Классификация систем кондиционирования

Количество различных видов систем кондиционирования весьма велико и общепризнанной классификации пока не существует Кондиционирование воздуха – это создание и автоматическое поддержание (регулирование) в закрытых помещениях всех или отдельных параметров (температуры, влажности, чистоты, скорости движения воздуха) на определенном уровне с целью обеспечения оптимальных метрологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей или ведения технологического процесса.

Кондиционирование воздуха осуществляется комплексом технических средств, называемых системой кондиционирования воздуха (СКВ). В состав СКВ входят технические средства забора воздуха, подготовки, то есть придания необходимых кондиций (фильтры, теплообменники, увлажнители или осушители воздуха), перемещения (вентиляторы) и его распределения, а также средства хладо- и теплоснабжения, автоматики, дистанционного управления и контроля. Согласно различным признакам СКВ подразделяются:

1) по назначению - на комфортные и технологические, а также технологически-комфортные в помещениях с длительным пребыванием обслуживающего персонала;

2) по режиму работы – на круглогодичные, поддерживающие требуемые параметры воздуха в течение всего года, и сезонные, поддерживающие эти параметры только для холодного или теплого периода года;

3) по характеру связи с обслуживаемым помещением – на центральные и местные. В центральных СКВ кондиционеры устанавливаются вне обслуживаемых объектов. Системы предназначены для создания микроклимата в одном большом или нескольких малых помещениях. В местных системах кондиционеры расположены и создают заданные условия воздушной среды в небольших помещениях. Возможна установка местных кондиционеров на рабочих местах производственных цехов; в этом случае кондиционеры создают нужный микроклимат только в части объема помещения (в зонах обслуживания);

4) по схеме обработки воздуха – на прямоточные, характеризующиеся обработкой в кондиционерах лишь наружного воздуха, и рециркуляционные – с обработкой в кондиционерах смеси наружного и рециркуляционного воздуха;

5) по давлению ∆ p, развиваемому вентилятором, - на системы низкого (∆ p < 1, 0 кПа), среднего (1, 0 ≤ ∆ p ≤ 3, 0 кПа) и высокого давления (∆ p > 3, 0 кПа);

6) по производительности (кондиционеры, выпускаемые отечественной промышленностью) – от 10 до 250 тыс. м³ / ч (центральные) и от 0, 5 до 18 тыс. м³ /ч (местные);

7) по способам обслуживания помещений с различными параметрами воздуха и тепловлажностными режимами – на однозональные и многозональные. В многозональных СКВ подача воздуха в помещении осуществляется по однотрубной или двухтрубной схеме с применением местных доводчиков и смесителей;

8) по степени обеспечения требуемых параметров воздуха в обслуживаемом помещении в течение всего года. Расчетные параметры наружного воздуха для СКВ выбираются в зависимости от климатических условий местности и назначения кондиционируемого помещения.

Кондиционеры, применяемые в СКВ, разделяются на автономные и неавтономные. Автономные кондиционеры характеризуются наличием собственных источников теплоты и холода. Обычно это электрокалориферы и холодильные машины. К автономным кондиционерам извне должны быть подведены электроэнергия для привода компрессора, вентилятора и работы электрокалорифера, а также вода для охлаждения конденсатора холодильной машины. Неавтономные кондиционеры требуют для работы подачи извне: электроэнергии (привод насоса и вентилятора), теплоносителя и хладоносителя (нагрев и охлаждение обрабатываемого воздуха).

Комфортные СКВ предназначены для создания и автоматического поддержания температуры, относительной влажности, чистоты и скорости движения воздуха, отвечающих оптимальным санитарно-гигиеническим требованиям жилых, общественных и административно-бытовых зданий или помещений.

Технологические СКВ предназначены для обеспечения параметров воздуха, в максимальной степени отвечающих требованиям производства. Технологическое кондиционирование в помещениях, где находятся люди, осуществляется с учетом санитарно-гигиенических требований к состоянию воздушной среды.

Центральные СКВ снабжаются извне холодом (доставляемым холодной водой или хладагентом), теплом (доставляемым горячей водой, паром или электричеством) и электрической энергией для привода электродвигателей вентиляторов и насосов.

Центральные СКВ расположены вне обслуживаемых помещений и кондиционирует 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).

Центральные СКВ оборудуются центральными не автономными кондиционерами, которые изготавливаются по базовым (типовым) схемам компоновки оборудования и их модификациям.

Центральные СКВ обладают следующими преимуществами:

1. возможностью эффективного поддержания заданной температуры и относительной влажности воздуха в помещениях;

2. сосредоточением оборудования, требующего систематического обслуживания и ремонта, как правило, в одном месте (подсобном помещении, техническом этаже).

3. возможностями эффективного обеспечения шумо - и виброглушения. С помощью центральных СКВ при надлежащей акустической обработке воздуховодов, устройстве глушителей шума и гасителей вибрации можно достигнуть более низких уровней шума в помещениях и обслуживать такие помещения, как радио- и телевизорные студии.

Несмотря на ряд достоинств центральных СКВ, надо отметить, что крупные габариты и проведение сложных строительно-монтажных работ по установке кондиционеров, прокладке воздуховодов и трубопроводов часто приводят к невозможности применения этих систем в существующих реконструируемых зданиях.

Местные СКВ разрабатывают на базе автономных и неавтономных кондиционеров, которые устанавливают непосредственно в обслуживаемом помещении.

Достоинством местных СКВ является простота установки и монтажа.

Такая система может применяться в большом ряде случаев:

- в существующих жилых и административных зданиях для поддержания теплового микроклимата в отдельных офисных помещениях или в жилых комнатах;

- во вновь строящихся зданиях для отдельных комнат. Режим потребления холода, в которых резко отличается от такого режима в большинстве других помещений, например, с северных и других насыщенных тепловыделяющей техникой комнатах административных зданий. Подача свежего воздуха и удаление вытяжного воздуха при этом выполняется, как правило, центральными системами приточно-вытяжной вентиляции;

- во вновь строящихся зданиях, если поддержание оптимальных тепловых условий требуется в небольшом числе помещений, например, в ограниченном числе номеров - люкс небольшой гостиницы;

- в больших помещениях, как правило, существующих, так и вновь строящихся зданий: кафе и ресторанах, магазинах проектных залах, аудиториях.

Автономные СКВ снабжаются извне только электрической энергией, например, кондиционеры сплит-систем, шкафные кондиционеры.

Такие кондиционеры имеют встроенные компрессионные холодильные машины.

Автономные системы охлаждают и осушают воздух, для чего вентилятор продувает рециркуляционный воздух через поверхностные воздухоохладители, которые являются испарителями холодильных машин, а в переходное и зимнее время они могут производить подогрев воздуха с помощью электрических подогревателей или путем реверсирования работы холодильной машины по циклу так называемого теплового насоса.

Наиболее простым вариантом, представляющим децентрализованное обеспечение в помещениях температурных условий, можно считать применение кондиционеров сплит-систем.

Неавтономные СКВ подразделяются на:

- воздушные, при использовании которых в обслуживаемое помещение подается только воздух;

- водовоздушные, при использовании которых в обслуживаемые помещения подводится воздух и вода, несущие тепло и холод, либо то и другое вместе (системы чиллеров-фанкойлов, центральные кондиционеры с местными доводчиками).

Однозональные центральные СКВ применяются для обслуживания больших помещений с относительно равномерным распределением тепла, влаговыделений, например, больших кинозалов, аудиторий. Такие СКВ, как правило, комплектуются устройствами для утилизации тепла или смесительными камерами для использования в обслуживаемом помещении рециркуляции воздуха.

Многозональные центральные СКВ применяют для обслуживания больших помещений, в которых оборудование размещается неравномерно, а также для обслуживания ряда сравнительно небольших помещений. Такие системы более экономичны, чем отдельные системы для каждой зоны или каждого помещения. Однако с их помощью не может быть достигнута такая же степень точности поддержания одного или нескольких параметров (влажности и температуры), как автономными СКВ

Прямоточные СКВ полностью работают на наружном воздухе, который обрабатывается в кондиционере, а затем подается в помещение.

Рециркуляционные СКВ, наоборот, работают без притока или с частичной подачей свежего наружного воздуха, который забирается из помещения и после его обработки в кондиционере вновь подается в это же помещение.

Классификация кондиционирования воздуха по принципу действия на прямоточные и рециркуляционные обуславливается, главным образом, требованиями к комфортности, условиям технологического процесса производства либо технико-экономическими соображениями.

Центральные СКВ с качественным регулированием метеорологических параметров представляют собой широкий ряд наиболее распространенных, так называемых одноканальных систем, в которых весь отработанный воздух при заданных кондициях выходит из кондиционера по одному каналу и поступает далее в одно или несколько помещений.