Система рециркуляции воздуха
8.2. Схемы рециркуляции
При проектировании систем с рециркуляцией следует четко представлять, что рециркулирующий воздух не может удалить вредности из помещения. При этом не имеет значения, в какую точку системы он подмешивается. В любом случае рециркуляция представляет перемешивание внутреннего воздуха, при котором он условно поступает в помещение с той же концентрацией и температурой, с какой удалялся из помещения. Удалить вредности может только наружный воздух. Однако, если бы подавался только наружный воздух в том же количестве, то для удаления тепловых избытков его бы пришлось подавать с очень низкой температурой, что недопустимо для обеспечения комфорта людей. Подмешивание же внутреннего воздуха к приточному позволяет увеличить его количество приточного воздуха, не затрачивая энергию на нагрев и подавая его в помещение с приемлемой температурой.
Так как угловой коэффициент луча процесса в помещении определяется только соотношением полного избыточного тепла и влаги, он не может измениться от того, есть рециркуляция или нет. Рециркуляция не изменяет угловой коэффициент луча процесса в помещении.
На рисунке 8.1 приведены различные варианты осуществления рециркуляции.
а) Схема с рециркуляцией воздуха непосредственно внутри помещения потолочным вентилятором
Gу
tу= 22 °С
tв= 20 °С
Gн
Qя
tн = 5°С
б) Схема с рециркуляцией воздуха через потолочный канал
в) Схема с рециркуляцией воздуха через потолочный канал и подмешиванием наружного воздуха
Gн
г) Схема с рециркуляцией через центральную приточную установку
Gу
Gр
tу= 22 °С
tр= 22 °С
tв= 20 °С
Gн
Gп
Qя
tн = 5°С
tп = 15°С
Приточная установка
Рис. 8.1. Варианты рециркуляции воздуха
Рециркуляция потолочным вентилятором по схеме а осуществляется непосредственно в объеме помещения. Изменить параметры притока наружного воздуха она не может, если в конструкции нет теплообменника. Такая схема без теплообменника применяется в некоторых помещениях (магазины, кафе, административные помещения) только для увеличения подвижности в рабочей зоне. Собственно рециркуляцией этот вариант обычно и не считается. Температура притока наружного воздуха при этом очень низкая из-за необходимости подавить тепловые избытки в помещении.
Если же к вентилятору конструктивно присоединен теплообменник, то их совокупность, выполненная отдельным блоком, называется вентиляторным доводчиком, фенкойлом или фанкойлом (от английских слов fan – вентилятор, и coil –змеевик, нагреватель). Теплообменник может обеспечивать охлаждение или нагрев рециркулирующего воздуха для подавления тепловых избытков или недостатков в помещении, а наружный воздух подается без обработки или обрабатывается и подается отдельно со своими индивидуальными параметрами. При этом газовые вредности может удалить только наружный воздух. В кондиционировании системы с фенкойлами используются достаточно широко, в вентиляции значительно реже из-за того, что фенкойл не выполняет вентиляцию помещений, а изменяет лишь влияет лишь на температуру внутреннего воздуха.
Рециркуляция через потолочный канал по схеме б осуществляется чаще. Ее преимуществом является небольшая длина воздуховодов. В канале часто устанавливается теплообменник для нагрева или охлаждения воздуха, а также вентилятор для побуждения движения воздуха . Их совокупность, выполненная отдельным блоком, называется вентиляторным доводчиком, или фенкойлом, фанкойлом (от английских слов fan – вентилятор, и coil –змеевик, нагреватель). Такая схема типична для кондиционеров с канальным внутренним блоком. Изменить параметры притока она тоже не может, так как рециркуляционный воздух циркулирует отдельно от приточного. Такая схема широко применяется в помещениях малого и среднего объема. Выбрав правильно количество рециркулирующего воздуха, можно обеспечить требуемую его температуру при выпуске в помещение.
Обычно конструкция фенкойлов и внутренних блоков сплит-кондиционеров предусматривает возможность подмешивания части наружного воздуха, и тогда получается схема в. Ее преимуществом является то, что воздух подается в помещение через одну систему воздухораспределителей, и его температура на притоке соответствует требованиям норм. Такие схемы нашли широкое распространение в установках кондиционирования воздуха.
Для больших помещений, типа зрительных залов, системы с фенкойлами не применяются, так как это относительно простые установки, не имеющие специальной камеры смешивания, клапанов, устройств утилизации теплоты и соответвующей автоматики. Кроме того, мощности фенкойлов ограничены и часто недостаточны для обслуживания очень крупных помещений. Их вентиляторы развивают небольшие давления, что позволяет получить более низкий уровень шума, однако не позволяет преодолевать сопротивление протяженных воздуховодов и дополнительных устройств.
Поэтому вентиляцию таких помещений осуществляют, как правило, при помощи достаточно крупных центральных установок, которые могут включать любой состав оборудования. Рециркуляцию при этом осуществляют через основную установку по схеме г. Это позволяет очень гибко управлять установкой и обеспечивать наиболее экономичные режимы эксплуатации, управляя в оптимальном режиме всеми устройствами.
studfiles.net
Системы кондиционирования воздуха подразделяются на несколько разновидностей:
а) по степени использования наружного воздуха - на системы прямоточные, в которых воздух используется однократно, системы рециркуляционные, предусматривающие многократное использование одного и того же воздуха, и системы с частичной рециркуляцией;
б) по степени централизации - на системы центральные, обслуживающие из одного центра несколько помещений, и местные, устраиваемые для отдельных помещений и располагающиеся, как правило, в самих обслуживаемых помещениях;
в) по автономности - на системы, в большей или меньшей степени зависящие от условий снабжения теплом, холодом и электроэнергией;
г) по способу комплектации узла для обработки воздуха - на системы с агрегированными кондиционерами, в которых этот узел представляет собой один агрегат, составленный из нескольких аппаратов, и системы, в которых применяются самостоятельные аппараты для различных процессов обработки воздуха.
Кроме того, все разновидности систем кондиционирования наземных зданий в соответствии с действующими нормами (СНиП 41-01 -2003) делятся на три класса в зависимости от возможности обеспечивать заданные условия воздушной среды в помещениях объекта.
Системы, рассчитываемые по параметрам наружного воздуха А, обладают наименьшими возможностями и допускают отклонения указанных условий в летнее время в среднем в течение 400 часов. Для систем, рассчитываемых по параметрам Б, число часов составляет 200, для систем В отклонения не допускаются.
Системы прямоточные и рециркуляционные
В прямоточных системах кондиционирования воздуха, принципиальная схема которых показана на рис. 3.25, предусматривается забор наружного воздуха, его обработка для получения необходимых параметров и подача в помещения объекта.
Из помещений воздух обычно удаляется с помощью систем вытяжной вентиляции.
Как видим, комплект аппаратов для обработки воздуха должен давать возможность обрабатывать воздух с различными параметрами, зависящими от времени года и климата.
Прямоточные системы кондиционирования воздуха обычно применяются в тех случаях, когда нельзя предусмотреть рециркуляцию воздуха из помещения вследствие невозможности использования этого воздуха. Последнее может иметь место, если количество подаваемого в помещение воздуха определено из условия растворения токсичной вредности до величины предельно допустимой концентрации.
Рис. 3.25. Принципиальная схема прямоточной системы кондиционирования воздуха:
1 - утеплительный клапан; 2 - фильтр; 3 и 5 - первая и вторая ступени калориферов первого подогрева; 4 и 12 - сдвоенные створчатые клапаны; б и 7 ~ створчатые клапаны; 8 - промывная камера; 9 - обходной канал;10 - вентилятор; 11 - калорифер второго подогрева; 13 ~ насос
Такая же схема применяется для помещений, в воздухе которых содержатся болезнетворные микроорганизмы, резко выраженные неприятные запахи, а также для помещений с выделениями взрывоопасных и пожароопасных веществ.
Во всех случаях, когда допустимо многократное использование воздуха, применение прямоточной системы нецелесообразно, так как она, как правило, неэкономична и недостаточно гибка в эксплуатации.
Рециркуляционные системы кондиционирования воздуха, в отличие от прямоточных, предполагают многократное использование одного и того же воздуха.
Как видно из рис. 3.26, изображающего схему такой системы, в аппараты для обработки воздуха поступает воздух из помещения. Пройдя обработку, он подается снова в помещение. Таким образом осуществляется полная рециркуляция воздуха, применение которой может быть целесообразным в таких помещениях, в которых отсутствуют выделения вредностей в виде газа, пара или пыли, а наблюдаются лишь тепло- или влаговыделения.
Рис. 3.26. Схема рециркуляционной системы кондиционирования воздуха:
1 - фильтр; 2 - створчатый клапан; 3 - промывная камера;
4 - сдвоенный створчатый клапан; 5 - калорифер; б - вентилятор; 7 - насос
Если имеются выделения указанных вредностей, то применение системы с полной рециркуляцией воздуха возможно лишь при включении в комплект устройств по обработке воздуха аппаратов, предназначенных для его очистки от соответствующих вредностей, что весьма усложняет систему и обычно экономически нецелесообразно. К такому решению приходится прибегать тогда, когда нельзя использовать наружный воздух.
Наиболее распространенной системой кондиционирования является такая, в которой имеется прямоток и рециркуляция воздуха. На рис. 3.27 приведена схема системы кондиционирования воздуха, выполненной по этому принципу. Как видим, часть воздуха из помещений вновь возвращается для обработки, которой подвергается смесь наружного и рециркуляционного воздуха.
При использовании рециркуляции необходимо, чтобы подаваемый в помещения воздух содержал вредных примесей в количестве не более 30% предельно допустимых концентраций.
Количество подаваемого наружного воздуха должно определяться по санитарно- гигиеническим соображениям; во всех случаях это количество не должно быть менее санитарной нормы.
Рис. 3.27. Схема системы кондиционирования воздуха с частичной рециркуляцией:
1 - утопленный створчатый клапан для регулирования количества наружного воздуха; 2 и 15 - первая и вторая ступени калориферов первого подогрева; 3 - канал для подачи увеличенного объема наружного воздуха; 4 - вытяжной вентилятор; 5 - выхлопной канал для выброса воздуха наружу; 6, 7, 10, 14 и 16 - створчатые клапаны; 8 - обходной канал; 9 - калорифер второго подогрева; 11 - фильтр; 12 - насос; 13 - промывная камера
Похожие статьи:
Добавить статью в закладки
Кондиционер с рециркуляцией воздуха | Бесплатные курсовые, рефераты и дипломные работы
Регулируемый параметр: Т=24 С 1 С
1 – кондиционер;
2 – кондиционируемое помещение;
3 – заслонка;
4 – масленый фильтр;
5 – калорифер первого подогрева;
6 – камера орошения;
7 – калорифер второго подогрева;
8 – вентилятор;
9 – электродвигатель;
10 – насос;
11 – водопровод;
12 – теплоноситель;
13 – канал рециркуляции.
Могут обрабатывать наружный и местный воздух, который уже был в помещении. Сам … процесс рециркуляции состоит из двух этапов. Во время первого происходит подмешивание местного воздуха к наружному перед теплообменником, что значительно снижает расход тепла на подогрев. Второй этап характеризуется подмешиванием рециркуляционного воздуха к наружному, прошедшему через воздухоохладитель. При этом можно экономить на включении теплообменника второго подогрева в летний период.
Система рециркуляции
В случае необходимости снизить холодопроизводительность камеры орошения в теплое время года или снизить заданную теплоотдачу калорифера первого подогрева в холодильной камере используют системы кондиционирования с первой рециркуляцией. В теплое время года рециркуляцию можно использовать при более низком теплосодержании внутреннего воздуха по сравнению с наружным, а в холодное время года — при обеспечении значительного снижения теплопроизводительности калориферов.
Процесс обработки воздуха в кондиционере с первой рециркуляцией отличается от обработки прямоточным кондиционером тем, что в кондиционере с рециркуляцией смешивание наружного и внутреннего (рециркуляционного) воздуха и образование смеси состояния является первым процессом. Затем, аналогично прямоточному кондиционеру, полученный воздух обрабатывается для теплого и холодного периода.
Вторая рециркуляция в системах кондиционирования воздуха дает возможность обходиться без калориферов второго подогрева. Первая ступень обработки воздуха, включающая калорифер первого порядка и камеру орошения, аналогична первой ступени прямоточных кондиционеров. Затем необходимую смесь воздуха получают путем смешивания рециркуляционного и камерного воздуха. Как правило, в системах кондиционирования одновременно с первой рециркуляцией производят вторую.
Также могут быть установлены замкнутые, двухступенчатые кондиционеры и кондиционеры с байпасом.
В замкнутых системах не используют калориферы первого подогрева, так как обработке в кондиционере подается рециркуляционный воздух из помещения, который затем снова подается в помещение.
В летний период используют двухступенчатые кондиционеры, в которых воздух охлаждается в два этапа. Сначала происходит предварительное неконтролируемое охлаждение в поверхностном охладителе или камере I — орошения.На втором этапе осуществляется окончательное регулируемое охлаждение в камере II орошения и камерный воздух доводиться до состояния приточного по стандартным схемам. В двухступенчатых кондиционерах в камеру II, поступает холодная вода из системы холодоснабжения, а на первом этапе предварительное охлаждение происходит водой, использованной на втором этапе. Такая схема дает более глубокое охлаждение.
В кондиционерах с первой рециркуляцией и прямоточных кондиционерах может применяться схема с байпасом. В этом случае отсутствуют калориферы второго порядка, а камерный воздух подогревается теплым воздухом, который проходит по байпасу в обход камеры.
Кондиционеры могут выполнять несколько функций одновременно: непосредственно кондиционера, очистителя и увлажнителя воздуха, системы вентиляции.Трёхмерные модули, входящие в их состав, смешивают, нагревают, регулируют, охлаждают, очищают, осушают, перемещают и увлажняют воздух. Принцип их работы следующий — центральные кондиционеры забирают воздух с улицы, очищают, увлажняют или осушают, охлаждают или подогревают его и затем по линии воздуховодов передают в помещение. Минус подобной конструкции заключается в том, что она способна регулировать микроклимат одновременно всего здания, а повлиять на воздухообмен какого-то отдельного помещения можно только при использовании специальных клапанов.
Секции кондиционера.
Секция охлаждения. Представляет собой водяной или фреоновый теплообменник. В качестве хладагента используется вода или незамерзающая жидкость, подаваемая от чиллера, либо фреон. В этом случае необходим внешний фреоновый компрессорно-конденсаторный блок.
Секция нагрева. Выполняется в двух вариантах — с водяным или электрическим нагревателем (ТЭНом). Водяной нагреватель выполняется в виде теплообменника, к которому подводится горячая вода из системы центрального отепления или автономного отопительного котла.
Вентиляторная секция. Предназначена для забора воздуха и подачи его в кондиционируемые помещения. В центральных кондиционерах применяются радиальные (центробежные) вентиляторы, которые вращаются электродвигателем через ременную передачу. Вентиляторная секция может располагаться между другими секциями, либо на выходе из кондиционера.
Секция шумоглушения. Предназначена для снижения шума, создаваемого вентиляторной секцией. Внутри секции шумоглушения устанавливаются звукопоглощающие пластины, состоящие из нескольких слоев минеральной ваты или стекловолокна специально подобранной плотности.
Секция увлажнения. Увлажнение воздуха производится в форсуночной камере или с помощью парового увлажнителя. В форсуночной камере происходит распыление мелкодисперсной водяной взвеси, которая испаряется в проходящем воздухе. После секции увлажнения обычно устанавливают каплеуловители, предотвращающие попадание неиспарившихся капель воды в другие секции кондиционера.
Секция фильтрации. Секция фильтрации предназначена для очистки проходящего через кондиционер воздуха от пыли. При необходимости обеспечения фильтрации повышенного качества в состав кондиционера включают две секции фильтрации. Первичную секцию фильтрации выполняют на фильтрах грубой очистки класса EU1 — EU3. Такие фильтры задерживают до 60% пыли. В секции вторичной фильтрации используют фильтры тонкой очистки класса EU5 — EU9, задерживающие до 90% пыли.
Все фильтры могут легко сниматься для чистки или замены. Для автоматического контроля за чистотой фильтров применяют дифманометры, измеряющие перепад давления воздуха на входе и выходе фильтра. При загрязнении фильтра перепад давления увеличивается и дифманометр сигнализирует о необходимости замены фильтра.
Теплоутилизаторы. Для экономии энергии, затрачиваемой на нагрев наружного воздуха, в кондиционерах иногда устанавливают теплоутилизаторы или рекуператоры. Эти устройства позволяют экономить до 80% энергии путем нагрева входящего наружного воздуха за счет тепла воздуха, удаляемого из помещения. Теплоутилизаторы бывают трех типов — перекрестные теплообменники, вращающиеся теплообменники и системы с промежуточным теплоносителем, состоящие из двух теплообменников.
Калориферы, в зависимости от того, какой источник тепла в них используется, подразделяются на водяные, паровые, электрические и фреоновые. Теплопередающие элементы калориферов, как правило, представляют собой стальные трубы, снабжённые оребрённой наружной поверхностью. Это помогает увеличить площадь, а соответственно и эффективность теплоотдачи. По оребрённым трубам внутри проходит охлаждающий или нагревающий теплоноситель, а снаружи – потоки воздуха, нагреваемого или охлаждаемого при контакте с трубами. Принцип действия такой схемы основан на том, что теплоноситель, как правило, имеет больший коэффициент теплоотдачи по отношению к воздушным потокам. Рёберная структура калорифера представляет собой насаженные на трубки металлические пластины, либо навитую в видена трубки ленту или тонкую проволоку.
Энергоэффективность калорифера зависит от того, насколько высок коэффициент теплоотдачи калорифера при определённых энергетических затратах, то есть, чем больше тепла калорифер способен отдать при неизменных энергозатратах, тем выше его эффективность. Тем не менее, при подборе такого устройства как калорифер, следует принимать во внимание не только фактор его энергоэффективности, но и другим требованиям, которым должен соответствовать калорифер, чтобы эффективно работать в проектируемой вентиляционной системе, например, вес и габариты прибора. Следует учесть, что после установки калорифера следует исключить химически активные и слипающиеся примеси из проходящего воздуха путём установки дополнительных фильтров.
Калорифер способен значительно нагреть проходящий через него воздух – поднять его температуру на 70 и даже 110 ºС, поэтому его можно использовать для подогрева нагнетаемого воздуха даже при минимальных температурах до -25 ºС. При использовании водяных калориферов не следует забывать об установке узла обвязки, о котором пойдёт речь далее.
Калорифер может устанавливаться по двум различным схемам воздухообмена – по принципу смешения приточного и рециркуляционного воздуха, а также с замкнутой рециркуляцией воздуха. Наиболее эффективная работа калорифера в системах естественной вентиляции достигается при его установки в подвальных помещениях (то есть, у точки воздухозабора). Для систем искусственной или принудительной вентиляции это требование неактуально, т.к. воздух прогоняется через калориферпосредством канальных вентиляторов.
Камера орошения
В камерах орошения стандартного исполнения не предусмотрена реализация управляемых процессов тепломассообмена при контакте воздуха и воды. В качестве управляющего воздействия при адиабатных процессах может быть использовано регулирование расхода воды, подаваемой на форсунки, с помощью двухходового регулирующего клапана или насоса с регулируемым числом оборотов. Практически при реализации управляемых процессов требуемый расход воды и давление перед форсунками обеспечиваются с помощью регулирующего клапана на трубопроводе.
Это связано с тем, что электронное регулирование числа оборотов рабочего колеса не предусмотрено для консольного насоса, которым обычно комплектуется камера орошения, из-за технических ограничений. В то же время дросселирование сети — это самый неэкономичный способ регулирования подачи насоса, так как при ее уменьшении снижается коэффициент полезного действия насоса, потребляемая мощность при этом уменьшается незначительно.
Для реализации плавного управляемого процесса адиабатного увлажнения с целью экономии электроэнергии в процессе эксплуатации целесообразно применять inline-насосы с электронным управлением в том случае, если может быть подобран насос, обеспечивающий требуемые параметры работы камеры орошения, что не всегда выполнимо для камер орошения со значительной производительностью по воздуху и высокими значениями коэффициента адиабатной эффективности. Электронное управление работой насоса будет обеспечивать изменение расхода воды, подаваемой на форсунки камеры орошения, по сигналу датчиков относительной влажности воздуха в помещении и на выходе из камеры орошения.
Вентилятор (системы вентиляции) представляет собой механическое устройство, предназначенное для перемещения воздуха по воздуховодам систем кондиционирования и вентиляции, а также для осуществления прямой подачи воздуха в помещение либо отсоса из помещения и создающее необходимый для этого перепад давлений (на входе и выходе вентилятора).
Электродвигатель преобразует электроэнергию в энергию механического движения. Так же как и электрический генератор электродвигатель состоит обычно из статора и ротора, относясь к вращающимся электрическим машинам Выпускаются однако, двигатели у которых движущаяся часть совершает линейное (обычно прямолинейное движение (линейные двигатели).
Характеристики электродвигателей
Электродвигатель с независимым возбуждением. В этом электродвигателе обмотка якоря подключена к основному источнику постоянного тока (сети постоянного тока, генератору или выпрямителю) с напряжением U, а обмотка возбуждения — к вспомогательному источнику в напряжением UB. В цепь обмотки возбуждения включен регулировочный реостат Rрв, а в цепь обмотки якоря — пусковой реостат RП. Регулировочный реостат служит для регулирования частоты вращения якоря двигателя, а пусковой — для ограничения тока в обмотке якоря при пуске. Характерной особенностью электродвигателя является то, что его ток возбуждения Iв не зависит от тока Iя в обмотке якоря (тока нагрузки). Поэтому, пренебрегая размагничивающим действием реакции якоря, можно приближенно считать, что и поток двигателя Ф не зависит от нагрузки. При этом условии получим, что зависимости электромагнитного момента М и частоты вращения п от тока Iя будут линейными (рис. 1, а). Следовательно, линейной будет и механическая характеристика двигателя — зависимость п (М) (рис. 1,б).
Электродвигатель с параллельным возбуждением. В этом электродвигателе обмотки возбуждения и якоря питаются от одного и того же источника электрической энергии с напряжением U. В цепь обмотки возбуждения включен регулировочный реостат Rрв, а в цепь обмотки якоря — пусковой реостат Rп. В рассматриваемом электродвигателе имеет место, по существу, раздельное питание цепей обмоток якоря и возбуждения, вследствие чего ток возбуждения Iв не зависит от тока обмотки якоря Iв. Поэтому электродвигатель с параллельным возбуждением будет иметь такие же характеристики, как и двигатель с независимым возбуждением. Однако двигатель с параллельным возбуждением работает нормально только при питании от источника постоянного тока с неизменным напряжением.
Рис. 1. Характеристики электродвигателей с независимым и параллельным возбуждением: а — скоростные и моментная; б — механические; в — рабочие.
Электродвигатель с последовательным возбуждением. Для ограничения тока при пуске в цепь обмотки якоря включен пусковой реостат Rп , а для регулирования частоты вращения параллельно обмотке возбуждения может быть включен регулировочный реостат Rрв. Характерной особенностью этого электродвигателя является то, что его ток возбуждения Iв равен или пропорционален (при включении реостата Rрв) току обмотки якоря Iя, поэтому магнитный поток Ф зависит от нагрузки двигателя (рис. 2,б).
Рис. 2. Характеристики электродвигателя с последовательным возбуждением: а — скоростные и моментная; б — механические; в — рабочие.
Фильтрпредназначен для очистки проходящего через кондиционер воздуха от пыли. Фильтр грубой очистки класса EU1 — EU3. Такие фильтры задерживают до 60% пыли. Так же используют фильтры тонкой очистки класса EU5 — EU9, задерживающие до 90% пыли.
Теплоноситель. Каждый кондиционер охлаждает воздух за счёт того, что по замкнутой системе циркулирует газ, являющийся теплоносителем. Поглощая теплоту из окружающего пространства, он отдаёт её в другой части оборудования, чтобы снова достигнуть необходимой температуры. Для осуществления данного процесса требуется постоянная подача электрического тока. В роли теплоносителя выступает газ – фреон,поскольку он обладает всеми необходимыми параметрами или теплоноситель на основе водного раствора этиленгликоля с антикоррозионными присадками (содержание основного вещества — 45%) изготовлен на основе отечественного высококачественного этиленгликоля. Обладает способностью сильно понижать температуру замерзания воды, поэтому вещество нашло широкое применение в производстве низкозамерзающих и охлаждающих жидкостей. Это – готовый бытовой антифриз для систем отопления и кондиционирования, который используется в качестве рабочей жидкости, с температурой начала кристаллизации -30 °С. При указанной температуре только начинается процесс кристаллизации, а его загустение происходит при понижении температуры еще на 5-7 °С. Разрушение системы исключено, так как теплоноситель не расширяется.
refac.ru
Вентиляция и кондиционирование с рециркуляцией воздуха
Активное вентилирование помещения за счет обмена большими объемами воздуха с окружающей средой оправдано, если в удаляемом из помещения воздухе содержится избыточное тепло, влага, дым, вредные микрочастицы и другие нежелательные составляющие. Особенно это актуально для производственных помещений. Однако, существует множество ситуаций, при которых стандартная приточно-вытяжная система вентиляции не очень эффективна с экономической точки зрения. Если удаляемый воздух не содержит вредных примесей, то, по сути, его активное обновление приводит к повышенным затратам. В зимнее время растут затраты на отопление, в летнее время – наоборот, на кондиционирование воздуха.
Для решения этой проблемы применяют схемы вентиляции с рециркуляцией – то есть с замкнутым оборотом воздуха. Основная идея этого подхода – в том, что удаляемый из помещения воздух полностью или частично возвращается обратно. Приток свежего воздуха тоже обязательно присутствует, в объеме не менее 10 процентов от мощности приточной установки. Но при таких объемах он уже не так сильно влияет на тепловой баланс в помещении.
При проектировании систем промышленной вентиляции используют несколько самых распространенных, зарекомендовавших себя схем с рециркуляцией воздуха:
1. Связка «фанкойл – чиллер»
Фанкойл – это специальный блок, состоящий из вентилятора, воздушного фильтра и теплообменника. Кроме того, он оснащается дренажом для отвода конденсата, который часто образуется в теплое время года. Чиллер – это, по сути, просто водяной калорифер, который используется для регулирования температуры входящего воздуха. В летнее время в него накачивается холодная вода температурой около 12 градусов, чтобы охлаждать поступающий в помещение воздух. Зимой, соответственно, наоборот – воздух нагревают.
Благодаря этой связке можно при минимальных затратах энергии осуществлять вентиляцию и кондиционирование даже очень больших помещений. Так что эту схему часто применяют, например, в супермаркетах, торгово-развлекательных центрах, ресторанах и других зданиях, в которых важно поддерживать единый климатический режим.
Объемы поступающего воздуха регулируются специальными заслонками, устанавливаемыми в воздуховодах. Управление заслонками, как и температурным режимом чиллера, осуществляется централизованно, с пульта.
2. Одиночный фанкойл (рециркуляция внутри помещения)
Для небольших помещений вполне целесообразно применение фанкойла без связки с чиллером. Для охлаждения/подогрева воздуха используется теплообменник, установленный в фанкойле – при небольших объемах обрабатываемого воздуха он вполне справляется с этой задачей, выступая бюджетным аналогом канального кондиционера. Такая система особенно востребована там, где уже присутствует стандартная приточно-вытяжная вентиляция (стеновые вентиляторы, смонтированные в воздуховодах и шахтах). Добавление в эту систему фанкойла позволяет при минимальных переделках существенно улучшить микроклимат в помещении.
3. Одиночный фанкойл с подмешиванием воздуха извне
Аналог предыдущей схемы, но с возможностью забора воздуха с улицы. Как правило, тоже применяется там, где уже есть приточно-вытяжная вентиляции, серьезно модернизировать которую нет возможности или желания. При этом фанкойл служит вспомогательной приточной установкой, а также позволяет регулировать температуру поступающего воздуха.
4. Потолочный вентилятор и воздуховоды
Формально эту схему тоже можно назвать вентиляцией с рециркуляцией – воздух забирается из одной части помещения и переносится в другие. Часто применяется в кафе, магазинах, административных зданиях для того, чтобы воздух в рабочих зонах не застаивался.
В целом, рециркуляция воздуха в системах приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования применяется довольно часто. Она позволяет рационально расходовать электроэнергию, повысить КПД систем вентиляции, сохранять оптимальный тепловой баланс воздуха в помещении при невысоких затратах. Используется, например, при вентиляции административных зданий, вентиляции торговых центров и магазинов. Хотя возможно и применение в производственных помещениях, если в них объемы выбросов вредных микрочастиц в воздух минимальны.
www.aircon-lux.ru
Центральные системы кондиционирования воздуха — ТеплоВики
Материал из ТеплоВики - энциклопедия отоплении
Чиллеры центральной СКВ установленные на крышеЦентральными 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.
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
Применение чиллеров и фанкойловВ 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
ru.teplowiki.org
