Кондиционирование воздуха. Системы кондиционирования (стр. 1 из 3)

Введение

В производственном помещении при выполнении определенного вида работ человек должен находиться в комфортных условиях. Под комфортными условиями понимают такие метеорологические условия, при которых теплообмен между организмом человека и окружающей средой не затруднен. Они обеспечиваются поддержанием оптимальных значений температуры воздуха, влажности воздуха и скорости воздушного потока. Для поддержания этих параметров на предприятиях применяются системы кондиционирования воздуха.

Кондиционирование воздуха

Под термином "кондиционирование воздуха" (от латинского condicio - условие, состояние) обычно понимают создание и поддержание (главным образом автоматически) в закрытых помещениях и средствах транспорта параметров воздушной среды (температуры, относительной влажности, чистоты, состава, скорости движения и давления воздуха), наиболее благоприятных для самочувствия людей (комфортное кондиционирование воздуха), ведения технологических процессов, действия оборудования и приборов, обеспечения сохранности ценностей культуры и искусства и т. п. (технологическое кондиционирование воздуха).

Кондиционирование воздуха – это создание и поддержание следующих параметров воздушной среды:

Температура воздуха – которая измеряется сухим термометром и поддерживается охлаждением (или нагревом) воздуха.

Влажность воздуха – комфортное состояние влажности в помещении определяется относительной влажностью, и именно этот параметр поддерживается кондиционером на заданном уровне. Для поддержания влажности на комфортном для человека уровне 30-60%. при охлаждении кондиционер должен осушать воздух, а при обогреве - увлажнять его.

Степень чистоты воздуха – из воздуха отфильтровывается пыль и прочие загрязнения, устраняются неприятные запахи, улавливается табачный дым, бактерии и т.п. Воздух, проходящий через кондиционер, очищается различными фильтрами: грубой очистки - для удаления пыли, тонкой очистки, угольными, антибактериальными и т.п. Различных систем фильтров существует большое количество. Фильтры бывают моющиеся и сменные.

Подвижность воздуха – чистый воздух нужно аккуратно перемешать по помещению, чтобы, с одной стороны, воздух не застаивался, с другой, - чтобы не создавать сквозняков. Необходимо правильное распределение воздуха, имеющего определенную температуру, влажность и степень чистоты, по помещению путем формирования воздушного потока и поддержания равномерного распределения температуры и влажности в помещении.

Сущность кондиционирования воздуха

Задачей кондиционирования воздуха является поддержание состояния воздушной среды в помещениях в соответствии с потребностями людей или иногда технологией производства. В определенной мере эту же задачу решает и система вентиляции, рассчитываемая на ассимиляцию и удаление вредностей, выделяющихся в помещениях. Однако не оборудованная комплексом устройств для кондиционирования воздуха вентиляция не может обеспечить поддержание заданного состояния воздуха в помещениях при меняющихся условиях наружного воздуха и режимах выделения вредностей в помещениях.

Таким образом, под кондиционированием воздуха понимают автоматическое поддержание параметров воздуха в помещениях. В системах кондиционирования эта задача решается по принципу общеобменной вентиляции с регулированием количества и параметров приточного воздуха в соответствии с режимом его изменения в помещениях. Поддержание необходимого газового состава и чистоты воздуха в помещениях обеспечивается при этом назначением соответствующего воздухообмена и очисткой вентиляционного воздуха, поддержание необходимых температурно-влажностных параметров—назначением воздухообмена и регулируемой тепловлажностной обработкой приточного воздуха. При наличии специальных требований системы кондиционирования могут осуществлять очистку воздуха от запахов, придание специальных запахов, ионизацию и т. д.

Приготовление приточного воздуха в системах кондиционирования осуществляется в специальных устройствах — кондиционерах, включающих в себя комплекс технических средств по требуемой обработке воздуха. В типовых кондиционерах, выпускаемых промышленностью, обеспечивается очистка и регулируемая обработка воздуха по температурно-влажностным параметрам.

Процесс поддержания в помещениях системой кондиционирования заданных температурно-влажностных параметров воздушной среды можно показать на Id - диаграмме следующей схемой

.

Пусть заданное состояние воздушной среды в помещении характеризуется точкой С. При избыточном выделении теплоты Q и водяного пара Gп в помещении возникает процесс СХ, вызывающий изменение этого состояния воздуха. Для поддержания заданного состояния воздуха С неизменным система кондиционирования должна процессу СХ противопоставить обращенный процесс СY так, чтобы последний нейтрализовал СХ.

Создание процесса CY достигается подачей в помещение воздуха с параметрами точки В, лежащей на луче CY. Тогда приточный воздух, воспринимая выделяющиеся тепло-и влагоизбытки, будет менять свое состояние по лучу ВХ. Количество воздуха должно быть таким, чтобы его состояние в помещении не изменилось бы далее точки С.

В качестве приточного в системах кондиционирования используется воздух наружный, внутренний или их смесь. В этих случаях, за редким исключением, параметры воздуха, забираемого для его кондиционирования (точка А), не соответствуют требуемым параметрам приточного воздуха (точка В). Следовательно, в системе кондиционирования воздух, забираемый для кондиционирования с произвольными изменяющимися во времени параметрами, должен обрабатываться до требуемого состояния приточного воздуха, т. е. необходима регулируемая тепловлажностная обработка в соответствии с лучом процесса АВ.

Положение точки A для разных периодов года, времени суток и изменений погоды меняется. Кроме того, с изменением режима выделения вредностей в помещении меняется и направление луча процесса СХ, а следовательно, и положение точки В. Таким образом, взаимное положение точек А и В направление в Id - диаграмме луча АВ процесса обработки воздуха могут быть весьма разнообразными.

В зависимости от возможного взаиморасположения точек A и В комплекс приборов по тепловлажностной обработке воздуха должен обеспечивать его нагревание, охлаждение, увлажнение, осушение или комбинацию некоторых из этих процессов. С этой целью в кондиционерах устанавливаются воздухонагреватели, воздухоохладители, камеры орошения воздуха водой и другие устройства.

В воздухонагревателях (калориферах) осуществляется сухое нагревание воздуха, в воздухоохладителях (калориферного типа) —охлаждение и охлаждение с осушением, в камерах орошения в результате тепло- и массообмена между воздухом и водой может происходить охлаждение, осушение, увлажнение воздуха, а также увлажнение с нагреванием, охлаждение с увлажнением или с осушением. Для осушения воздуха иногда применяют твердые или жидкие сорбенты, поглощающие влагу.

При проектировании тепловлажностной обработки воздуха в системах кондиционирования воздуха в качестве исходных данных принимают расчетные внутренний (микроклимат) и наружный климат.

Внутренний расчетный климат для проектирования систем кондиционирования в жилых, общественных и производственных зданиях, принимается по допустимым и оптимальным параметрам в соответствии с требованиями СНиП 11-33—75 и ГОСТ 12.1.005—76. Значения этих параметров даются для холодного, переходного и теплого периодов года.

Наружный расчетный климат принимается по параметрам A, Б или В (см. СНиП 11-33—75) в зависимости от вида и назначения систем кондиционирования. При этом нормами предусматриваются для теплого и холодного периодов года расчетные значения температуры и теплосодержания воздуха.

Практика показывает, что максимальная возможная в некоторые периоды относительная влажность наружного воздуха для большинства районов СССР может быть принята равной 95—100%, а минимальная влажность меняется в течение года и редко опускается ниже 30 %.
В расчетах и особенно при построении на Id - диаграмме процессов обработки воздуха в системах кондиционирования используют так называемую климатическую кривую, показывающую осредненное значение наружного климата по данным многолетних наблюдений.

В зависимости от выполняемых задач, периодичности работы и других факторов системы кондиционирования могут иметь различные схемы обработки воздуха, компоновку составляющих элементов и устройств, а также конструктивное оформление.

В общем случае в систему кондиционирования входят: кондиционер, предназначенный для обработки воздуха (тепловлажностная обработка, очистка); воздухозаборная ираспределяющая сеть воздуховодов; вентиляторные агрегаты (вентиляторы, электродвигатели) для транспортирования воздуха; системы тепло- и холодоснабжения для обеспечения кондиционера теплом и холодом нужных параметров; запорно-регулирующие устройства на воздушных каналах, трубопроводах систем тепло- и холодоснабжеиия; система автоматического регулирования, блокировки, защиты калориферов от замерзания и др.

Системы кондиционирования могут иметь полный или сокращенный набор составляющих элементов и устройств, определяемый различным предназначением таких систем, применяемых в жилых, общественных и производственных зданиях.

Классификация систем кондиционирования и их применение

Системы кондиционирования воздуха можно классифицировать по нескольким признакам.

По назначению системы кондиционирования подразделяются на комфортные, технологические и комфортно-технологические. Первые предназначены для обеспечения оптимальных (комфортных) санитарно-гигиенических условий для людей и применяются в жилых, общественных и промышленных зданиях. Технологические системы должны обеспечивать поддержание в производственных помещениях условий воздушной среды, необходимых для выполнения технологических процессов, надежности работы оборудования, хранения изделий и т. п. В некоторых случаях создают локальные системы технологического кондиционирования, обеспечивающие нужные условия воздушной среды, непосредственно у технологического оборудования или внутри его. Комфортно-технологические системы обеспечивают необходимые параметры воздушной среды для людей и технологического оборудования.