Для помещений большой площади

Для производственных зданий характерно наличие цехов большой

площади. По технологически комфортным требованиям к параметрам

внутреннего воздуха в цехах текстильных фабрик, комбинатов искусст-

венного волокна, радиоэлектронных и машиностроительных заводов и ря-

да других предприятий требуется применение СКВ. В больших по объему

и площади помещениях, характерных для современных киноконцертных

залов, крытых спортивных сооружений, выставочных павильонов и лекци-

онных аудиторий, по санитарно-гигиеническим требованиям также рацио-

нально применение СКВ.

Для помещений значительных размеров в промышленных и общест-

венных зданиях наибольшее распространение получили центральные СКВ.

В больших помещениях с равномерным распределением по площади

и однородным характером изменения тепло- и влагоизбытков применяют-

ся однозональные центральные СКВ (рис. 6.1).

Круглогодичное приготовление приточного воздуха осуществляется

в центральных установках кондиционирования воздуха. Вследствие рав-

номерности и однородности тепловых режимов поддержание температуры

внутреннего воздуха достигается автоматическим регулированием темпе-

ратуры приточного воздуха, подаваемого во все помещение.

Рис. 6.1. Однозональная прямоточная центральная СКВ:

1 – теплообменники для отдачи утилизируемого тепла;

2 – воздухонагреватель

I подогрева;

3 – камера орошения;

4 – воздухонагреватель II подогрева;

5 – приточный вентилятор 6 – приточные устройства 7 – датчик контроля температуры воздуха

в помещении;

8 – вытяжной вентилятор; 9 – теплообменники для извлечения утилизи-руемого тепла удаляемого воздуха

Как правило, для круглогодичной работы СКВ расчетные параметры

внутреннего воздуха задаются различными для теплого и холодного пе-

риодов года. На рис. 6.2 показаны границы допустимых круглогодичных

изменений температуры и влажности внутреннего воздуха (заштрихован-

ный участок).

В расчетных условиях теплого периода (точка Н) в целях экономии

энергии внутренние параметры поддерживаются на верхнем допустимом

уровне по температуре и влажности (точка В). Как правило, в целях со-

кращения требуемого количества приточного воздуха следует стремиться к

достижению наибольшего рабочего перепада энтальпий, который опреде-

ляется построением на I - d -диаграмме.

При снижении теплоизбытков для поддержания постоянства темпе-

ратуры внутреннего воздуха необходимо уменьшить рабочий перепад тем-

ператур. Это достигается по команде датчика (см. рис. 6.1), передающего

сигнал на исполнительный механизм, регулирующий подачу горячей воды

в воздухонагреватель II подогрева.

В холодный период, как правило, в целях сокращения расхода тепло-

ты на нагревание приточного воздуха целесообразно поддерживать пара-

метры внутреннего воздуха на минимальном уровне, соответствующем

точке Вх (см. рис. 6.2). Прежде чем приступить к расчету режимов обра-

ботки воздуха, следует оценить возможность сокращения расхода приточ-

ного воздуха, определенного ранее для теплого периода года.

Возможные пределы снижения расхода приточного воздуха прежде

всего определяют следующими условиями: санитарно-гигиеническими тре-

бованиями по подаче расчетных минимальных количеств наружного возду-

ха; условиями компенсации производительности вытяжных систем и обес-

печения требуемого подпора в кондиционируемом помещении; возможно-

стями поглощения расчетных тепло- и влагоизбытков в холодный период.

После установления допустимого уровня снижения воздухопроизво-

дительности необходимо провести расчет и определить способы перестрой-

ки системы воздухораспределения, предусмотренной в помещении и рассчитанной на нормальную работу при больших количествах приточного воздуха в теплый период года. В воздухораспределительных устройствах должны быть такие приспособления, которые позволяли бы сохранить требуемую скорость движения воздуха в рабочей зоне, несмотря на сокращение количества приточного воздуха при сезонном (снижение производительности только зимой) или круглогодичном количественном регулировании.

Рис. 6.2. I-d -диаграмма с режимом обработки приточного воздуха в однозональной прямоточной СКВ в расчетных условиях теплого и холодного периодов года

В промышленных и общественных зданиях имеются помещения зна-

чительных размеров, в которых выделяются различные вредности (тепло-

та, 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 зо-

ны, в каждой из которых характер формирования теплового режима при-

мерно одинаков и возможно поддержание одинаковой температуры путем

управления температурой приточного воздуха в эту зону. При выборе ра-

ционального типа СКВ для таких зданий могут рассматриваться три груп-

пы возможных принципиальных решений.

Первая группа – применение однозональных СКВ. В каждой зоне по-

мещения предусматривают самостоятельную однозональную СКВ. Приго-

товление приточного воздуха в каждой СКВ осуществляется по условиям

изменения режима в зоне обслуживания.

Вторая группа – применение многозональных СКВ. Для обслужива-

ния всего помещения применяют одну центральную прямоточную или ре-

циркуляционную СКВ. Изменение параметров приточного воздуха осуще-

ствляется по контролю внутренних параметров воздуха в каждой зоне.

Третья группа – применение местно-центральных СКВ. Для не-

скольких зон или для помещения применяют одну центральную прямоточ-

ную СКВ, приготовляющую требуемое по санитарно-гигиеническим условиям количество приточного наружного воздуха. В каждой зоне обслуживания осуществляют местную рециркуляцию внутреннего воздуха через местные агрегаты-доводчики, в которых проводится тепловая обработка приточного воздуха в соответствии с условиями изменения теплового режима в зоне.

Для первой группы решений возможен выбор СКВ, создаваемых на

базе центральных или местных установок кондиционирования. Этот выбор

прежде всего зависит от требуемой производительности УКВ для каждой

зоны и располагаемого серийного оборудования.

Для второй группы решений возможен выбор нескольких схем цен-

тральных СКВ, различающихся между собой главным образом по методу

обеспечения расчетной температуры внутреннего воздуха в каждой зоне.

Рассмотрим характерные схемы для этой группы.

На рис. 6.3 представлена принципиальная схема одноканальной мно-

гозональной СКВ, в которой воздухонагреватели II подогрева размещены в

приточных воздуховодах в каждой зоне и являются зональными воздухо-

нагревателями. В этой СКВ поддержание постоянства температуры внут-

реннего воздуха достигается регулированием нагрева приточного воздуха

в зональных воздухонагревателях II подогрева по команде датчиков кон-

троля температуры воздуха, располагаемых в обслуживаемых зонах. На

рис. 6.3 показан пример для трех зон обслуживания. В реальных СКВ чис-

ло зон может достигать нескольких десятков.

Рис. 6.3. Многозональная центральная СКВ:

1, 9 – теплоутилизатор;

2 – воздухонагреватель I подогрева;

3 – камера орошения;

4 – воздухонагреватель II подогрева;

5 – приточный вентилятор;

6 – приточные устройства;

7 – датчик контроля температуры воздуха в помещении;

8 – вытяжной вентилятор;

10 – рециркуляционный воздуховод

Третья группа решений предполагает применение местно-центральных СКВ, в которых принципиально возможно понижение энергетических потерь, характерных для рассмотренных выше центральных СКВ (см. рис. 6.1 и 6.3).

Принципиальная схема местно-центральных СКВ для обслуживания

большого помещения показана на рис. 6.4. В центральной УКВ обрабаты-

вается только количество наружного воздуха, определенное по санитарно-

гигиеническим требованиям. Для приведения параметров приточного воз-

духа в соответствие с особенностями формирования тепловлажностного

режима в каждой зоне установлены агрегаты-доводчики, через которые

осуществляется местная рециркуляция внутреннего воздуха. В агрегатах-

доводчиках используют аппараты, обеспечивающие требуемый режим об-

работки рециркуляционного воздуха. В зону помещения поступает смесь

обработанного наружного и рециркуляционного воздуха. Регулированием

степени тепловой обработки рециркуляционного воздуха обеспечивается

получение приточного воздуха требуемых параметров.

На схеме (рис. 6.4) показаны агрегаты-доводчики с поверхностными

теплообменниками, в которые подается вода требуемой температуры. Кон-

троль за температурой внутреннего воздуха по зонам осуществляется дат-

чиками, воздействующими на исполнительный механизм, изменяющий

температуру или расход воды через теплообменник.

Рис. 6.4. Местно-центральная СКВ:

1, 9 – теплоутилизатор; 2 – ВН I; 3 – КО; 4 – ВН II; 5 – приточный

вентилятор; 6 – приточные устройства; 7 – датчик контроля температуры воздуха в помещении; 8 – вытяжной вентилятор; 10 – местный агрегат-доводчик для тепловой обработки внутреннего рециркуляционного воздуха

В отличие от приведенной в схеме СКВ, показанной на рис. 6.3,

здесь принципиально возможно приготовление приточного воздуха для

каждой зоны с различной температурой и влажностью [16].

При анализе работы многозональной центральной СКВ видно, что

при разнохарактерном соотношении тепло- и влагоизбытков по зонам по-

мещения в ней практически невозможно приготовить приточный воздух

без энергетических потерь, обусловливаемых его обработкой до одинако-

вого влагосодержания и последующим использованием зональных возду-

хонагревателей.