Справочник строителя | Системы контроля микроклимата

ЗОНИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ЦЕНТРАЛЬНОГО КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

В больших зданиях при наличии в отдельных помещениях различных тепловых режимов целесообразно кроме центральных систем кондиционирования воздуха размещать в отдельных зонах местные аппараты, которые автоматически поддерживают заданные температурные режимы с помощью термостатов.

Схемы наиболее часто применяемых систем зонирования показаны на рис. 1.

Схемы систем зонирования Схемы систем зонирования

Рисунок 1. Схемы систем зонирования: а - с изменением количества подаваемого воздуха; б - с догреванием или доохлаждением воздуха доводчиками; в - с рециркуляционными вентиляторами; 1, 2, 3 - отдельные помещения; Т1, Т2, Т3 - термостаты; M1, M2, М3 - моторные приводы; Д1, Д2, Д3 - доводчики; КН - кондиционер; ВН, ВН1, ВН2, ВН3 - вентиляторы; Н - наружный воздух

Систему зонирования с изменением количества подаваемого воздуха (см. рис. 1, а) обычно применяют для регулирования охлаждения и отопления отдельных помещений. Система работает так. При изменении температуры в кондиционируемом помещении установленный в нем термостат изменяет количество подаваемого воздуха. Если температура в помещении снижается, то термостат дает команду исполнительным механизмам (моторным приводам) М1, М2, М3 на уменьшение подачи обработанного воздуха, а если температура становится выше заданной - на увеличение подачи. Исполнительные механизмы, которые установлены на дроссельных задвижках, размещенных в приточных воздуховодах, по командному импульсу термостата открывают или частично закрывают воздуховод. Импульс одновременно подается и на исполнительные механизмы вытяжной системы вентиляции. Рассмотренный способ зонирования прост и экономичен, но при нем возрастают скорости выхода воздуха в помещения после дросселирования, и уменьшается подача наружного воздуха (может стать ниже санитарной нормы). Уменьшать количество подаваемого воздуха допускается не более чем на 50 % по сравнению с расчетным значением.

При системе зонирования с догреванием или доохлаждением подаваемого воздуха с помощью доводчиков (см. рис. 1, б) воздух от центрального кондиционера КН разводится по зонам к доводчикам Д1, Д2, Д3, в которых установлены позонные теплообменники, обеспечивающие догревание или, при необходимости, доохлаждение воздуха. В каждой зоне находится один из термостатов Т1, Т2, Т3 которые воздействуют на исполнительные механизмы М1, М2, М3, управляющие подачей тепло- или хладоносителя к поверхностным теплообменникам. Догревающие доводчики целесообразно применять в зимний период, а в летний период их следует использовать для доохлаждения воздуха.

При системе зонирования с рециркуляционными вентиляторами (см. рис. 1, в) последние забирают одну часть воздуха от центрального кондиционера, а другую - из помещений обслуживаемой ими зоны. Центральный кондиционер КН рассчитывают на общий максимальный воздухообмен по всему зданию, а зонные вентиляторы ВН1, ВН2, ВН3 и воздушные каналы - на максимальные зонные нагрузки. В зонах температуру воздуха поддерживают термостаты Т1, Т2, Т3, воздействующие на исполнительные механизмы М1, М2, М3 смесительных клапанов перед вентиляторами. Недостаток данной системы кондиционирования - переменное количество подаваемого наружного воздуха.

Зональная двухканальная система кондиционирования воздуха (рис. 2) позволяет обеспечивать в отдельных обслуживаемых помещениях разные тепло-влажностные режимы. Такая система включает в себя два центральных кондиционера, из которых обработанный воздух выходит с разными параметрами. Каждый кондиционер имеет свою систему разводящих воздуховодов. Таким образом, к каждому помещению подходят два канала с воздухом разных параметров. В помещении каналы присоединяют к смесительному устройству, в котором автоматика устанавливает необходимое соотношение холодного и нагретого воздуха, в результате чего образуется приточная смесь с заданными параметрами. Такие системы обычно работают по прямоточной схеме без I и II рециркуляции, а отработавший воздух удаляется из помещения системой вытяжной вентиляции. Важнейшим узлом двухканальной системы кондиционирования воздуха является смесительное устройство (смеситель) 3, которое обеспечивает нужную пропорцию смешиваемых количеств воздуха. Чтобы уменьшить шум при смешивании воздушных струй смеситель изнутри покрывают акустической изоляцией.

Двухканальная система кондиционирования воздуха

Рисунок 2. Двухканальная система кондиционирования воздуха: 1 - кондиционеры; 2 - терморегуляторы; 3 - смесители; 4 - вытяжной вентилятор

Термодинамический процесс кондиционирования воздуха при двухканальной системе кондиционирования воздуха на I-d-диаграмме для летнего режима строят так. Наносят точки В1, В2 и В3 (рис. 3), координаты которых соответствуют заданным состояниям внутреннего воздуха в трех отдельных помещениях. Зная угловые коэффициенты лучей процессов изменения состояния воздуха в данных помещениях ?1, ?2, ?3, проводят эти лучи через указанные точки. Затем проводят прямую К1К2 так, чтобы она пересекала все три луча процессов и при этом занимала такое положение, при котором температуры приточного воздуха в точках П1, П2 и П3 удовлетворяли бы допустимым перепадам tB - tп для отдельных помещений.

Построение на I-d-диаграмме процесса кондиционирования

Рисунок 3. Построение на I-d-диаграмме процесса кондиционирования при применении двухканальной системы подачи приточного воздуха

Параметры воздуха, подаваемого каждым центральным кондиционером, должны соответствовать координатам точек К1 и К2, находящихся на этой прямой. Положение точки К1 нужно выбирать по возможности ближе к точке П3, а точки К2 - к точке П1; в пределе можно совместить точку К1 с П3, а точку К2 - с П1.

Наносят точку Н, координаты которой соответствуют состоянию наружного воздуха. Процессу обработки воздуха в первом кондиционере будут соответствовать на диаграмме два луча: НО1 (охлаждение воздуха и его осушение) и О1К1 (нагревание воздуха в калорифере второго подогрева). Для второго кондиционера процесс обработки воздуха аналогичен и изображается лучами НО2 и О2К2. Выполненные на I-d-диаграмме построения позволяют определить необходимое количество воздуха, кг/ч, для каждого помещения:

(1)

(2)

(3)

где , , - влагосодержание внутреннего воздуха в каждом из трех помещений, г/кг; , - влагосодержание приточного воздуха в каждом из трех помещений, г/кг. Общее количество подаваемого в помещения воздуха

(4)

где GК - суммарная производительность, кг/ч, обоих кондиционеров (GК = GК1 + GК2).

Приточный воздух получает необходимые параметры при смешивании воздуха состояния К1 и состояния К2. Чтобы определить количество воздуха, которое нужно смешивать для получения приточного воздуха заданного состояния в каждом помещении, нужно составить следующие пропорции:

где G1-1, G2-1, G3-1 - количество воздуха состояния К1, поступающее в составе смеси соответственно в первое, второе и третье помещения; К2К1, К2П1, К2П2, К2П3 - длины соответствующих отрезков на I-d-диаграмме.

Как следует из составленных пропорций,

Количество воздуха состояния К2, поступающее в помещения в составе смеси: G1-2 = G1 – G1-1; G2-2 = G2 - G2-1, G3-2 = G3 - G3-1.

Производительность первого кондиционера, кг/ч,

Производительность первого кондиционера

(5)

Производительность второго кондиционера, кг/ч,

Производительность второго кондиционера

(6)

Охлаждающая мощность первого и второго кондиционеров:

Охлаждающая мощность

(7)

Охлаждающая мощность

(8)

где Iн - удельное теплосодержание наружного воздуха, кДж/кг (определяют по положению точки Н на I-d-диаграмме); , - удельное теплосодержание воздуха, охлажденного соответственно в первом и втором кондиционерах, кДж/кг (определяют по положениям точек O1 и O2).

Расход теплоты на подогрев воздуха в первом и втором кондиционерах:

Расход теплоты на подогрев воздуха

(9)

Расход теплоты на подогрев воздуха

(10)

где Iк1, Iк2 - удельное теплосодержание воздуха, подаваемого первым и вторым кондиционерами.

Температуру воздуха в помещении регулируют термостатом, воздействующим на исполнительный механизм смесительного клапана, который изменяет соотношение количеств холодного и горячего воздуха.

Поделитесь ссылкой в социальных сетях