Вентиляция и кондиционирование.
Системы вентиляции Любое производственное, офисное, или жилое здание требует монтажа системы вентиляции, которая становится неотъемлемой составляющей частью жизнедеятельности людей и объекта. Важность системы вентиляции в помещении бесспорна – Правила (СНиП) и государственные Строительные Нормы строго регулируют все требования к устройству системы вентиляции в любых помещениях. Если система вентиляции в помещениях замкнутого типа и на объектах по каким-то причинам отсутствует, то существенно повышается концентрация опасных и вредных веществ, Также увеличивается во много раз содержание микроорганизмов и углекислого газа. В подобных условиях значительно ухудшается самочувствие людей – не прекращаются головные боли и возникает непреодолимая сонливость, люди болеют инфекционными заболеваниями и, как следствие, у них резко понижается работоспособность. Присутствие системы вентиляции и кондиционирования для свежего воздуха жизненно важно. В данном разделе представлены терминология, понятия и основные параметры, необходимые для монтажа, расчета системы вентиляции и проектирования систем вентиляции. Две важнейшие задачи, которые решает кондиционирование и система вентиляции: 1. Необходимые параметры комфортного микроклимата для людей.
Минимально необходимая потребность одного человека в свежем воздухе составляет 20 м.куб./час (в соответствии со СНиП). Для создания комфорта и нормального самочувствия одного человека необходимо до 60 м.куб/час свежего воздуха при 50%относительной влажности и скорости воздухообмена 0,5м/сек в самом помещении. Кроме того, в зависимости от вида помещений необходимо учитывать показатель кратности воздухообмена, который регулируется СНиП. 2. Производственный микроклимат для обеспечения заданного технического процесса Системы вентиляции классифицируют в зависимости от назначения.
1. Приточная вентиляция, с ее помощью в зимний период происходит подача разогретого и чистого и воздуха в помещение. Составные части приточной вентиляции.
• Решетка для воздухозабора.
• Вентилятор приточного действия.
• Регуляторы на воздуховодах.
• Приточные диффузоры или решетки Система автоматики вентиляции для управления приточной вентиляцией имеет особое значение и состоит из следующих узлов: пускатель, контроллер программируемый, механизмы для исполнения команд и реле для промежуточного пуска. При монтаже системы приточной вентиляции широко используется установка, которая содержит водяной калорифер. При помощи воздуховодов в помещениях распространяется воздух, который идет через вентиляционные решетки или приточные диффузоры в зоне потолка на максимально возможном расстоянии от вытяжного отверстия. При площади помещения около 20 кв. м. отвод воздуха происходит через приточные решетки вентиляции, если же само помещение имеет большой размер, то отвод воздуха производится с помощью каналов воздуховода. Приточного воздух имеет на 10% больший объем, чем вытяжной. 2. Приточно-вытяжная вентиляция для удаления загрязненного воздуха Составные части приточно-вытяжной вентиляции.
• Наружная решетка для воздухозабора.
• Вентилятор вытяжного действия.
• Регуляторы на воздуховодах.
• Вытяжные решетки или диффузоры Приточно-вытяжная вентиляция необходима в условиях, когда нельзя организовать естественный приток воздуха, а также при необходимости очистки поступающего наружного воздуха. 3. Рециркуляционная вентиляция, использующая воздушную массу для охлаждения или обогрева. Заказ на установку и монтаж системы вентиляции: 1 стадия.
— точный поэтажный план помещения. Необходимы данные наличию потолка из подвесных конструкций, по высоте потолка и размерам междупотолочного пространства.
— материал исполнения и толщина для перкрытий.
— материал исполнения и толщина перегородок и стен.
— назначение всех помещений.
— температурные и мощностные характеристики используемого оборудования.
— точное количество людей в помещениях.
— высота здания для отвода вытяжки на крышу.
— индивидуальные особенности объекта.
— выбор места для вентиляционного оборудования. Обычно применяется расположение вентиляционной системы либо на улице, либо в подсобных помещениях. Каналы воздуховодов удобно располагать за подвесными потолками. 2 стадия.
На основе предоставленных данных производится бесплатная и подробная консультация, кроме того, предлагается стоимость расчета систем вентиляции в виде предложения. 3 стадия.
Приезд менеджера для обсуждения, корректировки и уточнения цифр по стоимости монтажа и проектирования системы вентиляции. При подборе оборудования используются Строительные Нормы и Правила (СНиПы). 4 стадия.
Оформление и заключение договора поставки нужного оборудования и составление договора на монтажные работы в строгом соответствии с этапами, сроками и порядком оплаты. На произведенные работы предоставляется гарантия на поставленное оборудование и монтаж. Возможно заказать проект по системе вентиляции у сторонней проектной организации. Состав вентиляционной системы.
Ассортимент вентиляционного оборудования огромен и позволяет создавать системы любого уровня сложности с, практически, неограниченным диапазоном параметров. Выбор компонентов вентиляционной системы должен быть технически и экономически обоснован и определяет стоимость системы вентиляции. В состав приточных и вытяжных систем, как правило входят вентиляторы, фильтры, шумоглушители, воздухонагреватели, воздухоохладители, теплоутилизаторы, увлажнители и осушители воздуха, системы управления, различные клапаны, воздухораспределительные устройства и воздуховоды. Необходимость использования и выбор типа того или иного устройства определяется в процессе проектирования. Вентиляторы. Используются во всех без исключения системах принудительной вентиляции. При правильном подключении – поток воздуха движется в нужном направлении и колесо вращается «в ту сторону», даже совершенно бестолково спроектированная и безобразно смонтированная система, в принципе, будет работать. При неправильном подключении вентилятора, что нечасто, но случается, при любительских монтажах, поломке или отсутствии такового, система, в принципе, может работать только в режиме естественной вентиляции. Для того, чтобы система работала хорошо и долго, необходимо правильно подобрать вентилятор. Основными характеристиками вентилятора являются расход воздуха и свободный напор. Характеристики взаимосвязаны, поэтому тип вентилятора подбирается с учетом заданного расхода воздуха и рассчитанного сопротивления вентиляционной системы. Очевидно, что низконапорный осевой вентилятор нельзя использовать в системе с большим сопротивлением (строители часто используют). Неразумно также использовать высоконапорный центробежный вентилятор, в качестве оконного – будет сильно шуметь, потреблять много энергии, быстро выйдет из строя (заказчики часто предлагают использовать имеющиеся в наличии б.у. вентиляторы). Тип вентилятора – канальный, крышный, оконный и т.д выбираются исходя из конкретных особенностей обьекта. Фильтры. Устанавливая систему вентиляции в Антарктиде или высоко в горах, видимо, можно не задумываться о чистоте подаваемого в помещение воздуха, В городских условиях, необходимость очистки поступающего воздуха часто является основной причиной установки системы вентиляции, так как в свежем воздухе, поступающем через открытое окно, кроме необходимого для дыхания кислорода, содержится много такого, что в помещениях не нужно и даже вредно. Обычно используют фильтры 3-5 класса очистки, для офисов и жилых помещений этого вполне достаточно. Если к чистоте воздуха предъявляются повышенные требования, устанавливают более совершенные системы, включающие фильтры тонкой очистки, антибактериальные и дезодорирующие фильтры. В некоторых случаях, когда необходима очистка от вредных примесей выходящего воздуха, фильтры устанавливают на вытяжных системах. Одной из разновидностей подобных фильтров являются фильтры – жироуловители, которые предназначены для защиты от загрязнения вытяжных вентиляторов и воздуховодов, удаляющих загрязненный воздух из кухонь заведений общепита. Попытки сэкономить на данных приспособлениях приводят к быстрому выходу из строя вентиляторов, а покрытые жиром воздуховоды превращаются в комфортное жилище для тараканов. Шумоглушители. Понижение уровня шума от работающей системы вентиляции до приемлемого СЭС и соседями значения, является одной из наиболее сложных задач, особенно если данная система располагается в жилом доме или медицинском учреждении. Основным средством решения данной проблемы являются шумоглушители. Одни из самых распространенных — коммуникативные шумоглушители. В некоторых случаях, если этих мер недостаточно, используют шумоизоляцию вентиляторов, или всего помещения, где установлено оборудование (венткамеры). Дополнительная шумоизоляция требует дополнительных затрат, иногда немалых. Альтернатива – санкции СЭС и проблемы с соседями. Воздухонагреватели и воздухоохладители.
Воздухонагреватели делятся на два основных класса – электрические и водяные. Преимуществом электрических нагревателей являются простота устройства и монтажа, удобство регулирования и независимость от сезонной работы системы отопления и вентиляции. Недостатком – большие эксплуатационные затраты, из-за высокой стоимости электроэнергии. К достоинствам водяных нагревателей можно отнести более низкие, по сравнению с электрическими эксплуатационные расходы, большую, по сравнению с электрическими, сложность в монтаже и обслуживании. В некоторых случаях также используют фреоновые и газовые воздухонагреватели. Выбор того или иного типа и модели нагревателя производится исходя из наличных источников энергии и технико- экономического обоснования. Следует отметить, что воздухонагреватели систем вентиляции не предназначены для обогрева помещения, только для предотвращения холодных сквозняков. Воздухоохладители, устанавливаемые в системах центрального кондиционирования, делятся на водяные и фреоновые. В качестве источника холода и тем и другим требуются холодильные машины. В одном случае холодильная машина охлаждает воду, которая поступает в теплообменник воздухоохладителя, в другом, в теплообменник поступает холодный жидкий фреон. При охлаждении воздуха происходит конденсация содержащихся в нем водяных паров. Конденсат стекает в дренажный поддон и отводится в канализацию. Для предотвращения попадания влаги в вентиляционный канал, за воздухоохладителем установлен каплеуловитель. Воздухоохладители в системах приточной вентиляции позволяют исключить теплопритоки от приточного воздуха в жаркое время года. Для снятия других теплопритоков, поступающих в помещение, используют фанкойлы и внутренние блоки кондиционеров. Теплоутилизаторы и системы естественной вентиляции и охлаждения.
Рост цен на энергоносители с одной стороны и стремление снизить эксплуатационные расходы с другой, способствовали росту интереса к энергосберегающим технологиям в области вентиляции и кондиционирования. Одним из способов снижения потребления энергии является утилизация тепла удаляемого воздуха в холодное время года, или холода в теплое. Для этой цели используют различные теплообменники: пластинчатые, роторные, с промежуточным теплоносителем, а также тепловые насосы. Наиболее эффективными устройствами являются роторные регенераторы. Они позволяют возвращать в помещение до 85% тепла и 70% влаги, не обмерзают при низких температурах наружного воздуха. Эффективность других теплоутилизаторов составляет от 50 до 75%. Если температура наружного воздуха ниже температуры воздуха в помещении, то для охлаждения этого помещения разумно использовать приточный воздух. Для этого в системы вентиляции и кондиционирования устанавливают регулируемые заслонки, обеспечивающие подачу наружного воздуха в объеме, необходимом для поддержания заданной температуры в помещении. Мероприятия, направленные на повышение энергоэффективности, приводят к повышению стоимости оборудования, но, даже при достаточно низких ценах на энергоносители в России, могут быть экономически оправданы. Кроме того, в случае отсутствия необходимых объемов электрической или тепловой энергии, это единственно возможный путь создания полноценных систем вентиляции и кондиционирования. Системы управления.
Существенное влияние на стоимость систем вентиляции и качество их работы оказывает набор автоматики, предназначенный для управления системой. Стоимость систем вентиляции.
Стоимость систем вентиляции зависит от назначения вентиляции, объема подаваемого воздуха, типа и состава системы вентиляции, применяемых материалов и изделий. Так, например вытяжная вентиляция в квартире предусмотрена проектом здания, при этом считается, что свежий воздух должен поступать через окна. Современные условия таковы, что воздух, поступающий через окна в крупных городах, не отличается чистотой, зато подача воздуха через систему воздуховодов позволяет избежать сквозняков. Поэтому в квартире дополнительно устраивают только принудительную приточную вентиляцию с подготовкой воздуха –очистка, подогрев в холодное время года. Стоимость такой вентиляции в квартиру или коттедж составит от 1100 до 2400 рублей за 1 квадратный метр вентилируемой площади. Вентиляция офисных и административных помещений, торговых комплексов предполагает большую кратность воздухообмена, чем жилых и такую же подготовку воздуха, при этом предпочтительно наличие как притока, так и вытяжки. Стоимость системы вентиляции для небольшого, до 1000 м2 офиса составит от 1600 до 2400 рублей за 1 квадратный метр вентилируемой площади. При площади офиса более1000м2, стоимость за 1 квадратный метр вентилируемой площади составит от 800 до 1400 рублей Системы промышленной вентиляции рассчитываются не только исходя из потребности людей, занятых на производстве, но и в зависимости от технических процессов, происходящих на производстве. Поэтому, в зависимости от типа производства, стоимость промышленной вентиляции может быть от 1600 до 5500 рублей за 1 квадратный метр вентилируемой площади. Системы кондиционирования Кондиционирование воздуха – это автоматизированное поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температура, относительная влажность, чистота и скорость движения воздуха) с целью обеспечения оптимальных условий наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечение сохранности ценностей культуры.
Кондиционирование подразделяется на три класса.
1. Для обеспечения метеорологических условий, требуемых для технологического процесса при допускаемых отклонениях за пределами расчетных параметров наружного воздуха. В среднем 100 часов в год при круглосуточной работе или 70 часов в год при односменной работе в дневное время.
2. Для обеспечения оптимальных, санитарных или технологических норм при допускаемых отклонениях в среднем 250 часов в год при круглосуточной работе или 125 часов в год при односменной работе в дневное время.
3. Для обеспечения допустимых параметров, если они не могут быть обеспечены вентиляцией, в среднем 450 часов в год при круглосуточной работе или 315 часов в год при односменной работе в дневное время.
Выбор и обоснование типа систем кондиционирования воздуха.
Выбор и обоснование типа СКВ осуществляют на основе анализа условий функционирования кондиционируемого объекта, указанных в задании на проектирование.
Исходя из количества помещений, предусматривают одно- или многозональные системы кондиционирования воздуха, а затем производят оценку возможности их применения с рециркуляцией отработавшего воздуха, которая позволяет уменьшить расход тепла и холода.
СКВ с первой и второй рециркуляцией обычно используют для помещений, не требующих высокой точности регулирования температуры и относительной влажности.
Принятие окончательного решения по выбору принципиальной схемы обработки воздуха производят после определения производительности СКВ и расхода наружного воздуха. Выбор схем воздухораспределения. Определение допустимой и рабочей разности температур. По гигиеническим показателям и равномерности распределения параметров в рабочей зоне для большинства кондиционируемых помещений наиболее приемлемой является подача приточного воздуха с наклоном в рабочую зону на уровне 4…6 м и с удалением общеобменной вытяжки в верхней зоны.
1. Определяем допустимый перепад температур.
2. Определяем температуру приточного воздуха.
t п теп = 22 – 2 = 20°С.
t п хол = 20 – 2 = 18 °С.
3. Определяем температуру уходящего воздуха.
где grad t – градиент температуры по высоте помещения выше рабочей зоны, °С.
H – высота помещения, м.
h – высота рабочей зоны, м.
Градиент температуры по высоте помещения определяют в зависимости от удельных избытков явного тепла в помещении q я, Вт.
q я тепл = (40290,8 – 22800 + 22230)/1820,7 = 21,8 Вт.
q я хол = (41945,2 – 34200 + 25650)/ 1820,7 = 18,3 Вт.
t у тепл = 22 + 1,2(6,3 – 1,5) = 27,76°С.
t у хол = 20 + 0,3(6,3 – 1,5) = 21,44°С.
4. Определяем рабочую разность температур.
Д t р тепл = 27,76 – 20 = 7,76°С.
Д t р хол = 21,44 – 18 = 3,44°С.
Определение производительности систем кондиционирования воздуха Для систем кондиционирования воздуха различают полную производительность G. учитывающую потерю воздуха на утечку в сетях приточных воздуховодов, кг/ч, и полезную производительность G п . используемую в кондиционируемых помещениях, кг/ч.
Полезную производительность СКВ определяем по формуле.
где У Q т – суммарные теплоизбытки в помещении в теплый период года, Вт.
J у . J п – удельная энтальпия уходящего и приточного воздуха в теплый период года, кДж/кг.
G п = 40290,8/[(51 – 40) )·0,278] = 13176кг/ч.
Полную производительность вычисляем по формуле.
где К п – коэффициент, учитывающий величину потерь в воздуховодах.
G = 1,1·13176= 14493,6 кг/ч.
Объемную производительность систем кондиционирования воздуха L. м 3 /ч, находим по формуле.
где с – плотность приточного воздуха, кг/м 3.
с = 353/(273+20) = 1,2кг/м 3.
