Уважаемые читатели!
Редакция журнала продолжает публикацию отдельных глав книги “Системы вентиляции
и кондиционирования. Теория и практика”, подготовленной специалистами компании
“Евроклимат”.
Сообщаем, что вышло второе издание этой книги, пользующейся заслуженной
популярностью среди широкого круга специалистов.
Общие сведения о кондиционируемых помещениях
Последнее время наиболее широкое применение получили системы кондиционирования
на базе кондиционеров сплит-систем.
Среди основных преимуществ этих систем, может быть отмечена простота проектирования,
фактически сводящаяся к экспресс-методике расчета тепловой нагрузки на помещение
и к подбору наиболее близкого типоразмера из стандартного (по холодопроизводительности)
ряда кондиционеров.
Такой упрощенный подход к проектированию, с одной стороны, позволяет заниматься
кондиционерным бизнесом (разработкой, поставкой, монтажом) большому количеству
организаций, как правило, не располагающих квалифицированными проектировщиками,
но, с другой стороны, существенно сужает возможности этих организаций по использованию
для кондиционирования иных, более сложных систем с существенно более высоким
уровнем возможностей и соответственно требующих иного, более профессионального
подхода к этапу разработки и технико-экономического обоснования.
В данном разделе представлены наиболее известные методики разработки систем
кондиционирования и вентиляции, а также даны различные (по глубине проработки)
этапы проектных работ.
Установка систем кондиционирования на базе кондиционеров сплит-систем с приточной
вентиляцией, чиллеров-фанкойлов, центральных кондиционеров и т.п. оборудования
связана с серьезной предварительной проработкой и проектированием.
Так, например, для разработки центральных СКВ необходимо иметь следующие материалы
(сведения):
- общие данные, характеризующие проектируемый объект: район (город) расположения
объекта, назначение корпуса, ориентировку корпуса по странам света; - строительные чертежи здания и помещения: планы и разрезы с указанием всех
размеров и отметок высот относительно уровня земли, характеристикой принятых
строительных конструкций — стен, перекрытий, покрытия, заполнения оконных
и дверных проемов и т.п.; - указание категорий помещений (на архитектурных планах) в соответствии с
противопожарными нормами; - чертежи технологического проекта (планы) с указанием размещения технологического
оборудования, его спецификацией с указанием установленных мощностей. Кроме
того, необходимо знать характеристику технологического режима — число рабочих
смен, количество рабочих в смене либо посетителей в магазине, зрителей в зале
и т . д., режим работы оборудования (одновременность работы, коэффициенты
загрузки и др.), характеристику, а в отдельных случаях и количество вредных
выделений, поверхность смоченного пола ,открытые поверхности парящего оборудования
и т. д; - освещенность помещения (количество ламп, их мощность);
- характеристики энергоносителей: теплоснабжение (электричество либо вода
с температурой 105–70°С или 95–70°С, пар) , хладоснабжение (хладон
22, вода, этиленгликоль%, пропиленгликоль%); - наличие технических площадей с указанием их размеров;
- расположение и характеристики существующих систем кондиционирования и вентиляции
(при реконструкции здания).
При составлении задания на проектирование необходимо учитывать неравномерность
распределения температур в помещении, чтобы при расчете воздухообмена предусмотреть
интенсивность перемешивания воздуха. Увеличение воздухообмена выравнивает температуры
и влажность в помещении.
Расчетные внутренние параметры в кондиционируемых помещениях.
Выбор параметров воздуха, которые должны поддерживаться системами кондиционирования,
зависит от многих факторов, как, например, климатических условий местности,
характера производственной деятельности людей, продолжительности их пребывания
в помещениях (акклиматизации) и др.
Кроме фактора акклиматизации, на выбор внутренних параметров воздуха в помещениях
существенное влияние оказывает выполнение людьми физической работы. В помещениях,
где люди выполняют физическую работу, требуется более низкая температура воздуха,
чем в помещениях, в которых люди находятся в спокойном состоянии.
Для холодного и теплого периода года внутреннюю температуру в помещениях
следует принимать по строительным нормам и правилам, с учетом особенностей
каждого помещения. Относительная влажность принимается в пределах 40–60 %.
Метеорологические условия в некоторых общественных помещениях должны удовлетворять
не только требованиям комфорта, но и специальным условиям. Так, например, в
библиотеках и книгохранилищах, учитывая условия хранения книг, принимается температура
воздуха зимой 18°С и летом 28°С, а относительная влажность 40–60%. Для
читальных залов рекомендуется температура зимой 18°С и летом 24°С, а
влажность воздуха — 40%. Для зрительных залов театров можно принимать: зимой
температуру 20°С, а летом 24°С и влажность воздуха 50–55%.
При выборе параметров воздуха в помещении необходимо иметь в виду, что стоимость
устройства и эксплуатации систем кондиционирования воздуха неоправданно увеличится,
если выбранные значения температуры и влажности будут завышены для холодного
периода или занижены для теплого периода года.
Расчетные параметры наружного воздуха.
Выбор системы кондиционирования воздуха и ее функционирование во многом зависит
от внешней среды. Такие факторы, как температура, влажность (либо энтальпия)
воздуха, интенсивность солнечной радиации, скорость и направление ветра, количество
выпадающих осадков (дождя, снега, тумана и т.п.), наряду с факторами внутренней
среды зданий и сооружений, влияют на тепловлажностный баланс помещений. От них
существенно зависят поступления или потери тепла и влаги через ограждающие конструкции.
Кроме того, от них, в первую очередь от температуры и влажности, зависит сам
процесс кондиционирования, выбор способов обработки приточного воздуха, установочная
мощность СКВ и ее энергопотребление, выбор систем управления и автоматического
регулирования СКВ.
Расчетные внешние метеорологические условия для зимнего и летнего времени года
выбираем согласно СНиП2. 04.05-91*.
На холодный период года для СКВ всех классов в качестве расчетных следует принимать
параметры воздуха “Б”.
На теплый период года:
- для СКВ 1-го класса — параметры “Б”;
- для СКВ 2-го класса — параметры “Б”, сниженные на 2°С;
- для СКВ 3-го класса — параметры “А”.
Параметры наружного воздуха для жилых, общественных, административно-бытовых
и производственных помещений для систем вентиляции следует принимать:
- для теплого периода года — параметры “А”;
- для холодного периода — параметры “Б”.
На основе исходных данных проводятся расчеты тепло- и влаговыделений в помещении.
На основании тепловлажностного баланса производим расчет воздухообмена, т.е.
определяем количество воздуха, необходимое для ассимиляции избытков тепла и
влаги в помещении и создания оптимальных или допустимых параметров воздуха.
Этапы проектных работ
Проектирование СКВ ведется в основном в два этапа.
I-й этап — так называемый проект ТЭО (технико-экономическое обоснование). На
этой стадии проектирования по укрупненным показателям производят выбор и технико-экономическое
обоснование типа системы, определяют технические площади для установки этого
оборудования, а также определение в первом приближении ее основных характеристик:
производительности по воздуху, холоду и теплу, типа и числа центральных или
автономных кондиционеров, их расположения, типа и расхода тепло и хладоносителей,
типа и числа холодильных машин, насосов, установленной мощности электрооборудования,
массы системы. При этом устанавливают предварительную стоимость системы. Разрабатывают
принципиальную (предварительную) схему системы. Ранее в практике проектирования
за этапом ТЭО следовал технический проект. С появлением блочного оборудования
эти две стадии проектирования объединены и теперь в практике проектных организаций
это ТЭО. В коммерческих фирмах — это технический проект. После утверждения заказчиком
ТЭО разрабатывают рабочий проект — это наиболее ответственная стадия проектирования.
2-й этап — рабочий проект разрабатывается на основании строительных планировок,
теплотехнических характеристик строительных конструкций и технологического (подробного
со спецификацией) задания. Производят расчет тепловлаговыделений и на его основании
расчет воздухообмена для каждого помещения, обеспечивающий требуемые параметры.
Подбирают оборудование (с определением всех его характеристик), обеспечивающее
необходимый воздухообмен и потери напора в сети. Окончательно выбирают тип и
принципиальную схему системы и определяют ее характеристики, количество воздухораспределителей
и т.д.
Вычерчивают планы с нанесением оборудования и разводкой сетей воздуховодов
и трубопроводов.
Далее чертят аксонометрические схемы сетей воздуховодов и трубопроводов. Выполняют
аэродинамические и гидравлические расчеты. Определяют уровень шума. Заполняют
спецификации по оборудованию, материалам, арматуре и т.д. с указанием фирмы-изготовителя
и стоимости. После согласования заказчиком проекта в СЭС и пожарной инспекции,
если есть замечания по проекту, вносят коррективы. На основе этой документации
производят заказ оборудования.
На этом стадия проектирования заканчивается.
Рабочие чертежи передаются монтажникам на объект. После окончания монтажных
работ монтирующими организациями составляются исполнительные чертежи и исполнительная
сертификация.
Программа и организация пусконаладочных испытаний
Пусковые испытания смонтированных систем вентиляции и кондиционирования проводятся
в соответствии с требованиями СНиП 111-28-75 “Правила производства и приемки
работ” после механического опробования вентиляционного и связанного с ним энергетического
оборудования. Целью пусковых испытаний и регулировки систем вентиляции и кондиционирования
воздуха является установление соответствия параметров их работы проектным и
нормативным показателям. До начала испытаний установки вентиляции и кондиционирования
воздуха должны непрерывно и исправно проработать в течение 7 ч.
При пусковых испытаниях должны быть произведены:
- проверка соответствия параметров установленного оборудования и элементов
вентиляционных устройств, принятым в проекте, а также соответствия качества
их изготовления и монтажа требованиям ТУ и СНиП; - выявление неплотностей в воздуховодах и других элементах систем;
- проверка соответствия проектным данным объемных расходов воздуха, проходящего
через воздухоприемные - и воздухораспределительные устройства общеобменных установок вентиляции
и кондиционирования воздуха; - проверка соответствия паспортным данным вентиляционного оборудования по
производительности и напору; - проверка равномерности прогрева калориферов. (При отсутствии теплоносителя
в теплый период года проверка равномерности прогрева калориферов не производится).
Вентиляционные установки, непосредственно связанные с технологическим оборудованием
(местные отсосы и т.п.), испытывают и регулируют после окончания монтажа этого
оборудования.
Установки кондиционирования воздуха могут быть испытаны при ручном управлении.
Выявленные при проверке отступления от проекта, не согласованные с проектной
организацией, а также дефекты изготовления и монтажа элементов вентиляционных
устройств должны быть устранены до начала инструментальных замеров характеристик
этих элементов.
Действие вытяжных устройств естественной вентиляции в жилых и общественных
зданиях проверяют по наличию тяги в решетках вентиляционных устройств (по задымленному
потоку воздуха или отклонению тонких бумажных лент). Устанавливают также соответствие
конструктивных решений проектным, а качество выполнения — требованиям СНиП.
По результатам пусковых испытаний на каждую установку составляют акт и паспорт.
Акты испытаний и паспорта вентиляционных устройств являются приложениями к актам
сдачи систем вентиляции в эксплуатацию.
Пусковые испытания и регулировка систем вентиляции и кондиционирования воздуха
производятся строительно-монтажной или специализированной пусконаладочной организацией.
Необходимость проведения испытаний и наладки систем вентиляции и кондиционирования
воздуха устанавливается по результатам контрольных санитарно-гигиенических обследований
состояния воздушной среды помещений.
Наладке подлежит основное оборудование центральных СКВ, которое состоит из
вентиляционных агрегатов, направляющих аппаратов, приводных муфт, фильтров,
секций подогрева и воздухоохладителей, камер орошения, регулирующих воздушных
клапанов и др.
Перед началом пусконаладочных работ необходимо: ознакомиться с проектом СКВ;
обследовать кондиционируемые помещения; ознакомиться с технологическими процессами
производства; осмотреть смонтированные СКВ; ознакомиться с актами на скрытые
работы; проверить соответствие смонтированных СКВ проектным решениям и выявить
отклонения; выявить и устранить неплотности соединений секций кондиционеров
и воздуховодов; проверить наличие и соответствие требованиям проекта толщины
тепловой изоляции секций кондиционера, воздуховодов, трубопроводов и другого
оборудования; подготовить необходимые инструменты и приборы, протарированные
в лабораториях.
В процессе обследования СКВ тщательно проверяют техническое состояние всего
смонтированного оборудования, размещение и исправность регулирующих устройств,
установку и размещение смонтированных контрольно-измерительных приборов. В результате
этой работы должны быть составлены ведомости на выявленные неисправности и недоделки
СКВ (ведомости дефектов).
После анализа результатов испытаний при наладке необходимо наметить мероприятия
по обеспечению работы СКВ в проектном режиме. Рекомендации (чертежи и пояснительная
записка) направляются заказчику для выполнения намеченных мероприятий.
Если установленное оборудование СКВ соответствует паспортным данным, то в процессе
наладки следует отрегулировать вентиляторную установку на расчетную производительность
по воздуху и напору, а также отрегулировать сеть воздуховодов и воздухораспределительные
устройства, максимальную производительность калориферов первого и второго подогревов
и зональных подогревателей; требуемую по проекту производительность воздухоохладителя
или оросительной камеры; характеристики регулирующих устройств по воздуху, воде
и пару; производительность источника холода.
Пусконаладочные работы выполняются специализированными организациями по договорам
с заказчиком. К договору прилагают календарный план производства пусконаладочных
работ, в котором должны быть указаны: объекты, подлежащие наладке; сроки начала
и окончания работ по объектам (помещениям, сооружениям) и в целом; сметная стоимость,
в том числе по этапам работ, где должны быть указаны обязанности сторон по исполнению
договора.
Расчет систем кондиционирования и вентиляции.
Составление теплового и влажностного баланса для кондиционируемого помещения
производится общеизвестными методами, принятыми в отопительно-вентиляционной
технике. Здесь должны быть учтены все факторы, влияющие на изменение состояния
воздушной среды помещения.
Для составления теплового баланса помещения необходимо определить все поступления
и потери тепла в помещении.
В помещениях различного назначения действуют две основные категории тепловых
нагрузок:
- тепловые нагрузки, возникающие снаружи помещения (наружные);
- тепловые нагрузки, возникающие внутри зданий (внутренние).
Наружные тепловые нагрузки представлены следующими составляющими:
- теплопоступления или теплопотери в результате разности температур снаружи
и внутри здания через стены, потолки, полы, окна и двери. Разность температур
снаружи здания и внутри него летом является положительной, в результате чего
имеет место приток тепла снаружи во внутрь помещения; и наоборот — зимой эта
разность является отрицательной и направление потока тепла меняется; - теплопоступления от солнечного излучения через застекленные площади; данная
нагрузка проявляется в форме ощущаемого тепла; - солнечное излучение всегда создает положительную нагрузку как летом, так
и зимой. Летом эта нагрузка должна быть компенсирована, а зимой она незначительная
и интегрируется с теплом, вырабатываемым установкой искусственного климата; - наружный вентиляционный воздух и проникающий в помещения воздух (за счет
инфильтрации) может иметь также различные свойства, которые, однако, почти
всегда контрастируют с метеорологическими требованиями помещений: летом горячий
и влажный (в некоторых широтах наоборот — сухой) наружный воздух существенно
влияет на работу установки, охлаждающей и осушающей воздух; зимой холодный
и сухой (или наоборот — влажный) наружный воздух должен быть подогрет и увлажнен.
И только в промежуточный период между двумя этими временами года наружный
воздух может в какой-то мере быть использован в форме бесплатного охлаждения
помещений.
Следует отметить, что наружные тепловые нагрузки могут обладать различными
свойствами, то есть могут быть положительными и отрицательными в зависимости
от времени года и времени суток.
Внутренние тепловые нагрузки в жилых, офисных или относящихся к сфере обслуживания
помещениях слагаются в основном из:
- тепла, выделяемого людьми;
- тепла, выделяемого лампами и осветительными приборами, электробытовыми
приборами: холодильниками, плитами и т.д. (в жилых помещениях); - тепла, выделяемого работающими приборами и оборудованием: компьютерами,
печатающими устройствами, фотокопировальными машинами и пр. (в офисных и других
помещениях);
В производственных и технологических помещениях различного назначения дополнительными
источниками тепловыделений могут быть:
- нагретое производственное оборудование;
- горячие материалы, в том числе жидкости и различного рода полуфабрикаты;
- продукты сгорания и химических реакций.
Все перечисленные внутренние тепловые нагрузки являются всегда положительными,
и поэтому в летний период они должны быть устранены, а зимой за их счет снижается
нагрузка на установки обогрева.
В следующем номере журнала мы более подробно рассмотрим основные составляющие
теплового баланса помещений.
