Системы кондиционирования воздуха

Системы кондиционирования воздуха предназначены для обеспечения и автоматического поддержания в закрытых помещениях следующих параметров воздушной среды: температуры, влажности, давления, чистоты, скорости движения воздуха, газового и ионного состава. В производственных помещениях обычно производятся очистка (фильтрация), подогрев, охлаждение, осушка и увлажнение воздуха.

Комплекс технических средств, осуществляющих требуемую обработку воздуха, а также его транспорт и распределение в обслуживаемых помещениях, включая источники тепло- и хладоснабжения, средства автоматического регулирования и контроля, составляет систему кондиционирования воздуха (СКВ). Устройство, в котором производятся обработка воздуха и его очистка, называется установкой кондиционирования воздуха (УКВ) или кондиционером.

Капитальные затраты на СКВ в крупных, энергонасыщенных цехах достигают 20 % стоимости здания. Эксплуатационные затраты на СКВ в доле себестоимости продукции составляют примерно 7%. Классификация СКВ проводится по пяти признакам: назначению, характеру связи с обслуживаемым помещением, способу обеспечения холодом, схеме обработки воздуха в УКВ и напору, развиваемому вентилятором. По назначению СКВ подразделяются на комфортные, технологические и технологически комфортные.

Технологические СКВ создают наиболее благоприятную воздушную среду для технологического процесса без учета воздействия ее на организм человека. Комфортные СКВ обеспечивают наиболее благоприятные условия для труда и отдыха. Технологически комфортные СКБ создают и поддерживают параметры воздушной среды, благоприятные для проведения технологического процесса и одновременно достаточно комфортные для обслуживающего персонала.

По режиму работы СКВ подразделяются на круглогодичные, рассчитанные на поддержание определенных параметров в течение всего года, и сезонные, режим работы которых изменяется: летом осуществляются охлаждение и осушка воздуха, зимой ‒ подогрев и увлажнение.

По характеру связи с обслуживающими помещениями различают центральные, местные и центрально-местные СКВ, а по схеме обработки воздуха - прямоточные и с рециркуляцией.

Организация СКВ холодом может быть автономная, неавтономная и испарительная. Неавтономные системы снабжаются холодом от централизованных холодильных станций, автономные исп6льзуют встроенные в УКВ источники холода- местные холодильные установки, а испарительные системы используют эффект охлаждения воздуха за счет испарения воды.

Системы кондиционирования воздуха могут быть низкого (1000Па), среднего (от 1000 до 3000 Па) и высокого более (3000Па), давлений. Выбор той или иной схемы СКВ зависит от типа обслуживаемого помещения, удаленности помещений друг от друга, наличия значительных тепловых внутренних выделений (особенно интенсивныхв энергонасыщенных цехах), утечек вредных веществ и пр.

На рис. 2.23 представлена принципиальная схема центрального кондиционера. Свежий воздух поступает через воздухозаборник 1, очищается в фильтре 3, проходит первую ступень подогревателя воздуха (в теплое время года не работает) и подается в оросительную камеру 6.

Рис. 2.23. Принципиальная схема центрального кондиционера:

1 – воздухозаборник; 2 – приемная камера; 3 – фильтр; 4 – смесительная камера; 5 – воздухонагреватель первой ступени; 6 – оросительная камера; 7 – вентилятор; 8 – воздухонигреватель второй ступени; 9 – кондиционируемое помещение; 10 – вытяжной вентилятор; 11 – водяной насос

Затем вентилятором 7 приточный воздух подается во вторую ступень воздухонагревателя 8, направляется в обслуживаемое помещение 9 и вытяжным вентилятором 10сбрасывается в атмосферу. Часть воздуха может подаваться в линию рециркуляции СКБ.

Охлажденная в холодильной машине вода температурой 4-10 °С направляется в оросительную камеру. В качестве теплоносителя первой и второй ступени подогрева используется водяной пар давлением 0,15-0,3 МПа или горячая вода из системы горячего водоснабжения температурой 95-150 °С.

Экономия тепловой энергии в прямоточных СКБ достигается в зимнее время за счет утилизации теплоты вентиляционных выбросов. Температура вытяжного воздуха обычно находится в пределах 20-25 °С, а температура нагреваемого наружного воздуха в довольно длительный холодный период времени отрицательна. Разность температур между теплообменивающимися воздушными потоками составляет 50-60°С.

Необходимо отметить, что используемая для передачи теплоты поверхность теплообмена и металлоемкость, а следовательно, и капитальные затраты теплообменников-утилизаторов достаточно велики. Но технико-экономические расчеты показывают, что установка утилизатора окупается в течение двух-трех лет.