Системы кондиционирования и вентиляции.

Системы кондиционирования и вентиляции.

«Все системы кондиционирования воздуха можно разделить (с некоторой долей условности) на бытовые кондиционеры и промышленные кондиционеры. Их отличие не в конструктивном исполнении, а в области применения. К бытовым кондиционерам обычно относят кондиционеры малой и средней мощности (до 7 кВт), применяемые для охлаждения небольших помещений - до 50…80 м2. К полупромышленным и промышленным относят кондиционеры большой мощности, которые используются для охлаждения больших площадей (от 100 м2 и выше), в том числе для централизованного охлаждения целых зданий. »

По конструктивному исполнению все кондиционеры можно разделить на два больших класса: моноблочные - состоящие из одного блока (оконные, мобильные и т.п.) и сплит-системы - состоящие из двух и более блоков (настенные, канальные, кассетные, VRF-системы и т.п.).

Оконный кондиционер - это моноблок, который монтируется в оконный проем ли тонкую стену. По сравнению со сплит-системами "оконник" имеет ряд недостатков, среди которых более высокий уровень шума и отсутствие выбора места установки. Кроме того, он ухудшает освещенность помещения. Однако, благодаря низким ценам, оконные кондиционеры по прежнему имеют своего клиента. В России "оконники" используются в основном для кондиционирования уличных торговых павильонов и государственных учреждений. Во всем мире, кроме США, оконные кондиционеры постепенно уступают место сплит-системам.

Сплит-системы состоят из одного наружного и одного внутреннего блоков. Обладают целым рядом достоинств, среди которых высокая эффективность, низкий уровень шума, свобода выбора места расположения и типа внутреннего блока. Последние бывают настенными, кассетными, канальными, напольными, потолочными, колонными. Нередко один и тот же внутренний блок может устанавливаться как в напольном, так и в потолочном положении.
Наиболее распространены внутренние блоки настенного типа. В количественном выражении на них приходится около 85 % всех продаж сплит-систем. Причина такого положения в сочетании двух факторов. Во-первых, они дешевле сплит-систем других типов.

Во-вторых, в наиболее ходовом диапазоне мощностей от 1,8 до 3,5 кВт сплит-системы других типов практически не выпускаются.

Сплит-системы кассетного и канального типов, на которые приходится около 10 % всех продаж, требуют для своей установки наличия подвесного пололка. Эти модели имеют высокую мощность и используются для помещений большого размера.

Их главный плюс - возможность подмеса свежего воздуха с улицы.

Сплит-системы напольного или потолочного типа чаще всего используются там, где нет возможности использовать системы настенного типа и отсутствует подвесной потолок. Классический пример - магазины с большой площадью остекленения.

И, наконец, сплит-системы колонного типа используют в помещениях большого объема, в которых нежелательно трогать стены и потолок - театры, музеи. Холлы, рестораны.

Мультисплит-системы. При наличии более чем одного внутреннего блока, сплит-система превращается в мультисплит-систему. Как правило, такие кондиционеры имеют от двух до четырех (в редких случаях пяти) внутренних блоков настенного типа, однако иногда встречаются мультисистемы с внутренними блоками канального, кассетного, напольного, потолочного типа или сочетающие в блоки различных типов.

Основное достоинство мультисплит-систем по сравнению с обычными "сплитами" - уменьшение количества внешних блоков, что позволяет сохранить архитектурный облик зданий.

Мобильные кондиционеры можно разделить на две группы. Во-первых, это мобильные моноблоки связанные с улицей гибким гофрированным шлангом. Обычно его выводят в форточку, приоткрытое окно или дверь. Однако через эту щель легко попадает нагретый воздух с улицы, а потому некоторые хозяева делают специальные заглушки в оконных рамах. Убрав их можно вывести наружу шланг, через который удаляется нагретый воздух. Зимой заглушки закрываются и мобильный кондиционер работает как обычный тепловентилятор. Иначе устроены мобильные сплит-системы, которые имеют как внутренний, так и внешний блок. Между собой они связаны гибким шлангом, в котором находятся фреоновые трубки и электрические коммуникации. Работа такого кондиционера практически не отличается от действия обычной сплит-системы, за исключением того, что мобильный кондиционер не требует монтажа.

Чиллеры (холодильные машины) — играют роль ключевого узла для промышленых и полупромышленных систем кондиционирования воздуха. Один такой агрегат способен обеспечить холодом огромные офисные здания.

Фанкойл. Как по внешнему виду, так и по своему устройству фанкойлы очень напоминают внутренние блоки сплит-систем. Только в качестве "внешнего блока" для фанкойлов выступает водоохлаждающая машина - чиллер, а вместо фреона используется вода. При наличии бойлера или чиллера с тепловым насосом система фанкойлов может использоваться и для отопления.

Центральный кондиционер. Его функция - очистка, предварительный нагрев или охлаждение уличного воздуха, который раздается по помещениям с помощью системы воздуховодов. Как правило, для охлаждения воздуха центральный кондиционер использует воду, поступающую от чиллера. Чаще всего используются совместно со схемой чиллер-фанкойлы в больших офисных зданиях, гостиницах, музеях, крупных государственных учреждениях.

Руф-топ - крышный моноблок, размером от большого телевизора до легкового автомобиля. Руф-топ сам охлаждает или нагревает воздух и подает его по системе воздуховодов. Используется для охлаждения больших помещений - спортзалов, супермаркетов, кафе, вокзалов и аэропортов. В США активно применяется в коттеджном строительстве.

Прецизионные кондиционеры - кондиционеры точного контроля параметров воздушной среды. Используются в компьютерных залах, АТС и других местах насыщенных дорогой электроникой. Кондиционеры этого типа могут круглый год поддерживать оптимальную температуру, влажность, чистоту и подвижность воздуха. Благодаря конструкционным особенностям они на порядок надежнее бытовых кондиционеров и обеспечивают более высокую точность в поддержании заданной температуры.

VRV - системы положили начало новому направлению в развитии систем центрального кондиционирования. Отличаются от традиционных наличием внешних и внутренних блоков, которые могут располагаться на расстоянии до 100 метров друг от друга. Внутренние устройства могут быть самых различных типов: настенными, кассетными, канальными, напольными, потолочными, колонными. В качестве хладоносителя обычно используется фреон.

Наиболее современные разработки позволяют использовать в рамках одной системы до 30-32 внутренних и 3-4 внешних блоков. Последние можно разместить на крыше или во дворе, и тем самым полностью сохранить архитектурный облик зданий.

В отличие от кондиционеров, которые все же не являются предметами первой необходимости, системы вентиляции устанавливаются во всех жилых и офисных зданиях. Наличие вентиляционных систем настолько важно, что требования к их техническим характеристикам имеют силу закона и прописаны в Строительных Нормах и Правилах (СНиП). Все это объясняется тем, что при отсутствии вентиляции в закрытых помещениях возрастает концентрация углекислого газа и других вредных веществ. Это негативно сказывается на самочувствии людей, вызывает головную боль, сонливость, потерю работоспособности. Частично проблему можно решить, периодически проветривая помещение, однако в этом случае вместе со свежим воздухом внутрь попадает пыль, разные запахи, уличный шум. К тому же приходится постоянно открывать и закрывать окно или форточку.

Для решения всех этих проблем и существуют системы вентиляции воздуха. Поскольку расчет этих систем существенно сложнее расчета параметров бытового кондиционера, то здесь мы сможем рассказать только об основных терминах и понятиях, используемых при проектировании вентиляционных систем, а так же познакомить Вас с типовым оборудованием, применяемым при их построении.

Типы систем вентиляции
При разработке системы вентиляции в первую определяют ее тип. Классификация типов вентиляционных систем производится на основе следующих основных признаков:

По способу перемещения воздуха: естественная или искусственная система вентиляции
По назначению: приточная или вытяжная система вентиляции
По зоне обслуживания: местная или общеобменная система вентиляции
Естественная и искусственная система вентиляции
Естественная вентиляция создается без применения электрооборудования (вентиляторов, электродвигателей) и происходит вследствие естественных факторов — разности температур воздуха, изменения давления в зависимости от высоты, ветрового давления. Достоинствами естественных системы вентиляции являются дешевизна, простота монтажа и надежность, вызванная отсутствием электрооборудования и движущихся частей. Благодаря этому, такие системы широко применяется при строительстве типового жилья и представляют собой вентиляционные короба, расположенные в самых неудобных местах на кухне или в коридоре.

Обратной стороной дешевизны естественных систем вентиляции является сильная зависимость их эффективности от внешних факторов – температуры воздуха, направления и скорости ветра и т.д. Кроме этого, такие системы в принципе нерегулируемы и с их помощью не удается решить многие задачи в области вентиляции.

Искусственная или механическая вентиляция применяется там, где недостаточно естественной. В механических системах используются оборудования и приборы (вентиляторы, фильтры, воздухонагреватели и т.д.), позволяющие перемещать, очищать и нагревать воздух. Такие системы могут удалять или подавать воздух в вентилируемые помещения не зависимо от условий окружающей среды. На практике, в квартирах и офисах необходимо использовать именно искусственную систему вентиляции, поскольку только она может гарантировать создание комфортных условий.

Приточная и вытяжная система вентиляции
Приточная система вентиляции служит для подачи свежего воздуха в помещения. При необходимости, подаваемый воздух нагревается и очищается от пыли. Вытяжная вентиляция, напротив, удаляет из помещения загрязненный или нагретый воздух. Обычно в помещении устанавливается как приточная, так и вытяжная вентиляция. При этом их производительность должна быть сбалансирована, иначе в помещении будет образовываться недостаточное или избыточное давление, что приведет к неприятному эффекту "хлопающих дверей".Местная и общеобменная система вентиляции
Местная вентиляция предназначена для подачи свежего воздуха на определенные места (местная приточная вентиляция) или для удаления загрязненного воздуха от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция). Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделения вредностей локализованы и можно не допустить их распространения по всему помещению. В этих случаях местная вентиляция достаточно эффективна и сравнительно недорога. Местная вентиляция используется, преимущественно, на производстве. В бытовых же условиях применяется общеобменная вентиляция. Исключением являются кухонные вытяжки, которые представляют собой местную вытяжную вентиляцию.

Общеобменная вентиляция, в отличии от местной, предназначена для осуществления вентиляции во всем помещении. Общеобменная вентиляция так же может быть приточной и вытяжной. Приточную общеобменную вентиляцию, как правило, необходимо выполнять с подогревом и фильтрацией приточного воздуха. Поэтому такая вентиляция должна быть механической (искусственной). Общеобменная вытяжная вентиляция может быть проще приточной и выполняться в виде вентилятора, установленного в окне или отверстие в стене, поскольку удаляемый воздух не требуется обрабатывать. При небольших объемах вентилируемого воздуха устанавливают естественную вытяжную вентиляцию, которая заметно дешевле механической.

Из чего состоит система вентиляции

Состав системы вентиляции зависит от ее типа. Наиболее сложными и часто используемыми являются приточные искусственные (механические) системы вентиляции. Их состав мы и рассмотрим.

Типовая приточная механическая вентиляционная система состоит из следующих компонентов (расположенных по направлению движения воздуха, от входа к выходу):

Воздухозаборная решетка

Через воздухозаборную решетку в систему вентиляции поступает наружный воздух. Эти решетки, как и все другие элементы вентиляционной системы, бывают круглой или прямоугольной формы. Воздухозаборные решетки не только выполняют декоративные функции, но и защищают систему вентиляции от попадания внутрь капель дождя и посторонних предметов.

Воздушный клапан

Этот клапан предотвращает попадание в помещение наружного воздуха при выключенной системе вентиляции. Воздушный клапан особенно необходим зимой, поскольку без него в помещение будет попадать холодный воздух и снег. Как правило, в приточных системах вентиляции устанавливаются воздушные клапана с электроприводом, что позволяет полностью автоматизировать управление системой — при включении вентилятора (и калорифера) клапан открывается, при выключении — закрывается.

Фильтр

Фильтр необходим для защиты как самой системы вентиляции, так и вентилируемых помещений от пыли, пуха, насекомых. Обычно устанавливается один фильтр грубой очистки, который задерживает частицы величиной более 10 мкм. Если к чистоте воздуха предъявляются повышенные требования, то дополнительно могут быть установлены фильтры тонкой очистки (задерживают частицы до 1 мкм) и особо тонкой очистки (задерживают частицы до 0,1 мкм).

Фильтрующим материалом в фильтре грубой очистки служит ткань из синтетических волокон, например, акрила. Фильтр необходимо периодически очищать от грязи и пыли, обычно не реже 1 раза в месяц. Для контроля загрязненья фильтра можно установить дифференциальный датчик давления, который контролирует разность давления воздуха на входе и выходе фильтра — при загрязнении разность давления увеличивается.

Калорифер

Калорифер или воздухонагреватель предназначен для подогрева подаваемого с улицы воздуха в зимний период. Калорифер может быть водяным (подключается к системе центрального отопления) или электрическим. Для небольших приточных установок выгоднее использовать электрические калориферы, поскольку установка такой системы требует меньших затрат. Для больших офисов (площадью более 100 кв.м.) желательно использовать водяные нагреватели, иначе затраты на электроэнергию окажутся очень большими.

Существует способ в несколько раз снизить затраты на подогрев поступающего воздуха. Для этого используется рекуператор — устройство, в котором холодный приточный воздух нагревается за счет теплообмена с удаляемым теплым воздухом. Разумеется, воздушные потоки при этом не смешиваются.

Вентилятор

 

Вентилятор — основа любой системы искусственной вентиляции. Он подбирается с учетом двух основных параметров: производительности, то есть количества прокачиваемого воздуха и полном давлении. По конструктивному исполнению вентиляторы разделяются на осевые (пример — бытовые вентиляторы "на ножке") и радиальные или центробежные ("беличье колесо"). Осевые вентиляторы обеспечивают хорошую производительность, однако характеризуются низким полным давлением, то есть, если на пути воздушного потока встречается препятствие (длинный воздуховод с поворотами, решетка и т.п.), то скорость потока существенно уменьшается. Поэтому в системах вентиляции с разветвленной сетью воздуховодов применяют радиальные вентиляторы, отличающиеся высоким давлением созданного воздушного потока. Другими важными характеристиками вентиляторов является уровень шума и габариты. Эти параметры в большой степени зависят от марки оборудования.

 

Шумоглушитель

Поскольку вентилятор является источником шума, после него обязательно устанавливают шумоглушитель, чтобы предотвратить распространение шума по воздуховодам. Основным источником шума при работе вентилятора являются турбулентные завихрения воздуха на его лопастях, то есть аэродинамические шумы. Для снижения этих шумов используется звукопоглощающий материал определенной толщины, которым облицовываются одна или несколько стенок шумоглушителя. В качестве звукопоглощающего материала обычно используют минеральную вату, стекловолокно и т.п.

Воздуховоды

После выхода из шумоглушителя обработанный воздушный поток готов к распределению по помещениям. Для этих целей используются воздухопроводная сеть, состоящая из воздуховодов и фасонных изделий (тройников, поворотов, переходников). Основными характеристиками воздуховодов являются площадь сечения, форма (круглая или прямоугольная) и жесткость (бывают жесткие, полугибкие и гибкие воздуховоды).

Скорость потока в воздуховоде не должна превышать определенного значения, иначе воздуховод станет источником шума. Поэтому площадью сечения воздуховода определяется объем прокачиваемого воздуха, то есть размер воздуховодов подбирается исходя из расчетного значения воздухообмена и максимально допустимой скорости воздуха.

Жесткие воздуховоды изготавливаются из оцинкованной жести и могут иметь круглую или прямоугольную форму. Полугибкие и гибкие воздуховоды имеют круглую форму и изготавливаются из многослойной алюминиевой фольги. Круглую форму таким воздуховодам придает каркас из свитой в спираль стальной проволоки. Такая конструкция удобна тем, что воздуховоды при транспортировке и монтаже можно складывать "гармошкой". Недостатком гибких воздуховодов является высокое аэродинамическое сопротивление, вызванное неровной внутренней поверхностью, поэтому их используют только на участках небольшой протяженности.

Распределители воздуха

Через воздухораспределители воздух из воздуховода попадает в помещение. Как правило, в качестве воздухораспределителей используют решетки (круглые или прямоугольные, настенные или потолочные) или диффузоры (плафоны). Помимо декоративных функций, воздухораспределители служат для равномерного рассеивания воздушного потока по помещению, а также для индивидуальной регулировки воздушного потока, направляемого из воздухораспределительной сети в каждое помещение.

Системы регулировки и автоматики

Последним элементом вентиляционной системы является электрический щит, в котором обычно монтируют систему управления вентиляцией. В простейшем случае система управления состоит только из выключателя с индикатором, позволяющего включать и выключать вентилятор. Однако чаще всего используют систему управления с элементами автоматики, которая включает калорифер при понижении температуры приточного воздуха, следит за чистотой фильтра, управляет воздушным клапаном и т.д. В качестве датчиков для системы управления используют термостаты, гигростаты, датчики давления и т.п.

Характеристики и расчет систем вентиляции

При выборе оборудования для системы вентиляции, в первую очередь необходимо рассчитать следующие параметры:

Производительность по воздуху (кб.м/ч)
Рабочее давление (Па) и скорость потока воздуха в воздуховодах (м/с).
Допустимый уровень шума (дБ).
Мощность калорифера (кВт).
Производительность по воздуху
Подбор оборудования для системы вентиляции начинается с расчета требуемой производительности по воздуху или "прокачки", измеряемой в кб.м/ч. Для этого необходим поэтажный план помещений с экспликацией (таблицей наименований каждого помещений с указанием его площади). Расчет начинается с определения требуемой кратность воздухообмена для каждого помещения. Кратность воздухообмена показывает, сколько раз в течении одного часа происходит полная смена воздуха в помещении, например, для помещения площадью 50 кв.м. с высотой потолков 3 м (объем 150 кб.м.) двукратный воздухообмен соответствует 300 кб.м/ч. Требуемая кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества людей, мощности тепловыделяющего оборудования и определяется СНиП (Строительными Нормами и Правилами). Так, для большинства жилых помещений достаточно однократного воздухообмена, для офисных помещений требуется 2 - 3 кратный воздухообмен.

Просуммировав расчетные значения воздухообмена для всех помещений, мы получим требуемую производительность по воздуху. Типичные значения производительности — 100 - 800 кб.м/ч для квартир, 1000 - 2000 кб.м/ч для коттеджей, 1000 - 10000 кб.м/ч для офисов.

Рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума
После расчета производительности по воздуху приступают к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов и т.п.) и распределителей воздуха. Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. По этой схеме расчитываю три взаимосвязанных параметра — рабочее давление, скорость потока воздуха и уровень шума.

Требуемое рабочее давление определяется мощностью вентилятора и расчитывается исходя из диаметра и типа воздуховодов, числа поворотов и переходов с однгого диаметра на другой, типа распределителей воздуха. Чем длиннее трасса и чем больше на ней поворотов и переходов, тем больше должно быть давление, создаваемое вентилятором.

От диаметра воздуховодов зависит скорость потока воздуха. Обычно эту скорость ограничивают 13 - 15 м/с. При больших скоростях возрастают потери давления и увеличивается уровень шума. В тоже время, использовать "тихие" воздуховоды большого диаметра не всегда возможно, поскольку их трудно разместить в межпотолочном пространстве. Поэтому при проектирование систем вентиляции часто приходится искать компромис между уровнем шума, требуемой мощностью вентилятора и диаметром воздуховодов.

Мощность калорифера
Калорифер используется в приточной системе вентиляции для подогрева наружного воздуха в холодное время года. Мощность калорифера расчитывается исходя из производительности системы вентиляции, требуемой температурой воздуха на выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха. Два последних параметра определяются СНиП. Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже 16°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоной и для Москвы равна —26°С (рассчитывается как средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца в 13 часов). Таки образом, при включении калорифера на полную мощность он должен нагревать поток воздуха на 40°С. Типичные значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВт для квартир, от 5 до 50 кВт для офисов.

Назад
Системы кондиционирования и вентиляции.

Москва, ул. Дубнинская, д. 83;

+7(495) 229-3902

Copyrights 2007-2010 Climat Technologies