Системы кондиционирования воздуха их применение и классификация – 2. Классификация систем кондиционирования

alexxlab
11.09.2019
Комментарии: 0

Классификация систем кондиционирования

splitstream.ru

Классификация систем кондиционирования воздуха (СКВ)

ovd.ru

Раздел II Системы кондиционирования воздуха Лекция № 2 Область применения установок для кондиционирования воздуха и их классификация

План

2.1. Задачи кондиционирования воздуха

2.2. Классификация систем кондиционирования воздуха

2.3. Принципиальные схемы систем кондиционирования воздуха

2.1. Задачи кондиционирования воздуха

Производства многих отраслей промышленности: электронной, приборостроительной, химической, текстильной, радиотехнической, оптической, пищевой, машиностроительной и других предъявляют определенные требования к состоянию воздушной среды в помещениях для ведения технологических процессов.

Основными нормируемыми параметрами в помещениях являются: температура, относительная влажность и скорость движения воздуха. К состоянию воздушной среды могут предъявляться дополнительные требования по очистке воздуха от пыли, а в специальных помещениях (больницах, операционных и т. п.) – по очистке его от бактериальных загрязнений.

В отдельных отраслях промышленности (пищевой, медицинской и др.) предъявляются определенные требования к состоянию воздуха внутри аппаратов, обусловленные особенностями технологических процессов.

В горячих цехах различных отраслей промышленности, угольных шахтах, на теплоэлектростанциях и т. п. для улучшения условий труда и повышения его производительности также необходимо обеспечить нормируемые параметры воздушной среды.

Для обеспечения указанных требований предназначены системы кондиционирования воздуха (СКВ), задачами которых в производственных помещениях являются создание и автоматическое поддержание заданных параметров воздушной среды при изменяющихся метеорологических условиях и различных тепло- и влагопоступлениях.

Задачи кондиционирования воздуха в зрелищных и спортивных зданиях, универсальных магазинах, библиотеках, музеях, железнодорожных и авиационных вокзалах, гостиницах и других культурно-бытовых и административных зданиях заключаются в обеспечении санитарно-гигиенических требований к параметрам воздушной среды, оказывающим благоприятное влияние на самочувствие людей и условия эксплуатации самих зданий.

В соответствии с изложенными задачами Строительные нормы и правила (СНиП 41-01-2003) предусматривают кондиционирование воздуха применять для следующих целей:

• для обеспечения параметров микроклимата и чистоты воздуха, требуемых для технологического процесса по заданию на проектирование; при экономическом обосновании или в соответствии с требованиями специальных нормативных документов;

• для обеспечения параметров микроклимата в пределах оптимальных норм (всех или отдельных параметров) по заданию на проектирование;

• для обеспечения необходимых параметров микроклимата в пределах допустимых норм, когда они не могут быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного охлаждения воздуха.

2.2. Классификация систем кондиционирования воздуха

В состав СКВ входят устройства, осуществляющие требуемую обработку воздуха (фильтрацию, охлаждение, подогрев, осушку, увлажнение), транспортирование его, раздачу в обслуживаемые помещения, источники тепло- и холодоснабжения, средства автоматического регулирования, контроля и управления, а также вспомогательное оборудование.

Основное оборудование для обработки и перемещения воздуха, как правило, компонуется в одном агрегате – кондиционере. В различных СКВ, кроме того, применяется вспомогательное оборудование: местные подогреватели, эжекционные и вентиляторные кондиционеры-доводчики, глушители аэродинамического шума.

Несмотря на то, что в настоящее время распространены СКВ различных видов, общепризнанной классификации их пока нет. Ниже приводится примерная классификация СКВ, наиболее широко используемых в отечественной практике.

По целевому назначению СКВ делятся на два основных вида: комфортные и технологические.

Комфортные системы устраиваются в жилых, общественных и ад­министративных зданиях для создания благоприятных условий труда и отдыха.

Технологические системы применяются в производственных зданиях для обеспечения оптимальных параметров воздушной среды, обусловленных требованиями технологических процессов. При этом заданные параметры не должны превышать допустимые санитарно-гигиенические нормы для пребывания людей.

Кондиционеры бывают автономные и неавтономные.

Автономные кондиционеры имеют источники тепла и холода, с помощью которых приготовляется воздух требуемых параметров. Эти кондиционеры оборудуются, как правило, электрокалориферами для подогрева воздуха и холодильными машинами для его охлаждения. Для автономных кондиционеров требуется подвод извне электроэнергии для двигателей и калорифера, а также воды для охлаждения конденсаторов холодильных машин. В настоящее время намечено производство автономных кондиционеров, оборудованных холодильными машинами с конденсаторами воздушного охлаждения, которые не будут нуждаться в подводе воды.

Неавтономные кондиционеры снабжаются извне электроэнергией для питания двигателей вентилятора и насосов, теплоносителем для подогрева обрабатываемого воздуха и холодоносителем для его охлаждения. В качестве теплоносителя применяют пар или горячую воду, в качестве холодоносителя – холодную воду или рассол.

В зависимости от размещения кондиционеров по отношению к обслуживаемым помещениям различают центральные и местные СКВ.

Центральные СКВ оборудуются, как правило, неавтономными кон­диционерами, размещенными вне обслуживаемых помещений.

Центральный кондиционер состоит из унифицированных типовых секций, предназначенных для выполнения следующих основных операций по обработке воздуха: охлаждения и осушки в камерах орошения или поверхностных воздухоохладителях; нагревания в воздухонагревателях; увлажнения в камерах орошения; очистки от атмосферной пыли воздушными фильтрами; смешивания наружного и рециркуляционного воздуха; регулирования воздуха воздушными клапанами; перемещения воздуха вентиляторными агрегатами.

Производительность таких кондиционеров составляет от 10 до 250 тыс. м³ / ч.

Местные СКВ оборудуются как автономными, так и неавтономными кондиционерами, устанавливаемыми в обслуживаемых помещениях. Они обеспечивают заданные условия воздушной среды не во всем объеме помещения (например, в горячих цехах, машинных залах электростанций), а только в его части. Местные СКВ также могут обслуживать небольшие помещения, рабочие кабинеты, лаборатории, торговые залы, жилые комнаты и пр.

Для кондиционирования воздуха в жилых и других небольших помещениях применяются комнатные кондиционеры оконного типа производительностью от 300 до 500 м³ / ч.

Кондиционеры могут работать либо на наружном воздухе (прямоточные СКВ), либо на смеси наружного и рециркуляционного воздуха (СКВ с частичной рециркуляцией). Применение частичной рециркуляции воздуха сокращает расходы тепла в зимний период и холода в летний и, следовательно, снижает эксплуатационные затраты. Однако возможность применения частичной рециркуляции воздуха должна решаться в зависимости от выделяющихся в кондиционируемых помещениях вредностей, согласно указаниям, приведенным в нормативных источниках.

По давлению, развиваемому вентиляторами, кондиционеры делятся на три категории: низкого давления (до 1000 Па), среднего давления (до 3000 Па) и высокого давления (свыше 3000 Па).

По числу воздуховодов для подачи кондиционированного воздуха к помещениям СКВ делятся на одноканальные и двухканальные.

По скорости воздуха в приточных воздуховодах: на низкоскоростные (до 8 м / с) и высокоскоростные (более 8 м / с) СКВ.

По способу холодоснабжения воздухоохладителя кондиционера от источника холода СКВ подразделяются на системы с непосредственным испарением хладагента и с промежуточным холодоносителем.

По сезонности обеспечения условий в помещении СКВ могут быть круглогодичными и сезонными (для работы только летом или зимой).

СКВ подразделяются также по обеспеченности расчетных внутренних условий. СКВ, обеспечивающие строгое поддержание заданных оптимальных условий в течение всего года обычно относят к системам полной обеспеченности. Если же это требование не выполняется или выполняется в пределах допустимых условий в отношении одного параметра, например температуры, или в течение сезона или другого ограниченного отрезка времени, то СКВ относят к системам неполной (допустимой) обеспеченности.

studfiles.net

Классификация систем кондиционирования воздуха

СКВ (системы кондиционирования воздуха) необходимы для создания и регулирования качества воздуха в закрытых помещениях по таким параметрам, как температура, чистота, влажность, скорость движения и др. Подобные устройства позволяют поддерживать на объектах благоприятные метеорологические условия для работы и жизнедеятельности людей, сохранности материалов, товаров, а также нормального функционирования оборудования.

В СКВ входит комплекс технических средств для забора, подготовки, перемещения и распределения воздуха, а также для тепло- и хладоснабжения, контроля, автоматики и дистанционного управления.

Разновидности систем

Ввиду того, что общепринятой классификации систем кондиционирования воздуха нет, все современные устройства можно разделить на типы, в зависимости от имеющихся признаков:

• местные и центральные – по принципу размещения обслуживающего помещения и кондиционера;
• технологические и комфортные – в зависимости от объекта применения;
• автономные и неавтономные – по наличию в кондиционере источника холода и тепла;
• рециркуляционные, прямоточные, комбинированные – по типу действия;
• с однотрубным (качественным) и двухтрубным (количественным) регулированием – в зависимости от способа определения параметров воздуха;
• 1, 2, 3-го класса – по качеству обеспечения в помещении метеорологических условий;
• одно- и многозальные – по количеству обслуживания зон;
• низкого, высокого, среднего давления – по давлению, которое развивают вентиляторы кондиционеров.

Кондиционирование воздуха может осуществляться с помощью различных типов кондиционеров: сплит-систем, систем с приточной вентиляцией, напольных, шкафных, крышных, устройств с фанкойлами и чиллерами, прецизионных или центральных.

Установка кондиционеров, за исключением сплит-систем, требует предварительной серьезной проработки и проектирования. Например, центральные системы устанавливают только после изучения общих данных объекта, его специфики, оборудования, производимой продукции, категорий помещений, технологического режима, количества вредных выделений и мн. др. Все эти аспекты помогут оборудовать объект качественной СКВ.

www.tktsa.ru

Раздел I Введение Лекция № 1 Общие сведения о кондиционировании воздуха План

48

1.1. Предмет курса

1.2. Назначение и общее устройство систем кондиционирования воздуха

1.3. Развитие научных основ и техники кондиционирования

1.2. Предмет курса

Кондиционирование микроклимата зданий и сооружений является одним из основных разделов строительной науки и техники. Система кондиционирования микроклимата (СКМ) как совокупность всех инженерных средств и устройств, обеспечивающих внутренние климатические условия, включает в себя наряду с ограждениями, системами отопления и вентиляции систему кондиционирования воздуха (СКВ).

Кондиционирование воздуха – автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных его параметров на определенном уровне с целью обеспечения главным образом оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса и обеспечения сохранности ценностей культуры. В общем случае понятие кондиция воздуха включает в себя следующие его параметры: температуру, влажность, скорость движения, чистоту, содержание запахов, давление, газовый состав и ионный состав. В зависимости о назначения обслуживаемого объекта выбирают требуемые кондиции воздушной среды, наиболее важные для конкретных условий применения. Как правило, для обычных объектов промышленного и гражданского строительства требуемые кондиции воздушной среды ограничиваются только частью перечисленных параметров.

Кондиционирование воздуха подразделяется на три класса:

первого класса – для обеспечения метеорологических условий, требуемых для технологического процесса, при допустимых отклонениях за пределами расчетных параметров наружного воздуха в среднем 100 ч / г при круглосуточной работе или 70 ч / г при односменной работе в дневное время;

второго класса – для обеспечения оптимальных санитарных или технологических норм при допускаемых отклонениях в среднем 250 ч / г при круглосуточной работе или 175 ч / г при односменной работе в дневное время;

третьего класса для обеспечения допускаемых метеорологических условий, если они не могут быть обеспечены вентиляцией, или промежуточных условий между допускаемыми и оптимальными нормами при экономическом обосновании; допускаемые отклонения за пределами расчетных параметров наружного воздуха 450 ч / г при круглосуточной работе или 315 ч / г при односменной работе в дневное время.

Курс «Кондиционирования воздуха» базируется на общих законах теплотехники, термодинамики, гидравлики, теории автоматического регулирования, а также на взаимосвязи с рядом инженерных дисциплин и, в первую очередь, с курсами «Строительная теплофизика», «Отопление», «Вентиляция», «Теплоснабжение», «Насосы и вентиляторы», «Холодильные установки» и «Автоматика».

1.2. Назначение и общее устройство систем кондиционирования воздуха

Определенное состояние воздуха является необходимым, а часто и решающим условием для осуществления многих, особенно новейших, технологических процессов. На промышленных предприятиях кондиционирование воздуха применяется либо для обеспечения промышленных санитарно-гигиенических требований, удовлетворение которых вентиляцией невозможно, либо как составная часть технологического процесса получения продукции с требуемыми качествами. В последнем случае кондиционирования воздуха предусматривается:

а) для достижения нормируемых условий воздушной среды в помещении, если они не могут быть получены естественной или механической вентиляцией;

б) для поддержания заданного влагосодержания материалов и изделий;

в) для поддержания температурно-влажностных условий, позволяющих производить обработку продукции с минимальными допусками;

г) для достижения особой чистоты воздуха и исключения выпадения влаги из воздуха, а также пота и солей с рук рабочих на точно обработанные поверхности изделий;

д) для создания постоянных температур и влажности воздуха при оптимальном протекании химических и биохимических реакциях;

е) для регулирования влажности воздуха во избежание образования статического электричества и связанной с этим опасности пожара и взрыва;

ж) для поддержания стабильных кондиций при испытании материалов и изделий;

з) для длительной сохранности в зданиях ценностей культуры и искусства.

Под термином системы кондиционирования воздуха (СКВ) подразумевается комплекс устройств, предназначенных для создания и автоматического поддержания в обсуживаемых помещениях заданных величин параметров воздушной среды. Указанный комплекс может включать в себя следующие шесть составных частей:

установку кондиционирования воздуха (УКВ), обеспечивающую необходимые кондиции воздушной среды по тепловлажностным качествам, чистоте, газовому составу и наличию запахов;

средства автоматического регулирования и контроля за приготовлением воздуха нужной кондиции в УКВ, а также поддержания в обслуживаемом помещении или сооружении постоянства заданных величин параметров воздуха;

устройств для транспортирования и распределения кондиционированного воздуха;

устройств для транспортирования и удаления избытков внутреннего воздуха;

устройств для глушения шума, вызываемого работой элементов СКВ;

устройств для приготовления и транспортирования источников энергии (электрического тока, холодной и теплой сред), необходимых для работы аппаратов в СКВ.

Основное оборудование для приготовления и перемещения воздуха агрегируется в аппарат, называемый кондиционером. В отдельных случаях все технические средства для кондиционирования воздуха скомпонованы в кондиционере, и тогда понятия «СКВ» и «кондиционер» становятся однозначными.

СКВ является активной, обычно регулируемой системой, предназначенной для комплексного поддержания заданных параметров внутреннего воздуха, которые обеспечивают расчетные, часто оптимальные условия в помещениях зданий и сооружений. СКВ может работать в здании совместно с системами отопления и вентиляции, но обычно СКВ берет на себя функции последних и создает в здании или, по крайней мере, в его наиболее ответственных помещениях необходимые климатические условия как в холодный, так и в теплый период года.

studfiles.net

Системы кондиционирования воздуха

Задачи кондиционирования

Производства многих отраслей промышленности: электронной, приборостроительной, химической, текстильной, радиотехнической, оптической, пищевой, машиностроительной и других предъявляют определенные требования к состоянию воздушной среды в помещениях для ведения технологических процессов.

Основными нормируемыми параметрами в помещениях являются: температура, относительная влажность и скорость движения воздуха. К состоянию воздушной среды могут предъявляться дополнительные требования по очистке воздуха от пыли, а в специальных помещениях (больницах, операционных и т.п.) – по очистке его от бактериальных загрязнений.

В отдельных отраслях промышленности (пищевой, медицинской и др.) предъявляются определенные требования к состоянию воздуха внутри аппаратов, обусловленные особенностями технологических процессов.

В горячих цехах различных отраслей промышленности, угольных шахтах, на теплоэлектростанциях и т.п. для улучшения условий труда и повышения его производительности также необходимо обеспечить нормируемые параметры воздушной среды.

Для обеспечения указанных требований предназначены системы кондиционирования воздуха (СКВ), задачами которых в производственных помещениях являются создание и автоматическое поддержание заданных параметров воздушной среды при изменяющихся метеорологических условиях и различных тепло- и влагопоступлениях.

Задачи кондиционирования воздуха в зрелищных и спортивных зданиях, универсальных магазинах, библиотеках, музеях, железнодорожных и авиационных вокзалах, гостиницах и других культурно-бытовых и административных зданиях заключаются в обеспечении санитарно-гигиенических требований к параметрам воздушной среды, оказывающим благоприятное влияние на самочувствие людей и условия эксплуатации самих зданий.

В соответствии с изложенными задачами Строительные нормы и правила (СНиП II-33-75) предусматривают кондиционирование воздуха применять для следующих целей:

• достижения установленных нормами метеорологических условий и чистоты воздуха в помещениях, если они не могут быть обеспечены вентиляцией с естественным или механическим побуждением, в том числе и вентиляцией с испарительным (изоэнтальпическим) охлаждением воздуха;

• создания и поддержания метеорологических условий и чистоты воздуха в помещениях или части их по технологическим требованиям;

• создания и поддержания в производственных помещениях оптимальных метеорологических условий или промежуточных между оптимальными и допустимыми метеорологическими условиями, если это экономически оправдано;

• создания и поддержания оптимальных метеорологических условий и чистоты воздуха, установленных для помещений жилых и общественных зданий и вспомогательных зданий предприятий.

Принципиальные схемы систем кондиционирования воздуха

Для обеспечения заданных условий воздушной среды в кондиционируемые помещения необходимо подавать приточный воздух с определенными параметрами, подвергая его специальной обработке в агрегатах, называемых кондиционерами.

В кондиционерах осуществляется фильтрация и тепловлажностная обработка воздуха: в теплый период года наружный воздух охлаждается и в большинстве случаев осушается, в холодный период – подогревается и увлажняется. В кондиционерах воздух охлаждается в поверхностных или контактных воздухоохладителях.

Поверхностные воздухоохладители изготовляются из оребренных трубок, внутри которых протекает холодоноситель (холодная вода или рассол). Снаружи эти трубки омываются охлаждаемым воздухом. При низких температурах холодоносителя, когда внешняя поверхность трубок имеет температуру ниже температуры точки росы, одновременно с охлаждением происходит осушка воздуха. В тех случаях, когда необходимо увлажнение воздуха, а также для интенсификации процесса теплообмена применяется орошение воздухоохладителей водой.

Контактные воздухоохладители (камеры орошения), в которых воздух обрабатывается охлажденной водой, разбрызгиваемой специальными форсунками, в сравнении с поверхностными имеют более широкое применение. Благодаря большой поверхности контакта между распыленной водой и воздухом процессы тепломассообмена в камерах орошения протекают достаточно интенсивно. Камера орошения является универсальным устройством, позволяющим осуществлять охлаждение, осушку или увлажнение, а при необходимости и нагревание воздуха.

В кондиционерах малой производительности в отдельных случаях применяют контактные воздухоохладители с орошаемой насадкой.

Рис. 25.1. Принципиальная схема системы кондиционирования воздуха:

1– воздухозаборное устройство;

2– приемный клапан;

3– фильтр для воздуха;

4– устройство тепловлажностной обработки воздуха;

5–вентилятор кондиционера;

6–прямоточный воздуховод;

7– кондиционируемое помещение;

8–вытяжной воздуховод;

9– вытяжной вентилятор;

10– рециркуляционный воздуховод.

В этих воздухоохладителях воздух проходит через слой материала, орошаемого охлажденной водой. В качестве материалов для насадок применяются древесные и металлические стружки, фарфоровые кольца, нейлоновое волокно и пр. В этих воздухоохладителях можно осуществлять охлаждение, осушку или увлажнение воздуха.

Для нагревания воздуха в кондиционерах применяют поверхностные воздухонагреватели (калориферы или теплообменники), изготавливаемые из оребренных трубок, как и в поверхностных воздухоохладителях. Внутрь трубок подается теплоноситель (пар или горячая вода), снаружи трубки омываются нагреваемым воздухом.

Для нагревания воздуха иногда применяют контактные теплообменники, устройство которых аналогично описанным выше контактным воздухоохладителям.

Для очистки воздуха от пыли в состав кондиционеров включают фильтры различных типов.

Принципиальная схема кондиционирования воздуха приведена на рис. 1. В теплый период года наружный воздух через воздухозаборное устройство 1, приемный клапан 2 всасывается вентилятором 5 кондиционера, проходит фильтр 3, где очищается от атмосферной пыли, и поступает в устройство для термовлажностной обработки воздуха 4. После обработки охлажденный и осушенный воздух по приточному воздуховоду 6 нагнетается в кондиционируемое помещение 7 и после поглощения избыточных тепло- и влаговыделений вытяжным вентилятором 9 удаляется наружу либо частично по рециркуляционному воздуховоду 10 возвращается в кондиционер для повторного использования.

В холодный период года наружный воздух также проходит через фильтр, затем подогревается и увлажняется и после придания ему требуемых параметров (температуры и относительной влажности) нагнетается в кондиционируемое помещение. В зависимости от тепловлажностного баланса обслуживаемых помещений приточный воздух охлаждается либо подогревается; увлажняется либо осушается (при наличии гигроскопических материалов в помещении) и затем удаляется наружу или частично возвращается на рециркуляцию.

СКВ снабжаются приборами для автоматического регулирования параметров воздуха, подаваемого в кондиционируемые помещения, в соответствии с переменным во времени тепловлажностным балансом помещений (качественное регулирование). Применяются также схемы регулирования, изменяющие количество подаваемого воздуха (количественное регулирование) и смешанные схемы, изменяющие и количество подаваемого воздуха и его параметры (количественно-качественное регулирование).

Классификация систем кондиционирования воздуха

В состав СКВ входят устройства, осуществляющие требуемую обработку воздуха (фильтрацию, охлаждение, подогрев, осушку, увлажнение), транспортирование его, раздачу в обслуживаемые помещения, источники тепло- и холодоснабжения, средства автоматического регулирования, контроля и управления, а также вспомогательное оборудование.

Основное оборудование для обработки и перемещения воздуха, как правило, компонуется в одном агрегате – кондиционере. В различных СКВ, кроме того, применяется вспомогательное оборудование: местные подогреватели, эжекционные и вентиляторные кондиционеры-доводчики, глушители аэродинамического шума.

Несмотря на то, что в настоящее время распространены СКВ различных видов, общепризнанной классификации их пока нет. Ниже приводится примерная классификация СКВ, наиболее широко используемых в отечественной практике.

По целевому назначению СКВ делятся на два основных вида: комфортные и технологические.

Комфортные системы устраиваются в жилых, общественных и административных зданиях для создания благоприятных условий труда и отдыха.

Технологические системы применяются в производственных зданиях для обеспечения оптимальных параметров воздушной среды, обусловленных требованиями технологических процессов. При этом заданные параметры не должны превышать допустимые санитарно-гигиенические нормы для пребывания, людей.

Кондиционеры бывают автономные и неавтономные.

Автономные кондиционеры имеют источники тепла и холода, с помощью которых приготовляется воздух требуемых параметров. Эти кондиционеры оборудуются, как правило, электрокалориферами для подогрева воздуха и холодильными машинами для его охлаждения. Для автономных кондиционеров требуется подвод извне электроэнергии для двигателей и калорифера, а также воды для охлаждения конденсаторов холодильных машин. В настоящее время намечено производство автономных кондиционеров, оборудованных холодильными машинами с конденсаторами воздушного охлаждения, которые не будут нуждаться в подводе воды.

Неавтономные кондиционеры снабжаются извне электроэнергией для питания двигателей вентилятора и насосов, теплоносителем для подогрева обрабатываемого воздуха и холодоносителем для его охлаждения. В качестве теплоносителя применяют пар или горячую воду, в качестве холодоносителя – холодную воду или рассол.

В зависимости от размещения кондиционеров по отношению к обслуживаемым помещениям различают центральные и местные СКВ.

Центральные СКВ оборудуются, как правило, неавтономными кондиционерами, размещенными вне обслуживаемых помещений.

По давлению, развиваемому вентиляторами, кондиционеры делятся на три категории: низкого давления (до 100 кгс/м²), среднего давления (до 300 кгс/м²) и высокого давления (свыше 300 кгс/м²).

Центральные СКВ наиболее распространены в одноканальном исполнении, однако в отдельных случаях применяется и двухканальный вариант, т.е. к кондиционируемым помещениям подводится по двум параллельным каналам горячий и холодный воздух, а регулирование температуры осуществляется комнатным терморегулятором, управляющим смесительным клапаном, изменяющим температуру подаваемого в помещения воздуха.

В последнее время все больше применяются водовоздушные СКВ, подающие в кондиционируемые помещения воздух, приготовленный в центральном кондиционере, и воду к местным теплообменникам, которая несет тепло или холод при двухтрубной схеме теплохолодоснабжения или одновременно и тепло и холод при четырехтрубной схеме теплохолодоснабжения.

Рис. 25.2. Общий вид центрального кондиционера из типовых секций:

1 – приемный клапан; 2 – секция обслуживания; 3 – подставка; 4 – секция калориферов первого подогрева; 5 – проходной клапан; 6 – смесительная секция; 7 – камера орошения; 8 – секция масляных фильтров; 9 – секция калориферов второго подогрева; 10 – переходная секция к вентилятору; 11 – вентиляторная установка; 12 –электродвигатель; 13 –виброамортизаторы; 14 – гибкая вставка; 15 – воздуховод приточного воздуха; 16 – воздуховод второй рециркуляции воздуха; 17 – воздуховод первой рециркуляции.

Центральные СКВ устраиваются для обслуживания больших помещений: театров, залов собраний, больших цехов производственных предприятий или нескольких однородных цехов и помещений. Кондиционеры, как правило, размещаются вне обслуживаемых помещений. В большинстве случаев центральные СКВ оборудуются неавтономными кондиционерами, которые снабжаются теплом и холодом от внешних источников.

Общий вид центрального кондиционера приведен на рис. 2. Он состоит из унифицированных типовых секций, предназначенных для выполнения следующих основных операций по обработке воздуха:

охлаждения и осушки в камерах орошения или поверхностных воздухоохладителях;

нагревания в воздухонагревателях;

увлажнения в камерах орошения;

очистки от атмосферной пыли воздушными фильтрами;

смешивания наружного и рециркуляционного воздуха;

регулирования воздуха воздушными клапанами;

перемещения воздуха вентиляторными агрегатами.

Производительность таких кондиционеров составляет от 10 до 250 тыс.м³/ч.

Местные СКВ оборудуются как автономными, так и неавтономными кондиционерами, устанавливаемыми в обслуживаемых помещениях. Они обеспечивают заданные условия воздушной среды не во всем объеме помещения (например, в горячих цехах, машинных залах электростанций), а только в его части. Местные СКВ также могут обслуживать небольшие помещения, рабочие кабинеты, лаборатории, торговые залы, жилые комнаты и пр.

Для кондиционирования воздуха в жилых и других небольших помещениях применяются комнатные кондиционеры оконного типа производительностью от 300 до 500 м³/ч.

Кондиционеры могут работать либо на наружном воздухе (прямоточные СКВ), либо на смеси наружного и рециркуляционного воздуха (СКВ с частичной рециркуляцией). Применение частичной рециркуляции воздуха сокращает расходы тепла в зимний период и холода в летний и, следовательно, снижает эксплуатационные затраты. Однако возможность применения частичной рециркуляции воздуха должна решаться в зависимости от выделяющихся в кондиционируемых помещениях вредностей, согласно указаниям, приведенным в нормативных источниках.

ЛЕКЦИЯ 27,28,29

studfiles.net

Центральные системы кондиционирования воздуха и их автоматизация

Содержание статьи:

Системы кондиционирования воздуха или сокращенно СКВ предназначены для создания комфортных тепловых условий для человека или техники в помещении. Они позволяют создавать благоприятный микроклимат и в жару, и в холод при помощи использования в своем составе холодильной машины, работающей на фреоне.

Комфортное кондиционирование включает в себя существенную подготовку воздуха: охлаждение, нагрев, осушение, увлажнение, фильтрацию, ионизацию и т.д. Поддержание заданных параметров почти не зависит от параметров атмосферного воздуха и их колебаний. Исключением являются лишь случаи использования СКВ при недопустимых температурных значениях на улице, которые определил производитель техники.

Если более детально рассматривать назначение систем кондиционирования воздуха, то можно их разделить на две группы:

• СКВ комфортные – поддерживают основные параметры воздуха (температуру, влажность, чистоту), которые отвечают санитарно-гигиеническим нормам;
• СКВ технологические – поддерживают требуемые параметры воздуха в том или ином производственном или техническом помещении.

Схема системы кондиционирования

Например, одной из задач системы кондиционирования для квартиры является обеспечение нормального уровня влажности. Те же 20% – это нижняя граница нормы, при достижении которой кожа человека и его слизистые оболочки сохнут, а 70% – верхняя граница, при которой значительно снижается теплообмен тела с окружающей средой, ухудшается работа сердечно-сосудистой системы, начинаются головные боли и ощущается нехватка кислорода. Кондиционер поддерживает средние показатели влажности и летом, и зимой – около 40-60%.

СКВ технологические создают комфортные условия для техники на производстве. Например, безотказность мощных ЭВМ обеспечат прецизионные системы, способные контролировать температуру, влажность и подвижность воздуха с точностью до 0,5%.

Не все знают, что назначение системы кондиционирования – это еще и поддержание допустимого уровня углекислого газа в помещении.

В детских больницах, офисах, магазинах и квартирах показатели заметно отличаются, поэтому в этих заведениях устанавливаются совершенно разные типы систем кондиционирования.

Нормальный газовый состав воздуха могут обеспечить кондиционеры, способные осуществлять регулярный приток кислорода в помещение, то есть увеличивать кратность воздухообмена. Избыток или недостаток углекислоты в организме пагубно сказывается на здоровье.

Вообще классификация СКВ очень разнообразна. Они могут разделяться по разным признакам:

• по принципу размещения относительно обслуживаемой зоны – местные и центральные;
• по принципу действия – рециркуляционные, прямоточные и комбинированные;
• по количеству обслуживаемых помещений – одно- и многозональные;
• по количеству регуляторов параметров выходящего воздуха – однотрубные и двухтрубные.

Это не весь список классификаций. Многие авторы тематических книг придерживаются разных точек зрения на этот вопрос и выдвигают свои версии деления СКВ на классы.

Типы и устройство кондиционеров

компрессионный цикл охлаждения сплит-системы

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.

диаграмма зависимости давления и теплосодержания

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 СКВ 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.

VRV и VRF-системы кондиционирования

VRV-система

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.

рефнет

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 VRV-установки

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.

Проектирование и расчет систем кондиционирования

При подборе нужного холодильного устройства в квартиру часто пользуются экспресс-методикой расчета СКВ, при которой берется во внимание примерная тепловая нагрузка на помещение, относительно чего и выбирается наиболее близкий типоразмер устройства. Подбор производят по номинальной холодопроизводительности.

На 10 м² берут 1 кВт мощности по холоду и прибавляют к полученным данным от 10 до 30% в виде запаса на поступающее тепло от бытовой техники, оконных и дверных проемов, осветительных приборов и т.д.

Данная методика расчета подходящей системы кондиционирования позволяет упростить проектировочные работы, но допускает неточности, если применять ее к системам с большими возможностями и более сложным устройством, например, к многозональным СКВ. Она вполне применима при покупке бытовых сплит-систем и оконных/мобильных моноблоков.

Что требуется знать и учитывать при проектировании систем кондиционирования со сложным устройством? В первую очередь смотрят на исходные данные:

• региональное местоположение объекта и расположение относительно сторон света;
• строительные чертежи и планы помещения;
• категорию объекта с учетом противопожарных норм;
• чертежи с указанием размещения всего оборудования здания;
• количество осветительных приборов;
• характеристики энергоносителей;
• данные уже существующих СКВ.

После анализа всех предоставленных данных приступают непосредственно к проектированию СКВ, которое обычно проходит в два этапа.

На первом этапе выбирают систему с техническим обоснованием, почему именно данный тип лучше для этого помещения. Здесь производят расчет системы кондиционирования по мощности, определяют ее расположение на объекте, прописывают число задействованных приборов, определяют параметры площади для установки и вычисляют примерную стоимость всех работ с оборудованием.

Второй этап предполагает разработку рабочего проекта с учетом строительной планировки, теплотехнических характеристик строительных конструкций и технологического задания. Обязательно рассчитывают воздухообмен, тепловой и тепловлажностной баланс помещения, проводят аэродинамический расчет воздушных сетей и гидравлический расчет жидкостных коммуникаций.

Далее все согласуется с заказчиком, СЭС, пожарной инспекцией и по необходимости вносятся изменения в проект. После заказывается оборудование и рабочие чертежи передаются монтажникам.

Техническое обслуживание и ремонт кондиционеров

Любая СКВ требует регулярного технического обслуживания, то есть очистки и проверки рабочих параметров, а в отдельных случаях – ремонта.

Стандартное техническое обслуживание СКВ – это профилактика поломок оборудования. Оно состоит из:

• внешней очистки блоков;
• промывки и дезинфекции фильтров, вентиляторов, радиаторов;
• чистки дренажного трубопровода;
• поверки давления в системе и температуры выходящих потоков воздуха;
• протяжки крепежных деталей.

При необходимости может понадобиться дозаправка или полная перезаправка контура фреоном.

Обычно основное назначение очистки системы кондиционирования – предотвращение выхода из строя таких деталей, как вентилятор, четырехходовой клапан, компрессор. Если ее не проводить, то КПД прибора уменьшается, внутри начинают размножаться бактерии, при включении устройства появляется неприятный запах, а перечисленные элементы ломаются.

Даже если очистка системы кондиционирования воздуха проводилась регулярно, иногда поломки неизбежны. Перепады напряжения ведут к выходу из строя платы управления, которая является «мозгом» машины, а нарушение рекомендаций производителя по ее использованию в определенных температурных рамках приводит к проблемам с механическими элементами контура.

Пример того, какой ремонт систем кондиционирования воздуха может потребоваться, приведен в таблице.

Техническое обслуживание промышленных СКВ и ремонтно-восстановительные работы по устранению неполадок в них проходят по более сложной схеме и занимают больше времени. Своевременное выявление проблем и их устранение помогает избежать остановки всего рабочего процесса на производстве или любом другом крупном объекте нежилого назначения.

Профилактическое обслуживание бытовых систем рекомендуется проводить два раза в год. Промышленные установки необходимо обследовать и чистить гораздо чаще – минимум раз в квартал, максимум – раз в месяц. Все зависит от условий эксплуатации и местонахождения СКВ.

strojdvor.ru