Центральные системы кондиционирования воздуха
Материал из ТеплоВики - энциклопедия отоплении
Центральными называются системы кондиционирования воздуха (СКВ), обслуживающие несколько помещений из одного центра, внешнего по отношению к обслуживаемым помещениям. Такие системы снабжаются извне холодом (доставляемым холодной водой или хладагентом), теплом (доставляемым горячей водой, паром или электричеством) и электрической энергией для привода электродвигателей вентиляторов, насосов.
Содержание |
Расположение
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). Приготовленный в центральном кондиционере воздух подается в обслуживаемые помещения по сети воздуховодов. Центральные СКВ получили наибольшее распространение для помещений значительных размеров в промышленных и общественных зданиях.
Классификация и применение
По степени использования наружного воздуха центральные СКВ подразделяют на прямоточные,рециркуляционные и с частичной рециркуляцией.
Прямоточные СКВ
В прямоточных СКВ используется только наружный воздух. Эти системы забирают наружный воздух, обрабатывают его до необходимых параметров и пода-
ют в обслуживаемые помещения. Из помещений воздух удаляется системами вытяжной вентиляции.
Прямоточные СКВ применяют для помещений, в которых выделяются токсичные пары и газы, пыль и содержатся болезнетворные микроорганизмы, исключающие повторное использование удаляемого из помещения воздуха. Такие же системы применяют для помещений, в воздухе которых содержатся резко выраженные неприятные запахи, а также для помещений с выделениями взрывоопасных и пожароопасных веществ.
Рециркуляционные СКВ
В рециркуляционных (замкнутых) СКВ многократно используется один и тот же воздух, который забирается из помещения, подвергается в кондиционере
необходимой обработке и снова подается в помещение. Таким образом осуществляется полная рециркуляция воздуха.
Рециркуляционные системы применяют для помещений, в которых образуются только тепло- и влагоизбытки, и в которых отсутствуют выделения вредных паров, газов и пыли. Если в воздух помещений поступают вредные пары, газы и пыль, то применять СКВ с полной рециркуляцией можно лишь при включении в комплект устройств по обработке воздуха, специальных аппаратов для очистки воздуха от вредных примесей, что весьма усложняет системы и обычно экономически нецелесообразно. К такому решению прибегают тогда, когда нельзя использовать наружный воздух.
В СКВ с полной рециркуляцией осуществляются только очистка воздуха от пыли и тепловлажностная обработка, поэтому такие СКВ применяют для кондиционирования воздуха в помещениях, в которых требуется поддержание температурно-влажностных параметров воздуха, а потребность в наружном воздухе отсутствует или удовлетворяется другими системами. К числу таких помещений относятся многие технологические помещения с тепловыделяющим оборудованием.
СКВ с частичной рециркуляцией
Наиболее распространенной является СКВ с частичной рециркуляцией, в которой используется смесь наружного и рециркуляционного воздуха. Такие
системы применяют при условии, что воздух, используемый для рециркуляции, не содержит токсичных паров и газов, а расчетное количество вентиляционного
воздуха для удаления избытков теплоты и влаги превышает количество наружного воздуха, которое должно подаваться в помещение для ассимиляции вредных паров и газов. Кроме того, использование рециркуляционного воздуха должно приближать температурно-влажностные параметры наружного воздуха
к требуемым параметрам приточного воздуха. СКВ с частичной рециркуляцией обычно предусматривается с подачей в помещения переменных объемов наружного и рециркуляционного воздуха в зависимости от параметров наружного воздуха. Однако количество наружного воздуха в смеси, подаваемой в помещение СКВ с частичной рециркуляцией, должно быть не меньше санитарной нормы.
СКВ с частичной рециркуляцией являются наиболее гибкими: в зависимости от условий и состояния наружного воздуха они могут работать по прямоточной схеме и по схеме с частичной или полной рециркуляцией. В последнем случае при необходимости газовый состав воздуха по кислороду и углекислому
газу в помещениях поддерживается иными средствами.
В системах с частичной рециркуляцией рециркуляционный воздух смешивается с наружным до или после камеры орошения. В первом случае система
называется СКВ с первой рециркуляцией, во втором - СКВ со второй рециркуляцией. Применение первой рециркуляции позволяет уменьшить расход теплоты на нагрев наружного воздуха в холодное время года и расход холода на охлаждение воздуха в теплое время.
Одноканальные и двухканальные центральные СКВ
Одноканальные системы кондиционирования воздуха относят к системам с качественным регулированием.
Существуют и двухканальные СКВ, в которых воздух двух различных состояний подается в помещения по двум самостоятельным каналам. Требуемые параметры приточного воздуха достигают смешением воздуха перед подачей в помещение. Их относят к системам с количественным регулированием. Двухканальные системы используются очень редко из-за сложности регулирования, хотя они и обладают некоторыми преимуществами, в частности, отсутствием в обслуживаемых
помещениях теплообменников, трубопроводов теплохолодоносителя, 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. Если требуется подавать в помещения воздух с различными параметрами, то применяют многозональные центральные СКВ. Для обслуживания всего помещения применяют одну центральную прямоточную или рециркуляционную СКВ. Изменение параметров приточного воздуха осуществляется по контролю внутренних параметров воздуха в каждой зоне. В многозональных СКВ приточный воздух доводится в центральном кондиционере до определенных параметров, по воздуховодам подается к помещениям (зонам), а перед выдачей в помещения подвергается дополнительной обработке в тепломассообменных аппаратах. В местных доводчиках воздух доводится до параметров, требуемых для каждого помещения.
Разделение на зоны
В промышленных и общественных зданиях имеются помещения значительных размеров, в которых выделяются различные вредности (тепло, влага, пары и газы). Интенсивность выделений неодинаково изменяется по площади и по времени. По условиям назначения этих помещений их нельзя разделить перегородками или изолировать по воздуху отдельные участки. Поэтому такие помещения приходится разбивать на условные зоны, в каждой из которых характер формирования теплового режима примерно одинаков и возможно поддержание одинаковой температуры путём управления температурой приточного воздуха в эту зону. При выборе рационального типа СКВ для таких зданий могут рассматриваться такие возможные принципиальные решения: В больших помещениях с равномерным распределением по площади и однородным характером изменения тепло- и влагоизбытков (залы театров, кинотеатров, спортивные залы и т.п.) применяются однозональные центральные СКВ. В каждой зоне помещения предусматривают самостоятельную однозональную СКВ. Вследствие равномерности и однородности тепловых режимов поддержание температуры внутреннего воздуха достигается автоматическим регулированием температуры приточного воздуха, подаваемого во все помещения. Как правило, для круглогодовой работы СКВ расчётные параметры внутреннего воздуха задаются различными для теплого и холодного периодов года.
Применение многозональных СКВ более экономично, чем устройство индивидуальных систем для каждого из обслуживаемых помещений. Однако эти системы могут поддерживать с заданной точностью только один из параметров воздуха: температуру или относительную влажность. Многозональные СКВ, применяемые для общественных зданий, обычно поддерживают температуру воздуха на заданном уровне, допуская отклонения относительной влажности от расчетных значений.
Кондиционеры для центральных СКВ
В состав центрального секционного кондиционера в общем случае входят рабочие секции (воздушный фильтр, воздухонагреватели первого и второго подогрева, воздухоохладители и камеры орошения, воздушные клапаны), а также камеры и секции корпуса кондиционера, необходимые для сборки и обслуживания рабочих секций (камеры присоединительные, смесительные, секции поворотные и др.).
Крышные кондиционеры (гооf-tор)
Крышные кондиционеры имеют мощность от 8 до 140 кВт и расход воздуха от 1500 до 25000 м³/ч. Благодаря моноблочной конструкции эти кондиционеры отличается простотой монтажа и обслуживания. По своим характеристикам и области применения крышные кондиционеры близки к центральным кондиционерам. Принципиальное отличие между ними в том, что крышный кондиционер является моноблоком и устанавливается на крыше, а центральный кондиционер устанавливается в помещении, но ему необходим внешний источник холода.
Центральные СКВ на базе чиллера и фанкойлов
В данной системе кондиционирования источником холодоснабжения является чиллер, установленный на крыше. Местные неавтономные кондиционеры-доводчики (фанкойлы) напольной установки обеспечивают оптимальные температурные условия в помещениях.
Система "чиллер-фанкойлы" отличается от других СКВ тем, что между наружным блоком (чиллером) и внутренними блоками (фанкойлами) циркулирует не фреон, а вода или незамерзающая жидкость.
Фанкойлы включают в себя два теплоообменника и подключены по четырехтрубной схеме, что позволяет использовать их в зимнее время как приборы центрального отопления. Четырехтрубная установка предполагает круглогодичное использование фанкойла. В период охлаждения в основной теплообменник поступает холодная вода из чиллера, в межсезонье теплая вода также поступает от чиллера, работающего в режиме теплового насоса. В отопительный (зимний) сезон через дополнительный теплообменник циркулирует горячая вода (с температурой теплоносителя 70-95 градусов) от системы централь-
ного отопления. Воздухообмен осуществляется за счет естественной вытяжной вентиляции.
Чиллер снабжает холодной водой фанкойлы многоэтажного здания. Горячая вода поступает в систему из городской теплосети через индивидуальный
тепловой пункт в подвале. Такой вариант установки является наиболее дешевым, поскольку не требуется места в здании или во дворе. При этом выбрана
установка с малошумными осевыми вентиляторами, чтобы их шум не проникал в обслуживаемое и рядом стоящие здания.
Насосная станция, обеспечивающая циркуляцию воды в системе "чиллер-фанкойлы", также устанавливается на крыше.
Преимущества системы "чиллер-фанкойлы":
- расстояние между чиллером и фанкойлами может достигать нескольких сотен метров и определяется мощностью насосной станции;
- для соединения чиллера с фанкойлами используются обычные водопроводные трубы (часто пластиковые), а не дорогие медные фреоновые коммуникации;
- каждый фанкойл может поддерживать свою заданную температуру в помещении.
Представленная система кондиционирования широко применяется, как правило, при строительстве или реконструкции здания целиком или хотя бы отдельного этажа в гостиницах, офисах, медицинских учреждениях и школах.
Преимущества и недостатки
Преимущества центральных СКВ
- простота монтажа и установки;
- компактность;
- высокая надежность и экономичность в эксплуатации;
- единая система автоматики, позволяющей при задании необходимой температуры в помещении, автоматически выбирать режимы работы;
- pабота с низкими шумовыми характеристиками.
Недостатки центральных СКВ
- крупные габариты и трудоемкость строительно-монтажных работ по установке кондиционеров, прокладке воздуховодов и трубопроводов;
- трудности применения центральных СКВ в существующих и реконструируемых зданиях;
- менее гибкое регулирование температуры и влажности в отдельных помещениях.
Литература
- Белова Е.М. Центральные системы кондиционирования воздуха в зданиях. — М.: Евроклимат, 2006. — 640 с.
- Богословский В.Н., Кокорин О.Я., Петров Л.В. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. — М.: Стройиздат, 1985. — 336 с.
- Ивашкевич А.А. Вентиляция общественных зданий. — Хабаровск: ХГТУ, 2001. — 65 с.
- СНиП 2.04.05-91*У Отопление, вентиляция и кондиционирование. — Киев: КиевЗНИИЭП, 1996. — 89 с.
См.также
| Это незавершённая статья. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
