Справочник строителя | Системы контроля микроклимата

ЗАРУБЕЖНЫЕ СИСТЕМЫ КЛИМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

ВОЗДУШНЫЕ СИСТЕМЫ ВОЗДУШНО-ВОДЯНЫЕ СИСТЕМЫ ВОДЯНЫЕ СИСТЕМЫ СИСТЕМЫ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

Системы климатического контроля, применяемые за рубежом, подразделяют на четыре основных типа: воздушные, воздушно-водяные, водяные и системы непосредственного охлаждения (табл. 1).

Таблица 1. Применение систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях различных типов и назначений в США
Типы помещений
Индивидуальные и зонные системы
Центральные системы
непосредственного охлаждения, автономные
водяные комнатные вентиляторно-змеевиковые
воздушные с единичным потоком
воздушно-водяные с первичным теплоносителем - воздухом
комнатные
зонные
с рециркуляцией воздуха
с забором наружного воздуха
с переменным объемом
с перепускным клапаном
с повторным нагревом
многозонные одноканальные
с вторичным теплоносителем - водой
комнатные вентиляторно- змеевиковые с забором наружного воздуха
в оконечном устройстве
зонным (в воздухопроводе)

Жилые дома на одну семью

х

х

х

Магазины мелочей

х

х

Рестораны:

средние

х

х

большие

х

х

х

х

Учреждения

х

х

х

Гостиницы, общежития

х

х

х

х

Мотели

х

Больницы

х

х

х

Школы и другие учебные заведения

х

х

х

х

х

Музеи

х

х

Библиотеки:

обычные

х

х

х

х

редких книг

х

х

Универмаги

х

Торговые центры

х

х

х

Лаборатории:

малые

х

х

х

х

х

большие

х

х

При выборе типа системы для различных зданий руководствуются следующими основными правилами: воздушные системы более пригодны для зданий с относительно низкой тепловой нагрузкой; водяные системы более эффективны для высоких зданий с большой площадью остекленных поверхностей (60...80 %) и высокой световой нагрузкой. Одноканальные воздушные системы охлаждения с повторным подогревом воздуха повсеместно признаны лучшими с функциональной точки зрения.

ВОЗДУШНЫЕ СИСТЕМЫ.

В этих системах климатического контроля агрегаты для очистки и охлаждения воздуха могут быть расположены на некотором удалении от кондиционируемого помещения - в помещении центральной станции. В подобных системах центральной обработки воздух не только подогревается или охлаждается, но очищается и увлажняется или осушается. Конструктивные особенности некоторых систем рассмотрены ниже.

Одноканальные системы переменного объема (рис. 1, а) обеспечивают кондиционируемые помещения одним потоком горячего или холодного воздуха. Производительность системы кондиционирования регулируется в соответствии с тепловой нагрузкой при помощи устройств автоматического регулирования объема поступающего воздуха. По степени подверженности воздействию окружающей среды системы кондиционирования помещений разделяют на зоны. Оконечные воздушные диффузоры снабжают автономной самобалансирующейся системой управления непрямого действия.

Воздушные системы

Рисунок 1. Воздушные системы: а - одноканальные переменного объема; б - двухканальные; в - одноканальные с повторным нагревом; г - многозонные; д - двухканальные постоянного объема; 1 - калорифер первого подогрева; 2 - фильтр; 3 - осушитель и увлажнитель; 4 - калорифер второго подогрева; 5 - вентилятор; 6 - регулятор статического давления; 7 - звуковая ловушка; 8 - термостат; 9 - бойлер; 10 - холодильная машина; 11 - клапан; 12 - охладитель; 13 - подогреватель; 14 - осушитель; Н - наружный воздух; П - приточный воздух; В - вытяжной воздух; П, - первичный приточный воздух; П2 - вторичный приточный воздух; ГП - горячий приточный воздух; ХП - холодный приточный воздух

Двухканальные системы (рис. 1, б) обеспечивают подачу двух потоков воздуха в каждое помещение. Первый из них, характеризующийся постоянным объемом и переменной температурой, компенсирует поступление теплоты или теплоотдачу в различные времена года. Второй поток охлажденного воздуха характеризуется переменным объемом и постоянной температурой. Оконечные воздушные диффузоры снабжены автономной самобалансирующейся системой управления непрямого действия.

Одноканальные системы с повторным нагревом (рис. 1, в) отличаются тем, что все их основное оборудование сконцентрировано в машинном отделении; исключение составляет лишь элемент повторного нагрева, который может быть установлен вблизи кондиционируемого помещения или в оконечном устройстве воздухоподающего тракта. Воздух, прошедший первичную обработку, поступает из машинного отделения в установки кондиционируемых помещений по индивидуальному воздухопроводу (при соблюдении постоянства расхода в этом воздухопроводе). Каждая из этих установок снабжена небольшим встроенным змеевиком повторного нагрева, через который пропускают пар или горячую воду.

Многозонные системы (рис. 1, г) служат для распределения воздушного потока по отдельным помещениям через систему каналов. Устройство централизованной обработки воздуха оборудовано шиберами, с помощью которых осуществляется предварительное смешивание поступающих потоков холодного и теплого воздуха. Шиберы управляются комнатными термостатами.

Двухканальные системы постоянного объема (рис. 1, д) обеспечивают подачу воздуха, прошедшего обработку на центральной станции, к индивидуальным оконечным устройствам по двум каналам. Оконечные устройства имеют особую конструкцию и назначение: в них осуществляется автоматическое смешивание воздуха с целью поддержания требуемых температур, объема и характера циркуляции воздуха, поступающего в кондиционируемые помещения.

ВОЗДУШНО-ВОДЯНЫЕ СИСТЕМЫ.

В этих системах, как и в воздушных, устройства обработки и охлаждения воздуха удалены от кондиционируемых помещений. Однако охлаждение или нагревание этих помещений лишь в незначительной степени обусловлены воздействием воздушного потока, поступающего с центральной станции обработки. Основная часть теплообмена в помещениях приходится на долю теплой или охлажденной воды, циркулирующей либо в змеевике всасывающего устройства, либо в излучающей панели.

В системах с всасывающим оконечным устройством высокоскоростной воздушный поток высокого давления и постоянного объема поступает в оконечное устройство, характеризующееся высокой всасывающей способностью. В этом устройстве осуществляется нагревание или охлаждение (в зависимости от необходимости) воздуха, засасываемого из помещения. Производительность системы регулируется путем изменения расхода воды или перепускным воздушным клапаном. Для нагревания и охлаждения в системах данного типа могут использоваться два трубопровода (циркуляция воды по одному контуру) или четыре (циркуляция воды по двум контурам).

В системах с оконечным вентиляторно-змеевиковым устройством (рис. 2, а) оконечное устройство обеспечивает непосредственное нагревание или охлаждение комнатного воздуха. Вентиляцию помещения осуществляют за счет дополнительного воздушного потока постоянного объема.

В системах с излучающими панелями (рис. 2, б) оконечное устройство типа излучающей панели устанавливают в потолочном перекрытии или в стене. Оно обеспечивает радиационное нагревание или охлаждение. Для осушения воздуха и вентиляции используют дополнительный воздушный поток постоянного объема.

Воздушно-водяные и водяные системы

Рисунок 2. Воздушно-водяные и водяные системы: а - воздушно-водяная с оконечным вентиляторно-змеевиковым устройством; б - воздушно-водяная с излучающими панелями; в - водяная; 1 - калорифер первого подогрева; 2 - фильтр; 3 - осушитель и увлажнитель; 4 - калорифер второго подогрева; 5 - вентилятор; 6 - термостат; 7- бойлер; 8 - холодильная машина; 9 - звуковая ловушка; Н - наружный воздух; В - вытяжной воздух

ВОДЯНЫЕ СИСТЕМЫ.

Эти системы представляют собой системы с вентиляторно-змеевиковыми оконечными устройствами в каждом помещении. Данные устройства соединены с одним или двумя контурами циркуляции воды. Контуры циркуляции могут быть двух-, трех- или четырехтрубными (рис. 2, в).

В двухтрубных системах горячая или охлажденная вода циркулирует по зданию, проходя через множество установленных в нем индивидуальных вентиляторно-змеевиковых устройств. Один трубопровод служит для подачи воды, другой - для ее возврата.

В трехтрубных системах используются два подающих трубопровода: один для горячей воды, второй - для охлажденной. Благодаря этому в любое время можно осуществить как нагревание, так и охлаждение воздуха помещения. Для возврата воды от всех вентиляторно-змеевиковых устройств предусмотрен один общий трубопровод.

В четырехтрубных системах используются две независимые системы трубопроводов: одна для горячей воды, вторая - для охлажденной. Модифицированное вентиляторно-змеевиковое устройство имеет сдвоенный или разветвленный змеевик, часть которого служит только для нагревания, а другая часть - только для охлаждения воздуха помещения.

СИСТЕМЫ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ.

В этих системах применяются автономные (оконные, стенные, потолочные или напольные) установки, расположенные, как правило, в пределах кондиционируемого пространства. Нагревание может быть осуществлено за счет реверсивного цикла или с помощью дополнительных нагревательных элементов. Для большинства систем кондиционирования воздуха необходим источник охлажденной воды. Охлаждение воды осуществляют различными путями: с использованием абсорбционного, центробежного или возвратно-поступательного циклов.


Анализируя зарубежный опыт внедрения СКВ, следует отметить, что в жилых и общественных (офисных) помещениях наибольшее распространение получили кондиционеры сплит-систем. В качестве примера на рис. 3 изображена СКВ на базе кондиционера сплит-системы с приточной вентиляцией и системы естественной вытяжной вентиляции коттеджа.

Система кондиционирования воздуха на базе кондиционера сплит-системы

Рисунок 3. Система кондиционирования воздуха на базе кондиционера сплит-системы с приточной вентиляцией: 1 - компрессорно-конденсаторный блок с центробежным вентилятором; 2 - внутренний блок; 3 - воздуховоды

Кондиционер сплит-системы с приточной вентиляцией состоит из внутреннего (испарительного) и наружного (компрессорно-конденсаторного) блоков. В данном примере показан компрессорно-конденсаторный блок с центробежным вентилятором. Он размещен на техническом этаже. Для его охлаждения воздух забирается с улицы. Внутренний блок установлен на техническом этаже и работает на смеси наружного и рециркуляционного воздуха. Охлаждение воздуха летом осуществляется с помощью фреонового воздухоохладителя, а подогрев воздуха зимой - с помощью водяного (или электрического) калорифера. В данном примере используется водяной калорифер, работающий в период отопления от газового котла. Забор наружного воздуха в кондиционер и раздача его по помещениям осуществляются по сети воздуховодов. Воздух для охлаждения конденсатора подается центробежным вентилятором по системе воздуховодов. Для компенсации приточного воздуха из помещений санузлов и кухни предусмотрена вытяжная вентиляция.

Разнообразное конструктивное исполнение внешних блоков сплит-систем позволяет решать задачи кондиционирования воздуха в помещениях площадью 15... 140 м2. Для кондиционирования воздуха в зданиях, имеющих большое количество помещений с разными тепловыми нагрузками, изменяющимися в течение суток, разработаны многозональные системы с изменяющимся расходом хладагента. Такие системы позволяют к одному наружному блоку присоединять до 17 внутренних блоков различных мощности и конструктивного исполнения.

Системы с чиллерами и фанкойлами (рис. 4) позволяют обеспечить независимое регулирование температуры одновременно в большом количестве помещений, например в гостиницах, офисах и т.п. Потребители-кондиционеры-доводчики (фанкойлы) могут произвольно включаться и выключаться, изменять свою хладо- или теплопроизводительность. Чиллеры имеют большой диапазон мощностей - от нескольких единиц до нескольких тысяч киловатт. Они отличаются по конструктивному исполнению (со встроенными или выносными конденсаторами), типу охлаждения конденсаторов (воздушное или водяное), схемам подключения и т. п. Чиллер представляет собой законченную холодильную машину, предназначенную для охлаждения жидкости (антифриз или вода). Некоторые модели чиллеров могут работать в режиме теплового насоса. В этом случае возможен подогрев помещения.

Система кондиционирования воздуха на базе чиллера и фанкойлов

Рисунок 4. Система кондиционирования воздуха на базе чиллера и фанкойлов: 1 - чиллер с воздушным охлаждением конденсатора и центробежным вентилятором; 2 - приточно-вытяжная установка с теплоутилизатором; 3 - фанкойлы

Чиллеры серии WRA предназначены для работы только в режиме охлаждения и имеют мощность до 256 кВт. Чиллеры серии WRN предназначены для работы, как в режиме охлаждения, так и в режиме теплового насоса и имеют мощность до 148 кВт.

В качестве примера на рис. 4 показана СКВ на базе чиллера и фанкойлов, а также приточно-вытяжной установки с утилизацией теплоты вытяжного воздуха, широко применяемая в зарубежной и отечественной практике при оборудовании крупных коттеджей.

Оборудование систем кондиционирования и вентиляции расположено на техническом этаже.

В системе кондиционирования используется чиллер с воздушным охлаждением конденсатора. Охлаждающий воздух подается в конденсатор центробежным вентилятором по системе воздуховодов.

В жилых помещениях расположены вентиляторные доводчики (фанкойлы) напольного типа вертикального исполнения. Они осуществляют индивидуальную регулировку температуры в каждом помещении. Система обвязки фанкойлов двухтрубная, но в зимний (отопительный) период предусмотрено их переключение от чиллера на индивидуальный газовый котел, установленный в отдельном помещении. Зимой фанкойлы работают как радиаторы отопления.

Приточная и вытяжная вентиляция коттеджа обеспечивается приточно-вытяжной установкой. Для теплоутилизации вытяжного воздуха в установке используется воздухо-воздушный рекуператор. Установка также расположена на техническом этаже, а обработанный воздух поступает и забирается из помещения по системе воздуховодов.

Поделитесь ссылкой в социальных сетях