Местно-центральные системы кондиционирования воздуха

За последние годы широкое применение получили местно-

центральные системы кондиционирования воздуха с установкой в поме-

щениях вентиляторных доводчиков (часто называемых фен - койл).

На рис. 7.18 показана конструктивная схема вентиляторного довод-

чика, который состоит из декоративного кожуха 1, диаметрального или ра-

диального вентилятора 2 с непосредственным приводом от электродвига-

теля, число оборотов которого может вручную устанавливаться в три по-

ложения, что обеспечивает максимальную, среднюю или низкую произво-

дительность по воздуху, и теплообменника 3, соединяемого подающими и

обратными трубопроводами с центральным источником приготов-

ления холодной воды [22].

В случае применения такой схемы кондиционирования воздуха в

помещения центральной СКВ подается

минимально необходимое по санитарным

нормам количество наружного воздуха, а

установленные в верхней зоне каждого

помещения фен-койлы обрабатывают

внутренний воздух, доводя параметры в

помещении до требуемых значений.

Внутренний воздух на охлаждение по-

ступает из верхней зоны помещения, куда

естественные конвективные потоки под-

нимают испаряющуюся от людей влагу, запахи, табачный дым и другие

вредности, которые должны удаляться вытяжной вентиляцией. Вентиля-

торный доводчик возвращает часть этих вредностей с охлажденным возду-

хом в рабочую зону помещения, что значительно ухудшает санитарно-

гигиенические качества работы системы.

На рис. 7.19 показано построение на I - d -диаграмме режимов рабо-

ты местно-центральной приточно-вытяжной системы с вентиляторными

доводчиками в расчетных условиях теплого периода года. В центральном

приточном агрегате круглый год приготовляется минимально необходимое

по санитарным нормам количество приточного наружного воздуха L с.н

для всех обслуживаемых помещений.

Рис. 7.19. Построение на I-d- диаграмме расчетного режима работы

в теплый период года местно-центральной системы

с вентиляторными доводчиками в обслуживаемых помещениях:

Н-ОХ – охлаждение и осушение приточного наружного воздуха,

требуемого по санитарным нормам, в воздухоохладителе центрального кондиционера;

ОХ-ПН– нагрев воздуха в вентиляторе и приточных воздуховодах;

ПН-В – поглощение тепло- и влаговыделений приготовленным приточным

наружным воздухом;

В-ОХМ – охлаждение внутреннего воздуха в теплообменнике местного вентиляторного доводчика;

ОХМ-В – поглощение тепловыделений охлажденным

в вентиляторном доводчике внутренним воздухом

В теплый период года в рабочей зоне помещения по условиям тепло-

вого комфорта для людей могут поддерживаться температура t в = 25 °С и

максимальная относительная влажность в j = 60 % при d в = 11, 8 г/кг (точ-

ка В). При параметрах Б в климате г. Полоцка в теплый период года рас-

четное влагосодержание наружного воздуха составляет d н = 10 г/кг. Как

было отмечено выше, энергетически наиболее целесообразно охлаждать

приточный наружный воздух при постоянном влагосодержании d н. В та-

ком режиме охлаждения поглотительная способность приточного наруж-

ного воздуха по восприятию влаговыделений в рассматриваемой системе

составит

Δ d = d_в – d_п.н = 11, 8 - 10= 1, 8 г/кг. (7.15)

На одного работающего в офисном помещении подается 60 м3/ч при-

готовленного наружного воздуха. При работе средней тяжести при t в = 25 °С

один человек выделяет 185 г/ч влаги. Для поддержания комфортных усло-

вий по влажности воздуха в рабочей зоне приточный наружный воздух

должен обладать следующей способностью по влагопоглощению:

Этот расчет показывает, что необходимо в центральном приточном

агрегате реализовывать режим охлаждения и осушения приточного наруж-

ного воздуха до влагосодержания

d _{раб птр} = d _в - Δ d _{раб тр} = 11, 8 - 2, 6 = 9, 2 г/кг. (7.17)

Принципиально возможно осушение воздуха в теплообменнике вен-

тиляторного доводчика.

Это потребует подачи в теплообменник холодной воды с температу-

рой tw, на 6 – 8 °С ниже температуры точки росы внутреннего воздуха t р

= 16, 5 °С. Технически это легко реализуется, но в конструкции вентиля-

торного доводчика должен быть добавлен поддон, который необходимо

соединить трубопроводом с канализацией для отвода выпадающего при

осушке воздуха конденсата.

Эти дополнительные устройства для возможности осуществления

режимов осушки внутреннего воздуха в вентиляторном доводчике трудно-

выполнимы, и предпочтение отдается реализации режима охлаждения и

осушения (процесс Н-ОХ на рис. 7.19) в воздухоохладителе центрального

кондиционера.

В вентиляторе и приточных воздуховодах приточный наружный воз-

дух нагревается на 1 °С и с t _п.н = 15 °С и d _п.н = 9, 2 г/кг поступает в поме-

щение. Луч процесса поглощения тепло- и влаговыделений приточным на-

ружным воздухом отвечает режиму ПН-В.

Охладительная способность по явной теплоте приточного наружного

воздуха, подаваемого по санитарным нормам на одного человека, согласно

построению на рис. 7.19 составляет

В теплообменнике вентиляторного доводчика охлаждение при по-

стоянном влагосодержании может осуществляться до температуры

t _ох.м = 18 °С (см. рис. 7.19). На 1 м3/ч производительности вентиляторного

агрегата возможно достижение следующей охладительной способности:

Требуемая охладительная способность, Вт, местного вентиляторного

доводчика вычисляется по формуле

Q _изб.м.в = Q _изб - Q _изб.ц, (7.18)

где Q _изб – избытки по явной теплоте в обслуживаемом помещении, Вт.

Требуемая производительность по воздуху, м3/ч, местного вентиля-

торного доводчика вычисляется по формуле

Поддержание комфортной температуры воздуха в рабочей зоне по-

мещения t в достигается автоматическим регулированием работы местного

вентиляторного доводчика.

С 1964 года широкое применение получили системы кондициониро-

вания воздуха с центральными установками и местными доводчиками

эжекционного типа (рис. 7.20).

Рис. 7.20. Конструкция доводчика эжекционного типа:

1 – камера первичного воздуха; 2 – сопловой элемент: 3 – камера смешения;

4 – теплообменник; 5 –патрубок, 6 – задняя стенка; 7 – боковые стенки;

8 – заглушка; 9 – хомут; 10 – транспортная пробка; 11 – выходное сечение

В камере первичного воздуха доводчика имеется распределительный

патрубок, концы которого выступают из торцевых стенок. Один конец

распределительной трубы имеет заглушку, а ко второму присоединяется

гибкий патрубок, связывающий эжекционный доводчик с воздуховодом

первичного воздуха. При необходимости последовательного по первично-

му воздуху соединения нескольких доводчиков заглушка снимается и на-

девается второй гибкий патрубок, связанный с распределительным пат-

рубком соседнего доводчика.

В нижней части распределительного патрубка имеется щелевое от-

верстие, через которое воздух поступает в камеру. Количество его регули-

руется клапаном. Панель с эжектирующими соплами располагается над

камерой первичного воздуха, образуя нижнюю часть смесительной каме-

ры. Рециркуляционный воздух проходит очистку в фильтре и тепловую

обработку в теплообменниках, к которым по трубопроводам подается го-

рячая или холодная вода.