Лекция 1. Лекция 1 Общие сведения о кондиционировании воздуха План Предмет курса
 Скачать 1.12 Mb.
|
|
Раздел V Центральные системы кондиционирования воздуха Лекция № 7 Центральные однозональные системы кондиционирования воздуха План 7.1 Общие сведения о центральных системах кондиционирования воздуха 7.2 Обработка воздуха в центральной однозональной прямоточной СКВ 7.3 Регулирование параметров воздуха в обслуживаемом центральной однозональной прямоточной СКВ помещении 7.1. Общие сведения о центральных системах кондиционирования воздуха Центральные СКВ получили наибольшее распространение. Эти системы предназначены для обслуживания нескольких помещений или одного большого. Помещения больших размеров (ткацкие и прядильные цехи, киноконцертные залы, закрытые катки и пр.) часто обслуживаются несколькими центральными СКВ. Оборудуются центральные СКВ, как правило, неавтономными кондиционерами секционного или блочно-секционного исполнения. Обработанный в кондиционерах воздух подводится в обслуживаемые помещения металлическими либо асбоцементными воздуховодами преимущественно круглого сечения. Для транспортирования значительных количеств воздуха устраиваются подземные железобетонные или кирпичные каналы больших поперечных сечений. При этом внутри каналов прокладываются изолированные металлические или другие тонкостенные воздуховоды для устранения неблагоприятного влияния тепловой инерционности массивных каналов на регулирование температуры воздуха, подаваемого в обслуживаемые помещения. Широкое распространение центральных СКВ обусловлено рядом существенных преимуществ, свойственных этим системам, по сравнению с местными СКВ. Основные из этих преимуществ заключаются в следующем: улучшаются условия эксплуатации СКВ в связи с сосредоточением оборудования, требующего систематического обслуживания и ремонта, в одном месте либо в ограниченном числе мест; возможна надлежащая защита от передачи механического и аэродинамического шума и вибраций в обслуживаемые помещения; обеспечивается возможность эффективного поддержания заданных параметров воздуха в помещениях. Определенные затруднения встречаются при устройстве СКВ в существующих зданиях. В отдельных случаях, в связи с необходимостью прокладки разветвленных воздуховодов сравнительно больших размеров, устройство центральных СКВ невозможно и вместо них применяют местные СКВ. Центральные СКВ имеют весьма широкую область применения — промышленные здания всех видов и общественные здания с помещениями больших объемов. Центральные СКВ, предназначенные для круглогодичного и круглосуточного поддержания заданных параметров воздуха в помещениях, не имеющих системы отопления, следует проектировать не менее чем с двумя кондиционерами. Кондиционеры должны иметь такую производительность, чтобы при выходе из строя одного из них производительность остальных была не менее 50% расчетной по воздуху, а по теплу—достаточной для поддержания в помещениях заданных расчетных температур в холодный период года. Центральные СКВ могут быть прямоточными (без рециркуляции) или с рециркуляцией (с первой и второй рециркуляциями). Рециркуляция применяется в тех случаях, когда требуемое количество приточного воздуха превышает минимально необходимое. В этих условиях в теплый период года использование рециркуляции (вместо увеличения количества наружного воздуха) способствует снижению расхода холода (в ряде случаев и тепла). В холодный период рециркуляция в аналогичных условиях позволяет снизить теплопотребление. Однако следует иметь в виду и необходимо специально оговорить, что сама по себе рециркуляция одного и того же внутреннего воздуха помещения с одинаковыми параметрами, когда внутренний воздух забирают из помещения и возвращают в него же, не может никогда дать какую бы то ни было экономию тепла и холода. Более того, перемещение одного и того же воздуха будет всегда связано с дополнительными затратами электроэнергии на его перемещение. Поэтому необходимо особо учитывать условия возможности применения рециркуляции, к которым относятся следующие: 1. Отсутствие вредных или пожаровзрывоопасных веществ. 2. Энтальпия удаляемого воздуха (в теплый период года) должна быть ниже энтальпии наружного. В связи с этим в системах кондиционирования, базирующихся на использовании изоэнтальпийного охлаждения, рециркуляцию не применяют. В холодный период года энтальпия удаляемого воздуха должна быть выше энтальпии наружного. 3. Соответствие архитектурно-планировочным и технико-экономическим требованиям. Наиболее существенным является первое условие, учитывающее санитарно-гигиенические и противопожарные требования. Второе условие является оценкой целесообразности использования рециркуляционного воздуха с точки зрения сокращения потребления тепла и холода на обработку приточного воздуха. При рассмотрении третьего условия следует учитывать такие факторы, как удаленность обслуживаемого помещения от воздухоприготовительного центра, затраты на устройство и эксплуатацию системы рециркуляции, достигаемый эффект сокращения теплохолодопотребления, затраты на очистку наружного воздуха от пыли и др. Вследствие этих причин в настоящее время в современных зданиях с большой технологической насыщенностью объема, высокими требованиями к интерьеру помещений и возможностью применения современных анемостатов от рециркуляции стремятся отказываться. При выборе способа обработки воздуха обязательным является применение утилизации низкопотенциальных источников вторичного тепла. Это чаще всего может быть использование тепла удаляемого из помещений воздуха, рекуперация трансмиссионных потерь тепла через ограждения (окна с тройным остеклением вентилируемым межстекольным пространством, пористые вставки, теплый чердак), утилизация тепла осветительной аппаратуры и других вторичных энергоресурсов (ВЭР). Центральные СКВ имеют много различных модификаций. Выбор системы зависит от назначения помещений, конструктивных особенностей здания, его ориентации по странам света, размеров помещений и эксплуатационных требований. 7.2. Обработка воздуха в центральной однозональной прямоточной СКВ Центральные однозональные СКВ рекомендуется применять для обслуживания одного помещения, максимальная площадь которого Fмакс (площадь одной зоны) определяется требованиями к точности поддержания температуры, а именно: при t = ± 0,5 °С Fмакс = 600 м2, при t = ± 1 °С Fмакс = 1000 м2 и при t = ± 2°С Fмакс = 2000 м2. Такие системы можно также применять для обслуживания группы отдельных помещений с общим регулированием при условии, что в этих помещениях допускаются различные отклонения от заданных параметров воздуха. Такие СКВ необходимо, как правило, комплектовать устройствами для использования отбросной теплоты. На рис. V.1 приведена принципиальная схема центральной однозональной прямоточной СКВ, работающей полностью на наружном воздухе. Прямоточные системы применяются только в тех случаях, когда рециркуляция воздуха недопустима по санитарно-гигиеничecким соображениям. В теплый период года наружный воздух за счет разрежения, создаваемого приточным вентилятором 8, поступает в кондиционер через приемный клапан К1, очищается в фильтре 3, охлаждается в оросительной камере 6, подогревается в секциях калориферов второго подогрева 9 (в случае необходимости) и нагнетается в обслуживаемое помещение. Вместо оросительной камеры кондиционер может быть оборудован поверхностным орошаемым воздухоохладителем. Тепловая нагрузка секций второго подогрева практически не зависит от температуры наружного воздуха, поэтому для них приготавливают теплоноситель с постоянными параметрами, что улучшает условия регулирования. В кондиционерах особенно большой производительности в результате процессов смешения, нагрева и охлаждения происходит значительное расслоение воздуха по температуре и влагосодержанию. Наиболее равномерные параметры имеет воздух после перемешивания  Рис. V.1. Принципиальная схема центральной однозональной прямоточной СКВ, работающей полностью на наружном воздухе (сплошные линии) с одной ре циркуляцией (штриховые линии) и двумя рециркуляциями (штрихпунктирная линия) 1 – воздухозаборное устройство; 2 – смесительная камера; 3 – фильтр, 4 – камера обслуживания; 5 – секции калориферов первого подогрева, 6 – оросительная камера, 7 – направляющий аппарат, 8 – приточный вентилятор, 9 – секции калориферов второго подогрева, 10 – шумоглушители, 11 – насос, 12 – вытяжной вентилятор, 13 – воздуховод. К.- клапан, Т – терморегулятор, В – влагорегулятор в вентиляторе. Поэтому кондиционеры, в которых влажность регулируется по методу точки росы (т. е. путем поддержания заданной температуры воздуха за оросительной камерой), следует собирать таким образом, чтобы секции калориферов второго или местного подогрева 9 устанавливались на стороне нагнетания. К форсункам оросительной камеры 6 насосом 11 подводится холодная вода от внешнего источника. Ее температура регулируется клапаном К4, который управляется терморегулятором Т2. Между рабочими секциями кондиционера устанавливаются камеры обслуживания 4 и камеры воздушные (смесительные) 2. Последние устанавливаются только при устройстве рециркуляции воздуха. Воздух из обслуживаемого помещения удаляется вытяжной системой с вентилятором 12. Необходимость установки на воздуховодах глушителей аэродинамического шума 10 и их размеры определяются расчетом. В холодный период года наружный воздух подогревается в секциях калориферов первого подогрева 5, увлажняется в оросительной камере 6, работающей в этот период на рециркуляционной воде, и догревается в секциях второго подогрева 9. Вместо оросительных камер могут быть применены поверхностные орошаемые воздухоохладители, что позволяет существенно упростить схему холодоснабжения благодаря закрытой схеме циркуляции холодоносителя. В отдельных случаях при экономически обоснованной целесообразности устройства закрытой схемы холодоснабжения может быть предусмотрена установка поверхностных неорошаемых воздухоохладителей и оросительных камер, работающих по изоэнтальпическому режиму. При установке поверхностных воздухоохладителей часть из них (отдельные секции) в холодный период года используют в качестве калориферов первого подогрева. 7.3. Регулирование параметров воздуха в обслуживаемом центральной однозональной прямоточной СКВ помещении При регулировании параметров воздуха, условными границами для регулирования СКВ являются удельные энтальпии наружного воздуха при максимальной и минимальной нагрузке системы. В теплый период года параметры воздуха в обслуживаемом СКВ помещении регулируются следующим образом. Температура воздуха поддерживается терморегулятором Т1, устанавливаемым в помещении и управляющим клапаном К4, который изменяет температуру воды, подаваемую в камеру орошения. Влагорегулятор В1 с датчиком установленным в помещении, управляет насосом 11, изменяя количество и давление воды, подаваемой в камеру орошения, и тем самым обеспечивая постоянство относительной влажности воздуха помещения. В холодный период года регулятор температуры воздуха Т1 управляет клапанами К2 и К3, регулирующими подачу теплоносителя к калориферам первого подогрева. Если при полностью открытых клапанах на подводках теплоносителя К2 и К3 температура в помещении не достигает заданной, то терморегулятор Т1 переключается на управление клапаном К6, регулирующим подачу теплоносителя к калориферам второго подогрева. Влагорегулятор В1 управляет подачей насоса 11. В холодный период года следует предусматривать автоматическую защиту калориферов первого подогрева от замерзания. Для уменьшения опасности замерзания калориферов первого подогрева их следует устанавливать в два ряда последовательно ( по ходу воздуха ) и оборудовать отдельными регулирующими клапанами на трубопроводах в каждом ряду. До пуска кондиционера в зимнее время следует включать теплоноситель для 3-5-минутного прогрева воздухонагревателей при полностью открытых клапанах К2 и К3. Затем регулирование подачи теплоносителя следует вести клапаном К3, сокращая подачу теплоты во второй ( по ходу воздуха ) ряд воздухоподогревателей, и только после закрытия клапана К3 следует переводить регулирование на клапан К2, управляющий первым их рядом. При включенном приточном вентиляторе защита воздухонагревателей ( при теплоносителях воде и паре ) систем, работающих на наружном воздухе, производится датчиком температуры Т2, который устанавливается в приточном воздуховоде. Датчик настраивается на аварийную температуру на 10 оС ниже нормальной температуры, контролируемой терморегулятором Т1 ( но не ниже + 2 оС ), и соединяется с реле, которое выключает приточный вентилятор, подает аварийный сигнал, полностью закрывает приемный клапан К1 наружного воздуха и открывает клапаны К2 и К3 на подаче теплоносителя. При остановленном приточном вентиляторе наиболее надежна организация постоянного прогрева воздухоподогревателей при автоматическом включении теплоносителя клапанами К2 и К3 на 1-1,5 мин. через каждые 2-4 мин.; автоматика включается терморегуляторм Т3, если температура наружного воздуха понижается ниже +2 оС, и отключается при более высокой температуре. Регулирование по методу « точки росы » выполняет терморегулятор точки росы Т2, устанавливаемый после вентилятора. В холодный период он управляет клапанами К2 и К3, а теплый – К4 и насосом 11. Раздел V Центральные системы кондиционирования воздуха Лекция № 7 Центральные однозональные системы кондиционирования воздуха План 7.1 Общие сведения о центральных системах кондиционирования воздуха 7.2 Обработка воздуха в центральной однозональной прямоточной СКВ 7.3 Регулирование параметров воздуха в обслуживаемом центральной однозональной прямоточной СКВ помещении 7.1. Общие сведения о центральных системах кондиционирования воздуха Центральные СКВ получили наибольшее распространение. Эти системы предназначены для обслуживания нескольких помещений или одного большого. Помещения больших размеров (ткацкие и прядильные цехи, киноконцертные залы, закрытые катки и пр.) часто обслуживаются несколькими центральными СКВ. Оборудуются центральные СКВ, как правило, неавтономными кондиционерами секционного или блочно-секционного исполнения. Обработанный в кондиционерах воздух подводится в обслуживаемые помещения металлическими либо асбоцементными воздуховодами преимущественно круглого сечения. Для транспортирования значительных количеств воздуха устраиваются подземные железобетонные или кирпичные каналы больших поперечных сечений. При этом внутри каналов прокладываются изолированные металлические или другие тонкостенные воздуховоды для устранения неблагоприятного влияния тепловой инерционности массивных каналов на регулирование температуры воздуха, подаваемого в обслуживаемые помещения. Широкое распространение центральных СКВ обусловлено рядом существенных преимуществ, свойственных этим системам, по сравнению с местными СКВ. Основные из этих преимуществ заключаются в следующем: улучшаются условия эксплуатации СКВ в связи с сосредоточением оборудования, требующего систематического обслуживания и ремонта, в одном месте либо в ограниченном числе мест; возможна надлежащая защита от передачи механического и аэродинамического шума и вибраций в обслуживаемые помещения; обеспечивается возможность эффективного поддержания заданных параметров воздуха в помещениях. Определенные затруднения встречаются при устройстве СКВ в существующих зданиях. В отдельных случаях, в связи с необходимостью прокладки разветвленных воздуховодов сравнительно больших размеров, устройство центральных СКВ невозможно и вместо них применяют местные СКВ. Центральные СКВ имеют весьма широкую область применения — промышленные здания всех видов и общественные здания с помещениями больших объемов. Центральные СКВ, предназначенные для круглогодичного и круглосуточного поддержания заданных параметров воздуха в помещениях, не имеющих системы отопления, следует проектировать не менее чем с двумя кондиционерами. Кондиционеры должны иметь такую производительность, чтобы при выходе из строя одного из них производительность остальных была не менее 50% расчетной по воздуху, а по теплу—достаточной для поддержания в помещениях заданных расчетных температур в холодный период года. Центральные СКВ могут быть прямоточными (без рециркуляции) или с рециркуляцией (с первой и второй рециркуляциями). Рециркуляция применяется в тех случаях, когда требуемое количество приточного воздуха превышает минимально необходимое. В этих условиях в теплый период года использование рециркуляции (вместо увеличения количества наружного воздуха) способствует снижению расхода холода (в ряде случаев и тепла). В холодный период рециркуляция в аналогичных условиях позволяет снизить теплопотребление. Однако следует иметь в виду и необходимо специально оговорить, что сама по себе рециркуляция одного и того же внутреннего воздуха помещения с одинаковыми параметрами, когда внутренний воздух забирают из помещения и возвращают в него же, не может никогда дать какую бы то ни было экономию тепла и холода. Более того, перемещение одного и того же воздуха будет всегда связано с дополнительными затратами электроэнергии на его перемещение. Поэтому необходимо особо учитывать условия возможности применения рециркуляции, к которым относятся следующие: 1. Отсутствие вредных или пожаровзрывоопасных веществ. 2. Энтальпия удаляемого воздуха (в теплый период года) должна быть ниже энтальпии наружного. В связи с этим в системах кондиционирования, базирующихся на использовании изоэнтальпийного охлаждения, рециркуляцию не применяют. В холодный период года энтальпия удаляемого воздуха должна быть выше энтальпии наружного. 3. Соответствие архитектурно-планировочным и технико-экономическим требованиям. Наиболее существенным является первое условие, учитывающее санитарно-гигиенические и противопожарные требования. Второе условие является оценкой целесообразности использования рециркуляционного воздуха с точки зрения сокращения потребления тепла и холода на обработку приточного воздуха. При рассмотрении третьего условия следует учитывать такие факторы, как удаленность обслуживаемого помещения от воздухоприготовительного центра, затраты на устройство и эксплуатацию системы рециркуляции, достигаемый эффект сокращения теплохолодопотребления, затраты на очистку наружного воздуха от пыли и др. Вследствие этих причин в настоящее время в современных зданиях с большой технологической насыщенностью объема, высокими требованиями к интерьеру помещений и возможностью применения современных анемостатов от рециркуляции стремятся отказываться. При выборе способа обработки воздуха обязательным является применение утилизации низкопотенциальных источников вторичного тепла. Это чаще всего может быть использование тепла удаляемого из помещений воздуха, рекуперация трансмиссионных потерь тепла через ограждения (окна с тройным остеклением вентилируемым межстекольным пространством, пористые вставки, теплый чердак), утилизация тепла осветительной аппаратуры и других вторичных энергоресурсов (ВЭР). Центральные СКВ имеют много различных модификаций. Выбор системы зависит от назначения помещений, конструктивных особенностей здания, его ориентации по странам света, размеров помещений и эксплуатационных требований. 7.2. Обработка воздуха в центральной однозональной прямоточной СКВ Центральные однозональные СКВ рекомендуется применять для обслуживания одного помещения, максимальная площадь которого Fмакс (площадь одной зоны) определяется требованиями к точности поддержания температуры, а именно: при t = ± 0,5 °С Fмакс = 600 м2, при t = ± 1 °С Fмакс = 1000 м2 и при t = ± 2°С Fмакс = 2000 м2. Такие системы можно также применять для обслуживания группы отдельных помещений с общим регулированием при условии, что в этих помещениях допускаются различные отклонения от заданных параметров воздуха. Такие СКВ необходимо, как правило, комплектовать устройствами для использования отбросной теплоты. На рис. V.1 приведена принципиальная схема центральной однозональной прямоточной СКВ, работающей полностью на наружном воздухе. Прямоточные системы применяются только в тех случаях, когда рециркуляция воздуха недопустима по санитарно-гигиеничecким соображениям. В теплый период года наружный воздух за счет разрежения, создаваемого приточным вентилятором 8, поступает в кондиционер через приемный клапан К1, очищается в фильтре 3, охлаждается в оросительной камере 6, подогревается в секциях калориферов второго подогрева 9 (в случае необходимости) и нагнетается в обслуживаемое помещение. Вместо оросительной камеры кондиционер может быть оборудован поверхностным орошаемым воздухоохладителем. Тепловая нагрузка секций второго подогрева практически не зависит от температуры наружного воздуха, поэтому для них приготавливают теплоноситель с постоянными параметрами, что улучшает условия регулирования. В кондиционерах особенно большой производительности в результате процессов смешения, нагрева и охлаждения происходит значительное расслоение воздуха по температуре и влагосодержанию. Наиболее равномерные параметры имеет воздух после перемешивания |