Температура приточного воздуха определяется выбранным режимом его приготовления. Температура удаляемого воздуха зависит от принятой схемы организации воздухообмена в помещении. Наиболее качественной по санитарно-гигиеническим требованиям является схема подачи приготовленного приточного воздуха непосредственно в рабочую обитаемую зону помещения и вытяжка отепленного, загазованного и пыльного воздуха из верхней части под потолком помещения.
Наибольшие теплоизбытки в помещениях имеют место в расчетных условиях теплого периода года, которые вычисляются по нормам СНиП. Это характерно для условий формирования тепловых режимов в помещениях жилых, общественных и промышленных зданий. Расчет теплопритоков в помещении зданий проводится по известным методикам.
На
рис. 3.1. показана схема организации воздухообмена в помещении.
Схема «сверху-вверх» является наиболее традиционной для устройства отечественных систем вентиляции и кондиционирования в общественных, административных и промышленных зданиях. Подача приточного воздуха сверху в форме проникающих струй в рабочую зону приводит к смешению воздуха по высоте помещения. Такой режим организации воздухообмена называется смесительной вентиляцией, что обуславливает выравнивание температур воздуха по высоте помещения. На рис. 3.1. a показано поступление части охлажденного приточного воздуха к вытяжным отверстиям, минуя рабочую зону, что значительно снижает эффективность отведения теплоизбытков из рабочей зоны. Кроме того, методы смесительной вентиляции обуславливают подмешивание к приточной струе воздуха из верхней зоны помещения части вредностей, таких как водяные пары и легкие газы, которые поднимаются конвективными потоками под потолок. Возвращение в рабочую зону приточным воздухом части вредностей из верхней зоны значительно ухудшает санитарно-гигиенические и энергетические качества от работы систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
При схеме подачи приточного воздуха непосредственно в рабочую зону (рис. 3.1. б) такие вредности, как тепловлаговыделения, легкие газы и мелкая пыль, вытесняются конвективными потоками под потолок и удаляются с вытяжным воздухом. Рабочая зона заполняется наружым воздухом, что называется методом вытеснительной вентиляции. Необходимо стремиться к массовому внедрению в практику проектирования и строительства систем вентиляции и кондиционирования методов подачи приточного воздуха в рабочую зону и вытяжки под потолком (вытеснительная вентиляция).
Ограничительным условием применения схем вытеснительной вентиляции является обязательное выполнение требований комфортности поступления приточного воздуха в рабочую зону обитания людей. Согласно нормам СНиП, в холодный период года отклонение температуры в приточной струе от нормируемой температуры воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне не должно превышать 3 °С. В теплый период года этот температурный перепад может быть увеличен до 6 °С.
Температура воздуха в рабочей зоне, по нормам СНиП, определяется в зависимости от назначения помещения и расчетной температуры наружного воздуха.
Центральные приточные и вытяжные агрегаты рационально создавать на базе технологических блоков КЦКП разработки и производства фирмы «Веза».
Для сохранения температуры воздуха в помещениях, обслуживаемых от центральных приточно-вытяжных систем, на требуемом уровне теплового комфорта применяются два метода регулирования:
качественное регулирование путём изменения температуры приточного воздуха от его нагрева в зональном подогревателе, по команде датчика температуры воздуха в рабочей зоне помещения. Такой метод регулирования нашёл широкое применение в отечественной практике проектирования центральных систем.
Серьёзным недостатком метода использованиязональных подогревателей в тёплый период года является то, что первоначально в воздухоохладителе центрального приточного агрегата затрачивается холод для снижения температуры приточного воздуха. Затем в помещениях, где понизились расчётные теплоизбытки в зональных подогревателях, затрачивается тепло на повышение температуры приточного воздуха до уровня, отвечающего режиму поглощения сниженных тепловыделений для поддержания заданной температуры воздуха в помещении;
количественное регулирование путём сокращения расхода охлаждённого приточного воздуха, поступающего в помещение со сниженными, по времени суток, теплоизбытками при постоянной температуре. В центральных системах с количественным регулированием расхода приточного воздуха вместо зональных подогревателей на отводных воздуховодах к каждому помещению устанавливаются регуляторы расхода приточного воздуха, управляемые от датчика контроля температуры. Регуляторы расхода снабжаются специальными устройствами, обеспечивающими примерно одинаковое воздухораспределение в помещениях независимо от сокращения расхода приточного воздуха. Такие регуляторы дороги, требуют хорошей наладки и постоянного обслуживания. Для сокращения расхода электроэнергии на привод приточного и вытяжного вентилятора применяются дополнительные устройства для контроля создаваемого вентиляторами давления. При повышении давления в сети, обусловленного снижением производительности вентилятора, датчик контроля давления в сети воздействует на автоматический регулятор изменения числа оборотов.
Под активным влиянием зарубежных производящих и строящих фирм за последние годы получили массовое применение местно-центральные системы с установкой в помещениях вентиляторных доводчиков (часто называемых фен-коил). Зарубежным производителям вентиляторных доводчиков весьма выгодна их поставка, т.к. Через 8-10 лет электровентиляторная группа исчерпывает свой ресурс работы и не обходима их замена.
В условиях мягких зим, которые характерны для стран Европы, вентиляторные агрегаты успешно выполняют роль нагревательных приборов, когда в их теплообменники от работы насоса подаётся горячая вода. Поломка вентиляторов или неисправность их приводного электродвигателя приводят к снижению теплопроизводительности агрегатов, но её хватает для мягких климатических условий. В отечественной практике из-за суровых зим на вентиляторные агрегаты возлагаются только функции охлаждения внутреннего воздуха, а для отопления помещений здания используются местные нагревательные приборы периметральной системы отопления, с установкой отопительных приборов под окнами.
Для подачи в помещения минимально-требуемого расхода наружного воздуха используется отдельная приточная система. В работе отдаётся предпочтение местно-центральным системам с вентиляторными агрегатами (фенкои-
лами или сплит-системами). При этом отмечается, что применение вентиляторных агрегатов связано с существенным недостатком: высокая скорость движения воздуха и недопустимо низкая (при охлаждении) температура в воздушной струе на выходе в обслуживаемую зону. Поэтому при проектировании вентиляторные агрегаты следует размещать в помещении таким образом, чтобы в зоне их непосредственного воздействия не находились постоянные рабочие места.
Приведенная из работы выдержка объясняет то, что в отечественной практике основным местом размещения вентиляторных доводчиков является подвесное положение под потолком помещения. Для охлаждения в теплообменник вентиляторного агрегата засасывается воздух из верхней зоны помещения. Это делает энергетически неэффективным применение схемы подачи санитарной нормы наружного воздуха в рабочую зону, т.к. под потолком помещения будет собираться воздух более высокой температуры по сравнению с температурой воздуха в рабочей зоне.
Производительность систем вентиляции и кондиционирования воздуха может требоваться в диапазоне значительных изменений расходов приточного и вытяжного воздуха. Фирма «Веза» для выполнения этого требования разработала функциональные универсальные блоки на кондиционеры центральные (приточные агрегаты) каркасно-панельные, названные КЦКП. При ограниченности площадей для размещения агрегатов на базе блоков КЦКП возможно принимать скорости воздуха во фронтальных сечениях модулей до 4,5 м/с.
Практика показывает, что оборудование фирмы «Веза» может работать не менее 20 лет. За этот срок работы систем вентиляции и кондиционирования снижение расхода электроэнергии на привод вентиляторов, благодаря принятию в проекте блоков с оптимальной или пониженной скоростью воздуха, позволит получить значительный экономический эффект от снижения оплаты за расходуемую электроэнергию. Приточные и вытяжные агрегаты на базе блоков КЦКП могут создаваться по различным технологическим схемам приготовления воздуха. Достигается это благодаря производству и поставкам фирмой «Веза» широкого набора функциональных технологических блоков секций.
Рассмотрим теплообменники и протекания режимов нагрева воздуха через оребренную поверхность. Чем выше теплопроводность материала стенки трубки и меньше толщина трубки, тем меньше будет перепад температур для передачи одинакового количества тепла через поверхность. Поэтому для интенсификации теплообмена стремятся использовать материалы стенок труб из меди, для которой Х = 383 Вт/м°С , что почти в десять раз выше, чем для стали. Толщину стенок медных трубок используют = 0,0005 м, что в пять раз меньше обычных стальных труб.
Фирма «Веза» в качестве воздухонагревателей производит теплообменники типа ВНВ 243.1 из медных трубок наружным диаметром 12 мм и толщиной стенок 0,5 мм. Как оговорено выше, медные тонкие трубки обладают наименьшим термическим сопротивлением для проведения тепла. На медные трубки с помощью специального станка напрессовываются пластины наружного оребрения из ленты аллюминиевой фольги толщиной 0,2 мм. Одновременно с насадкой на трубки пластины получают поверхностные гофры, наличие которых способствует турбулизации воздушного потока у поверхности пластин и, соответственно, обеспечивает повышение коэффициента.
Обеспечение движения по трубкам теплообменника потока воды достигается приваркой калачей и коллекторов для поступления и выхода воды из теплообменника.
Метод регулирования тепловой производительности по воде нашел наибольшее применение в системах вентиляции, кондиционирования и имеет следующие преимущества:
- при равной расчетной производительности агрегата по воздуху массовые скорости в фасадном сечении теплообменника обеспечат меньшее аэродинамическое сопротивление;
- возможность обеспечения одинаковой оребренной поверхности при меньшем количестве рядов оребренных трубок по глубине теплообменника, что понизит аэродинамическое сопротивление воздухонагревателя;
- возможность обеспечения местной насосной рециркуляции непосредственно у воздухонагревателя позволяет осуществить эффективное качественное регулирование тепловой производительности воздухонагревателя и надежную защиту от замерзания воды в трубах.
Для расчета воздухонагревателей можно также пользоваться разработанной «Везой» компьютерную программу «CuAL».
Для глушения аэродинамического и механического шума от работы оборудования в приточных и вытяжных агрегатах КЦКП применяются блоки шумоглушения.
По материалам книги
А.А. Евсеенко, В.С. Пономаренко, О.А. Стельмаха «Современные системы отопления, вентиляции, кондиционирования и предъявляемые к ним требования пожарной безопасности»
