Определение центральной системы кондиционирования воздуха.

Стр 1 из 8Следующая ⇒

К.т.н. Штейн А.С.

К.т.н. Полтараус В.Б.

Москва – 2006

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Введение 3

2.Определение центральной системы кондиционирования воздуха. 4

3. Задачи и энергопотребление центральной СКВ. 5

4. Классификация центральных СКВ. 6

5. Теплоносители систем кондиционирования воздуха. 8

6. Воздушная система с постоянным расходом воздуха (CAV). 10

7. Воздушная система с переменным расходом воздуха (VAV). 13

8. Водо-воздушная система (VWV). 15

9. Фреоно-воздушная система (VRV). 18

10. Критерии выбора центральной системы. 22

10.1. Уровень комфорта в помещениях. 22

10.2. Требования нормативных документов. 23

10.3. Капитальные затраты, экономичность и приведенные затраты центральных СКВ. 24

10.4. Архитектурные требования, возможность размещения оборудования и

возможность прокладки воздуховодов и трасс теплоносителя. 26

11. Пример реализации систем кондиционирования воздуха при реконструкции комплекса зданий мэрии г. Москвы. 25

Список литературы. 26

Введение

Кондиционирование воздуха — это создание и автоматическое поддержание (регулирование) в закрытых помещениях всех или отдельных параметров (температуры, влажности, чистоты, газового состава и скорости движения воздуха) на определенном уровне с целью обеспечения оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия и длительного комфортного пребывания людей или ведения разнообразных технологических процессов. Большую часть своей жизни дома и на работе человек проводит в замкнутом пространстве - комнате, или помещении как отдельной ячейки здания. По некоторым оценкам это время составляет более 80%. Самочувствие человека, его работоспособность, настоящее и будущее здоровье непосредственно определяется состоянием микроклимата помещений. Создание и поддержание требуемого микроклимата в помещениях здания, подачу чистого свежего воздуха в помещения обеспечивают системы вентиляции и кондиционирования воздуха.

Современные здания как жилые и общественные, так и производственные отличаются всевозрастающими размерами, многокомнатной планировкой, применением современных конструкционных строительных материалов, значительными площадями остекления.

Требования к поддержанию параметров микроклимата в помещении здания могут быть определенными и отличными от других, для конкретного помещения здания, отдельной зоны общественного или производственного помещения, что связано с индивидуальными особенностями людей, назначением и особенностями технологии в данном помещении. Тепловыделения, влаговыделения и газовыделения, называемые нагрузкой на систему кондиционирования воздуха, в отдельных помещениях определяются в зависимости от количества людей, ориентации по сторонам света и вида ограждений, технологии происходящих процессов, мощности освещения и насыщенности оргтехникой рабочих мест, режима работы. Изменения нагрузки на систему кондиционирования воздуха в отдельных помещениях здания могут не совпадать ни по времени, ни по абсолютной величине. В современных зданиях число таких помещений значительно и может достигать 100 и более.

Кондиционирование воздуха осуществляется комплексом технических средств, называемых системой кондиционирования воздуха (СКВ). В состав СКВ входят технические средства забора свежего воздуха, его подготовки, т.е. придания необходимых кондиций (фильтры, теплообменники, увлажнители и осушители воздуха), перемещения (вентиляторы) и его распределения, а также средства холодо - и теплоснабжения, автоматики, дистанционного управления и контроля. СКВ больших общественных, административных и производственных зданий обслуживаются, как правило, комплексными автоматизированными системами. В последнее время эти системы подключаются к общей автоматизированной системе управления инженерным оборудованием здания, так называемую, систему BMS — Bilding Management System.

Таким образом, СКВ - это совокупность объектов, включающих технологические и технические средства и агрегаты обработки воздуха, которая обеспечивает поддержание в кондиционируемом помещении (ях) заданных параметров микроклимата.

Необходимо особо отметить, что в отрыве от объекта кондиционирования, в котором протекают основные процессы изменения состояния воздуха нельзя даже приблизительно оценить воздействие системы кондиционирования на параметры воздуха помещения. То есть, нельзя проектировать систему кондиционирования без полной информации об объекте. Кондиционируемое помещение следует рассматривать как составную часть системы кондиционирования воздуха, т.е. система кондиционирования воздуха существует только в неразрывной связи с кондиционируемым помещением.

По основному назначению СКВ подразделяются на комфортные и технологические.

Комфортные СКВ предназначены для создания и автоматического поддержания температуры, относительной влажности, чистоты и скорости движения воздуха, отвечающих оптимальным требованиям для жилых, общественных и административно-бытовых зданий или помещений.

Технологические СКВ предназначены для обеспечения параметров воздуха в максимальной степени отвечающих требованиям производства и (или) требованиям производителя технологического оборудования, тепловыделения которого должна ассимилировать СКВ. При этом технологическое кондиционирование в помещениях, где находятся люди, осуществляется с учетом санитарно-гигиенических требований к состоянию воздушной среды.

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

Теплоносители систем кондиционирования воздуха.

Теплоносителем системы кондиционирования называется среда, посредством которой в системе происходит перенос холода или тепла от источника к потребителю – в кондиционируемое помещение.

Теплоноситель, имея определенные термодинамические и теплофизические свойства, определяет затраты на преобразование и перемещение энергии в системе, эффективность работы оборудования. Сопоставление характеристик теплоносителей приведено в нижеприведенных таблицах №№1-3.

Теплоперенос в воздушных и водяных системах происходит только за счет разности температур; большая величина отводимой теплоты в водяных системах вызвана большей удельной теплоемкостью теплоносителя, несмотря на меньшую допустимую разность температур. Так, например, для отвода тепловой нагрузки в помещении при разности температур около 8К требуется расход воздуха в воздушной системе охлаждения порядка 375 м³/час на каждый киловатт тепловой нагрузки.

Из сопоставления данных таблицы №1 видно, что применение в системе кондиционирования непосредственного охлаждения хладагентом, который испаряется при прохождении трубок, образующих теплообменную поверхность внутреннего блока, позволяет увеличить эффективность переноса теплоты более чем в 20 раз, по сравнению с воздушной системой.

Таблица №1.

Мощности, затрачиваемые на перемещение теплоносителя и сечения

Трасс для СКВ холодопроизводительностью 136 кВт.

Теплоноситель	Мощность, кВт	Потребитель	Размер сечения
Воздух	7, 4	Вентилятор	Воздуховод 2шт. 900 мм ´ 900 мм
Вода	4, 7	Насос, вентиляторы фанкойлов	Трубопровод водяной, стальной 2 шт. Æ 89 мм
Фреон	2, 5	Вентиляторы внутренних блоков	Трубопроводы фреоновые, медные Æ 25, 4 мм (жидк.) и Æ 65 мм (пар.)

Как следует из таблицы №2 минимальные энергозатраты на транспортировку теплоносителя и размеры сечения трассы имеют фреоновые системы.

Каждый из рассматриваемых теплоносителей имеет свои достоинства и недостатки, ограничивающие его практическое применение.

Таблица №3.

Критерии выбора центральной системы.

При выборе типа центральной системы кондиционирования воздуха основными критериями являются:

Требования нормативных документов.

Допустимые и оптимальные параметры микроклимата устанавливаются нормами проектирования СНиП 2.04.05-91*и СНиП 41-01-2003 при комфортном кондиционировании и технологическими нормами для соответствующих производств. Оптимальные параметры микроклимата в обслуживаемой зоне общественных и административно-бытовых помещений зданий определяются по приложению №4 СНиП 2.04.05-91*, допустимые – по приложению №1 СНиП 2.04.05-91*, в рабочей зоне производственных помещений оптимальные и допустимые при комфортном кондиционировании – согласно ГОСТ 12.1.00588 (СНиП 2.04.05-91*). В зависимости от тяжести выполняемой работы и периода года, при технологическом кондиционировании – оптимальные параметры для производственных и общественных помещений определяются в соответствующих таблицах нормативных документов, где приведены максимальные и минимальные значения температуры и относительной влажности при определенной подвижности воздуха в помещении.

В нормах рекомендуется: с целью уменьшения затрат на тепло- и холодоснабжение центральной СКВ принимать расчетную температуру для теплого периода года максимальную, для холодного минимальную, при этом относительная влажность принимается не более 65-75% для теплого периода года. Это позволяет минимизировать необходимую для кондиционирования данного помещения холодопроизводительность. Однако эта рекомендация противоречит общепринятым нормам, что для комфортного состояния человека при высокой температуре воздуха желательна более низкая относительная влажность воздуха, а высокие значения относительной влажности должны сочетаться с более низкими температурами воздуха. При эксплуатации СКВ заданное значение температуры воздуха в помещении поддерживается системой управления внутреннего блока - местного доводчика, а относительная влажность устанавливается в помещении косвенным путем, в зависимости от холодопроизводительности внутреннего блока и его осушительной способности. Например, правильно подобранный кондиционер фирмы DAIKIN не осушит воздух в кондиционируемом помещении ниже 35-40%. Предварительно может быть задано значение относительной влажности воздуха в помещении в диапазоне 45-50%.

При выборе расчетной температуры воздуха в кондиционируемом помещении следует учитывать, что при изменении температуры воздуха в помещении меняется как количество тепла, поступающего в помещение, так и холодопроизводительность оборудования. Поэтому необходимо постоянно помнить, что при понижении расчетной температуры воздуха в кондиционируемом помещении с одной стороны уменьшается температурный напор между поверхностью теплообменника внутреннего блока и воздухом в помещении, следовательно, уменьшается холодопроизводительность блока, а с другой стороны увеличивается температурный напор между воздухом помещения и окружающей средой, что, в свою очередь, приводит к увеличению теплопритоков в кондиционируемое помещение из окружающей среды. Поэтому не менее важно правильно выбрать расчетные параметры по температуре наружного воздуха. Подробно вопрос выбора расчетных параметров рассмотрен в лекциях учебных материалов ДАИЧИ «Кондиционеры фирмы DAIKIN».

Производительность центральной системы кондиционирования воздуха определяется суммированием минимально необходимого расхода наружного воздуха для каждого помещения и суммарных теплоизбытков в данных помещениях. Необходимый расход наружного воздуха, минимально возможный, определяют из следующих соображений:

· По условиям обеспечения качества (чистоты и газового состава) воздуха (санитарная норма подачи чистого воздуха) или по расчетам на разбавление газовых вредных примесей, в том числе и ощутимых запахов;

· По условиям компенсации удаляемого из помещения воздуха системами местной вытяжки или технологическим оборудованием;

· По условиям поддержания расчетного подпора (избыточное давление повышенное по сравнению с атмосферным или давлением в соседних помещениях) за счет превышения количества приточного воздуха над вытяжным, предупреждающего инфильтрацию воздуха в кондиционируемое помещение.

Санитарная норма подачи чистого свежего воздуха на одного человека определяется в зависимости от продолжительности его пребывания в помещении согласно СНиП 2.04.05-91*, СНиП41-01-2003 или Стандартам по вентиляции.

При проектировании центральной СКВ необходимо определять технологические нагрузки на систему кондиционирования воздуха раздельно для центральных воздухообрабатывающих агрегатов и внутренних блоков – местных доводчиков. Правильным решением является определение нагрузки на центральные кондиционеры и внутренние блоки с выбором принципиальной схемы обработки воздуха в ходе построения на I-d диаграмме процессов обработки воздуха во всех агрегатах системы с учетом конкретных технических характеристик устанавливаемого оборудования.

Пример реализации систем кондиционирования воздуха при реконструкции комплекса зданий мэрии г. Москвы.

Для многих объектов применение единой для всего здания центральной системы кондиционирования воздуха, обеспечивающей подачу в помещения обработанного наружного воздуха, нецелесообразно. Работа такой СКВ потребует постоянных затрат электрической, тепловой энергии, холода независимо от изменяющейся тепловой нагрузки по помещениям, связанной с неравномерным заполнением людьми отдельных помещений.

Мировая практика показывает, что для больших объектов с разной загрузкой по зданиям и помещениям, разными режимами функционирования этих помещений, еще на стадии проектирования, необходимо предусматривать системы кондиционирования различного типа.

Примером подобного решения вопросов кондиционирования является реконструкция комплекса зданий Московской Мэрии на Тверской улице. В 2002 году фирма ДАИЧИ поставила оборудование для центральных СКВ. Некоторые показатели объекта представлены в таблице №8.

Таблица№8

Общая

Список литературы.

1. Богословский В.Н., Кокорин О.Я., Петров Л.В. « Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. - М.: Стройиздат, 1985. -416 с.

2. СНиП 2.04.05 - 91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование» - М.: Минстрой, 2000. -64 с.;

3. СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» - М.: Госстрой России, 2004. -51 с.;

4. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» - М.: Минстрой России, 2000. -65 с.

5. СНиП 3-05-01-85 (с изменениями 1 2000) «Внутренние санитарно-технические системы» - М.: Госкомитет СССР по стр-ву, 1988. -26 с.

6. Ананьев В.А. и др. «Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика». Учебное пособие - М.: «Евроклимат», изд-во «Арина», 2000 -416 с.

7. Белова Е.М. «Системы кондиционирования воздуха с чиллерами и фэнкойлами». 2003, 400 с.

8. Стандарт АВОК. Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2002 -16 с.

9. 2000-2003 ASHRAE Handbook

10. Белова Е.М. «Центральные системы кондиционирования в зданиях. - М.: Евроклимат, 2006. - 640 с.: ил. - (Библиотека климататехника).

К.т.н. Штейн А.С.

К.т.н. Полтараус В.Б.

Москва – 2006

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Введение 3

2.Определение центральной системы кондиционирования воздуха. 4

3. Задачи и энергопотребление центральной СКВ. 5

4. Классификация центральных СКВ. 6

5. Теплоносители систем кондиционирования воздуха. 8

6. Воздушная система с постоянным расходом воздуха (CAV). 10

7. Воздушная система с переменным расходом воздуха (VAV). 13

8. Водо-воздушная система (VWV). 15

9. Фреоно-воздушная система (VRV). 18

10. Критерии выбора центральной системы. 22

10.1. Уровень комфорта в помещениях. 22

10.2. Требования нормативных документов. 23

10.3. Капитальные затраты, экономичность и приведенные затраты центральных СКВ. 24

10.4. Архитектурные требования, возможность размещения оборудования и

возможность прокладки воздуховодов и трасс теплоносителя. 26

11. Пример реализации систем кондиционирования воздуха при реконструкции комплекса зданий мэрии г. Москвы. 25

Список литературы. 26

Введение

По основному назначению СКВ подразделяются на комфортные и технологические.

Определение центральной системы кондиционирования воздуха.

К сожалению, единая общепринятая терминология и единая классификация центральных систем кондиционирования воздуха отсутствует.

Что такое центральная система кондиционирования воздуха (центральная СКВ)? В качестве признака классификации, к какой системе - центральной или местной относится конкретная система кондиционирования, часто используют принцип расположения системы по отношению к обслуживаемому помещению.

Центральные СКВ расположены вне обслуживаемых помещений и кондиционируют одно большое помещение, несколько зон такого помещения, много отдельных помещений или здание в целом.

Центральные СКВ могут быть предназначены как для технологического, так и комфортного кондиционирования с высококачественным регулированием термо – влажностных (метеорологических) параметров воздуха.

На наш взгляд, наиболее полное определение именно центральной системы кондиционирования воздуха должно включать следующие признаки:

· сконцентрированы в одном месте источники тепла и холода;

· имеется объединенная система распределения энергии (тепла и холода) и воздуха;

· имеется объединенная система мониторинга и управления всеми объектами системы.

Центральные СКВ обладают следующими преимуществами:

· возможностью эффективного поддержания заданной температуры и других параметров микроклимата в помещениях;

· компактным расположением оборудования и агрегатов, требующих систематического обслуживания и ремонта, как правило, в одном месте;

· возможностями обеспечения эффективного шумо и виброгашения. С помощью центральных СКВ при надлежащей акустической обработке воздуховодов, устройстве глушителей шума и гасителей вибрации можно достигнуть наиболее низких уровней шума в помещениях и обслуживать такие помещения специального назначения, как, например, радио и телевизионные студии и т.д.;

· высокой надежностью при эксплуатации и большими ресурсными показателями (ресурс работы оборудования центральных СКВ рассчитывается, как правило, на 20-30 лет).

В результате можно сформулировать наиболее полное определение системы:

Центральная СКВ расположена вне обслуживаемых помещений и кондиционирует одно большое помещение, несколько зон такого помещения, много отдельных помещений и (или) здание в целом и имеет централизованные источники и системы распределения энергии (тепла и холода), объединенную систему мониторинга и управления всеми агрегатами и объектами системы.

Центральный кондиционер (AHU - Air Handling Unit –воздухообрабатывающий агрегат) - агрегат, служащий для полной обработки и подготовки воздуха (фильтрации, нагрева/охлаждения, доведения до требуемых параметров влажности воздуха и т.п.) и транспортировку воздуха к кондиционируемому помещению(ям). Центральный кондиционер изготавливается по базовым (типовым) схемам компоновки оборудования и их модификациям.

Центральный кондиционер один из агрегатов системы кондиционирования воздуха.

Центральный кондиционер может иметь:

· самостоятельное применение;

· входить в качестве одного из составляющих элементов в состав Центральной Системы Кондиционирования Воздуха.

12 3 4 5 6 7 8 Следующая ⇒