Выше приведена принципиальная схема и типичный внешний вид центрального кондиционера или приточной установки с полным набором функций. Порядок работы установки следующий наружный воздух смешиваясь с рециркуляционным из помещения (если это возможно и необходимо) поступает на фильтр необходимой степени очистки, далее поступает в секцию первого подогрева, в которой он нагревается в зимний период до температуры необходимой для камеры орошения, чтобы вобрать строго определенное количество влаги, (секция охлаждения зимой не задействована и не оказывает никакого влияния на приточный воздух), далее в камере орошения воздух впитывает влагу, при этом охлаждаясь (тепло уходит на испарение воды), и поступает на второй подогрев на котором он нагревается до необходимой температуры, если потребуется. В летний период наружный воздух требуется охладить и как правило осушить. Поступающий приточный воздух проходит сквозь неработающую секцию предварительного подогрева и поступает на секцию охлаждения, где охлаждается до температуры ниже точки росы для установленного влагосодержания, далее на каплеотделителе осядут капли конденсируемой влаги и воздух поступи т на второй подогрев, где и нагреется до заданной температуры, если таковое необходимо. Если в помещениях нет необходимости контроля влажности, то секции увлажнения и второго подогрева просто отсутствуют, такие установки вполне подойдут для административных или жилых зданий, где влажность не столь важна или может быть поддержана другими способами ( как правило только в зимний период необходимо увлажнение, а летом в процессе охлаждения воздуха он частично осушается ). Для промышленных же помещений, необходим полный комплект. Так в полиграфической или электронной промышленности контроль климатических параметров особенно важен, и там применяются именно такие центральные кондиционеры (так как в большинстве случаев рециркуляция нежелательна). СКВ на базе центрального кондиционера имеет и свои недостатки, основные конечно связанны со сложностью распределения приточного (обработанного) воздуха по помещениям. Сложность состоит в том, что в каждом отдельном помещение необходимо поддерживать заданные параметры, а центральный кондиционер доводит параметры обработанного воздуха до определенных значений ориентируясь как правило на помещение с усредненными параметрами или самое большое, а поддержание параметров климата в других помещениях осуществляется с меньшей точностью, путем выставления определенного расхода воздуха. Когда помещения сильно отличаются друг от друга по влаго- или тепловыделением применение центрального кондиционера может оказаться не лучшим решением. Классический пример - здание с фасадами на север и юг, тогда возникает ситуация, при которой в солнечный день нагревается южная сторона здания и в помещения по этой стороне необходимо подавать охлажденный воздух, но при этом в северной части охлаждение не нужно, а поступление свежего воздуха тем не менее должно быть всегда. В таком случае одним воздухообрабатывающим агрегатом не обойтись, если не применять зонального регулирования, суть которого сводиться к контролю климатических параметров в каждом помещении или группе помещений, путем управления центральным кондиционером в сочетание с регулированием расхода воздуха в каждом помещении. Т.е. подобная система в нашем классическом примере, система переключит центральный кондиционер в режим охлаждения и большую часть воздуха отправит в южные помещения, а в северных сократит расход воздуха до минимума, через некоторое время, когда в южном крыле параметры воздушной среды достигнут заданных параметров, система переведет центральный кондиционер в режим нагрева и максимальный поток будет направлен уже в северные помещения, при этом расход в южных помещениях сокращается до минимума. Применение центрального кондиционера с зональным регулированием в ряде случаев оправдано и позволяет сэкономить на капитальных вложениях, но описанный выше алгоритм работы, как видите, имеет свои недостатки и в ряде случаев такая СКВ не может быть применена, к тому же стоимость зонального регулирования иногда вполне сопоставима со стоимостью ряда независимых систем.
Нам же осталось рассмотреть способы воздухораспределения в самих помещениях.
Способы воздухораспределения
Мы уже определили, для нормального функционирования вентиляции или в более общем случае системы кондиционирования воздуха необходимо поддерживать определенный воздухообмен в помещении т.е. подавать определенное количество воздуха и одновременно удалять. Для транспортировки воздуха от места забора приточного воздуха до помещения и наоборот из помещения до места выброса используют сеть воздуховодов, такая схема вентиляции самая распространенная и называется канальной (по приточным и вытяжным каналам). Диаметры воздуховодов рассчитываются таким образом, чтобы они могли пропустить необходимый объем воздуха и при этом скорость потока в них была не выше предельно допустимой, выше которой шум потока превышает установленный уровень. Воздуховоды чаще всего делают из оцинкованной стали, при малых расходах и коротких сетях используют гибкие или полужесткие воздуховоды, реже пластиковые или воздуховоды из нержавеющей стали. В самом помещении воздух распределяется через воздухо-распределяющие устройства, тип воздухораспределяющих устройств определяется в зависимости от принятого воздухораспределения. Существует два основных метода - вентиляция вытеснением замещением и вентиляция перемешиванием.
Вентиляция перемешиванием - способ вентиляции, при котором свежий приточный воздух в помещение таким образом, что происходит его перемешивание с воздухом в помещении.
Рис.6.
Воздухораспределительные устройства (решетки на стенах или потолочные диффузоры ) для вентиляции перемешиванием подбираются с высокой степенью эжекции.
Эжекция - способность подмешивать в приточную струю прилегающий внутренний воздух ( производить перемешивание)
Рис.7. Настенные решетки с высокой степени эжекции
Эжекция возможна только при достаточно высокой скорости потока на выходе воздухораспределительного устройства ( более 0,2 м/с), а увеличение скорости потока при заданном расходе воздуха можно добиться при уменьшение площади отверстия выхода воздуха, поэтому при вентиляции перемешиванием воздухораспределительные устройства небольшие и соответственно недорогие, именно поэтому самый распространенный тип - вентиляция перемешиванием. Ограничения на применение эжекционных воздухораспределителей, вернее на желание весь расход выпустить из одного небольшого устройства, накладывает нормируемая скорость воздуха в рабочей зоне, которая должна быть, как мы уже говорили выше, превышать 0,2 м/с. Для обеспечения заданного расхода подбирается определенное количество воздухораспеределителей, так чтобы скорость воздуха в рабочей зоне была не выше номинальной.
Так как скорость потока падает по мере удаления от диффузора. Можно рассчитать скорость в рабочей зоне.
Важно также отметить, что при раздаче воздуха через потолочные диффузоры или решетки установленные в верхней части (Рис.7 а - настилающий эффект), необходимо поддерживать температуру приточного воздуха на градус меньше температуры помещения, иначе теплый воздух просто не опуститься в рабочую зону, а уйдет сразу в вытяжной диффузор.
Рис.8.
Вентиляция вытеснением основана на вытеснении загрязненного или отработанного воздуха свежим приточным.
Рис.9.
При этом способе вентиляции чистый воздух подают в нижнюю часть помещения через специальная низкоскоростные воздухораспределители и нагреваясь подымается вверх вытесняя отработанный воздух.
Этот способ вентиляции часто применяется в помещениях с выделениями вредностей т.к. при этом способе среднее время жизни воздуха в помещении минимально т.е. полная замена происходит быстрее, чем при вентиляции перемешиванием, при том же расходе приточного воздуха. Имеет смысл применять сей меетод и при кондиционировании высокого помещения (повыше 3 метров). в таком случае достаточно будет поддерживать заданную температуру только в рабочей зоне (до 1,8 м), а не во всем объеме, а этот приведет к ощутимой экономии энергии. Неудобство данного метода связанны с тем, что низкоскоростные воздухораспределители ( эжекции нет) достаточно большие и дорогие, занимают место в полезном объеме, а также надо учитывать, что в реальном помещении перемещаются люди, техника, могут возникать сквозняки, а это уже приводит к перемешиванию воздуха, т.е. чистого замещения все равно не достичь.
Остается добавить, что устройства воздухораспределения могут быть приточными и вытяжными т.к. на разные задачи и конструкция своя, хотя есть и универсальные распределители (допустим решетки они все универсальные.)