Системы кондиционирования и вентиляции воздуха помещений

По назначению системы кондиционирования воздуха (СКВ) подразделяют на системы комфортного и технологического кондиционирования. Оборудование и комплектующие для обустройства СКВ. Наиболее распространенные типы СКВ, в том числе с фанкойлами и чиллерами

Все или отдельные параметры воздуха (температуры, относительной влажности, подвижности и чистоты) в определенных пределах на рабочих местах в закрытых помещениях можно поддерживать системой кондиционирования воздуха (СКВ).

СКВ, в отличие от приточно-вытяжной вентиляции, обеспечивает не только необходимую смену воздуха в помещении, но и автоматически поддерживает заданные условия в нем не зависимо от внешних климатических факторов и внутреннего режима работы в помещении.

В СКВ входит оборудование для необходимой обработки приточного воздуха (очистка, нагревание и охлаждение, увлажнение и осушение) и его подачи в помещения, а также источники тепло- и холодоснабжения, насосы и трубы для перемещения тепло – и холодоносителя, устройства для распределения воздуха, местные доводчики (подогреватели, охладители, увлажнители) и средства автоматического регулирования, дистанционного управления и контроля.

Основное оборудование для приготовления и перемещения воздуха обычно агрегатируется в аппарат, установку, называемую центральным или местным кондиционером. Центральный кондиционер обслуживает несколько помещений, в которые воздух подается по сети воздуховодов. Местный же кондиционер обслуживает только то помещение, в котором он устанавливается.

По назначению СКВ подразделяют на системы комфортного и технологического кондиционирования. Комфортное кондиционирование применяют для поддержания оптимальных условий в помещениях жилых, общественных зданий, технологическое - для обеспечения параметров внутреннего воздуха, отвечающих требованиям производства, проведения технологических операций, хранения оборудования, материалов и техники. Причем, технологическое кондиционирование воздуха в помещениях с постоянным пребыванием людей должно соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям.

СКВ также могут быть прямоточными и с рециркуляцией. Прямоточные системы, как правило, применяют для помещений, в которых, во-первых, требуется подача относительно одинакового количества приточного воздуха в течение всего года, во-вторых, выделяются вредные вещества 1 и 2 класса опасности, вещества взрывоопасные и пожароопасные, а также содержатся резко выраженные неприятные запахи.

Рециркуляционные СКВ применяют для помещений, в которых определяющими являются не вредные вещества, а тепловые избытки и выделения влаги, переменные в течение суток, года. СКВ с полной рециркуляцией возможны в помещениях с тепло- и влаговыделяющим оборудованием, в которых люди могут находиться кратковременно. Кроме того, находят применение центральные установки приточно-вытяжной вентиляции и СКВ с теплоутилизаторами.

В настоящее время находят применение различные, наиболее распространенные типы СКВ:

- Центральная СКВ с зональными подогревателями воздуха, устанавливаемыми на ответвлениях к отдельному помещению. Производительность СКВ по приточному воздуху определяется исходя из ассимиляции расчетных теплоизбытков и влаговыделений в каждом помещении.

Зональные воздухоподогреватели с помощью регулирующего клапана, установленного на обратной трубе теплоносителя с исполнительным механизмом, соединенным с датчиком температуры, позволяют поддерживать требуемую температуру в помещениях, в которых возможны значительные колебания теплоизбытков в рабочее время.

При этом относительная влажность воздуха может не быть в пределах требуемых значений. В таких СКВ налицо перерасход теплоты и холода на обработку воздуха в СКВ. Применение рециркуляции воздуха позволяет уменьшить расходы теплоты и холода.

- Центральная двухканальная СКВ отличается тем, что приточный воздух, обработанный в кондиционере до определенных параметров, подается к помещениям по двум воздуховодам в теплоизоляции, в начале которых устанавливаются соответственно воздухоподогреватель и воздухоохладитель.

Поддержание заданной температуры в каждом помещении обеспечивается смешением в необходимом соотношении подогретого и охлажденного воздуха (суммарное количество приточного воздуха неизменно) в смесительном устройстве с исполнительным механизмом и датчиком температуры.

Применение рециркуляции воздуха позволит уменьшить расходы теплоты и холода. Следует отметить, что при применении двухканальной СКВ в помещениях не требуются теплообменники, трубы тепло- и холодоносителя.

- СКВ с переменным расходом приточного воздуха. Количество приточного воздуха в них регулируется в зависимости от теплоизбытков в помещении с помощью клапана, имеющего исполнительный механизм и датчик температуры. При изменении количества приточного воздуха предусматривается соответствующее изменение вытяжного воздуха с помощью клапана избыточного давления.

В этом случае производительность вентиляторов приточных и вытяжных установок должна регулироваться путем изменения числа оборотов электродвигателей. В системе предусмотрена и обводная линия с клапаном, позволяющая перепускать часть воздуха через вентилятор в количестве, обеспечивающем подачу приточного воздуха в помещения не менее допустимой.

При применении СКВ с переменным расходом приточного воздуха в помещениях также не требуются теплообменники, трубы для перемещения тепло- и холодоносителя.

- Центральная СКВ с эжекционными кондиционерами-доводчиками. Кондиционер-доводчик имеет встроенную камеру смешения, теплообменник для нагревания или охлаждения воздуха, поступающего из помещения в доводчик. В таких системах минимальное количество приточного воздуха подводят к кондиционеру-доводчику, устанавливаемому, как правило, в подоконной зоне.

Наружный воздух, выходящий из воздуховода с более низкой температурой (около 7-10 °С) через сопла в камеру смешения с большой скоростью, обеспечивает поступление воздуха из помещения в камеру смешения. К теплообменнику подводится горячая и холодная вода. По числу подводящих труб такие СКВ называют 2-х или 4-х трубные.

При 2-х трубной системе включение тепло- или холодоснабжения возможно разделить на сезонное общее, пофасадное или групповое. При 4-х трубной системе включение доводчика по теплу или холоду, возможно в любое время. СКВ с эжекционными кондиционерами-доводчиками имеют больше преимуществ, чем СКВ с зональными подогревателями.

- Центральная СКВ с вентиляторными доводчиками в помещения, в которых определяющими являются теплоизбытки и влаговыделения, принимается минимально необходимое количество приточного воздуха. В таких системах приточный воздух подается непосредственно в помещение или в вентиляторный доводчик, если в нем предусмотрено конструктивно смешивание приточного воздуха с воздухом из помещения (рециркуляция).

При смешивании приточного воздуха в вентиляторном доводчике (фанкойле) с воздухом из помещения возможна подача приточного (первичного) воздуха с более низкой температурой (до 7-10 °С). Поддержание заданной температуры в помещении обеспечивается с помощью регулирующего клапана на обратной линии тепло- или холодоносителя и регулятора скорости вращения вентилятора доводчика.

Холодильную машину, охлаждающую воду, поступающую к вентиляторным доводчикам, называют в литературе еще чиллером. СКВ с вентиляторными доводчиками или СКВ с фанкойлами и чиллерами может работать круглогодично, заменяя обычную систему водяного отопления.

В СКВ с вентиляторными доводчиками следует предусматривать систему сбора и удаления конденсата, выпадающего на поверхности теплообменника вентиляторного доводчика.

Серьезную альтернативу традиционным центральным СКВ составляют мультизональные СКВ и так называемые «сплит-системы» в тех случаях, когда отдельные этажи или отдельные помещения здания могут принадлежать различным владельцам, когда помещения отличаются по своему функциональному назначению, режиму работы или возможны частые перепланировки.

- Мультизональные СКВ, предусматривающие в отдельных случаях, в дополнение к обычной системе отопления и приточно-вытяжной вентиляции, обеспечивающей подачу и удаление минимально допустимого количество воздуха, позволяют вести поэтапный монтаж оборудования, исходя из необходимости и возможности. В таких системах находят применение широкий модельный ряд внутренних блоков (подпотолочные, настенные, напольные, кассетные, канальные, работающие на фреоне), а также наружных блоков, работающих в режиме только охлаждения, охлаждения и нагревания, и с утилизацией теплоты.

Расстояние между внутренними и наружными блоками может достигать 125 - 150 м, в том числе по вертикали - 50 м. Наружные блоки располагаются преимущественно на покрытии.

В сплит-системах, как правило, используются настенные внутренние блоки с различными фильтрами, для сбора пыли, предотвращения развития плесневых грибков и бактерий, поглощения дыма, задерживания положительных ионов и прочего.