Системы центрального кондиционирования

Системы центрального кондиционирования следует предусматривать для обеспечения допустимых метеорологических условий и чистоты воздуха в зоне, обслуживаемой или в рабочей зоне помещений (на постоянных и временных рабочих местах) [3, 10].
Системы вентиляции и кондиционирования воздуха в холодный период года взаимодействуют с системой отопления здания для обеспечения необходимых параметров воздуха в помещениях.
Для жизнедеятельности организма человека важны такие параметры воздуха:
- метеорологические (температура, относительная влажность, скорость движения)
- химический состав воздуха (содержание кислорода, углекислоты, наличие вредных паров и газов)
- запыленность воздуха (пыль органический, минеральный, кварцевый, асбестовый).
По нормативной документации [1, 2, 3]:
- допустимыми называются такие условия: сочетание количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать изменения теплового состояния организма, быстро нормализуются, которые сопровождаются напряжением механизмов терморегуляции, не выходит за пределы физиологических приспособительных возможностей;
- оптимальными называются такие условия: сочетание количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции.
Избыток (или недостаток) теплоты и влаги, наличие вредных паров, газов и пыли в воздухе определяют негативное влияние среды на человека и называются вредностями. Задачей систем вентиляции (СВ) является борьба с вредностями, что находятся в окружающей человека воздушной среде путем обмена воздуха. Воздухообменом называется замена загрязненного воздуха, находящегося в помещении, чистым воздухом [15, 16].
Воздухообмен может рассчитываться по вредностями или кратностью.
Методика расчета воздухообмена приведена в [11].
Задачей приточной вентиляции является подача в помещение воздуха, обеспечивает необходимые метеорологические условия.
Задачей вытяжной вентиляции является удаление загрязненного воздуха из помещения. Приточно-вытяжной называется система вентиляции, осуществляет для определенного помещения приток и удаление воздуха, причем объемы притока и вытяжки определенным образом балансируются между собой.
Приточные и вытяжные системы механической вентиляции отличаются друг от одной составом технологических блоков.
Приточные системы состоят из следующих блоков: воздухосаборного устройства, через который приточный воздух поступает в приточную камеру; фильтра воздушного, который обеспечивает очистку воздуха от атмосферной пыли; воздухонагревателя, что обеспечивает подогрев воздуха в холодный период года; вентилятора, с помощью которого обеспечивается подача заданного объема воздуха и преодоления аэродинамического сопротивления технологических блоков и воздухораспределительной сети; воздуховодов с приборами регулирования и подачи воздуха в помещение, что обслуживается.
Фильтры воздухонагреватели и вентиляторные установки приточных вентиляционных систем принято компоновать в отдельном строительном объеме, называется приточной камерой. Приточная камера соединяется воздуховодами с приточной шахтой. В некоторых случаях, в зависимости от назначения, приточная камера может комплектоваться камерой орошения, или камерой увлажнения воздуха паром.
Рисунок 1.1 – Схема наборной приточной системы вентиляции
Системы вытяжной вентиляции, задачей которых является удаление загрязненного воздуха, проще по составу оборудования. Они включают сети воздуховодов с регулирующими устройствами, обеспечивающими удаление заданного объема воздуха с помещения при общеобменной вытяжной вентиляции, или заданную скорость загрязненного воздуха в воздухоприемных насадках местной вытяжной вентиляции.
Современное вентиляционное оборудование изготавливают много разных производителей, как зарубежные, так и отечественные производители. Например, такие известные фирмы, как Systemair, Fujitsu, Ventrex, DEC,, Dimplex, Shivaki, Silavent, Veza, Clivet и многие другие.
Основное оборудование систем вентиляции
Воздуховоды. Воздуховоды систем вентиляции предназначены для транспортировки воздуха от места его забора к пользователю, или от пользователя к месту выброса.
Воздуховоды делятся:
- по конструкции: круглые, прямоугольные, другой формы;
- по материалу, из которого они сделаны: металлические, пластиковые, асбоцементные, бетонные и т.п .;
- по назначению: приточные, вытяжные.
Преимущество прямоугольных воздуховодов заключается в том, что они лучше вписываются винтерьер административных и общественных зданий. В ряде случаев их применяют при прокладке через зоны с ограниченной высотой (в низких помещениях, в пространстве над подшивными потолками и т.д.).
Рисунок 1.2 - Прямоугольный и круглый пластиковые воздуховоды. Гибкие воздуховоды с поливинилхлорида: а) изолированный; б) неизолированные
Системы и оборудование для распределения воздуха
Вентиляционные решетки и диффузоры предназначены для подачи воздуха в помещение, забора воздуха из помещения, а также для распределения воздушных потоков.
Они применяются:
- в системах кондиционирования воздуха при низком давлении;
- в системах воздушного отопления;
- в системах вентиляции.
Воздухонагреватели

. Воздухонагреватели предназначены для нагрева воздуха в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.
Фильтры воздушные. Фильтры воздушные предназначены для очистки приточного воздуха от пыли перед подачей воздуха в помещение.
Вентиляторы. Вентилятор - это лопаточная машина, может повысить давление потока воздуха до 15 кПа. В технике вентиляции i кондиционирования воздуха используют преимущественно два типа вентиляторов - радиальные (центробежные) и аксиальные (осевые).
1.3. Оборудование систем кондиционирования воздуха типа “сплит” и “мультисплит”; канальные системы; мультизональные установки кондиционирования воздуха
Системы кондиционирования воздуха (СКВ) следует предусматривать для обеспечения чистоты и комфортных метеорологических условий воздуха, которые нормируются, в зоне, обслуживаемой или в рабочей зоне помещения или отдельных его участков [16]. В отличие от системы вентиляции, системы кондиционирования воздуха должны обеспечивать комфортные или допустимые условия (в зависимости от класса системы кондиционирования или требований заказчика) в расчетных пределах внешних метеорологических условий [16]. Кондиционирование воздуха является высшей степенью вентиляции, основной целью которого является создание и автоматическое поддержание в помещении оптимальных параметров воздушной среды.
Задачей систем кондиционирования воздуха является борьба с вредными выделениями, которые находятся в окружающей человека воздушной среде. Наиболее распостраненными вредными включениями является теплота и влага.
В отличие от систем вентиляции системы кондиционирования воздуха должны обеспечить в помещениях, обслуживаемых оптимальные параметры воздушной среды. Диапазон оптимальных параметров внутреннего воздуха более узкий, чем диапазон допустимых параметров, которые обеспечивает вентиляция. Нагрузка на систему кондиционирования, ее технологическая схема, должна быть по крайней мере приближена к оптимальной, и эффективность работы СКВ в целом зависят от многих факторов.
В частности, зависит от количества обслуживаемых помещений, от того, какие вредности поступают в указанные помещения и в каком количестве, можно ли применять рециркуляцию воздуха и так далее. Так необходимость получения оптимальных решений в каждом конкретном случае требует различных схем СКВ.
Кондиционеры делятся [15]:
по количеству обслуживаемых помещений:
- местные, обслуживающих одно помещение, или его часть;
- центральные, обслуживающих несколько помещений, или одно с большим количеством зон с различными условиями.
По типам кондиционеров:
- центральные кондиционеры;
- кондиционеры оконные и сплит-системы;
- шкафные кондиционеры;
- кровельные кондиционеры.
Отдельная категория оборудования - центральные системы кондиционирования. К оборудованию этого класса, независимо от мощности, относят центральные кондиционеры и приточные установки с возможностью регулирования параметров приточного воздуха, водоохлаждающие машины - чиллеры, фэнкойлы, компрессорно-конденсаторные блоки и градирни.
Для подбора кондиционеров необходимо знать параметры наружного воздуха (температуру, относительную влажность, энтальпию), а также параметры внутреннего воздуха (проектные), которые необходимо достичь с использованием системы кондиционирования.
Расчет проводят графоаналитическим методом с использованием I-d диаграммы, или специализированных программ [12].
Сначала рассчитывают мощность кондиционера по воздуху (в большинстве случаев за расчетный период принимается теплый период). После этого выбирают ондиционер с номинальной мощностью по воздуху близким к рассчитанного. Затем, руководствуясь количеством воздуха, которое необходимо подать в помещение, рассчитывают все блоки кондиционера (воздухоподогреватели, блок охлаждения воздуха, подбирают фильтры). Проводят гидравлический расчет воздуховодов с учетом сопротивления блоков кондиционеру. Выяснив этой общее сопротивление системы и нужное количество воздуха, подбирают вентилятор.
Состав центрального кондиционера
Центральный кондиционер может состоять из блоков, которые приведены на рисунок 3.
Рисунок 1.3 - Схема центрального кондиционера [12]:
1 - приточный отверстие иззаслинкою, регулируемая 2 - камера смешения; 3 - фильтр; 4, 6, 9, 11 - камера обслуживания (или соединительная камера) 5 - подогреватель воздуха первого подогрева; 7 – камера орошения; 8 - каплеотбойник; 10 - подогреватель воздуха второго подогрева; 12 - вентилятор; 13 - выходная заслонка; 14 - рециркуляционная заслонка; А - помещения
В некоторых случаях часть из этих блоков, при соответствующем обосновании, возможно не устанавливать.
Центральный кондиционер может обрабатывать воздуха различными способами и в различной комбинации - это может быть охлаждение, увлажнение, подогрев, осушение, смешивание в различных пропорциях, очистка (фильтрация) от примесей, или же подавать воздух в помещение без предварительной обработки (режим вентиляции).
Процесс охлаждения воздуха осуществляется в камере орошения при контакте воздуха с водой, которая разбрызгивается из специализированных форсунок под высоким давлением