МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ федерации
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЬПЙ
УНИВЕРСИТЕТ
В.А.Броида
ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ С ПОСТОЯННЫМ
РАСХОДОМ ВОЗДУХА
Рекомендовано
Учебно-методическим объединением вузов РФ
по образованию в области строительства
в качестве учебного пособия для студентов,
обучающихся по направлению 270800 «Строительство»
Казань
2012
УДК 697.94
ББК 38.762.3
Б88
Бройда В.Л.
Б88 Центральные однозональные системы кондиционирования с
постоянным расходом воздуха: Учебное пособие.- Казань: КГАСУ,
2012.-201 с.
ISBN 978-5-7829-0351-0
Печатается по решению Редакционно-издательского совета Казан-
ского государственного архитектурно-строительного университета
Рассмотрены конструкции современных центральных
кондиционеров, наиболее используемые способы обработки воздуха,
основное оборудование системы холодоснабжения (чиллеры, насосные
станции и др.). Излагается порядок проектирования, основы расчета и
подбора оборудования. Пособие содержит примеры расчета процессов
обработки воздуха и подбора оборудования центральных систем
кондиционирования воздуха.
Учебное пособие предназначено для студентов направления
подготовки 270800 «Строительство» профиль «Теплогазоснабженпе и
вентиляция» (бакалавры), изучающих курс «Кондиционирование
воздуха и холодоснабжение зданий».
Рецензенты:
Кандидат технических наук, профессор, и.о. заведующего кафедрой
отопления и вентиляции И14ЭСМ МГСУ
Л.М. Махов
Главный специалист по разделу ОВ ОАО «Институт
«Казгражданпроект»	В.А.Мнропскнн
УДК 697.94.
ББК 38.762.3
© Казанский государственный
архитектурно-строительный
университет ,2012
ISBN 978-5-7829-0351-0
© Бройда В.А., 2012
Оглавление
стр.
Введение	5
Глава 1. Современные центральные кондиционеры............... 8
1.1.	Исполнения и типоразмерный ряд центральных
кондиционеров...................................... 8
1.2.	Блоки современного центрального кондиционе-
ра	 13
1.3.	Приемные блоки и блоки для распределения и
смешивания воздушных потоков, фильтры............. 14
1.4.	Блок вентилятора и блок обслуживания......... 16
1.5.	Блок воздухонагревателя...................... 18
1.6.	Блок воздухоохладителя....................... 20
1.7.	Блоки тсплоутилизацин........................ 22
1.8.	Блоки увлажнения............................. 28
1.9.	Блок шумоглушения............................ 34
Глава 2. Процессы обработки воздуха в центральных СКВ... 36
2.1. Общие сведения о процессах обработки воздуха в
СКВ с центральными кондиционерами................. 36
2.2. Процессы обработки воздуха в теплый период года 42
2.3.Процессьт обработки воздуха в холодный период го-
да .........................:..................... 54
Глава 3. Основы расчета аппаратов центральных кондицио-
неров ...................................................... 70
3.1.	Определение типоразмера центрального кондицио-
нера, подбор фильтров............................. 70
3.2.	Основы расчета водо-воздушных теплообменников.. 73
3.3.	Расчет воздухонагревателя.................... 77
3.4.	Расчет воздухоохладителя....................  82
3
3.5.	Расчет камеры орошения...................... 88
Глава 4. Холодоснабжение и теплоснабжение нейтральных
СКВ....................................................... 93
4.1.	ПКХМ-чиллеры................................ 94
4.2.	АБХМ-чиллеры............................... 106
4.3.	Компрессорно-конденсаторные блоки.......... 113
4.4.	Оборудование гидравлической системы холодо-
снабжения центрального кондиционера............
4.5.	Узлы регулирования воздухонагревателей централь-
120
пых кондиционеров.........................
Глава 5. Регулирование работы центральной СКВ............ 129
5.1.	Анализ работы центральной СКВ в течение года ...	129
5.2.	Общие сведения о системах регулирования цен-
тральных СКВ.................................... 133
5.3.	Функциональные схемы автоматического регулиро-
138
вания центральных СКВ..........................
Глава 6. Расчет и проектирование центральной СКВ........	143
6.1.	Порядок проектирования..................... 143
6.2.	Пример расчета и подбора основного оборудования
СКВ с первой рециркуляцией, элементов ее систем хо-
лоде- и теплоснабжения.......................... 152
6.3.	Примеры расчета и компоновки центральных СКВ.. 168
Список литературы.....................................    198
4
Введение
Важным компонентом инженерного оборудования здания, предназна-
ченным для создания благоприятных условий воздушной среды в помеще-
ниях, является система кондиционирования воздуха (СКВ).
В настоящее время широко применяются СКВ на базе центральных
неавтономных кондиционеров. Основные элементы таких систем: цен-
тральный кондиционер, сеть воздуховодов, по которым воздух подается в
обслуживаемое помещение, вытяжные и рециркуляционные воздуховоды с
вентиляционными агрегатами.
В последние десятилетия значительно усовершенствованы конструк-
ции блоков центральных кондиционеров (каркасно-панельные), расши-
рился набор устройств для обработки воздуха. Используются более эффек-
тивные теплообменники (например, медно-алюминиевые), разнообразные
устройства для увлажнения воздуха (камеры орошения, сотовые увлажни-
тели, паровые увлажнители и др.), производительные вентиляторы двух-
стороннего всасывания и вентиляторы со свободным колесом, высокоэф-
фективные утилизаторы теплоты удаляемого воздуха. Современное обору-
дование в некоторых случаях диктует иные компоновки центральных кон-
диционеров: двухъярусные, двухрядные, двухвентиляторные.
Для работы центральных неавтономных СКВ необходимы внешние
источники холода и теплоты. Современные системы холодоспабжения
кондиционеров строятся на основе водоохлаждающей холодильной маши-
ны - чиллера. Чаще используются чиллеры, действующие по принципу
парокомпрессионной холодильной машины, реже — абсорбционной холо-
дильной машины. В некоторых случаях для СКВ небольшой производи-
тельности источником холода может служить компрессорно-
конденсаторный блок (ККБ). Тогда в кондиционере устанавливается воз-
духоохладитель непосредственного испарения, по сути — часть холодиль-
ной машины - испаритель. Источником теплоты для неавтономных кон-
диционеров служит теплосеть, котельная.
Центральные СКВ подразделяются *на многозональные, которые об-
служивают несколько помещений с отличными условиями и однозональ-
ные, предназначенные для обслуживания одного помещения. Находят
применение СКВ с переменным и постоянным расходом воздуха. В первых
регулирование Параметров воздуха в помещении частично осуществляется
за счет изменения расхода приточного воздуха (количественное регулиро-
вание), во вторых - качественное, только за счет изменения параметров
приточного воздуха, а его расход остается неизменным, в течение года
может изменяться только доля рециркуляционного воздуха. В данном по-
собии рассматриваются однозональные СКВ с постоянным расходом воз-
духа.
5
На рис. I показана принципиальная схема такой системы. Источником
теплоты служит тепловая сеть или котельная, источником холода - чиллер.
Рис.1. Принципиальная схема одаозональпой СКВ:
1 - цептраиьтгый кондиционер с роторЕГЫм тсплоутилизатором (двухъярусная компо-
новка); 2 - приточный воздуховод; 3 - воздуховод системы утилизации теплоты уда-
ляемого воздуха-; 4 - узел присоединения теплосети; 5, 6 - чиллер с насосной станцией;
7,8 - узлы регулирования воздухонагревателя и воздухоохладителя
Циркуляция горячей воды при непосредственном присоединении
обычно происходит за счет перепада давления в подающем и обратном
трубопроводе тепловой сети. Циркуляцию холодной воды в контуре холо-
доснабжепия обеспечивает насосная станция. На трубопроводе, подающем
теплоноситель (горячая вода) к воздухонагревателю имеется узел регули-
рования тепловой мощности, па трубопроводе, подающем холодную воду
к воздухоохладителю - узел регулирования холодопроизводительности.
На рис.1 показан центральный кондиционер с системой утилизации,
позволяющей использовать теплоту удаляемого теплого воздуха для на-
гревания наружного холодного воздуха в зимних условиях. Такая система
понижает затраты тепловой энергии на работу СКВ и повышает ее эконо-
мичность. На рис.1 изображен кондиционер, в котором используется ро-
торный теплоутплизатор (вращающийся регенератор). Центральный кон-
диционер с таким тсплоутилизатором требует двухъярусной компоновки с
подведением к нему потока воздуха, удаляемого из помещения. Возможны
многочисленные варианты других компоновок центрального кондиционе-
ра.
6
В пособии описывается устройство современных центральных кон-
диционеров, рассматриваются основные процессы обработки воздуха, их
расчет и построение на /-^-диаграмме.
Излагаются основы расчета и подбора аппаратов центрального конди-
ционера. В настоящее время компоновка, подбор и расчет оборудования
центральных кондиционеров выполняется с помощью компьютерных про-
1рамм, которые предоставляются разработчиками или поставщиками обо-
рудования. Представлены примеры расчета и построения процессов обра-
ботки, компоновки современных центральных кондиционеров, подбора и
расчета их блоков.
Пособие опирается на действующую нормативную литературу и со-
временные работы, посвященные центральным СКВ [1, 2, 3, 4 и др.].
Материалы пособия призваны оказать помощь студентам направле-
ния подготовки 270800 «Строительство», профиля «Тсплогазоснабжсшю и
вентиляция» (бакалавры) в изучении дисциплины «Кондиционирование
воздуха и холодоснабжение зданий», в выполнении курсовых и диплом-
ных проектов.
7
Глава 1
Современные центральные кондиционеры
1.1.	Исполнения и тппоразмерный ряд центральных кондиционеров
Современные центральные кондиционеры позволяют осуществлять
все необходимые процессы обработки воздуха: нагревание, охлаждение,
осушение, увлажнение, утилизацию теплоты удаляемого воздуха. В них
предусматриваются устройства для очистки от пыли, для смешивания и
разделения воздушных потоков, устройства для снижения уровня звуковой
мощности. Автоматическое регулирования обеспечивает требуемую точ-
ность поддержания параметров микроклимата и экономное расходование
энергии, затрачиваемой на осуществление процессов обработки.
Разнообразие исполнений современных центральных кондиционеров
можно продемонстрировать на примере отечественного центрального кар-
касно-панельного кондиционера «КЦКП» фирмы «ВЕЗА» [5].
Рис. 1.1. Варианты исполнения кондиционеров КЦКП
Диапазон номинальных производительностей кондиционеров КЦКП
- от 1600 до 100000 м3/ч. Номер (индекс) кондиционера обозначает его
среднюю номинальную производительность в тысячах м3/ч.
8
Табл. 1.1
Типоразмерный ряд кондиционеров КЦКП .......
Индекс канднциомврл	КЦКП-Ц5	КЦКП-3,15	Е се	КЦКЛ-63	5 И	о т 1 X	3 л §	о 1	КЦКП-20 |>	SZ-UXTra	КЦКЛ-315	КЦКЛ-40 |	КЦКП-50 ।	СО ? 5 3	кцкп-хо	КИКП-100
Номииальнаи	О о	О 4/1	8	о о	О о	о о	О о	о о	о о	8	8	О о	О о	о о	о о	о сз
«оллухопрсизро-	Г"				о	о о	а	о о	о о	о 4Л	м>	о о	еэ о	о со	о о	о о
дителыгостъ, м’/ч						Ч"1		г*	гм	гм			1Л		со	о V-
В основу типоразмерного ряда кондиционеров КЦКП положен модуль
фронтального сечения 610x610 мм, его половина (303x610) и четверть
(305x305). На базе таких модулей строятся все необходимые фронтальные
сечения данного кондиционера. Модульное построение сечений позволяет
унифицировать элементную базу (элементы теплообменников, корпусов и
ДР-)-
Рис. 1.2. Фронтальные сечения кондиционеров КЦКП
Используемые диапазоны расходов воздуха для каждого типоразмера
кондиционера ограничиваются в основном допустимыми скоростям!! в по-
перечных сечениях, уровнем генерируемого шума, рациональными аэро-
динамическими потерями давления и техническими возможностями рабо-
ты некоторых устройств, например каплеуловителей. Диапазоны расходов
воздуха кондиционеров КЦКП при ограниченных, оптимальных и допус-
тимых скоростях воздушного потока показаны на рис. 1.3.
9
Производительность по воздуху, м»/ч хЮОО
10	20	40  60 Я0'100 120
ч>!кцкл-аз^
• ^лП^ЦКЛ-З'^г
.	КЦКП-10
кцкп-is
|КЦХП-2О
j КЦКП-25 III
. Г^|-КЦКП-45
>•  i Область работы при стран,
_ тченных скоростях
I. ,1 Ооласгь оптимальном рабк
Область допустимой рабоу
м
JWJbSOg
л<1кцкп-а
Н_
ДОу) КЦКП-iO
Рве. 1. 3. Диапазоны доь	v-nrzn
чустнмых расходов воздуха кондиционеров КЦКП
Кондиционеры могут %МПоноваться по одно- и двухъярусной схеме, а
также по двухрядной схеме,
Рис. 1.4. Двухъяр} cna.j „ дзу^вди^ КОмПОнОвки кондиционера
10
Выпускаются кондиционеры в левостороннем и правостороннем ис-
полнении.
Рис. 1.5. Левосторонний и правосторонний кондиционер
Кондиционеры составляются из отдельных блоков и моноблоков
(комбинированных блоков), имеющих унифицированные присоединитель-
ные размеры.
Основу корпуса блоков составляет каркас из балок и стоек, изготов-
ленных из специальных алюминиевых профилей. Балки и стойки соединя-
ются между собой угловыми элементами. Наружными ограждениями бло-
ков служат несъемные, съемные и открывающиеся на петлях теплоизоли-
рованные панели.
Рис. 1. 6. Элементы корпуса современного центрального кондиционера:
а - балки и стойки соединенные угловыми элементами с панелями корпуса;
б - наполнитель панелей (минеральная вата)
Панели состоят из двух стальных оцинкованных листов. Пространство
между ними заполняется трудно возгораемой базальтовой ватой с высо-
II
кой водоотталкивающей способностью, хорошими звукоизоляционными
свойствами и низким коэффициентом теплопроводности.
Между собой блоки кондиционера соединяются болтами через уплот-
няющие прокладки, такое соединение обеспечивает достаточную жест-
кость и герметичность корпуса.
Небольшие кондиционеры устанавливаются на опорные ножки, а бо-
лее крупные - на опорную раму.
Подобная конструкция корпусов типична для большинства современ-
ных центральных кондиционеров. Различия заключаются в форме профи-
лей, материалах заполнителя, покрытий и уплотнителей, соединительных
элементов. В деталях могут различаться типоразмерные ряды и виды ком-
поновок.
В кондиционерах гигиенического исполнения КЦКП-Г внутренние
обшивки и детали изготавливаются из оцинкованной стали с порошковым
покрытием или из нержавеющей стали. Заполнителем панелей является
штапельный холст из микроультрасупертонкого базальтового волокна или
полиуретановая пена. Неплотности и стыки уплотняются специальным
антигрибковым герметиком и гигиеничными уплотнителями, устойчивыми
к действию дезинфицирующих средств.
Все внутренние детали и узлы кондиционера медицинского исполне-
ния КЦКП-М изготавливаются из нержавеющей стали. В качестве тепло-
изоляции панелей используется заливочный пенополиуретановый матери-
ал. Внешняя обшивка панелей изготавливается из оцинкованной стали с
порошковым эпоксидным покрытием.
Рис. 1.7. Блок подготовки воздуха
кондиционера КЦКП-С «03»:
а - вид блока; б - привод клапана
с электроподогревом
Кондиционеры северного КЦКП-С исполнения комплектуются при-
емным блоком с встроенным воздухозаборным клапаном «Гермик» с по-
догреваемым электроприводом в виде гибкого нагревательного кабеля, по-
стоянно включенного в электрическую сеть. В модификации С «02» для
12
ihiitm' сурового климата на входе воздуха в кондиционер устанавливается
Инок подготовки воздуха, состоящий из клапана «Гермик» и жидкостного
нии шсктричсского воздухонагревателя, обеспечивающего подогрев На-
ружного воздуха от - 50 до - 40 0 С. Соответственно в модификации С
кН I» блок подготовки состоит из двух клапанов «Гермик», установленных
mt входе и выходе и жидкостного или электрического воздухонагревателя,
пЬсснсчивающего подогрев наружного воздуха от — 70 до — 40 0 С.
Кондиционеры наружного исполнения снабжены плоской крышей,
предохраняющей от атмосферных осадков. На входе воздуха устанавлива-
rii'N козырек для защиты от осадков и сетка, предохраняющая от попада-
нии посторонних предметов.
Рис. 1.8. Вид кондиционера на-
ружного исполнения КЦКП-Н
Рама, па которую устанавливается кондиционер, имеет защитное по-
крытие. Воздухозаборный клапан с приводом располагается внутри. На-
ружная обшивка изготавливается из оцинкованной стали с атмосферостой-
ким покрытием. Неплотности и стыки между элементами корпуса уплот-
няются устойчивым к воздействию окружающей среды специальным гер-
метиком и уплотнителем.
1.2.	Блоки современного центрального кондиционера
Центральные кондиционеры составляются из отдельных частей, кото-
рые в разных моделях кондиционеров могут называться секциями, каме-
рами, блоками. Блоки можно разделить на функциональные, в которых
производится обработка воздуха, и конструктивные, необходимые для
монтажа ремонта и обслуживания. Блоки компонуются в последовательно-
сти, обеспечивающей проектные способы обработки воздуха во все преду-
смотренные периоды работы кондиционера. В современных кондиционе-
рах часто используются объединенные блоки (приемный блок с фильтром,
блок воздухонагревателя с камерой обслуживания, вентиляторный блок с
присоединительной камерой вместо вентагрегата и др.). Небольшие цен-
13
тральные кондиционеры с несложной последовательностью обработки
воздуха могут выпускаться в виде моноблока.
1.3.	Приемные блоки и блоки для распределения и смешивания воз-
душных потоков, фильтры
Приемные блоки
Приемные блоки могут выполняться с одним клапаном (прямоточные)
или с двумя клапанами (смесительные). Они обеспечивают прием, регули-
рование расхода наружного и рециркуляционного воздуха, равномерное
распределение воздушного потока по сечению. В небольших моделях кон-
диционеров вместо приемного блока может использоваться передняя па-
нель с воздушным клапаном.
Рис. 1.9. Приемные блоки:
а - прямоточный блок с одним вертикальным клапаном; б - блок с одним горизон-
тальным клапаном; в - смесительный блок с двумя клапанами
Воздушные клапаны
Воздушные клапаны служат для отключения или регулирования рас-
хода проходящего через них воздушного потока. Они устанавливаются на
передних панелях, па приемных и смесительных блоках.
В раму из алюминиевых профилей устанавливаются поворотные ло-
патки из алюминия. Шестеренчатый привод расположен внутри профиля
и выполняется из прочного термостойкого пластика. Лопатки уплотняются
эластичной морозоустойчивой резиной, что противодействует обмерзанию
при заборе наружного воздуха.
Клапаны могут оснащаться ручным или электрическим приводом для
двухпозиционного или пропорционального регулирования. Электрические
приводы обычно снабжаются пружинным возвратом, который обеспечива-
ет закрытие клапана при аварийном отключении электроэнергии. Клапан
размещается внутри или снаружи блока и соединяется с подводящими
воздуховодами с помощью гибкой вставки.
14
Рис. 1.10. Клапан и привод кондиционера КЦКП: а - вид клапана; б - элект ропривод
Кондиционеры в «северном» исполнении комплектуются клапанами
из оцинкованной стали с установленными в них ТЭНами и подогреваемым
электроприводом.
Блоки для. распределения и смешивания воздушных потоков
Такие блоки позволяют производить смешивание и разделшше воз-
душных потоков, обрабатываемых в кондиционере с рециркуляцией, с
внешними обводными каналами при одноярусных и двухъярусных компо-
новках. Некоторые возможные варианты таких блоков представлены на
рис. 1.11.
а)	б)	в)
Рис. 1.11. Блоки для распределения и смешивания воздушных потоков:
а - блок с двумя клапанами; б — блок с тремя клапанами; в — блок с гремя клапанами и
с воздушным фильтром (ячейковым)
Воздушные фильтры
В центральных кондиционерах находят применение: ячейковые
фильтры, рулонные фильтры, карманные фильтры, фильтры тонкой очист-
ки; фильтры из активированного угля.
Воздушные фильтры мшут размещаться в приемной секции или в
специальном блоке фильтров. Возможно применение многоступенчатой
очистки.
15
Рис. 1.12. Воздушный фильтр в приемной секции:
а - ячейковый фильтр; б - карманный фильтр; в - рулонный фильтр;
г-две ступени фильтров: ячейковый и карманный
Так кондиционеры КЦКП комплектуются ячейковыми фильтрами
грубой очистки (класс G3) или карманными фильтрами грубой или тонкой
очистки (классов G4...F9). Ячейковые фильтры предназначены для очист-
ки атмосферного или рециркуляционного воздуха с запыленностью более
1 мг/м3, карманные - 0,5... 1 мг/м3 (грубой очистки), менее 0,5 мг/м3 (тон-
кой очистки).
а)
б)
Рис. 1.13. Блок фильтров кондиционера КЦКП:
а - вид блока фильтров; б — элемент карманного фильтра
Тонкая очистка приточного воздуха выше класса F9 производится в
фильтрах, устанавливаемых вне кондиционера, обычно на выпуске воздуха
в обслуживаемое помещение.
Фильтрующие элементы монтируются в рамы, которые вставляются в
направляющие полозья и могут выниматься со стороны обслуживания. В
крупных кондиционерах фильтрующая панель собирается внутри корпуса.
1.4. Блок вентилятора и блок обслуживания
Блок вентилятора '
В современных кондиционерах обычно применяются центробежные
вентиляторы двухстороннего всасывания с лопатками загнутыми вперед
или назад. Вентилятор на общей раме с электродвигателем устанавливает-
16
си па резиновые или пружинные антивибрационные опоры и соединяется с
корпусом блока с помощью гибкой вставки, предотвращающей передачу
вибрации. Вентилятор с электродвигателем, после отсоединения гибкой
вставки, может выдвигаться наружу для обслуживания.
Требуемое число оборотов вентилятора при неизменной скорости
вращения вала электродвигателя определяется передаточным числом, за-
висящим от соотношения диаметров ведущего (на валу электродвигателя)
и ведомого (на валу рабочего колеса вентилятора) шкивов.
Выброс воздуха обычно направлен горизонтально или вверх.
Могут применяться вентиляторы типа «свободное колесо» без спи-
рального корпуса, у которых корпус блока выполняет функцию корпуса
вентилятора. Ось вращения таких вентиляторов ориентирована по направ-
лению движения входящего потока воздуха. Воздушный поток поступает
на свободное рабочее колесо, которое насаживается непосредственно на
вал асинхронного электродвигателя. Регулирование частоты вращения
производится с помощью инверторного привода, изменяющего частоту
питающего тока.
»)
Рис. 1.14. Блок вентилятора:
а — вид блока с вентилятором двухстороннего всасывания;
б - вентилятор типа «свободное колесо»
Блок обслуживания (блок-камера промежуточная.)
Рис. 1.15. Блок-камера промежу-
точная кондиционера КЦКП
17
Камера обслуживания предназначена для выравнивания потока возду-
ха, изменения его направления и для проведения технического обслужива-
ния смежных блоков.
Рекомендуется блок обслуживания устанавливать веред блоком шу-
моглушения, перед и после вращающегося регенератора.
1.5. Блок воздухонагревателя
Блок воздухонагревателя (водяного или парового)
Теплообменники современных кондиционеров обычно помещаются в
блоки, позволяющие их осматривать и обслуживать.
а)
в)
прив од ручной ИЛИ
Рис. 1.16. Блок водяного воздухонагревателя кондиционера КЦКП:
а - вид блока; б - устройство теплообменника: 1- корпус, 2 — поверхность теплопере-
дачи из оребренных трубок, 3 - подводящий и отводящий коллекторы; в - обводной
воздушный канал с клапаном
Теплообменники представляют собой набор медных трубок, соеди-
ненных в требуемой последовательности с помощью дугообразных труб-
чатых элементов - калачей (трубно-калачевая конструкция). Для увеличе-
ния площади теплообмена со стороны воздуха устраивается оребрение из
18
I oiiKjix гофрированных алюминиевых пластин, поэтому такие теплообмен-
ники называются медно-алюминиевыми. Применяются и другие материа-
лы для трубок и оребрения (медно-медные, стальные и др.).
Водяные теплообменники, как правило, многоходовые, с горизонталь-
но расположенными оребренными трубками. Медные трубки соединяются
е двумя стальными коллекторами для подвода и отвода теплоносителя.
Количество ходов всегда четное, так как коллекторы всегда располагаются
с одной стороны, со стороны обслуживания. Горячая вода, как правило,
подводится к нижнему патрубку коллектора, обратная отводится от верх-
него патрубка. Такой способ присоединения препятствует образованию
воздушной пробки. На коллекторах сверху устанавливается кран для вы-
пуска воздуха, а снизу - кран для опорожнения.
В многорядных теплообменниках трубки из одного ряда в определен-
ном порядке соединяются последовательно с трубками других рядов. Вода
и трубках движется перекрестно по отношению к потоку воздуха. При пе-
ретекании воды из одного ряда трубок в другие ряды в направлении дви-
жения воздушного потока реализуется прямоточная схема обработки, при
взаимно противоположных направлениях движения - противоточная. Про-
тивоточная схема движения наиболее эффективная для теплопередачи. В
теплообменниках, нагревающих наружный воздух, как правило, применя-
ется прямоточная схема, в которой наиболее горячая входящая вода нагре-
вает наиболее холодный слой входящего воздуха - этим понижается риск
замерзания воды в трубках теплообменника,
количество трубок, размещающихся по высоте теплообменника, зави-
сит от шага по высоте. Число рядов оребренных трубок по ходу воздуха
варьируется от одного до шести. Трубно-калачовая конструкция современ-
ных теплообменников позволяет изготавливать оребрение с шагом рас-
становки, задаваемым с точностью 0,1 мм, — от 1,8 мм до 4,2 мм. Тем са-
мым обеспечивается требуемая поверхность теплопередачи, практически
без запаса.
В паровых теплообменниках, как правило, оребренные трубки распо-
лагаются вертикально, движение теплоносителя одноходовое, подвод пара
осуществляется сверху, снизу отводится конденсат. Имеются конструкции
паровых теплообменников с горизонтальным расположепием трубок (с
небольшим уклоном).
Блоки могут изготовляться с обводным воздушным каналом и с кла-
паном, оснащаемым ручным или электроприводом. В водяных теплооб-
менниках ручной клапан обычно используется при наладочных работах. В
паровых теплообменниках регулирующий воздушный клапан снабжается
электроприводом и служит для регулирования тепловой мощности.
Теплообмешшк в блоке устанавливается на направляющие полозья,
которые позволяют выдвигать его для обслуживания. Присоединительные
I
19
патрубки всегда направлены в сторону обслуживания кондиционера. Все
теплообменники испытываются давлением 1,8 МПа.
Блок электрического воздухонагревателя
Применяются трубчатые оребренные электронагреватели (ТЭНы), ко-
торые включаются ступенями, например 33, 66, и 100% от номинальной
мощности, чем обеспечивается нужная температура нагревания. Корпус
электронагревателя изготавливается из оцинкованной стали. Температура
на поверхности оребрения не должна превышать 190 °C, для защиты от пе-
регрева используется реле температуры
1.6. Блок воздухоохладителя
Рис. 1.17. Вид блока электрического воз-
духонагревателя кондиционера КЦКП
Блок предназначен для охлаждения и осушения воздуха. Может ис-
пользоваться холодная вода, вырабатываемая холодильной машиной или
подаваться жидкий хладагент (блок непосредственное испарение). В этом
случае сам теплообменник является частью фреонового контура холодиль-
ной машины.
Блок водяного воздухоохладителя
Медно-алюминисвый теплообменник дополняется поддоном для сбо-
ра конденсата, который может появляться при охлаждении воздуха ниже
температуры точки росы. При скорости воздуха в поперечном сечении
выше 2,5 м/с, блок оснащается каплеуловителем, изготовленным из ме-
талла или пластмассы.
В каплеуловителе воздух движется между зигзагообразно установлен-
ными пластинами. Капельки влаги, обладая определенной инерцией, уда-
ряются о пластины и стекают вниз. Пластины современных каплеуловите-
лей имеют сложный аэродинамический профиль. Улавливание капель вла-
ги надежно осуществляется до скорости воздуха 3^3,5 м/с. При большей
скорости воздушного потока пленка влаги гонится к краю пластин капле-
уловителя, где происходит ее срыв и унос. Этим условием ограничивается
20
i корость воздушного потока в поперечном сечении кондиционера и его
] (ИСХОД.
Рис. 1.18. Блок водяного охлаждения: теплообменник, каплеуловитель, поддон
Разность температур воздуха и холодной воды ограничена, поэтому
для увеличения поверхности теплообмена в блоках воздухоохладителя
может использоваться большое число рядов трубок, при этом из-за обра-
зующегося конденсата не рекомендуется использовать шаг оребрения ме-
нее 2,5 мм. Обычно в воздухоохладителях применяется наиболее эффек-
гивная противоточная схема движения обменивающихся сред.
Блок фреонового воздухоохладителя
Основу фреонового теплообменника также составляют медные трубки
с алюминиевым оребрением, соединенные калачами. В фреоновом тепло-
обменнике подвод жидкого хладагента осуществляется по тонким медным
трубкам, дробно к отдельным группам оребренных трубок. Это преду-
смотрено для того чтобы процесс испарения фреона в трубках происходил
приблизительно в одинаковых условиях по всему фронтальному сечению
блока. Поэтому подвод хладагента осуществляется через распределитель-
ный узел («паук»). Отвод газообразного хладагента осуществляется через
медную трубку большего диаметра.
Френовый теплообменник, как часть холодильной машины должен со-
единяться с ее остальными элементами, которые комплектуются в ком-
прессорно-конденсаторный блок (ККБ). Такой блок включает в себя и вен-
тилятор с электродвигателем, для обдува конденсатора. ККБ должен уста-
навливаться снаружи. Он соединяется с фреоновым Теплообменником-
испарителем тонкой медной (жидкостной) трубкой и широкой медной (га-
21
зовой) трубкой. На жидкостной трубке должен монтироваться регулятор
потока (ТРВ) с соответствующими элементами фреонового контура.
а)
Рис. 1.19. Блоки фреонового воздухоохладителя кондиционера КЦКП:
а - вид блоков; б - схема присоединения блока к контуру хладагента
Компрессорно-испарительный блок
Основная функция такого блока также охлаждение воздуха. Блок со-
держит теплообменник-испаритель и компрессор, он оборудован поддоном
для сбора конденсата и каплеуловителем. Холодильный контур оснащается
автоматикой. По сути, блок представляет собой парокомпрессионную хо-
лодильную машину (без конденсатора), встраиваемую в кондиционер. Та-
кой блок должен дополняться конденсатором (обычно воздушного охлаж-
дения) с вентилятором, устанавливаемым снаружи. Чаще используются
конденсаторы с осевыми вентиляторами, реже - с цен тробежными.
1.7. Блоки теплоутилизации
Рис. 1.20. Компрессорпо-
испарительный блок кондиционера
КЦКП
Для уменьшения затрат энергии на нагревание приточного воздуха в
холодный период года используются блоки утилизации теплоты удаляемо-
го воздуха; пластинчатый рекуператор, вращающийся регенератор, тепло-
22
ушлизатор с промежуточным теплоносителем, теплоутилизатор с тепло-
выми трубками (термосифонами).
Блок пластинчатого рекуператора
Основой блока является пакет пластин, образующих плоские каналы
дня прохода двух потоков воздуха, теплого из помещения и холодного на-
ружного. Теплообмен между воздушными потоками происходит через ме-
шплпческие (из алюминия, из нержавеющей стали) или неметаллические
пластины. Наиболее эффективная передача теплоты происходит при про-
тивоточном движении потоков теплого и холодного воздуха. Но организо-
вать подвод и отвод потоков воздуха к узким каналам конструктивно
сложно. Поэтому применяется перекрестное движение воздушных пото-
ков, а пакеты пластин располагаются в блоке диагонально. Могут исполь-
зоваться гладкие или профилированные пластины. Расстояние между пла-
стинами составляет от 2 до 8-Н2 мм. Для увеличения площади контакта с
воздушными потоками между гладкими пластинами могут устанавливать-
ся прямые, треугольные или U-образные профили оребрения. Более эф-
фективны теплоутилизаторы с узким каналами для прохода воздуха, но у
них выше аэродинамическое сопротивление, из них труднее удаляется
конденсат. Рекуператор наиболее эффективен при равенстве расходов на-
ружного и удаляемого воздуха.
Рис. 1.21. Кондиционер
КЦКП с пластинчатым ре-
куператором
23
Такой блок требует подведения потока удаляемого воздуха к конди-
ционеру и его двухъярусной или двухрядной компоновки. Чаще использу-
ется двухъярусная компоновка, потоки теплого удаляемого и холодного
приточного воздуха перекрещиваются в пластинчатом утилизаторе кон-
диционера.
В теплообменнике с неметаллическими пластинами используются по-
ристые материалы, в которых происходит перенос влаги и скрытой тепло-
ты, что дополнительпо увеличивает эффективность утилизации. Эффек-
тивность утилизации явной теплоты у такого блока может достигать
£ = --—— =0,65. При переносе влаги характеристиками теплоутилизатора
также являются эффективность передачи полной теплоты
1в ~ hi
эффективность переноса влаги Ed =	~	,
h ~ht
где t, i, d - температура, энтальпия, влагосодержание воздуха, °C,
кДж/кг, г/кг; индексы в, н, и’ - соответственно, относятся к параметрам
внутреннего, наружного и нагретого в утилизаторе наружного воздуха.
Возможно использование и других формул для выражения эффектив-
ности теплоутилизаторов.
В потоке удаляемого влажного воздуха при температуре холодной по-
верхности ниже точки росы происходит выпадение конденсата, поэтому
под рекуператором на выходе удаляемого воздуха устанавливается поддон
для сбора конденсата с патрубком для его отвода в дренажную сеть.
При отрицательной температуре холодной поверхности происходит
замерзание конденсата. Возможность появления обмерзания сложным об-
разом зависит от многих факторов: температуры наружного воздуха, тем-
пературы и влажности удаляемого воздуха, соотношения расходов наруж-
ного и удаляемого воздуха, конструктивных особенностей утилизатора и
др. Риск появления обмерзания появляется при температуре наружного
воздуха ниже минус HR 15 °C. Поэтому в блоках предусматривается защи-
та от обмерзания поверхностей теплообмена со стороны удаляемого воз-
духа, путем устройства обводного канала (байпаса) с воздушным клапаном
и воздушного клапана на проходе воздуха в утилизатор. Обводной капал
может быть встроенным или внешним.
По сигналу датчика температуры, установленного в наиболее холод-
ной части теплообменника или по сигналу датчика перепада давления (ко-
торый увеличивается при появлении наледи), клапаны, направляют часть
потока холодного воздуха мимо теплообменника-утилизатора, происходит
оттаивание наледи, устраняется опасность замерзания конденсата. Может
использоваться временный подогрев потока удаляемого воздуха. Иногда
применяется постоянный предварительный нагрев наружного воздуха до
24
fin щппспой для обмерзания температуры порядка -10 °C и выше, — этот
• Погиб приводит к заметному снижению эффективности утилизации теп-
||| 11 i.t.
Плок вращающегося регенератора
') го наиболее эффективный вид теплоутилизатора (до £ = 0,80-^0,85) .
Ни при использовании вращающегося регенератора возможно небольшое
пгрегскаиие удаляемого загрязненного воздуха в поток приточного возду-
м) (до 2 %), поэтому их использование допустимо только для тех помеще-
ний, и которых разрешается применение рециркуляции. При использова-
нии такого теплоутилизатора также требуется подводить поток удаляемого
пищуха к кондиционеру и применять двухрядную или чаще двухъярусную
компоновку, но без перекрещивания потоков.
Рис. 1.23. Кондиционер с вращающимся регенератором:
а - общий вид кондиционера; б - вращающийся регенератор
Основные элементы вращающегося регенератора: корпус, ротор, за-
полненный насадкой регулярной или нерегулярной структуры, разделяю-
щие перегородки, электродвигатель, приводной ремень. Ротор с регуляр-
ной насадкой образуется плоскими и гофрировашшми алюминиевыми
листами толщиной 0,1=0,2 мм, которые формируют каналы для прохода
воздуха. Ротор с нерегулярной насадкой заполняется слоем металлической
сгружки, проволоки, синтетических нитей. Находясь в потоке теплого уда-
ляемого воздуха, насадка ротора нагревается и переносит эту теплоту в по-
лок холодного наружного воздуха.
Насадка может быть гигроскопической и негигроскопичсской. В каче-
стве гигроскопической насадки применяется бумага, асбестовый картон,
волокнистые материалы, пропитанные сорбирующим раствором, напри-
мер хлористым литием.
Вращение передается на ротор через приводной ремень от электро-
двигателя с регулируемым числом оборотов. Обычно эффективная ско-
рость вращения ротора с несорбирующей насадкой 8= 12 об/мин. При
опасности обмерзания число оборотов уменьшается, эффективность теп-
лообмена снижается, повышается температура покидающего утилизатор
25
потока удаляемого воздуха, ситуация образования наледи устраняется или
происходит оттаивание наледи. В качестве меры против обмерзания воз-
можно устройство обводного канала.
Перегородка разделяет потоки удаляемого теплого и наружного хо-
лодного воздуха. При двухъярусной компоновке разделяющая перегородка
располагается горизонтально, при двухрядной компоновке — вертикально.
Для противодействия перетеканию загрязненного удаляемого воздуха
в поток свежего наружного воздуха, в последнем лучше поддерживать по-
вышенное давление. Кроме того, в регенераторе на разделяющей перего-
родке может устраиваться продувочный шлюз в виде узкого сектора. При
вращении ротора нагретая насадка, проходя через шлюз, продувается на-
ружным воздухом, которьш затем отводится в канал удаляемого воздуха.
После этого очищенная насадка отдает теплоту холодному наружному
воздуху, направляющемуся в помещение.
Рис. 1.24. Некоторые компоновки вращающегося регенератора:
двухъярусные (горизонтальная перегородка) и двухрядные (вертикальная перего-
родка) с размещением продувочного шлюза на задней или на передней стенке
Рекомендуется устанавливать промежуточные секции для обслужива-
ния этого блока.
Система утилизации с промежуточным теплоносителем
Такая система состоит из теплообменников воздухонагревателя и воз-
духоохладителя, конструкции которых были описана выше. Из-за ограни-
ченных температурных перепадов число рядов оребренных трубок в таких
теплообменниках может достигать 16 по ходу воздуха. Теплообменники
монтируются раздельно в основном кондиционере (на потоке наружного
воздуха) и во вспомогательном кондиционере или вытяжной установке (на
потоке удаляемого воздуха) и могут находиться на значительном расстоя-
нии друг от друга. В качестве промежуточного теплоносителя, циркули-
рующего между этими теплообменники, используются незамерзающие
растворы солей или антифризов (этиленгликоля или пропиленгликоля) не-
обходимых концентраций.
26
'Эффективность утилизации теплоты удаляемого воздуха с помощью
iniuix блоков может достигать Е = 0,55+0,6. При необходимости защиты от
обмерзания теплообменники могут выполняться с обводными каналами.
Таблица 1.2
Температуры замерзания растворов этиленгликоля и прошшенгликоля
Концентрация, %	10	20	30	40
Этиленгликоль	-4,4	-9,4	-15,6	-28,1
11ропилепгликоль	-3.1	-7.92	-13,8	-22,2
Рис. 1.25. Система утилизации теплоты с промежуточным теплоносителем:
! ,2 - основной кондиционер с теплообменником тсплоутилизации; 3/1 - вытяжная
ус тановка или вспомогательный кондиционер с теплообменником теплоугилиза-
пип; 5-дополнительный воздухонагреватель; 6 —циркуляционные насосы; 7-
мембрашшй расширительный сосуд; 8 - водоводяной теплообменник для подог-
рева промежуточного теплоносителя; 9 - регулирующий клапан на обводной ли-
нии; 10-регулирующий клапан трубопровода теплосети
В замкнутом гидравлическом контуре, связывающем теплообменники,
предусматривается мембранный расширительный сосуд, устанавливаются
два циркуляционных насоса: рабочий и резервный.
В теплообменниках применяется противоточное движение обмени-
вающихся сред. Под теплообменником, находящемся в потоке удаляемого
воздуха, устанавливается поддон для сбора конденсата а, при скорости
воздушного потока свыше 2,5 м/с и каплеуловитель. Утилизируемой теп-
лоты обычно недостаточно для расчетного нагревания наружного воздуха,
поэтому используется дополнительный водовоздушный теплообменник.
27
Для предотвращения образования инея и наледи на теплообменнике,
находящемся в потоке удаляемого воздуха предусматривается: для систем
с незамерзающим раствором - периодическая остановка циркуляционного
насоса, отключение приточного вентилятора или использование обводной
линии с регулирующим клапаном у теплообменника. Для защиты от за-
мерзания промежуточного теплоносителя может применяться его нагрев с
помощью водоводяного нагревателя от внешнего источника теплоты.
1.8.	Блоки увлажнения
Кондиционеры могут комплектоваться различными увлажнителями:
форсуночными, сотовыми, паровыми.
Камера орошения (форсуночная камера)
В форсуночных камерах для увеличения поверхности контакта между
воздухом и водой и повышения эффективности тепломассообмена произ-
водится разбрызгивание воды через форсунки.
Вообще камера орошения универсальный аппарат, с помощью которо-
го можно производить политропные процессы различного направления,
задавая определенную начальную температуру воды и изоэнтальпические
(адиабатические) процессы, используя рециркуляцию воды.
При рециркуляции воды, вода в поддоне приобретает равновесную
температуру - температуру мокрого термометра относительно воздуха,
входящего в камеру орошения. При взаимодействии воздуха с водой такой
температуры происходит процесс изоэнтальпического (адиабатического)
увлажнения. Таким образом, используя только относительно небольшие
затраты энергии на перекачивание воды, организуется процесс испари-
тельного увлажнения и охлаждения. На увлажнение затрачивается некото-
рое количество воды, которое возмещается из водопровода. По сравнению
с расходом циркулирующей воды, расход подпитки незначительный и ее
температура не оказывает практически никого влияние на температуру
разбрызгиваемой воды.
Испарительный процесс охлаждения в некоторых случаях удается
применять для летнего охлаждения. Испарительное увлажнение широко
применяется в кондиционировании воздуха в холодный период года.
Для реализации политропных процессов более подходят форсунки,
дающие достаточно крупные капли, которые дольше сохраняют начальную
температуру. Для изоэнтальпических процессов - форсунки с мелким рас-
пылом, такие капли быстрее испаряются. Реальные форсунки дают поли-
дисперсный распыл, но все же для получения мелких капель используются
форсунки с узким выходным отверстием, они требуют больших давлений
воды для распиливания. Чаще используются форсунки с тангенциальным
28
подводом воды, такие форсунки разбрызгивают воду широким факелом,
обеспечивая лучшее взаимодействие с воздушным потоком.
Известны многочисленные конструктивные варианты камер ороше-
ния: многорядные (от 2 до 4 рядов расположения форсунок по ходу дви-
жения воздуха), однорядные камеры, в которых вода разбрызгивается по
ходу движения воздуха (однорядная прямоточная), пли — против движения
воздуха (однорядная противоточная).
9
I
I
Рис. 1.26. Устройство камеры орошения:
1 — циркуляционный пасос; 2 — коллектор; 3 - стояк; 4 — форсунка;
5 — устройство перелива; 6 - слив; 7 - датчик температуры выходящего воздуха (по су-
хому или мокрому термометру); 8 — распределитель входящего воздуха; 9 - каплеуло-
витель; 10 - корпус; 11 - подгштыватощий водопровод; 12 - бак для воды
В настоящее время чаще применяются последние с рециркуляцией
водного потока, в которых осуществляется изоэнтальпический процесс.
Такие камеры в основном предназначены для увлажнения воздуха в хо-
лодный период года.
Типичная камера орошения состоит из корпуса, бака для воды, рас-
пределительных пластин на входе, обеспечивающих равномерный воз-
душный поток по сечению камеры и каплеуловителя на выходе воздуха. В
баке камеры размещается сетчатый фильтр для очистки рециркуляционной
воды, поплавковый клапан для пополнения бака и перелив, для поддержа-
ния определенного уровня воды.
Эффективность процесса увлажнения зависит от коэффициента оро-
шения (отношение расхода разбрызгиваемой воды к расходу воздуха), при
заданном расходе воздуха — от расхода разбрызгиваемой воды. Расход во-
ды зависит от числа работающих форсунок и давления воды перед фор-
29
сункой, последняя зависимость называется расходной характеристикой
форсунки.
Чаще для камеры орошения не предусматривается регулирование
расхода разбрызгиваемой воды. Блок-камеры форсуночного увлажнения
кондиционера КЦКП при номинальном расходе воздуха рассчитаны па ра-
боту с коэффициентом эффективности 65, 85 и 95 %. Такая эффективность
обеспечивается комплектацией насосом с соответствующей подачей,
а)	б)
Рис. 1.27. Блок-камера форсуночного увлажнения кондиционера КЦКП:
а - общий вид; б - форсунки для разбрызгивания воды кондиционеров КЦКП п КТЦЗ;
в — пластины каплеуловителя
Принципиально можно осуществлять в камере орошения регулируе-
мый процесс, изменяя расход разбрызгиваемой воды с помощью насоса с
инверторным приводом или клапаном на подаче воды при наличии соот-
ветствующей системы автоматического регулирования. Но такие возмож-
ности ограничены верхней границей давления (соответствует большему
расходу воды), которая определяется прочностью пластмассовых форсунок
(до 300 кПа). Нижняя граница давления (и расхода воды через форсунку)
ограничивается величиной 20^40 кПа, при меньшем давлении форсунки
перестают эффективно разбрызгивать воду.
Для изменения глубины процесса увлажнения возможно использова-
ние воздушного обводного канала (байпаса) с регулирующим клапаном.
Преимуществами камер орошения являются:
-	универсальность (возможность проведения политропических и изо-
энтальпическнх процессов;
—	небольшое аэродинамическое сопротивление.
В то же время камеры орошения имеют следующие недостатки:
-	громоздкость (относительно большая длина);
30
большие коэффициенты орошения и расходы разбрызгиваемой во-
лы, значительные давления воды для распиливания через форсунки и, сле-
до|1П1елы1о, существенные затраты электроэнергии на работу насоса;
-	при реализации процессов охлаждения — трудности холодоснабже-
ння (требуется заглубленный сборный бак для воды);
-	трудоемкость в обслуживании (очистка форсунок и бака, дезинфек-
ция, так как возможно образование опасной микрофлоры, выпадение шла-
ма, поэтому сброс большого количества воды из поддона).
Блок сотового увлажнения
Рис. 1.28. Сотовый увлажнитель:
и вид увлажнителя; б - основные элементы сотового увлажнителя: 1 - соты увлажнителя;
2,3 - коллекторы и шланги подачи воды; 4,5 - поплавковый клапан подпитки; б - клапап
дренажа; 7 - насос; 8 - поддон
Сотовый увлажнитель — это аппарат, в котором развитие поверхности
контакта воздуха и воды достигается за счет смачивания пористого мате-
риала (специальное невоспламеняющееся, стекловолокно GLASdek), через
который проходит обрабатываемый воздух.
Блок-камера сотового увлажнения также предназначена для изоэн-
тальпического (адиабатического) увлажнения воздуха. Кассеты увлажни-
теля выпускаются толщинами 100 мм, 200 мм и 300 мм, которым соответ-
ствуют коэффициенты эффективности изоэнтальгшческого увлажнения
65, 85 и 95 %. Сотовые кассеты, поддон, каплеуловитель и насос установ-
лены внутри камеры. Увлажнитель работает при меньшем по сравнению с
форсуночной камерой коэффициенте орошения, для орошения кассет тре-
буется малое давление, поэтому насос потребляет небольшую электриче-
скую мощность.
Для защиты материала сот от засорения воздух предварительно дол-
жен очищаться в фильтре класса не ниже G3. В небольших кондиционерах
31
такие увлажнители устанавливаются в направляющих и могут выдвигаться
для обслуживания.
Водоснабжение сотового увлажнителя может быть оборотным, с ис-
пользованием циркуляционного насоса (схема показана на рис. 1.28.) или
непосредственно от водопровода при низком качестве воды. При работе
увлажнителя расходуется вода, подпитка осуществляется через поплавко-
вый клапан. Для предотвращения отложения солей производится слив во-
ды из поддона. Поэтому требуемый расход воды складывается из затрат
воды на увлажнение и на слив,
а)	б)
Г)
СОТОВЫЙ
увлажнитель
сотовый
ур.иахшггепь
Рис. 1.29. Способы регулирования процесса в сотовом увлажнителе:
а - по методу «точки росы»; б — баппассироваппем воздушного потока и регулировани-
ем увлажнения кассет; б - пошаговым регулированием увлажнения кассет; г—двухпо-
зицнонное регулирование включеняем/выключеиием увлажнения кассет.
Регулирование осуществляется ио сигналам датчиков температуры воздуха t, датчика
температуры мокрого термометра после увлажнения t», и датчиков относительной
влажности воздуха (р
Поддержание требуемой относительной влажности с помощью сото-
вого увлажнителя может производиться следующими способами:
— косвенно, по методу «точки росы», регулированием второго подог-
рева, достигается точность ±1->2 % относительной влажности - наиболее
простой, но и самый затратный по потреблению энергии способ;
сотовый
увлажнитель
32
-	комбинированно, использованием внутреннего байпаса (с воздуш-
Ht.iMii клапанами) и клапанами подачи воды-точи ость±Н2 %;
	включением подачи воды клапанами в отдельные кассеты - точность
И > 5 %;'
-	двухпозиционный способ, включением и выключением подачи воды
но псе кассеты одновременно - точность ±5-4 О %.
)	1,остоинствами сотового увлажнителя являются:
-	малое по сравнению с камерой орошения потребление электроэнер-
। пн;
-	- меньшая, чем у камеры орошения длина;
•	очистка воздуха от пыли и бактерии, которые задерживаются па по-
нпрхности материала и смываются водой;
-	простота обслуживания.
Недостатки:
-	значительный расход воды с учетом слива;
-	возможность появления в поддоне болезнетворных микроорганиз-
мов;
-	возможность выноса солей временной жесткости в помещения.
Блок-камера парового увлажнения
В современных кондиционерах применяются в основном парогенера-
।оры электродного типа, устройство которого показано па рис. 1.30.
Парогенератор полностью автономен. В комплекте с парогенератором
поставляются парораспределительные коллекторы, шланги паропроводов
п конденсате проводов, датчик влажности и шкаф управления. Парогенера-
юр может вырабатывать 30, 50, 75 и 100 % пара от его номинальной паро-
111 юпзводительности.
-0	б)
Рис. 1.30. Парогенератор электродного типа: а - общий вид; б - схема.
(Основные элементы: 1 - указатель уровня воды; 2 - блок управления; 3 - электроды; 4
перелив; 5 - паровой генератор; 6 - подача воды; 7 - слив
33
Парогенератор устанавливается вне кондиционера и соединяется с ка-
мерой парового увлажнения паропроводами и конденсатопроводами. Чис-
ло коллекторов для подачи пара зависит от производительности парогене-
ратора. Камеру парового увлажнения следует устанавливать последней по
ходу воздуха в центральном кондиционере, а парогенератор — на расстоя-
нии не более 1— 1,5 м от камеры парового увлажнения.
Схема установки паро- и конденсатопроводов показана на рис. 1.31.
Рве. 1.31. Монтаж паро- и копденсатопроводов в камере увлажнения
Паровые увлажнители обеспечивают:
-	высокое гигиеническое качество воздуха;
-	изотермическое увлажнение, что исключает необходимость второго
подогрева и всех его элементов;
-	хорошую регулируемость процесса увлажнения;
-	простоту обслуживания и высокую надежность.
Основной недостаток парового увлажнения - высокое потребление
электроэнергии.
1.9. Блок шумоглушения
Применяется для уменьшения аэродинамического и механического
шума, передаваемого от кондиционера по воздуховодам в обслуживаемое
помещение. Основным источником шума является вентилятор. Шумоглу-
шитель снижает уровень звуковой мощности, распространяющейся в на-
правлении присоединенного воздуховода. Обычно центральные конди-
ционеры комплектуются пластинчатыми шумоглушителями.
Пластины шумоглушителя заполняются звукопоглощающей огне-
стойкой мшгералыюй ватой, которая покрыта слоем искусственного во-
локна, препятствующего уносу частиц. Блоки устанавливаются на выходе
из кондиционера. Перед шумоглушителем устанавливается промежуточная
секция для выравнивания потока воздуха после выхлопного отверстия вен-
тилятора. В табл. 1.3 приведены данные по снижению звуковой мощности
в блоках шумоглушения кондиционера КЦКП.
Из приведенных данных следует, что:
34
-	пластинчатые шумоглушители не эффективны на низких частотах, а
наиболее эффективны на средних частотах (250-2000 Гц);
-	эффективность шумоглушителя с увеличением длины возрастает.нс
пропорционально длине.
Рис. 1.32. Блок шумоглушения кондиционера КЦКП:
а —вид блока; б- звукопоглощающие пластины
Таблица 1.3
кондиционеров КЦ1СП-5 .... КЦКП-100 (с сокращением)
Снижение уровня звуковой мощности метрическими				дБ, в октавных полосах со средпсгео- частотамп, Ггд			
63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
1,5	3	12	18	15	12	9	8
2	5	18	25	20	15	12	11
3		2		22	32	25	18	14	13
Снижение уровней звуковой мощности блоками шумоглушения
Длина
блока,
м____
J___
1.5
2
Невыгодно применять длинный шумоглушитель. Правильнее приме-
нять два раздельных шумоглушителя, а между ними необходимо устано-
вить камеру обслуживания, чтобы не допустить снижение эффективности
глушения шума.
Дополнительное оборудование центрального кондиционера
При необходимости дополнительно поставляются: мягкие или жест-
кие вставки, обратный фланец для крепления воздухозаборного клапана к
воздуховоду; насос для камеры орошения; приборы автоматического кон-
троля и регулирования; компрессорно-конденсаторные блоки и другое до-
полнительное оборудование.
В заключение следует отметить, что рассмотренными выше блоками
не исчерпывается весь арсенал современного оборудования. Находят при-
менение: паровые воздухонагреватели, блоки увлажнения с водяным рас-
пылением (с использованием форсунок топкого распыла), блоки увлажне-
ния с воздушно-водяным распылением, осушители воздуха, теплоутллиза-
торы с тепловыми трубками, блоки обеззараживания воздуха и некоторые
другие устройства, описание которых можно найти в [4, 6 и др.].
35
Глава 2
Процессы обработки воздуха в центральных СКВ
2.1.	Общие сведения о процессах обработки воздуха в СКВ
с центральными кондиционерами
Для того чтобы правильно скомпоновать и определить типоразмер
центрального кондиционера нужно установить последовательность про-
цессов обработки воздуха, определить производительность кондиционера
и нагрузки его аппаратов. Выбранные процессы обработки должна обес-
печивать необходимые параметры подаваемого в помещение воздуха при
рациональных энергетических затратах и приемлемой стоимости оборудо-
вания СКВ (самого кондиционера, системы тепло-, холодоснабжения, воз-
душной сети).
Целесообразно использовать наименьшее количество наружного воз-
духа, так как его обработка связана со значительными затратами энергии.
Часто минимальный расход наружного воздуха Си определяется санитар-
ной нормой подачи воздуха на одного человека [7]. Кроме того, в произ-
водственных помещениях подача наружного воздуха должна компенсиро-
вать местную вытяжку.
В случаях, когда расчетный расход G воздуха превышает мишшаль-
нып расход G>GH, может применяться рециркуляция для снижения затрат
холода в теплый период года и затрат теплоты в холодный период. Расход
воздуха рециркуляции Gy составляет:
Gr=G — GH	(2.1)
Рециркуляция не применяется в ситуациях, когда:
-	в помещении присутствуют пожаро- взрывоопасные вещества;
—	выделяются токсичные вещества и болезнетворные микроорганизмы;
-	присутствуют сильные запахи;
— нет возможности проложить дополнительный рециркуляционный возду-
ховод.
В прямоточных СКВ как правило предусматривается утилизация теп-
лоты удаляемого воздуха, в основном для снижения затрат тепловой энер-
гии в холодный период года и возможно небольшого снижения затрат хо-
лода в теплый период года. Процесс утилизации теплоты должен предше-
ствовать всем другим процессам тепловлажностной обработки воздуха, так
как в этом случае существует наибольшая разность потенциалов (темпера-
тур и парциальных давлений водяных паров) обменивающихся сред.
При известной эффективности Е утилизации теплоты температура
наружного воздуха после утилизатора tH, равна
hr ~ht + ’ (/в ~ hi) >	(2.2)
36
। ди ilt и tn — расчетные температуры наружного и внутреннего воздуха
и мшодпый период года, °C.
Установление необходимых процессов обработки, производительно-
। hi СКВ и требуемых затрат энергии выполняется в ходе построения про-
н<.<он обработки воздуха на ?-е/-диаграмме. Исходными данными являют-
• I |'1|С’1стпыс состояния наружного воздуха, требуемые параметры внут-
niK’io воздуха, которые определяются согласно действующим нормам [6,
I, Н и др.]; избытки теплоты, поступления влаги, вредных веществ, кото-
рыг выявляются в ходе составления соответствующих балансов для поме-
Hiritiiii, отдельно по периодам года.
11аиболсе напряженным по затратам энергии и использованию более
। ножного оборудования для СКВ (холодильные машины) является теплый
iii’piB>д года. Поэтому вначале рассматриваются процессы обработки воз-
нухи, характерные для этого периода.
Для холодного периода года стремятся сохранить расходы воздуха,
111 и 11 иггыс для теплого периода года.
Направление процесса изменения состояния воздуха в кондициони-
руемом помещении характеризуется угловым коэффициентом е
с --=3,6 -bQn!W,	(2.3)
\Q„ =	+ 0,278 • г • W,	(2.4)
где Д<2„ и Д<2Я - избытки полной и явной теплоты в помещении, оп-
ределяемые в ходе составления теплового баланса отдельно для теплого и
холодного периодов года, Вт;
II' - выделения влаги в помещении, также определяемые раздельно
но периодам года, кг/ч;
г - скрытая теплота парообразоваштя, г =2500 кДж/кг.
Луч процесса в помещении проходит через точку В, характеризую-
щую расчетное состояние воздуха в рабочей зоне. В теплый период года
нуч процесса направлен в сторону повышения температуры и влагосодер-
жипия и характеризуется положительной величиной г (см. рис. 2.1).
На луче процесса обычно размещаются точки состояния:
-	приточного воздуха (точка П);
-	удаляемого воздуха (точка У).
Положение точки В задается нормативными требованиями к воздуху
помещения. Положения точек П и У зависит от способа организащш воз-
духообмена в помещении.
Условно можно разделить способы оргашващга воздухообмена на вы-
тесняющую вентиляцию и перемешивающую вентиляцию.
При вытесняющей вентиляции охлажденный приточный воздух пода-
с'1 ся непосредственно в рабочую зону с небольшой разностью температур
(рабочая разность температур) Д/? = -/„<2+3 °C, с малой скоростью ис-
течения порядка т~0,2 м/с.
37
Рис. 2.1. Типы организации воздухообмена в помещении.
Схемы движения воздуха:
а - вытесняющая вентиляция: б - перемешивающая вентиляция.
Характерные изображения луча процесса на /-«/-диаграмме в теплый период года:
в-яри вытесняющей вентиляции; г —при перемешивающей вентиляции
В рабочей зоне он нагревается за счет теплоизбытков, поднимается в
верхнюю зону, откуда удаляется с повышенной температурой (гу>/д). Та-
кой способ создает благоприятные условия в помещешш, но требует много
места в рабочей зоне для размещения громоздких воздухораспределителей
с большой площадью выпуска воздуха. Подробнее о вытесняющей венти-
ляции рассказывается, например в [3,9 и др.].
Чаще используется перемешивающая вентиляция с раздачей воздуха в
верхней зоне помещения и удалением воздуха из верхней зоны помещения.
Подача происходит со значительной скоростью, для чего требуются возду-
хораспределители с относительно небольшой площадью выпуска воздуха.
Воздухораспределители нс занимают места в рабочей зоне помещения. По
пути развития значительно ышжается максимальная скорость в приточной
38
струе. В -рабочей зоне скорость прямого или обратного потока достаточно
снижена, соответствует принятым нормам. При этом допускается сущест-
венная величина ДгР, так как до попадания в рабочую зону, струя приточ-
ного воздуха проходит значительное расстояние, подмешивает окружаю-
щий более теплый воздух. Разность температур воздуха в струе на входе в
рабочую зону и окружающего воздуха должна отвечать нормативным тре-
бованиям. В данном случае она значительно уменьшается, что благоприят-
но для воздухораспределения.
Ориентировочно можно задаваться:
- при подаче воздуха в верхнюю зону помещения струями, параллель-
ными полу Д/г= 5-8 °C;
— при подаче воздуха через воздухораспределители плафонного типа
,= 8-12 °C.
Впоследствии правильность выбранного способа раздачи воздуха,
скорости выпуска воздуха, величины Д^ проверяется расчетом воздухо-
распределения (рассчитывается создаваемая приточными струями ско-
рость воздушного потока и разность температур в рабочей зоне).
Тогда температура приточного воздуха („ равна
=/д — Д/?, ,	(2-5)
что и определяет положение точки П на луче процесса.
Интенсивное перемешивание воздуха в помещении за счет струйной
подачи ведет к выравниванию параметров воздуха в объеме помещения.
Неравномерность распределения температуры по высоте помещения
можно выразить с помощью коэффициента воздухообмена к,
к,-(ty—tn),	(2.6)
который по сути представляет собой отношение тсплонзбытков всего по-
мещеш!я (нагревающих воздух от tn до ty) к теплоизбыткам рабочей зоны
(нагревающим воздух в рабочей зоне от tn до i!t ).
Аналогично неравномерность распределения вредного вещества по
высоте помещения, переносимого воздушными потоками, может быть вы-
ражена с помощью коэффициента к.
к; - (“У ~Zn)
где zy, zn, zg- концентрация вредного вещества в воздухе, удаляемом
из верхней зоны помещения, в приточном воздухе, в воздухе рабочей зоны,
мг/м3.
Обычно г„ приравнивается к предельно-допустимой концентрации
этого вещества в воздухе рабочей зоны z„ = ПДКР3.
Для жилых и гражданских зданий часто принимается, что к = kt.
Для 1ражданских зданий с незначительными избытками явной тепло-
ты величина к, может быть определена из таблицы 2.1.
39
Таблица 2.1
Коэффициент воздухообмена к, для помещений с незначительными
избытками явной теплоты при подаче охлажденного воздуха [3]
Способ подачи ^оздуха	Коэффициент kt при кратности воздухо- обмена		
	3	5	10
Непосредственно в рабочую зону	1,3	1,2	1,05
Наклонными струями в направление рабо- чей зоны с высоты менее 4 м	1,15	1,1	1
Сосредоточенно выше рабочей зоны	0,95	1	1
Сверху вниз настилающимися струями	0,95	1	1
Сверху вниз коническими струями	1,05	1	1
Сверху вниз плоскими струями	1.1	1	1
Считается, что для производственных помещений величина kt связа-
на с характером производства и типом помещения [10].
Зная kt можно определить температуру удаляемого воздуха
1у ~{п + ' 0л — 1п)	(2-8)
и найти положение точки У на луче процесса.
Из приведенных данных следует, что при струйной подаче охлажден-
ного воздуха в верхнюю зону помещения общественного здания (переме-
шивающая вентиляция) часто значение к, ^1 и тогда температура воздуха,
удаляемого из верхней зоны помещения ty~ ts.
Возможен и другой подход к описанию неравномерности распределе-
ния температуры воздуха по высоте помещения. Считается что, за счет те-
плоизбытков температура воздуха возрастает над рабочей зоной помеще-
ние, причем темп возрастания зависит от удельных избытков явной тепло-
ты в помещении. Эти соображения приводят к формуле (2.9), которой так-
же допускается пользоваться для оценки температуры воздуха, удаляемого
из верхней зоны помещений в зданиях общественного назначения
G- = !и + g>'acIt • (# “ }грз) >	(2.9)
где gradt - градиент температуры по высоте помещения, °С/м, выби-
рается в зависимости от удельных избытков явной теплоты в помещении
(рекомендации по выбору gradt являются только ориентировочными):
—	при избытках менее 40 кДж/м3 — gradt =Q 0,5 °С/м;
-	при избытках от 40 до 80 кДж/м3 - gradt =0,3 -4,2 °С/м;
-	при избытках более 80 кДж/м3 — gradt =0,8 4,5 °С/м,
причем большие значения gradt принимаются для теплого периода года,
меньшие - для холодного периода;
40
H> hP3 - соответственно высота расположения центров вытяжных уст-
ройств и высота рабочей зоны: при основном рабочем положении сидя
///у=1,5 м, при положении стоя - ЛРЗ=2,0 м.
В действительности неравномерность распределения параметров воз-
духа в помещении тесно связана с характером циркуляции воздушных по-
токов в помещении, наличием источшпсов конвективных потоков, разме-
щением приточных и вытяжных отверстий — это очень сложная задача. В
настоящее время такие задачи решаются методами CFD (Computational
b'luid Dynamics) [12 и др.], а для решения практических инженерных задач
пока в основном применяются упрощегшые подходы, изложенные выше.
В некоторых случаях, при благоприятном сочетании климатических
условий (высокая температура наружного воздуха и низкая относительная
влажность) и внутрешшх условий (значительные выделения теплоты при
небольших влаговыделениях) для обработки воздуха в теплый период года
можно использовать испарительное охлаждеш-ie, не прибегая к потребле-
шпо машинного холода.
Могут применяться: прямое, косвенное, двухступенчатое испаритель-
ное охлаждение и другие способы испарительного охлаждения [3, 11 и
др.].
Прямое испарительное охлаждение осуществляется за счет рецирку-
ляции воды в контактном аппарате (камера орошения, сотовый увлажни-
тель). При этом в поддоне аппарата устанавливается температура воды,
соответствующая температуре мокрого термометра гл/ воздуха, входящего
в аппарат. В результате в аппарате происходит процесс приблизительно
изоэнтальпического (адиабатического) испарительного охлаждения. На та-
кое охлаждения затрачивается минимальное количество энергии, фактиче-
ски только на работу циркуляционного насоса. Поэтому такой процесс
широко применяется.
Вместе с тем известно, что:
-	применение прямого испарительного охлаждения ограничено усло-
вием: энтальпия приточного воздуха не может быть меньше энтальпии на-
ружного воздуха in >iH, а температура tn >
-	для косвенного испарительного охлаждения: влагосодержание при-
точного воздуха равно влагосодержанию наружного воздуха dn =<1Н, а
температура t'n > гА/;
-	для многоступенчатого испарительного увлажнения: температура
приточного воздуха теоретически не может достигать температуры точки
росы наружного воздуха tn >-tP при dn>diT, Все это ограничивает исполь-
зование дешевого холода, получаемого за счет испарительной обработки
воздуха.
41
В некоторых случаях, когда это экономически оправданно, применя-
ются комбинированные схемы СКВ, сочетающие потребления холода от
испарительного охлаждения и искусственного холода [11].
Наибольшее применение для регионов с умеренным климатом полу-
чили способы обработки воздуха, основанные на использовании в теплый
период года искусственного холода. Потребляется холодная вода, выраба-
тываемая чиллером (системы с промежуточным холодоносптелем) или в
воздушный тракт кондиционера помещается испаритель холодильной ма-
шины (системы непосредственного испарения).
В холодный период года с помощью испарительного процесса часто
осуществляется увлажнение воздуха, так как изоэитальппческий процесс
одновременно является процессом увлажнения.
2.2.	Процессы обработки воздуха в теплый период года
В теплый период года наружный воздух имеет повышенную темпера-
туру, а часто и повышенное влагосодержание. В помещегшях могут на-
блюдаться значительные тепло- и влаговыделенпя. Поэтому общее на-
правление процессов обработки воздуха - это охлаждение и осушение, ко-
торые осуществляются в воздухоохладителе центрального кондиционера.
В качестве воздухоохладителя традиционно использовались камеры
орошения (КО), в которых можно проводить политропический процесс,
подавая воду' нужной температуры, для охлаждения и осушения - воду с
температурой ниже температурь! точки росы воздуха, входящего в камеру
орошения, tX] -<tP.
В настоящее время камеры орошения используются в основном для
проведения изоэнтальппческого увлажнения в холодный период года, а
для охлаждения воздуха в теплый период года обычно применяются по-
верхностные воздухоохладители (ВО).
В таком случае не требуется подключать камеру орошения к трубо-
проводам системы холодоснабжения. Это дает ряд преимуществ:
—	не требуется установка заглубленного бака для сбора отепленной
воды после камеры орошения;
—	не происходит попадание кислорода воздуха, повышающего корро-
зию, в трубопроводы системы холодоснабженпя;
-	нет разрыва водного потока в теплообменнике воздухоохладителя,
что снижает требуемое давление в системе холодоснабжения, (насос обес-
печивает только циркуляцию, а не подъем воды).
В поверхностном воздухоохладителе реализуются либо процессы ох-
лаждения, либо охлаждения и осушения. Это обстоятельство приходится
учитывать при выборе расчетного состояния внутреннего воздуха в преде-
лах оптимальных норм. В тех случаях, когда влагосодержание наружного
воздуха невелико, расчетное состояние внутреннего воздуха принимается
42
при относительной влажности ниже наиболее выгодной максимальной
нормативной влажности (<рй и, соответственно, при пониженном
влагосодержании.
Исходными данными для расчета и построения процессов обработки
для теплого периода являются:
-	расчетное состояние наружного воздуха - точка Н (/„ , iH);
—	расчетпое состояние внутреннего воздуха — точка В (/й, <ps);
-	избыточное количество явной теплоты в помещении ДОЯ (или пол-
ной теплоты Д£)л);
-	влаговыделения в помсщешш F7;
—	минимальный необходимый расход наружного воздуха GH;
-	схема организации воздухообмена, допустимая по условиям возду-
хораспределенпя, температура приточного воздуха температура уда-
ляемого воздуха /у.
В результате расчета и построения требуется установить все харак-
терные точки процессов обработки воздуха, определить целесообразную
температуру холодной воды, вычислить необходимый расход воздуха G,
холодопроизводительность воздухоохладителя Ох и тепловую мощность
воздухонагревателя О центрального кондиционера.
Процесс охлаждения и осушения воздуха в поверхностном теплооб-
менгпп<е центрального кондиционера (см. рис. 2.2.) на z-^-диаграмме изо-
бражается лучом, направленным из точки начального состояния воздуха Н
(часто это состояние наружного воздуха) на точку f. Под точкой f понима-
ется предельное состояние охлаждаемого воздуха (приблизительно соот-
ветствующее средней температуре поверхности воздухоохладителя), кото-
рая располагается па кривой насыщения (р= 100%) при температуре
/z =/х,-Ь(3-5),	(2.10)
где - начальная температура холодной воды, вырабатываемой чил-
лером, °C.
Конечное состояние охлажденного й осушенного воздуха - точка О -
располагается на этом луче при <ро =9СН-95 % . В [3] приводятся более точ-
ные рекомендации для определения конечной относительной влажности
(ро в зависимости от относительной влажности в точке начала процесса
охлаждения Н:
<р„ < 45 % <р0 =88 %; 45 < <рн < 70 % <Ро =92 %;	> 70 % <ро =98 %.
В вентиляторе и приточном воздуховоде происходит нагревание воз-
духа за счет перехода части энергии, затрачиваемой вентилятором, в теп-
лоту. Нагрев рассчитывается по формуле
дг = 0,0001-Р,	(2.11)
где Р — полное давление вентилятора центрального кондиционера, Па.
43
Обычно величина полного давления вентилятора центрального конди-
ционера составляет Р =500-4 500 Па, поэтому нагревание воздуха в венти-
ляторе и приточном воздуховоде оценивается в 0,5-4,5 °C.
Некоторые возможные варианты обработки воздуха в центральном
кондиционере в теплый период года представлены на рис. 2.2. — 2.5.
Вначале рассматриваются прямоточные процессы обработки (без ре-
циркуляции). Прямоточная СКВ используется в тех случаях, когда рецир-
куляция недопустима или не приводит к снижению потребления холода
(ф>/л) или расчетный расход воздуха меньше (равен) минимальному
расходу наружного воздуха.
9
Наиболее простой вариант прямоточной обработки воздуха в цен-
тральном кондиционере (рис. 2.2) складывается из следующих процессов:
НО — охлаждение и осушение воздуха в воздухоохладителе централь-
ного кондиционера до устойчиво достижимой влажности <р »9СН-95 %;
ОП - нагревание воздуха в вентиляторе и приточном воздуховоде
приблизительно на ~1 °C за счет перехода части энергии, затрачиваемой
вентилятором, в теплоту;
ПВУ - нагревание и увлажнение воздуха в помещении за счет тепло-
избытков и влаговыделений, проходпт в направлении луча процессае.
Порядок построения и расчета:
l.	Ha поле i-d -диаграммы носятся точки Ни В.
2.	По формуле (2.3) рассчитывается величина е, через точку В про-
водится прямая этого направления.
3.	На линии ds =const па 1 °C ниже точки В находится положение
вспомогательной точки В’ и через эту точку проводится вспомогательный
луч процесса с угловым коэффициентом 8' = 8.
4.	На пересечении луча s' с линией <р «9СН95 % находится положе-
ние точки О.
5.	Проводится прямая НО до пересечения с линией р=100%, находит-
ся положение точки f и ее температура tf.
6.	С помощью формулы (2.10) оценивается температура холодпой во-
ды, необходимой для процесса охлаждения
Gi
7.	На пересечении луча процесса е, проходящего через точку В, с ли-
нией do -const, находится положение точки П и определяется ее темпера-
тура tn, проверяется соответствие условию воздухораспределения
{п — ^ПДОП '
Если температура приточного воздуха не отвечает этим условиям
(jn ^пдоп)’ требуется применить другой способ обработки воздуха (с воз-
духонагревателем второй ступени, с управляемым процессом охлаждения).
44
8.	Оценивается величина температуры удаляемого воздуха (по форму-
ле (2.8) или другим способом). Если температуры /уи t8 различаются, то
на луче процесса находится положение точки У при температуре ty.
б)
Рис.2.2. Прямоточная. СКВ. теплый период года, обработка воздуха без 2-го подогрева:
а - схема СКВ; б - процессы обработки воздуха
9.	Рассчитывается воздухообмен:
- по избыткам полной теплоты
г _3,6-&Qn
ly ~'п
ИЛИ
(2.12)
- по влаговыделениям
45
„	&	г-	/о шч
Gif=-----— или = 5-------------- •	(2.Ь)
«у dn	dB dn
Строго говоря, величины GQ и GIK должны быть одинаковыми. Но в
силу неточности графических построений, округления при вычислениях,
допускается небольшое отличие, не более чем на 10-15 %. Если это усло-
вие выполнено, то за расчетный расход воздуха G принимается больший
из них. В противном случае построения- и расчеты нужно выполнить зано-
во.
10.	Холодопроизводительность воздухоохладителя (Вт) вычисляется
по формуле
- 0,2/8 • G• (itl —Iq).
(2.14)
Применение рассмотренной простой схемы обработки ограничено:
—	температура приточного воздуха может оказаться шгзкой, не отве-
чающей требованиям воздухораспредслештя;
—	схема может оказаться не реализуемой при малых величинах е (при
малых избытках теплоты и больших выделениях влаги в помещении), ко-
гда нет пересечения луча процесса с линией ер =9СН-95 %.
Тогда применяются другие способы обработки.
Прямоточная СКВ с воздухонагревателем второй ступени
Такой способ обработки показан на рис. 2.3, он отличается от рас-
смотренного выше использованием воздухонагревателя, установленного
после воздухоохладителя - воздухонагревателя второй ступени. К рас-
смотренным ранее процессам добавляется процесс нагревания в воздухо-
нагревателе второй ступени — ГГП.
Порядок построения и расчета:
Пункты 1,2 - такие же, как в предыдущем варианте.
3.	В зависимости от способа организации воздухообмена выбирается
&t}., по формуле (2.5) определяется температура приточного воздуха и на
луче процесса при этой температуре находится положение точки П.
4.	По формуле (2.8) (или другим способом) определяется температура
удаляемого воздуха д,. Если она не совпадает с tB, то на луче процесса
находится положение точки У.
5.	По формулам (2.12) и (2.13) рассчитывается расход воздуха, опре-
деляется больший из них G, проверяется условие G>Gt!.
6.	На 1 °C ниже точки П находится положение точки П’.
7.	На пересечении dn =const с линией (р «9СН95 % находится положе-
ние точки О.
8.	Проводится прямая НО до пересечения с линией насыщения, где
находится точка f, определяется ее температура .
46
9.	С помощью формулы (2.10) оценивается температура холодной во-
ды, необходимая для процесса обработки.
10.	По формуле (2.14) рассчитывается холодопроизводительность воз-
духоохладителя.
11.	Вычисляется мощность воздухонагревателя второй ступени, ис-
пользуемая в теплый период года
Qz = 0,278• G•(in. — io)	(2.15)
или О2 =0,278-G-c-(tn. -to),	(2.16)
результаты вычислений должны быть одинаковыми.
«)
Рис. 2.3. Прямоточная СКВ, теплый период года, обработка воздуха со вторым подог-
ревом : а - схема СКВ; б — процессы обработки воздуха
При таком построении процессов требования к температуре приточ-
ного воздуха выполняются. В случае если G<GH, за расчетный расход
47
принимается G =GH, и построение процессов требует коррекции, начиная с
п. 6.
б.	Рассчитывается влагосодержание приточвого воздуха
dn=dB-W/GH	(2.17)
(или dn-dy- WIGH, если точки В и У не совпадают)
пли энтальпия приточного воздуха
—	^,б • /Gw - (иди 1Л=/У-З,6-Дбл/Ся)	(2.18)
и находится положение точки П на луче процесса.
Остальные построения и вычисления выполняются также, но с учетом
измененного положения точки П.
Рассмотренный способ обработки воздуха с использованием второго
подогрева достаточно прост в реализации, давно применяется, но является
энергетически и экономически невыгодным, так как одновременно затра-
чивается и холод и теплота. Кроме того, летом бывают периоды, когда ис-
точники теплоты находятся па плановом ремонте и использование второго
подогрева невозможно, либо нужно прибегать к электронагреву, еще более
дорогому. Поэтому далее рассматриваются более рациональные способы
реализации прямоточной СКВ.
Прямоточная СКВ с обводным каналом у воздухоохладителя
Данный способ предусматривает регулирование состояния приточного
воздуха за счет изменения соотношения расходов воздуха, проходящего
через воздухоохладитель и по обводному каналу (байпасу). Регулирование
осуществляется с'помощью воздушных клапанов.
Обводной воздушный канал с клапаном применяется при использова-
нии в качестве воздухоохладителя теплообменника непосредственного ис-
парения (фреоновый воздухоохладитель), так как его холодопроизводи-
тельность относительно плохо ретушируется способом включения п вы-
ключения.
Обводной канал может применяться и для регулирования процесса в
камере орошения, работающей в политропическом режиме и использую-
щей холодную воду, а также и для камеры орошения работающей в изоэн-
тальпическом режиме, который обычно используется в холодный период
года.
Схема СКВ и процессы обработки воздуха показаны па рис. 2.4:
НО - охлаждение и осушение части воздуха в воздухе охладителе цен-
трального кондиционера до р «9СН-95 %;
НП’-ОП’ - смешивание воздуха, обработанного в воздухоохладителе
и прошедшего без обработки по обводному воздушному каналу;
П’П — натревание воздуха в вентиляторе и приточном воздуховоде
приблизительно на~1 °C;
ПВУ (ПВ) - нагревание и увлажнение воздуха в помещении.
48
Рис. 2.4. Прямоточная СКВ, теплый период года, обработка воздуха с использованием
обводного канала:
а - схема СКВ; б - процессы обработки воздуха
Такой способ обработки позволяет не'применять воздухонагреватель
второй ступени в теплый период года. Преимущества этого способа:
—	повышается экономичность обработки — не требуется одновременно
затрачивать холод и теплоту.
Недостатки:
-	за счет габаритов двух промежуточных блоков, к которым присое-
диняется обводной канал, увеличивается длина кондиционера, и обводной
канал также занимает дополнительное пространство над кондиционером;
—	требуется адаптация системы автоматики для управления такими
процессами.
Порядок построения и расчета:
49
Пункты построения и расчета 1 — 6 сохраняются такими же, как при
прямоточном способе обработки со вторым подогревом.
7.	Через точки Н и П’ проводится прямая до пересечения с линией
р » 90-5-95 %, находится положение точки О, состояние воздуха прошедше-
го обработку в воздухоохладителе.
9.	Находится расход воздуха, проходящего но байпасу,
(2-19)
д-н
и расход воздуха, проходящего через воздухоохладитель,
G^=G-G/;	,	(2.20)
9.	Рассчитывается требуемая холодопроизводительность воздухоох-
ладителя
£A.=0,278-GBO.(/„-/<,).	(2.21)
Замечания к данному способу обработки:
—	может оказаться, что прямая, проходящая через точки II и П’, не пе-
ресекается с линией <р «100 %, тогда такой способ обработки невозможен;
—	если пересечение находится в области температуры }шже rz= 7-5-8
°C, то это потребует использования в воздухоохладителе не воды, а рас-
твора антифриза.
Действительно, тогда исходя из формулы (2.10) начальная температу-
ра холодной жидкости должна быть низкой ~ 5-5-4 °C или ниже. В такой
ситуации в испарителе чиллера (холодильной машины) возникает опас-
ность замерзания воды.
Прямоточная СКВ с управляемым прогрессом в воздухоохладителе
Вместо громоздкого байпаса можно использовать управляемый про-
цесс в воздухоохладителе.
Подбирается воздухоохладитель для проведения воображаемого про-
цесса охлаждения до точки О, располагающейся на линии у * 90-5-95 %.
Можно добиться окончания процесса охлаждения в промежуточном
положении между точками II и О (при меньшей относительной влажно-
сти), если в теплообменник воздухоохладителя подавать меньший расход
холодной воды с такой же начальной температурой - осуществлять
управляемый процесс охлаждения.
Расход холодной воды можно регулировать двухходовым или треххо-
довым клапаном, или насосом с регулируемым числом оборотов двигателя,
в зависимости от температуры воздуха в помещении.
Процессы обработки воздуха с управляемым процессом в воздухоох-
ладителе показаны на рис. 2.5:
НО — воображаемый процесс охлаждения и осушения воздуха в возду-
хоохладителе центрального кондиционера до относительной влажности
гр == 90-5-95 %;
50
I Hl’— действительный управляемый процесс охлаждения и осушения
воздуха в воздухоохладителе центрального кондиционера до требуемой
(И поситсльной влажности ^77- <90-4)5 %;
ГГП — нагревание воздуха в вентиляторе и приточном воздуховоде;
ПВУ (ПВ) - нагревание и увлажнение воздуха в помещении.
<•)
Рис. 2.5. Прямоточная СКВ, теплый период года, обработка воздуха с управляемым
процессом в ВО:
а - схема СКВ; б - процессы обработки воздуха
Порядок построения и расчета:
Пункты построения и расчета 1-6 сохраняются такими,как в преды-
дущем способе обработки.
51
7. Через точки Н и ГГ проводится прямая до пересечения линией
ср «90^-95 %, находится положение точки О. В данном случае процесс НО
воображаемый процесс, необходимый для подбора воздухоохладителя. Он
подбирается на воображаемую холодопроизводительность
Qxb =	•G-(ill-i0')>	(2.22)
хотя его действительная расчетная холодопроизводительность определяет-
ся формулой
Qx = 0,278 ♦ G • (in - in,),	'	(2.23)
8. Проводится прямая НО до пересечения с линией насыщения, где
находится точка f, и ее температура tf. В соответствие с этой температу-
рой определяется необходимая температура холодной воды.
Замечания к данному способу обработки такие же, как в предыдущем
случае. Следует заметить, что при значительном уменьшении расхода хо-
лодной воды, процесс охлаждения и осушения может несколько откло-
питься от направления на точку f, приблизиться к процессу «сухого» ох-
лаждения, (проходить по линии dH = const..). Действительное положение
конечной точки П’ можно уточнить поверочным расчетом по программе
подбора воздухоохладителя, задавая умспьшепкый расход холодной воды.
Этот способ обработки не требует увеличения размеров кондиционе-
ра, устройства байпаса.
СКВ с первой рециркуляцией
В тех случаях когда G >- GH, отсутствуют условия, запрещающие при-
менение рециркуляции и i„ >- iy, для уменьшения затрат холода следует
использовать рециркуляцию. Расход рециркуляционного воздуха
=G-GIf.
Условие il} >- iy означает, что применение рециркулящш приведет к
уменьшению затрат холода, в противном случае такого уменьшения не бу-
дет и нет смысла в теплый период года ее применять. Возможно примене-
ние обработки воздуха с первой рециркуляцией и с двумя рециркуляция-
ми.
Один из способов реализации СКВ с первой рециркуляцией показан
на рис. 2.6.
По сути, обработка воздуха, показанная па рис. 2.3, дополнена сле-
дующими процессами:
УУ ’ — нагревание воздуха на 0,5-Н °C в рециркуляционном воздухово-
де (аналогично нагреву в приточном воздуховоде);
У’С-НС - рециркуляция, смешивание наружного воздуха в количестве
Gff и рециркуляционного в количестве Gr.
52
Порядок построения и расчета процессов, показанных на рис. 2.6:
l.	Ha поле i-d-диаграммы носятся точки Ни В.
2.	По формуле (2.3) рассчитывается величина е проводится через
точку В прямая этого направления.
3.	В зависимости от способа организации воздухообмена выбирается
аг,., по формуле (2.5) определяется температура приточного воздуха и на
луче процесса при этой температуре находится положение точки П.
Рас. 2.6. СКВ с первой рециркуляцией и вторым подогревом
в теплый период года:
а — схема СКВ; б — процессы обработки воздуха
4.	По формуле (2.8) или другим способом определяется температура
точки У. Если она не совпадает с температурой точки В, то на луче про-
цесса при iy находится положение точки У
5.	По формулам (2.12) и (2.13) рассчитывается расход воздуха, опре-
деляется больший из них G, проверяется условие G>GH.
6.	На 1 °C штже точки П находится положение точки П’.
7.	На пересеченгш dn =const с лшшей «9СН-95 % находится положе-
ние точки О.
53
8.	По формуле (2.1) находится расход рециркуляционного воздуха GP.
9.	Находится положение точки У’ на 0,5-4 °C выше точки У при
dy=c<mst. ( или точки В’ на 0,5-4 °C выше точки В).
10.	Через точки У’ и Н проводится прямая, на которой при энтальпии
ic находится положение точки С
ic=(h{-G!i+lyG!-VG	(2.24)
•	11. Проводится прямая СО до пересечения с линией &-100 %, где оп-
ределяется положение точки f и ее температура t{.
12.	Находится начальная температура холодной воды
13.	Рассчитывается требуемая холодопроизводительность воздухоох-
ладителя
Qx =0,278 -(?-(zc-/0).
При прочих равных условиях благодаря применению рециркуляции
снижается требуемая холодопроизводительность на величину
LQy =0,278- G-(iH -ic)
14.	Вычисляется мощность воздухонагревателя второй ступени, ис-
пользуемая в тепльш период года
Qi = 0>778 • G • (/л, — i0)
или Q2 = 0,278-С-с-(/я.-t0)
Она совпадает с аналогичной величиной для прямоточной схемы об-
работки для таких же условий.
Чтобы избежать нерационального расходования теплоты и холода
второй подогрев в рециркуляционной схеме обработки может быть заме-
нен использовашгем байпаса или управляемым процессом в воздухоохла-
дителе. Другими словами, процессами УУ’ и У’С-НС, связанными с пер-
вой рециркуляцией, могут? быть дополнены способы обработки, показан-
ные на рис. 2.2, 2.4,2.5.
Способы обработки воздуха в СКВ с одной и двумя рециркуляциями
представлены в [3,11].
Примеры расчета, в которых рассматриваются описанные выше спо-
собы обработки воздуха, приведены в главе 6. Там же даются варианты
подбора оборудования центрального кондиционера.
2.3. Процессы обработки воздуха в холодный период года
В холодный период года направление луча процесса в помещении за-
висит от типа отопления, используемого в помещешш:
— рис. 2.7 а — отопление компенсирует теплопотери помещения и ра-
ботает независимо от поступления теплоты (от людей, освещехшя и обору-
дования) - нерациональный вариант. В холодный период года за счет теп-
54
ловыделений от людей, оборудования, искусственного освещения в поме-
щении появляются избытки теплоты, направление луча процесса по ха-
рактеру такое же, как в теплый период года (большая положительная вели-
чина с);
Рис. 2.7. Типичные изображения па /-^-диаграмме луча процесса в помещении
в холодный период года: а - нерациональная система отопления (по виду процесс в поме-
щешш похож на обработку в теплый период года); б - система отопления компенсирует
недостатки теплоты: в - СКВ выполняет функцию воздушного отопления
—	рис. 2.7 б - отопление только компенсирует недостатки теплоты с
учетом всех прочих тепловыделений (от людей, оборудования, освещения
и др.). Это хороший вариант, для его реализации система отопления долж-
на быть хорошо регулируемой, снабженной современной автоматшюй.
Направление луча процесса в помещении соответствует изотерме (ориен-
тировочно £=2500 кДж/кг), фактически - это увлажнение воздуха в по-
мещении за счет влаговыделений;
—	рис. 2.7 в — система отопления отсутствует, СКВ выполняет функ-
цию воздушного отопления. Луч процесса в помещении направлен в сто-
рону повышения влагосодержания и понижения температуры, угловой ко-
эффициент е имеет небольшое положительное или даже отрицательное
значение.
В ситуациях, когда в холодный период СКВ подает подогретый воздух
для воздушного отопления, точки У и В совпадают (/y=/Z)), а температура
приточного воздуха определяется из соображений возмещения недостатка
теплоты.
В холодный период года наружный воздух имеет низкую температуру
и малое влагосодержание. Общее направление процессов обработки возду-
ха — это нагревание и увлажнение, которые осуществляются в воздухонаг-
ревателях и увлажнителях. В качестве увлажнителей используются камеры
орошения, сотовые увлажнители, паровые увлажнители.
55
Камера орошения (КО) или сотовый увлажнитель (СУ) работают в
режиме изоэнталышческого (адиабатического) увлажнения. В результате
этого процесса воздух увлажняется и охлаждается. Поэтому для реализа-
ции такого процесса увлажнения требуется подогрев в воздухонагревателе
второй ступени или больший предварительный нагрев в воздухонагрева-
теле первой ступени.
Можно не прибегать к использованию воздухонагревателя второй
ступени если использовать обводной воздушный канал (байпас) с регули-
рующим клапаном или организовать в таких увлажнителях управляемый
процесс, за счет регулирования расхода воды, циркулирующей через каме-
ру орошения или изменять площадь орошаемых кассет и сотовом увлаж-
нителе (если конструкция конкретного аппарата позволяет это делать).
Управляемый процесс в камере орошения [13] возможен при исполь-
зовании форсунок, с характеристикой позволяющей в достаточно широком
диапазоне изменять расход разбрызгиваемой воды. Такая обработка возду-
ха существенно снижает затраты энергии на работу насоса, так как умень-
шается расход разбрызгиваемой воды и снижается давление, необходимое
на разбрызгивание. Уменьшение расхода воды можно добиваться дроссе-
лированием с помощью клапана на подаче воды, но более выгодно регу-
лировать расход воды с помощью насоса с изменяемой частотой вращения
электродвигателя. Промежуточное положение по энергоэффективности за-
нимают способ ступенчатого изменения частоты вращения, способ отклю-
чения части форсунок.
Процесс увлажнения воздуха паром идет приблизительно по изотерме.
Паровое увлажнение гигиенично, хорошо регулируется, но паровые гене-
раторы потребляют большое количество дорогой электроэнергии.
Обычно в холодный период года сохраняется схема обработки для те-
плого периода года (прямоточная, рециркуляционная и т. п.), а также рас-
ходы воздуха, определенные расчетом для теплого периода.
Прямоточная СКВ с первым и вторым подогревом
Это наиболее традиционный способ реализации прямоточной СКВ.
Процессы обработки воздуха показаны на рис. 2.8.
НК - нагревание воздуха в воздухонагревателе первой ступени;
КО - изоэптальпический (адиабатический) процесс увлажнения в ка-
мере орошения или сотовом увлажнителе;
ОП- нагревание воздуха в воздухонагревателе второй ступени;
ПВ (ПВУ) - процесс увлажнения и нагревания воздуха в помещении
(при наличии теплоизбытков).
56
Рис. 2.8. Процессы обработки воздуха в прямоточной СКВ
в холодный период года с использованием 1-го и 2-го подогрева
Исходными данными для расчета и построения процессов обработки
для холодного периода являются:
—	расчетное состояние наружного воздуха, точка Н (гя, Zw) или (tH,
Фн )>
—	расчетное состояние внутреннего воздуха, точка В (7Л, <рв);
-	избыточное количество явной, теплоты в помещении &ОЯ (или пол-
ной теплоты Д2п) - может быть как положительной, так и отрицательной
величиной;
—	влаговыделения в помещешш W ;
—	расчетный расход воздуха G > определенные для теплого периода го-
да.
В результате расчета и построения требуется установить все харак-
терные точки процесса обработки воздуха, дпределить тепловую мощность
воздухонагревателей и 02, затраты воды на увлажнение.
Порядок построения и расчета:
l.	Ha поле/-^-диаграммы носятся точки Ни В.
2.	По формуле (2.3) рассчитывается величина е , через точку В про-
водится луч процесса. Если в помещении имеются значительные избытки
теплоты, одним из способов оценивается температура удаляемого воздуха
и на луче процесса находится положение точки У.
3.	Вычисляется влагосодержание приточного воздуха
dn =da -1000-^/G	(2.25)
или при наличии точки У по аналогичной формуле
57
d1T=dy--WW-W!G
и на луче процесса находится положение точки П.
4,	Находится положение точки О при d^-const. и достижимой в аппа-
рате увлажнения относительной влажности (?0 = 90^95%.
5.	На пересечении i0=const. с кривой насыщения находится точка М,
ее температура должна быть не ниже 2°С (/W>2°C), что устраняет риск за-
мерзания воды в камере орошения.
Находится положение точки К на пересечении прямых dH=const. и
iо-const.
б.	Вычисляется 1епловая мощность воздухонагревателя первой ступе-
ни
-0,278-G\iK-iH} IWI	=0,278-G-£•(/*-/„)
7.	Вычисляется тепловая мощность воздухонагревателя второй ступе-
пи в холодный период года
02=О,278-С7-(»п-^) или =0,278• G-с-(^-/0)
8.	Вычисляется расход воды, затрачиваемой па увлажнение,
~G(d0-t/J/WOO.
Замечания к данному способу обработки:
-	следует стремиться ограничить конечное состояние воздуха после
обработки в камере орошения как можно меньшей влажностью, которую
допускает используемая система автоматического регулирования. Чрез-
мерное повышение конечной влажности процесса увлажнения требует по-
вышения эффективности процесса изоэнтальпического увлажнения, что
связано с неоправданным повышением коэффициента орошения (расхода
разбрызгиваемой воды) и существенным ростом затрат энергии на работу
иасоса;
-	при использовании способа регулирования по методу «точки росы»
не всегда возможно выоирать в качестве параметров внутреннего воздуха
наиболее выгодную минимальную относительную влажность. Это может
привести к низкой температуре воды в камере орошения, появляется риск
замерзания. Поэтому приходится выбирать повышенную относительную
влажность в пределах оптимальных норм.
Прямоточная СКВ без второго подогрева
Обработка воздуха в прямоточной СКВ может быть проведена без
использования второго подогрева, но с управляемым процессом в камере
орошения (пли сотовом увлажнителе) или с использованием байпаса (см.
рис. 2.9).
ИК - нагревание наружного воздуха в воздухонагревателе первой
ступени;
КП - изоэптальпическое (адиабатическое) увлажнение в камере оро-
шения или сотовом увлажнителе;
58
ПВ - процесс в помещении.
Рис. 2.9. Процессы обработки воздуха в прямоточной СКВ
и холодный период года с использованием управляемого процесса в увлажни геле (ка-
мере орошения или сотовом увлажнителе) или байпаса
Управляемый процесс в камере орошения может реализовываться из-
менением расхода воды, если тип форсунок, насос и система автоматики
позволяют осуществлять такое регулирование в нужном диапазоне расхода
поды.
В противном случае может использоваться обводной воздушный ка-
пал (байпас). Тогда часть воздуха Glir, проходящая через камеру ороше-
ния, изоэнтальпически увлажняется до состояния точки О, которое отвеча-
ет условиям устойчивой работы увлажнителя. Остальная часть воздуха Gt;
проходит без обработки по байпасу и смешивается с воздухом, прошед-
шим через камеру орошения. Для того чтобы достигалось требуемое со-
сзояние смеси (параметры точки П), общцй расход обрабатываемого воз-
духа G делится в соотношении:
<5‘=°4-е4!-	<2-26’
Got,=G—Gc.	(2.27)
В более совершенных конструкциях сотовых увлажнителей преду-
сматриваются несколько способов регулирования процессом увлажнения.
1’сли конструкция сотового увлажнителя не позволяет проводить управ-
ляемый процесс, тогда можно запроектировать внешний байпас с регули-
рующим воздушным клапаном.
В стандартном исполнении (например, кондиционера КЦКП) не пре-
дусмотрена работа камеры орошения и сотового увлажнителя с эффектив-
ностью ниже 65 %. В тех случаях, когда при построении процессов эф-
59
фективность увлажнения ниже этой величины, можно либо откорректиро-
вать положение точки состояния внутреннего воздуха В так, чтобы эф-
фективность процесса увлажнения соответствовала приемлемой эффек-
тивности, либо перейти к использованию байпаса.
Порядок построения и расчета:
1.	На поле i-d-диаграммы носятся точки Н и В.
2.	По формуле (2.4) рассчитывается величина е , через точку В про-
водится прямая этого направления.	,
3.	По формуле (2.25) вычисляется влагосодержание приточного возду-
ха
dn = dB-UM)-WIG
и на луче процесса находится положение точки П.
4.	Через точку П проводится прямая in = const, и на ней находится
положение точки К при пересечении с прямой d^=const.
5.	Вычисляется тепловая мощность воздухонагревателя
б,	= 0,278 • G • (iK - ) или Q, = 0,278 • G • с • (tx - tfl )
6.	Вычисляется расход воды, затрачиваемой на увлажнение
=G-(dn -<Л-)/1000
Если реализуется процесс обработки с байпасом, тогда дополнительно
находится положение точки О при in=const и <р= 9095%.
По формулам (2.26) и (2.27) вычисляются расходы воздуха GB и Gov.
Расход воды, затрачиваемой на увлажнение, вычисляется по формуле
tVyg = Gw ’ (do — dK ) /1 000,
численный результат будет такой же, как для способа без байпаса.
Итак, в данном случае используются следующие процессы обработки:
НК - нагревание наружного воздуха в воздухонагревателе первой
ступени;
КО — изоэнтальпическое (адиабатическое) увлажнение в камере оро-
шения части воздуха (GOI,=10606 кг/ч);
КП-ОП - смешивание воздуха, прошедшего через камеру орошения
(GOP) и по байпасу (Gs );
ПВ - процесс в помещении.
В отечественной практике до сих пор недостаточно применяются
управляемые процессы адиабатического увлажнения. Используются наи-
более простое и дешевое оборудование в «стандартном» исполнении и
привычные способы автоматического регулирования по «точке росы», хо-
тя еще в [13] были предложены несложные схема автоматического управ-
ления регулируемыми процессами.
60
Прямоточная СКВ с паровым увлажнением
На рис. 2.10 показаны процессы обработки воздуха в прямоточной
(’КВ, в которой используется паровое увлажнение. Представленные вари-
ннты отличаются направлениями процессов в помещении (а - в помещении
избытки теплоты, б - в помещении недостатки теплоты, СКВ выполняет
функцию воздушного отопления). В остальном процессы обработки схожи.
Рис. 2.10. Прямоточная СКВ с паровым увлажнением:
а - в помещении избыгок теплоты; б - в помещении недостаток теплоты
НК - нагревание наружного воздуха в подогревателе 1-ой ступени;
КП - паровое увлажнение, процесс, проходящий приблизительно по
- изотерме;
ПВ - процесс в помещении.
Порядок построения и расчета:
l.	Ha поле i-d—диаграммы носятся точки Ни В.
2.	По формуле (2.3) рассчитывается -величина с проводится через
точку В прямая этого направления. (В случае недостатка теплоты в поме-
щении луч процесс направлен вниз).
3.	По формуле (2.25) вычисляется влагосодержание приточного возду-
ха
dn=dB-\WBWlG,
и на луче процесса находится положение точки П.
4.	Проводится изотерма tn = const до пересечения с прямой dfl -const,
где находится положение точки К.
5.	Вычисляется тепловая мощность воздухонагревателя
Qt =0,278‘G-(iK-iH) или & =0,278-G-c-(^
6.	Требуемая производительность парового увлажнителя
61
(2.28)
При реализации обработки воздуха с применением парового увлажне-
ния рационально выбирать минимальную нормативную влажность внут-
реннего воздуха, это позволит снизить затраты энергии на увлажнение.
СКВ с первой рв1[иркуля1{ией в холодный период года
Рециркуляция в холодный период года снижает затраты тепловой
энергии. СКВ с первой рециркуляцией в холодный, период года, также как
и в теплый период года, может быть реализована различными способами.
На рис. 2.11. представлены варианты такой СКВ со вторым подогревом.
Рассматривается случай с недостатком теплоты в помещении (СКВ со-
вмещена с отоплением).
Описание процессов, изображенных на рис. 2.11 а:
НС-ВС - рециркуляция (смешивание наружного и внутреннего возду-
ха) в приемном блоке;
СК — нагревание в воздухонагревателе первой ступени общего воз-
душного потока;
КО — изоэнтальпическое увлажнение в камере орошения или в сото-
вом увлажнителе до ср =90-95 %;
ОП — нагревание в воздухонагревателе второй ступени;
ПВ - процесс в помещены! (показан процесс увлажнения и охлажде-
ния воздуха в помещении).
Если прямая НВ пересекает линию насыщения (^=100 %), это означа-
ет, что при смешивании в приемном блоке будет конденсироваться влага, а
при отрицательной температуре — образовываться наледь. Чтобы избежать
этого нежелательного явления лучше поменять порядок процессов, как это
показано на рис. 2.11 б.
Описание процессов на рис. 2.11 б:
IIK - нагревание в воздухонагревателе первой ступени потока наруж-
ного воздуха;
КС-ВС — рециркуляция (смешивание наружного нагретого и внутрен-
него воздуха;
СО — изоэнтальпическое увлажнение в камере орошения или в сото-
вом увлажнителе до =90-95 %;
ОП - нагревание в воздухонагревателе второй ступени;
ПВ - процесс в помещении.
Порядок построения и расчета процессов обработки воздуха, соответ-
ствующий процессам на рис. 2.16. а:
1.	На i-d-диаграмму носятся точки Н и В.
62
2.	По формуле (2.3) рассчитывается величина е через точку В про-
Рис.2.11. СКВ с первой рециркуляцией и со вторым подогревом
в холодный период года:
а-процесс смешивания предшествует нагреванию в воздухонагревателе первой сту-
пени; б - процесс нагревания в воздухонагревателе первой ступени предшествует- .
смешиванию; в - компоновка СКВ, соответствующая варианту б
3.	По формуле (2.25) вычисляется влагосодержание приточного возду-
ха J„=Ja-1000-IK IG
и на луче процесса находится положение точки П.
4.	Находится положение точки О при dn=const и (р— 90-5-95%.
63
5.	Вычисляется влагосодержание точки С по формуле (2.24)
~ №и ‘	‘Gy)l G >
проводится прямая ВН и па пей при вычисленном dc находится поло-
жение точки С.
6.	Находится положение точки К на пересечении прямых dc=const и
io-comt.
7.	Вычисляется тепловая мощность воздухонагревателя первой ступе-
ни
2t=0s278-G-0>-jc)
8.	Вычисляется тепловая мощность воздухонагревателя второй ступе-
ни в холодный период года
Ог =0,278-G-(in-i0)
9.	Вычисляется расход воды, затрачиваемый на увлажнение
IKj.j =G-(J0-с/г)/1000.
Для схемы обработки, показанной на рис. 2.11 б отличие заключается
в том, что после вычисления dc в пункте б далее:
- находится положение точки С на пересечении прямых dc=comt и
i0~ const.',
~ проводится прямая ВС и па пересечении с dji=const находится по-
ложение точки К.
7.	Вычисляется тепловая мощность воздухонагревателя первой сту-
пени
Ci = 0,278• Gfl • (iK ИЛИ Ci = 0,278 GH • с	— itl)
Численно величина Qt такая же, как в предыдущем варианте, так как
разности энтальпий	и обратно пропорциональны расходам
G и GH.
8.	Вычисляется тепловая мощность воздухонафевателя второй ступе-
ни в холодный период года
Q2 = 0,278 • G • (i„ - i0 ) или Q2 = 0,278 • G • с • (tu -10 )
9.	Вычисляется расход воды, затрачиваемый на увлажнение
=G-((7o-<7c)/1000.
СКВ с первой рециркуляцией может быть реализована без второго по-
догрева с управляемым процессом увлажнения или с паровым увлажнени-
ем.
На рис. 2.12 а изображены процессы обработки воздуха с управляе-
мым увлажнением в камере орошения или в сотовом увлажнителе:
НС-ВС - рециркуляция;
СК - нагревание воздуха в воздухонагревателе;
ЮТ — управляемое изоэнтальпическое увлажнеште;
64
ПВ— процесс в помещении (показана ситуация, когда коидиционнро-
iiniute выполняет функцию воздушного отопления).
На рис. 2.12 в показана схема СКВ для такой обработки.
Рис.2.12. СКВ с первой рециркуляцией без второго подогрева
в холодный период года:
а—обработка воздуха с управляемым процессом в увлажнителе; б - обработка воздуха
с паровым увлажнением; в — компоновка СКВ, соответствующая варианту а
Способ обработки воздуха с паровым увлажнением без второго подог-
рева показан на рис. 2.116:
НС-ВС - рециркуляция;
СК - нагревание воздуха в воздухонагревателе;
КП - паровое увлажнение;
ПВ — процесс в помещении.
65
Повысить энергоэффективность прямоточной СКВ в холодный пери-
од года можно за счет утилизации теплоты удаляемого воздуха. В теплый
период года при благоприятных условиях также можно получить неболь-
шую экономию затрачиваемого холода.
Процессы утилизации теплоты удаляемого воздуха показаны на рис.
2.13:
НН’ — процесс нагревания в утилизаторе холодного наружного возду-
ха;
ВВ’ — процесс охлаждения в утилизаторе теплого и влажного внут-
реннего воздуха.
Причем, чем эффективней система утилизатор теплоты, тем длиннее
отрезки, изображающие эти процессы.
а)
б)
Рис. 2.13. Процессы утилизации теплоты в СКВ в холодный период года:
а - процессы при использовании пластинчатого рекуператора, утилизация с промежу-
точным теплоносителем; б - процессы утилизации во вращающемся регенераторе,
в пластинчатом рекуператоре с влагопереносом
V,
При невысоком влагосодержании внутреннего воздуха процесс охла-
ждения удаляемого воздуха в утилизаторе проходит при const.
При повышенном влагосодержании внутреннего воздуха, из потока
внутреннего влажного воздуха на холодных поверхностях утилизатора (с
температурой поверхности ниже точки росы гг) выпадает конденсат. Если
подобное явление происходит в области отрицательных температур, воз-
никают предпосылки для обмерзания утилизатора. В действительности,
появление ппледи и обмерзания зависит от многих факторов - от конст-
рукции утилизатора, режима работы, соотношения расходов воздушных
66
потоков и т. д. Но, пожалуй, главным и является температура наружного
воздуха. При низких расчетных температурах наружного воздуха, харак-
терных для большинства регионов России, вероятность обмерзания утили-
затора велика.
Способы защиты от обмерзания рассмотрены в главе 1.
Ориентировочные значения Е и Es для разных видов теплоутилизато-
ров приведены в табл.2.2.
Утилизации теплоты удаляемого воздуха используется в основном при
прямоточных способах обработки. Изображения соответствующих прямо-
точных процессов на /-^-диаграмме мало отличаются от рассмотренных
ранее, они дополняются изображениями процессов утилизации.
Таблица 2.2
Ориентировочные значения Е и Et (по данным [3], с сокращением)
Характеристика	Тип утилизатора теплоты удаляемого воздуха		
	Пластинчатый ре- куператор	Вращающийся реге- нератор	Утилизация с промежу- точным теплоносителем
Е	0,5-0,8	0,5-0,8	0,4-0,65
Е,		0,55 - 0,85	
11реимущества:	- отсутствие дви- жущихся частей; - малое падение давления; - удобство ОЧИСТКИ	-наибольшая зффек- тивпоепг, - перепое влаги; - компактность; - малое падение дав- ления	- изолированность пото- ков воздуха; - нет необходимости сводить потоки воздуха к одной установке
Ограничения:	- деформация пла- стин за счет разно- сти давления	- возможен перенос загрязнения из потока удаляемого воздуха в поток при точного воздуха	- невысокая эффектив- ность
Раулированис количества пе- редаваемой те- плоты:	- байпас и регули- рующие клапаны	- байпас я рсгули- ругощие.клапаны; регулирование скоро- сти вращения	- трехходовой регули- рующий клапан па тру- бопроводе или регули- рование скорости вра- 	щепля насоса	
Больше отличается компоновка соответствующего кондиционера. При
использовании пластинчатого рекуператора или вращающегося регенера-
тора применяется двухъярусная (или двухрядная) компоновка, причем в
пластинчатом теплообменнике воздушные потоки перекрещиваются.
На рис. 2.14 показаны процессы обработки в прямоточной СКВ с пла-
стинчатым рекуператором в холодный период года и компоновка конди-
ционера.
67
a)
б)
Рис.2.14, СКВ с пластинчатым рекуператором:
а - процессы обработки воздуха; б — возможная схема компоновки
Процессы обработки воздуха:
IПГ - нагревание воздуха в пластинчатом рекуператоре;
ПК - нагревание воздуха в воздухонагревателе первой ступени;
КО - изоэиталышчсский (адиабатический) процесс увлажнения в ка-
мере орошения пли сотовом увлажнителе;
ОП - нагревание воздуха в воздухонагревателе второй ступени;
ПВ - процесс увлажнения и нагревания воздуха в помещении (при на-
личии тенлоизбытков);
ВВ’ - охлаждение удаляемого воздуха в пластинчатом рекуператоре
При использовании вращающегося регенератора влагосодержание
наружного воздуха после утилизатора повышено. Следовательно, потреб-
ность в увлажнении снижается. Это дает возможность применить паровое
68
увлажнение - при таких условиях затраты энергии на увлажнение будут
невелики.
Аналогично с утилизацией теплоты могут быть реализованы другие,
рассмотренные ранее, способы обработки воздуха.
При использовании утилизаторов в районах с низкими температурами
наружного воздуха возникает необходимость предусматривать защиту от
обмерзания. На периоды времени работы такой зашиты эффективность
утилизатора снижается или он исключается из цикла обработки приточно-
го воздуха.
Если требования к системе кондиционировапия воздуха не позволяют
временного снижения параметров приточного воздуха, тогда на время сра-
батывания защиты от обмерзания должна повышаться мощность дополшь
тельного воздухонагревателя. Следовательно, воздухонагреватель должен
рассчитываться на большую тепловую мощность, чем при работе с утили-
зацией теплоты.
Примеры расчета и подбора оборудовшшя для различных способов
обработки в теплый и холодный периоды года приведены в главе 6.
Схемы обработки воздуха с двумя рециркуляциями представлены в
[3,11 др.].
В заключение следует отметить, что выбор наиболее рационального
способа обработки воздуха в центральной СКВ — сложная многоплановая
задача. Наиболее очевидные направления ее решения следующие:
—	стремиться снизить расход приточного воздуха, увеличивая рабочую
разность температур с учетом требований воздухораспрсделения;
-	использовать мшшмальпый расход наружного воздуха, если воз-
можно применять рециркуляцию;
-	использовать управляемые процессы обработки, избегая схемы об-
работки, в которых одновременно используются взаимно противополож-
ные процессы потребления энергии (одновременно холода и теплоты);
-	по возможности использовать процессы изоэптальпического увлаж-
нения до необходимой, ио не максимальной относительной влажности
(порядка 9СН98 %), это снижает расход циркулирующей воды и затраты
энергии на работу насоса увлажнителя;
-	применять утилизацию теплоты удаляемого воздуха для холодного
периода года.
69
Глава 3
Основы расчета аппаратов центральных кондиционеров
Последовательность процессов обработки воздуха в теплый и холод-
ный периоды определяет компоновку центрального кондиционера.
После этого определяется типоразмер кондиционера, подбирается
фильтр, обеспечивающий нужную степень защиты от пылевых примесей,
рассчитываются функциональные блоки обработки воздуха, подбирается
шумоглушитель, обеспечивающий требуемое снижение звуковой мощно-
сти. С учетом потерь давления во всех блоках кондиционера и потерь дав-
ления в сети воздуховодов подбирается вентиляторный агрегат.
В настоящее время расчет и подбор блоков и камер кондиционера вы-
полняется с помощью компьютерных программ, предоставляемых произ-
водителями такого оборудования. Использоваште программ расчета повы-
шает точность, позволяет быстро просчитать несколько вариантов, вы-
брать наиболее целесообразный.
Тем нс менее, проектировщик, использующий такие программы, дол-
жен иметь достаточно ясное представление об основах методов расчета, о
том, как влияет изменение вводимых параметров на результаты расчета.
В данном разделе будут рассмотрены только основы расчета и подбо-
ра блоков центрального кондиционера.
3.1.	Определение типоразмера центрального кондиционера, подбор
фильтров
Определение типоразмера кондиционера
Типичное построение размерного ряда современных центральных
кондиционеров описано в главе 1.
Поперечное сечение кондиционера составляется из модулей. Расход
воздуха, проходящего через сечение кондиционера, определяется допус-
тимой скоростью, которая может быть ограничена:
—	возрастанием аэродинамического сопротивления отдельных блоков
и всего кондиционера, особенно при большом числе блоков;
-	способностью неподвижных каплеуловителей удерживать капель-
ную влагу (до 3-3,5 м/с);
-	допустимым уровнем шума;
-	особенностями применяемых фильтров, которые выбираются в зави-
симости от характеристики запыления и требований к качеству очистки;
—	допустимыми скоростями работы отдельных функциональных бло-
ков, например блоков теплоутилизации.
Обычно, скорость в поперечном сечении кондиционера не превышает
4,5 м/с.
70
В ходе выполнения расчетов и построений на /-^/-диаграмме опреде-
ляется массовый расход воздуха G, кг/ч. Объемный расход воздуха вычис-
ляется по формуле
L = GiP>	(3.1)
где р - плотность воздуха, кг/м3.
Плотность воздуха зависит от его температуры t и может быть рас-
считала по формуле р = 353/(273 + /), но при определении типоразмера кон-
диционера обычно достаточно принимать плотность воздуха при темпера-
туре близкой 20 °C - р=1,2 кг/м3.
Типоразмер центрального кондиционера обычно определяется по рас-
четному расходу воздуха, выраженному в 1 000 м3/час (у некоторых марок
кондиционеров - в 100 м3/ч). Так, например, при расчетном расходе воз-
духа 10000 м3/час, скорость воздуха в поперечном сечении кондиционера
КЦКП будет приблизительно равна (см. рис. 1.3):
-	для КЦКП-6,3 — 4 м/с;
-	для КЦКП-8- 3 м/с;
-	для КЦКП-10 - 2,5 м/с;
-	для КЦКП-12,5 - 1,8 м/с.
Таким образом, определив последовательность процессов обработки
воздуха в теплый и холодный периоды года и предполагая компоновку
кондиционера, можно выбрать допустимую скорость в поперечном сече-
нии и тем самым определить типоразмер кондиционера.
Подбор фильтров
Блоки с фильтрами используются для очистки от пыли наружного и
рециркуляционного воздуха, для очистки от пыли вытяжного воздуха пе-
ред подачей его на блоки утилизации теплоты.
В таблице 3.1 приведена европейская классификация воздушных
фильтров (EN 779 и EN1822-1) по эффективности очистки.
Таблица 3.1
Классификация воздушных фильтров
Класс фильтра по EN779	Эффектив- ность очистки, %	Характери- стика о’мет- ки	Класс фильтра 110 EN1822-1	Эффектив- ность очистки, %	Характери- стика очист- ки
G3	89	грубая	НЮ	85	Высокой степени
G4	92		НН	95	
F5	40-50	тонкая	Н12	99,5	
F6	60-65		ШЗ	99,95	
F7	80-85		Н14	99,995	
F8	90-95		U15	99,9995	Сверх высо- кой степени
F9	>95		Ш6	99,99995	
			U17	99.999995	
71
Примечание. Для фильтров классов F5 - F9 эффективность очистки приводится
по пятнам атмосферной пыли.
Во время эксплуатации фильтров их аэродинамическое сопротивление
возрастает, что приводит к некоторому снижению производительности
СКВ. В табл. 2.2 приведены начальные сопротивления чистых фильтров и
рекомендуемые конечные сопротивления загрязненных фильтров конди-
ционера КЦКП.
Таблица 3.2
Сопротивление фильтров кондиционера КЦКП
Показатель	Класс очистки						
	G3	G4	F5	F6	F7	F8	F9
Начальное сопротивление чистого фильт- ра, Па	40	43	55	60	НО	130	150
Рекомендуемое конечное сопротивление загрязненного фильтра, Па	250	250	400	400	400	400	400
При достижении предельного перепада давления на фильтрах ик ме-
няют или регенерируют.
Расчетное время работы фильтра до замены или регенерации фильт-
ровального материала можно определить по формуле (3.2), если известна
пылеёмкость фильтра УФ (г/м2)
_ 1000
где Ft!> - площадь фильтровальной поверхности, м2;
L - расход очищаемого воздуха, м7ч;
z, и z, - начальная и конечная концентрация пыли в воздухе, мг/м3.
Начальная концентрация пыли зависит от вида местности:
-	сельская местность -0,15 мг/м3;
-	жилые районы городов - 0,5 мг/м"’;
—	индустриальные районы городов — 1,0 мг/м3;
—	территории промышленных предприятий — 3 и более мг/м3.
Конечная концентрация пыли после фильтра зависит от его эффектив-
ности £ф,(%)
^=^-(£,„..-0/100.	(3.3)
В центральных кондиционерах применяются фильтры разнообразных
конструкций, ячейковые, карманные, рулонные, самоочищающиеся и др. В
табл. 3.3 приведены площади фильтровальной поверхности карманных
ф)ил>'1 рои кондиционера КЦКП.
В центральных кондиционерах может применяться двухступенча-
тая система очистки воздуха от пыли. Если известна эффективность очист-
ки отдельных ступеней ЕФ1 и Еф2,то суммарная эффективность Еф1_2может
быть оценена по формуле
Еф2.2 = ЕФ! + ЕФ2 •(! -Еф1 /100).	(3.4)
72
Таблица 3.3
Площадь фильтровальной поверхности карманных фильтров
______________кондищюнера КЦКП (в сокращенном виде)._________
Типоразмер		 Класс G3, G4, F5	Класс F6 — F8
		Площадь фильтровальной поверхности, м2	
КЦКП-10	9,4		19,4	
КЦКП-12,5	12,4	26,0
КЦКП-16	15,6	' 32,4
	КЦКП-20		18,6	39,0
	1ЩКП-25	2X4	48,6
КЦКП-31,5		27,9	58,5
КЦ КП-45		32,7	68,1
	КЦКП-50			43,6		90,8
3.2. Основы расчета водо-воздушных теплообменников
В центральных кондиционерах широко используются водо-воздушные
теплообменники, которые являются базовым элементом блоков воздухо-
нагревателей п воздухоохладителей, их конструкции описаны в разделе 1.
/(алее рассматриваются основы расчета водо-воздушных теплообменни-
ков, для определенности — теплообмешпжов-воздухонагревателей.
Можно различать конструкторский (упрощенный поверочный) расчет,
в котором искомой величиной является требуемая площадь поверхности
теплопередачи, при заданных начальных и конечных состояниях обмени-
вающихся сред и их расходах. Другой тип расчета - это точный повероч-
ный расчет, выполняя который, при заданной площади теплопередачи и
начальных параметрах обменивающихся сред определяются либо конеч-
ные параметры обменивающихся сред либо конечные параметры теплоно-
сителя и его расход.
Основу расчета теплообмешшков составляют уравнения теплового
баланса:
для воздуха
б = 0,278.с.С.(/я-^);	(3.5)
для воды
Q = 0,278• cr/ -G.y	(З.б)
и уравнение теплопередачи
Q = k-F-htcp,	(3.7)
где Q - теплообмен, Вт;
с,	- удельные теплоемкости обменивающихся сред при их средштх
температурах: воздуха с=1,005 кДж/(кг-°С) и воды clF=1,187 кДж/(кг-°С);
G, Gu. — массовые расходы воздуха и воды, кг/ч;
hi, he _ начальная и конечная температура воздуха, °C;
73
t.m,	- начальная и конечная температура воды, °C;
к - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2,0С);
F - площадь поверхности теплопередачи, м2;
Д/а. - средняя разность температур обменивающихся сред, °C.
Под величиной Д/а, обычно понимается средняя логарифмическая
разность температур:
=№tg — Д?Л/)/1п — —,	(3.8)
д'л/
где Д/л. и Д(.л, — наибольшая и наименьшая разности температур об-
менивающихся сред, °C.
В технических расчетах вместо средней логарифмической разности
часто используется средняя арифметическая разность температур
(3.9)
которая при практически важных соотношениях расходов обмениваю-
щихся сред мало отличается от Д/&7.
Коэффициент теплопередачи водо-воздушного теплообменника опре-
деленной конструкции, - это величина, зависящая от массовой скорости
воздушного потока во фронтальном сечении vp (кг/(с-м2)) и скорости воды
в трубках у/(м/с). Связь этих величин обычно выражается степенной зави-
симостью
(3.10)
где Л, а, р - эмпирические константы для данного типа теплообмен-
ника.
В свою очередь следующие формулы определяют:
массовую скорость воздушного потока
G
vp =-------,
‘ збоо-^
(3.11)
расход воды
G„ =		(3.12)
CW ‘ V 11'1/	' WK )
и скорость движения воды в трубках теплообменника
где pw — плотность воды (в случае использования антифриза зависит
от температуры и концентрации), кг/м3;
ЕФР, /т? ~ площадь фронтального сечения для прохода воздуха и пло-
щадь сечения трубок для прохода воды, м2;
/»- число параллельных ветвей (число трубок, подключаемых к кол-
лектору теплообменника).
Для выполнения точного поверочного расчета, дополнительно к ука-
занным выражениям, привлекаются введенные В. Кэйсом л А. Лондоном
74
114] зависимости для безразмерных комплексов переменных. Общий вид
н их зависимостей таков:
р ~ Ф(МТ1?, 17, схема движения потоков)	или
1>ц. = (fr(NTUiy, JVH,, схема движения потоков)	(3.14)
Коэффициент (показатель) эффективности, записанный относительно
воздуха (по воздуху), это безразмерная величина
<’=гхт’> '	'	<ЗЛ5>
‘н’Н 1Ц
соответственно, коэффициент эффективности по воде
(3.16)
hm hi
Водяной эквивалент относительно воздуха (по воздуху)
c-G
=	'	(3-17)
сн. • &:у
водяной эквивалент по воде
(3.18)
c-G
Очевидно, что эти величины взаимно обратные
17 = 1/И'г.	(3.19)
Число единиц переноса относительно воздуха (по воздуху) определя-
ется так:
ХТи = -’6'к'Е,	(3.20)
с G
а по воде
NTUW = 3?6’bF.	(3.21)
cw ’Gv
Они связаны между собой соотношетшем
NTU = NTUw-Ww	ИЛИ	NTU = NTUW IW.	(3.22)
Из уравнения теплового баланса следует, что
= 0. г/	или	Qw = 0!Wn..	(3.23)
Конкретное выражение связи безразмерных параметров (3.14) зависит
от схемы движения обменивающихся сред (воздуха и воды). Для прямо-
точного движения _ 1 - ехр[-ЛС777 • (1 + /Г)1 1 + 17 для противоточной схемы = 1-ехр[-Л7ТЛ(1-Г7)] 1 -17  ехр[-ЛП/ • (1 -17)]'	(3.24) (3-25)
Безразмерные комплексы могут применяться для описания теплооб-
мена между воздушными потоками или потоками жидкости.
Реальные водо-водяные теплообменники выполняются многоходовы-
ми и часто многорядными. Причем ходы трубок (петли трубок) проникают
75
и разные ряды. Как правило, в таких теплообменниках происходит слож-
ное перекрестное движение обменивающихся сред, но фактически такие
теплообменники ближе к противоточной схеме. Графически зависимость
(3.25) представлена на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Спять величин О, NTU и 1Кдля противоточного теплообменника (по форму-
ле (3.25))
J
Зависимость (3.14), конкретизированная, например, формулой (3.25),
применяется в ситуациях, когда требуется уточнить конечные состояния
обменивающихся сред. Особенно удобно это выполнять при сохранении
неизменным коэффициента теплопередачи, который сложным образом за-
висит от массовой скорости воздуха и скорости воды в трубках.
76
3.3.	Расчет воздухонагревателя
Упрощенная методика расчета практически совпадает с расчетом воз-
духонагревателя (калорифера) приточной установки [15], с учетом конст-
руктивных особенностей и ограничений, характерных для конкретного ти-
пи кондиционера.
Исходные данные для такого расчета воздухонагревателя:
—	начальные и конечные температуры воздуха tH и tK ,°С;.
-	расход воздуха G, кг/ч или L , м3/ч;
-	начальная и конечная температура теплоносителя, tmt и r[W,°C.
Необходимо найти: требуемую площадь поверхности теплопередачи
воздухонагревателя F^, (м2), соответственно выбрать теплообмегшик с
фактической площадью теплопередачи F# (м2), определить запас площадп
теплопередачи £(%), аэродинамическое сопротивление ДР< (Па) и гид-
равлическое сопротивление ДРГ (кПа).
Для воздухонагревателя первой ступени, работающего при отрица-
тельных температурах, как одно из условий, предотвращающих опасность
замораживания, запас поверхности теплопередачи должен быть не более
10%. Другое важное условие - скорость движения воды в трубках не ниже
0,12 м/с. Для медпо-алюминиевых теплообменников трубно-калачовой
конструкции рекомендуется скорость движения воды порядка 1 м/с.
Путь решения
1.	Выбирается тшт воздухонагревателя (без обводного канала или с
обводным каналом, занимающим часть поперечного сечения кондиционе-
ра), определяется площадь фронтального сечения воздухонагревателя ,
м2. Вычисляется массовая скорость воздуха во фронтальном сечении воз-
духонагревателя, кг^с-м2), по формуле (3.11).
2.	Вычисляется количество теплоты, необходимое для нагрева возду-
ха, Вт, по формуле (3.5).
3.	Рассчитывается расход теплоносителя, кг/ч, по формуле (3.12)
4.	Задаваясь скоростью движения теплоносителя в трубках w в преде-
лах от 1,0 до 1,5 м/с и числом рядов трубок по ходу воздуха р, рассчиты-
вают число ходов и площадь сечения для прохода воды.
Обще количество трубок:
= > (3 2б)
Л
где Н71> - высота трубной решетки, зависит от типоразмера кондицио-
нера и типа воздухонагревателя (без -, или с обводным каналом), м;
h - шаг расположения трубок по высоте, для кондиционера КЦКП
h =0,05 м.
Число ходов:
n=Nlm,	(3.27)
77
где tn — число труоок, подключаемых к подающему коллектору воз-
духонагревателя, определяемое ориентировочно по заданному значению
скорости теплоносителя в трубках
(3.28)
т =
3600 • /?|Г •	 w
Число ходов может быть равным 2,4,6, 8, 12,16.
Площадь живого сечения медной трубки у кондиционера КЦКП при
внутреннем диаметре 11,8 мм составляет frp~ 0,0001108 м2.
Принимается ближайшее значение числа ходов и уточняется скорость
теплоносителя в трубках по формуле (3.13).
Требуемая площадь поверхности теплопередачи зависит от числа ря-
дов трубок в теплообменнике и шага между пластинами оребрения. В со-
временных теплообменниках шаг пластин может выбираться в диапазоне
от 1,8 до 4,2 мм, причем шага может меняться с точностью 0,1 мм. Напри-
мер, можно выполнить расчет теплообменника с шагом пластин оребрения
1,8 мм и если он не удовлетворяет поставленным условиям, можно повто-
рить расчет с шагом оребрения 1,9 мм и т.д.
При выполнении расчета с помощью компьютерной программы число
рядов трубок и шаг оребрешы может задаваться или выбираться про-
граммно по заданному алгоритму. При выполнении ручного расчета мож-
но задаться некоторой величиной шага оребрения, например, 2,5 мм.
5.	Определяется коэффициент теплопередачи к, Вт/(м20С), который
зависит от скорости теплоносителя и массовой скорости воздуха. Для воз-
духонагревателей кондиционера КЦКП он может определяться по формуле
к = А -(г/?)0,37 -w0,18.	(3.29)
6.	Определяется расчетная разность температур. В технических расче-
тах обычно используется средняя арифметическая разность температур,
которая вычисляется по' формуле (3.9).
7.	Определяется требуемая площадь поверхности теплопередачи F, м2
В соответствии с величиной F^ при ручном расчете уточняется число
рядов трубок воздухонагревателя, определяется соответствующая факти-
ческая площадь теплопередачи F# и рассчитывается запас поверхности
теплопередачи
j = fkl^k.ioo%.	(3.31)
Для воздухонагревателя первой ступени запас поверхности теплопе-
редачи должен быть не более 10%.
8.	Вычисляется аэродинамическое сопротивление воздухонагревателя
ДР,,Па
ДР^РДур)^. .	(3.32)
78
9.	Рассчитывается гидравлическое сопротивление воздухонагревателя
Д7ф, кПа
&РГ = 1,9681 • 1ХОД •	,	(3.33)
где 1Х0Х - длина хода жидкости в трубках, вычисляется как произведе-
ние числа ходов на длину трубок
1ход~т'1т?>	(334)
где — длина трубок, зависит от типоразмера теплообменника, м.
Табл. 3.4
Значения эмпирических коэффициентов Л, Б, М
для теплообменников кондиционера КЦКП [3]
Количество рядов трубок по ходу воздуха
Эмпирический	1			2		1 з	4
коэффициент	Шаг пластин оребрения, мм						
	1,8	. 2,5	4	1,8	2,5—	1,8	2,5
Л	20,21/	<21,68 'i	23,11	20,94	/21,68	| 20,94	20,94
Б	2,104'	1,574	1,034	4,093	1 3,035	6,044	7,962
М	1,641	1,74	1,81	1,65	i 1,72/	1 1,66	1,59
В таблице 3.5 в сокращенном виде приведены технические характери-
стики однорядных воздухонагревателей кондиционера КЦКП (ВИВ 243.1
без обводного канала).
Таблица 3.5
Характеристики теплообменников ВЫВ243.1 (с сокрагцешгем)
Типоразмер кондиционера	Обозначение воздухонагре- вателя ВНВ	Площадь фронталь- ного сече- ния, м2	Размеры, мм		Площадь тепло- передачи одно- рядного тепло- обменника, м2, при шаге ореб- репия, мм	
			Длина трубок	Высота трубной решетки	1,8	2,5
КЦКП-10	243.1-103-090	0,93	1030	900	25,7	18,7
КЦКП-12,5	243.1-103-120	1,24	1030	1200	34,2	24,9
КЦКЛ-16	243.1-133-120	1,6	1330	1200	442	32,2
КЦКП-20	243.1-163-120	1,96	1630	1200	54,1	39,4
КЦКП-25	243.1-163-150	2J5	_ .1630				L500			67.7 Г	49Д_
КЦКП-31,5	243.1-163-180	2,93	1630	1800	81,2	59,1
КЦКП-40	243.1-185-180	3,33	1900	1800	92,2	67,1
КЦКП-50	243.1-185-200	8,7	1850	2000	102,4	74,6
Пример 3.1
Рассчитать воздухонагреватель центрального кондиционера КЦКП.
79
Исходные данные:
-	начальные и конечные температуры воздуха tH =-6 °C и tK =11 °C;
-	расход воздуха G =30000 кг/ч;
-начальная и конечная температура теплоносителя, :,Л71 =115°С и ^=70 °C.
Решение
Принимается к расчету воздухонагреватель ВНВ 243.1-163-150 кон-
диционера КЦКП-25. Площадь фронтального сечения ГФР=2,45 м2.
1.	По формуле (2.11) рассчитывается массовая скорость во фронталь-
ном сечении
G 30000 о	2\
vp =--------=---------=3,4 кгдс-м ).
3600 -ГФР 3600-2,45	’	4	7
2.	Вычисляется требуемый теплообмен воздухонагревателя по форму-
ле (3.5)
О = 0,278 • с • G • (f/f - t„) = 0,278  1,005 -30000 -(11- (-6))=142500 Вт.
3.	По формуле (3.10) рассчитывается расход теплоносителя
„	3,6-0	3,6-142500	,
G =-------— -----= —2----------= 2723 кг/ч.
4,187-(115-70)
4.	Принимается число рядов трубок по ходу воздуха р=1, при высоте
трубной решетки Нтр=1,50 м и по формуле (3.26) рассчитывается общее
количество трубок - 
дг =	= ь1>5-=зо
.h .	0,05
Принимается-скорость движения теплоносителя в трубках ориентиро-
вочно 1,2 м/с, по формуле (2.28) оценивается число параллельных ветвей
-	2723	=4 7
1?! —  --------------	. - - г -	Э < / s
3600-Рн,-frr-w 3600-1000-0,0001108-1,2
принимается т=6, тогда по формуле (3.27) число ходов составляет
n=N/ w = 30 / 6 =5, принимается ближайшее четное число п =4.
Скорость движения воды в трубках находится по формуле (3.11)
G(/	2723	.	,
w=------------------------------------=1,14 м/с.
3600 • рк, •	• т 3600 • 1000 • 0,0001108-6
5.	Коэффициент теплопередачи определяется по формуле (3.10).
Предварительно задается шаг пластин 2,5 мм и находятся эмпирические
коэффициенты:
.4=21,68, а =0.37, £=0,18;
к = А-(ур)а -1/ = 21,68-(3,4)0-37 -1,14°-'8=34,89 Вт/(м2-°С).
6.	По формуле (3.9) рассчитывается разность температур
A^=Um+^)/2-(/w+?x)/2=(115 + 70)/2-(-6+ll)/2=88°C.	•
7.	Требуемая площадь поверхности теплопередачи определяется по
формуле (3.30)
80
. Q 142500	. г
Frp = —-— =---------=46,4 м .
к -Мер 34,89-88
Фактическая площадь поверхности теплопередачи Гф= 49,3 м2, запас
поверхности теплопередачи по формуле (2.31) составляет
8 = F* ftp . 1000/о =	46,4 10()% =5 9 о/о
F17	49,3
8.	Вычисляется аэродинамическое сопротивление воздухонагревателя
по формуле (3.32)
ЬРА = Б - (vp)w = 1,574 • (3,4)1,64 =11,8 Па.
9.	Определяется длина параллельной ветви
^ход = «• = 4  1,63 =6,52 м
и рассчитывается гидравлическое сопротивление воздухонагревателя по
формуле (3.33)
АРГ = 1,968 • 1Х0Д • в'1-69 = 1,9681 • 6,52 • 1,14'69 =16,0 кПа.
На этом заканчивается упрощенный расчет, в ходе которого подоб-
ран теплообмешпж с запасом площади теплопередачи не выше 10 %.
На основе использования безразмерных комплексов можно уточнить
температуру воздуха и воды после такого теплообменника. Или найти на-
чальную температуру горячей воды, при которой воздухонагреватель бу-
дет точно обеспечивать нагревание воздуха до заданной температуры.
У современных медно-алюминиевых воздухонагревателей рекоменду-
ется применять качественное регулирование - изменение температуры пи-
тающей горячей воды, которое обеспечивается с помощью регулирующего
клапана и смесительного насоса (подробнее см. гл. 4). При таком регули-
ровании расход воды через теплообменник остается практически неизмен-
ным, равным подаче насоса. Это значит, что неизменной остается ско-
рость воды в трубках, коэффициент теплопередачи, число единиц переноса
NTU и водяной эквивалент J7.
Пример 3.2
По данным примера 3.1 требуется:
-	рассчитать точные параметры воды и воздуха после воздухонагрева-
теля при заданных исходных условиях;
-	определить точную температуру горячей воды, необходимую для
нагревания воздуха до заданной температуры.
1. По формулам (3.17) и (3.20) рассчитываются водяной эквивалент
по воздуху
81
nr c-G 1,005'30000
#	=	— -------=2,644
c№ -G,,	4,187-2723
и число едппиц переноса по воздуху
NTU = ^’k'-F = Mj4»89!49-3 =0 205
c-G 1,005-30000
2.	По формуле (3.25) или по графику па рис. 3.1 находится темпера-
турный показатель для противоточной схемы движения •
д = l-expHVn/.g-FQ] =	1-ехр[-0,205-(1-2,644)] • =() .
l-^-exp[-ATV-(l-JF)J 1 - 2,644 • ехр[-0,205 • (1 - 2,644)]	’
3.	Исходя из определения температурного показателя (формула
(3.15)), можно получить выражение для копенной температуры воздуха
/к =6, + 0-('™ -^)=- 6+0,148-(115-(-6))=11,9 °C.
4.	Температуру уходящей обратной воды можно определить исходя
из формул (3.23), (3.19) и (3.16)
₽,г = р/Ифг =0.17=0,148-2,644= 0,391,
<«=<»„-в,	115-0,391’(И5~(-б))=б7,90С.
Первая часть задания выполнена. Вторая часть.задания - это решение
практически более важной задачи - определение начальной температуры
воды, при которой конечная температура воздуха будет в точности соот-
ветствовать заданной.
5.	Из формулы (3.15) можно найти
6=7/ =(ц + (^	<?= - 6+(11-(-6))/0,148=108,9 °C.
6:	Тогда конечная температура воды будет равна
'и=<™-вг (<,„ -<„)= 108,9-0,391-(108>9-(-6»=б4°С.
Технически такая задача решается с помощью вышеназванного регу-
лирования с помощью клапана и смесительного насоса. k
3.4. Р асчет воздухоохладителя
Особенностью процесса теплопередачи, протекающего в поверхност-
ном воздухоохладителе, является то, что его характер зависит от соотно-
шения начальных параметров воздуха ц холодной воды. Если температура
холодной воды выше температуры точки росы начального состояния воз-
духа, в теплообменнике происходит процесс «сухого» охлаждения без
осушения воздуха при d=const. Если температура холодной воды (а точ-
нее, температура поверхности теплообменника) ниже температуры точки
росы — происходит процесс охлаждения и осушения воздуха - «мокрое»
охлаждение. Коэффициент теплопередачи в случае «мокрого» охлаждения
выше коэффициента теплопередачи при «сухом» охлаждении. Процесс ох-
лаждения, сопровождающийся конденсацией водяных паров, описывается
более сложными закономерностями.
82
Существует ряд методов инженерного расчета воздухоохладителей
116, 11,3 и др.]. Например, имеется такой подход к расчету [16]: исполъ-
|уются экспериментально полученные зависимости для коэффициента яв-
ной теплопередачи и коэффициента полной теплопередачи кл, послед-
ний учитывает и процесс осушения воздуха с конденсацией влаги.
V-T'1;	(3.35)
*»=4-(’7’)"2-«я-Г2>	(3.36)
где А , а, р, у - эмпирические коэффициенты.
где Т - температурный параметр:
T = (j,4 ~	~Ьун')>	(З.э7)
tM - температура воздуха по мокрому термометру, соответствующая
начальному состоянию воздуха с температурой t„, °C;
•ira — начальная температура холодной воды на входе в теплообмен-
пик, С.
Тогда явный и полный теплообмен выразятся соответственно:
Ол =0,278-^(3.38)
Qn =0,278 -kirF-MCJI.	(3.39)
Другой подход заключается в том, что вместо процесса охлаждения и
осушеппя рассматривается условный процесс «сухого» охлаждения, пока-
заштый на рис. 3.2.
Действительные точки начального и конечного состояний воздуха
обозначены II и К. На пересечении прямой, проведенной через эти точки, с
линией насыщения (^=100 %) находится положение точки / точка пре-
дельного состояния процесса «мокрого» охлаждения. Через эту' точку про-
водится прямая df=const и па ней по линиям i= const, находятся положения
точек Н’ п К’ — состояния начала и конца условного процесса «сухого»
охлаждения, который в дальнейшем рассматривается вместо действитель-
ного процесса.
Считается, что температура предельного состояния соотносится с на-
чальной температурой холодной воды следующим образом:
(,=/„,+(3*5),	(3.40)
а температура обратной отепленной воды обычно принимается на не-
сколько градусов выше, обычно
'те =Wh(4->6).	(3.41)
Расчет сухого охлаждения строится на основе общих зависимостей
для теплопередачи в водо-воздушных теплообменниках, которые рассмот-
рены выше.
Исходными данными для расчета воздухоохладителя являются:
— начальное и конечное состояние воздуха, задаваемое температурами
и энтальпиями t„, ih- и tK, iK;
83
-	расход воздуха G;
-	начальная температура холодной воды tw;!.
Необходимо найти требуемую площадь поверхности теплопередачи
F, конечную температуру и расход холодной воды, аэродинамическое
ДРЛ и гидравлическое сопротивление ДРГ воздухоохладителя.
Рис. 3.2. Условный процесс
«сухого» охлаждения
1.	Выполняются описанные выше построения на /-^-диаграмме, нахо-
дятся положения точек Н и К, точки/, а также точек Н’ и К’.
2.	Из формулы (3.40) находится необходимая для осуществления про-
цесса охлаждения начальная температура холодной воды = tf -(3<-5) .
3.	Определяется требуемая холодопроизводительность воздухоохла-
дителя Qx = 3,6 • G • (/я - i к).
4.	Рассчитывается расход холодной воды из условия, что перепад тем-
ператур холодной воды составляет At». =4+6 °C
_	0,278-Ох
С,?- •
. и конечная температура холодной воды = tWH + Atw.
5.	Вычисляется массовая скорость воздуха во фронтальном сечении
воздухоохладителя по формуле (3.11).
6.	Задаваясь скоростью движения теплоносителя в трубках w в пре-
делах от 0,8 до 1,0 м/с и числом рядов трубок по ходу воздуха р, рассчи-
тывают число ходов и площадь сечения для прохода воды.
Обще количество трубок определяется по формуле (3.26).
Число параллельных ветвей (число подключений к коллектору) - по
формуле (3.28).
Число ходов по формуле (3.27).
84
Принимается ближайшее значение четного числа ходов п и уточняет-
ся скорость холодной воды в трубках по формуле (3.13).
7.	Определяется коэффициент условной «сухой» теплопередачи- к,
который зависит от скорости воды и массовой скорости воздуха
к = A-typy.
8.	Вычисляется безразмерный водяной эквивалент для впзпутпногл
потока
9.	Рассчитывается температурный показатель (эффективность) возду-
хоохладителя для условного «сухого» процесса
д _ hr ~ hr
hr ~ hru
10.	По формуле (3.25) или по графику на рис. 3.1 находится число
единиц переноса относительно воздушного потока NTU.
11.	Вычисляется требуемая площадь поверхности теплопередачи
‘'гр ~
c-G	•
12.	По формуле (3.30) определяется фактическая площадь поверхно-
сти. теплопередачи и уточняется требуемое число рядов трубок, определя-
ется запас поверхности охлаждения.
13.	По формуле (3.32) рассчитывается аэродинамическое сопротивле-
ние воздухоохладителя.
14.	По формуле (3.33) рассчитывается гидравлическое сопротивление
воздухоохладителя.
Пример. 3.3
Рассчитать воздухоохладитель кондиционера КЦКП.
Исходные данные: Расход воздуха G =30000 кг/ч, начальное состоя-
ние воздуха =25 °C, /„=53 кДж/кг, конечное состояние воздуха /Л.=14 °C,
/„=37 кДж/кг.
Решите
1.	Выполняются описанные выше построения на /-^-диаграмме
(рис.2.3), находятся положения точек Н’(гя.=30,5 °C) и К’(/к=15 °C), а так-
же точка/ (/Z=12°C).
2.	Из формулы (3.9) находится необходимая для осуществления про-
цесса охлаждения начальная температура холодной воды
^„=/-(3=5) =12-5=7 °C.
3.	Определяется требуемая холодопроизводительность воздухоохла-
дителя Ох
85
Qx =0,278-G-(iH -/J=0,278-30000-(58-37)=175140 Вт
Рис.3.3. Реальный процесс охлаждения и осушепия и условный процесс
«сухого» охлаждения (к примеру 3.3)
4. Рассчитывается расход холодной воды из условия, что перепад тем-
ператур холодной воды составляет Дг!Г=6 °C
W^ = WJ75140 =25098 Kr/4
‘ с^-ДГ,,,	4.187-6
и конечная температура холодной воды
ewx = 1К'Н +	“746= 13 °C.
5. Вычисляется массовая скорость воздуха во фронтальном сечении
воздухоохладителя по формуле (3.11)
G 30000 о
vp =-------=---------= 3,4 кг/(с-кг).
и 36003600-2,45	4 5 6 7
6. Задаваясь скоростью движения холодной воды в трубках w= 1,2
м/с и числом рядов трубок по ходу воздуха р =6, рассчитывают число хо-
дов и площадь сечения для прохода воды.
Обще количество трубок:
86
h 0,05
где HT!. =1,5 - высота трубной решетки;
h =0,05 - шаг расположения трубок по высоте.
ш - число трубок, подключаемых параллельно к подаче холодной во-
ды, определяемое ориентировочно по заданному значешпо скорости хо-
лодной воды в трубках
25098
ш ----------------=----------------------=э2 .
3600 • pw	3600 • 1000 • 0,0001108 • 1,2
Число ходов:
п = Nfm =180/52=3,5 - принимается ближайшее четное число ходов
п =4. Тогда число подключений m =180/4=45 и уточняется скорость
холодной воды в трубках
25098
w =-------г------=----------—-----------=14 м/с.
36Q0-pty •/„-m ’ 3600-1000-0,0001108-45
7.	Определяется коэффициент условной «сухой» теплопередачи к,
который зависит от скорости воды и массовой скорости воздуха
к = А• Од)037 • w°-IS =21,68• (З/l)0-37  1,4РЛ=Зб, 21 Вт/(м2-°С).
8.	Вычисляется водяной эквивалент по воздушному потоку
тг. c-G 1,005-30000
/г = — -----------------U,Z6 /.
с„. -Gw 4,187-25098
9.	Рассчитывается эффективность воздухоохладителя для условного «су-
хого» процесса
л /м-~Лг-	30,5-15
0 = --~ = "У ’ с~ д =0,659 .
t tv ^fw 30,5 7
10.	По 1рафику на рис. 3.1 или исходя из формулы (3.25) находится
число единиц переноса относительно воздушного потока NTU
1-17	1-&	1-0,287	1-0,659
11.	Вычисляется требуемая площадь поверхности теплопередачи
„ c-G-NTU 1,005-30000-1,21 _о„по 2
X * уп —	““	”' “ 2/ i	1\Д *
тг 3,6-к 3,6-36,21
12.	Площадь теплообмена одного ряда теплообмешшка ВОВ 243.1-
163-150 при шаге пластин 2,5 мм составляет =49,3 м2;
Приближенное необходимое число рядов	= F^ =
279,9/49,3=5,67 округленно 6 рядов.
Тогда факттгческая площадь теплопередачи РФЛ1а =Г, • р =49,3 -6=295,8
2	F —F	295 8 — ^79 9
м . Запас поверхности теплообмена 3 = —----— • 100% = —J—-——  100% =
J	FTJr	295,8
=5,4 %.
87
13.	Рассчитывается аэродипам!гческое сопротивление воздухоохлади-
теля (поскольку в табл. 3.1 приведены краткие сведения, принимаются
данные для трех установленных последовательно по воздуху двухрядных
теплообменников с шагом пластин 2,5 мм)
ДР, = Б-р• (v/?)w=3,035-3-3,41,72=74,7Па .
14.	Рассчитывается, гидравлическое сопротивление воздухоохладителя
Предварительно вычисляется длина хода !ход =lTfl-n=l ,63 -4=6,52 м,
ДА- = 1,968-1ХО„ •	=1,968 •б,52-1,41’69=22,7 кПа.
3.5.	Расчет камеры орошения
Как было отмечено, в современных центральных кондиционерах ка-
меры орошения преимущественно используются в качестве увлажнитель-
ного устройства, работающего в изоэптальпическом (адиабатическом) ре-
жиме. При таком режиме энергия затрачивается только на работу насоса, с
помощью которого организуется рециркуляция воды. При этом в результа-
те тепломассообмена с потоком воздуха, вода приобретает параметры
близкие к температуре мокрого термометра и естественным способом под-
держивается изоэнтальпический процесс увлажнения.
Характеристикой такого процесса является коэффициент адиабатной
эффективности ЕА
hi
(3.42)
Исходными данными для расчета камеры орошения, работающей в
изоэптальпическом режиме увлажнения, являются: расход воздуха G, его
начальное и конечное состояние (точки Н и К иа рис. 3.4). При выполне-
шш расчета камеры орошения, требуется определить расход орошающей
воды Gfy и необходимое давление перед форсунками Рф. Методика такого
расчета представлена, например, в [11,17, 18].
Рис. 3.4. Процесс изоэпталышче-
ского (адиабатического) увлажне-
ния
88
1.	На поле z-d-диаграммы через точку Н начального состояния возду-
ха проводится линия	на которой находятся положения точек К и
М, по формуле (3.42) вычисляется ЕА.
2.	Используя эмпирические данные в виде формул, таблиц или графи-
ков в зависимости от величины находится коэффициент орошения
/J = G((. /G.-Так для камеры орошения ОКФЗ кондиционера КТЦЗ справед-
лива формула ЕА = 1 - ехр(0,15 - Л, • Л0,1), откуда
В = «1п—Ь— 0,15)/J,)1/£rl ,	(3.43)
1 &А
где Л; и а1 - эмпирические коэффициенты, связанные с конструкцией
камеры и числом (плотностью установки) используемых форсунок.
3.	Затем вычисляется расход воды
GW=B-G	(3.44)
4.	Определяется расход воды через одну форсунку
G^G^Jn., ,	(3.45)
где пф- количество форсунок в камере орошения.
5.	По эмпирической формуле, выражающей расходную характеристи-
ку, определяется требуемое давление воды перед форсункой
РФ=АФ-{СФУ\	(3.46)
где Лф л рф - эмпирические коэффициенты, зависящие от конструк-
ции форсунки.
Так, для форсунок ЭШФ-7/10 камеры орошения ОКФЗ справедлива
формула
Рф=(<7ф/93,4)2-0".
6.	Необходимое давление насоса определяется по формуле
РН=РФ + EPrp +piy-g-h ,	(3.47)
где ЕРп - потеря давления в трубной обвязке камеры орошения, кПа;
й— высота подъема воды, м.
У некоторых кондиционеров расход орошающей воды Gif, определяет-
ся непосредственно по данным технической документации. Так, для кон-
диционера КЦКП [5] приводятся технические характеристики (табл.3.6),
соответствующие фиксированным коэффициентам эффективности 0,65,
0,85 и 0,95 при номинальном расходе воздуха.
В случаях, когда фактический расход воздух Еф отличается от номи-
нального 11ЮМ, можно воспользоваться графиком на рис. 3.5, на котором
приводится зависимость коэффициента адиабатной эффективности ЕА от
относительного расхода воздуха £'=Д.. / Lf:m при фиксированных значени-
ях Ejhom •
89
Таблица 3.6
Характеристики форсуночных камер орошения КЦКП (с сокращением) [5]
Типоразмер	Ном. коэфф, адиба- тнч. эффскптвпости, г	Расход воды, С1Г,т/ч	Давление перед фор- сункой, 7ф, бар (кг/см2)
КЦКП-10	0,65	9,0	0,6
	0,85	13,1	1,35
	0,95	17.1	2,45
КЦКП-12,5	0,65	9,0	0,6
	0,85	13,2	1,38
	0,95	17,3	2.52
КЦКП-16	0,65	11,8	0,65
	0,85	17,1	1,5
	0,95	22,5	2,74
КЦКП-20	0,65	15,9	0,67
	0,85	23,0	1,53
	0,95	30,3	2,8
КЦКП-25	0,65	19,6	0,72
	0,85	28,5	1,64
	0,95	37,4	2,98
КЦКП-31,5	0.65	29,4	0,72
	0,85	42,5	1,62
	0,95	55,7	2,94
КЦКП-45	0,65	40,0	0.72
	0,85	58,0	1.62
	0,95	76,0	2,95
КЦКП-50	0,65	48,5	6,7
	0,85	70,2	1.59
	0,95	92,0	2,88
Рис. 3.5. Зависимость коэффициента
адиабатной эффективности Ел от отно-
сительного расхода воздуха L'~ L# / LH0!J
[5]:
1 ~ Елном ~0,95;
- — Е/яом =0,85;
2 — Ejhou “0,65
90
Пример 3.4
Рассчитать камеру орошения кондиционера КЦКП, piKioinioitiyh» п
июэнтальпическом (адиабатическом) режиме увлажнении дим rfi<\nyiiiiiiiih
условий: расход воздуха (7=27000 кг/ч, начальное состоим ио по1Дунп
|очка Н (/w=15 °C, гя=20 кДж/кг), конечное состояние воздуха • точки К
(^=6,5 °C, (рк-90 %), температура мокрого термометра для этого процесс л
/„=5,7 “С.
Решение
1.	Определяется фактический массовый расход воздуха
Ъф =G!р =27000/1,2=22500 м3/ч
и выбирается типоразмер кондиционера КЦКП-25 с поминальным
расходом воздуха LHUi( =25000 м3/ч.
2.	Вычисляется коэффициент адиабатной эффективности ЕА
Е н ~	~ 6,5
‘-'а —	~ ~ , - го =0,92 - значение близкое к номинальной ве-
Ц/-Ц/ 15-5,8
личине £,mw=0,95.
3.	Отношение фактического расхода воздуха к номинальному
Г= L* ILH0KI =22500/25000=0,9.
4.	По графику парне. 3.5. по кривой 1 при i’=0,9 находится Е^=0,96.
5.	Тогда уточненное значение конечной температуры воздуха составит
(к =0, -£<•('„ -/„)=15-О,96-(15-5,8)=6,2°C,
чему соответствует <^=93 %.
6.	При номинальном расходе G„ =37400 кг/ч давление воды перед
форсунками РО=298 кПа. Эти данные являются исходными для определе-
ния гидравлических потерь давления, подбора насоса и определения мощ-
ности двигателя насоса.
Для кондиционера КЦКП в каталоге предлагается определенный на-
сос, соответствующий выбранной стандартной эффективности процесса
увлажнения.
Основы расчета других аппаратов центральных кондиционеров для
обработки воздуха представлены в [3, 4, И, 16] и других источниках.
91
Рис. 3.6. Процесс адиаба-
тического увлажнения (к
примеру 3.4)
Методики расчета теплоомассообмешгых аппаратов кондиционера
КЦКП, положенная в основу программы подбора и расчета блоков нагре-
вания (водоводяных, пароводяных), блоков охлаждения (водяпых и фрео-
новых), камер орошения, блоков утилизации теплоты с промежуточным
теплоносителем изложепы в [2].
92
Глава 4
Холодоснабжение и теплоснабжение центральных СКВ
Источником холода для современных СКВ с центральными
неавтономными кондиционерами обычно является чиллер -
подоохлаждающая холодильная машина. Также . используются
компрессорно-конденсаторные блоки (ККБ).
Название «чиллер» происходит от английского слова chill -
охлаждать. В настоящее время наиболее широко используются чиллеры на
основе парокомпрессионной холодильной машины (ГТКХМ), которая
приводится в действие обычно электродвигателем, иногда двигателем
внутреннего сгорания или турбиной [19, 20 и др.]. Абсорбционные
холодильные машины (АБХМ) для выработки и холода и теплоты
используют непосредственно тепловую энергию внешнего источника [20,
21 и др.].
Рис. 4.1. Основные разновидности чиллеров
93
4.1. ПКХМ-чиллеры
Основными частями ПКХМ-чиллера как всякой парокомпрессионной
холодильной машины, являются: компрессор, конденсатор,
дросселирующее устройство (регулятор потока) и водяной испаритель (см.
рис. 4.6). Такие чиллеры молено разделить на две группы: чиллеры с
воздушным охлаждением конденсатора и чиллеры с водяным охлаждением
конденсатора. В первую группу входят моноблочные чиллеры и чиллеры с
выносным конденсатором.
У последних конденсатор выполнен в виде отдельного устройства,
соединенного с основным блоком чиллера
протекания газообразного п жидкого фреона.
б)
медными трубками для
Рис. 4.2. ПКХМ-чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора:
а — чиллер с осевыми вентиляторами; б — чиллер с центробежным вентилятором; в -
чиллер с выносным конденсатором
Основные элементы: I - компрессор; 2 - испаритель; 3 - конденсатор; 4 - осевой
вентилятор; 5 - центробежный вентилятор
94
Моноблочные чиллеры также имеют два основных варианта
11С11олпс1Тия: чиллер с осевым вентилятором для обдува конденсатора и
•iiuuicp с центробежным вентилятором.
Чиллер с осевым вентилятором устанавливается вне помещения, чаще
песто на плоской кровле здания или во дворе. В холодный период года
пода из такого чиллера должна сливаться или вместо воды следует
применять незамерзающий раствор (антифриз).
Чиллер с центробежным вентилятором устанавливается в помещении
(подвал, технический этаж и т.п.), а воздушный поток к конденсатору
подводится и отводится по воздуховодам. Центробежный вентилятор
обеспечивает достаточное давление для перемещения воздуха по
протяженным каналам. В холодный период года, из такого чиллера можно
не сливать воду, если он находится в отапливаемом помещении и защищен
о г попадания наружного холодного воздуха.
Чиллер с выносным конденсатором удобен тем, что основной агрегат
может устанавливаться в отапливаемом помещении, а снаружи, па кровле
здания или на стене, размещается только воздушный конденсатор с
осевыми вентиляторами. По трубкам конденсатора циркулирует хладагент,
которому не опасно замораживание. Из такого чиллера также не нужно
сливать воду па холодный период года.
Чиллеры с водяным охлаждешюм конденсатора компактней, проще и,
обычно, несколько дешевле. Но для функционирования такого чиллера
необходимо обеспечить большой поток воды, охлаждающей конденсатор.
Иногда для этих целей используют артезианскую, речную или морскую
поду. Чиллеры, предназначенные для использования вод природных
источников, особенно морской воды, требуют дополнительной защиты
конденсаторов от возможных загрязнений, отложений и коррозии.
а)	б)
маслоотделитель 2 типовых компрессора	2 центробежных компрессора с электродвигателями
затопленного типа	конденсатор
Рис.4.3. Чиллеры с водяным охлаждением конденсатора:
а - с винтовым компрессором; б - с центробежным компрессором
95
Более рациональное решение, в меньшей степени затрагивающее
окружающую природную среду, — это использование оборотного
водоснабжения на базе вентиляторной градирни или «сухой» градирни, с
помощью которых, отводимая от конденсатора теплота, сбрасывается в
атмосферу. Тогда в водяпом контуре конденсатора должны присутствовать
насос, фильтр, а при использовании «сухой» градирни — расширительный
сосуд, так как в этом случае циркуляционный контур является замкнутым.
Традиционно в чиллерах широко применяются поршневые
компрессоры, для которых характерны пульсации давления, повышенный
шум и вибрация. Происходит вытеснение поршневых компрессоров более
прогрессивными двух- и одновинтовыми компрессорами, спиральными
компрессорами. В таких компрессорах нет преобразования вращательного
движения вала электродвигателя в возвратно-поступательное движение
поршней, отсутствуют впускные и выпускные клапаны, следовательно,
отсутствуют потери давления в них - такие компрессоры более
эффективны, долговечны, создают равномерный поток сжатого газа без
заметных пульсаций, генерируют меньше шума и вибрации.
В чиллерах большой производительности находят применение
турбокомпрессоры (центробежные компрессоры). Для достижения
параметров холодной воды, необходимых для целей кондиционирования
достаточно одноступенчатого турбокомпрессора, в агрегатах очень
большой производительности (20000^-30000 кВт) могут применяться двух-,
трехступенчатые турбокомпрессоры.
В настоящее время традиционный для кондиционирования воздуха
фреон R22 замещается современными озонобезопасными хладагентами:
R134a, R407C nR410A.
Некоторые новые хладагенты являются составными, так, например,
R407C представляет собой тройную смесь (23% — R32, 25% — R125 и 52%
- R134a). Эта смесь является неазеотропной (иногда называется
зеотропной), не имеет определенной температуры испарения при заданном
давлении, а испаряется в некотором температурном диапазоне примерно
от 3 °C до 7 °C. Это явление называется температурным скольжением или
«глэйд» (Glide, англ., - скольжение).
В теплообменниках, например в испарителе, при значительном
падегпш давления вследствие гидравлического сопротивления,
увеличивается эффект температурного скольжения. Поэтому его
приходится учитывать при определении площадей поверхности
теплопередачи, иначе эти величины могут оказаться завышенными.
Температурное скольжение должно учитываться при выборе и
настройке дросселирующего устройства, чтобы обеспечить правильную
величину перегрева, приниматься в расчет при настройке реле давлений.
96
R410A также является неазеотропной смесью (50% — R32 и 50% —
1(125), но «глэйд» этого хладагента незначителен, порядка 0,2 °C и его
практически можно не учитывать.
Новые фреоны нерастворимы в минеральных смазочных маслах,
используемых со старыми фреонами, и требуют применения
синтетических (алкилбензольных, полиэфирных или смешанных масел).
Синтетические масла более гигроскопичны, нуждаются в более надежной
•ищите от проникновения влаги.
Важной характеристикой хладагента является удельная объемная
холодопроизводительность qy> кДж/м3, которая показывает, какой расход
хладагента, требуется на выработку единицы холода. Сравнение
показывает заметное различие qv у новых фреонов. В сходных условиях
RI34a имеет самую низкую величину что требует увеличенного
объемного расхода хладагента по сравнению с другими фреонами. Это
означает увеличение размеров компрессора, поперечных сечений
проточных частей холодильной машины.
R407C по своим. свойствам близок к хладагенту R22, поэтому
размеры компрессора и теплообменников в основном сохраняются
такими же, как при использовании R22.
У R410A величина qv значительно больше, чем у других хладагентов,
поэтому требуется его меньший объемный расход и меньшие размеры
компрессора и сечений проточных частей холодильной машины.
Эффективность выработки холода характеризует холодильный
коэффициент ех, равный отношению холодопроизводительности к
затратам энергии, подводимой к хладагенту. Наибольшая величина ех у
R134a, он энергетически наиболее выгодный хладагент, хотя отличия сх у
рассматриваемых хладагентов не велики.
В настоящее время R407C широко применяется в чиллерах с
поршневыми и спиральными компрессорами.
Хладагент R134a находит применеште в чиллерах с винтовыми
компрессорами и практически только он используется в чиллерах с
турбокомпрессорами.
Хладагент R410A с высокой величиной qv находит все большее
применение в чиллерах со спиральными компрессорами, вытесняя в этой
области R407C. R410A успешно конкурирует в чиллерах с винтовыми
компрессорами при водяном охлаждении конденсатора.
В чиллерах часто используется не один, а два или несколько
компрессоров, что повышает надежность работы чиллера и упрощает
регулирование его производительности.
В изменяющихся условиях работы чиллера требуется регулировать
производительность компрессоров. Простейший способ - это метод пуска
и остановки отдельного компрессора, применяется часто, но такой способ
97
не является совершенным. Повторный пуск компрессора должен
производиться с определенной задержкой по времени. Большое количество
пусков и остановок приводит к повышенному износу компрессора. Способ
регулирования пуском и остановками может приводить к значительным
колебаниям температуры вырабатываемой холодной воды. Для увеличения
интервалов времени пуска/остановки компрессоров, и сглаживания
колебаний температуры воды приходится применять водяной бак-
аккумулятор, придающий достаточную тепловую инерцию системе
холодоснабжения.
Регулирование производительности компрессора может
осуществляться с помощью инвертора, позволяющего изменять частоту
тока, питающего асинхронный электродвигатель компрессора, и тем
самым изменять его скорость вращения и мощность. Инверторный привод
обеспечивает точное и плавное регулирование производительности
компрессора, его плавный пуск. Такой привод находит все большее
применение, ио он достаточно дорог и для компрессоров большой
мощности пока недоступен. При большой глубине регулирования
производительности сам инверторный привод понижает эффективность
электродвигателя. Поэтому широко применяются механические способы
регулирования производительности, характерные для каждого конкретного
типа компрессоров.
Рис. 4.4. Поршневой компрессор с инвертором
Традиционно в чиллерах применяются одинаковые по
производительности компрессоры. В такой ситуации, например, при двух
одинаковых компрессорах, ступени регулирования составляют 0 - 50 -
100% от полной производительности. Появилась тенденция использовать
неодинаковые компрессоры, например - два компрессора с
производительностью 33% и 67% от полной. Такие два компрессора
обеспечивают регулирование по ступеням 0 - 33 - 67 — 100% полной
98
производительности, то есть более плавное и точное регулирование с
меньшим числом пусков и остановок, сниженным износом компрессоров.
В винтовых компрессорах применяются золотниковые регуляторы
производительности с гидравлическим приводом. Современное
направление повышения точности и плавности регулирования - это
применение большего числа клапанов, управляющих работой
золотникового регулятора (например, 4 вместо 2) и модулированное
управление клапанами с помощью микропроцессора. Таким способом
может осуществлят ься плавное бесступенчатое регулирование.
Другое направление - использование большого числа не дорогих, но
падежных и высокоэффективных спиральных компрессоров. Поочередное
включение таких компрессоров обеспечивает почти плавное
регулирования производительности.
Применение чиллера с плавным и точным ретулированием
производительности часто позволяет обходиться без бака-аккумулятора.
В чиллерах в качестве испарителей и водяных конденсаторов
используются кожухотрубные теплообменники. В настоящее время шире
применяются высокоэффективные пластинчатые испарители и
конденсаторы.
В малых холодильных машинах используется нерегулируемое
дросселирующее устройство - капиллярная трубка. В холодильных
машинах большей производительности применяются терморегулирующие
вентили (ТРВ), которые регулируют подачу хладагента в испаритель,
автоматически поддерживая необходимый перегрев паров хладагента при
изменяющихся условиях работы холодильной машины.
В настоящее время все большее распространение получают
электронные ТРВ (ЭТРВ), обеспечивающие более точное поддержание
параметров испарения, с меньшим перегревом, делающие выработку
холода более экономичной. В качестве таких регуляторов могут
применяться также электронные расширительные вентили (ЭРВ),
сочетающие в себе функции и регулятора, и запирающего устройства.
а)	б)
Рис.4.5. Электронные терморегул круто щпе вентили:
а - ЭТРВ (ЭРВ) с керамическим элементом, имеющим клинообразную прорезь;
б - ЭТРВ или ЭРВ с контроллером, датчиками и приводом
99
В небольших ЭРВ в качестве регулирующего органа используется
традиционный игольчатый элемент. В более производительных вентилях
применяются керамические регулирующие элементы с клинообразной
прорезью, которые в несколько раз долговечней. Для перемещения
регулирующего элемента используется реверсивный шаговый двигатель с
редуктором. Управляющие сигналы подаются контроллером в зависимости
от температуры и давления, воспринимаемых датчиками, устаповлетшымп
на выходе из испарителя.
Обычно фирмы-производители предлагают широкую гамму чиллеров
по производительности, а также по модификациям. Среди них, как
правило, имеются чиллеры с функцией теплового насоса (TH).
Практически все разновидности ПКХМ-чнллеров, кроме чиллеров с
выносным конденсатором, могут иметь функцию теплового насоса -
вырабатывать горячую воду с температурой 45ч-55 °C. Энергетическая
привлекательность получения тепловой энергии за счет теплового насоса
объясняется тем, что коэффициент преобразования, в данном случае
тепловой коэффициент sT= ех + 1, больше холодильного коэффициента и
всегда больше 1. То есть в цпкле теплового насоса получается больше
тепловой энергии, чем затрачивается электроэнергии.
Обращение холодильного цикла, превращение его в цикл теплового
насоса, для чиллера с воздушным конденсатором производится с помощью
четырехходового клапана реверсирования. Принцип реверсирования цикла
показан на рис. 4.6.
Наличие двух дросселирующих устройств Д1 и Д2 объясняется
необходимостью поддерживать два разных уровня температуры и
давления у теплообменника с водяным потоком, направляемым
потребителю: для холодоснабжения требуется температура воды 6-10 °C, а
для нагрева используется вода с температурой 45-55 °C. Часто у чиллеров
небольшой мощности в качестве основного дросселирующего устройства
используется ТРВ, а в качестве вспомогательного — нерегулируемое
устройство.
При пониженной температуре охлаждаемой среды снижается
эффективность получения теплоты от TH. По этой причине для чиллеров с
воздушным конденсатором, невыгодно использовать работу TH при
температурах воздуха ниже -5 -ь-7 °C. Кроме того, при отрицательных
температурах на охлаждаемые поверхности теплообменника TH может
намораживаться лед, для оттаивания которого требуется периодическое
переключение машины из режима TH в режим выработки холода, что
также снижает общую эффективность выработки теплоты.
Как правило, наряду со стандартной версией имеются чиллеры такого
же вида с частичной утилизацией теплоты конденсации паров фреона
(обычно порядка 10-25 %), и с полной (100 %) утилизацией теплоты.
100
б)
4-х ходоный
клапан
реосрсиронанвя
цикла
4-х кодовый
клапан
реиерснрдаанля
цикла
Рис.4.б. Реверсирование холодильного цикла:
а - режим получения холодной воды; б —режим теплового пасоса (TH);
Д1 — основное дросселирующее устройство; Д2 - дополнительное дросселирующее
устройство; К — 4-ходовый клапан реверсирования холодильного цикла; KI, К2
обратные клапаны; Т1- теплообменник, выполняющий в холодильном цикле
функцию конденсатора, в цикле TH - функцию испарителя; Т2 - теплообменник,
выполняющий в холодильном цикле функцию испарителя, в цикле ТЫ - функцию
конденсатора; Akig-Отд. - устройство для отделения жидкой и паровой фаз
хладагента и одновременно являющееся аккумулятором жидкого хладагента
Для частичной утилизации теплоты в контур хладагента перед
основным воздушным конденсатором устанавливается дополнительный
теплообменник хладагент/жидкость (см. рис. 4.7).
В системах с полной утилизацией теплоты дополнительный
теплообменник устанавливается параллельно основному воздушному
конденсатору. При включении системы полной утилизации теплоты
распределительный клапан весь поток газообразного хладагента
направляет в дополнительный тепло обменные.
В случае значительного уменьшения потребления горячей воды,
клапан переключает весь поток хладагента на основной конденсатор. Этим
поддерживается требуемый расход холодной воды с заданной
температурой - основной результат работы чиллера.
101
П KOinyp потребления
Рис. 4.7. Схемы утилизации теплоты конденсации хладагента:
а — частичная утилизация теплоты; б - полная утилизация теплоты.
1 - конденсатор воздушного охлаждения; 2 - вентилятор; 3 - компрессор; 4 -
теплообменник системы утилизации теплоты; 5 - запорньш крап; 6 -
распределительный клапан; 7 - обратный клапан
При неоднократном (например, трехкратном) переключении потока
хладагента от теплообменника-утилизатора на основной конденсатор за
заданный интервал времени система утилизации отключается.
Чтобы избежать такой ситуации в контур циркуляции горячей воды
последовательно может включаться бак-аккумулятор. Емкость системы с
баком-аккумулятором должна быть такой, чтобы не возникала ситуация
аварийного отключения. Отводимая теплота утилизации обычно
используется на нужды горячего водоснабжения.
В небольших чиллерах с водяным охлаждением конденсатора для
переключения в режим TH также может применяться реверсирование
цшела. Но более производительные чиллеры с водяным конденсатором
обычно переводятся в режим выработки теплоты переключением водных
потоков. В режиме выработки тепла, поток нагретой воды из конденсатора
направляется в систему СКВ, а поток охлажденной воды из испарителя
либо сбрасывается в окружающую природную среду, либо охлаждает
наружный воздух, проходящий через сухую градирню.
102
Ммеются модификации чиллеров с пониженным уровнем шума, для
|сю предусматриваются специальные кожухи, закрывающие
юмпрессоры, вентиляторы с пониженной скоростью вращения и
। пгциальным профилем лопастей, в некоторых конструкциях чиллеров
Рас. 4.8. Чиллеры с дополнительным оборудованием для снижения шума:
и - компрессоры в защитных кожухах; б - шумоглушители над осевыми вентиляторами
Применяются модификации чиллеров с естественным охлаждением
(Free Cooling, FC), со встроенным гидромодулем и другие модификации.
Кроме того, почти для всех чиллеров доступны многочисленные
дополнительные устройства, среди них дополнительные ступени
регулирования производительности, дополнительные средства контроля,
программное обеспечение и др.
Система управления современного чиллера строится на основе
микропроцессора, который обеспечивает пропорционалыю-иитегрально-
дифференциальное (ПИД) регулирование температуры воды,
автоматическую самопроверку и диагностику, автоматическое
определение порядка запуска компрессоров, учет времени работы каждого
компрессора и всего агрегата. Предусматривается возможность
использования дистанционного конзроля и подключения к системе
управления инженерным оборудованием здания.
Основными техническими характеристиками чиллера являются:
холодопроизводительность ; теплопроизводителыюсть для чиллера
с режимом ТЫ; расход холодной воды и падение давления воды в
испарителе и в конденсаторе (при жидкостном охлаждении конденсатора).
Важны также: вид хладагента; тип и количество компрессоров, число
ступеней регулирования производительности; объем воды в испарителе;
потребляемая электрическая мощность компрессоров Лгяи вентиляторов
Л’л; габариты; масса; уровень звуковой мощности, приводимые
изготовителями.
Характеристики чиллеров определяются расчетным путем и в ходе
стендовых испытаний и зависят от температурных условий работы
103
чиллера, таких как: температура воды покидающей tXi и входящей в
испаритель tX2, температура окружающего воздуха t0KP — для чиллера с
воздушным конденсатором. Номинальные значения характеристик
чиллера обычно приводятся при: /Х1=7 °C, /,„=12 °C, t07a> =35 °C.
Для режима теплового насоса при воздушном испарителе
(конденсаторе холодильной машины) определяющими являются:
температура воды на выходе и входе в конденсатор — tn,	; температура
окружающего воздуха i0!(P п его влажность (рО1а,. Номинальные значения
часто приводятся при: /л=45 °C, /„=40 °C, °C и <р0КР =85 %.
Аналогично для чиллеров с водяным охлаждением конденсатора,
номинальные значения технических характеристик в режиме охлаждения
приводятся при: rvl=7 °C, /„=12 °C и температуре воды на входе и выходе
из конденсатора /г|=30 °C; /„=35 °C. В режиме теплового пасоса при:
температуре воды на входе и выходе из конденсатора /„ =40 ПС, /п =45 °C
и температуре воды на входе и выходе из испарителя /^=12 аС, /.„=7 °C.
Следует отметить, что для понижения температуры охлаждаемой
жидкости при прочих равных условиях требуется снюкать температуру
испарения. При этом уменьшается холодильный коэффициент sp,
снижается холодопроизводительность ОХ) снижается удельная объемная
холодопроизводительность qv, несколько уменьшается потребляемая
мощность компрессоров NK.
То же наблюдается в режиме TH насоса при понижении температуры
низкотемпературного источника теплоты: снижается тепловой
коэффициент £т и выработка теплоты QT.
Повышение температуры охлаждающей среды при прочих равных
условиях ведет к некоторому повышению температуры и давления
конденсации, к снижению холодильного коэффициента, уменьшению
холодопроизводительности и росту потребляемой мощности.
Производителями оборудования приводятся таблицы и графики, с
помощью которых можно определить основные характеристики чиллера
при иных, не номинальных условиях эксплуатации. Приводятся также
данные по влиянию загрязнения теплообменных поверхностей на
производительность чиллера и на затраты мощности компрессоров.
Некоторые производители приводят данные о влиянии высоты
расположения чиллера над уровнем моря (фактически влияние оказывает
уровень атмосферного давления и изменение плотности воздуха).
Значительно влияет на выработку холода (и теплоты) и на затраты
мощности состав холодоносителя. Так применение антифризов -
растворов этиленгликоля или пропиленгликоля, увеличение их
концентрации - уменьшает холодо- и теплопроизводительность, повышает
затраты мощности компрессоров, увеличивает требуемый расход жидкости
104
к повышает потери давления в гидравлической системе. Соответствующие
данные для чиллеров приводятся в виде таблиц или графиков значений
холодо- и теплопроизводителыюсти, мощности компрессоров и т.д., а в
некоторых случаях даются в виде поправочных коэффициентов.
При работе чиллера энергия потребляется компрессорами,
вентиляторами, насосами, устройствами защиты от замораживания при
отрицательных температурах наружного воздуха, устройствами
управления. Наибольшее энергопотребление у компрессоров.
Существуют различшяе показатели энергоэффективности. Так
эффективность выработки холода в номинальном режиме обозначается
EER (Energy Efficiency Ratio) и представляет собой отношение
холодопроизводительности испарителя Ох, к потребляемой мощности
компрессора . Эта величина аналогична холодильному коэффициенту,
по с учетом потерь энергии в электродвигателе и компрессоре*
™ =	(4.1)
Показатель эффективности выработки теплоты в режиме TH при
номинальных условиях - СОР (Coefficient of Performance) - аналог
теплового коэффициента
COP = QK/NK,	(4.2)
где Ок - теплопроизводитсльность конденсатора, кВт;
Лй, — потребляемая мощность компрессора в режиме теплового
насоса, кВт.
♦Примечание. Традиционно величина EER в западных странах вычисляется в
Btu/(lrW) и используется в технических расчетах, связанных с холодильной техникой и
кондиционированием. СОР выражается в kW/kW, традиционно применяется в
термодинамических расчетах, но может применяться для тех же целей, что и I-ER.
Численная связь этих величин между собой: ERR=3,412-СОР. В некоторых случаях,
чтобы подчеркнуть различие в выработке холода и теплоты, их применяют как указано
выше.
EER и СОР используются для сравнения эффективности разных
чиллеров при номинальных условиях работы и полной нагрузке. Реальные
чиллеры большую часть времени работают при неполной нагрузке и в
условиях внешней среды, отличных от номинальных. Поэтому для
чиллеров разработаны коэффициенты, характеризующие
средневзвешенную эффективность выработки холода.
Коэффициент IPLV (Integrated Partial Load Value) предложенный ARI
(Стандарт США 550/590 1998) рассчитывается по формуле
IPLV = (1-£О10а% + 42-£ЕЯ75% -!-45-Жм% +12-™25%)/100,	(4.3)
в которой используются коэффициенты EER чиллера при полной (100%) и
трех неполных нагрузках (75%, 50% и 25%) при определенных
температурных условиях.
Может также применяться Европейский коэффициент
энергоэффективности ESEER (European Seasonal Energy Efficiency Ratio),
105
также средневзвешенная характеристика, который рассчитывается по
формуле:
ESEER = (3-£E/?IW)S, +33-EERlsrt+44-EER5m+23-ERR^.J/IQO	(4.4)
Находят применение п другие средневзвешенные коэффициенты.
Величины коэффициентов EER современных чиллеров находятся в
диапазоне 2,9 - 3,6; величины IPLV - в диапазоне 4 —5,5 и даже до 6,2 (для
чиллеров с дополнительными ступенями мощности). Конечно, эти
величины определяются отдельно для каждого типоразмера чиллера.
Некоторые изготовители указывая, например величины EER. и
ESEER, оговаривают, что они определены с учетом затраты мощности и
компрессоров и вентиляторов. Другое изготовители учитывают только
затраты мощности компрессоров.
При выборе чиллера следует учитывать не только-стоимость самого
агрегата, но учитывать и его энергетическую эффективность, которая
определяется затратами энергии в годовом цикле. При этом следует
учитывать, что названные выше средневзвешенные характеристики не
является универсальными. Каждая из них наиболее правильно отражает
эффективность работы чиллера только в определенных климатических
зонах и для определенного типа нагрузки, соответствующих условиям
определения этих характеристик.
4.2.	АБХМ-чиллеры
Процессы в абсорбционной холодильной машине (АБХМ)
осуществляются с помощью двух рабочих веществ: хладагента и
абсорбента. Известно много сочетаний веществ, которые можно применять
в таких машинах, но для целей КВ обычно используются
бромистолитиевые холодильные машины, в которых вода, как вещество с
более низкой температурой кипения, является хладагентом, а бромистый
литий — абсорбентом.
АБХМ целесообразно применять, когда:
-	имеется дешевая тепловая энергия, сбросная теплота ВЭР;
-	имеется относительно дешевое топливо (например, газ) и
одновременно - дефицит электроэнергии или ее высокая стоимость.
В такой машине не используется фреон, поэтому отсутствует
проблема истощетшя озонового слоя. Но при работе АБХМ в атмосфере
рассеивается значительное количество теплоты.
АБХМ, в отличие от ПКХМ, содержит минимальное количество
подвижных частей, это в основном рабочие колеса насосов, и поэтому, не
является источником значительного шума и вибрации.
Бромистый литий — LiBr, — это соль, по своим химическим свойствам
близкая к поваренной соли (NaCl), но абсорбирующая способность
бромистого лития к воде очень высока, во много раз выше, чем у
106
поваренной соли. Чем выше концентрация и ниже температура раствора
бромистого лития, тем выше его способность поглощать пары воды. При
поглощении паров воды выделяется теплота абсорбции.
Вода, Применяется чистая вода, без примесей, рекомендуется
использовать дистиллированную воду.
Ингибиторы. Раствор бромистого лития коррозионпоактивсн. В ходе
коррозионных процессов выделяется газообразный водород, который
уменьшает эффективность работы холодильной машины. Для
предотвращения коррозпи применяются ингибиторы: композиция из
хромата лития и гидрооксида лития, молибдат лития и другие вещества.
Ингибитор сформирует защитный слой на поверхности металла,
препятствующий его дальнейшему окислению. Рекомендуется
контролировать концентрацию ингибитора в абсорбенте и при
необходимости добавлять его в раствор.
Поверхностно-активные вещества (ПАВ). Для повышения
интенсивности процессов тепломассопсрепоса в рабочий раствор
абсорбента вводят ПАВ. Эта мера при незначительных расходах ПАВ
приводит к уменьшению необходимых поверхностей тепломассообмена,
существенному снижению металлоемкости АБХМ. В основном
применяется изооктиловый спирт в концентрации порядка 0,1 %, который
способствует перемешиванию жидкости, переходу от режима пленочной
конденсации к капельной, что существенно повышает теплопередачу в
конденсаторе.
Основные части АБХМ: генератор, конденсатор, испаритель,
абсорбер. АБХМ работают в основном за счет потребления тепловой
энерпш, подводимой к генератору. Для повышения эффективности
использования теплоты в контуры циркуляции растворов включаются
теплообменники, передающие теплоту от нагретого кошщнтрированпого
раствора к более холодному разбавленному.
Работа АБХМ происходит при небольших абсолютных давлениях, и
ее аппараты находятся под вакуумом. Это объясняется тем, что для
достижения необходимой температуры охлажденной воды порядка ~5^8
°C, абсолютное давление в испарителе и абсорбере должно
поддерживаться на уровне 0,6 1,0 кПа.
Аппараты, работающие в сходных условиях по давлению и
температуре, такие как генератор и конденсатор, испаритель и абсорбер,
обычно объединяются в единые блоки. Часто вся машина небольшой
мощности заключается в общий корпус.
Различаются АБХМ с одно - и двухступенчатой генерацией пара.
АБХМ с двухступенчатой генерацией пара более эффективны, но для
реализации двухступенчатой генерации требуется более
высокотемпературный источник теплоты.
Схема одноступенчатой АБХМ показана на рис. 4.10.
107
Оборудование: 1 — испаритель; 11 - абсорбер: 111- генератор; 1У -
конденсатор; У - теплообменник растворов; У1 - насос абсорбента; У11 —
рециркуляционный насос хладагента.
Потоки: 1 - греющая вода; 2 - охлаждаемая иода; 3 - охлаждающая
вода; 4 - хладагент-вода; 5 - слабый раствор; 6- крепкий раствор
В испарителе за счет теплоты qB, отбираемой от охлаждаемой воды
при низком давлении испарения Ра, приблизительно равном давлению
абсорбции Рл, испаряется хладагент-вода. В ходе этого процесса
охлаждаемая вода снижает свою температуру от /Л,2 до величины
Водяной пар из испарителя через решетку-каплеуловитель поступает в
абсорбер, где поглощается крепким раствором, который поступает в
абсорбер из генератора через теплообменник. Раствор в абсорбере снижает
свою концентрацию от крепкой до слабой. Выделяющаяся в процессе
абсорбции теплота qA, удаляется охлаждающей водой. Слабый раствор
насосом через теплообменник подается в генератор, где он кипит при
высоком давлении генератора Р,, приблизительно равном давлению
конденсации Рк, вследствие подвода теплоты в количестве qr при
температуре t г. Водяной пар поступает в конденсатор, конденсируется при
давлении конденсации Рк. Теплота конденсации qK удаляется с помощью
охлаждающей воды. Конденсат из конденсатора через гидравлический
затвор поступает в испаритель.
Для увеличения теплопередачи в испарителе современных АБХМ
повышают интенсивность орошения хладагентом трубных пучков.
108
Конденсат собирается в нижней части испарителя или в специальном
поддоне и насосом подается для разбрызгивания над трубным пучком —
таким образом, осуществляется рециркуляция воды в испарителе.
В некоторых конструкциях АБХМ для обеспечения необходимой
плотности орошения трубных пучков в абсорбере и генераторе также
применяется рециркуляция соответствующего раствора через эти
аппараты. Применение рециркуляции растворов интенсифицирует
процессы, но приводит к снижению температурного напора и
дополнительным затратам электроэнергии на работу насосов.
Охлаждающую абсорбер и конденсатор воду, получают
испарительным охлаждением в градирне.
Тепловой баланс АБХМ в расчете на один килограмм хладагента
(кДж/кг) выражается формулой
Я0+Яг=Ча+(1к •	(4-5)
Холодильный коэффициент, показывающий, какое количество холода
может быть получено на единицу затрачешюй в генераторе теплоты, равен
(4-6)
Если требуемая холодильная нагрузка АБХМ составляет Qx (кДж/с
или кВт), тогда расход хладагента (кг/с)
М = 0Л./<7О	(4.7)
и соответственно мощности тепловых потоков в генераторе,
абсорбере, конденсаторе (кВт):
=	(4.8)
Qa=4a-^'>	0-9)
(4.10)
Характер действительных процессов в реальных машинах в
значительной мере определяется режимом работы их аппаратов -
затопленный или пленочный; используется ли рециркуляция
соответствующего раствора или нет.
Действительная эффективность выработки холода, равная отношению
действительной холодопроизводительности’ к реальным затратам тепловой
энергии	, для одноступенчатой АБХМ имеет относительно
невысокое значение - £д=0,5-Н),7.
Более высокая эффективность выработки холода достигается в
двухступенчатой АБХМ., опа может достигать величины ел=1,3, что
делает применение АБХМ вполне конкурентным по использованию
энергии первичного топлива с ПКХМ. Эффективность выработки холода в
ПКХМ обычно составляет величину порядка £г=3, но при этом
эффективность получения электроэнергии из первичного топлива -
величина порядка 0,32- 0,35.
109
В настоящее время разрабатывается трехступенчатая АБХМ,
эффективность которой будет выше, чем двухступенчатой.
Число ступеней АБХМ
Выбор числа ступеней зависит от температуры источника теплоты.
Горячая вода:
-	при температуре воды до 150 °C рекомендуется одноступенчатый цикл;
-	при температуре воды выше 150 °C - двухступенчатый цикл.
Пар:
-	при давлении пара до 300 кПа применяется одноступенчатый цикл;
-	при давлении пара свыше 400 кПа-двухступенчатый цикл.
Непосредственное сжигание топлива - двухступенчатый цшсл.
Особенности работы АБХМ
Нижним пределом охлаждения воды в АБХМ является температура
5,0+4,0 °C. Это ограничение пе может быть устранено добавлением
антифриза, так как вода используется в качестве хладагента.
АБХМ рассеивают в атмосфере больше теплоты, чем ПКХМ, для
этого используются производительные градпршь Сброс теплоты
превышает холодопроизводительность приблизительно в 2,5 раза для
одноступенчатых и в 1,8 раза - для двухступенчатых машин, так как
последние расходуют теплоту источника более рационально.
Очень важны температуры охлаждающей воды па входе в абсорбер и
на входе конденсатор. Могут применяться схемы как последовательного
(рис. 4.9.) так и параллельного присоединения абсорбера и конденсатора
по охлаждающей воде. Низшая температура охлаждающей воды
ограничена началом кристаллизации абсорбента.
Кристаллизация
Если из водного раствора соли, поддерживая постоянную температуру
удалять воду, то раствор станет насыщенным, а затем начнут
образовываться кристаллы соли. Это явление называется кристаллизацией,
оно нарушает работу АБХМ, ухудшая теплопередачу и забивая каналы
протекания раствора. Появление кристаллизации зависит от температуры
и концентрации раствора.
На рис. 4.10. приведена диаграмма состояния раствора бромистого
лития в координатах давление (мм. рт. ст.) - температура (°C), параметром
является концентрация раствора абсорбент (%). На этой диаграмме
представлена линия кристаллизации. Справа от линии кристаллизации
соль присутствует в растворе в жидкой и в твердой фазе - это зона
кристаллизации, область, в которой работа АБХМ недопустима. На этой
же диаграмме приближенно показаны процессы двухступенчатой АБХМ.
НО
Температура абсорбента, °C
Рис.4.10. Линия кристаллизации раствора бромистого пития
на диаграмме давление - температура (Р - /)
Кристаллизацию раствора в АБХМ могут вызвать: низкая начальная
температура охлаждающей воды, недостаточный вакуум, недостаточный
расход раствора, перегрев генератора.
В каждой АБХМ предусмотрены средства защиты от кристаллизации,
характерные, для конкретной конструкции. В последнее десятилетие
использование микропроцессорных систем управления значительно
снизило риск появления кристаллизации.
Обеспечение вакуума
АБХМ работают под вакуумом, поэтому изготовители выполняют
тщательные проверки плотности соединений: проверка с использованием
мыльного раствора; испытание по падению давления за определенное
время, испытания отдельных соединений машины с помощью обдува
струей гелия и течеискателя; испытания всей машины в атмосфере гелия.
Газ гелий используется потому, что из-за малых размеров молекул он
легко проникает через малейшие неплотности соединений.
Несмотря на высокую герметизацию, во время работы в АБХМ может
проникать некоторое количество воздуха, а в результате химических
процессов в АБХМ образуется некоторое количество газов, в основном
водород. Снижение вакуума ухудшает работу машины, может привести к
полному прекращению выработки холода. Поэтому АБХМ снабжаются
системой удаления несорбирующихся газов - системой продувки.
В современных системах продувки применяются палладиевые
элементы (палладиевые ячейки) и электронагреватель. При нагреве
палладий становится проницаемым для молекул водорода. Из
111
палладиевых элементов сделана часть стенки блока продувки. Когда
электронагреватель включается, через палладиевые элементы водород
удаляется прямо в атмосферу. Поскольку водород составляет большую
часть некопденсирующихся газов, периодичность включения продувки
сокращается до нескольких раз в течение года.
Рис. 4.11. Устройства для удаления газов
из АБХМ с палладиевым элементом:
I - электронагреватель; 2 - палладиевый
элемент; 3 - эжектор; 4 - отделитель
жидкости; 5 - газовыпускной
трубопровод; б - абсорбер АБХМ; 7 —
насос абсорбента; 8 - фильтр
Работа АБХМ-чиллера в режиме нагревания
АБХМ-чиллеры приспособлены для получения горячей воды. В них за
счет теплоты источника из раствора генерируется пар, который
конденсируется и передает теплоту конденсации к потребителю.
Эффективность получения теплоты, в основном, определяется
эффективностью процессов теплопередачи от первичного теплоносителя к
нагреваемой воде, идущей к потребителю, эта величина близка 1 (г-г~1).
Регулирование производительности АБХМ-чиллера осуществляется
изменением подачи теплоты от источника по сигналу датчика
температуры на выходе холодной воды: регулированием расхода топлива;
расхода и давления греющего пара; расхода и температуры горячей воды.
Изменение холодопроизводительности сопровождается изменением
циркуляции слабого раствора выходящего из испарителя, которое может
осуществляться ступенчато или плавно, для чего могут применяться
инверторные приводы у насосов. В современных чиллерах обычно
используется электронная система управления с выводом рабочих
характеристик на дисплей, с возможностью изменшшя в определенных
границах установочных параметров работы. Такая система обеспечивает
безопасную работу чиллера, предупреждает о возможной аварийной
остановке.
Основные характеристики АБХМ-чиллеров
Как и у ПКХМ-чиллеров, - это холодопроизводительность и
теплопризводителыюсть. Первая зависит от расчетной температуры
холодной воды и температуры охлаждающей воды.
112
низкотемпературный генератор высокотемпературный генератор
насос продувки щит управления газовая группа
Рис. 4.12. Двухступенчатый АБХМ-чиллер с непосредственным
сжиганием топлива (газа) [21]
Изготовители оборудования приводят номинальные характеристики
при разных температурных условиях. Указываются расходы тепловой
энергии, необходимой для работы машины, приводятся расходы и
характеристики первичного теплоносителя или топлива (давление и расход
пара, давление и расход газа, температура и расход горячен воды). Даются
соответствующие расчетным расходам перепады давления в тракте
холодной воды, в тракте охлаждающей воды, в тракте горячей воды.
Указываютс;! мощности потребителей электроэнергии: насосов
абсорбента, насосов хладагента, продувочного насоса и других устройств.
Приводятся данные о габаритах чиллера, массе, размерах свободной зоны
для обслуживания агрегата. Указывается уровень звуковой мощности или
звукового давления вблизи установки.
4.3. Компрессорно-конденсаторные блоки
Воздухоохладители непосредственного охлаждения, являются, по
сути, испарителями парокомпрессионной холодильной машины.
Остальные крупные элементы холодильной машины компонуются в
компрессорно-конденсаторный блок (ККБ): компрессор, конденсатор,
вентилятор конденсатора, средства автоматики и контроля.
Компрессорно-конденсаторные блоки соединяются с
воздухоохладителем-испарителем медными трубками для подачи и
удаления фреон и соединительным комплектом.
113
Рис. 4.13. Компрессорно-конденсаторный блок с воздушным конденсатором:
а - упрощенная схема холодильного контура блока: б — схема соединения ККБ с
воздухоохладителем центрального кондиционера (соединительный комплекс):
1 - ТРВ (основное дросселирующее устройство); 2 - распределитель хладагента; 3 -
трубка термобаллона; 4 - внешняя уравнительная лилия; 5 - воздухоохладитель
(испаритель); 6 - термобаллон; 7 - маслоподъемная пегля; 8 - электромагнитный
клапан: 9 - смотровое стекло; 10 — фильтр-осушитель; 11 - ККБ; 12 - жидкостная
трубка; 12 - газовая трубка
Разновидности ККБ во многом повторяют классификацию ПКХМ-
чиллсров, имеются блоки: воздушного охлаждения с осевым
вентилятором; воздушного охлаждения с центробежным вентилятором;
водяного охлаждения.
Имеются блоки с функцией теплового насоса, с частичной и полной
утилизацией теплоты конденсации фреона, с пониженным уровнем шума.
Наибольшее распространение получили ККБ с воздушным
конденсатором и осевым вентилятором. Такой блок устанавливается
снаружи, на крыше, крепится на стену.
Блоки с центробежным вентилятором предназначены для установки
внутри здания, в них используются вентиляторы двухстороннего
всасывания с пониженной скоростью вращения, чтобы генерировать
меньше шума внутри здания. К такому блоку нужно обеспечить подвод и
отвод воздуха.
Как и чиллеры, ККБ с водяным охлаждением конденсатора должны
присоединяться к вентиляторной градирне или сухой градирне.
Современные ККБ имеют микропроцессорное управление,
обеспечивающее: диагностику, индикацию параметров работы,
регулирование работы при изменяющихся условиях. Управление ККБ
связывается с управлением центрального кондиционера, от которого
осуществляет включение и выключений ККБ. В блоках с функцией
теплового насоса предусматривается режим оттаивания наружного
теплообменника за счет реверсироватшя цикла.
114
Регулирование холодопроизводительности воздухоохладителя
непосредственного испарения осуществляется с помощью обводного
воздушного канала с клапанами, использованием двухконтурного
воздухоохладителя или перепуском горячего газа в ККБ. При
использовании двухкоптурного воздухоохладителя, каждый контур имеет
отдельный присоединительный комплект.
При подборе первоначально выбирается воздухоохладитель,
который является испарителем холодильной машины. Расчет испарителя
рекомендуется вести при температуре испарения 7,5 — 10 °C, обычно такой
расчет выполняется с помощью компьютерной программы. Затем
подбирается ККБ, соответствующей холодопроизводительности при
согласованных параметрах температурного режима работы.
4.4. Оборудование гидравлической системы холодоснабжения
центрального кондиционера
Гидравлическая система холодоснабжения включает в себя:
проточные части аппаратов (водяной тракт испарителя чиллера,
воздухоохладителей), сеть трубопроводов с необходимой арматурой, узлы
присоединения воздухоохладителей, насосную станцию, которая
обеспечивает циркуляцию холодной воды.
Насосная станция
Насосная станция для сети холодоснабжения с чиллером содержит
следующие элементы: циркуляционный насос (часто применяется два
насоса — рабочий и резервный или сдвоенный насос); бак-аккумулятор, для
обеспечения требуемой тепловой инерции системы; расширительный
сосуд; предохранительный клапан; сетчатый фильтр; запорная арматура,
воздухоотводчик, краны для подачи и слива жидкости; приборы КПП и
автоматики. Схема насосной станции показана на рис. 4.14.
В некоторых конструкциях чиллеров гидромодуль предусмотрен как
составная часть. Насосная станция может поставляться в виде отдельного
агрегата, блокирующегося с чиллером. Проектировщик может сам
подобрать оборудование, составляющее насосную станцию.
Насосы
В настоящее время широко применяются насосы с мокрым ротором, у
которых вращающиеся части электродвигателя работают в
перекачиваемой жидкости. Выпускаются насосы со ступенчатым
регулированием скорости вращения и с электронным регулированием.
Электронное регулирование позволяет реализовывать выгодные режимы
работы насоса: поддержание постоянного давления при изменении расхода
115
жидкости в системе (&Р—const.), изменение давления по заданному
алгоритму при изменении расхода (hP—variable) .
Рис.4.14. Схема насосной станции:
1 - фильтр; 2 - расширительный сосуд; 3 - предохранительный клапан; 4 - насос;
5 — обратный клапан; б - бак-аккумулятор; 7 - автоматический воздухоотводчик;
8 — сливной кран; 9 - кран для заполнения системы водой; 10 - отключающий
крав; И — термометр; 12 —манометр; 13 - реле давления для запуска резервного
васоса (только для схем с двумя насосами); 14 — предохранительное реле
давления для защиты от опорожнения; 15 -дифференциальное реле давления; 16
— термостат защиты от замерзания (опция); 17 - электронагреватель для
предотвращения замерзания (опция)
В протяженных гидравлических сетях используются более мощные
центробежные насосы, у которых все части электродвигателя находятся
вне потока жидкости, — насосы с сухим ротором. Такие насосы обычно
имеют постоянную скорость вращения и соответствующую ей рабочую
характеристику. В основном это объясняется большой стоимостью
привода с электронным регулированием для мощных насосов.
Конструктивно различаются «ин-лайн» (in line - в линию, англ.) и
насосы консольного типа. У «ин-лайн» насоса всасывающий и
нагнетательный патрубки находятся па одной линии, что позволяет их
монтировать непосредственно на трубопроводе. Крупные и тяжелые «ин-
лайн» насосы опираются на фундамент. Выпускаются как одиночные, так
и сдвоенные «ин-лайн» насосы, у которых два насоса интегрированы в
общий корпус и гидравлически отделены один от другого перекидным
клапаном.
У насосов консольного типа электродвигатель соединяется с рабочим
колесом муфтовым соединением. Консольные насосы устанавливаются на
фундамент и в отличие от «ин-лайн» насосов создают заметный шум и
вибрацию.
116
Подбор насоса производится по расходу жидкости и потерям давления
и системе. Графически рабочая точка насоса с сетью находится на
пересечении характеристики центробежного насоса и характеристики сети.
Желательно чтобы рабочая точка находилась в области максимальных
значений КПД. Если рабочая точка не попадает на кривую,
соответствующую определенной скорости вращения рабочего колеса,
нужно несколько изменить характеристику сети - уменьшить или
увеличить сопротивление сети (увеличить диаметры определенных
участков, уменьшить диаметры, применить балансировочные клапаны),
добиться соответствия расчетного расхода и значения расхода в рабочей
ючке.
Ба к-а к к) шулятор
Можно назвать следующие функции баков-аккумуляторов закрытых
гидравлических систем:
-	уменьшение максимальной холодопроизводительности чиллера;
-	обеспечение непрерывной работы чиллера при ступенчатом
регулировании холодопроизводительности;
-	сглаживание скачков изменения температуры холодной воды при
ступенчатом регулировании;
—	обеспечение непрерывной работы чиллера при работе в режиме
полной утилизации теплоты.
Иногда, для того чтобы подчеркнуть различия в назначении, баки-
аккумуляторы, выполняющие три последние функции, называют
промежуточными емкостями.
Баки-аккумуляторы большой емкости применяются для уменьшения
максимальной производительности чиллера. Они накапливают холодную
воду в периоды небольшого потребления или при отсутствии потребления
холода и отдают накопленную холодную воду в периоды максимального
потребления. Баки-аккумуляторы такого назначения включаются в
гидравлическую схему параллельно основному циркуляционному кольцу.
В современных системах чаще присутствуют баки-аккумуляторы с
функцией промежуточной емкости.
Объем жидкости в системе V(л), необходимый для того чтобы
включение ступеней мощности требовалось не чаще заданного
временного интервала г (с), определяется формулой
|/=	,	(4.П)
1' с ' Pw ’ cir ’ &hnit.v
где Q4- холодопроизводительность чиллера, Вт;
Nc - число ступеней регулирования производительности;
- разность температур в условиях минимальной частичной
нагрузки чиллера, С.
117
У компрессоров с плавным бесступенчатым регулированием
существует минимальная нерегулируемая производительность 2чм;„/»
которую следует подставлять в формулу (4.11) при Лгс=1.
При =1000 кг/м3, с(К=4,187 кДж/(кг-°С), Д/)(адаг=2°С, т=5 мнн=300 с,
получается формула, рекомендуемая фирмой «YORK» [20]:
r=35,8-Q1//(1000.Yc).	(4.12)
Специалисты фирмы «CLIVET» принимают иные технические
условия по определению? и Дгим/ЛГ и предлагают следующую формулу:
K=25-04./(1000-jVc) или У = ОдКУ)-Хс').	(4.13)
Объем жидкости в системе складывается из объема жидкости: в
испарителе чиллера У!!С, во всех теплообменниках SK3O > в трубной системе
VTJ,. В случае, когда объем жидкости в системе равен или больше
требуемой величины к, аккумулирующш! бак с функцией промежуточной
емкости не требуется. Если суммарный объем жидкости в элементах
системы меньше У, тогда необходимо предусмотреть аккумулирующий
бак, дополняющий объем системы до необходимой величины.
Необходимый объем бака-аккумулятора равен
(4-14)
Объем элементов трубной системы, л, находится по формуле
Vv. =20’000785,с7?,//’	(4-15)
/
где il( - внутренние диаметры участков трубной системы, мм;
/, - длины участков соответствующих диаметров, м;
/, Z - соответственно число участков определенного диаметра и общее
число участков трубной системы.
Расширительный сосуд
В замкнутом контуре циркуляции жидкости должен присутствовать
расширительный сосуд. В настоящее время чаще используется не
сообщающийся с атмосферой закрытый мембранный расширительный бак
(МРБ). Часть объема бака занята воздухом и отделена гибкой мембраной
от пространства, заполняемого жидкостью. МРБ может устанавливаться в
различных точках гидравлической системы, по обычно он входит в состав
насосной станции и подключается к водяному контуру перед насосом.
Расширительный бак в закрытой системе вмещает дополнительный
объем жидкости, возникающий при увеличении температуры. Приращение
объема жидкости определяется зависимостью:
ДК = Г• Д/,	(4.16)
где Аг - диапазон изменения температуры жидкости в процессе
эксплуатации.
118
Для систем, работающих только в режиме охлаждения, считается,
что температура жидкости может изменяться в диапазоне от 4 °C до
«10°С, т.е. Дг =36 °C; для систем, работающих и в режиме теплового
насоса, диапазон рабочих температур принимается от 4 °C до 60 °C,
т.с. Дг=56°С.
Рои ~ средняя величина коэффициента объемного расширения
жидкости, зависит от состава жидкости ее средней температуры. Для воды,
используемой только для охлаждения можно принять рог = 0,00037 1/°С,
дня воды, используемой и для нагревания - pQS = 0,00061 1 /°C.
В месте установки расширительного бака давление в гидравлической
системе остается постоянным.
При заполнении МРБ жидкостью обычно с помощью ручного пресса
создается давление заправки, при котором мембрана занимает
приблизительно среднее положение, давая возможность принимать и
отдавать жидкость.
Полезный объем МРБ зависит также от рабочего и предельного
Vw давлений (избыточных, выраженных в бар), что учитывается
корректирующим коэффициентом давления Кдлм
(4.17)
1 ПР
С учетом этого коэффициента
К„5 = &V I К„а	/(1 -	.	(4.18)
Рабочее давление выбирается в зависимости от взаиморасположения
расширительного бака и остальных элементов гидравлической системы.
Если верхняя точка гидравлической системы превышает высоту
расположения МРБ, то давление воздуха на мембрану выбирается в
зависимости от этого превышения и фактически равно гидростатическому
давлению плюс давление заправки, которое принимается РЗА1!=0,2 ч- 0,5
бар (20^- 50 кПа). Тогда рабочее давление (бар) выразится формулой
Pp^=P>y’S-hl^ ^Рип,	(4.19)
где h — превышение верхней точки гидравлической системы над
местом установки МРБ, м.
Если МРБ расположен в высшей точке системы, рекомендуется
принимать Рвлл. =1,5 бар (150 кПа). Таким образом, pPAS принимается не
менее 1,5 бар и обычно находится в пределах до 3,0 бар.
Предельное давление Рпг ограничивается наименее прочными
элементами гидравлической системы. Обычно это емкости: бак-
аккумулятор и МРБ, так как трубная система и теплообменники чиллеров
и кондиционеров имеют более высокую прочность. Часто
предохранительный клапан устанавливается на подводке к МРБ и
119
предельное давление, определяемое прочностью МРБ, - это фактически
давление настройки предохранительного клапана. При повышении
давления жидкости выше предельного предохранительный клапан
сбрасывает порцию жидкости, и давление в системе снижается.
Присоединение водяных, воздухоохладителей кондиционеров к
гидравлической сети
Обычно в узлах присоединения для регулирования
холодопроизводительности воздухоохладителя используется трехходовой
регулирующий клапан [22 и др.].
Рис.4.15. Схема узла присоединения воздухоохладителя:
1 -теплообменник; 2 —трехходовой регулирующий клапан (смесительный); 3 -
фильтр; 4 - балансировочный клапан; 5-запорный клапан; б—термометр; 7-
 манометр; 8 -выпуск воздуха; 9 — слив
Холодопроизводительность регулируется изменением расхода
жидкости через теплообменник. При таком присоединении расход
жидкости через теплообменник изменяется, а расход жидкости в точках
присоединения узла регулирования и в остальной части гидравлической
системы остается неизменным.
Гидравлическая увязка узла присоединения выполняется с помощью
балансировочных клапанов [23 и др.]. Такой клапан может без потери
настройки использоваться и как запорный. Для контроля изменения
температуры и перепада давления используются термометры и манометры.
Сетчатый фильтр защищает клапан и теплообменник от механических
примесей. Запорные клапаны используются для отсоединения всего узла
при обслуживании и ремонте.
4.5. Узлы регулирования воздухонагревателей центральных
кондиционеров
Источником снабжения горячей водой воздухонагревателей
центральных кондиционеров могут быть: тепловые сети, котельная. Для
нагревателей второго подогрева также может использоваться горячая вода
120
от чиллеров с функцией теплового насоса, от системы утилизации теплоты
конденсации хладагента чиллера.
Используются зависимое и независимое (через водо-водяной
теплообменник) присоединение местной гидравлической системы к
источнику теплоснабжения. Независимое присоединение позволяет
поддерживать в местной системе необходимый уровень давлений,
температуры теплоносителя, применять теплоноситель другого состава
(например, антифриз), осуществлять независимое регулирование.
Чаще используется зависимое присоединение, оно дает возможность
использовать без снижения температуру первичного теплоносителя, а
также давление (перепад давления и статическое давление), создаваемое
насосами источника теплоты.
Регулирование мощности воздухонагревателей центрального
кондиционера может осуществляться:
-	количественно, изменением расхода теплоносителя через
теплообменник;
-	качественно, измепегшем температуры воды на входе в
теплообменник;
-	комбинированно, изменением расхода и температуры
теплоносителя;
-	изменением расхода воздуха, проходящего через теплообменник
(используется обводной воздушный канал с клапанами), такой метод
применяется для регулирования паровых воздухонагревателей.
Для регулирования мощности воздухонагревателей применяются
двухходовые и трехходовые (смесительные или разделительные) клапаны
[22 и др.].
Традиционно применяется схема количественного регулирования
(рис. 4.16 а). Это самый простой, дешевый по стоимости оборудования и
затратам энергии способ - используется только двухходовой или
трехходовой регулирующий клапан. При снижении нагрузки такой способ
регулирования приводит к сокращению расхода и уменьшению скорости
теплоносителя в трубках теплообменника.' Зависимость температуры от
расхода теплоносителя нелинейная. В ситуациях, когда требуется малая
мощность воздухонагревателя, качество регулирования снижается -
небольшое перемещение регулирующего органа приводит к
значительному изменению температуры нагреваемого воздуха. При
отрицательных температурах входящего воздуха и пониженной скорости
теплоносителя создаются предпосылки для замерзания воды в
воздухонагревателе первого подогрева.
В воздухонагревателях совремешгьгх центральных кондиционеров
обычно используются медно-алюминиевае теплообменники. В [2]
показано, что для безопасной работы таких теплообменников во всех
режимах предпочтительно качественное регулирование с помощью
121
смесительного насоса. Смешивание горячей и обратной воды в нужной
пропорции обеспечивает изменение температуры воды, поступающей в
теплообменник. При таком регулировании расход теплоносителя через
теплообменник приблизительно постоянный, скорость воды в трубках
сохраняется порядка 1,0 м/с, что препятствует замерзанию. Качество
регулирования хорошее, температура нагретого воздуха приблизительно
линейно зависит от температуры смешанной воды, поступающей в
теплообменник. Но смесительные схемы требуют установки
дополнительного насоса, и предполагается его постоянная работа с
дополнительным потреблением энергии.
Разнообразные схемы со смесительным насосом показаны на рис, 4.16
(б - и). Смесительные схемы подходят и для регулирования
воздухонагревателей второго подогрева при их непосредственном
присоединении к сети теплоснабжения.
а)	б)	в)
Рис. 4.16. Некоторые схемы регулирования мощности воздухонагревателей (показаны
только основные элементы: воздухонагреватель, регулирующий клапап, пасос,
обратный клапан)
В смесительных схемах регулирующий клапан устанавливается на
подающем или на обратном трубопроводе. Смесительный насос может
монтироваться на перемычке, на обратном или на подающем
трубопроводе.
По температурному режиму работы предпочтительно размещение
клапана па обратном трубопроводе, насоса — на обратном трубопроводе
122
или на перемычке. При таком размещении через клапан и насос проходит
обратный теплоноситель со сниженной температурой. Если применяется
трехходовой клапан, при таком размещении он должен быть
разделительным — иметь один вход и два выхода теплоносителя. Выбирая
место установки и подбор такого оборудования необходимо учитывать
допустимые температурные условия его эксплуатации.
При любой схеме включения смесительного насоса, создаваемое им
давление Ри, должно быть не менее потерь давления во вторичном
контуре при расчетном расходе теплоносителя. Вторичный контур
включает в себя: воздухонагреватель (потеря давления АРБЯ); подводящий
и обратный трубопровод от перемычки до воздухонагревателя с
установленной на нем арматурой (потеря давления	перемычку
(потеря давления ДРЛ).
Р1Г— ДРцц + АРЛ + АРц-2 •	(4.20)
В частном случае, когда нет подмешивания обратной воды, АР/? Ю.
При размещении смесительного насоса на перемычке он включается
параллельно циркуляционному насосу теплосети, обеспечивающему
циркуляцию в первичном контуре (от узла ввода до перемычки Л - Б).
Насос па перемычке осуществляет смешивание, но не влияет на
циркуляционное давление во вторичном контуре, которое задастся
разностью давлений Рл -Ре в точках присоединения. Через смесительный
насос проходит только расход подмешиваемой воды G,vll. При других
размещениях насоса •— весь расход воды G.y, проходящей через
воздухонагреватель. Поскольку Gim<Giy, затрачиваемая мощность насоса
на перемычке будет меньше, чем в других схемах.
Рис. 4. 17. Подключение
воздухонагревателя с установкой
> насоса на перемычке
Использование такой схемы в принципе возможно, когда перепад
давлений в подающей и обратной линии на вводе Р,-Р2 достаточен для
осуществления расчетной циркуляции теплоносителя в контуре
воздухонагревателя
(4.21)
Перепад давления, который создается сетевым насосом в месте
подсоединения перемычки Рл -РБ, равен перепаду давления на вводе Р, - Р,
минус потеря давления в регулирующем клапане АРМ, минус потери
123
давления в подающем и обратном трубопроводе первичного контура ДРт
(с учетом потерь давления в установленной арматуре: фильтр, запорные
клапаны, если требуется, балансировочный клапан)
~ ~ Л — А “ ^Рк ~ &Рт .	(4.22)
С другой стороны,
РА-РБ=РП-ЛРП .	(4.23)
При работе регулирующего клапана давление между точками А и Б
будет меняться. Для стабилизации перепада давления во вторичном
контуре может устанавливаться регулятор давления РД.
Установка насоса на перемычке может быть рекомендована только в
отдельных случаях, например, для воздухонагревателей второго подогрева.
Воздухоподогреватели второго подогрева работают при температурах
теплоносителя Т11/Т21 значительно ниже, чем температура теплосети
Т1/Т2, когда количество подмешиваемой воды достаточно для надежной
работы насоса.
При установке насоса на обратном или подающем трубопроводе,
циркуляционный насос первичного контура и смесительный насос
включены последовательно. Такие схемы можно применять и в тех
случаях, когда перепад давления в месте присоединения недостаточен для
обеспечения требуемой циркуляции теплоносителя во вторичном контуре
(4-24)
Смесительный насос на обратном трубопроводе будет понижать
давление в контуре воздухонагревателя ниже, чем в подающем
трубопроводе в ‘ месте присоединения (Рл), насос на подающем
трубопроводе - поднимать давление выше, чем в точке присоединения.
Во всех точках системы давление Р должно быть не шике
атмосферного, а в трубопроводах перегретой воды — выше давления
вскипания?^, соответствующего температуре перегретой воды. Так, при
температуре горячей воды 130 °C Ргск=175 кПа.
Гидростатическое давление зависит от уровня расположения
элементов гидравлической сети. Снижение гидростатического давления в
высоко расположенном элементе составляет
Ргс^Ри' -S-h,	(4.25)
где pw - плотность обратного или горячего теплоносителя, кг/м3;
й- превышение элемента системы над уровнем места присоединештя
обратной линии теплоснабжения воздухонагревателя (точка 2), м.
Тогда для элементов системы, заполненных перегретой водой, должно
выполняться условие
Р ~ Pre — Рвас j	(4.26)
а для элементов системы с температурой воды ниже 100 °C
Р-Ргс>0.	(4.27)
124
Рис. 4.18. Подключение
воздухонагревателя с установкой
насоса на обратном трубопроводе: а-
схема; б — распределение давлений в
контурах
Следовательно, при выборе места установки смесительного насоса
следует учитывать гидростатическое давлешге в подающем и обратном
трубопроводе, которое зависит от отметки расположения элементов
системы.
Проиллюстрировать возможность появления зоны пониженного
давления, можно построив график изменения давления и линию
расположения элементов. Причем можно величины давлений выразить в
виде напоров (единицах длины), как это делается па пьезометрическом
графике, или все данные представить в величинах давления и вместо
высоты расположения элементов сети применять гидростатические
давления, рассчитанные по формуле (4.25).-
На рис. 4.18 показана возможная зона давления ниже атмосферного,
для ситуации, когда насос установлен на обратной линии, а
воздухонагреватель расположен значительно выше узла присоединения (на
более высоком этаже здания), выявленная с помощью подобного
построения. В таком случае следует использовать схему с насосом на
подающем трубопроводе (рис. 4. 19). Такая схема обеспечивает более
высокий уровень давлений во вторюпюм контуре. Для поддержания
давления во вторичном контуре выше уровня гидростатического давления
устанавливается регулятор давления «до себя» (РД) [24].
125
Рис. 4. 19. Подключение
воздухонагревателя с установкой
насоса на подающем
трубопроводе: а - схема; б -
распределение давлений в
контурах
На схемах 4.16 б, с, г показано применение двухходового клапана.
Функционально близки к ним схемы на рис. 4.16 (д, е, ж, з), в которых
применяется трехходовой клапан, в схемах (д, е, и) - разделительный, в
схемах (ж, з) - смесительный. Трехходовой регулирующий клапан,
полностью открытый для прохода горячей воды (и закрытый Для
обратной), обеспечивает поступление в теплообменник горячей воды с
максимальной температурой. При полностью открытом двухходовом
клапане и неточной балансировке гидравлических контуров возможно
подмешивание обратной воды - работа теплообменника при сниженной
температуре поступающего теплоносителя.
В небольших системах с местными источниками теплоты (местная
котельная) требуется поддерживать постоянный расход теплоносителя в
системе. В такой ситуации больше подходит схема, показанная рис. 4.16
(и). Дополнительный байпас позволяет поддерживать постоянный
минимальный расход воды в контуре циркуляции котельной.
Воздухонагреватели второго подогрева часто присоедштяются по
независимой схеме, теплоноситель с требуемой температурой
приготавливается в водо-водяном теплообменнике. В таком случае может
применяться схема регулирования воздухонагревателя, показанная на рис.
4.15 с использованием трехходового клапана или схема на рис. 4.16 (а) с
использованием двухходового клапана.
Регулирующий клапан качественно выполняет функцию
регулирования, если потеря давления на открытом клапане при расчетном
126
расходе жидкости &Р,а. составляет нс менее половины потери давления на
всем регулируемом участке ДРГУ
дрК7 >0,5-д/;у .
(4.28) ’
Под регулируемым участком понимается ответвление сети, на
котором в результате действия клапана непосредственно изменяется
расход жидкости. Регулируемый участок двухходового клапана - это все
ответвление, на котором он установлен, для трехходового — это часть
ответвления от места установки клапана до места присоединения его
бокового ответвления. Для гидравлической системы со смесительным
насосом регулируемый участок - это первичный контур.
а)	б)	в)
Рве. 4.20. Регулируемый участок
одноконтурной схемы: а - с двухходовым клапаном: б - с трехходовым клапанам;
в - двухконтурной схемы с двухходовым клапаном при наличии смесительного насоса
Регулируемый участок для схем с трехходовым клапаном (рис. 4.16 д,
е, ж, з) такой же, как для схем с двухходовым клапаном со смесительным
насосом (ряс. 4. 20 в). Риулируе.мый участок для схемы на рис. 4.16 (и) -
это два коротки участка подающего и обратного трубопровода между
перемычками, на которых изменяется расход жидкости при работе
клапана.
Регулирующий клапан характеризуется пропускной способностью
К(., измеряемой в м3/ч, которая для жидкости с плотностью 1000 кг/м3
(вода) определяется формулой
а;. =а/[./(0.0ЬАРл,/)й'5,	(4.29)
где Gjr - расход жидкости, м7ч;
др^ - расчетный перепад давления на клапане, кПа.
Серия клапанов характеризуется пропускной способностью КГл с
допустимыми погрешностями для величины К., при полностью открытом
клапане. Зная пропускную способность клапана К- или Кп., можно
рассчитать потерю давления на клапане при заданном расходе жидкости
д^=100-«^/Кг)2-	(4.30)
127
Часто клапаны подбираются с помощью номограмм [23], которые
графически представляют зависимость (4.27).
ь)
Рис. 4.21. Схема теплоснабжения воздухонагревателя со смесительным насосом:
а - с двухходовым регулирующим клапаном; б - с трехходовым (разделительным)
клапаном.
1 —теплообменник; 2 - регулирующий клапан; 3 - смесительный насос; 4 - обратный
клапан; 5 - фильтр; 6 — балансировочный клапан; 7 - запорный клапан; 8 - термометр;
9 - манометр; 10 - выпуск воздуха; 11 - слив
На рис. 4.21 показана возможная реализация схемы со смесительным
насосом и двухходовым или трехходовым регулирующим клапаном.
Обратные клапаны, запорные клапаны и балансировочные клапаны
обычно выбираются по диаметру трубопроводов, на которых они доплаты
устанавливаться.
Пример подбора оборудования контуров холодоснабжения и
теплоснабжения для центрального кондиционера приведен в главе 6.
128
Глава 5
Регулирование работы центральной СКВ
5.1.	Анализ работы центральной СКВ в течение года
При проектировании СКВ обычно рассматривается два условных
состояния воздуха для теплого и для холодного периодов года. Но СКВ
благодаря системе автоматического регулирования функционирует и при
всех промежуточных состояниях наружного воздуха в течение года.
Иногда анализ годовой работы СКВ проводится упрощенным способом, по
изменению одного параметра наружного воздуха, обычно это энтальпии
[11]. Для выбора наилучших решешш, оптимизации процессов управления
такой анализ недостаточен, следует проводить апализ работы СКВ во всей
области возможных состояний наружного воздуха [16, 17, 3 и др.].
Рассмотрим анализ годовой работы прямоточной СКВ со вторым
подогревом, следуя [3].
1.	На поле /-^/-диаграммы для конкретного населенного пункта
выделяется область наружного климата abcdefg. С некоторыми
допущениями можно считать, что она ограничена:
—	сверху изотермой расчетного состояния наружного воздуха теплого
периода t^KC - const;
-	снизу изотермой расчетного состоятся наружного воздуха
холодного периода = const;
-	линией максимальной энтальпии наружного воздуха теплого
периода	~ const;
-	линией минимальной энтальпии наружного воздуха холодного
периода	= const;
—	максимальной влажностью наружного воздуха 0Н=1ОО % (линия
насыщения);
—	минимальной относительной влажностью наружного воздуха, за
такую можно принять ря<20%.
—	линией максимального влагосодержания наружного воздуха
= COT]Si > которое можно определить по данным климатологии [7] при
средней максимальной температуре и среднемесячном значении
влажности для наиболее теплого месяца.
2.	На поле /-^-диаграммы наносится область оптимальных параметров
рассматриваемого помещения для круглогодичной работы, которая
задается предельными значениями оптимальной температуры и
влажности для теплого и холодного периодов года (согласно [8] или [25])
fju-ин — —^шке л Финн — Фв — Фшкс ~ площадка В4.
129
3.	Через крайние точки области внутренних параметров воздуха
проводятся лучи процесса холодного периода ех (через точки Вз и В 4) и
теплого периода е‘ (через точки В] и В?). На этих прямых откладываются
отрезки, соответствующие рабочей разности температур и выявляется
область параметров приточного воздуха 77/7Ь77з77.д
Рис. 5.1. Изображение на /-^-диаграмме зон для анализа работы прямоточной СКВ со
вторым подогревом
Будем считать, что реализуется перемешивающая вентиляция и точки
состояния внутреннего воздуха В совпадают с точками состояния
удаляемого воздуха У, поэтому последние не указываются.
4. Через точку П3 проводится линия dn3=const до пересечения с
линией ро=90 %, где получается состояние точки Ох, которая
характеризует расчетное состояние воздуха после изоэнтальпического
увлажнения в холодный период года. Затем через точку Ох проводится
линия постоянной энтальпии iox = const, которая отделяет первую зону.
Этой зоне соответствует такая последовательность процессов обработки:
первый подогрев, изоэнтальпическое увлажнение, второй подогрев.
С ростом температуры наружного воздуха снижается тепловая
мощность воздухонагревателя первой ступени и при достижении границы
первой зоны iox = const. воздухонагреватель первой ступени отключается.
130
Таким образом, косвенно в зависимости от рассогласования сигнала
датчика температуры точки росы, настроенного па состояние точки Рх,
стабилизируется влагосодержание воздуха после изоэнтальпического
увлажнения (такое же влагосодержание у приточного воздуха) - в этом
суть регулирование по методу «точки росы».
5.	Через точку IIj проводится линия dnx=const до пересечения с
линией <ро=90 % - получается состояние точки Од, которая характеризует
расчетное состояние воздуха после изоэнтальпического увлажнения в
переходных условиях - предельное состояние для использования
изоэнтальпического процесса. Затем через точку Он проводится линия
постоянной энтальпии ion —const. Границами второй зоны являются
линии: Iqx ~ const} d const, отрезок часть отрезка Tlilli до
пересечения с линией iOn = const и сама эта линия. В пределах этой зоны
используется пзоэнтальпическое увлажнение и второй подогрев. Внутри
второй зоны регулируется только второй подогрев для поддержания
необходимой температуры воздуха в помещении. При достижении
состояния точки росы Рд рассогласование сигнала датчика исчезает, что
свидетельствует о переходе в следующую зону.
6.	Третья зона ограничена линиями dn3=const и d nx=Comt,
отрезками П3П4 п П4П1, В этой зоне используется только второй
подогрев.
7.	Четвертая зона - это область параметров приточного воздуха
, обработки наружного воздуха не требуется.
8.	Пятая зона ограничена линиями iOn ~ const и dn} -const. В этой
зоне используется сухое охлаждение в воздухоохладителе до энтальпии
iOn , пзоэнтальпическое увлажнение и нагрев в воздухонагревателе второй
ступени. В этой зоне для снижения потребления искусственного холода
возможно применение косвенного испарительного охлаждения.
9.	На линию насыщения наносится" состояние точки предельного
состояния охлажденной поверхности воздухоохладителя f, зависящее от
начальной температуры холодной воды , /у = + 3. Через точки f и
Оп проводится прямая, которая определяет предельное направление
процесса охлаждения и осушения воздуха в воздухоохладителе.
Границами шестой зоны являются линия dm=const и прямая Юд. В
шестой зоне требуется охлаждение и осушение в воздухоохладителе, и
нагревание в воздухонагревателе второй ступени. Когда энтальпия
наружного воздуха ниже расчетной энтальпии для теплого периода года,
снижается подача холодной воды в воздухоохладитель для поддержания
температуры точки росы после него близкой к Рд. Температура воздуха в
131
помещении поддерживается регулированием подачи горячей воды в
воздухонагреватель второй ступени.
10.	Седьмую зону ограничивают прямая Юл и линия = const.
Наружный воздух требуется нагревать в воздухонагревателе первой
ступени до достижения состояния на линии Юп, затем охлаждать и
осушать в воздухоохладителе, после чего нагревать в воздухонагревателе
второй ступени.
Наиболее неблагоприятное, с точки зрения потребления холода,
состояние воздуха - это точка па пересечении линии dflA!{C = const. с прямой
Юп. Обозначим энтальпию этой точки	соответствующее ей
потребление холода Qx.utx = 0,278-/от), оно будет больше
расчетного.
Рассчитанная обычным образом СКВ не справится с такой нагрузкой,
влагосодержание воздуха в помещении будет выше оптимального. В
некоторых случаях это приемлемо, когда суммарная продолжительность
таких периодов не будет превышать длительность допустимых отклонений
(величина, связанная с обеспеченностью).
Если выход за рамки границ площадки В1В2В3В4 недопустим, следует
предусмотреть большее потребление холода и подобрать более мощный
воздухоохладитель.
Более простой, однопараметрический анализ [11] не позволяет столь
подробно описывать особенности регулирования работы СКВ, в частности
для прямоточной. СКВ не выделяются участки с последовательностью
обработки зон 3, 4, 7.
Построение характерных зон и анализ работы СКВ для некоторых
способов обработки воздуха приведены в [17,3 и др.].
Анализ позволяет проводить сравнение возможный вариантов
обработки и выбирать вариант, близкий к оптимальному по затратам
энергии. Подобный анализ позволяет более осознано разрабатывать
функциональную схему автоматического регулирования СКВ, способную
осуществлять управление процессами при любых состояниях наружного
воздуха в областп рассматриваемого наружного климата.
На основе такого анализа и использования способов обработки с
управляемыми процессами, которые исключают одновременное
потребление и теплоты и холода, разработан метод регулирования по
оптимальному режиму. Для каждой из зоп параметров наружного воздуха
выбирается наиболее эффективный по использованию энергии способ
обработки. Для реализации регулирования по оптимальному режиму
необходимо получать более полную информацию от датчиков,
характеризующих состояние наружного и обрабатываемого воздуха,
применять более сложные алгоритмы регулирования.
132
5.2.	Общие сведения о системах регулирования центральных СКВ
Круглогодичная работы центральной СКВ по заданным алгоритмам
происходит под управлением системы автоматического регулирования,
которая выполняет следующие основные функции:
-	управляющие (обеспечивают безопасный пуск, выключение);
-	защитные (контроль состояния отдельных элементов и всей
системы, обеспечение безопасной работы, защита оборудования от
перегрузки, блокировка, подача предупреждающих и аварийных сигналов
и сообщений);
-	регулирующие (поддержание заданных условий микроклимата в
помещении при осуществлении экономичного режима работы).
Системы автоматического управления подразделяются на:
-	разомкнутые, применяются для автоматического измерения
параметров, программного управления устройствами, автоматической
блокировки и защиты оборудования в аварийных ситуациях;
-	замкнутые (обычпо с отрицательной обратной связью),
осуществляют регулирование в зависимости от текущего значения
контролируемого параметра.
Обычно система автоматического регулировашгя СКВ обеспечивает
стабилизацию параметров на заданном уровне. Самые простые системы -
локальные, которые управляют одним-, двумя контурами стабилизации
выходных параметров для отдельных подсистем, каждая из которых
воздействует на свой регулирующий орган. В качестве локальной системы
обычно применяется замкнутая схема с отрицательной обратной связью.
Объектом управления (ОУ) является какое-либо устройство, в
котором осуществляется процесс нагревания, охлаждения увлажнения
воздуха и т.п. Датчш< (Д) определяет состояние объекта по регулируемому
параметру (температура, влажность воздуха, скорость потока, перепад
давления и др.), преобразует стинал в электрический, если требуется, этот
сигнал усиливается.
Задатчик (3) задает величину (уставку) регулируемого параметра,
которую требуется поддерживать. Устройство сравнения (УС)
сопоставляет величину уставки и действительного значения
контролируемого параметра. В зависимости от величины отклонения
устройство управления (УУ) вырабатывает управляющий сигнал, который
передается на исполнительный механизм (ИМ). Исполнительный
механизм (электродвигатель с редуктором, соленоид и др.) перемещает
регулирующий орган (золотник клапана, лепестки заслонки и т.п.).
Важным моментом является то, как реагирует система управления на
разность величин уставки и измеренного датчиком параметра — величину
отклонения.
133
Рис.5.2. Замкнутая схема автоматического регулирования с отрицательной
обратной связью
Система управления может быть позигщонной, включать или
выключать какое-либо устройство (нагреватель, увлажнитель и др.).
Позиционные регуляторы применяются в основном в схемах защиты
воздухонагревателе первой ступени, иногда в контурах регулирования
температуры приточного воздуха или влажности, если допустимы большие
колебание регулируемого параметра.
Система управления может вырабатывать управляющий сигнал
пропорциональный отклонению. В результате такого пропорции сального
(П) регулирования после переходного процесса регулируемый параметр Р
устанавливается с некоторой статической ошибкой с.
Статическую, ошибку, возникающую при пропорциональном
регулировании можно исключить, суммируя величины ошибок е за
некоторый промежуток времени и формируя сигнал управления,
пропорциональный интегрально полученной величине. Устраняя
статическую ошибку интервальный (И) регулятор ухудшает качество
переходного процесса - его продолжительность возрастает.
При пропорционально-интегральном (ПИ) регулировании П и И-
компоненты управляющего сигнала суммируются. В результате точность
регулирования возрастает, ошибка в конце переходного процесса почти
устраняется, но колебания в течение переходного процесса значительны и
его продолжительность велика, больше, чем у П-регулятора.
Для сокращения продолжительности переходного процесса вводят
еще одну составляющую управляющего сигнала, сглаживающую
колебания — дифференциальную, которая пропорциональна отношению
текущей ошибки к временному интервалу ее возникновения.
Наконец, пропорциоиалъно-ннтегралыю-дифференциальное (ПИД)
регулирование учитывает все эти составляющие, что повышает точность
поддержания заданного параметра и сокращает продолжительность
переходного процесса.
134
t
Рис. 5.3 Характер переходных процессов прп различных типах регулирования:
а - пропорциональное (П) регулирование; б - интегральное (14) регулирование; в -
пронорциопалъно-интегральное (ПИ) регулирование;
г- пролорциопальное-иптегралБное-дифференциальпос (ПИД) регулирование
Для регулирования СКВ комфортного назначения обычно достаточно
П или ПИ-регулироваяие, в современных управляющих системах при
необходимости практически всегда доступно ПИД-регулирование.
Примером применения локальных систем регулирования может
служить поддержание на заданном уровне температуры и влажности
воздуха с помощью воздухонагревателя и парового увлажнителя. Одна
локальная подсистема регулируя расход потребляемой энергии п тем
самым выработку пара, управляет относительной влажностью воздуха в
помещении. Другая независимо от первой воздействует на клапан,
регулирующий подачу теплоносителя в воздухонагреватель (или
регулирующую температуру смеси горячей л обратной воды),
стабилизирует температуру воздуха в помещении.
Объект регулирования СКВ — воздушная среда в помещении обладает
значительно большей инерционностью по сравнешпо с аппаратами
обработки воздуха. Поэтогму сигналы датчиков основных регулируемых
параметров воздуха в помещении будут изменяться медленно, с
запаздыванием. Улучшить качество регулирования можно, используя
каскадную схему. В такой схеме наряду' со стабилизацией основного
параметра в помещеншг, производится управление промежуточным
параметром, который реагирует быстрее на управляющие воздействия. Для
этого вводится дополнительная обратная связь.
На рис. 5.4 а показана каскадная схема стабилизации температуры
воздуха в помещении tB — это основной регулируемый параметр.
135
Промежуточным регулируемым параметром в данном случае является
температура приточного воздуха Основной регулируемый параметр
воспринимается датчиком, передается в устройства сравнения, где
сопоставляется с заданной величиной основного параметра — t3.
+ з
УС	УС
tf tB
Рис. 5.4. Каскадное регулирование:
а - схема регулирования (па примере регулирования температуры внутреннего
воздуха); б - связь основного и вспомогательного управляющего параметра
Главное управляющее устройство (ГУУ) в ^зависимости от
рассогласования фактической величин с уставкой основного параметра, по
заданному алгоритму (например, выраженному графиком на рис. 5.4 б для
задания температур приточного воздуха) вырабатывает управляющий
сигнал - переменную уставку - для вспомогательного управляющего
устройства (ВУУ). Вспомогательное управляющее устройство
вырабатывает сигнал управления для исполнительного механизма,
который перемещает регулирующего органа. В результате регулирование
основного параметра, который изменяется медленно, происходит с учетом
изменении промежуточного параметра, который быстро реагирует на
управляющее воздействии.
В настоящее время системы автоматического регулирования СКВ
строятся на базе многофункциональные микропроцессорных
контроллеров. Блок-схема электронного контроллера показана на рис. 5.5.
Датчики генерируют дискретные (цифровые) или аналоговые сигналы,
для обработки последних в микропроцессоре их нужно преобразовать в
дискретные. В микропроцессоре считывается полученный сигнал,
сравнивается с заданной величиной регулируемого параметра и по
определенному алгоритму вырабатывается управляющий сигнал. В
постоянное запоминающее устройство контроллера (ПЗУ) изготовителем
136
записываются программы, по которым происходит обработки информации
и выработка управляющих сигналов. Для изменения поль’юппгопгм
настроек управляющего алгоритма, изменения параметров пвronao'ipolliui
самообучающихся алгоритмов и статистики работы СКВ испош.чуотся
перепрограммируемое запоминающее устройство (ППЗУ). Выходной
управляющий сигнал, если требуется, преобразовывается в аналоговый л
передается на исполнительные механизмы.
Рис. 5.5. Блок-схема управляющего контроллера
Все большее распространение получают свободно программируемые
контроллеры, в которых алгоритм работы в виде программ может быть
внесен пользователем в перепрограммируемое запоминающее устройство.
Имеются библиотеки стандартных программ для конкретных схемных
решений. Программа для специального применегшя может быть создана
пользователем с помощью специальной среды программирования и
записана в ППЗУ. Подобная среда программирования дает возможность
пользователю, оперируя мнемосхемами процессов регулирования или
непосредственно используя язык программирования, создавать
собственный алгоритм управления и сама переводит его в машинный код,
специфичный для конкретного контроллера.
Система автоматического регулирования поддерживает параметры
микроклимата с заданной точностью, в зависимости от назначения СКВ.
Для систем комфортного кондиционирования допускаются отклонения от
оптимальных значений: температуры внутреннего воздуха — ±(1-5-1,5) С,
относительной влажности воздуха —до ±7-^10 %. Допустимые отклонения
от заданных значений для технологического кондиционирования обычно
значительно меньше: температуры внутреннего воздуха - ±(0,5-4) С,
относительной влажности — ±5 %; для специальных систем —
соответственно до ±0,1 °C и ±2 %.
Нет смысла без необходимости завышать требовагшя к точности
поддержания параметров микроклимата. Это увеличивает стоимость
137
оборудования автоматики, предъявляет повышенные требования к со
квалифицированной эксплуатации.
Управление установками центрального кондиционирования мож(*1
быть объединено с управлением другими агрегатами, обеспечивающими
их работу, в первую очередь с источниками холода (чиллеры,
конденсаторно-компрессорные блоки). В результате оптимизируете Ч
работа всей системы кондициоппровагшя-холодоснабжепия. В целом,
система управления микроклиматом может интегрироваться в систему
управления инженерным оборудованием здания.
5.3.	Фушщиональные схемы автоматического регулирования
центральных СКВ
Функциональная схема показывает, какими датчиками
воспринимаются параметры воздушных потоков, связи датчиков с
управляющим устройством, на исполнительные механизмы каких
устройств передаются управляющие сигналы. Производители
оборудования предлагают набор стандартных схем регулирования. Как
правило, это наиболее простые схемы, с помощью которых
стабилизируется температура приточного воздуха, иногда - температура
воздуха в помещении, редко - температура и относительная влажность по
методу «точки росы». Обычно стандартные решения не предусматривают
регулироватпы относительной влажности, так как оно часто выполняется с
помощью блока- увлажнения, имеющего свою локальную систему
управления.
Кроме стабилизации параметров воздуха, в стандартных решениях
предусматривается:
-	отслеживание температуры наружного воздуха, температуры
теплоносителя на выходе из воздухонагревателя первой ступени,
температуры воздуха после пего, как способ защиты от замораживания;
-	контроль перепадов давления па фильтре (характеризует степень
загрязнения) и на вентиляторе;
-	защита блоков утилизации теплоты от замерзания конденсата;
—	защита электродвигателей вентиляторов и насосов от перегрузки;
-	защита воздушного электронагревателя от перегрева;
-	блокировка и отключение электродвигателей вентиляторов.
—	защита от коротких замыканий и перегрузок в электрических цепях.
Возможная функциональная схема автоматического регулирования
температуры и относительной влажности воздуха в помещении показана
на рис. 5.6.
Входные аналоговые сигналы обозначены Al (Analog Input), входные
дискретные (цифровые) сигналы - DI (Digital Input), аналоговые выходные
138
। in налы — AO (Analog Output), дискретные выходные — DO ((Digital
I hilput).
Для автоматического поддержания параметров воздуха применяются: •
-	датчики температуры и относительной влажности в помещении;
-	датчик температуры воздуха в приточном воздуховоде;
-	датчик температуры воздуха после блока увлажнения;
-	датчик температуры наружного воздуха по мокрому термометру;
-	датчик температуры воздуха по .мокрому термометру в канале
удаляемого воздуха;
-	датчик температуры воздуха после нагревателя первой ступени.
Используется схема каскадного регулирования - стабилизируется
1смпература приточного воздуха, как это было описано выше.
Рис. 5.6. Функциональная схема автоматического регулирования температуры и
относительной влажности воздуха в помещении для СКВ с одной рециркуляцией
В холодный период года по шггиалу датчика температуры «точки
росы», установленного после блока увлажнения (или на выходе самого
блока), котроллер подает управляющий сигнал на приводы клапанов
наружного и рециркуляционного воздуха н привод двухходового клапана
на подаче теплоносителя в воздухонагреватель первой ступени. При
низкой величине температуры «точки росы», когда сигнал датчика пюке
заданного, рециркуляционный воздушный клапан и двухходовой клапан
полностью открыты. Прп возрастании температуры «точки росы» более
заданной величины, рециркуляционный клапан прикрывается, полностью
открывается клапан наружного воздуха, и кондиционер начинает работать
как прямоточный.
139
С дальнейшим ростом температуры «точки росы» закрывается
двухходовой клапан воздухонагревателя первой ступени. Блок
испарительного увлажнения работает с постоянным расходом
разбрызгиваемой воды.
Когда температура «точки росы» превышает уставку переходного
состояния, начинается летний режим. Включается воздухоохладитель. Его
холодопроизводительность регулируется в зависимости от
рассогласования текущей температуры после увлажнителя и уставки
«точки росы» летнего режима с помощью трехходового клапана на подаче
холодной воды. Когда рассогласование достигает определенной малой
величины, увлажнитель отключается, а воздухоохладитель продолжает
поддерживать летнюю уставку температуры «точки росы». При
повышении влажности воздуха в помещении регулируется тепловая
мощность второго подогрева до достижения предельной температуры
воздуха в помещении для теплого периода. Если при этом относительная
влажность воздуха превышает максимальную, трехходовым клапаном
увеличивается подача холодной воды в воздухоохладитель для
уменьшения влагосодержания приточного воздуха. Когда температура
воздуха по мокрому термометру в вытяжном канале достигает величины
температуры наружного воздуха по мокрому термометру, воздушные
клапаны изменяют соотношение расходов наружного и
рециркуляционного воздуха - включают режим максимальной расчетной
рециркуляции.
Кроме поддержания температуры и относительной влажности воздуха
в помещении предусматривается:
-	защита от замерзания воздухонагревателя первой ступени
(установлен датчик температуры воды на обратном трубопроводе -
обычная пастройка — 1СН-20 °C), (датчик температуры воздуха после
теплообменника, показан на рис. 5.7, — обычная настройка 5-5-10 °C). При
возникновении угрозы замерзания: выключается электродвигатель
вентилятора, продолжает работать циркуляционный насос, полностью
открывается клапан на подаче первичного теплоносителя, закрывается
клапан наружного воздуха, загорается сообщение об угрозе
замораживания воздухонагревателя;
-	сигнализация загрязнения воздушного фильтра (дифференциальный
датчик перепада давления);
—	сигнализация о нормальной работе (дифференциальный датчик
перепада давления) и блокировка вентиляторов;
-	блокировка воздушных клапанов наружного и удаляемого воздуха;
-	блокировка работы циркуляционного насоса воздухонагревателя
первой ступени;
-	блокировка работы насоса блока увлажнения.
140
На рис. 5.7 показаны детали схемы защиты от замерзаний блока
воздухонагревателя первого подогрева.
Рис. 5.7. Датчик температуры воздуха для защиты от замерзания воздухонагревателя:
а - элементы датчика; б - установка датчика.
1 - блок воздухонагревателя; 2 - теплообменник; 3 - чувствительный элемент датчика;
4 - датчик температуры воздуха (термостат)
На рис. 5.8. показана функциональная схема автоматического
регулирования прямоточной СКВ с вращающимся регенератором.
Поддерживается температура и относительная влажность приточного
Рис.5.9. Функциональная схема автоматического регулирования температуры воздуха в
помещении прямоточной СКВ с вращающимся регенератором
Для поддержания заданной влажности в холодный период года
используется парогенератор. Регулирование влажности в холодный период
года осуществляется локальной системой, в зависимости от сигнала
датчика влажности в канале приточного воздуха. Регулирование
эффективности регенератора проводится изменением скорости вращения
ротора . в зависимости от сигнала датчика температуры в канале
приточного воздуха.
141
При повышении перепада давления на роторе, что свидетельствует о
начале обмерзания, скорость вращения ротора снижается, уменьшается
эффективность переноса теплоты от удаляемого воздуха к наружному,
этим осуществляется защита теплоутилпзатора от обмерзания.
Одновременно двухходовым клапаном на подаче теплоносителя
увеличивается мощность воздухонагревателя для компенсации снижения
эффективности утилизации теплоты.
В теплый период года необходимая температура приточного воздуха
обеспечивается	работой	воздухоохладителя,	его
холодопроизводительность регулируется трехходовым клапаном на подаче
холодной воды. Относительная влажность в помещении поддерживается
косвенным образом.
При необходимости прямого регулирования относительной влажности
можно использовать регулирование уставки температуры холодной воды,
вырабатываемой чиллером, или предусмотреть смесительное
приготовление холодной воды для каждого отдельного кондиционера.
Далее кратко представлены общие управляющие функции, которые
обеспечивают безопасный пуск СКВ:
1.	Предварительный прогрев воздухонагревателя первого подогрева -
полностью открывается клапан, подающий первичный теплоноситель.
Обычно выполняется при температуре поступающего воздуха ниже 12 °C.
При пониженных температурах наружного воздуха отсутствие прогрева
может вызвать срабатывание защиты от замерзания.
2.	Предварительное открытие воздушных заслонок до пуска
вентилятора.
3.	Разнесение по времени моментов пуска мощных электроприводов
компрессоров и вентиляторов. В момент пуска через асинхронные
электродвигатели проходят большие пусковые токи.
В системах с вращающимся регенератором сначала включается
вытяжной вентилятор, затем ротор регенератора и после его прогрева
удаляемым воздухом включается приточный вентилятор.
Продолжительность запуска в холодный период года достигает 2 мин.
Для безопасной остановки СКВ обычно предусматривается:
1.	При наличии электронагревателя — задержка остановки приточного
вентилятора, необходима для охлаждения ТЭНов.
2.	При наличии компрессорно-конденсаторного блока (ККБ) сначала
закрывается соленоидный вентиль на подаче фреона в испаритель
(воздухоохладителе), затем с задержкой останавливается компрессор ККБ
и после останавливается приточный вентилятор. Иначе хладагент может
скопиться в самом холодном месте - в испарителе и при последующем
пуске возможен гидроудар.
3.	Воздушные заслонки закрываются после остановки вентилятора.
142
Глава 6
Расчет и проектирование центральной СКВ
6.1.	Порядок проектирования
Исходные данные для проектирования формулируются в техническом
задании, которое включает в себя:
-	район строительства;
-	архитектурно-строительные чертежи здания, данные о теплотехни-
ческих характеристшсах ограждающих конструкций;
-	сведения о технологическом оборудовании, размещаемом в помеще-
ниях; о категориях помещений по пожарной опасности; о количестве лю-
дей и категориях тяжести труда;
-	характеристики источника теплоснабжения и параметры теплоноси-
теля.
Учитываются предполагаемые решения смежных систем (отопления
и вентиляции). В ходе разработки технического задания обосновываются
целесообразный вариант кондиционирования воздуха: сезонное или круг-
логодичное; полное или обеспечивающее только температурный режим;
местное, центральное или центрально-местное; с утилизацией теплоты
удаляемого воздуха или без нее.
При выборе источника холодоснабжения уточняется: возможно ли
применение испарительного охлаждения, или необходим искусственный
источник холода. Выбирается Tim искусственного источника холода: ком-
прессорно-конденсаторный агрегат, АБХМ-чиллер, ПКХМ-чиллер. Уточ-
няется способ охлаждения конденсатора для ПКХМ-чиллера: воздушное
пли водяное; предполагается ли использование функции теплового насоса
чиллера; использование утилпзащш теплоты конденсации фреона и другие
особенности.
Согласовываются места размещения основного оборудования (цен-
тральные кондиционеры, чиллер, пасоспая станция и др.), оговариваются
требования к уровню комфорта и другие требования заказчика.
При проектировании систем кондиционирования воздуха учитывают-
ся требования нормативных документов [6,26,27,28 и др.], отечественный
и зарубежный опыт в данной сфере, отраженный в [16, 1, 3,4, 17, 29 и др.].
Последовательность решения проектных задач следующая:
1.	Установление расчетных параметров наружного и внутреннего воз-
духа для теплого и холодного периодов года.
2.	Составление балансов вредных выделений по помещениям для теп-
лого и холодного периодов года: теплоты, влаги газов. Нахождение избыт-
ков явной и полной теплоты.
143
3.	Предварительная проработка возможной схемы воздух ораспределе-
ния, оценка параметров приточного и удаляемого воздуха.
4.	Определение минимальных расходов наружного воздуха по сани-
тарной норме, расхода местной вытяжки, расчет воздухообмена по выде-
лениям вредных веществ.
5.	Построение на /-^-диаграмме процессов обработки воздуха для те-
плого и холодного периодов года, расчет воздухообмена.
6.	Расчет воздухораспределения в помещениях.
7.	Проработка сети воздуховодов (приточных, вытяжных, рециркуля-
ционных), аэродинамический расчет воздуховодов, акустический расчет.
8.	Компоновка центрального кондиционера. Расчет и подбор камер и
блоков центрального кондиционера.
9.	Расчет и подбор необходимого оборудования системы холодоснаб-
жения (чиллер, регулирующие клапаны, сеть трубопроводов, насосная
станция).
10.	Расчет и подбор необходимого оборудования теплоснабжения воз-
духонагревателей кондиционера (регулирующие клапаны, сеть трубопро-
водов, смесительный насос и др.).
11.	Выбор стандартной функциональной схемы автоматического ре-
гулирования работы СКВ или формулировка задания для разработки ори-
гинальной функциональной схемы.
Результатом решения проектных задач является комплект чертежей,
включающий в себя: общие данные па проектируемые системы, планы и
разрезы здания с нанесением всего оборудования систем кондиционирова-
ния воздуха, холодоснабжения и теплоснабжения, аксонометрические
схемы воздуховодов и трубопроводов этих систем, спецификация обору-
дования, пояснительная записка.
При выполнении учебного проектирования часть задач может решать-
ся в сокращенном объеме и некоторые разделы, рассматриваемые в смеж-
ных дисциплинах, могут быть опущены.
Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха
В соответствии с требованиями СНиП [6] при проектировании систем
кондиционирования воздуха расчетные характеристики нарухсного воздуха
принимаются по параметрам Б для теплого (температура tH, удельная эн-
тальпия i„) и холодного (температура tlf, удельная энтальпия iH или отно-
сительная влажность <ря) периодов года, которые находятся по данным
СНиП [7].
По заданию на проектирование допускается принимать более низкие
параметры наружного воздуха в холодный период года и более высокие -
в теплый период года [6].
144
Параметры внутреннего воздуха для жилых и общественных помеще-
ний (температура /в, относительная влажность $?а, скорость движения воз-
духа vB) в соответствии со СНиП [6] определяются в пределах оптималь-
ных норм по данным ГОСТ [8] и с учетом указаний СНиП [26, 27, 28]. Для
производственных помещений - по данным СанПиН [25] или в соответст-
вии с технологическими требованиями.
В местностях с расчетной температурой наружного воздуха в теплый
период года 30 °C и выше рекомендуется повышать расчетную температу-
ру внутреннего воздуха на 0,4 °C на каждый градус свыше 30 °C, при этом
увеличивать скорость движения воздуха на 0,1 м/с на каждый градус свы-
ше 30 °C, не превышая 0,5 м/с.
Согласно СНиП [6] в кондиционируемых помещениях по заданию на
проектирование допускается не обеспечивать относительную влажность
воздуха.
Параметры микроклимата или один из параметров по заданию заказ-
чика и при согласовании с органами Госсанэпиднадзора РФ допускается
принимать в пределах допустимых норм вместо оптимальных.
Наиболее выгодными по затратам холода для теплого периода года
является сочетание максимальных значений температуры и относительной
влажности из оптимальных норм. Наиболее выгодным по затратам тепло-
вой энергии для холодного периода является сочетание минимальных зна-
чений температуры и относительной влажности из оптимальных норм.
Составление балансов вредных выделений
Важным этапом расчета является определение поступления вредных
выделений в помещения: тепловыделений (явных или полных), влаговыде-
лений и, если требуется, поступлений вредных веществ.
В помещениях общественного назначения основным источником
вредных выделений часто являются люди. Это особенно характерно для
помещений с массовым пребыванием, например, зрительных залов. Выде-
ление теплоты, влаги зависят от температуры воздуха в помещении и кате-
гории тяжести труда [15]. Считается, что женщины выделяют 85%, а дети,
в среднем 75% теплоты и влаги, выделяемой взрослыми мужчинами.
В теплый период через световые проемы и массивные ограждения в
помещение поступает теплота солнечной радиации QCI, [15].
Учитываются также: теплопоступления от оборудования С*^, в том
числе от оргтехники в помещениях зданий общественного и администра-
тивного назначения; поступления или потери теплоты через наружные ог-
раждения Q„orr; поступления или потери теплоты через внутренние ограж-
дения со смежными помещениями с отличающейся температурой воздуха
Сдо/т > теплопоступления от искусственного освещения , и пр. Методы
расчета поступлений теплоты и вредных выделений достаточно подробно
145
представлены во многих источниках [1, 3, 15, 29 и др.], возможно исполь-
зование различных компьютерных разработок.
Таблица 5.1
Количество теплоты и влаги, выделяемое взрослыми мужчинами
(по данным [15] с сокращением)
Вредные выделе- ния	Кол-во теплоты, Вт, выделение злати, г/ч при температуре воздуха в помещении, °C			
	15	20	25	30
Теплота:	В состоянии покоя			
явная qa	120	90	60	40
Полная qn	145	120	25	90
Влага и--	40	40	50	75
Теплота:	При легкой работе			
явная ця	120	100	65	40
Полная qn	160	150	140	145
Влага	55	75	115	150
При определении поступлений теплоты от офисного оборудования в
случае отсутствия паспортных характеристик можно ориентироваться на
следующие данные:
-	персональный компьютер с монитором -110+160 Вт;
-	лазерный принтер - 200+5 50 Вт;
-	копировальный аппарат - 400+ 1100 Вт;
—	факс —30 Вт;
-	сканер - 25 Вт.
По результатам расчетов поступлений и потерь теплоты определяются
тешюизбытки или недостатки теплоты отдельно для теплого периода и для
холодного периода года для каждого расчетного помещения.
Теплоизбытки служат исходной величиной для расчета и построения
процессов обработки воздуха в теплый период года, в итоге для определе-
ния холодопроизводительности воздухоохладителя центрального конди-
ционера и нагрузки чиллера.
Недостатки теплоты являются исходной величиной для определения
тепловой мощности системы центрального отопления или системы кон-
диционирования воздуха, выполняющей функцию воздушного отопления.
Избытки явной теплоты для теплого периода года вычисляются по
формуле, Вт:
=(1я 'nJ,'Qc? + Qos	+ Quoit Quoit •	(6-1)
Поступления влаги в помещения общественных зданий обычно опре-
деляются выделениями влаги от людей, кг/ч:
Щ = -ц'-»/1000	(6.2)
Тогда избытки полной теплоты, Вт:
Д£„ = Ж + °--278	(6.3)
146
п	- число людей в помещении;
г — скрытая теплота парообразования, г =2500 кДж/кг.
Избытки (недостатки) явной теплоты для холодного периода года оп-
ределяется по формуле, Вт:
=	Чя *п + Qcp "* Qocb + Qtsorr + Qos + ^Qor ~Qnon>) >	(6.4)
в последнем выражении Q!rOre=Qm ~ расчетные теплопотери помещения
для холодного периода года, Вт;
Оот - поступления теплоты от системы отопления, Вт.
Как отмечалось в разделе 2.1, отопление может быть:
-	рабочим, плохо регулируемым, тогда в формуле (6.4) выражение в
скобках равно 0;
—	дежурным, которое обеспечивает в помещении более низкую темпе-
ратуру дежурного отопления гд0;
-	если применяется современное хорошо регулируемое отопление, то-
гда избытки явной теплоты в помещении отсутствуют Д<2Л = 0.
Величина год регламентируется СНиП [6], она не должна быть ниже:
—	15 °C для жилых помещений;
-	12 °C для помещении общественных зданий;
—	5 °C для производственных помещений.
Методика расчета теплопотерь помещеш1я представлена в [30 и др.].
Кроме того, в некоторых случаях оценка теплопотерь может производить-
ся по укрупненным измерителям
Q'iT! ~ Х ' ‘ (^3 — hr ) >	(6*5)
где х- удельная тепловая характеристика, Вт/(м3-°С);
У - объем помещения, м3.
Зная величину Qm, легко рассчитать теплопроизводителыюсть де-
журного отопления Оод по формуле
Qo,4 - Q-тп '	~ hr)— hl ) 	(6-6)
Влаговыделепия, поступления полной теплоты рассчитываются по та-
ким же формулам, как для теплого периода года.
Угловой коэффициент луча процесса в помещении е (кДж/кг) вычис-
ляется по формуле
е = 3,6-Дбя/^.	(6.7)
Предварительная проработка возможной схемы воздухораспределе-
ния, оценка параметров приточного и удаляемого воздуха
Эти вопросы достаточно подробно рассмотрены в разделе 2.1.
147
Определение минимальных расходов наружного воздуха по санитар-
ной норме, расхода местной вытяжки, расчет воздухообмена по газовы-
делениям
В помещениях производственного назначения могут присутствовать
выделения вредных веществ от технологического оборудования GBP, мг/ч,
в виде паров, газов, пыли. Требуемый воздухообмен для их растворения
определяется по формуле
L = GiiP f(zy -zn),	(6.8)
где ?у, zn — соответственно, концентрация вредного вещества в уда-
ляемом воздухе и в приточном воздухе, мг/м3.
Концентрации вредных примесей в приточном воздухе должна быть
не более:
-	для жилых и общественных помещений - предельно-допустимой
концентрации для воздуха населенных мест (ПДКнм)',
-	для производственных и административно-бытовых помещений - 30
% от предельно-допустимой концентрации воздуха рабочей зоны
(W
Если известна величина , тогда концентрация вредного вещества в
воздухе, удаляемом из верхней зоны помещения, определяется формулой
гу=зп^к.лДПДК,.3-злу	(6.9)
В тех случая, когда пет данных по величине к,, допускается прини-
мать Zy = Т1ДК),3.
В помещениях общественного назначения обычно вредным веществом
является углекислота. Воздухообмен по углекислоте можно не рассчиты-
вать, так как он учитывается нормой минимальной подачи наружного воз-
духа па одного человека Л, [6], м3 /ч .
Воздухообмен по норме подачи наружного воздуха Gfl (кг/ч), вычис-
ляется по формуле:
Сл=Ц-п-р>	(6.10)
где р - плотность воздуха, зависит от его температуры, в данных рас-
четах может приниматься р=1,2 кг/м3.
Построение на i-d-диаграмме прогрессов обработки воздуха для теп-
лого и холодного периодов года, расчет воздухообмена
Эти вопросы подробно рассмотрены в разделах 2.2 и 2.3.
Расчет воздухораспределения в помещениях:
Отечественная методика расчета воздухораспределения в помещениях
отражена в [10, 31,3 и др.] и подробно изучается в курсе «Вентиляция».
148
Проработка сети воздуховодов (приточного, вытяжного, рециркуля-
ционного), аэродинамический расчет воздуховодов, акустический расчет
После подтверждения расчетом воздухораспределения мест располо-
жения, типоразмеров воздухораспределителей, окончательного' выбора
места расположения кондиционеров, места забора наружного воздуха, вы-
тяжных устройств и мест выброса удаляемого воздуха выполняется трас-
сировка воздуховодов.
Для определения размеров сечений воздуховодов и потерь давления в
сети воздуховодов выполняется аэродинамический расчет. Размеры сече-
ний выбираются с учетом рекомендованных скоростей движения воздуха.
В ходе выполнения аэродинамического расчета выполняется увязка потерь
давления в ответвлениях. В результате выполнения расчета определяются
размеры поперечного сечения воздуховодов, общая потеря давления во
внешней сети воздуховодов, величина которой используется при подборе
вентиляторного блока центрального кондиционера.
Методика выполнения аэродинамического расчета систем вентиляции
полно представлена в учебной и справочной литературе [17 и др.] и изуча-
ется в курсе «Вентиляция».
Аэродинамические потери давления в отдельных блоках и камерах, а
также во всем кондиционере определяются при выполнении расчетов по
программе подбора соответствующего кондиционера.
Движение воздуха в рециркуляционном воздуховоде может обеспечи-
вать основной вентилятор кондиционера. Для этого потеря давления в ре-
циркуляционном воздуховоде должна быть увязана с потерей давления в
воздухозаборной части системы и части блоков кондиционера до точки
присоединения рециркуляционного воздуховода. Если такую увязку при
расчетных расходах и допустимых скоростях движения воздуха выполнить
невозможно, то для рециркуляции необходимо применять дополнительный
вентиляторный блок.
Основным источником шума в системах центрального кондициониро-
вания является вентилятор (или вентиляторы) кондиционера. СНиП [26] не
рекомендует размещать оборудование приточных установок и централь-
ные кондиционеры в помещениях, смежных с обслуживаемыми помеще-
ниями, чтобы не создавать условий для распространения шума через огра-
ждения.
Основной путь распространения шума от вентиляторов - по сети воз-
духоводов. В самих элементах воздушной сети происходит рассеивание
энергии шума, а при повышенной скорости движения воздуха генерирует-
ся шум. Поэтому при выполнении аэродинамических расчетов следует не
превышать рекомендованные значения скорости воздуха.
Заметный шум может генерироваться в воздухорспределительных и
воздухозаборных устройствах. При выполнении расчета воздухораспреде-
149
ления и выборе таких устройств следует учитывать их акустические харак-
теристики приведенные, например в [31 и др.].
Если рассчитанный уровень звукового давления в помещении превы-
шает нормативный, тогда подбирается шумоглушитель. Его длина должна
быть достаточна для погашения избытка звуковой мощности. Если рас-
четная длина шумоглушителя больше 1,5-2 метров, то рационально сде-
лать шумоглушитель составным, включая между участками шумоглуши-
теля промежуточные блоки или отрезки воздуховодов. Такая мера повы-
шает эффективность гашения звуковой мощности.
Центральные кондиционеры комплектуются в основном пластинча-
тыми шумоглушителями, которые эффективны для шума средних и высо-
ких частот. При повышенных уровнях мощности шума на низких частотах,
более эффективны камерные шумоглушители, которые обычно в комплек-
тацию кондиционеров не входят.
Заметными источниками шума являются компрессоры и вентиляторы
чиллеров и компрессорно-конденсаторных блоков. При их размещении вне
здания может возникнуть необходимость проверки создаваемого ими
уровня шума на прилегающей территории.
Методика акустического расчета представлена в нормативной [32] и
справочной литературе [15], ее осповы также изучаются в курсе «Вентиля-
ция».
Компоновка гцгнтралъного кондгщнонера. Расчет н подбор камер и
блоков центрального кондиционера
Кондиционер компонуется таким образом, чтобы осуществлялись
предусмотренные способы обработки воздуха (подробно рассмотрено в
разделе 2).
Подбор и расчет отдельных камер и блоков в настоящее время ведется
по компьютерным программам, предоставляемым поставщиком оборудо-
вания. Использование программ облегчает работу проектировщика, позво-
ляет выполнять вариантное проектирование, повышает точность результа-
тов. Примеры компоновки и расчета блоков кондиционеров приводятся в
данной главе.
Конструирование и подбор необходимого оборудования системы хо-
лодоснабжения (чиллер, регулирующие клапаны, сеть трубопроводов, се-
тевая арматура, насосная станция)
Выбирается вид чиллера, отвечающего поставленной задаче, подбира-
ется типоразмер чиллера, который своей холодопроизводительностью по-
крывает потребность в холоде, при заданных условиях (параметры наруж-
ного воздуха, температуры холодной и отепленной воды). Находятся гид-
равлические потери давления в испарителе чиллера и другие необходимые
характеристики (подробно представлено в разделах 4.1 - 4.2) .
150
Выполняется трассировка трубопроводом » ш i« hi.i «>>i|'iuiii или hriiii'i,
размещается необходимая сетевая арматура. (Мн.|чки	и и
установка запорной арматуры в местах разпотвлсипн < m uniч> р-, р/.
зволяет ремонтировать и обслуживать отдельные част । ш к чн, ш  и*
на вливая работу системы в целом.
Для гидравлической увязки в настоящее время широко tu ihijii. iymi< и
балансировочные клапаны.: ручные и автоматические. Ручные 11| ц«до i nun и
ют собой регулируемое местное сопротивление, которые можно 'lapiHivc.
настроить на определенную потерю давления при расчетном расхода, П
клапанах предусматриваются штуцеры для подключения прибора, с помо-
щью которого можно проконтролировать действительные потери давления
и уточнить настройку. Клапаны способны выполнять запорную функцию
без потери настройки. В балансировочных клапанах имеются краны для
слива. Некоторые типы .клапанов являются парными: имеется основной ре-
гулирующий клапан и ответные ему запорный клапан.
Автоматические балансировочные клапаны способны поддерживать
заданный перепад давления при изменяющихся условиях, например при
изменении гравитационного давления вследствие изменения температуры
жидкости или вследствие регулирования расхода жидкости другими уст-
ройствами.
Обычно размер балансировочного клапана принимается по диаметру
трубопровода, на котором он размещается. Потеря давления на открьггом
балансировочном клапане зависит от типоразмера и расчетного расхода
жидкости, но в среднем составляет приблизительно 4-10 кПа. Диапазон
погашения давления у ручных клапанов до 100 кПа, у автоматических - до
45-50 кПа.
В верхних точках системы устанавливаются воздухосборники или ав-
томатические воздухоотводчики; в нижних точках - краны для опорожне-
ния.
Выполняется гидравлический расчет трубопроводов систе.мы холодо-
снабжсния, в результате которого определяются диаметры участков трубо-
проводов, находится общая потеря давления в сети, выполняется увязка
потерь давления в гидравлических кольцах. Чаще используется метод
удельных потерь давления, но может применяться любой падежный спо-
соб выполнения гидравлического расчета. В настоящее время для выпол-
нения гидравлического расчета широко применяются компьютерные про-
граммы.
При выполнении гидравлического расчета системы холодоснабжения
необходимо учитывать температурный режим работы. В системе холодо-
снабжения обычно используется вода с температурой близкой 10 °C. По-
этому' при использовании стальных оцинкованных или труб из нержавею-
щей стали, характеристики удельных потерь давления следует принимать
для новых труб водопровода холодной воды [33]. При использовании
151
медных., металлопластиковых, пластмассовых труб — характеристики поте-
ри давления в таких трубах принимаются по данным [34, 35 и др.].
При использовании антифриза, раствора этиленгликоля или пропи-
ленгликоля соответствующей концентрации необходимо учитывать воз-
растание гидравлических потерь давления в трубопроводах и аппаратах [1,
4].
Трубопроводы системы холодоснабжения теплоизолируются для пре-
дотвращения потери холода и конденсации влаги на холодных поверхно-
стях. Для этого используются современная трубная изоляция типа «Armaf-
1ех», « Эпергофлекс» и др.
Методика подбора насосной станции и расчета необходимых харак-
теристик ее элементов приведена в разделе 4.4. Там же рассмотрены схе-
мы регулирования и способ подбора регулирующего клапана.
Расчет и подбор необходимого оборудования теплоснабжения возду-
хонагревателей кондиционера (регулирующие клапаны, сеть трубопрово-
дов w др.)
Нагрузка воздухонагревателей первого и второго подогрева определя-
ется в ходе построения процессов обработки, а их расчет выполняется при
подборе блоков кондиционера по компьютерной программе. Некоторые
схемы присоединения воздухонагревателей представлены в разделе 4.5,
там же приведены пояснения для подбора регулирующих клапанов.
Выполняется трассировка трубопроводов теплоснабжения воздухо-
нагревателей. Расставляется необходимая арматура для отключения от-
ветвлений, для выпуска воздуха из верхних точек системы, для слива воды
из нижних точек, если требуется — то балансировочная арматура. Более
подробное описание теплоснабжения воздухонагревателей центральных
кондиционеров приведено в [3].
Гидравлический расчет1 трубопроводов теплоснабжения воздухонагре-
вателей выполняется одним из способов, чаще методом удельных потерь
давления. Трубопроводы системы теплоснабжения теплоизолируются
трубной изоляцией во избежание потерь теплоты и ожогов при случайных
контактах с горячей поверхностью.
6.2.	Пример расчета и подбора основного оборудования СКВ с первой
рециркуляцией, элементов ее систем холодо- и теплоснабжения
В данном разделе рассматривается подробный пример расчета, кото-
рый охватывает: установление расчетных параметров наружного и внут-
реннего воздуха, составление тепловых и влажностных балансов, построе-
ния на i-iZ-диаграмме процессов обработки, определение расчетных расхо-
дов воздуха, нагрузок аппаратов кондиционера. Приводится компоновка и
результаты расчета и подбора блоков кондиционера с помощью компыо-
152
терЕЮЙ программы. Представлен подбор чиллера, насосной станции, под-
бор регулирующих и балансировочных клапанов для системы холодо-
снабжения воздухоохладителей, подбор насосов, клапанов для системы те-
плоснабжения воздухонагревателей центрального кондиционера.
Пример 6.1
Рассчитать и построить процессы обработки воздуха для системы
кондиционирования с одной рециркуляцией. Расчетное помещение — зри-
тельный зал кинотеатра на 800 мест в городе Самара. Размеры зала
36x40x10 (11) м. Поступления явной теплоты в теплый период года (в ос-
новном от солнечной радиации) без учета тепловыделений от зрителей со-
ставляют 14 кВт. Удельная тепловая характеристика помещения х=0,25
Вт/(м3,0С). Применяется перемешивающая вентиляция, подача воздуха в
верхнюю зону ненастилающпмися струями, удаление — из верхней зоны.
Теплоноситель - перегретая вода Т1=115 °C, Т2=70 °C, перепад давления
теплоносителя на вводе - ДР =100 кПа.
Теплый период года
1.	Расчетное состояние наружного воздуха (параметры Б) [7]: /„=30
°C, /„=56 кДж/кг, по /-//-диаграмме //„=10,1 г/кг, <р„ =38 %.
2.	Расчетное состояюте внутреннего воздуха (выбирается из опти-
мальных значений [8] tonT =23-25 °C, ролт-45-60 %), принимается сочета-
ние: /8=25 °C, ^„=55 %, по /-//-диаграмме /д=52,9 кДж/кг, //fl=10,9 г/кг.
3.	Выделения явной теплоты и влаги одним зрителем в состоянии по-
коя при /в=25 °C: д„=60 Вт, у? =50 г/ч; всеми зрителями в зале:
О „.,=60-800=48000 Вт, Г/=50-800=40000г/ч или 40 кг/ч.
4.	Температура наружного воздуха выше температуры внутреннего
воздуха. Поступление теплоты в зал через наружные ограждения (в данном
примере оценивается по укрупненным измерителям по формуле (6.5))
Сногр = x-K-(z„ -G)=0,25-(36-40-10)-(30-25)=1800Вт.
5.	Баланс явной теплоты по формуле (6.1) (без учета поступления те-
плоты от смежных пскондиционнруемых помещений, и принимая во вни-
мание, выключаемое во время киносеанса искусственное освещение)
Д2Л + Qcp + Qhovp =48000+14000+1800=63800 Вт.
6.	Избытки полной теплоты определяются по формуле (6.3)
ДО„	+ 0,278-г-//=63800+0,278-2500-40=91600 Вт.
7.	По формуле (6.7) вычисляется угловой коэффициент луча процесса
в помещении зрительного зала
s=3,6 • Д0„ ///=3,6-91600/40=8244 кДж/кг.
Через точку В проводится луч процесса £-=8244 кДж/кг.
153
Рис. 6.1. Процессы обработки воздуха в теплый период года (к примеру 6.1)
8.	В соответствии с принятой схемой организации воздухообмена в
помещении зрительного зала принимается рабочая разность температур
&tp=7 °C, тогда температура прпточного воздуха составит:
tn =t3 -4^=25—7=18 °C. На луче процесса при температуре 18 °C находит-
ся положение точки П: /я=18 °C, ^=42,8 кДж/кг, г/л=9,8 г/кг, у>п =76 %.
9.	Предварительно оценивается кратность воздухообмена /<р<3 1/ч,
по табл. 2.1 находится £,=0,95. Тогда температура воздуха, удаляемого из
верхней зоны помещения, вычисляется по формуле (2.8)
ty = 'л +К-(.tB -г„)=18+0,95-(25-18)=24,65=25 °C,
154
она практически совпадает с температурой внутреннего воздуха и, следо-
вательно, в данном случае точка состояния удаляемого воздуха У совпада-
ет с точкой В.
10.	Рассчитывается воздухообмен:
— по избыткам полной теплоты (2.12)
= 3,6 -	= 3,6 • 91600 =32б50
- iy-in 52,9-42,8
— по влаговыделениям (2.13)
40000	,
G,v =---------------=3 6j 63 кг/ч.
w dy-dn 10,9—9,8
т-r	, 36363 - 32650 .пп ч-t до/
Погрешность определения расхода воздуха <> ------------100 =11,4 %,
32650
в пределах допустимого (до 15 %), за расчетную величину принимается
большее значение G =36363 кг/ч.
В объемных единицах расход воздуха L = G!р =36363/1,2= 30303
м3/ч, а кратность .воздухообмена в зале Кр = ЫV =30303/(36-40-10)=2,1
1/ч, что соответствует предварительной оценке.
11.	Определяется расход наружного воздуха по санитарной норме
(приложение М [6]), Zt=20 м3/ч на одного зрителя при непрерывном пре-
бывании в зале до двух часов
GH = LX • п-/?=20-800-1,2=19200 кг/ч,
что меньше расчетного расхода воздуха (36363>19200).
Чтобы снизить затраты холода в теплый период года и затраты тепло-
ты в холодный период года, можно применить рециркуляцию - для зри-
тельных залов она допускается. Расход рециркуляционного воздуха:
Gr = G-G„ =36363-19200=17163 кг/ч.
12.	В теплый период года использование рециркуляции снижает за-
траты холода, если энтальпия удаляемого воздуха (точнее, воздуха, посту-
пающего на рециркуляцию) ниже энтальпии наружного воздуха.
В данном случае точка У совпадает с точкой В. Состояние воздуха,
поступающего на рециркуляцию с учетом нагрева в рециркуляционном
воздуховоде на 0,5=1 °C выше точки В — точка В’:	~	+0,5=25,5°С,
dB. = ^д=10,9г/кг, =53,ЗкДж/кг, ^>=53 %.
Соотношение энтальпий 1g. =53,3 кДж/кг < 1Я=56 кДж/кг - рецирку-
ляция в теплый период года целесообразна.
13.	Определяется состояште воздушной смеси после рециркуляции.
Это можно сделать вычислив энтальпию или влагосодержание смеси и
найти положение точки смеси на прямой, соединяющей точки Н и В’, или
вычислить обе эти величины и построить точку С по координатам.
По формуле (2.19):
ic = ’Gri + 4' •<?г)/<7=(56-19200+53,3-17163)/36363=54,7кДж/кг,
155
по аналогичной формуле
<• =(.dff-Gn + dB'	(Ю,1 -19200+10,9-17163)/36363= 10,5 г/кг,
по i-d-диаграмме определяется tc =27,5 °C, </>с=4б %.
Такое же положение точки С дает геометрическое построение.
14.	Находится состояние воздуха после обработки в кондиционере
(без учета нагрева в вентиляторе и приточном воздуховоде). Точка П’ рас-
полагается на 1 °C ниже точки П - точка ГТ: tn. -tn -1=18-1=17 °C,
=dn = 9,8 г/кг, по /-с/-диаграмме /я.=42,0 кДж/кг, ^я.=81 %.
15.	Используется традиционный способ, сочетающий охлаждение и
осушение воздуха в теплообменнике воздухоохладителе и нагревание в
воздухонагревателе второй ступени.
Определяется состояние воздуха после воздухоохладителя — точка О:
принимается =90 %, d0 =dn =9,8 г/кг, по/-^-диаграмме i0 =40,0 кДж/кг,
/О=15,3 °C.
16.	Проводится прямая СО до пересечения с кривой насыщения, нахо-
дится положение точки f, ее температура tf =13,5 °C.
17.	Определяется начальная температура холодной воды
(3=5)=13,5- 4,5=9 °C,
температура отепленной воды принимается на 5=6 °C выше
гХ2=/Х1+5=9+5=14 °C.
18.	Рассчитывается холодопроизводительность воздухоохладителя
Qx =0,278-G«(/c-zo)=0,278-36363-(54,7-40)=148601 Вт =148,6 кВт.
19.	Определяется мощность воздухонагревателя второй ступени в теп-
лый период года
=0,278 •<?•(/„. -/О)=0,278-36363-(42,0-40)=20218 Вт =20,2 кВт.
Рассмотренный способ обработки включает в себя следующие процес-
сы:
НС-У’С - рециркуляция, смешивание наружного воздуха в количестве
G„ в рециркуляционного в количестве Gr.
СО - охлаждение и осушение воздуха в воздухоохладителе централь-
ного кондиционера до ^>=90 %;
ОП’ - нагревание воздуха в воздухонагревателе второй ступени;
П’П - нагревание воздуха в вентиляторе и приточном воздуховоде
приблизительно на -1 °C;
ПВ- нагревание и увлажнение воздуха в помещении за счет теплонз-
бытков и влаговыделений;
ВВ’ - нагревание воздуха в рециркуляционном воздуховоде прибли-
зительно на-0,5 °C.
156
Исходя из расчетного расхода воздуха L =303 03 ь?/ч, выбирается
кондиционер КЦКП-31,5 с номинальным расходом воздуха 1И(М =31500
м3/ч.
Холодный период года
В качестве исходных данных для расчета процессов в холодный пе-
риод года используются расходы воздуха, определенные при расчете теп-
лого периода года: G= 36363 кг/ч, Ся =19200 кг/ч, 0^=17163 кг/ч.
1.	Расчетное состояние наружного воздуха г. Самара (параметры Б)
[7]: /я=-30 °C, ря=78 %, по /-^-диаграмме: /я = —29,6 кДж/кг, dt{=0>2 г/кг.
2.	Расчетное состояние внутреннего воздуха (выбирается из опти-
мальных значений для помещений категории За [8] tO[TT =20-21 °C,
<ропт =30-45 %): принимается сочетание: /в=20 °C, «^=35 %, по i-d-
диаграмме i£ =33,0 кДж/кг, г/л=5,1 г/кг.
*В данном случае за расчетную влажность принято не наиболее выгодное мини-
мальное значение, а рв=35 % —эта мера позволит избежать опасности замерзания воды
в камере орошения.
3.	Выделения явной теплоты и влаги одним зрителем в состоянии по-
коя при /в=20 °C: ^=90 Вт, м»=40 г/ч; всеми зрителями в зале:
2^=90-800=72000 Вт, Ж=40-800=32000г/ч =32 кг/ч.
4.	Потери теплоты через наруиспые ограждения оцениваются по ук-
рупненным измерителям
Qnon> =x-V‘{t8 -гя)=0,25-(36-40-10)-(20-(-30))=180000 Вт.
В помещении зрительного зала предусмотрена водяная система де-
журного отопления, которая в отсутствии зрителей поддерживает дежур-
ную температуру воздуха гдо=12 °C, тогда тепловая мощность системы
отопления
Одо =х-У-Цдо-гя)=0,25-(36-40-10)-(12-(-30))=151200 Вт.
5.	Баланс явной теплоты с учетом того, что во время киносеанса осве-
щение выключено
+ОД0-Qlton, =72000+151200-180000=43200 Вт.
6.	Избытки полной теплоты определяются по формуле (6.3)
А2Л =Д<2я + 0,278-г-17=43200+0,278-2500-32=65440 Вт.
7.	По формуле (6.7) вычисляется угловой коэффициент луча процесса
е=3,6  ЬОп IW =3,6-65440/32=7362 кДж/кг.
Через точку В проводится луч процесса £=7362 кДж/кг.
8.	Аналогично теплому периоду года, состояние удаляемого воздуха
из верхней зоны помещения близко состоянию воздуха в рабочей зоне по-
мещения (точка У совпадает с точкой В).
157
Состояние приточного воздуха находится на луче процесса при
dn --W/ G=5,1—32000/36363=4,2 г/кг, или при in = ie -3,6 • аОп IG =33-
3,6-65440/36363=26,5 кДж/кг, по /-^/-диаграмме tn=\6 °C, рл=37 %.
Рис. 6.2. Процессы обработки воздуха в холодный период года (к примеру 6.1)
9.	Состояние воздуха после изоэнтальпического увлажнения в камере
орошения - точка О, определяется прп ^>о-90 % и d0 = dn=4,2 г/кг: t0=3
°C, ^=13,7 кДж/кг.
Вспомогательная точка М (характеризующая температуру мокрого
термометра относительно состояния воздуха в точке О) находится на пере-
сечении прямой i^const. с линией насыщения, ее температура /л/=2,5 °C,
выше 2 °C, опасности замерзания воды в камере орошения пет.
10.	Прямая ВЫ пересекает кривую насыщения в области отрицатель-
ной температуры, что создает предпосылки для выпадения конденсата и
его замерзания при подведении рециркуляционного воздуха в приемный
158
блок. Поэтому выбирается иной вариант обработки воздуха - вначале на-
гревание в воздухонагревателе первой ступени, а затем осуществление ре-
циркуляции.
Рассчитывается влагосодержаяие смеси после рециркуляции
dc =(d„-GH +dy-GP)IG= (0,2-19200+5,1 -17163)736363= 2,5 г/кг,
на прямой i0=canst, при dc=2,5 г/кг находится положение точки С:
/с = io =13,7 кДж/кг. tc =7,5 QC, <рс-40 %.
11.	На пересечении прямой ВС с линией da=const. находится точка
состояния воздуха после воздухонагревателя первой ступени — точка К:
dK = <7я=0,2 г/кг, гк=-3 °C, /л.= -2,5 кДж/кг, ^А.=10 %.
Такое состояние воздуха после воздухонагревателя допустимо только,
если воздухонагреватель присоединяется к источнику теплоты по незави-
симой схеме через водо-водяной теплообменник, во вторичном контуре
которого циркулирует незамерзающий раствор. В таком контуре нужно ус-
тановить циркуляционный насос и расширительный сосуд, так как контур
замкнутый.
В противном случае, при зависимом подключегаш, защита будет по-
стоянно отключать кондиционер пз-за опасности замораживания воздухо-
нагревателя первой ступени. Датчик защиты обычно настраивается на тем-
пературу воздуха после воздухонагревателя не штже 5+6 °C.
Поэтому, чтобы применить зависимое присоединение воздухонагре-
вателя нужно назначить безопасную температуру точки Кь пусть tK{= 10
°C, cZ/a=0,2 г/кг, тогда /А1=10,5 кДж/кг, ^К1=3 %.
12.	Далее следует уточнить положение точки смеси Сь она будет ле-
жать на пересечении прямой К]В с линией io=const. — точка Ср
/С) = /О=13,7 кДж/кг, tCi=11,5 °C, dcl =0,8 г/кг, рС1=10 %.
Новому положению точки смеси Q соответствует иное соотношение
рециркуляционного и наружного воздуха:
я	0,8-0,2
= G^^=363637iT7T7=4453	'
тогда расход наружного воздуха в холодный период года
Gm = G - GPl =36363—4453=31910 кг/ч.
Уменьшенный расход рециркуляционного воздуха в холодный период
года снижает экономшо тепловой энергии за счет рециркуляции.
13.	Стандартньш (неуправляемый) процесс изоэнтальппческого ув-
лажнения в камере орощешгя или в сотовом увлажнителе осуществляется,
при фиксированной эффективности.
При соотношении расходов воздуха £'=£/7.^=30303/31500=0,962 и
при максимальном расходе орошающей воды (лиши 1 парне. 3.5) адиаба-
тическая эффективность £л=0,96. Такой величине Ел соответствует ко-
нечная температура изоэнтальппческого увлажнения:
159
'0l = 'CI ~Ea -(/C1 -f„)=ll,5-0,95-(ll,5-2,5)=2,95 °C~3 °C,
практически она ие изменилась, и в данном случае уточнения построения
процесса увлажнения и других процессов не требуется.
14.	Тепловая мощность воздухонагревателя первой ступени
2i = 0,278-СЛ/]-(iK} -iH)=^,2'lZ-32652-{lG5-{-29i6y)=3e399Z Вт=364 кВт.
15.	Тепловая мощность воздухонагревателя второй ступени
22 = 0,278 • G • (in -io) =0,278-36363 -(26,7-13,7)=131416 Вт ~131,4 кВт.
16.	Затраты воды на увлажнение воздуха в увлажнителе
^увл	-б7С1)=Зб363-(4,2-О,8)=123634г/ч ~123,6 кг/ч.
В данном случае используется следующая последовательность про-
цессов обработки воздуха:
Н1<1 - нагревание наружного воздуха в воздухонагревателе первой
ступени;
К^^ВС] - рециркуляция, смешивание наружного воздуха в количест-
ве и рециркуляционного в количестве Grl.
С]О — пзоэнтальпическое увлажнение воздуха в камере орошения;
ОП - нагревание воздуха в воздухонагревателе второй ступени;
ПВ- нагревание и увлажнение воздуха в помещении за счет теплоиз-
бытков и влаговыделений.
В целом можно отметить, что такой способ обработки воздуха в хо-
лодный период года в данном случае приводит к снижению возможной
экономии затрат тепловой энергии за счет рециркуляции, так как расход
рециркуляционного воздуха существенно уменьшен. Для получения
большей экономии тепловой энергии следует применять более сложную
независимую схему присоединения воздухонагревателя первой ступени с
промежуточным контуром циркуляции, в котором должен циркулировать
раствор антифриза.
По результатам построения процессов для теплого и холодного пе-
риодов года компонуется кондиционер (рис. 6.3).
Рис. 6.3. Компоновка кондиционера КЦКП-31,5 (к примеру 6.1)
160
Подбор и расчет блоков кондиционера выполнен с помощью компью-
терной программы фирмы «ВЕЗА» [36]. Результаты расчета представлены
в табл. 6.2 (с некоторыми сокращениями).
.Таблица 6.2
Наименование блоков с характеристиками оборудования
1.	Елок воздухоприемный__________________________________
Возд. клапан: ГЕРМИК-П-1715(11)х1707; Привод:8М24А-8К; с!Рв=2.9Па;
BxHxL: 1900x2000x865мм; М=320кг
2.	Фильтр карманный___________________________________
ФВК-ХХ-360-Х-О4;О4; <1Рв14Ша; (1Рв=140.7Па; BxHxL: 1900x2000x590мм; М=280гсг
3.	Воздухонагреватель жидкостный________________________________________
В НВ243.1-163-180-02-3.0-04-2; Прямоток; Fto=99.4m2; Qt=365kBt; Kf=7%;
Lb=27210 л?/ч; 1вн=-30°С; tBK=10°C; G/K=6932 кг/ч; Ъкн=115°С; Ькк=63.1°С; dP>K=l 1.5
кПа; 4Рв=2б.4Па; BxHxL: 1900x2000x360мм; М~305кг_____________________-
4.	Камера промежуточная (без верхней стенки, клапан подобран отдельно)__
4Рв=1 Па; BxHxL: 1900x2000x865мм: М=200кг
5,	Воздухоохладитель жидкостный_________________________________________
ВОВ243.1-163-180-08-3.0-06-1; Противоток; Fto=397.5m2; Qx=148.5 кВт; Lb=30303 м^/ч;
(вн=27.7°С; 1вн=13.1ккал/кг; 4вн=10.5 г/кг; Авп=45.3%; 1вк=15.1°С; 1вк=9.5ккал/кг;
бвк=9.8г/кг; Ивк=91.3%; G>k=25642 кг/ч; Ькн=9°С: taoc=14°C; 6Рж=41.9 кПа;
с1Рв=151Па; BxHxL: 1900x2000x700мм; М=519кг
6.	Камера увлажнения форсуночная________________________________________
Qx=S8.6 кВт; Еа=93%; Lb=30303 м7ч; tBn=11.7°C; Свл=9.3%; tBK=3°C; йвк=90%;
Ож=46765 кг/ч; Ькн=2.4°С; Насос:К80-65-160; Ny=7.5 кВт; <1Рв=115.2 Па;
BxHxL: 1900x2000x1800мм; М=690кг________________________________________
7.	Воздухонагреватель жидкостный________________________________________
ВНВ243.1-163-180-02-4,0-04-2; Прямоток; Fto=75.7 м2; Qi-132 кВт, Kf=l%;
Lb=30303 м3/ч; tBH=3°C; tBK=16°C; G>k=3789 кг/ч; 1жн=70°С; Ъкк=39.5°С; <1Рж=4 кПа;
(1Рв~25.8Па; BxHxL: 1900x2000x360мм; М=298кг____________________________
8.	Вентилятор________________________________________________________
RDH 710 К; Выхлоп: ВхН: 898x898мм; Рконд=508Па; Рсеть=600 Па; Lb=30303 м7ч;
Рполн=1153 Па; п_рк=1229об/мии; Эл. двпг.:АИР16084; Ny=15 кВт; п_дв=1460об/мпн;
ПуПуТ -1<)ППг?С1П(Ъ.-7?^Лхп.л- М=1Я1_5ит________________________________
9.	Камера промежуточная
dPii=l Па; BxHxL:1900x2000x865mm; М=200кг
Ю.Шрюглушптель, 1500____________________________________________________
Пластивы:5 х 200 мм; L=1500mm; <ДРв=13.7 Па; BxHxL: 1900x2000x1645мм; М=360кг
Более рациональный способ - использовать управляемый процесс в
воздухоохладителе в теплый период года и управляемый процесс в адиа-
батном увлажнителе (или регулирование с помощью байпаса) в холодный
161
период года. Тогда можно обойтись без использования второго подогрева
в теплый и холодный периоды, затрачивать меньше холода и меньше теп-
ловой энерпш на осуществление процессов обработки.
Подбор чиллера
По расчету, проведенному с помощью программы, холодопроизводи-
тельность воздухоохладителя составляет Qx =148,5 кВт, она практически
совпадает с рассчитанной при построении процессов. Принимается на-
грузка чиллера с запасом на потерн холода в 10 %
Q4 =1,1  Qx =1,1 • 148,5=163,4 кВт.
По каталогу оборудования [19] подходит чиллер WSAT-2.70-ST с
поршневыми компрессорами и осевыми вентиляторами. Его номинальная
холодопроизводительность - 163,7 кВт. Но при заданных условиях работы:
температура наружного воздуха °C и начальная температура холод-
ной воды txi =9 °C его холодопроизводительность составляет -181,6 кВт.
В чиллере установлены два шестицилидровых компрессора, потреб-
ляемая мощность компрессоров в рабочем режиме - 53,3 кВт, использует-
ся фреон R-22 (40 кг). Чиллер имеет 4 ступени регулирования мощности
(Azc=4). В чиллере используются 4 осевых вентилятора, по 1,4 кВт каж-
дый. Размеры чиллера 2040x2950x2113 мм, масса - 1713 кг. К системе хо-
лодоснабжения чиллер присоединяется трубой с условным диаметром 80
мм.
Определяется расход холодной воды
3600-&,	3600-163,4 _oonno / -то / / > \
G  --------—=------------г—=28098 кг/ч или 7,8 кг/с (л/с),
^•(Ч-г-Лп) 4,187.(14-9)	k Л
где tx,=14 °C - температура обратной воды.
По каталогу [19] при <7,, =7,8 л/с потери давления в испарителе состав-
ляют A?na7=50 кПа. Объем воды в испарителе чиллера Кяся=38 л.
Подбор регулирующего клапана для воздухоохладителя
Используется трехходовой регулирующий клапан. Ретулируемый уча-
сток такого клапана (см. 4.20 б) включает в себя подающий и обратный
трубопровод от клапана до воздухоохладителя (потери давленияЛРГ?]), и
гидравлический тракт воздухоохладителя (потери давления ).
Пусть гидравлические потери на этих участках трубопровода состав-
ляют ДР„,,=2,5 кПа. Из расчета по программе подбора (табл.6.2) ДДОЛ.7=41,9
кПа, но такие потери давления соответствует расходу жидкости 25642 кг/ч,
а при расчетной величине 28098 кг/ч потери давления в теплообменнике
увеличится ЛР0ХД =41,9(G* /(?£)2=41,9-(28098/25642)2=50,3 кПа.
162
Для качественной работы регулирующего клапана должно iii.iiuuliliiii
ся условие
>0,5’Д/лУ пли ЛДа ^АЛд.я+дТ’ =50,3+2,5=52,8 кПа.
По каталогу [22] при (7|Г=7,8 л/с и ДД^ ~53 кПа выбирается трок Mi
довой седельный регулирующий клапан VRG3 Ду=50 мм с АрЛ-’4О м'/ч,
фактические потери давления у которого при заданном расходе Д/'о ‘'Ml
кПа. Этот клапан может использоваться только как смесительный.
Схема системы холодоснабжения показана на рис. 6.4.
WSAT-2.70
баланафвочпьЁ! клапан
Рис.6.4. Схема системы холодоснабжения (к примеру 6.1)
Подбор насосной станции
Схема насосной станции показана на рис. 4.14. Ее основные элемен-
ты: собственно насосы (рабочий и резервный), бак-аккумулятор, расшири-
тельный сосуд.
1.	Подбор насоса
Насос подбирается'по требуемому давлению и расходу жидкости. Рас-
ход жидкости известен <7„.=7,8 л/с. Насос должен преодолевать потери
163
давления в гидравшшеском контуре, который включает в себя: испаритель
чиллера, подающие и обратные трубопроводы, связывающие чиллер с на-
сосной станцией и насосную станцию с теплообменником воздухоохлади-
теля с учетом всей путевой арматуры, теплообменник, регулирующий
клапан.
Пусть потери давления во всей трубопроводной системе (включая ар-
матуру) составляют Д?г;,=14 кПа. Тогда общие гидравлические потери
давления системы холодоснабжения
кРс = &РТР + ДР0ЛЛ + ЛРО +&Pllcn= 14+50,3+50+50=164,3 кПа.
При Glt,=7,8 л/с и АД.=164, 3 кПа по данным [19] выбирается насосная
станция GP7 с насосом типа 62 (мощность двигателя 3,0 кВт), который при
заданном расходе обеспечивает давлений Рн =200 кПа.
2.	Расчет объема бака аккумулятора
Требуемый объем воды в системе при ступенчатом регулировании
производительности чиллера можно определить по формуле (4.13), если
Q4 выразить в Вт
V = О„ /(40-tfc)=181600/(40-4)= 1135 л.
Эта объем складывается из объема воды в баке-аккумуляторе, в испа-
рителе чиллера, в трубной системе и объема воды в других аппаратах.
Объем воды в трубной системе рассчитывается по формуле (4.15), пусть в
данном случае он равен КР=100 л, тогда требуемый объем бака-
аккумулятора равен
I' =¥-Утр ~135-100-38=997 л. Стагщия может комплекте-
ваться баком с емкостью 600 ил 1000 л, выбирается опция с баком 1000 л.
Тогда общий объем воды в системе составит:
V = У^ + У??- + У-™ =Ю00+100+38=1138 л.
3.	Расчет необходимой емкости мембранного расширительного бака
(МРБ) выполняется по формуле (4.18)
Упри =К •	• А/ /(1 - —	.
nub	• Uli	1 i D J
1 + Рцр
Для его выполнения нужно установить рабочее РГАГ> и предельное Рлг
давления. Рабочее давление (бар) определяется по формуле (4.19)
PpAS = P\V ' S' • ^ / Ю + РзлП »
где h - превышение верхней точки гидравлической системы над ме-
стом установки МРБ, м;
РЗАП =0,2 + 0,5 бар — давление заправки.
Пусть в данном случае превышение (от центра испарителя чиллера до
центра расширительного сосуда) составляет 5 м, тогда
=1000-9,8-5/105+ 0,2=0,7 бар.
164
Рекомендуется принимать РРАБ не менее 1,5 бар, тогда Р?ля=1,5 бар.
Предельное давление — это давление, которое выдерживает наименее
прочное изделие (бак-аккумулятор или NIPS). Пусть Рпр=6 бар.
При использовании воды в системе холодоснабжения без функции
теплового насоса рекомендуется принимать Д/=36 °C. Коэффициент объ-
емного расширения воды pQi;= 0,00037 1/°С, тогда
=V-p0C-M/(1 - 1+~^g) = 1118- 0,00037 • 36/(1 -^^)=23,3 л.
1 + Pnp	1 + 6
Станция с баком-аккумулятором на 1000 л комплектуется МРБ с объ-
емом 32 л, что вполне достаточно.
Итак, подобрана насосная станция GP7-S -62-2-2 (стандартная, с дву-
мя насосами типа 62, с баком на 1000 л).
Подбор балансировочных клапанов для системы холодоснабжения
Избыточное давление, создаваемое насосной станцией, может быть
погашено балансировочным клапаном APWf= 200 - 164,3=35,7 кПа.
При диаметре трубопровода Ду=80 мм предварительная настройка
ручного балансировочного клапана М8У-Г2Д/=80 мм по номограмме [23]
- 4 оборота шпинделя. Более точная настройка производится при наладке
системы.
Для того чтобы при работе регулирующего клапан расход жидкости в
гидравлической сети сохранялся приблизительно постоянным, нужно увя-
зать потри давления на замыкающем участке с потерями давления в части
циркуляционного кольца с воздухоохладителем, которые были вычислены
ранее ЛРОХ7-1-ДР;/,1=50,3+2,5=52,8 кПа. При этом рассматривается ситуация,
когда весь расчетный расход жидкости G,f=28098 кг/ч (или 7,8 л/с) прохо-
дит по замыкающему участку. Вообще-то, выполнение такого условия бо-
лее важно для разветвленных сетей холодоснабжения.
Пусть диаметр замыкающего участка будет таким же, как на подводке
к регулирующему клапану - Ду=50 мм, потери давления на замыкающем
участке —1 кПа, поэтому подбирается балансировочный клапан для пога-
шения избыточного давления ДРж=52,8-1~52 кПа - по номограмме [23]
подбирается клапан MSV-F2 Ду=50 мм с предварительной настройкой -
2,5 оборота шпинделя.
Подбор регулирующего клапана для воздухонагревателя первой ступени
Схема присоединения воздухонагревателя показана на рис. 4.16 г,
4.18. Используется двухходовой регулирующий клапан. Регулируемый
участок такого клапан включает в себя подающий и обратный трубопровод
165
от места подключения в тепловом узле до места установки регулирующего
клапана (см. рис. 4.20 в).
Для качественного регулирования должно выполняться условие (4.28)
ДР/С7 >0,5-ДРРУ или ДРга >0,5-ДР =0,5-100=50,0 кПа.
При расходе перегретой воды Gtr=6932 кг/ч и скорости воды менее I
м/с диаметр трубопровода - Ду=50 мм (точное значение скорости воды
0,9 м/с). По номограмме каталога [22] при GT=6932 кг/ч и ДРо=50,0 кПа
выбирается седельный проходной (двухходовой) клапан VM2 £ку=10,0
к?/ч, Ду=У2 мм. Фактическая потеря давления на клапане в открытом со-
стоянии может уточниться по формуле (4.30)
AP^=100-((G;{./1000)/^.)2=100'(6932/1000)/10)2=48, 1 кПа.
Это типичная ситуация, у правильно подобранного регулирующего
клапана диаметр условного прохода меньше диаметра трубопровода, на
котором он установлен.
Если потеря давления в трубопроводе первичного контура теплоснаб-
жения с установленной путевой арматурой APt=10 кПа, то для погашения
избыточного давления можно применить балансировочный клапан
ДРиг=100*48,1-10=41,9 М2 кПа - по номограмме [23] подбирается клапан
MSV-F2 Ду=50 мм с предварительной настройкой — 1,5 оборота шпинделя.
Подбор смесительного насоса для воздухонагревателя первой ступени
Насос устанавливается на обратном трубопроводе воздухонагревате-
ля (см. рис. 4.16 г). Потеря давления в контуре циркуляции теплоносителя
через теплообменник (вторичный контур) складывается из потерь давле-
ния в трубопроводе (с учетом путевой арматурой) ДР„,,=5,5 кПа и потери
давления в теплообменнике ДРГО=11,5 кПа (см. табл. 6.2 п. 3). Тогда общая
потеря давления во вторичном контуре ДР2=5,5+11,5=17 кПа. Расход жид-
кости Gw=6932 кг/ч (0,7 м3/ч), потеря давления ДР, =17 кПа (1,7 м вод. ст.),
по этим данным по программе [37] выбирается насос Star-RS 25/4. Его ха-
рактеристика с рабочей точкой показана на рис. 6.5.
На второй скорости вращения, его напор избыточен, превышение со-
ставляет 0,7 м или 7 кПа. Для погашения избытка давления устанавливает-
ся балансировочный клапан [23] , MSV-F2 Ду=50 мм с предварительной
настройкой — 3 оборота шпинделя.
Остальная арматура подбирается по диаметру трубопровода.
166
Рис.6.5. Подбор смесительного насоса для воздухонагревателя первой ступени
(к примеру 6.1)
Подбор регулирующего клапана для воздухонагревателя
второй ступени
Рассматривается подключение воздухонагревателя второй ступени по
зависимой схеме с использованием смесительного насоса — гидравлически
это такая же схема, как для подключения воздухонагревателя первой сту-
пени. Различие заключается лишь в том, что в первичном контуре расход
теплоносителя G1T1, а во вторичном контуре Gr/2.
Расход теплоносителя во вторичном контуре, проходящем непосред-
ственно через воздухонагреватель второй ступени, определен при его рас-
чете G)</2=3789 кг/ч (табл. 6.2), температуры теплоносителя Т11=70 °C,
Т21=40 °C.
Тогда расход теплоносителя в первичном контуре с температурами
Т1=115 °C, Т2=70 °C равен
G,n =G№2 - (Т21 - TI 1)/(Т2 -Т1)=3789-(70-40)/(115-70)=2528 кг/ч.
Используется двухходовой регулирующий клапан. Регулируемый уча-
сток такого клапан включает в себя подающий и обратный трубопровод от
места подключения в тепловом узле до места установки регулирующего
клапана (см. рис. 4.16 г).
Для качественного регулирования должно выполняться условие (4.28)
'	> 0,5-ДР =0,5-100=50,0 кПа.
/и!	”	*	*	'
167
При расходе перегретой воды <7г/=2528 кг/ч и скорости воды менее 1
м/с диаметр трубопровода - Ду=32 мм (точное значение скорости воды
0,72 м/с).
По номограмме каталога [22] выбирается наиболее подходящий се-
дельный проходпой (двухходовой) клапан VM2, А'г5=4,0 м3/ч, Ду=20 мм.
Фактическая потеря давления на клапане в открытом положении мо-
жет уточниться по формуле
=100.((Gr/ /ЮбО)/^)2=100-(2528/1000)/4,0)2=39,9 кПа.
Избыток давления ДР-Р/С7Ф=Ю0-39,9=60,1 кПа тратится в подаю-
щем и обратном трубопроводе (с учетом путевой арматуры) и на баланси-
ровочном клапане, который обычно подбирается по диаметру трубопрово-
да.
Подбор насоса для вторичного контура выполняется аналогично, рас-
смотренному ранее, поэтому здесь не приводится.
6.	3. Примеры расчета и компоновки центральных СКВ
В данном разделе приведен ряд примеров, в которых представлены
расчеты и построения процессов обработки воздуха па i-d- диаграмме, вы-
числение расходов воздуха, нагрузок основных аппаратов, компоновка
кондиционеров и расчет блоков с помощью компьютерной программы.
Пример 6.2
По условиям примера 6.1 рассчитать процессы обработки воздуха с
первой рециркуляцией без применения второго подогрева — с управляе-
мым процессом в воздухоохладителе в теплый период года, с управляе-
мым процессом в камере орошепия (или с использованием байпаса) в хо-
лодный период года.
Теплый период года
Порядок выполнения расчетов и построештй и результаты п.п. 1-14
примера 6.1 сохраняются без изменения.
15.	Используется управляемый процесс в поверхностном воздухоох-
ладителе, состояние воздуха П’ является конечным после охлаждешы и
осушения воздуха в теплообменнике воздухоохладителя.
Чтобы подобрать соответствующий теплообменник, нужно найти во-
ображаемое состояние воздуха на продолжении процесса охлаждения при
относительной влажности у =90-^95 % -точки О. Проводится прямая че-
рез точки С и П’ до пересечение с р=9(Н-95 %. Точка О: ро=90 %, г0=15
°C, i0=39,2 кДж/кг, dQ-^J г/кг.
168
16.	Прямая СО продолжается до пересечения с линией <р=100 %, где
определяется положение точки f и ее температура rz=13,3 °C.
17.	Определяется начальная температура холодной воды
Сп =	(3=5)=13,3- 4,7=9 °C,
температура отепленной воды принимается на 5-Н5 °C выше,
/^2=/^+5=9+5= 14 °C.
Рцс. 6.б. Процессы обработки воздуха в теплый период года (к примеру 6.2).
18.	Рассчитывается воображаемая холодопроизводительность возду-
хоохладителя, необходимая для его подбора
Охв = 0,278-G-(ic-i0) = 0,278-36363-(54,7-39,2)=15б688 Вт=156,7кВт.
Его используемая холодопроизводительность
Qx = 0,278-G-(ic —/я.)=0,278-36363-(54,7-42,0)=128383 Вт =128,4 кВт.
Последовательность процессов обработки в данном случае следую-
щая;
. 169
НС-В’С - рециркуляция, смешивание наружного воздуха в количестве
и рециркуляционного в количестве GP.
СП1 - охлаждение и осушение воздуха в воздухоохладителе централь-
ного кондиционера (управляемый процесс);
П’П — нагревание воздуха в вентиляторе и приточном воздуховоде
приблизительно на ~1 °C;
ПВ — нагревание и увлажнение воздуха в помещении за счет теплопз-
бытков и влаговыделений;
ВВ’ - нагревание воздуха в рециркуляционном воздуховоде прибли-
зительно на -0,5 °C.
В этом случае отсутствуют затраты теплоты в воздухонагревателе
второй ступени, а затраты холода в воздухоохладителе ниже чем в преды-
дущем способе обработки воздуха (см. пример 6.1).
Холодный период года
Требуется построить и рассчитать процессы обработки воздуха в хо-
лодный период года без применения воздухонагревателя второй ступени.
Этапы решения п.п. 1 - 8 в точности соответствуют решению примера
6.1 для холодного периода года.
9. На пересечении прямой in=const. с линией насыщения находится
точка М:	= 1Л = 26,7 кДж/кг.	-100 %, tt( =9, °C, d^=7,0 г/кг.
] 0. Прямая ВИ пересекает кривую насыщения, что создает предпо-
сылки для выпадения конденсата и его замерзания при осуществлении ре-
циркуляции в приемном блоке. Поэтому выбирается способ обработки,
при котором воздух вначале нагревается в подогревателе первой ступени,
а затем осуществляется рециркуляция.
Рассчитывается влагосодержание смеси
=(4	•G?)/G= (0,2-19200+5,Ы7163)/363б3= 2,5 г/кг.
На прямой i„=const. при dc=2,5 г/кг находится положение точки С:
ic = гп = 2б,7 кДж/кг, dc=2,5 г/кг, /с=20,3 °C, рс=17 %.
11.	Процесс изоэнтальшгческого увлажнения в стандартной камере
орошения (или в сотовом увлажнителе) осуществляется при фиксирован-
ных расходах воды и, следовательно, при фиксированной эффективности.
В приведенном построении эффективность такого процесса
Е= ———---^~^=0,38, что достаточно сильно отличается от минималь-
но ~ Iм 20,3 — 9
иого стандартного значения £ст=0,65, в расчете на которую фирмой-
производителем предлагается насос. В дапной ситуации следует исполь-
зовать байпас.
170
В случае применения байпаса, можно принять устойчивое состояние
воздуха после увлажнения при ^о=90 %, остальные параметры точки О:
го = 1П = 26,7 кДж/кг, /О=9,6 °C, do=6>7 г/кг.
Рис. 6.7. Процессы обработки воздуха в холодный период года (пример 6.2).
Расход воздуха, проходящего по байпасу
G = G =3 бз 63 б>7~1| =21645 кг/ч,
Л d0-dc 6s7-2,b
расход воздуха, прошедшего обработку в увлажнителе
G№ = G — Ge=z36363-21645= 14718 кг/ч.
12.	На пересечении прямой ВС с линией d„=const. находится точка
состояния воздуха после воздухонагревателя первой ступени - точка К:
dt( = dn=Q,2 vlxr, tK~ 20,4 °C, />=21 кДж/кг, =2 %.
13.	Мощность воздухонагревателя первой ступени
Q = 0,278 • GH (iK — z>)=0,278-19200,(21-(-29,6))=270080 Вт =270,1 кВт.
14.	Затраты воды на увлажнение воздуха в камере орошения
171
№увл = G0l’ • (4, - <7с)=14718-(6,7-2,5)=61816г/ч ~61,8 кг/ч.
Используется следующая последовательность процессов обработки
воздуха:
НК — нагревание наружного воздуха в воздухонагревателе;
КС-ВС — рециркуляция, смешивание наружного воздуха в количестве
G„ и рециркуляционного в количестве Gr;
СО - изоэитальпическое увлажнение части воздуха (Go„) в камере
орошения;
СП-ОП — смешиваште воздуха, обработанного в увлажнителе (GOP) и
прошедшего по байпасу (Gs);
ПВ — нагревание и увлажнение воздуха в помещении за счет теплоиз-
бытков и влаговыделений.
Как видно из результатов расчета и построения процессов затраты те-
плоты в воздухонагревателе второй ступени отсутствуют, а в нагревателе
первой ступени меньше, чем в предыдущем варианте из-за более полного
использования расхода рециркуляционного воздуха. По этой же причине
меньше расход воды, затрачиваемой на увлажнение.
По результатам построения процессов для теплого и холодного пе-
Рис. 6.8. КондиционерКЦКП-31,5 (к примеру 6.2)
Результаты расчета и подбора блоков кондиционера КЦКП-31,5 с по-
мощью компьютерной программы [36] представлены в табл. б.З (в сокра-
щенном виде).
Таблица 6.3
Наименование блоков с характеристиками оборудования
1.	Блок воздухоприемный____________________________•_______________
Возд. клапап:ГЕРМИК-П-1715х1707Привод:5М24А-5К; 4Рв-2.9Па; М=320кг_
2.	Фильтр карманный
172
____________________________________________Окончание таблицы 6.3
ФВК-ХХ-360-Х-О4; Knacc;G4; с1Рв_загрязя.50%=141Па; 6Рв=140.7Па; М=280кт
3.	Воздухонагреватель жидкостный_______________________________________________‘
В НВ243.1-163-180-02-3,0-06-2; Прямоток; Fto=99.4m2; Qi=270 кВт; Kf=4%;
Lb=16000 м3/’!; 1вп=-30“С; Твк=20.4°С;Ож=5136кг/ч; ъкн=115°С; Г?кк=66.5°С;
<1Рж=18.2 кПа; dPB-П.Ша; М=305кг	_________________________________________
4.	Камера промежуточная (без верхней стенки, клапан подобран отдельно)_________
Т.=865мм: 4Рв=1Па: М=200кг______________________________________________________
5.	Воздухоохладитель жидкостный________________________________________________
ВОВ243.1-163-180-10-3,0-06-1; Противоток; Fto=496.8m2; Qx=161.2 кВт; Ьв=ЗОЗОЗм3/ч;
tBn=27.5aC; 1вн=13ккал/кг; с1ви=10.5г/кг, Бвн=45.8%; 1вк=14.2°С; 1вк=9.2ккал/кг;
с!вк=9.6 г/кг; Авк=94.8%; G>k=26027 кг/ч; fcrai=90C; t>KK=14.3°C; с1Рж=32 кПа;
с!Рв=189.8Па: М=567кг__________________________________________________________
6.	Камера промежуточная (без верхней стенки, клапан подобран отдельно)_________
Ь=865мм; с!Рв=1Па; М=200кг_____________________________________________________
7.	Камера увлажнения форсуночная_______________________________________________
Qx=43.4 кВт; Еа=93%; Ьв=12265м3/ч; tBii=20.3°C; £вн=17%; 1вк=9.7°С; йвк=90%;
G>k=18662 кг/ч; Ьк1г=8.9°С: Г1асос:К65-50-160а; Nv-4 кВт; с!Рв=14.4Па; М=690кг_
8.	Камера промежуточная (без верхней стенки)
9.	Вентилятор__________________________________________________________
RDH 710 R; Рконд=435Па; Рссп.=600Г1а; Ьв=ЗОЗОЗм3/ч; Рполл=1153Па; Vbmx=1 0,44м/с;
п_рк=1229об/мив; Эл.даиг;АИР16054; Ку=15кВт; п_дв=1460об/миц; М=1315кг_
10.	Камера промежуточная
11.	Шумоглушитель, 1500	______________________________________________
Пластины:5 х 200 мм; Ь пластип= 1500мм; сГРв=13.7 Па; М=360кг
Пример 6.3
Построить процессы обработки воздуха для прямоточной СКВ со
вторым подогревом, скомпоновать кондиционер и рассчитать его блоки.
Теплый период года
Исходные данные
Параметры наружного воздуха: iH=T13 °C, /„=54,8 кДж/кг; парамет-
ры внутреннего воздуха: =2.5 °C, <?£=60 %.
Избытки явной теплоты в помещении =36000 Вт, поступления
влаги 17=25000 г/ч = 25 кг/ч, минимальный расход наружного воздуха
Gu =12000 кг/ч, реализуется перемешивающая вентиляция, Л,=1,1, темпе-
ратура проточного воздуха по условиям воздухораспределения не ниже 17
173
Решение
1.	На поле i-d-диаграммы носятся:
- точка Н: tH=27,3 °C, iH=54,8 кДж/кг, =10,6 г/кг, (ри =47 %;
-точка В: tB =25 °C, <£>=55 %, iB=53 кДж/кг, ds=10,9 г/кг.
2.	Вычисляются избытки полной теплоты
Д£л = ЛОЯ + 0,278 • г  17= 36000+0,278-2500-25=53375 Вт.
Рассчитывается величина s
г = 3,6- ДОЯIW =3,6-53375/25= 7686 кДж/кг
и через точку В проводится луч процесса.
3.	Пусть подача воздуха осуществляется в верхнюю зону, струями па-
раллельно полу. Принимается Д/?=7 °C, по формуле (2.5) определяется
температура приточного воздуха
=/д-Дгг=25—7=18 °C,
на луче процесса определяется положение точкп П: />=18 °C, />=42,0
кДж/кг, <7Л=9,5 г/кг, (рп =74 %.
4.	По формуле (2.8) вычисляется температура удаляемого воздуха
+к, (,, -;„)=18+1,1-(25-18)=25,7 °C,
находится положение точки У на луче процесса: гу=25,7 °C, у-53.9 Дж/кг,
rfy=l 1,0 г/кг, (ру =53 %.
5.	По формулам (2.12) и (2.13) рассчитывается расход воздуха
— по избыткам полной теплоты
= 3,6-Д^ 3,6-53375 ^1б147 1<г/
Q iy-in 53,9-42,0
— по влаговыделениям
W
dy	d я
(7У
25000	.
------=16667 кг/ч.
11-9,5
За расчетный расход принимается G =16667 кг/ч > Gir=12000 кг/ч.
6.	На 1 °C ниже точки П находится положение точки ГГ: 6Г=17 °C,
in, =41,0 кДж/кг, dn, =9,5 г/кг, =78 %.
7.	На пересечении dn =const с линией </>=90 % находится положение
точки О: го=14,8 °C, />=39, кДж/кг, <7О=9,5 г/кг, ро=90 %.
8.	Проводится прямая НО до пересечения с лтпшей пасьпцения, где
находится точка f, ее температура ^=13 °C.
9.	С помощью формулы (2.10) определяется необходимая температу-
ра холодной воды
tX} =tf— (3-И5)=13 - 4= 9 °C, температура обратной отепленной воды
принимается выше па 5 °C, tX2=14 °C.
10.	По формуле (2.14) рассчитывается холодопроизводительность воз-
духоохладителя
= 0,278 • G • (/> -/» = 0,278-16667-(54,8-39,0) =73208 Вт«7352кВт.
174
Рис. 6.9. Процессы обработки воздуха в теплый период года (к примеру 6.3)
11. Вычисляется мощность воздухонагревателя второй ступени, ис-
пользуемая в теплый период года
О2 = 0,278-С-(/я.-го) = 0,278-16667-(41,0-39,0)=9267 Вт-9,3 кВт.
Способ обработки воздуха со вторым подогревом не экономичен, од-
новременно затрачиваются и холод и теплота. Избежать применения воз-
духонагревателя второй ступени можно:
- используя у воздухоохладителя обводной воздушный канал (байпас)
с воздушным клапаном;
- используя управляемый процесс охлаждения — регулируя расход
холодной воды с помощью клапана на трубопроводе холодной воды.
Холодный период года
Исходные данные
Параметры наружного воздуха: /я=-25 °C, рн=80 %; параметры внут-
реннего воздуха: гЛ=20°С, </>й=40%.
175
Избытки явной теплоты в помещении Д£>л =0 Вт (избытки явной теп-
лоты отсутствуют, используется хорошо регулируемая система отопления,
которая компенсирует недостаток теплоты). Поступления влаги 17=20000
г/ч = 20,0 кг/ч. По результатам расчета теплого периода года расчетный
расход воздуха G =16667 кг/ч, реализуется перемешивающая вентиляция.
Решение
1.	На поле i-d -диаграммы носятся:
-точка Н:	°C, ^>я=80 %, iH=-24,3 кДж/кг, <7я=0,3 г/кг;
-точка В: га=20 °C, ^s=40 %, /а=36 кДж/кг, Ja=5,8 г/кг.
2.	Рассчитываются избытки полной теплоты
kQn =кО}, + 0,278-г-17 = 0 + 2500-20=13890 Вт.
Вычисляется величина с
Е = 3,6 • ДОЯ /17 =3,6-13 890/20= 2500 кДж/кг,
и через точку В проводится луч процесса — практически изотерма. Избытка
явной теплоты нет, точка У совпадает с точкой В.
Рис. 6.10. Процессы обработки воздуха в холодный период года (к примеру 6.3)
176
3.	По формуле (2.17) вычисляется влагосодержание приточного возду-
ха
dn —dB -1000-W/G—5,8-1000-20/16667=4,6 г/кг
и па луче процесса находится положение точки П: /л=20 °C, dn=4}6 г/кг,
/я=31,6 кДж/кг, <рп =32 %.
4.	При do =dn =4,6' г/кг и р0= 90%, находится положение точки О:
/<,=4,2 °C, /О=15,7 кДж/кг. На линии насыщения при io=cbnst. находится
положение точки М, /м =3,6 °C >2 °C, опасности замерзания воды в камере
орошения нет.
5.	Находится положение точки К на пересечении прямых dif=const и
io=const. - точка К: //г=14,7 °C, dK =0,3 г/кг, i;f=15,7 кДж/кг, ^=3 %.
6.	Вычисляется мощность воздухонагревателя первой ступени
0, =0,278.(7-0 -fw)=0,278-16667-(15,7-(-24,3))=185337 Вт~185,3 кВт.
7.	Вычисляется мощность воздухонагревателя второй ступени в хо-
лодный период года
О2 = 0,27S-G-(in -io)=0,278-16667-(31,6-15,7)=73671 Вт =73,7 кВт.
8.	Вычисляется расход воды, затрачиваемый на увлажне/ше
= G-(do -йгл.)/1.000=16667,(4,6-0,3)/1000=72 кг/ч.
Далее приводится компоновка и расчетные данные кондиционера
КЦКП-16, подобранного с помощью программы фирмы «ВЕЗА»[36] по ус-
ловиям примера 6.3.
Рис. 6.11. Компоновка кондиционера КЦКП-16 (к примеру 6.3)
Таблица 6,4
Наименование блоков с характеристиками оборудования (с сокращением),
Блоков/моноблоков: 9/4
1.	Моноблок_________________________________________________________
с!Рв=310.2Па: BxHxL: 1600x1400x2220мм: М=816кг______________________
1.1.	Блок воздухоприемный (один вертикальный клапан)
177
_______________Окончание таблицы 6.4
[Возд. клапан: РЕГУЛЯР-1075(Ь)х1435; ВхН=1435х1075мм; Привод.-NM23 О A-S;
аРв=2.4Па- BxHxL: 1600x1400x790мм; М=П5кг____________
~~~ — . - - . —_	— - ' - —  •
1.2.	Фильтр карманный______________________________________.______________
ФВК-ХХ-36О-Х-С4; Kxacc:G4; с1Рв_загрязн.50%=136 Па; аРв=135.7 Па;
BxHxL:1600x1400x590мм; М=150кг________________________________
1.3.	Воздухонагреватель жидкостный,__________________________
ВНВ243.1-1 зз-120-02-2,5-02-2; Прямоток; Рго=64.3 м2; Qt=185kBt; Kf=6%;
Lb=13890 м3/ч; tBH=-25°C; 1вк=14.7°С; Ож=3512 кг/ч; Скн=115°С; Ькк=64.5°С;
<1Рж=1.1 кПа; dPn=26,9 Па; BxHxL: 1600х1400х290.мм; М=495кг
1.4.	Воздухоохладитель жидкостный_________________________________________
ВОВ243.1-133-120-10-3,0-06-1; Противоток; Fto=270.3m2; Qx=75.8 кВт;
Lb-13 890м3/ч; 1вп=27.3°С; 1вя=13.1 ккал/кг; <1вн=10.7г/кг; йвн=47.4%; 1вк=14.1°С;
шк=9.2ккад/кг; 6вк=9.6 г/кг; Ввк=96.1%; Ож=13934кг/ч; 1жн=9°С; 1жк=14°С;
<1Рж=14.9 кПа; аРв=145.1Па; BxHxL:! 600x1400x700мм; М=35бкг
2.	Камера увлажнения форсуночная____________________________________________
Qx-48.7 кВт- Еа=94%- Lb=13890 м3/ч; 1ви=14.7°С; Свн=3.9 %; 1вк=4.2 °C; йвк=90 %;
Gx=22047 кг/ч; Ъкн=3.5 °C; Насос:К65-50-160; Ny=5.5 кВт; 380V с1Рв=69.4 Па;
BxHxL:1600x1400x1600мм; М=520кг__________________
3.	Моноблок	_____________________________________________________
аРв=17.9Па-, ВхНхП:1600х1400х2240ммгМ=683кг-------------------------------
3.1.	Воздухонагреватель жидкостный------------___-------------------------
ВНВ243.1-133-120-01-1,8-06-2; Прямоток; Fto=44.2 м2; Qt=60 кВт; Kf=6%;
Lb-13890 м3/ч; tBH=4.2 °C; 1вк=17 °C; Сж=1710 кг/ч; Ъкп-70 °C; 1жк=37.7 °C;
dPx<=16.1 кПа;’с!Рв= 16,9 Па; BxHxL: 1600x1400x290мм; М=181кг
3.2.	Вентилятор_________________-------------------------------------у----
RDH 560 L/R- Выхлоп_ВхН:715x715мм; Ркопд=406Т1а; Рссть=500Па; Lb=13890 м /ч;
Рп=913 Па; nj>K=1348 Об/мин; Эл.двиг:АИР112М4; Ny=5.5 кВт; ц_дв=1430об/мин;
с!Рв=1Па; BxHxL: 1600x1400x2000мм; М=503кг
4.	Моноблок	______________________________________________
с!Рв=8.2Па: BxHxL:1600x1400x1760mm; М±195м;------------------------------
4.	1. Камера промежуточная_______________________________________________
L=665mki; с1Рв=1Па: BxHxL:1600x1400x665мм: М=85кг „----------------------
4.	2. Шумоглушитель_________________________________________________________
Пласт.:4 х 200 мм; L пл=1000мм; dPB=7.2 Па; BxHxL:1600x1400x1145mm; M-IJOkt—|
Пример. 6.4
Построить процессы обработки воздуха для прямоточной СКВ с
управляемыми процессами по условиям примера 6.3.
Теплый период года
Решение
178
Пункты решения примера 6.3 с 1-го по 6-й сохраняются без измене-
ний.
Рис. 6.12. Процессы обработки воздуха в теплый период года (пример 6.4)
7.	Через точки Н и IT проводится прямая до пересечения с линией
Р=95 % - находится положение точки О: r0=13,5 °C, 1О=*36>4 кДж/кг,
<7О=9,1 г/кг, ^О=95 %.
По формуле (2.17) находится воображаемая холодопроизводитель-
ность теплообменника
Qxs = 0,278-644' -го) = 0,278' 16667-(54,8-36,4)=85255В? ~ 85,3 кВт,
на которую п подбирается воздухоохладитель.
Действительная холодопроизводительность в управляемом процесс
определяется по формуле (2.18)
= 0,278- G • (iH - in,) = 0,278 • 16667 -(54,8 -41) =63941Вт^63,9 Вт.
8.	Проводится прямая НО до пересечения с линией яасыщешгя, где
находится точка f, ее температура /у=12,3 °C.
179
9.	С помощью формулы (2,10) определяется необходимая температу-
ра холодной воды
=1 f~ (3-f-5)=12,5 — 4=^9 °C, температура отепленной воды гХ2=14 °C.
Если невозможно реализовать управляемый процесс, можно добиться
практически таких же результатов, используя обводной канал с клапаном.
Тогда ход построения будет таким.
7.	Через точки Н и 1Г проводится прямая до пересечения с линией ср =95 % —на-
ходится положение точки О (to =13,5 °C, io=36,4 кДж/кг, d0=9,l г/кг, ФО~95 %).
8.	По формуле (2.14) находится расход воздуха, проходящего по байпасу
Gc = G-^~~d° = 16667 -9->5-~?jl =3922 кг/ч
dn-do 10,8-9,1
и расход воздуха, проходящего через воздухоохладитель
GB0 = G - Gj;=16667-3922= 12745 кг/ч.
9.	По формуле (2.16) рассчтывается холодопроизводительность воздухоохлади-
теля
Ох = 0,278  GB0 >(гн -i0) = 0,278 • 12745• (54,8 -36,4) =65193 Вг=65,2 кВт.
10.	Построением находится положение точки f на кривой насыщения
/у=12,3 °C.
Затраты холода относительно варианта со вторым подогревом сшгзи-
лись, затраты теплоты на второй подогрев отсутствуют.
Холодный период года
Исходные данные холодного периода немного изменены.
Параметры наружного воздуха: /я=-25 °C, ^„=80 %; параметры внут-
реннего воздуха: гй =20 °C, рв=45 %.
В помещении имеются небольшие избытки явной теплоты
Д<2„ =15000 Вт (работает система отопления, и имеются теплопоступления
от людей и оргтехники). Поступления влаги 17=20000 г/ч = 20,0 кг/ч. По
результатам расчета теплого периода года расход воздуха G =16667 кг/ч,
реализуется перемешивающая вентиляция, Т1=130 °C, Т2=70°С.
Решение
1.	На поле i-d —диаграммы носятся:
-точка Н: /„=-25 °C, f>„=80%, /я=-24,3 кДж/кг, с/„=0,3 г/кг;
-точкаВ: /в=20 °C, рв=45 %,рд=37,8 кДж/кг, dB=6,l г/кг.
2.	Рассчитываются избытки полной теплоты
ДОЛ = Д2Л + 0,278-г-17 = 15000+0,278-2500-20=28900Вт.
Вычисляется величина s
д=3,6 - дол /17=3,6-28900/20= 5202 кДж/кг,
и через точку В проводится луч процесса.
3.	По формуле (2.17) вычисляется влагосодержание приточного возду
ха
180
dn =-ds -1000-WIG=6,7-1000-20/16667=5,5 г/кг
и на луче процесса находится положение точки П: гл=17,2 °C, da=5,5 г/кг,
/л=31 кДж/кг, ^„=45 %.
Рпс. 6.13. Процессы обрабо тки воздуха в холодами период года (к примеру 6.4)
4.	При //<• = ///=31 кДж/кг и c/K=Jw=0,3 г/кг находится положение
точки К: гА„=30 °C, «дк=2 %, температура мокрого термометра /Л/=10,8 °C.
Проверяется эффективность процесса изоэнтальпического увлажнения
по формуле
Е =Гвн	~.17,2 =0,67, или 67 % -чуть выше блшкашпей стан-
30-10,8
дартной эффективности' 65 %,
где tBff, tSK, /w - соответственно, температуры воздуха в изоэнтальпи-
ческом процессе увлажнения: начальная, конечная и по мокрому термо-
0/“Л
метру, С.
181
Это означает, что в принципе процесс реализуем. Уточнение, если
потребуется, может быть выполнено после подбора увлажнителя по про-
грамме.
5.	Вычисляется мощность воздухонагревателя
2, =0,278.G-0> -»\) =0,278-16667-(31-<-24,3))=256228 Вт-256,2 кВт.
6.	Расход воды, затрачиваемый на увлажнение
^уд.7 =G-(dr, -d/f)/100.0=16667-(5,5-0,4)/1000=85 кг/ч.
Итак, в данном случае используются следующие процессы обработки:
НК - пагревашге наружного воздуха в воздухонагревателе;
КО — пзоэнтальпическое (адиабатическое) увлажнение в сотовом ув-
лажнителе;
Рис.6.14. Компоповка кондиционера КЦКП-16 (к примеру 6.4)
В табл. 6.5 приведены результаты расчета по программе [36] (с сокра-
щением).
___________________________________________________________Таблица 6.5
Наименование блоков и характеристиками входящего оборудования
Блоков/моноблоков: 8/4
1.	Моноблок______________________________________________________________
<ЗРв=345.6 Па: BxHxL: 1600x1400x2220мм; М=844кг
1.1.	Блок воздухопрпемнып________________________________________________
Возд.клапан :РЕГУЛЯР-1075(h)x 1435; ВхН=1435х 1075мм; Привод:КтМ23 0A-S;
ДРв=2.4Па; BxHxL: 1600x1400x790мм; М=115кг______________________________
1.2.	Фллкгр карманный________________________________________
ФВК-ХХ-360-Х-О4; Knacc:G4; 6Рв_загрязп.50%=136 Па; 4Рв=135.7 Па;
BxHxL: 1600x1400x590мм; М=150кг
1.3.	Воздухонагреватель жидкостный___________________________
ВНВ243.1-133-120-02-2,0-06-2; Прямоток; Fro=79.8 м2; Qt=253kBt; Kf=4%:
Lb=13890 м3/ч; гвп=-24.4°С; 1вк—30°С; Ож=3б01кг7ч; Ькн=130°С; 1жк=66.5°С;
4Рж=20.2 кПа:Рв=31.4 Па; BxHxL: 1600x1400x290мм; М=19бкг_________________
|1.4. Воздухоохладитель жидкостный
182
_____________________________________Окончание таблицы 6.5
ВОВ243.1-133-120-12-3,0-08-1; Противоток; Fto=324.3 м2; Qx=87.7 кВт; Lb=13890 м3 4/ч;
(вп=27.7°С; isn=13.1 ккал/кг; с1вн=10.бг/кг; йвн=44.9%; 1вк=12.7°С; 1вк=8.6ккал/кг;
<1вк=9.1 г/кт; Авк=97.8%; Ож=16378кг/ч; 1жк=9°С; Ъкк=13.6°С; 6Рж=30.1кПа;
<ЗРв=17б.Ша; BxHxL: 1600x1400x700мм; М=383кг
2.	Камера увлажнения сотовая____________________________________________
GlasDek-65-150-120-Cl-l-R; Еа=61 %; Ьв=13890м3/ч; 1вн=30°С; idh=7.4 ккал/кг;
<1вн=0.3г/кг; пвн=1.5%; 1вк=18.2°С; 1вк=7.4ккал/кг; с1вк=5.1 г/кг; йвк=38.3%;
Dbk-Dbh=4.7kt/4; <1Рв=47.1Па; Сж=480кг/ч; Насос:ТВ1б/120; Ny=0.07id3T; с!Рв=47.2 Па;
BxHxL: 1600x1400x1100мм; М=268кг
3. Вентилятор___________________________________________________________
RDH 500 L/R; Выхлоп_ВхН:638х638мм; Рконд=402 Па; Рсеть=500 Па; Lb=13890 м3/ч;
Рполн=904 Па; гмрк=1592об/мшг; Эл.двиг:АИР112М4; Ny=5.5 кВт; п_дв=1430 об/мип;
BxHxL: 1600x1400x2000мм; М=486кг________________________________________
4. Моноблок_____________________________________________________________
dPa=8.2 Па; BxHxL:1600x1400x1760mm; М=195кг_____________________________
4.1. Камера промежуточная_______________________________________________
L=665mm: 4Рв=1Па; BxHxL: 1600x1400x665мм; М=85т<г_______________________
4.2. Шумоглушитель, 1000________________________________________________
Пласт.4х 200 мм; L_nn.=l 000мм; <1Рв=7.2Па; BxHxL; 1600x1400x1145мм; М=П0кг
В результате расчета блока сотового увлажнения уточнено состояние
воздуха на выходе из блока - точка П: tn=\8.2 °C, (7Л=5,1 г/кг, 1Я=31
кДж/кг, <рп =38,3 %. По /-^/-диаграмме уточненное состояние воздуха в по-
мещении - точка В: гв=21 °C, рд=41 %, /л=37,8 кДж/кг, t/B=6,3 г/кг - оно
находится в пределах оптимальных значений.
Пример 6.5
Исходные данные и решение для теплого периода года совпадает с
решением примера 6.4. Построить процессы обработки воздуха в прямо-
точной СКВ с паровым увлажнением для холодного периода года и ском-
поновать кондиционер.
Холодный период года
Исходные данные
Параметры наружного воздуха: (^=-25 °C, ^я=80 %.
В данном случае следует принимать наименьшую влажность внутрен-
него воздуха, так как это потребует наименьших затрат электроэнергии на
паровое увлажнение. Параметры внутреннего воздуха: /в=20 °C, ^=30 %.
В помещении имеются избытки явной теплоты ДО^ =15000 Вт, посту-
пления влаги ГГ=20000 г/ч = 20,0 кг/ч. По результатам расчета теплого пе-
риода года расход воздуха <7=16667 кг/ч, реализуется перемешивающая
вентиляция, Т1=130 °C, Т2=70°С.
183
Решение
1.	На поле i-d -диаграммы носятся:
- точка Н: г„~25 °C, <д7=80 %, /„=-24,3 кДж/кг, </„=0,3 г/кг;
-точкаВ: л,=20 °C, $г>„=30 %, /„=31 кДж/кг, <2В=4,3 г/кг.
Рис. 6.15, Процессы обработки воздуха в холодный период года (к примеру 6.5)
2. Рассчитываются избытки полной теплоты
^Qn +0,278-г-15000+0,278-2500-20=28900 Вт.
Вычисляется величина е
е = 3,6  Д2Я iw =3,6-28900/20= 5202 кДж/кг,
через точку В проводится луч процесса.
3. По формуле (2.17) вычисляется влагосодержание приточного возду-
ха
dn =dB -1000.^/G=4,3-1000-20/16667=3,1 г/кг
и на луче процесса находится положение точки П: =16,8 °C, da~3,1 г/кг,
1Л=24,5 кДж/кг, <рп =27 %.
184
4.	Проводится изотерма tn = const до пересечения с прямой = const,
где находится положение точки К: tK = /я=16,8 °C, dK = г/„=0,3 г/кг, /^=16,6
кДж/кг, <рк =2 %.
5.	Вычисляется мощность воздухонагревателя
Q} =vm-G-(iK -/w)=0,278-16667-(16,6-(-24,3))=189507 Вт —189,5 кВт.
6.	Требуемая производительность парового увлажнителя
Wn„ = G-(d„ -^)=16667-(3,1-0,3)=46668 г/ч~47 кг/ч. 1
На рис. б. 16 дана компоновка кондиционера, а в табл. 6.6 -результаты
подбора блоков кондиционера по программе [36] (с сокращением)
Рис.6.16. Компоновка кондиционера КЦКП-16 (к примеру 6.5)
______________________________________________________________Таблица 6.6
Наименование блоков с характеристиками оборудования (с сокращением)
блоков/моноблоков: 8/4_____________________________________________________
1.	Моноблок________________________________________________________________
с!Рв=338Па: BxTIxL: 1600x1400x2220мм: М=840кг
1.1.	Блок воздухоприемный__________________________________________________
Возд.клапаи:РЕГУЛ51Р-1075(Ь)х1435; Привод:ЫМ230Л-8; с1Рв=2.4 Па;
ВхНхЬ;1600х1400х790мм; М=115кг_____________________________________________
1,2,	Фильтр карманный______________________________________________________
ФВК-ХХ-360-Х-С4; Kxacc:G4; с!Рв_загрязн.50%=136 Па; <1Рв=135.7 Па;
ВхЫхЬ:1600х1400х590мм; М=150кг
1.3.	Воздухонагреватель жидкостный_________________________________________
ВНВ243.1-133-120-02-3,0-04-2; Прямоток; Fto=54.1m2; Qt=194 кВт; КР-2%;
Lb=13S90 м3/ч; 0вн=-25°С; (вк=1б.8°С; Gxc=2767 кг/ч; Ькн=130°С; Ькк=68°С;
dPxc=3.3 кПа; JPb=23.8 Па; BxHxLrl 600x1400x290мм: М=192кг_________________
1.4.	Воздухоохладитель жидкостный__________________________________________
ВОВ243.1-133-120-12-3,0-08-1; Противоток; Fto=324.3m2; Qx=87.7 кВт;
Ьв-13890 m'Vt; 1вп=27.7°С; гвн=13.1 ккал/кг; (1вн=10.6г/кг; йви=44.9%; tBK=12.7°C;
1вк=8.6ккал/кг; 4вк=9.1 г/кг; йвк=97.8%; G>k=16378 кг/ч; txn=9°C; Пкк=13.6°С;
<1Рж=30.1кПа; (1Рв=17б.Ша; ВхНхЬ:1600х1400х700мм; М=383[<г_________________
2.	Вентилятор
185
_______________________________________________Окончание таблицы 6.6
IrDI-I 500 L/R; Выхлоп_ВхН:63 8x63 8мм: Рковд-348 Па; Рсеть=500Па; Ьв=13890 мЗ/ч;
Рполп=904Па; п_рк=1592об/мин; Эл.двиг:АИР112М4; Ny=5.5 кВт; п_дв=1430 об/мин
BxHxL: 1600x1400x2000мм; М=486кг
3.	Моноблок___________________________
<1Рв=8.2Па: BxHxL:1600x1400x1760m.m: М=195кг__________________________
3.1.	Камера промежуточная _________
L=665mm; 4Рв=1Па; BxHxL: 1600x1400x665мм: М=85кг______________________
'3.2. Шумоглушитель, 1000_____________________________________________
Пласт.:4 х 200 мм: L пл.=1000мм: dPtr=7.2 Па: BxHxL: 1600x1400x1145мм: М=110кг
4.	Камера увлажнения паровая, Секций - 4______________________________
Спар=65кг/ч; Lb=13890 м3/ч; 1вн=16.8°С; йвн=3.3%: !вк=1б.8°С; йвк=25.7%; Dbk-
Ввн=2.7 кг/ч; Ож=50 кг/ч 4Рв=1 Па; BxHxL:1600x1400x1000mm; М=192кг
Из результатов расчета следует, что в случае применения парового ув-
лажнителя снижаются затраты тепловой энергии в воздухонагревателе.
Уменьшается расход воды, непосредственно затрачиваемый па увлажне-
ние. Но затраты электроэнергии на работу увлажнителя значительны и это
увеличивает стоимость такого способа обработки.
Пример 6.6
По условиям примера 6.3 рассчитать и построить процессы обработки
в холодный период года с применением пластинчатого рекуператора,
скомпоновать кондиционер, рассчитать блоки кондиционера.
Холодный период года
Исходные данные и все решения сохраняются без изменения.
Далее выполняется компоновка кондиционера, подбор и расчет бло-
ков по программе [36]. Компоновка кондиционера показана на рис. 6.18,
результаты расчета блоков — в табл. 6.7. Определены конечные состояния
воздуха после теплоутилизатора (эффективность £=65,8 %):
- точка Н’: /„.=4,6 °C,	=0,3 г/кг, =5,5 кДж/кг, $?„,=6%;
-точкаВ’: /„.=-2,1 °C, J„,=2,8 г/кг, /„.=5 кДж/кг, ^„.=86,8 %.
Точки Н? и В’ показаны на /-^-диаграмме процессов (рис. 6.17).
При данных условиях опасности замерзания теплоутилизатора нет
(программа не делает соответствующего предупреждения). Поэтому теп-
ловая мопщость воздухонагревателя первой ступени может быть снижена,
(пересчет п. 7)
g, =0,278-G-(/„-/„.)=0,27846667-(15,7-5,5)=47261 Вт =47,3 кВт, что
совпадает с расчетом по программе подбора. Для такой небольшой мощно-
186
сти нагрева подоирается воздухонагреватель со смесительным насосом при
температурах теплоносителя Т11=80 °C п Т21=70 °C.
Рис. 6.17. Процессы обработки воздуха в холодный период года (к примеру б.б)
В конструкции сотового увлажнителя данного кондиционера нет
встроенного обводного канала с воздушным регулирующим клапаном.
Рис 6.18 Компоновка кондиционера КЦКП-16 (к примеру 6.6)
2800
187
На рис. 6.18 дополнительно показано присоединение внешнего обвод-
ного канала с клапаном, который понадобился бы в случае опасности за-
мерзания блока. Такой воздушный канал присоединяется сбоку к проме-
жуточным камерам 3 и 5. Кроме того, в камере 3 или 5 нужно было бы ус-
тановить дополнительный воздушный клапан.
__________________________________________________________________Таблица 6.7
Наименование блоков с характеристиками оборудования (с сокращением)__________
Приток
1.	Блок воздухопрпемный
Возд. кл: РЕГУЛЯР-1075(11)х1435; ВхН=1435х1075мм; Привод:АР230-8; dPn=2 Па;
BxHxL: 1600x1400x790мм: М=115кг________________________________________________
2.	Фильтр карманный
ФВК-ХХ-360-Х-С4; Knacc:G4; dPB=136 Па; BxHxL: 1600x1400x590мм; М=150кг
3.	Камера промежуточная
L=665mm; 6Рв=1Па: BxHxL:l 600x1400x665 мм; М=85кг_____________________________
4.	Тсилоутплизатор пластинчатый
PWT25/1400/1223-9.0-277; Gk=50.2 кг/ч; Qr-=1 15.9 кВт; КПД=65.8%; Lb=13890 м^ч;
tBH=-25°C; Ебн=80%; 1вк=4.6°С; Пвк=6%; vro=1.9 кг/м2/с; с!Рв_вх=14б.4 Па;
Lb=13890 м3/ч; 1ви_выброс=20°С; Р1вн_выброс=40%; 1вк_выброс=-2.1°С;
Нвк_выброс=8б.8%; уго=2.3кг/м2/с; бРв_вых=158.3Па; 6Рв=14б.5Па; М=620 кг
5.	Камера промежуточная
Ь=6б5мм; бРв=1Па; BxHxL: 1600x1400x665мм; М=85кг______________________________
6.	Воздухонагреватель жидкостный
ВНВ243.1-133-120-0Г-4,0-02-2; Прямоток; Fto=20.6m2; Qi=47 кВт; К>12%;
Lb=13890 м3/ч; tBH=4.6°C; 1вк=14.7°С; G>k=4037 кг/ч; Ъкн=80°С; 1жк=62.4°С6Рж=3.8 кПа;
(1Рв=9.8Па; BxHxL: 1600x1400x360мм; М=177кг
7.	Воздухоохладитель жидкостный_______________________________________________
ВОВ243.1-133-120-10-3,0-08-1; Противоток; Fto=270.3 м2; Qx=76 кВт; Lb=13890 м3/ч;
tBH=27.3°C; 1вн= 13.1 ккал/кг; 4вн=10.7г/кг; йвп=47.4%; 1вк=14.1°С; 1вк=9.2ккал/кт;
бвк=9.6 г/кг; бвк=95.9%; G>k=11207 кг/ч; шн=9°С; Скк=14.8°С; <1Рж=20.3 кПа;
<1Рв=145.4 Па; BxHxL: 1600x1400x700мм; М=356кг
8.	Камера увлажнения форсуночная
Еа=94%; Lb=13890 м3/ч; 1вн=14.7°С; Авп=3.9%; tBK=4.2°C; йвкг=90.9°/о; Gk=22499 кг/ч;
Ькп=3.5°С; Насос:К65-50-160; Иу=5.5кВт; с1Рв=69.4Па: 1600х 1400x1600мм; М=520кг
9.	Воздухонагреватель жидкостный
ВНВ243.1-133-120-02-3,0-04-2; Прямоток; Fto=54.1m2; Qt=74 кВт; КМ %;
Lb=13890 м’/ч; 1вн=4.2°С; tBK=20oC; Сгж=21 И кг/ч; Ькн=70°С; 1жк=39.7°С; dP®=2.2 кПа;
dPB=23.8 Па; BxHxL: 1600x1400x360мм; М=192кг
10.	Вентилятор
ADH 450 L/R; Выхлоп_ВхН:569х569мм; Рконд=544Па; Рсеть=500Па; Ев=13890м3/ч;
Рполп=1 ЮШо; п_рк=1200об/мин; Эл.двиг:А132М4; Ny=l 1кВт; п_дв=1440 об/мин;
BxHxL: 1600x1400x2000мм; М=514кг______________________________________________
11.	Камера промежуточная
188
Окончание таблицы 6.7
L=665mm; с1Рв=1Па: BxHxL:1600x1400x665mm: М=85кг
I——------------'-------------------------------------------------------
12.	Шумоглушитель, 1000
Пласт.:4 х 200 мм: L пл.=1000ммб: Рв~7.2 Па: BxHxL:1600xl400xl 145мм: М=110кг
________________________________Вытяжка_______________
13.	Камера промежуточная .
L=665mm; 4Рв=1Па; BxHxL: 1600x1400x665мм; М=85кг
14.	Фильтр карманный
ФВК-ХХ-360-Х-О4; Knacc:G4; 4Рв_загрязн.50%=136Па; dPis=135.7 Па;
IBxHxL: 1600x1400x590мм: М=150кг________________________________________
15.	Вентилятор
RDH 560 L/R; Выхлоп_ВхН:715x715мм: Рконд=298Па; Рсеть=400Па; Ьв=13890м3/ч;
Рполн=743Па; п_рк= 1241 об/мин; Эл.двиг:АИР100Ь4; Ку=4кВт; п_дв=1410об/мии;
BxHxL: 1600x1400x2000мм; М=493кг
16.	Блок воздухоприемный
Возд. клапан: РЕГУЛЯР-1075(Ь)х1435; ВхН=1435х1075мм; Привод: AF230-S; с!Рв=2 Па;
dPa=2.4 Па; BxHxL: 1600x1400x790мм; М=115кг
В тех случаях, когда возникает опасность замерзания, программа рас-
чета делает соответствующее предупреждение, должны быть приняты ме-
ры для защиты от замерзания.
В периоды работы защиты от замораживания, мощность воздухонаг-
ревателя первой ступени должна быть повышена, она должна быть доста-
точно для нагревания воздуха до расчетной температуры — температуры
точки К, то есть <21 =185,3 кВт. Для основного времени работы она будет
очень завышена. Но конечную температура нагрева в периоды работы за-
щиты нельзя существенно снизить, она должна быть достаточна, чтобы не
включалась защита от обмерзания самого воздухонагревателя и должна
обеспечивать безопасную температуру работы камеры орошения. Поэтому
конечная температура нагрева не может быть значительно шоке ~ 10 °C.
Пример 6.7
Рассчитать и построить процесс обработки воздуха в холодный пери-
од года с использованием парового увлажнения, без второго подогрева с
использованием вращающегося регенератора по исходным данным приме-
ра 6.4. Скомпоновать кондиционер и подобрать его блоки.
Холодный период года
Исходные данные
Параметры наружного воздуха: г„=-25 °C, рн=80 %. В данном случае
следует принимать наименьшую влажность внутреннего воздуха так как
189
это потребует наименьших затрат электроэнергии на увлажнение воздуха.
Кроме того, вращающийся регенератор может возвращать часть влаги,
уменьшая нагрузку парового увлажнителя. Поэтому принимаются пара-
метры внутреннего воздуха: /л=20 °C, р6.=30 %.
В помещении наблюдается дефицит теплоты, отсутствует система во-
дяного отопления. Функцию воздушного отопления будет выполнять сис-
тема кондиционирование воздуха, избытки явной теплоты имеют отрица-
тельное значение ДО,,. =-12000 Вт. Поступления влаги И7 =20000 г/ч = 20,0
кг/ч. По результатам расчета теплого периода года расчетный расход воз-
духа G =16667 кг/ч, реализуется перемешивающая вентиляция.
Решение
1.	На поле i-d-диаграммы носятся:
- точка Н: /„=-25 °C, ^„=80%, iH =-24,3 кДж/кг, </„=0.3 г/кг;
— точка В: г д =20 °C, $?л=30 %, /8=31 кДж/кг, <7Л=4,3 г/кг.
2.	Рассчитываются избытки полной теплоты
ДО„ = ДОЯ + 0,278- г -17 = -12000+0,278-2500-20=1900 Вт.
Вычисляется величина s
Е=3,6 • ДО„ / 17 =3,6-1900/20= 342 кДж/кг
и через точку В проводится луч процесса.
3.	По формуле (2.17) вычисляется влагосодержание приточного возду-
ха d„ =de -1000-17/G=4,3-1000-20/16667=3,1 г/кг
и на луче процесса находится положение точки П: /„=22,7 °C, </„=3,1 г/кг,
/„=30,8 кДж/кг, ^„=18%.
4.	Проводится изотерма /„ = const. до пересечения с прямой dlt = const.,
где находится положение точки К: tK = tn-22,l °C, dI( = </„=0,3 г/кг, /„=24
кДж/кг, ^„=2 %.
5.	Требуемая мощность воздухонагревателя без работы утилизатора
Qutx = 0,278 - G • с - (/„ - /„ ) =0,278-16667-1,005-(22,7-(-25))=222 L19 Вт=/
=222,1 кВт.
6.	Производительность парового увлажнителя без работы утилизатора
=G-(</„ -<7„)=16667-(3,1-0,3)=46668 г/ч=47 кг/ч.
В результате компьютерного расчета при компоновке кондиционера
установлено состояние наружного и удаляемого воздуха после обработки
во вращающемся регенераторе (действительная эффективность Е = 61,6%):
-точка Н’:/„,=4,1 °C, </„.=2,3 г/кг, гл.=10 кДж/кг, ^„.=45,5 %;
-точкаВ’:/л.=-7,7 °C, </„.=!,9 г/кг, iB. =-2,9 кДж/кг, pfi.=95,l %.
190
Рис.6.19. Процессы обработки воздуха в холодный период года (к примеру 6.7)
Соответственно изменилось состояние воздуха после воздухонагревателя,
-точка К’:гг=22,7 °C</к.=2,3 г/кг, /^.=28 кДж/кг, рА-.=14 %.
Тогда следует пересчитать п.п. 6 и 7.
6. Вычисляется мощность воздухонагревателя
О, = 0,278• G (iK. -iir)=0,27& 16667(28—10)=83401 Вт -83,4 кВт.
7. Требуемая производительность парового увлажнителя
=G'^n -<v.)=16667-(3,l-2,3)=13334 г/ч ~ 13,3 кг/ч.
Благодаря применению утилизатора значительно снижена нагрузка
воздухонагревателя и парового увлажнителя. При заданных условиях ути-
лизатор работает без опасности замерзания, программа расчета не делает
соответствующего предостережения.
Компоновка кондиционера показана на рис. 6.20, результаты расчета
блоков приведены в табл. 6.8.
191
Рис. 6.20. Компоновка кондиционера КЦКП-16 (к примеру 6.7)
Таблица 6.8
Наименование блоков с характеристиками оборудования (с сокращением)
__________________________________Приток_________________________________
1. Моноблок <1Рв=139.2 Па; BxHxL: 1600x1400x1945мм; М=350кг______________
1.1,	Блок воздухоприемпый________________________________________________
Возд. клапан:РЕГУЛЯР-1075(Ъ)х1435; ВхН=1435х1075мм; Привод:АР230-5;
6Рв=2.4Па; BxHxL: 1600x1400x790мм; М=115кг_______________________________
1.2.	Фильтр карманный____________________________________________________
ФВК-ХХ-360-Х-О4; Knacc:G4; с1Рв_загрязн.50%=136 Па; 6Рв=135.7 Па;
BxHxL: 1600x1400x590мм; М=150кг
1.3.	Камера промежуточная________________________________________________
L=665mm: 6Рв=1Па: BxHxL: 1600x1400x665мм; М-85кг_________________________
2.	Теплоутплпзатор роторный
RRS-P-C19-2800/1800-1600; Qx=136 кВт; Qc=22kBt; Q=136 кВт; Lb=13890 м3/ч;
tBH=-25°C; 1вп=-5.8ккал/кг; йвн=0.3г/кг; Нвн=80%; tBK=4.1°C; 1вк=2.3ккал/кг;
авк=2.3г/кг; йвк=44.6%; с1Рв_вх=112.1 Па; КПД=64.6%; КПДвл=48.2%;
Lb=13890 м3/ч; 1вн_выброс=20°С; 1вн_выброс=7.4ккал/кг; (1вн_выброс=4.3 г/кг;
Пвн_выброс=30%; 1вк_выброс=-7.7°С: 1вк_выброс—0.8ккал/кг; 6вк_выброс=1.9 г/кг;
Нвк_выброс=95.1%; 6Рв_вых=150.4 Па; КПД=61.6%; КПДвл=61.6%; с1Рв=112.1 Па;
BxHxL: 1600x2800x400мм; М=265кг__________________________________________
3.	Моноблок_______________________
dPB=195.3 Па; BxILxL:1600x1400x1555mm; М=645кг___________________________
3.1.	Камера промежуточная________________________________________________
L=665mm: 6Рв~1Па: BxHxL: 1600x1400x665мм; М=85кг_________________________
3.2.	Воздухонагреватель жидкостный_______________________________________
ВНВ243.1-133-120-01-2,5-04-2; Прямоток; Рто=32.2 м2; Qt=S4 кВт, Kf=4%;
Lb=13890 м3/ч; 1вн=4.7°С; 1вк=22.7°С; Ож=1592 кг/ч; Ькн=115°С; Ькк=67°С;
ёРж=4.9 кПа; йРв=13.5 Па; BxHxL: 1600x1400x290мм; М=177кг
192
________~_________________________________________Окончание таблицы 6.8
3.3.	Воздухоохладитель жидкостный_____________________
ВОВ243.1-133-120-12-3,0-08-1; Противоток; Fto=324.3 м2; Qx=88.1kBt;
Lb=13890 м3/ч; Фн=27.3°С; 1вп=1 3.1 ккал/кг; с!вп=10.7 г/кг; йвн=47.4%; (вк=12.9°С;
1вк=8.бккал/кг; с!вк=9.1 г/кг; йвк=98.1%; СЬк=1б378 кг/ч; Ъкп=9°С; Ькк=13.6°С;
аРис=30.1кПа; с!Рв=18О.8Па; BxHxL: 1600x1400x700мм; М=383кг
4.	Вентилятор	____________________________________
RDH 450 1У1\Вь1хлоп_ВхН:569х569мм; Рконд=457Па; Рсеть=500Па; Ьв=13890мЗ/ч;
Рполп=958Па; n_pjc=1949 об/мин; Эл.двиг:А13284; Кту=7.5кВт; п._дв=1455 об/мин;
BxHxL: 1600x1400x2000мм; М=510кг
5.	Моноблок
d₽B=8.2 Па; BxHxL:1600x1400x1760mm; М=195кг
5.1.	Камера промежуточная_______________________________________
L=665mm; 4Рв=1Па: BxHxL: 1600x1400x665мм: М=85кг__________________________
5.2.	Шумоглушитель, 1000__________________________________________________
Пласт, 4 х 200 мм; L пл=1000мм: <1Рв=7.2 Па; BxHxL: 1600x1400x1145мм; М=110кг
6.	Камера увлажнения паровая, Секций - 1	_______________________________
Gnap=15 кг/ч; Lb=13890 м3/ч; 1вн=22.7°С; йвн=13.5%; 1вк=22.7°С; Ивк=18.2%;
Dbk-Dbh=0.8 кг/ч; (Зж=14.8 кг/ч; с!Рв=1Па; BxHxL: 1600x1400x1000мм; М=192кг
_________________________________Вытяжка__________________________________
7.	Моноблок бРв=137.8Па; BxI-IxL;1600xI400x1945mm; М-320кг________________
7.1.	Камера промежуточная_________________________________________________
L=665mm;; с!Рв=Ша; BxHxL: 1600x1400x665мм; М=85кг
7.2.	Фильтр карманный .___________________________________________________
ФВК-ХХ-360-Х-О4; Knacc:G4; 6Рв_заррязн.50%=136Па; dPB=135.7 Па;
BxHxL: 1600x1400x590мм; М=150кг___________________________________________
7.3.	Камера промежуточная_________________________________________________
L=665mm;; 4Рв=1Па: BxHxL: 1600x1400x665мм: М=85кг_________________________
8.	Вентилятор_____________________________________________________________
RDH 560 L/R; Выхлоп_ВхН:715x715мм; Ркопд=29Ша; Рссть=400Па; Ев=13890м7ч;
Рполн=743Па; п_рк=1241об/мин; Эл.двиг:АИР10(Я.4;Ну=4кВт; п_дв=1410об/мин;
BxHxL;1600x1400x2000mm; М-493кг___________________________________________
9.	Блок воздухопрпемный
Возд.клапап:РЕГУЛЯР-1075(Ь)х1435; ВхИ=1435хЮ75мм;Привод:АР230-8;
dPn=2.0 Па; BxHxL: 1600x1400x790мм; М= 115кг
В ситуациях, когда возникает опасность замораживания теплоутили-
затора, программа расчета делает об этом сообщение, следует предусмот-
реть защиту. Современный способ защиты - уменьшение скорости враще-
ния ротора. Обычно система автоматического регулирования предусмат-
ривает именно этот способ защиты. При этом снижается эффективность
утилизации теплоты. Если в помещении не допускается временного сни-
жения параметров приточного воздуха, тогда для такого режима работы
193
нужно предусмотреть увеличенные производительности воздухонагрева-
теля и парового увлажнителя. Если невозможно рассчитать или оценить
состояние воздуха после утилизатора при работе на пониженной скорости
вращения, тогда, в качестве крайней меры, можно предусмотреть установ-
ку воздухонагревателя и парового увлажнителя, рассчитанных на работу
без утилизации теплоты.
Пример 6.8
Условия я решение для теплого периода в точности повторяют усло-
вия и решение примера 6.4.
Для холодного периода года рассчитать СКВ без второго подогрева с
паровым увлажнением и утилизацией теплоты с промежуточным теплоно-
сителем. Скомпоновать кондиционер и подобрать необходимые блоки.
Холодный период года
Исходные данные холодного периода немного изменены.
Параметры наружного воздуха: („=-25 °C, ^„=80 %; параметры внут-
реннего воздуха: гя=20 °C, <ри=30 %.
В помещении имеются небольшие избытки явной теплоты
Д0„=15000 Вт (работает система отопления, и имеются теплопоступления
от людей и оргтехники). Поступлешгя влаги W =20000 г/ч = 20,0 кг/ч. По
результатам расчета теплого периода года расход приточного воздуха
0=16667 кг/ч. Для создания подпора в кондиционируемом помещении ме-
ханическая вытяжка не сбалансирована, расход удаляемого воздуха посту-
пающего на утилизацию Gy =0,9- G =15000 кг/ч. Температуры теплоносите-
ля Т1=115 °C, Т2=70°С.
Решение
1.	На поле z-d-диаграммы носятся:
- точка Н: („=-25 °C, р„=80%, /„=-24,3 кДж/кг, z/„=0,3 г/кг;
-точкаВ: /я=20°С, ра=30%, /д=31 кДж/кг, <7Л=4,4г/кг.
2.	Рассчитываются избытки полной теплоты
ДО„ = &О„ + 0,278т-Г= 15000+0,278-2500-20=28900Вт.
Вычисляется величина е
е~3,6- ЬОп /17=3,6-28900/20= 5202 кДж/кг,
и через точку В проводится луч процесса.
3.	По формуле (2.17) вычисляется влагосодержание приточного возду-
ха d„ = dB -1000-17/6=4,4-1000-20/16667=3,2 г/кг
и на луче процесса находится положение точки П: /„=17 °C, dn=3,2 г/кг,
i„=24,8 кДж/кг, <рП =27 %.
194
Рис. 6.21. Процессы обработки воздуха в холодный период года (к примеру 6.8)
4.	При tK = tn =17 °C кг и dK =dH=Q,3 г/кг находится положение точки
К: /„=18 кДж/кг, <рк=2 %.
5.	При подборе блоков утилизации по программе[3 6] определяются
конечные состояния воздуха (см. табл. 6.9):
-наружного воздуха после утилизатора - точка Н’: гн,=-11,5 °C, ^=2
% /„.=-10 кДж/кг, б/„.=0,3 г/кг;
- внутреннего воздуха после утилизатора - точка В’: /й.=5 °C, <рл,=80
%, г>=13,7 кДж/кг, dB. =4,4 г/кг.
6.	Вычисляется мощность воздухонагревателя
Q, == 0,278 - С? - (/> -/я.)=0,278-166б7-(18-(-10))=129736 Вт =129,7 кВт.
6.	Расход воды, затрачиваемый на увлажнение
=G’(dn - J„)/1000=16667-(3,2-0,3)/1000=48,3 кг/ч.
Итак, в данном случае используются следующие процессы обработки:
HIT - надевание наружного воздуха в теплообменнике-утилизаторе;.
195
Н’К— нагревание наружного воздуха в воздухонагревателе;
КП - изотермическое паровое увлажнение;
ПВ - процесс в помещении;
ВВ’ — охлаждение удаляемого воздуха в теплообменнике-утилизаторе.
В системе утилизации используется раствор этиленгликоля с концен-
трацией 40 %. Опасности замерзания нет. Эффективность утилизации теп-
лоты невысокая — 30 %. Причины этого: неравенство расходов нагреваемо-
го и охлаждаемого воздуха; использование раствора антифриза высокой
концентрации.
Компоновка основного и вспомогательного кондиционеров показана
на рис. 6.22, результаты’ подбора блоков представлены в табл. 6.9.
4625
7955
Рис.б 22. Компоновка кондиционеров к примеру КЦКП-16 (к примеру 6.8)
Таблица 6.9
Наименование блоков с характеристиками входящего оборудования (с сокращением)
___________________________________Приток___________________________________
1.	Моноблок с!Рв=206.б Па; BxHxL:l 600x1400x2255мм; М=538кг_________________
1.1.	Блок воздухоприемный
Возд.клалан:РЕГУЛЯР-1075(Н)х1435; ВхН=1435х1075мм; Привод:АЕ24-3; 4Рв=2.4 Па;
BxHxL: 1600x1400x790мм; М=115кг
1.2.	Фильтр карманный
ФВК-ХХ-360-Х-О4; Класс:О4; <1Рв=13бПа; <1Рв=135.7Па; BxHxL: 1600x1400x590мм;
М=150кг
1.3.	Теплоутилизатор-пагреватель с промежежуточпым теплоносителем
КПД=30.04%; ВНВ243.1-133-120-04-1,8-04-1; Противоток; Fto=176.7m2; Lb=13890m3/h;
1вн=-25°С; 1вн=-5.8ккал/кг; с1ви=0.3г/кг; Евн=80%; 1вк=-11.5°С; 1вк=-2.8ккал/кг; 6вк=0г/кг;
йвк=0%; Этиленгликоль; Ksi=40%; Сж=1б191 кг/ч; 1жн=0.5°С; Ькк=-3.б°С; сГРжМО.бкПа;
<1Рв=б7.5Па; BxHxL: 1600x1400x360мм; М=188кг________________________________
1.4.	Камера промежуточная
196
Окончание таблицы 6.9
L-665mm; сЗРв=1 Па; BxHxL: 1600x1400x665мм; М=85кг_______________________.
2,	Мопоблок dPn=16 1.6 Па; BxHxL: 1600x1400x940мм; М=537кг_____________________
2.1.	Воздухонагреватель жидкостный
ВНВ243.1-133-120-01-1,8-04-2; Прямоток; Fto=44.2m2; Qt=133kBt; Kf=l%; Lb=13890m3/h;
tBii=-11.5°C; tBK=17°C; уго=2.9кг/м2/с; Ож=2521кг/ч: Ъкп=115°С; Ькк=69.3°С; w=1.1m/c;
с!Рж=1 1.4кПа; 4Рв=1б.9Па: ВхНхТх1600х1400х290мм: М=181кг______________________
2.2.	Воздухоохладитель жидкостный
ВОВ2	43.1-133-120-10-3,0-08-1; Противоток; Fto=270.3n?; Qx=78.7 кВт; Lb=13890 м3/ч;
Свн=27.3°С; 1вн=13ккал/кг; 6вн=10.6 г/кг; Г1вн=45.8%; 1вк=13.5°С; 1вк=9ккал/кг; 4вк=9.5г/кг;
fiBK=95.9%; G®=13934 кг/ч; (жн=9 °C; 1жк=13.9 °C; с!Рж=30.1 кПа; 4Рв=144.7 Па;
BxHxL: 1600x1400x700мм; М=356кг
3.	Вентилятор
RDH 500 L/R; Выхлоп_ВхН:бЗ 8x63 8мм; Рконд=378Па; Рсеть=500Па; Lb=13890m3/h;
Рполн=904 Па; Увых=9.48м/с; п_рк=1592об/мпп; Эл.двиг:АИР112М4; )4у=5.5кВт;
п_дв=1430об/мип; BxHxL: 1600x1400x2000мм; М=486кг
4.	Моноблок
4Рв=8.2Па; BxHxL: 1600x1400x1760мм; М=195кг____________________________________
4.1.	Камера промежуточная
L=665mm; 6Рв=Ша: BxHxL: 1600x1400x665мм; М~85кг_________________________________
4.2.	Шумоглушитель, 1000
Пластины:4 х 200 мм; Lwi-l 000мм: с1Рв=7.2Па: BxHxL: 1600x1400x1145мм; М=110кг_
5.	Камера увлажнения паровая, Секций-4_________________________________________
Опар=65кг/ч; Вв=13890м3/ч; 1вн=17°С; бви=2.5 %; tBic=I7 °C; йвк=26.2 %; Dbk-Dbh=2.9
кг/ч; G>k=53.7 кг/ч; с!Рв=1 Па; BxHxL: 1600x1400x1000мм; М=192кг
___________________________________Вытяжка_____________________________________
6.	Мопоблок <1Рв=208.1 Па; BxHxL: 1600x1400x1835мм; М=393кг____________________
6.1.	Шумоглушитель
Пластины:4 х 200 мм; Е_пласпш=500мм; 6Рв=5.4Па; BxHxL: 1600x1400x645мм; М=55кг
6.2.	Фильтр кармапный
ФВК-ХХ-360-Х-С4; toiacc:G4; <1Рв=134 Па; 6Рв=134 Па; BxHxL:1600x1400x590mm;
1 Г 1	--- -	-		_	-	-
6.3.	Тсплоутплпзагор-охладптель с промежуточным теплоносителем
КПД=30.04%; ВОВ243.1-133-120-06-2,5-06-3; Противоток; Fto=193m2; Lb=12510m3/4;
1вп=20°С; 1вп=7.5ккал/кг; с1вн=4.4 r/кг; Пви=29.8 %; 1вк=4.9 °C; 1вк=3.8ккал/кг; (1вк=4.4г/кг;
йвк=79.7 %; Этиленгл. Ksi=40%; Сж=16191кг/ч; Ькн=-3.6°С; Ькк=0.6°С; <1Рж=59.6 кПа;
<1Рв=68.8Па; М=188кг
7.	Вентилятор
RDH450L/R; ВхП:569х569мм; Ркопд=211 Па; Рссть=400Па; Вв=12510м3/ч; Рполн=644Па;
п=1662о6/мие; AHP100L4; Ny=4 кВт; п^дв=1410об/мин; BxHxL: 1600x1400x2000мм;____
8.	Блок воздухопрнемпый
Возд.ктапап:РЕГУ31ЯР-1075(Ь)х1435; Вх! 1=1435x1075мм; Привод:АР24-8; 4Рв=1.6 Па;
ВхНхЬ:1600х1400х790мм; М=115кг
197
Список литературы
1.	Белова Е.М. Системы кондиционирования воздуха с чиллерами и фэн-
койлами. М.: Евроклимат, 2003. - 400 с.
2.	Б.И. Бялый. Тепломассообменное оборудование воздухообрабатываю-
ших установок ООО «ВЕЗА». М.: ООО «Инфорт», 2005. - 278 с.
3.	Белова Е.М. Центральные системы кондиционирования воздуха в здани-
ях. М.: Евроклимат, 2006. - 640 с.
4.	Кокорин О.Я. Современные системы кондиционирования воздуха. - М.:
Физматлит, 2003. —272 с.
5.	Каталог оборудования «Веза». Кондиционер каркасно-панельный
КЦКП. Выпуск 1. Редакция 10 от 01.04.2009 г. - 100 с.
6.	СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование/ Гос-
строй России. - М.: ФГУП ЦПП, 2004. - 54 с.
7.	СНиП 23-01-99*. Строительная климатология/Госстрой России. - М.:
ФГУП ЦПП, 2003.-70 с.
8.	ГОСТ 30494 — 96. Здания жилые и общественные. Параметры микро-
климата в помещениях, 1999. - 9 с.
9.	Вытесняющая вентиляция в непроизводственных здаииях/Справочное
руководство Rehva/Под ред.Х. Скистыд. - М.:АВОК-ПРЕСС, 2003.- 100 с.
10.	Справочник просктировщш<а. Внутренние сашггарно-техническис уст-
ройства. 4.2. Вентиляция и кондиционирование воздуха/Под ред. И.Г.
Староверова. 3- изд. -М.: Стройиздат, 1978. - 509 с.
И. Богословский.В.Ы., Кокорин О.Я., Петров Л.В.. Кондиционирование
воздуха и холодоснабжение: Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1985. -
367 с.
12.	Посохин В.Н. Аэродинамика вентиляции. М.: АВОК-ПРЕСС, 2008. -
208 с.
13.	Рекомендации по расчету установок кондиционирования воздуха и
вентиляции с управляемыми процессами адиабатной обработки воздуха.
ЦНИИЭП инженерного оборудования Госгражданстроя. — М.: Стройиздат,
1985.-33 с.
14.	Кэйс В.М., Лондон А.Л. Компактные теплообменники. 2-е изд. Пере-
раб- и доп. М.: Энергия, 1967. - 223 с.
15.	Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические уст-
ройства. Ч.З.Вентиляция и конщщиопирование воздуха. Кн. 1/
В.Н.Богословский и др. 4- изд. Перераб. и доп. -М.: Стройиздат , 1992. -
319 с.
16.	Баркалов Б.В., Карпис Е.Е. Кондиционирование воздуха в промышлен-
ных, общественных и жилых зданиях. 2-е изд. - М.: Стройиздат, 1982. -
312 с.
198
17.	Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические уст-
ройства. Ч.З.Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кв. 2/
В.Н.Богословский и др. 4- изд. Перераб. и доп. - М.,: Стройиздат , 1992. -
416 с.
18.	Руководящий материал по центральным кондиционерам. 4.2. Методи-
ческие материалы но расчету и выбору оборудования центральных конди-
ционеров КТЦЗ. Альбом 1. Методика расчета камер орошения - Харьков,
ВНИИкондиционер, 1989. — 61 с.
19.	Каталог продукции CUVET. - 668 с.
20.	Оборудование для кондиционирования воздуха. Каталог YORK. A Jon-
son controls company. - 581 с.
21.	Абсорбционные чиллеры SANYO, техническая информация. - 96 с.
22.	Регулирующие клапаны и электрические приводы. Каталог. - М.: ООО
Danfoss, 2008. —296.
23.	Балансировочные клапаны. Каталог. -М.: ООО «Danfoss», 2008.-76.
24.СП-421-101-95. Проектирование тепловых пунктов. М.: Минстрой РФ,
ГУПЦПП, 1997.-98 с.
25.	СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату про-
изводственных помещений. М.: Минздрав России, 1997. - 15 с.
26.	СНиП 2.08.02-89*. Общественные здания и сооружения/Госстрой Рос-
сии. - М.: ГУП ЦПП, 2003. - 38 с.
27.	СНиП 2.09.04-87 . Административные и бытовые здания /Госстрой
России. —М.: ГУПЦПП, 2002. - 16 с.
28.	СНиП 31-05-2003. Общественные здания административного назначе-
ния/Госстрой России. - М.:ФГУП ЦПП, 2004. — 23 с.
29.	Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Справочное по-
собие /Под ред. Г.И. Стомахппой. - М.: ПАНТОРИ, 2003. - 275 с.
30.	Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические уст-
ройства. 4.1.Отопление. 4- изд. Перераб. и доп. —М.: Стройиздат, 1990. -
342 с.
31.	Каталог оборудования для систем вентиляции фирмы «Арктика».-
270с.
32.	СНиП 23-03-2003. Защита от шума/Госстрой России. - М.:ФГУП ЦПП,
2004.-32 с.
33.	Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета
водопроводных труб: Справочное пособие. - 8 -с изд. Перераб. и доп.
М.: ООО БАСТЕТ, 2007. - 336 с.
34.	СП 40-101-96. Свод правил по проектированию и строительству Рос-
сийской федерации. Проектирование и монтаж трубопроводов из поли-
пропилена «Рандом сополимер». М.: ЗАО «НПО Сцюйполимер», 1996. —
64 с.
199
35.	СП 40-108-2004. Свод правил по проектированию и строительству.
Проектирование и монтаж внутренних систем водоснабжения и отопления
зданий из медных труб.-М.: ФГУП ЦПП, 2005. - 49 с.
36.	Программа расчета и подбора кондиционеров КЦКП.
littp7Zwww.veza.ru/info-prog.
37.	Wilo@orc.ru. Программа подбора насосов WILO Select 3.1.
200
Бройда Владимир Аронович
ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ С ПОСТОЯННЫМ
РАСХОДОМ ВОЗДУХА
Учебное пособие
Редактор Г.А.Рябенкова
Редакционно-издательский отдел
Казанского государственного архитектурно-строительного университета
Подписано в печать	Формат 60x84/16
Заказ	Бумага офсетная № 1	Усл.-печ.л. 12,75
Тираж 200 экз.	Печать ризографическая Уч.-изд.л. 12,75
Печатно-множительный отдел КГАСУ
'120043, Казань, ул.Зеленая, 1
В.А.Бройда
ЦЕНТРАЛЬНЫЕ
ОДНОЗОНАЛЬНЫЕ
СИСТЕМЫ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ
С ПОСТОЯННЫМ РАСХОДОМ ВОЗДУХА