10800

121

чае возможен подогрев помещений.

Фэн-койл − это агрегат, устанавливаемый в помещении и включающий теплообменник с вентилятором, фильтр, пульт управления (встроенный или выносной).

Потребители-кондиционеры-доводчики (фэн-койлы) могут произвольно включаться и выключаться, изменять свою хладоили теплопроизводительность. Чиллеры имеют большой диапазон мощностей − от нескольких единиц до нескольких тысяч киловатт. Они отличаются по конструктивному исполнению (со встроенными или выносными конденсаторами), типу охлаждения конденсаторов (воздушное или водяное), схемам подключения и т. п.

Вкачестве примера на рис. 80 показана система кондиционирования воздуха на базе чиллера и фэн-койлов, а также приточно-вытяжной установки с утилизацией теплоты вытяжного воздуха, широко применяемая в зарубежной и отечественной практике при оборудовании крупных коттеджей.

Оборудование систем кондиционирования и вентиляции расположено на техническом этаже.

Всистеме кондиционирования используется чиллер с воздушным охла-

ждением конденсатора. Охлаждающий воздух подается в конденсатор центробежным вентилятором по системе воздуховодов.

В жилых помещениях расположены вентиляторные доводчики (фэн-койлы) напольного типа вертикального исполнения.

Они осуществляют индивидуальную регулировку температуры в каждом помещении. Система обвязки фэн-койлов двухтрубная, но в зимний (отопительный) период предусмотрено их переключение от чиллера на индивидуальный газовый котел, установленный в отдельном помещении. Зимой фэн-койлы работают как радиаторы отопления.

Приточная и вытяжная вентиляция коттеджа обеспечивается приточ- но-вытяжной установкой. Для теплоутилизации вытяжного воздуха в установке используется воздухо-воздушный рекуператор. Установка также расположена на техническом этаже, а обработанный воздух поступает и забирается из помещения по системе воздуховодов.

122

Воздух из помещения подается вентилятором на теплообменник фэн-койла, в котором он охлаждается или подогревается. В фэн-койл может подаваться некоторое количество свежего воздуха от центрального кондиционера или приточной установки. В этом случае система с чиллерами и фэн-койлами позволяет одновременно решать задачи вентиляции.

Циркуляция жидкости от чиллера к потребителю обеспечивается насосными станциями. Насосные станции представляют собой законченный агрегат, включающий циркуляционные насосы, расширительный бак, аккумулирующий бак, запорную арматуру и необходимую автоматику. Насосная станция может управляться чиллером или работать самостоятельно.

Более сложная система с использованием центрального кондиционера, позволяющая обеспечить вентиляцию помещений когда чиллер с центробежным вентилятором устанавливается на чердаке или на крыше здания рядом с центральным кондиционером (рис.6.7). От чиллера охлаждающая жидкость подается на фэн-койлы, установленные в помещениях, и на теплообменник центрального кондиционера. Регулирование температуры в каждом помещении обеспечивается фэн-койлами. В фэн-койлах рециркулирует воздух из данного помещения.

Такое решение позволяет существенно снизить расход воздуха и соответственно размеры и стоимость центрального кондиционера, так как количество воздуха, необходимого по санитарным нормам для вентиляции, значительно меньше количества воздуха, необходимого для поддержания заданной температуры в помещении.

Система «чиллеров-фэн-койлов» имеет следующие преимущества:

- система обладает большой гибкостью при кондиционировании большого количества помещений. К одному чиллеру может подключаться большое количество фэн-койлов, а также теплообменники центрального кондиционера или приточной вентиляционной установки. Каждый потребитель может работать прак-

тически независимо друг от друга − изменять режим работы, включаться или отключаться;

123

Рис. 6.7. Система кондиционирования воздуха на базе чиллера и фэн-койлов: 1 – чиллер с воздушным охлаждением конденсатора и центробежным вентилятором; 2 – приточ-

но-вытяжная установка с теплоутилизатором; 3 – фэн-койлы.

Центральный кондиционер обеспечивает подачу охлажденного воздуха в помещения в количестве, обеспечивающем выполнение санитарных норм.

-можно задавать не только общий тепловой режим всей системы, но и регулировать режим работы каждого фэн-койла с выносного пульта управления либо вмонтированного в фэн-койл, либо установленного на стене помещения;

-можно постепенно наращивать мощность потребителей, что позволяет

124

вводить объект в эксплуатацию постепенно, отдельными этапами.

Предельное расстояние между чиллером и фэн-койлом не лимитируется и определяется возможностями насосной станции и теплоизоляцией трубопроводов.

6.7. Крышные кондиционеры.

Крышные кондиционеры представляют собой холодильную машину, конструктивно выполненную в виде моноблока, предназначенного для установки на плоских кровлях зданий. Если крыша имеет наклон, то кондиционер устанавливается на специальной раме.

Крышные кондиционеры позволяют одновременно осуществлять вентиляцию и регулировать температуру воздуха в помещении.

Обычно крышные кондиционеры применяются для кондиционирования и вентиляции больших супермаркетов, спортивных сооружений, конференц-залов, т.е. больших открытых залов с общей крышей.

Свежий воздух забирается с улицы через заборную решетку кондиционера. Рециркуляционный воздух забирается из помещения по системе воздуховодов и подается в смесительную камеру, где смешивается со свежим воздухом. Необходимое соотношение свежего и рециркуляционного воздуха обеспечивается изменением положения заслонок.

В кондиционерах малой мощности может отсутствовать смесительная камера с жалюзийными заслонками, поэтому смешение в этом случае необходимо выполнять в подводящем воздуховоде.

Из смесительной камеры воздух проходит через фильтр и подается к теплообменнику (испарителю или конденсатору) холодильной машины, где он охлаждается или нагревается (в кондиционерах с тепловым насосом).

Для подогрева воздуха в кондиционер может встраиваться дополнительный электрический или водяной нагреватель (возможен и газовый нагреватель, но он используется довольно редко).

После теплообменников воздух с требуемой температурой подается центробежным вентилятором в систему распределительных воздуховодов.

125

Воздух для охлаждения конденсатора холодильного цикла забирается из атмосферы специальным вентилятором, также входящим в конструкцию кондиционера, и затем выбрасывается на улицу.

Крышные кондиционеры характеризуются: широким диапазоном мощно-

стей − от 8 до 140 кВт по холоду и теплу, и соответствующими расходами воздуха от 1500 до 25000 м3/ч; простотой монтажа и установки; компактностью; высокой надежностью и экономичностью в эксплуатации; единой системой автоматики, позволяющей при задании необходимой температуры в помещении, автоматически выбирать режимы работы; работой с низкими шумовыми характеристиками.

6.8. Шкафные кондиционеры

Шкафные кондиционеры представляют собой, как правило, законченный моноблок, предназначенный для установки в помещении, где необходимо круглосуточно и ежедневно регулировать температуру и чистоту воздуха. Холодильная мощность шкафных кондиционеров составляет примерно от 11 до 80 кВт.

Основным преимуществом шкафных кондиционеров является простота монтажа и обслуживания. Основные компоненты кондиционера расположены во внутреннем блоке, доступ к которым обеспечивается с лицевой стороны кондиционера.

Шкафные кондиционеры выполняются как с воздушным, так и с водяным охлаждением конденсатора.

Основная проблема в случае применения шкафных кондиционеров с во-

дяным охлаждением − необходимость использования системы оборотного водоснабжения (системы охлаждения воды, циркулирующей через горячий конденсатор). Воздух из помещения забирается, как правило, через решетку с фильтром на передней панели, хотя можно забирать воздух и через нижнюю или заднюю панель кондиционера. Такие схемы удобны при наличии фальш-пола или в случае установки кондиционера в соседнем помещении, когда рециркуляционный воздух из кондиционируемого помещения забирается через от-

126

верстие в стене и затем, после обработки в кондиционере, воздуховодом подается обратно в кондиционируемое помещение.

Моноблочные шкафные кондиционеры включают все необходимые элементы и представляют собой компрессорно-конденсаторную и испарительную секции, объединенные в едином корпусе (моноблоке).

6.9. Прецизионные кондиционеры

Прецизионные кондиционеры представляют собой разновидность шкафных кондиционеров. Они оборудованы различными типами систем микропроцессорного управления и способны поддерживать в помещении не только точные параметры по температуре, но и по влажности.

Такие кондиционеры применяются в помещениях, где, наряду с кондиционированием воздуха, необходимо регулировать влажность: в музеях, в компьютерных залах, на телефонных станциях, в операционных, в предродовых, в фармацевтических лабораториях, в производственных и складских помещениях.

Прецизионные кондиционеры обладают следующими отличительными характеристиками: точность контроля и управления температуры (± 0,5-1° С) и влажности (± 2%); надежность работы при непрерывной эксплуатации; возможность работы в широком диапазоне температур наружного воздуха (до минус 35° С); полная совместимость с системами диспетчерского контроля и системами управления микроклиматом здания.

Прецизионные кондиционеры с воздушным охлаждением состоят из двух блоков: внутреннего блока (собственно кондиционера), в котором расположены компрессор, испаритель, вентилятор и автоматика; внешнего блока − выносного конденсатора или теплообменника.

Кондиционеры с водяным охлаждением имеют только один внутренний блок, в котором дополнительно установлен водяной конденсатор.

Кондиционеры могут выполняться в различных модификациях. Простая модификация обеспечивает только охлаждение; более сложные − регулирование температуры и влажности воздуха в помещении.

127

Расчёт тепломассообменных процессов в системах кондиционирования воздуха

Рассмотрим основные процессы, которые протекают в тепломассообменных аппаратах системы кондиционирования воздуха (рис. 68-а). На I-d-диаграмме процессы обработки воздуха изображаются отрезками.

Рис. 6.8. Изображение процессов обработки воздуха на I-d-диаграмме. Рассмотрим на I-d-диаграмме следующие процессы:

1-2 – процесс охлаждения воздуха в поверхностном теплообменнике без массообмена;

1-3 – процесс охлаждения и осушения воздуха в поверхностном теплообменнике с температурой хладоносителя или хладагента несколько ниже температуры точки росы воздуха. Реально процесс идёт по ломанной линии 1-2-3, изображённой на рис.6.9-а ;

1-4 – процесс охлаждения и осушения воздуха в поверхностном теплообменнике при температуре хладоносителя или хладагента ниже температуры

128

точки росы воздуха. Реально процесс идёт по ломанной линии 1-2-4, изображённой на рис.6.9-б.

Направление луча процессов 1-2 –1-4 в поверхностном теплообменнике обеспечивается за счёт политропного коэффициента эффективности теплообмена в аппарате Еп и температуры хладагента или хладоносителя на входе в теплообменный аппарат tw1.

1-5 – процесс изоэнтальпийного охлаждения и увлажнения воздуха, определяется по адиабатному коэффициенту эффективности теплообмена Еа. Часто этот процесс называют адиабатным (адиабатическим) процессом охлаждения и увлажнения воздуха, так как изменение полной теплоты равно нулю. Точка 5 находится на φ = 90÷95%. Данный процесс осуществляется в холодный период года в кондиционерах и приточных камерах с увлажнительными секциями при выключенных холодильных установках. Приточные камеры в базовой комплектации не оборудуются холодильными установками, поэтому в приточных камерах с оросительной секцией данный процесс протекает зимой и летом.

1-6 – политропный процесс охлаждения и увлажнения воздуха. 1-7 – изотермическое увлажнение воздуха паром.

В оросительных камерах с форсуночными или сотовыми увлажнителями при непосредственном контакте воды с воздухом осуществляются все процессы от 1-2 до 1-6.

Луч процесса в камерах непосредственного контактам воды с воздухом, также определяется по политропному коэффициенту эффективности теплообмена Еп и температуре воды на входе в оросительную камеру tw1.

При контакте воздуха с рециркулирующей водой, которая разбрызгивается в оросительной секции (насос забирает воду из поддона камеры и подаёт её в форсунки камеры рециркуляционно), он увлажняется и охлаждается.

129

а.

б.

Рис. 6.9. Изображение реального направления процессов обработки воздуха.

Рециркуляционная вода при контакте с воздухом принимает температуру мокрого термометра воздуха tw1 = tм.т., а при этой температуре вода для испарения забирает явную теплоту из воздуха, трансформирует её в скрытую и с

130

паром возвращает в воздух. Поэтому полная теплота воздуха остаётся постоянной. Такой процесс называется адиабатным (адиабатическим):

B = Gw – коэффициент орошения, кг/кг.

Gв

Любой политропный процесс можно изобразить на I-d-диаграмме в виде суммы двух простых процессов. Например, если параметры воздуха изменились от точки 2 до точки 5 (рис. 6.8), то процесс 2-5 можно представить в виде суммы процессов 2-k без массообмена (d2-k =const), в котором происходит нагрев за счёт явной теплоты Qявн, и процесс k-5 (tk-5 =const), в котором происходит изотермическое увлажнение с участием скрытой теплоты Qскр, преобразованной из явной за счёт поступившего в воздух пара:

7. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ СХЕМ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ, АСПИРАЦИИ И ПНЕВМОТРАНСПОРТА

В гражданских и промышленных зданиях конструируются следующие виды систем вентиляции, аспирации и пневмотранспорта.