными параметрами. Холодный и горячий воздух подается самостоятельными воздуховодами к специальным смеситель­ным устройствам. Регулирующее приспособление, обеспечивающее под­держание заданных внутренних условий, устанавливает в смесительном устройстве необходимое соотношение количеств холодного и горячего воздуха. Принципиально такие же схемы, как для зональных систем, могут быть использованы для обслуживания отдельных помещений с различными режимами.

В изложении данного параграфа ограничимся более подробным рассмотрением центральной системы кондиционирования воздуха с зо-

Рис. XXI.20. Принципиальная схема зо – Рис. ХХІ.21. Принципиальная схема си-

Нальной системы кондиционирования с стемы кондиционирования воздуха с зо-

Регулированием изменения расхода воз – нальными’ доводчиками-теплообменника-

Духа ми Д1—ДЗ

Ті—Т3 — датчики температуры; Кн — конди­ционер

Нальными доводчиками, принципиальная схема которой приведена на рис. XXI.24.

Наружный воздух с параметрами н проходит через калорифер пер­вой ступени подогрева КІ и смешивается с рециркуляционным воздухом (если рециркуляция допустима и целесообразна). После обработки в

Рис. XXI.22. Принципиальная схема си- Рис. XXI.23. Принципиальная схема стемы кондиционирования воздуха с двухканальной системы кондиционлро – эжекциоиными кондиционерами-довод – вания воздуха чиками

Оросительной камере ОК центрального кондиционера воздух направ­ляется через систему воздуховодов к отдельным помещениям (зонам). На ответвлениях в каждую зону установлены зональные доводчики (Д1, Д2 и т. д.), с помощью которых при необходимости можно догре­бать или доохлаждать подаваемый воздух (калорифера второй ступени подогрева в центральном кондиционере нет). Регулирование степени подогрева (охлаждения) осуществляется клапанами подачи теплохо – лодоносителя (Ki, К2 и т. д.), получающими командные импульсы на исполнительные механизмы от датчиков температуры (Ть Т2 и т. д.) об­служиваемых помещений (зон). Удаляемый из помещений воздух на­правляется в вытяжную систему и на рециркуляцию.

Рассмотрим построение в /—с?-диаграмме (рис. XXI.26) процесса обработки воздуха в теплый период года для многозональной системы.

H	И	I I	0
	—SHE	X——— Є

Рис. XXI.24. Система кондиционирова­ния воздуха с зональными доводчиками – теплообменниками

Рис. XXI.25. Построение в /—d-диаграм – ме процесса обработки воздуха в си­стеме кондиционирования с зональными доводчиками-теплообменниками для лет­него режима

На I—d-диаграмму наносят точки н, ви в2 и т. д., характеризующие состояние каружного воздуха и воздуха в каждой зоне. Через точки ви в2 и т. д. проводят лучи процессов изменения состояния воздуха в от­дельных зонах (помещениях) С угловыми коэффициентами 8щ, Єп’2 и т. д. до пересечения с изотермами tyi, ty2 и т. д. в точках у, у2 и т. д., соответствующих параметрам удаляемого воздуха. Точки щ, п2 и т. д. выбираются таким образом, чтобы перепады температур tBi—tal, tB2—tn2 и т. д. не выходили за допустимые пределы, а соответствующие им вла – госодержания были одинаковы, т. е. –

DQ = const.

H

Точка о, находящаяся на пересечении линии d0=const с кривой (p=const в диапазоне относительной влажности 90—95%, определяет состояние воздуха, покидающего оросительную камеру. Отрезок опг учи­тывает подогрев воздуха в вентиляторе и воздуховодах.

Количество вентиляционного воздуха для каждой зоны определяет­ся по формуле (на примере первой зоны)

І ____________________________________ і ■

1 yi———————————————————————– ‘пі

Общий расход вентиляционного воздуха

2G0 = G01 – f – G02H—.

Положение точки у, соответствующей средним параметрам удаляе­мого воздуха, определяют путем вычисления энтальпии и влагосодер – жания по формулам:

/v = G01Iyi + G02Iy2+–‘ (XXL4g)

2G0

Gqi dyi + G02 dy2 + • 2Gn

Отложив вверх от точки у по линии dy—const отрезок, соответствую­щий приблизительно 1°С, получают точку у’, характеризующую па­раметры рециркуляционного воздуха, смешиваемого с наружным. Если задано суммарное количество наружного воздуха GH, положение точки смеси с находят на пересечении линии у’н с линией /с=const. Значение /с определяют из выражения

GH/H + (SG0-GH)y ^ (хх15})

2С?0

Соединяя точки с и о прямой, получают луч процесса обработки воздуха в оросительной камере.

Мощность отдельных зональных теплообменников можно определить для расчетных условий, пользуясь результатами построения процесса на /—rf-диаграмме. Расчетная суммарная нагрузка для всего здания всегда оказывается меньше суммы расчетных нагрузок для каждой зоны (с учетом коэффициентов одновременности и загрузки).

За короткие сроки, панельные радиаторы Purmo успели завоевать признание среди украинских потребителей. В чем же причина популярности, попробуем разобраться ниже.

Несмотря на обилие современных и технологичных инноваций в сфере обеспечения производства свежим воздухом, приобретение и установка в цеху, складе или офисе осевого вентилятора остается на сегодняшний день самым верным и предельно эффективным решением.

Наши трубы произведены исключительно в Австрии, быстро прокладываются и недорогие. 30 лет опыта производства современных изолированных систем

Многозональные скв

Все ранее рассмотренные СКВ относились к однозональным, то есть обслуживали или одно помещение или одну зону большого помещения. В этих системах поддерживаются постоянными два параметра: температура и влажность. При большом количестве помещений в здании такие системы применять нецелесообразно, так как они занимают много места и сложны в эксплуатации. Для обслуживания таких помещений применяются многозональные системы кондиционирования воздуха (МСКВ).

Применение: МСКВ могут обслуживать несколько зон большого помещения или ряд помещений. Число зон выбирается исходя из термовлажностного режима помещения, его площади и точности поддержания параметров воздуха. В каждой зоне устанавливаются датчики, которые настраиваются на заданную температуру. Существует ряд МСКВ, при которых ряд помещений или зон обслуживается одним кондиционером, и из этих МСКВ мы рассмотрим МН-1 и МН-2.

МСКВ МН-1

Предназначена для обслуживания небольшой группы относительно большихпомещений при необходимости строго поддерживать в них один параметр воздуха – температуру и допустимых колебаний влажности.

Принципиальная схема

МН-1 работает на наружном воздухе и состоит, в основном, из центрального кондиционера типа ЦН-1 с тем лишь отличием, что вместо одного калорифера второго подогрева для каждого помещения или зоны дополнительно устанавливается воздухоподогреватель.

Параметры воздуха за камерой орошения поддерживаются терморегулятором Т-1, как в ранее рассмотренной схеме СКВ ЦН-1, в тёплый период года за счёт изменения холодопроизводительности холодильной машины, в холодный период – за счёт изменения теплоотдачи калориферов первого подогрева. Регулирование заданной температуры воздуха в помещении осуществляется терморегуляторами Т-2’, Т-2”, Т-2”’ и т. д. за счёт изменения теплоотдачи зональных воздухоподогревателей. Количество вторых узлов регулирования равно количеству обслуживаемых помещений или зон.

Процесс обработки воздуха в I-dдиаграмме

Поскольку СКВ ЦН-1 обслуживает несколько помещений с различными термовлажностными режимами, то для расчёта и построения в I-dдиаграмме выбирается одно помещение в качестве основного. Обычно это помещение характеризуется для тёплого периода года максимальными теплоизбытками. Для этого помещения в расчётный тёплый период зональный воздухоподогреватель не работает. В остальных помещениях осуществляется подогрев воздуха в зональных воздухоподогревателях.

Из представленных трёх помещений за основное помещение принимаем второе (t_п2=t_по). По этому помещению определяем параметры воздуха за камерой орошения – температуру.

G=(G_п1+G_по+G_п3)

Нагрузка на калорифер первого подогрева в холодный период:

Q_K1=G(I_ко–I_н’)

Нагрузка на зональный воздухоподогреватель кондиционируемого помещения:

Q_Kпi^х=G_пi(I_пi^х–I_ко)

Ввиду того, что для всех помещений точка КО единая и менять её нельзя, то такая схема не допускает корректировки влажности помещения за счёт установки влагорегулятора. То есть в СКВ МН-1 строго поддерживается только один параметр приточного воздуха – температура и только в одном помещении – температура и влажность (основное помещение).

МСКВ МН-2

МН-2 работает на наружном воздухе, система двухканальная. МН-2 предназначена для круглогодичного кондиционирования воздуха большой группы относительно мелких помещений при необходимости поддержания в них одного параметра воздуха – температуры и допустимых колебаниях влажности. СКВ МН-2 состоит из центрального кондиционера ЦН-1, общего калорифера второго подогрева и двухканальной системы воздуховодов. По одному из каналов движется условно “холодный” воздух, по второму – “горячий”.

Принципиальная схема МСКВ МН-2

Первый узел регулирования в МСКВ МН-2 работает от терморегулятора Т-1 и поддерживает температуру за камерой орошения точно так же, как в системе ЦН-1. Поддержание требуемой температуры воздуха в помещении осуществляется за счёт изменения количеств холодного и горячего воздуха, поступающих соответственно из холодного и горячего каналов. В каждом помещении устанавливается датчик температуры и соответствующий терморегулятор (Т-2’, Т-2”, Т-2”’, …). Терморегулятор воздействует на исполнительный механизм, соответственно, ИМ’, ИМ”, ИМ”’, которые меняют положение смесительных клапанов. За счёт изменения положения смесительного клапана достигается изменение соотношения количества холодного и горячего воздуха, подаваемого в помещение, что приводит к изменению температуры смеси. При этом общее количество воздуха, подаваемого в кондиционируемое помещение и в систему в целом, остаётся неизменным. Температура в горячем канале поддерживается терморегулятором Т-5 и выбирается по холодному периоду года для помещения с максимальными недостатками теплоты, а значит с наиболее высокой температурой приточного воздуха. По этому помещению подбирается общий калорифер второго подогрева.

Процесс построения обработки воздуха в I-dдиаграмме

Предположим, что по расчёту во втором помещении (основном) Q_п2^max=Q^max, аQ_п1^х=Q^min.

Общее количество воздуха: G=G_пi^т

Количество воздуха кондиционируемого помещения:

Преимущества и недостатки СКВ МН-2

Преимущества такой системы – это возможность обслуживания большого числа помещений единым воздухонагревателем. Опыт эксплуатации двухканальных систем наряду с хорошими экономическими показателями выявил ряд недостатков:

1. Конструктивный: система относительно большая из-за прокладки двух каналов;

2. Система неустойчивых режимов регулирования, и как следствие этого разрегулировка системы;

3. Большие гидравлические потери в системе для стабильности работы смесительных клапанов;

4. Перерасход теплоты и холода в виду не герметичности смесительных клапанов.

43

Какие существуют системы кондиционирования воздуха

Сегодня трудно представить себе работу в офисе или торговом центре без надлежащего микроклимата, созданного системами кондиционирования. Они действительно стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни.  Многие считают, что к данным системам относятся лишь сплит-системы, развеем это заблуждение и рассмотрим классификацию систем  кондиционирования и их основные различия.

Содержание статьи:

Зачем нужны системы кондиционирования?

Кондиционирование воздуха — это процесс установления и поддерживания в комнате определенных параметров микроклимата. Отсюда и выплывает что системы кондиционирования — это комплекс технических средств, что обеспечивают автоматическое поддержание необходимых параметров микроклимата в помещении. Что касается этих параметров, то каждое помещение имеет свои, и их легко найти в СНиП или других нормативных документах.

Зачем нужны эти системы? Для улучшения самочувствия сотрудников, клиентов и т.д.

Научно доказано, что в заранее созданных комфортных или оптимальных условиях работы человек более трудоспособен и активен.

Согласитесь, когда на улице + 30ºС, без систем кондиционирования люди не будут такими же активными чем при +20ºС, созданных системами кондиционирования. Oни стали настоящим спасением для людей во всех сферах деятельности начиная от продавцов и заканчивая водителями. 

Невзирая на огромный выбор систем кондиционирования, их принцип работы практически одинаковый. Главным заданием этих систем, как вы уже поняли, является забор тепла из здания и выброс его на улицу. Некоторые виды оснащены еще и противоположной функцией: осенью и зимой они греют воздух.

Виды систем кондиционирования

Почему то так и нет общепринятой классификации систем кондиционирования. Поэтому попробуем объединить более распространенные классификации и сложить в одну. 

по применению

• для обеспечения комфортных параметров. Применяются в местах пребывания людей, для обеспечения хорошего самочувствия. Эти системы можно встретить в кафе, офисах, торговых центрах и других административных или общественных зданиях.
• для поддержания технологических параметров. Применяют на производстве, для поддержания характеристик нужных для протекания технологического процесса. В качестве примера может служить кондиционирование молочных камер.

по месту размещения

• центральные. Такие системы находятся за пределами кондиционированного помещения. Могут обслуживать как одно так и несколько помещений. К их преимуществам относятся: 1) кроме функции нагрева и охлаждения могут нагревать, увлажнять и вентилировать воздух; 2) элементы, нуждающиеся в обслуживании находятся в одном месте; 3) возможность понижения шумовых показателей при помощи шумоглушителей; 4) возможность комплектации рекуператором. Огромным недостатком считаются большие габариты, из-за чего сужается область их применения.  
• местные. Устанавливаются непосредственно в кондиционируемом помещении. К плюсам относится простая и легкая установка, в следствии чего применяются в жилых комнатах, в серверных, в гостиницах, залах и т.д.

по наличию тепло- или хладагента

• автономные. В конструкцию входят холодильные машины постачаются только электроэнергией (сплит-системы, шкафный кондиционер). Могут охладить и осушить или нагреть воздух не имея возможности его увлажнить или вентилировать. 

• неавтономные. Холод и тепло поступает из вне. Возможна подача в комнату лишь воздух с уже необходимыми параметрами ( центральный кондиционер) или подавать тепло- и хладагент во внутренний блок ( система чиллер-фанкойл, центральный кондиционер с местными доводчиками).

 по принципу работы

• комбинированные. Дозированный подмес внешних воздушныхмасс ( возможен при проектировании канального фанкойла или рециркуляционных вентустановок с неполной рециркуляцией).
• рециркуляционные. Воздух не покидает пределы комнаты, свежий не подмешивается (сплит-системы)
• прямоточные. Охлаждающий конструктивный элемент понижает температуру наружного воздуха и подает уже готовый в помещение.(например система вентиляции с компрессорно-конденсаторным блоком).

по производительности

• бытовые(RAC). К ним относятся разные виды сплит-систем производительностью до 6-8 кВт.
• полупромышленные(PAC). Это системы производительностью выше 8 кВт и ниже 20 кВт. Применяются для средних и больших помещений площадью от 60 до 300м2.
• промышленные(U). Используются для большого помещения или нескольких помещений, производительность выше 20 кВт (руфтопы, перцизионные кондиционеры и т.д.)

по конструктивному исполнению

• моноблочные. Модель состоит из одного блока. К ним относятся оконные и мобильные кондиционеры.
• сплит-системы. Имеющие внутренний и внешний блок.Могут быть различных видов.

по виду регулировки параметров

• с качественным регулированием. Еще называют однотрубное. Параметры микроклимата регулируют изменением температуры тепло- или хладагента.
• с количественным регулированием. Двухтрубное, где по паралельным каналам подается холодный и нагретый воздух и регулировка происходит смешиванием этих потоков.

по числу кондиционируемых помещений

• однозональные. Кондиционируют одну комнату (обычная сплит-система).
• многозональные. Обслуживают несколько зон в помещении или ряд комнат (мультисплит-система).

по давлению

• низкого.
• среднего.
• высокого.

по классу обеспечения параметров кондиционирования

• 1 класс. Для поддержания нужных характеристик для технологического процесса на производстве.
• 2 класс. Для обеспечения оптимальных параметров микроклимата.
• 3 класс. Для создания микроклимата с параметрами допустимых характеристик.

Уверенны, что существуют и другие классификации систем кондиционирования, но эта наиболее полная и частовстречаемая среди всех.

Перейдя на другие статьи вы сможете более детально ознакомится с каждым из представленных видов систем кондиционирования.

Читайте также: