Текст
                    О. Я. КОКОРИН, Л. И. СТАВИЦКИЙ,
Я. Г. КРОНфЕЛЬД
КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ
ВОЗДУХА
В МНОГОЭТАЖНЫХ
ЗДАНИЯХ
МОСКВА
СГРОЙИЗДАТ
1981

ББК 38.762.3 К 59 УДК 697.94 Рецензент — главный специалист ГСПИ связи А.Л.Цы танков. ___________ зданиях/ Л.И.Ставицкий, Я. Г. Кронфельд. — М.: Кокорин О.Я. и др. К 59 Кондиционирование воздуха в многоэтажных О. Я. Кокорин, ° г l/nnL,'hflnkn Строй из дат, 1981. — 184 с., ил. Рассмотрены вопросы проектирования, монтажа, наладки, | эксплуатации систем кондиционирования воздуха (СКВ) в многоэтажных зданиях. Приведена классификация и подробное описание схем СКВ, а также конструкций кондиционирующих устройств. Изложены основы выбора и расчета наиболее прогрес-i сивных типов систем на базе серийно выпускаемого отечественного оборудования. Даны рекомендации по применению схем тепло- и хладоснабжения, компоновочным решениям, приведены методы расчета и оценки условий микроклимата, воздухораспределения и организации воздушно-теплового режима в кондиционируемых по- мещениях. Для инженерно-технических и научных работников, проектных, эксплуатационных и научно-исследовательских организаций. 30210 — 600 ББК 38.762.3 К ±452"—--------КБ-18—4—81.3206000000 , 047(01) -81 бСЭ- © Стройиздат, 1981 I ПРЕДИСЛОВИЕ Решающим условием дальнейшего развития произ- водства и подъема благосостояния народа является ин- I тенсификация всего общественного производства. Этим вопросам уделялось большое внимание на XSZ и ~XXVI съездах КПСС, об этом же говорилось на октябрьском I (1980 г.) Пленуме ПК КПСС. Интенсификация производства зависит от многих I факторов, в том числе от условий труда на предприя- тиях, одним из путей улучшения которых является ос- нащение их современными системами .вентиляции и I кондиционирования воздуха. В последние годы широко развернулось строитель- I ство многоэтажных зданий различного назначения - учреждений, институтов, гостиниц, инженерных корпу- сов, промышленных объектов точного машиностроения и др. Для этих зданий характерны легкие ограждаю- |Щие конструкции с площадью остекления 40-70%. Уве- I личение остекления приводит к повышению температу- ры внутреннего воздуха в летний период, а также к образованию зон дискомфорта вблизи холодных оконных [поверхностей зимой. Расположение многоэтажных зданий на I городских магистралях или промышленных ^создает дополнительные трудности при орган. _______ [микроклимата внутри помещений. Загрязненность воз- духа и шум затрудняют проветривание помещений че- ирез оконные проемы. Повышение этажности увеличива- ет ветровые нагрузки и гравитационные явления (ин- фильтрацию и эксфильтрацию), способствующие неорга- оживленных площадках организации 3
низованным перетеканиям воздуха внутри здания. Уменьшение массивности наружных ограждений приво- дит к увеличению колебаний температуры в помещени- ях при изменении наружных условий. Создание нормальной воздушной среды в помеще- ниях современных многоэтажных зданий возможно только с помощью систем ковдиционирования воздуха (СКВ). По сравнению с системами отопления и при- точно-вытяжной вентиляции устройство СКВ дороже. Однако оно полностью окупается благодаря повышению производительности труда и сокращению заболеваемо- сти» Производительность труда работающих в админи- стративных зданиях возрастает на 2-9,5%, причем экономически^ эффект тем больше, чем выше удель- ная (на 1 м площади кондиционируемых помещений) заработная плата и чем продолжительней теплый пери- од года. Основой для написания книги послужили исследовд- ч ния лаборатории местного кондиционирования ЦНИИ- Промзданий Госстроя СССР, а также отечественный и зарубежный опыт проектирования, монтажа, наладки и эксплуатации СКВ многоэтажных зданий. Предисловие, п. 2 главы X, п. 1-6 главы Пип. 1 ) главы Ш написаны О.Я. Кокориным; и. 1 главы X на- писан совместно Л.И. Ставицким и Я.Г. Кронфельдом; : и. 3 главы I и п. 7 главы П написаны совместно ОД♦ Кокориным и Я JT. Кронфельдом; п. 2-4 главы -Ш ‘ и глава ХУ написаны Л.И. Ставицким; и. 8 главы П' написан ЯД\ Кронфельдом. Авторы благодорят А.А. Цыганкова за ценные за- мечания» сделанные при рецензировании рукописи.
ГЛАВА Z ОБЩИЕ ТЕНДЕНЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА ДЛЯ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ 1. ТЕПЛОВОЙ КОМФОРТ И ТРЕБОВАНИЯ К МИКРОКЛИМАТУ В КОНДИЦИОНИРУЕМЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ Современный человек около 70% своей жизни про- водит в закрытых помещениях; для обеспечения его нормальной жизнедеятельности часто приходится со- здавать искусственный климат. Этим объясняется под- вышенный интерес исследователей к влиянию окружа- ющей среды на самочувствие человека. В последние годы наиболее полные исследования выполнены дат- ским ученым, проф. П.О. Фангером [э]. Под термином 'тепловой комфорт' подразумевается такое состояние, при котором человек доволен окру- жающими условиями в тепловом отношении. На теп- ловые ощущения человека влияют: температура воздуха ; средняя температура излучения окружающих по- верхностей t ; относительная скорость движения воздуха v (ско- рость воздуха относительно тела человека); давление водяных паров в окружающем воздухе, характеризующее относительную влажность его ; уровень активности и связанная с ним выработка тепла организмом' человека М ; термическое сопротивление одежды 7 . Два последних фактора могут быть рассчитаны с достаточной точностью в соответствии с функциональ- ным назначением помещения. Теплоотдача человека представляет собой функцию производимой им работы. Она выражается в единицах "ме^' £1 мет = 50 ккал/(м • ч), или 21Ъ кДж/(м • ч)] (теплоотдача человека при уровне активности, соответствующем си- дячей работе). Термическое сопротивление ^>де^ды измеряется в единицах 'кло* (1 кло = 0,18 м • ч • С/ ккал, или 0,043 м • ч • С/кДж - типичный костюм Для конторской работы).
пронес— в также тер- темп ера- последних помощью На основании многочисленных экспериментов в мо- дели помещения с искусственным климатом П.О. Фан- гер разработал универсальное уравнение комфорта, от- ражающее процессы теплообмена человека с окружа- ющей средой (9]. При этом он исходил из следующих предпосылок. Каждому уровню активности человека соответствует определенное внутреннее тепло, образу- ющееся в организме при окислительных процессах. Передача тепла от тела человека к окружающей среде происходит радиацией, конвекцией, с потоотделением и дыханием. Универсальное уравнение комфорта пред- ставляет собой математическую взаимосвязь сов выработки тепла в организме и передачи его окружающую среду. При этом учитывается мическое сопротивление одежды, изменение туры кожи и уровня потоотделения. Два фактора являются терморегуляторами, с которых обеспечивается баланс между выработкой и отдачей тепла организмом. Каждому уровню актив- ности при комфортном тепловом состоянии человека соответствуют определенная температура кожи и уро- вень ^потоотделения. Эти значения, а также коэффи- циенты, характеризующие одежду человека и уровень его активности, подставляют в универсальное урав- нение комфорта, по которому и определяют все воз- можные комбинации температуры, влажности, скорости движения окружающего воздуха и средней температу- ры излучения окружающих поверхностей, которые для большинства людей определяют тепловой комфорт. Поскольку уравнение комфорта имеет сложный, комплексный характер и использовать его при непо- средственных расчетах трудно, оно решено с помощью ЭВМ; результаты расчетов представлены в виде диаграмм* При расчетах варьировали уровень актив-; ности (спокойная, легкая, тяжелая работа) одежды (полуобнаженный человек, легкая, тяжелая одежда). При проектировании СКВ для многоэтажных об- щественных зданий чаще всего требуется определить комфортные сочетания параметров микроклимата при 6 и тип средняя,
Рис. 1. Комфортные сочетания параметров микроклимата при М ~ 1 мет, = 50% а - в теплый период года (7=1 кло); б - в холодный период года (7 = 1,5 кло); 1 - скорость движения воздуха 0,1 м/с; 2 - то же, 0,2 м/с; 3 — то же, 0,3 м/с; 4 — то же, 0,5 м/с$ 5 — то же, 1,5 м/с спокойной конторской работе для теплого и холод- ного периодов года. . В теплый период года (рис. 1,а) при отсутствии солнечной радиации средняя температура излучения ограждающих поверхностей приблизительно равна температуре внутреннего воздуха. При этом скорости движения воздуха 0,15—0,3 м/с соответствует ком- фортное сочетание температуры 23,5-24,5 С. При солнечной радиации t увеличивается на 2,5 - 3,5 С в результате аккумуляции тепла ограждения- ми, а комфортная температура воздуха снижается до 22,5-23,5 С. В холодный период года (рис. 1,6) при одинако- вой средней температуре излучения ограждающих по- верхностей и внутреннего воздуха комфортным ^соче- таниям соответствуют температура 20,5-21.5 С и скорость движения воздуха 0,1-0,2^ м/с. В мороз- ную погоду t меньше на 2-2,5 С в результате снижения температуры наружных ограждений, а ком- фортная температура воздуха возрастает до 22-22,5°С.
Указанные параметры близко соответствуют дан- ным СНиП П-33-75 для помещений общественных и жилых зданий: в теплый период года t =20-25 Q V не более 0,25 м/с, = 30->60%; Бв холодный периодсгода t - 20-22°С, 1/ = 0,1-0,15 м/с, 4^5 = 30^45*7® Зимой поддерживают ниже, чем летом, во избежание конденсации -водяных паров на » холодной поверхности окна. Уменьшение влажности ниже 30% отрицательно влияет на слизистую оболочку, j способствует распространению пыли и скоплению за- | рядов статического электричества. J При кратковременном пребывании людей в помеще- ниях (конференц-залы, столовые и др.) в теплый пе- риод года температура внутреннего воздуха зависит i от наружной, так как большая разность их вызывает N неприятные ощущения и может привести к простудным , заболеваниям; при наружных температурах выше 30 С требуемую температуру воздуха в этих поме- | щениях рекомендуется определять по формулам: I при длительности пребывания до 2ч f J ♦О,4(/к-30); 1 при длительности пребывания до 1 ч t - 1 = 1,04 [te + 0,4( t - 30)], | где tB - оптимальная температура в помещении при 1 длительном пребывании людей, С; t - температура I наружного воздуха, принимаемая в соответствии со 1 СНиП 11-33-75. | Влажность воздуха в помещениях с кратковремен- J ным пребыванием людей не должна превышать 60%. < Установлено, что параметры комфорта, определен- ные по универсальному уравнению, одинаково приме- 1 нимы к лицам различного возраста, пола, националь- 1 ности, уровня адаптации, в любом районе мира, для I чего в уравнение подставляют соответствующие уело- I виям значения уровня активности и термического со— Я противления одежды. Универсальное уравнение можно 1 использовать для оценки степени теплового комфорта I в зависимости от условий окружающей среды. П. О. 1 Фангер р9] предположил, что тепловые ощущения при 1 заданном уровне активности являются функцией тепло- 1 8
Рис. 2. Зависимость про- цента недовольных мик- роклиматом от предска- занной оценки теплового комфорта “2 1,5 ~1 -0J О 0,5 1 1,5 2 ОГК вого баланса, определенного как разность между внут- ренней теплопродукцией и теплопотерями в окружа- ющую среду для человека, у которого температура кожи и уровень потоотделения находятся в комфортном диапазоне. Положительный баланс свидетельствует о перегреве, отрицательный - о переохлаждении орга- низма. Оценку теплового комфорта (О ТК) в зависимости от условий окружающей среды при спокойной к онторск ой ра- боте находят по табл. 1 и 2 [9J, П. О. Фангер экспериментально определил взаимосвязь предсказан- ных оценок теплового комфорта (по универсальному уравнению) со средним процентом недовольных (ПН) условиями окружающей среды (рис. 2). Если ПН не более 10, тб условия считаются нормальными. Если фактическое значение отличается от 50%, то на каждый il% разницы вводят поправку i0,008 для данных табл. 1 и i0,006 для данных табл. 2. Если фактическое значение t отличается от Г в > то на каждый -1 С разницы** вводят поправку £0,11 для данных табл. 1 и i0,09 для данных табл. 2. Примеры. 1. Требуется оценить тепловой комфорт в холодный период года для людей, занятых контор- ской работой ( М = 1 мет, J = 1,5 кло). Темпера- тУра ?в= t - 22°С, скорость ' воздуха 1/ = ^0,1 м/с, относительная влажность ~ 50%. о Решение. По табл. 2 для t* = 22 С и V = ="0,1 м/с предсказанная оценка теплового комфорта равна 0,3. По графику на рис. 2 находим соответствую- щее значение ПН 7%. л
Оценки «пжжого комфорт» Д™ ^*^*Ж** Г°ВД «1мет; 7=1 кло;Ут,м,У°Ц*> -_______________ *в,‘С <01 01 Прадед 0,15 азанные зн« о£ - мениялри 0,3 ф м/с - О.Г ] _°2_J L_i_y 20 —0,86 —0,87 21 —0,57 ' 22 —0,3 -0,33 23 —0,02 —0,07 24 0,26 °'2 25 0,53 ЯЛ? 26 PJB1 А76 -1,02 ’ -М3 —1,29 -1.41 0 уд —0,84 —0;99 1Л 1 -0,46 - -0,55 -0,69 -0Э _0Д8 -6,27 -АЗ9 ; -0*9 6д 0,02 -0,09 -0,18 0,38 .0,31 О** °*13 0,66 о,6 Р*1 °’44 —1,51 -1,19 —0,88 -4X56 —0,25 0,07 0,39 -И 31 -1,47 —**,63 ' -1,13 -1Д® —0,79 —0,93 -0,46 -0,58 -0,12 —0,23 0,22 0,13 Таблица? Оценки теплового комфорта для холодного периода года ( М »1 мет; 7*13 кло; £*4tM»Cw50%) *в/С П редска^анны е значения при 1>, м/с <0,1 0,1 0,2 0,3 ОД 0,5 1 1,5 14 -1,36 -1,36 . -1.49 '' -1,58 -1,72 •*1,82 -139 -2,12 -2ДБ 16 -0,94 —0,95 -1,07 Г-1Л5 —1,27 -1,36 -1,43 -1,63 -1,75 18 -0,52 -0,54 -0,64 —0,72 -0,82 -й0,9 -0,96 -1,14 -1,24 20 —0,09 —0,13 —0,22 40,28 -0,37 ^0,44 -0,49 —0,65 -0,74 22 0,35 0,3 0,23 эд® 0,1 0,04 0 —0,14 —0,21 24 0,79 0,74 0,68 Ъ,бз 0,57 0Д2 0,49 0,37 0,31 26 1,23 1,18 1,13 1,09 , 1,04 1,01 0,98 0JB9 Q£4
2. Требуется оценить тепловой комфорт в теплый период года для людей, занятых конторской работой (М - 1 мет^ 7 = 1 кло). Температура /в = 22°С, t = 24 С, скорость воздуха у = 0,2 м/с, от- носительная влажность = 45%. Решение. Поправка на фактическое значение t (24 - 22) • 0,11 = 0,22. и^правка на фактическое значение (50 - 45)Х М-0,008) = -0,04. Значение ОТК при - 22°С, = 50%,^ = =0,2 м/с по табл. 1 равно -0,55. Фактическое значе- ние ОТК -0,55 + 0,22 - 0,04 = -0,37. По графи- ку на рис. 2 при ОТК -0,37 ПН равно 7,5%. Среднюю температуру излучения окружающих по- верхностей определяют как средневзвешенную по коэф- фициентам облученности ^ИЗЛ где - коэффициенты облученности от человека на отдельные поверхности с температурой Сумма коэффициентов облученности от человека на все поверхности помещения всегда равна 1. Как пра- вило, температуры поверхностей внутренних стен, пола и потолка помещения близки к температуре окружа- ющего воздуха. Типичное для многоэтажных и много- комнатных общественных зданий помещение имеет од- ну наружную стену с окном, а подоконное простран- ство с отопительным прибором закрыто декоративным ограждением. В таких условиях наиболее важен ко- эффициент облученности от человека на поверхность окна » поскольку температура оконного стекла ле- том и зимой значительно отличается от температуры внутреннего воздуха . Если упрощенно считать, что температуры внутренних поверхностей помещения (кроме окна) равны темпера туре воздуха , то фор- мула (3) примет вид: ^изл5* (4) где t - температура внутренней поверхности 12
Рис. 3. Коэффициенты облученности от сидя- щего человека на по- верхность окна (стрел- ками показана ориен- тация лица человека, цифрами в кружках обозначены номера ра- бочих мест) а - для модуля с наруж- ной стеной размером 3x3 mj б—тоже, 6x3 м а/ Г-й/М 3 ' Ц/43 ' ^0,037-0Д21~(. ©И ’ flB№ J &rg- i^ie /л , 2» /г J 6J 1-цгг~Ц - ЙМЯ j 0,156 $775 > № 0059 Щ65 1 0,076 ^qO7-(l(№*Q 9,076 $069 ^0,062-0,0^ 0,065 0,027 МОЗ—** 9,032 №37 S^OiOSG—* f 0,037 лоя " №32 С использованием коэффициентов облученности от сидящего человека на поверхность окна при различных положениях (лицом, спиной, боком, на различном уда- лении от окна) по формуле (4) вычисляют t на различных рабочих местах. При расчете коэффициен- тов, приведенных на рис. 3, принято, что поверхность остекления занимает 70% наружной стены. 3. Вычислить на рабочем месте 1 (рис. 3,а) при ориентации сидящего лицом к ближай- шей боковой стене. Температура внутренних ограж- дений равна температуре воздуха = 20 С; t = =+5°С. окн Р е ш е н и е. Находим на рис. 3,а #^0,133. По формате (2) определяем - 20 —5)= 18 С. Как видно из формулы (4) и рис. 3, больше отличается от , чем ближе к жено рабочее место и чем больше t °Т tK. 0,133(20 f тем изл окну располо— отличается окн и
Для обеспечения теплового комфорта в помещении температура поверхностей стен и окон не должна зна- чительно (более чем на 5 С) отличаться от темпера- туры воздуха. Однако фактически отличия бывают значительно больше. Так зимой при f = -25 С температура внутренней поверхности окна при двой- ном остеклении снижается до 5 - 6 С, при тройном остеклении до 10-11 С, наружной стены до 13 - 14 С. Летом при длительной солнечной радиации t - 30-35 С, а металлические оконные пере- платы нагреваются иногда до 50 С. Наиболее эф- фективным способом приближения t к явля- ется обдув внутренней поверхности <?кна воздухом при подоконной воздухораздаче. Однако при этом возрас- тает коэффициент внутренней теплоотдачи окна и соответственно теплопотери и теплопоступления через окно. Большое влияние на самочувствие человека (кроме условий теплового комфорта) оказывает состояние воздушной среды. Наиболее многочисленны иразноречивы рекоменда- ции по выбору санитарной нормы наружного воздуха, которая дифференцируется в зависимости от назначе- ния помещения, продолжительности пребывания людей, степени загрязнения табачным дымом и т. д. Для по- мещений рабочих комнат при незначительном курении на человека рекомендуется: в США 17 — 25 м /ч, в Италии 20-25 м /ч, в Швеции 20-40 м /ч, в ФРГ 50-80 м3/ч. При значительном и сильном ку- рении рекомендуется увеличивать норму в 1,5-2 раза. В СССР санитарная норма наружного воздуха одна из самых высоких в мире. Так, для СКВ зданий СЭВа на проспекте Калинина в Москве, проектирова- вшихся в 60-е годы, принята норма 40 м /ч на 1 чел., хотя на основе допустимого содержания дву- окиси углерода в воздухе помещения 0,125% доста- точно обеспечить подачу 20 м /ч свежего воздуха на 1 чел. 14
Поскольку во вновь построенных зданиях концент- рации химических веществ выше, чем в атмосферном воздухе, вследствие применения синтетических отде- лонных материалов, рекомендуется назначать санитар- ную норму наружного воздуха от 40 до 60 м3/ч на 1зчел. (40 м /ч — при незначительном курении, 50 м /ч — при значительном, 60 м /ч - при сильном). Целесообразность увеличения санитарной нормы до 60 м /ч доказана также последними исследованиями Ю.Д. Губернского и др. [1]. Важное значение для самочувствия людей имеет содержание озона и аэроионный состав воздуха в кон- диционируемых помещениях. Содержание озона в воз- духе помещений намного меньше, чем в наружном воздухе; отмечается также значительное увеличение числа тяжелых аэроионов при почти постоянном числе легких и средних аэроионов [1] . Однако влияние электрического состояния воздушной среды кондицио- нируемых помещений на организм человека с досто- верной точностью пока не изучено. Также не решены пока гигиенические и технические проблемы искусст- венного регулирования электрического состояния воз- духа. - 2. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА ДЛЯ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ Современные многоэтажные общественные здания состоят из различных по назначению помещений: кон- торских комнат, залов заседаний, АТС, пищеблоков, помещений множительных аппаратов, ЭВМ, фотолабо- раторий, конференц-залов и др. Для создания .микро- климата в этих помещениях применяют системы кон- диционирования воздуха, которые представляют собой комплекс устройств, автоматически регулирующих заданные параметры воздушной среды. В комплекс входят устройства: кондиционирования воздуха (УКВ), обеспечивающие необходимые тепловлажностные характеристики возду- 15
ха, его чистоту, газовый состав, удаление запахов; автоматического регулирования и контроля пара- метров воздуха в УКВ, а также поддержание в обслу- живаемом помещении или сооружении постоянных па- раметров внутреннего воздуха; транспортировки и распределения кондиционирован- ного воздуха! транспортировки и удаления избытков внутреннего воздуха^ Э глушения вибраций и шумов, вызываемых работой элементов СКВ; получения и транспортирования источников энергии (электрический ток, холодная и теплая среды) для аппаратов в СКВ. В зависимости от условий некоторые устройства j СКВ могут отсутствовать. Классифицируют СКВ по следующим пяти приэна- I кам: назначению, характеру связи с обслуживаемым J помещением, способу снабжения холодом, схеме обра— | ботки воздуха в УКВ, давлению, развиваемому вен- I тиляторами [4]. 1 По назначению СКВ делят на три вида: техноло- | гические, технологически—комфортные, комфортные. Технологические СКВ создают и4 поддерживают параметры воздушной среды, наиболее^ благоприятные для технологического производственно-! го процесса, для испытания готовых изделий и ве—3 ществ, обеспечивают микроклимат для выращивания! или испытания биологических сред, хранения изделий! и веществ и др. Параметры воздушной среды казна—Я чаются в соответствии с технологическими требова—1 ниями, без учета воздействия на организм человека;^ Поэтому следует кондиционировать только рабочввд объемы, а для обслуживающего персонала создаватьЙ оазисные зоны с комфортными условиями. При такойо подходе можно значительно сократить мощность СКВм Технологические СКВ обслуживают помещения ар-1 хивов, некоторые цеха пищеблоков, фотолаборатории и*1 др, 1 Т е х н о л о г и ч е с к и - к о м ф о р т н ые| СКВ создают и регулируют параметры воздушной1 16 1
среды» благоприятной как для проведения технологи- ческого производственного процесса» так и для пре- бывания производственного персонала, который должен постоянно находиться в производственных помещениях» Поэтому стремятся подобрать параметры воздушной среды» удовлетворяющие как производственно-техноло- гическим требованиям, так й оптимальным санитар- но-гигиеническим условиям. Комфортные СКВ создают в помеще- нии воздушную среду, наиболее благоприятную для труда и отдыха. Как известно, работоспособность и самочувствие человека в значительной мере определя- ются тепловым балансом организма. Наибольшая ра- ботоспособность сохраняется в условиях окружающей воздушной среды на уровне теплового комфорта. При- менение СКВ способствует повышению производитель- ности труда, снижению утомляемости и заболеваний. Поэтому применение комфортных СКВ в общественных и административных зданиях, особенно в климатиче- ских зонах с высокой наружной температурой, эконо- мически оправдано. По характеру связи с обслуживаемым помещением СКВ классифицируют на три вида: центральные, местные, местно-центральные. В центральных СКВ УКВ удалены от обслуживаемых объектов и имеют приточные воз- духоводы значительной протяженности. Применитель- но к многоэтажным зданиям центральные СКВ одно- временно обслуживают несколько помещений или одно большое помещение (например, конференц-зал), в ко- тором выделяется несколько зон. Для регулирования заданных температур в нескольких помещениях, об- служиваемых одной центральной УКВ, используют зо- нальные подогреватели или охладители, воздушные смесительные клапаны и другие устройства (рис. 4). В холодный период года (рис. 5) смесь Сж на- ружного и рециркуляционного Рж воздуха нагрева- ется в калорифере первого подогрева (точка К / и увлажняется в камере орошения (точка Ож). После камеры орошения приточный воздух нагревается в 17 2—630
8 Рис. 4. Принципиальная схема центральной СКВ с зональными подогревателями 1 - калорифер I подогрева; 2 - фильтр; 3 - камера орошения; 4 - насос; 5 - вентиля- тор; 6 - глушитель; 7 - датчики контроля температуры в помещениях; 8 - зональные подогреватели; температура воды от хладоцентра; - расход наружного воз- духа; G, - то же, рециркуляционного воз- духа вентиляторе (точка П; и далее проходит глуш тель. После глушителя приточный воздух распред ляется по зональным приточным воздуховодам, в к торых установлены подогреватели. Температура во духа в обслуживаемом помещении (точка В ) авт матически регулируется изменением нагрева воэду (до точки Пр ) в зональном подогревателе. В те плз 18
Рис. 5. Процессы обработки воздуха для СКВ с зо- нальными подогревателями (буквами с индексом * обозначены процессы для холодного периода Асда, без индекса * - для теплого периода года) Н - наружный воздух; В - внутренний; С - смесь на- ружного и рециркуляционного; К - воздух после ка- лорифера Г подогрева; О - воздух после камеры оро- шения; П - воздух после приточного вентилятора; Пр - воздух после зонального подогревателя, Р - воздух после рециркуляционного вентилятора; относительная влажность при параметрах точки росы период года смесь С наружного Н и рециркуляци- онного Р воздуха поступает на охлаждение и осу- шение в камеру орошения (до точки О), к которой подается холодная вода от центрального источника» Охлажденный и осушенный воздух поступает к венти- лятору, где нагревается до параметров в точке П» В зональных подогревателях приточный воздух нагрева- ется до параметров в точке Пр, что обеспечивается 19
автоматическим контролем температуры воздуха в об- служиваемом помещении (точка В). Следовательно первоначально на обработку приточного воздуха за- трачивается холод (охлаждение и осушение воздуха от параметров в точке С до параметров в точке О), а затем- затрачивается тепло в зональных подогрева- телях. Перерасход холода и тепла - один из основных недостатков центральных СКВ с зональными подогре- вателями. Устранить этот недостаток можно в неко- торых схемах двухканальных СКВ (рис. 6). Отличи- тельной особенностью двухканальной системы являет- ся то, что постоянная температура в каждом помеще- нии поддерживается благодаря смешению холодного и подогретого воздуха. Для этой цели приточный воз- дух после центральной УКВ транспортируют по двум воздушным каналам: холодному и подогретому. Перед каждым помещением устанавливают двухканальный смеситель, который Через соединительные патрубки (гибкие воздуховоды из металла или пластмассы) присоединяется к каналам холодного и подогретого воздуха. Соотношение количеств холодного и подо- гретого воздуха/поступающего в двухканальный сме- ситель, регулируете^ автоматически смесительным клапаном, управляемым от датчика температуры в по- мещении. Общий расход приточного воздуха через клапан постоянен благодаря наличию автоматического регулятора постоянного расхода в двухканальном сме- сителе. Нужная температура приточного воздуха (точка С рис. 7) достигается смешением подо- гретого воздуха Т и холодного воздуха X. Центральные СКВ (рис. 4 и 6) относятся к систе- мам с качественным регулированием. Общее количе- ство приточного воздуха в них постоянно, а в соот- ветствии с колебанием теплового режима в помещении меняется температура приточного воздуха, что дости- гается регулированием степени нагрева приточного воздуха в зональных подогревателях (см. рис. 4) или соотношения количеств холодного и подогретого воз- духа, поступающих в двухканальный смеситель (см. рис. 6). 20
Рис. 6. Принципиальная схема двухканальной СКВ 1 * калорифер I подогрева; 2 - фильтр; 3 - ка- мера орошения; 4 — насос; 5 - вентилятор; 6 - глушитель; 7 - датчики регулирования температу- ры в помещениях; 8 - подогреватель; 9 - охла- дитель; 10 - канал теплого воздуха; 11 - канал холодного воздуха; 12- смесительный клапан, управляемый датчиком температуры в помещении; 13 - автоматический регулятор постоянного рас- хода воздуха; - расход наружного воздуха; расход рециркуляционного воздуха Применение центральных двухканальных СКВ сдер- живается отсутствием производства двухканальных смесителей. В последние годы за рубежом большое распростра- нение получили системы с количественным регулиро- ванием. Отличительной особенностью их является под- держание постоянной температуры воздуха в помеще- нии или зоне помещения большого объема путем из- 21
Рис. 7. Процессы обра- ботки воздуха в теп- лый период года для двухканальной СКВ Н - наружный воздух; В - внутренний воз- дух: С - смесь наруж- ного и рециркуляцион- ного воздуха; Р - ре- циркуляционный воз- дух на входе в УКВ: X — охлажденный и осушенный воздух; Т- подогретый воздух пе- ред цвухканальным смесителем; С4 - при- точный воздух; tfxp - относительная влаж- ность воздуха при па- раметрах точки росы менения количества подаваемого приточного воздуха в зависимости от теплового режима. Данную систему целесообразно применять для помещений, которые рас- положены во внутренней зоне здания и характеризу- ются постоянным избытком тепла. В этой СКВ (рис. 8) параметры приточного воздуха постоянны для всех помещений. Максимальное количество приточно- го воздуха, подаваемого От УКВ, определяется воз- можными суммарными тепло избытками. При’ умень- шении теплоизбытков в одном помещении (зоне поме- щения большой площади) в него подается меньшее количество приточного холодного воздуха. Уменьшение, количества приточного воздуха может привести к ухудшению воздухораспределения в обслуживаемом по- мещении. Для устранения этого недостатка разрабо- таны специальные конструкции воздухораспределитель- ных устройств, которые сохраняют одинаковый ха- рактер воздухораспределения при уменьшении пропуск- ной способности приточного устройства до 22,5% но- минального значения. В системах с количественным регулированием при изменении расхода подаваемого воздуха необходимо менять также количество удаляемого воздуха. Для 22
Рис. 8. Принципиальная схема СКВ с количественным регулированием 1 - калорифер I подогрева; 2 - фильтр; • 3 - камера орошения; 4 - насос; 5 - вентилятор; 6 - глушитель; 7 - электродвигатель; 8 - гидромуфта или индуктор- ная муфта скольжения; 9 - регулятор давления; 10 - приточный воздуховод; 11 - датчик контроля стати- ческого давления; 12 - автоматический регулятор рас- хода приточного воздуха; 13 - датчики регулирования температуры в помещениях; 14 - рециркуляционный воздуховод; t„x- температура воды от хладоцен- тра; - расход наружного воздуха; £в - рас- ход рециркуляционного воздуха этого на ответвлениях вытяжных воздуховодов в каж- дом помещении устанавливают синхронно работающие воздушные регулирующие клапаны. 23
Достоинства СКВ с количественным регулировани- ем - низкие эксплуатационные расходы, высокая аэродинамическая устойчивость, отсутствие местных подогревателей и трубопроводов у зон обслуживания. Применение СКВ с количественным регулированием сдерживается отсутствием комплектующего оборудова- ния для этих систем. В местных СКВ УКВ расположены внутри обслуживаемого помещения или в непосредст- венной близости от него. Применительно к существующим многоэтажным зда- ниям, в которых требуется СКВ устраивать в отдель- ных помещениях, одним из наиболее простых способов является применение местных автономных кондицио- неров (рис. 9). В проеме окна или стены устанав- ливают агрегатный кондиционер (рис. 9,а), имеющий встроенную холодильную машину. В рабочем положении кондиционер расположен в оконном проеме таким об- разом, что наружный отсек сообщается с атмосферным воздухом, а внутренний выступает в обслуживаемое помещение. Через неподвижные жалюзи кожуха на- ружный воздух засасывается во внутреннюю часть отсека. Часть наружного воздуха через отверстие во внутренней перегородке поступает к центробежному вентилятору. Расход наружного воздуха регулируется ручным клапаном. Основное количество наружного воздуха нагнетается осевым вентилятором через кон- денсатор, в трубки которого от компрессора по фрео- нопроводу подается холодильный агент под высоким давлением и с высокой температурой. Наружный воз- дух проходит со стороны оребрения трубок конденса- тора, отводя тепло от холодильного агента, который конденсируется и поступает к капиллярной трубке (терморегулирующему вентилю). Центробежный вен- тилятор засасывает внутренний (рециркуляционный) и частично наружный воздух и нагнетает смесь воздуха со стороны оребрения трубок испарителя. Благодаря испарению холодильного агента в трубках * испарителя от воздуха отводится тепло и охлажденный воздух по- ступает в помещение. Парообразный холодильный 24
Рис. 9. Принципиальные схекы СКВ на базе автоном- ных кондиционеров с воздушным охлаждением конден- сатора холодильной машины а - агрегатный кондиционер; б - раздельный конди- ционер; 1 - конденсатор; 2 - осевой вентилятор на- ружного воздуха; 3 - электродвигатель; 4 - герме- тичный компрессор; 5 - кожух кондиционера; 6 — цен- тробежный вентилятор внутреннего воздуха; 7 - испа- ритель; 8 — декоративная решетка с жалюзи для на- правления приточного воздуха; 9 - фильтр; 10 - внут- ренняя перегородка iff ш агент после испарителя по фреонопроводу отсасывает- ся в компрессор. Холодильный компрессор включается и выключается по команде терморегулятора, контролирующего тем- пературу воздуха в обслуживаемом помещении. При понижении внутренней температуры ниже заданной термо- регулятор воздействует на пускатель электродвигателя и останавливает компрессор. При повышении внутренней температуры выше заданной электродвигатель ком- прессора включается. Конструктивная схема агрегатно-раздельного авто- номного кондиционера с воздушным охлаждением кон- денсатора отличается от предыдущей схемы тем, что 25
кондиционер при эксплуатационной установке делят на два агрегата: наружный, состоящий из герметичного компрессора, осевого вентилятора с электродвигате- лем и воздушного конденсатора; внутренний, состо- ящий из воздушного фильтра, испарителя, центробеж- ного вентилятора с электродвигателем и декоративной решетки с поворотными жалюзи для направления- пото- ков воздуха. Конструктивные элементы заключены в кожухе. Внутренний агрегат устанавливают в обслужива- емом помещении или в непосредственной близости от него, а наружный агрегат располагают в таком месте, где удобно обеспечить доступ к нему и удаление на- ружного воздуха для обдува конденсатора. Наружный агрегат может находиться на расстоянии до 15 м от внутреннего агрегата. Агрегатно-раздельная конструк- ция создает ряд преимуществ при эксплуатации: уменьшается шум от кондиционера, так как компрес- сор и электровентиляторная группа конденсатора уда- лены от обслуживаемого помещения; наружный отсек расположен в таком месте^ где не ухудшает внешнего вида здания. Использование наружного воздуха для охлаждения конденсатора холодильной машины является важным преимуществом автономных кондиционеров. В местно-центральных СКВ местные УКВ расположены в обслуживаемых помеще- ниях, центральные УКВ удалены от них. В много- этажных зданиях наибольшее распространение получили местно-пентральные СКВ с установкой местных вен- тиляторных или эжекционных агрегатов в обслужива- емых помещениях. В нашей стране наибольшее рас- пространение получили местно-центральные СКВ с ис- пользованием местных эжекционных кондиционеров-до- водчиков. За рубежом широко применяются местно- центральные СКВ на базе местных неавтономных вен- тиляторных кондиционеров (рис. 10). Поверхностный теплообменник соединен трубопроводами с централь- ными источниками снабжения теплом и холодом. В ка- честве источников тепла и холода использованы со— 26
Рис. 10. Принципиальная схема неавтономного венти- ляторного кондиционера японской фирмы "Дайкин" 1 - кожух; 2 - воздухоотводчик теплообменника; 3 - приточная решетка; 4 — поверхностный теплообмен- ник; 5 - панель управления вентилятором; 6 - меха- низм автоматической перемотки фильтра; 7 - электро- двигатель с двумя концами вала; 8 - запас чистого фильтрующего материала; 9 - полотно фильтра; 10 - центробежный .вентилятор двустороннего всасывания; 11 - поддон для конденсата; 1 2 - лоток для слива в канализацию; 13 - сливная трубка от воздухоотводчика ответственно горячая и холодная вода. Схемы снаб- жения горячей и холодной водой поверхностных тепло- обменников местных неавтономных вентиляторных кон- диционеров аналогичны схемам тепло— и хладоснабже— ния эжекционных кондиционеров—доводчиков. Как правило, в местных неавтономных вентилятор- ных кондиционерах обрабатывается только рециркуля- ционный воздух. Наружный воздух в объеме санитар- ной нормы проходит обработку в самостоятельной центральной СКВ. Местные неавтономные вентиляторные кондиционе- ры некоторых конструкций могут забирать свежий воздух непосредственно через отверстие в наружной стене помещения. Капитальные и эксплуатационные затраты на системы, в которых применяются агрега- 27
ты с обработкой смеси наружного и рециркуляционного воздуха, меньше, чем на системы с агрегатами, ра- ботающими на одном рециркуляционном воздухе, так как исключается устройство центральных систем снаб- жения помещений наружным воздухом, сокращаются затраты электроэнергии на транспортировку воздуха. Тем не менее такие агрегаты не получили распро- странения в многоэтажных зданиях в связи с необхо- димостью сооружения в наружных строительных кон- струкциях многочисленных воздухозаборных отверстий^ устройства высокогерметичных клапанов на воздухо- водах наружного воздуха, исключающих инфильтрацию при неработающем кондиционере, возможностью замо- раживания теплообменников, нарушением воздушного режима здания под воздействием температурного и ветрового побуждения и как следствие изменением расходов наружного воздуха через агрегаты, распо- ложенные на различных фасадах и этажах, частой очистки фильтров от пыли. При применении рециркуляционных агрегатов уст- раняются вышеизложенные осложнения, поэтому такие системы получили преимущественное применение в многоэтажных зданиях. В СКВ многоэтажных зданий число установленных в помещениях местных неавтономных вентиляторных кондиционеров часто достигает нескольких тысяч. В связи с тем, что в местных агрегатах работают вентиляторы и электродвигатели, к их конструкции предъявляются особые требования: надежность, малый уровень шума, сокращение операций по профилактиче- скому обслуживанию. Фирма "Дайкин'' (Япония) вы- пускает электродвигатели и вентиляторы, которые ра- ботают без смазки подшипников в течение 10 лет (ежедневно по 8 ч). На заводе—изготовителе каждую турбину вентилятора и ротор электродвигателя под- вергают динамической балансировке. В результате уменьшаются вибрации при вращении и увеличивается долговечность работы узлов подшипников. Вкладыши подшипников изготовляют из специального самосмазы— веющегося материала. В местных вентиляторных кон- 28
Акционерах рамочный воздушный фильтр обычно необ- ходимо промывать или заменять фильтровальный ма- териал не реже 1 раза в 3-5 мес. Для устранения этого недостатка фирма "Дайкин" разработала ориги- нальную конструкцию рулонного автоматического филь- тра, который встроен в местный кондиционер (см. рис. 10). Запыленность фильтра контролируется дат- чиком По показаниям аэродинамического сопротивления фильтровального материала. По мере накопления пыли аэродинамическое сопротивление фильтра растет и при достижении верхнего предела автоматически включа- ется устройство для перемотки и замены запыленного материала чистым. Применение автоматического ру- лонного фильтра позволило продлить срок между сме- нами фильтрующего материала до трех лет. С понижением скорости вращения вентилятора сни- жается уровень шума и уменьшается диапазон тепло- вой обработки воздуха (охлаждение или нагрев в за- висимости от температуры воды, подаваемой в тепло- обменник кондиционера). Скорость вращения колеса вентилятора можно регулировать вручную, т. е. потре- битель сам может менять режим тепловой обработки воздуха. Благодаря высокому качеству изготовления элект- ровентиляторный узел работает почти бесшумно. За рубежом СКВ с местными неавтономными вен- тиляторными кондиционерами широко распространены в многоэтажных зданиях типа гостиниц и учреждений (рис. 11)» Здание имеет прямоугольную форму с двумя вытянутыми фасадами. По периметру здания в номерах под окнами установлены местные неавтоном- ные вентиляторные кондиционеры. Теплообменники местных кондиционеров связаны трубопроводами с центральным источником снабжения горячей и холод- ной водой по двухтрубной схеме. Интенсивность воздействия солнечной радиации на фасады здания различна в зависимости от времени су- ток. Поэтому применено зонирование системы снабже- ния холодной и горячей водой по фасадам, что осо- бенно важно в переходный период года, когда в тече- 29
□ Рис. 11. Принципиальная схема СКВ с местными не- автономными вентиляторными кондиционерами 1 - вентилятор; 2 - аппарат адиабатического увлаж- нения; 3 - воздухоохладитель; 4 - калорифер Т подо- грева; 5 - рулонный фильтр; 6 - водоохладитель; 7 - водонагреватель; 8 - обратный трубопровод; 9 - по- дающий трубопровод; 10 - вентиляторные кондиционе- ры; 11 - насос; 1 2 - зональные подогреватели; G-n - расход наружного воздуха; - расход рециркуля- ционного воздуха ние суток требуется изменять тепловые режимы рабо- ты местных кондиционеров. Для создания одинаковых ( условий работы подоконных вентиляторных доводчиков i при различных наружных условиях на противоположных 1 30
фасадах (ветер, солнечная радиация) воздуховоды цёрвичного воздуха также зонируют и на них устанав- ливают зональные подогреватели. Температура при- точного воздуха при этом регулируется дистанционно с пульта управления по команде оператора. В центральном кондиционере обрабатывается на- ружный воздух в объеме санитарной нормы, необходи- мой для вентиляции всех обслуживаемых номеров. На рис. 11 приведена схема центрального конди- ционера, собранного из стандартных блоков. Зарубеж- ные фирмы производят блочные неавтономные конди- ционеры с номинальной производительностью по воз- духу от 2 до 100 тыс. м /ч. Блоки компонуют по го- ризонтальной, вертикальной' или смешанной схемам для большего удобства и экономии площади, особенно при вертикальной и смешанной компоновках. В качестве фильтрующего материала использованы маты из син- тетических волокон. Блок очистки воздуха выполнен из фильтров рулонного или рамочного типа. Поверх- ностные теплообменники изготовлены из медных тру- бок с тонким пластинчатым оребрением, что обеспе- чивает высшие теплотехнические показатели при ма- лой массе и низком аэродинамическом сопротивлении. Так, например, шестирядный воздухоохладитель номи- нальной производительности по воздуху имеет аэроди- намическое сопротивление 9 кгс/м^ (90 Па). „Для адиабатического увлажненй?г~вЬздуха использована ка— МЁ1^„£^£ЦЖе1^ем^оды„безмостат§а!1_ В" Японии ши- роко используется метод увлажнения воздуха паром, подаваемой из малогабаритных котлов с давлением до 1 кгс/см (0,1 МПа). Методы увлажнения воздуха паром или испарением воды без остатка имеют значи- тельные преимущества по сравнению с применением камер орошения с рециркуляцией воды из поддона: форсунки не засоряются, грязь не накапливается и не образуются биологические среды в поддоне, устройст- ва компактны. Вентиляторные блоки выполняют на базе вентиля- торов двустороннего всасывания, заключенных в ка- меру, стенки которой покрыты звукоизоляционным ма— 31
териалом. Устройства для поглощения вибрации вклю- чены в конструкцию блока. Как правило, за вентиля- торными блоками «ма-трабудтоя устанавливать глуши- тели на приточных воздуховодах. Организациясерий-’ ного производства аналогичных блочных кондиционеров взамен типовых секций для кондиционеров типа КТ, выпускаемых отечественной промышленностью, позво- лит значительно снизить капитальные и эксплуатаци- онные затраты. По способу снабжения холодом различают три вида СКВ: неавтономные, автономные, испарительные. Неавтономные СКВ имеют центра- лизованные источники хладоснабжения в виде холоди- льных станций, от которых насосами подается холод- ная вода или рассол к аппаратам УКВ. Типичной не- автономной СКВ является местно-центральная на базе местных неавтономных вентиляторных или эжекцион- ных кондиционеров. Автономные СКВ имеют УКВ со встроенными источниками холода в виде холодильных машин различного типа. Характерными для этих СКВ являются рассмотренные системы с агрегатными и раздельными кондиционерами. Испарительные СКВ. Для целей охлаждения кондиционируемого воздуха используется эффект испарения воды. По схеме обработки воздуха можно выделить два вида СКВ: прямоточные и рециркуляционные. Прямоточные СКВ. В УКВ обраба- тывается только наружный воздух. Рециркуляционные СКВ. В УКВ обрабатывается смесь наружного и рециркуляционного воздуха. По значению развиваемого приточным вентилято- ром полного давления различают СКВ низкого давления (менее 100 кгс/м , или 1000 Па); среднего давления (100-300 кгс/м^, или 1000-3000 Па); высокого давле- ния (более 300 кгс/м2, или 3000 Па). 32
3. НЕКОТОРЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ СХЕМ СКВ ДЛЯ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ Оптимальное решение СКВ выбирают на основе ва- риантной проработки и технико-экономического срав- нения вариантов систем. Экономически целесообразен вариант системы, который характеризуется минималь- ными приведенными затратами (тыс. руб.), определя- емыми по формуле П = С + Е К - Д, (5) н где С - эксплуатационные расходы, тыс. руб.; К - капитальные вложения (сметная стоимость), тыс.руб.; Е - нормативный коэффициент экономической эффек- тивности (0,12); Д - годовой экономический эффект у потребителя, реально обусловленный повышением уровня технического и санитарно-гигиенического ка- чества системы по сравнению с минимальными требо- ваниями и выражающийся в росте производительности труда, сокращении затрат на медицинское обслужива- ние населения и повышении рентабельности граждан- ских объектов, функционирующих на основе хозяйст- венного расчета. Из сопоставления выражения (5) с общепринятой формулой оценки экономической эффективности капи- тальных вложений в строительстве по приведенным за- тратам следует, что объективное сравнение различ- ных систем создания и поддержания микроклимата в помещениях может быть проведено только на основе объективных стоимостных показателей. В показателях следует учитывать экономический эффект, достигаемый при применении дорогих, но технически более совер- шенных и комфортных систем микроклимата. В на- стоящее время отсутствуют объективные и официаль- ные нормативные показатели, позцрляющие достоверно определять годовой экономический эффект Д у потре- бителя при использовании различных систем отопле- ния, вентиляции и кондиционирования воздуха. Поэтому сравнивать следует только такие системы микрокли- мата, которые создают одинаковые санитарно-гигиени- з—бзо 33
ческие характеристики (по комфортности, круглогодо- вой обеспеченности, стабильности внутренних пара- метров). При сопоставлении СКВ, каждая из которых обеспечивает одинаковый уровень санитарно-гигиени- ческих условий в обслуживаемых помещениях, пред- почтение отдают СКВ с минимальными приведенными затратами, вычисленными по формуле П = С + Е К. • (6) н Служебные (конторские) помещения в основном располагают по периметру многоэтажного здания. Для их обслуживания используют четыре варианта СКВ, обеспечивающих одинаковый санитарно-гигиенический эффект: I вариант - центральная двухканальная СКВ с сис- темой водяного отопления; □ вариант - местно-центральная СКВ с эжекцион- ными кондиционерами-доводчиками, расположенными под окнами; Ш вариант - местно-центральная СКВ с местными неавтономными вентиляторными кондиционерами, рас- положенными под окнами, и самостоятельной СКВ для подачи санитарной нормы наружного воздуха; ТУ вариант - центральная СКВ с зональными по- догревателями и системой водяного отопления. В отечественной практике одно из первых технико- экономических сравнений СКВ для многоэтажных зда- ний выполнено в Моспроекте-2. Требовалось выбрать оптимальный вариант СКВ для служебных помещений административного здания высотой 36 этажей,_ име- ющего по фасаду ленточное остекление. Служебные помещения глубиной 5 м расположены по периметру здания. На основании предварительной оценки для сравнения были приняты два варианта СКВ: I - центральная двухканальная СКВ с системой водяного отопления; П - местно-центральная СКВ с эжекционными кон- диционерами-доводчиками, расположенными под окна- ми. 34
В холодный период в зданиях с большими наруж- ными остекленными поверхностями необходимо созда- вать тепловую завесу у остекления. Она препятству- ет проникновению холодных потоков воздуха в глубину помещения и образованию дискомфортных условий. По- этому в I варианте дополнительно к СКВ предусмот- рена система водяного отопления по периметру зда- ния. Ночью и в выходные дни работает только систе- ма водяного отопления. Во П варианте СКВ эжекционные кондиционеры-до- водчики установлены по периметру здания в подокон- ном пространстве. Ночью и в выходные дни останав- ливают центральный кондиционер, а в теплообменники эжекнионных кондиционеров-доводчиков подается более горячая вода, и они работают в режиме естественной конвекции, обеспечивая дежурное отопление. Следовательно, технические возможности сравнива- емых СКВ одинаковы и оба варианта систем создают одинаковые внутренние воздушные условия. Поэтому приведенные затраты рассчитывали по формуле. (6) [тыс. руб. (%)J; Затраты: I вариант П вариант на строительные работы, связанные с устройством СКВ и системы отопле- ния .............. 10,9 (158) 6,9 (100) на оборудование и материалы......... 571,2 (119) 481,5 (100) суммарные капи- тальные .......... 582,1(119,2)488,4 (100) годовые эксплуа- тационные-' на электроэнергию.... 5,6 (139) 4,03 (100) приведенные. . . . 75,45 (120) 62,64 (100) Из сравнения приведенных выше данных следует,что местно-центральная СКВ с эжекционными кондиционе— 35
рами-доводчиками имеет лучшие показатели, а по при- веденным затратам она дешевле на 20%. В отечественной практике в отдельных случаях ис- пользовали в многоэтажных зданиях центральные СКВ с зональными подогревателями и'с установкой нагре- вательных приборов водяной системы отопления под окнами (ХУ вариант СКВ при сравнении). По резуль- татам анализа проектно-сметной документации для ин- женерного многоэтажного здания выявлено, что ХУ вариант по сравнению со П вариантом дороже по при- веденным затратам на 37,38 тыс. руб. При этом превышение эксплуатационных расходов на 28,4 тыс. руб. обусловлено перерасходом холода и тепла при ре- гулировании температуры приточного воздуха в зо- нальных подогревателях (см. построение процесса на рис. 5). Отечественная промышленность не выпускает мест- ных вентиляторных кондиционеров, и поэтому технико- экономическое сравнение с вариантом Ш не проводили. По зарубежным данным, эти СКВ имеют лучшие тех- нико-экономические показатели из всех сравниваемых четырех вариантов. Эжекционные кондиционеры-доводчики были освоены отечественной промышленностью еще в 1964 г. В на- стоящее время разработана конструкция этих агрега- тов, и они не уступают по показателям лучшим зару- бежным образцам. Как показано выше, местно-цент- ральные СКВ на базе эжекционных кондиционеров-до- водчиков (П вариант при сравнении) экономически бо- лее выгодны, чем I и ХУ варианты. Поэтому для слу- жебных помещений многоэтажных зданий в нашей стране наиболее широко применяется местно-централь- ная СКВ с эжекционными кондиционерами-доводчиками и эта система подробно рассматривается в последу- ющих главах. В многоэтажных зданиях, особенно административ- ного назначения, имеется значительное число залов заседаний. При разработке для них СКВ следует учи- тывать периодичность работы и неравномерность за- грузки. По времени максимальный расчетный режим 36
может не совпадать с режимом работы СКВ для ос- новных помещений здания. В таких случаях агрегат- ные автономные или неавтономные кондиционеры це- лесообразно устанавливать в залах или в непосредст- венной близости от них. Если технически и экономи- чески подобное решение неприемлемо, то устраивают центральные СКВ. При большом числе залов заседа- ний предпочтительно использовать двухканальные СКВ. Для выбора мощности СКВ необходимо вводить по- правочный коэффициент на неодновременное ть работы залов. Для обслуживания залов обычно применяют пря- моточные кондиционеры, поскольку их кратковремен- ное использование почти не влияет на затраты холода и тепла. Кроме того, использовать рециркуляционный воздух нежелательно, так как в нем может содер- жаться табачный дым. Существует несколько схем- ных решений двухканальных систем, отличающихся разной точностью обеспечения относительной влажно- сти в помещениях. Для рассматриваемых условий вполне оправдывает себя двухканальная СКВ (см. рис. 6), но без рециркуляции. Многоэтажные здания оборудуют конференц-залами различной вместимости в зависимости от количества работающих. Обычно их обслуживают СКВ низкого давления, однозональные или многозональные, двух- вентиляторные, работающие с переменным количеством наружного воздуха. Подобные системы широко рас- пространены и описаны в специальной литературе [6]. Сопутствующие конференц-залу помещения могут быть подсоединены к основному кондиционеру. При ра- боте конференц-зала соответственно уменьшаются теп— лопоступления в основных рабочих помещениях, поэто- му при выборе мощности холодильной станции и теп- лового пункта обслуживания здания следует вводить соответствующие коррективы. Помещения фотолабораторий, множительных аппара- тов и т.д. характеризуются различным тепловым и влажностным режимами. Поэтому для обеспечения в них заданных параметров целесообразно использовать местные агрегатные автономные или неавтономные УКВ 37
Пищеблоки. Действующие нормы (СНиП П-Л . 8-71) ограничивают применение СКВ для пищеблоков не- большой вместимости, но не могут быть распростра- нены на рассматриваемые здания по следующей при- чине. Общеобменная вентиляция без охлаждения не в состоянии создать в теплый период года в торговых залах пищеблока оптимальные условия. При переходах персонала здания из помещений пищеблока с высокой температурой в основной объем с кондиционируемым воздухом создаются условия для возникновения прос- тудных заболеваний. В теплый период года работни- ки пищеблока часто открывают окна, а это не позво- ляет создать требуемого разрежения, предотвращаю- щего перетекание пищевых запахов в высотную часть здания. Поэтому для торговых помещений пищеблоков не- обходимо устраивать СКВ. Однако до внесения изме- нений в нормы принятие такого решения согласуют с организациями, финансирующими строительстабГ"Ос- новные решения по устройству СКВ совпадают с об- щепринятыми для подобных помещений. В помещениях пищеблоков помимо обеспечения оп- тимальных параметров микроклимата необходимо со- здавать небольшое разрежение, чтобы избежать пере- текания запахов в высотную часть здания. В связи с наличием местных отсосов и спецификой времени работы пищеблоков для них рекомендуется устраивать отдельные СКВ, как правиле, прямоточ- ные. Торговые залы, горячие и холодные цеха должны иметь самостоятельные зональные подогреватели или охладители. Для предотвращения распространения запахов воз- дух из торговых залов удаляют через горячие цеха. Местные отсосы от оборудования, в том числе от модулированного, выполняют раздельно от общеобмен- ных вытяжных систем. Выбросы воздуха с устойчивыми пищевыми запаха- ми выводят через высотную часть здания, а осталь- ные - в нижней зоне на достаточном расстоянии от фасадов во избежание распространения запахов внутри 38
здания. Вытяжные воздуховоды в здании выполняют из стойких против коррозии материалов и тщательно гер- метизируют. Для уменьшения перетекания запахов применяют планировочные решения - организуют шлюзы, тамбуры и др. Помещения ЭВМ. В современных многоэтажных зданиях (административных, инженерных корпусах, проектных и конструкторских бюро, научно-исследова- тельских институтах и др.) размещают вычислитель- ные центры, для которых оборудуются СКВ. Назначе- ние СКВ для помещений вычислительных центров за- ключается, в первую очередь, в создании параметров микроклимата и чистоты воздуха, обеспечивающих нор- мальную работу ЭВМ, хранение носителей информации и комфортные условия внутреннего воздуха для обслу- живающего персонала. В настоящее время применяют вычислительное оборудование, .стойки которого необходимо обдувать. Кроме того, существуют ЭВМ со стойками, в кото- рых встроены вентиляторы, забирающие охлаждающий- стойки воздух из машинного зала. Для охлаждения стоек ЭВМ следует подавать при- точный воздух с постоянной температурой 14-18°С и относительной влажностью 70-80%. В каждом случае эти параметры уточняют в технологическом задании. Иногда при определении количества воздуха для обдува стоек задаются определенной разностью температур воздуха на входе и выходе из стойки. Рассчитанный таким образом расход воздуха может оказаться недостаточным для охлаждения отдельных стоек ЭВМ из-за неравномерного распределения тепла от элементов, заполняющих внутренний объем стоек. Поэтому количество воздуха для обдува каждой стой- ки ЭВМ, а также ее аэродинамическое сопротивление указывают в техническом задании на проектирование СКВ. Для надежной работы необдуваемых стоек воздух в машинном зале должен иметь температуру 19—23 С, относительную влажность 40-60%. Эти параметры 39
соответствуют комфортным для персонала. Схему СКВ для обслуживания помещений с ЭВМ выбирают в зависимости от соотношения тепловых на- грузок от ЭВМ и других источников, физико-химиче- ского состава воздуха, его запыленности, размеров ЭВМ, равномерности распределения нагрузок по пло- щади помещения, требуемой степени надежности рабо- ты СКВ и др. При этом возможны следующие решения.. 1. Применение центральных или местных кондицио- неров. Первые применяются для крупных ЭВМ. Для небольших ЭВМ целесообразно использовать автоном- ные кондиционеры, работающие полностью на рецирку- ляционном воздухе. 2. Работа СКВ с постоянным или переменным ко- личеством наружного воздуха. Решение принимается на основании технико-экономического анализа и свя- зано с годовыми расходами холода и тепла, затратами на устройство фильтров для очистки наружного возду- ха от пыли и газов (сероводорода, окислов азота, ам- миака и др.). По условиям хранения носителей ин- формации не допускается также наличие в воздухе со- лей жесткости. Поэтому для увлажнения воздуха в кондиционере вместо рециркуляционной воды часто применяют пар. 3. Применение одноконтурных и двухконтурных схем. Выбор схемы зависит от производительности СКВ по воздуху, теплу и холоду, а также от соотно- шения нагрузок помещения и ЭВМ. При неравномер- ном соотношении нагрузок (одна значительно меньше) и достаточной производительности весь комплекс об- служивает одна СКВ (одноконтурная схема). При этом она компенсирует все теплопоступления - от стоек машины, освещения, людей и через наружные ограж- дения. При соизмеримых нагрузках от ЭВМ и в по- мещении проектируют две раздельные СКВ (двухкон- турные схемы). При этом воздух, поступающий в по- мещение, компенсирует поступления тепла от освеще- ния, людей и через наружные ограждения. Воздух, вы- ходящий в помещение через стойки, в зависимости от 40
режима может частично компенсировать или дополни- тельно вносить тепло в помещение. Один иэ конди- ционеров при двухконтурной системе может быть местным. 4. Применение однозональных, многозональных или двухканальных СКВ. Помещения с равномерно рас- пределенными тепловыми нагрузками обслуживаются однозональной СКВ; при неравномерных нагрузках применяются многозональные или двухканальные СКВ. 5. Применение СКВ с различной степенью надеж- ности. В зависимости от важности и продолжительно- сти решения задач на ЭВМ устанавливается различная степень надежности работы СКВ (защита от аварий- ных операций, количество резервного оборудования, обеспечение взаимозаменяемости кондиционеров за счет устройства параллельных схем с перемычками и т.д.). , Одноконтурная СКВ (рис. 12) работает с пере- менным количеством наружного воздуха. В теплый период наружный воздух в объеме санитарной нормы смешивается с внутренним и осушается в воздухоох- .ладителе. Температура приточного воздуха к стойкам ЭВМ поддерживается терморегулятором Т , управля- ющим заслонкой на обводном воздушном канале у воздухоохладителя, а относительная влажность — вла- горегулятором d , управляющим последовательно за- слонкой V2 и клапаном, который регулирует проток боды через воздухоохладитель. Обработанный в кон- диционере воздух поступает в общий приточный рас- пределительный коллектор. Одна часть воздуха иэ коллектора направляется в фальшпол, другая часть - в машинный зал. В зависимости от теплопоступлений воздух, направляемый в машинный зал, дополнительно нагревается в зональном воздухоподогревателе или охлаждается в зональном воздухоохладителе. Работа зональных теплообменников управляется терморегуля- ' тором Т£. Обработанный воздух направляется вытяж- ными агрегатами в общий коллектор, откуда он час- тично забирается кондиционерами на рециркуляцию и частично или полностью выбрасывается в атмосферу. 41
Рис. 12. Принципиальная схема оцноконтурной СКВ, одновременно обслуживаю- щей ЭВМ и машинный зал 1 - фильтр; 2 - поверхностный воздухоохладитель; 3 - аппарат адиабатического увлажнения; 4 - обводной канал; 5 - вентилятор; 6 -электростатический фильтр; 7 - зональные подогреватели; 8 - зональные охладители; 9 - фальшпол; 10 - ЭВМ; 11 — вытяжные вентиляторы; 12 — общий вытяжной коллектор; 13 — при- точный распределительный коллектор; Т,- Тч - терморегуляторы; - регу- лирующие клапаны; Р - регулятор давления; d - влагорегуляторы; К,-К2 кондиционеры
Количество выбрасываемого воздуха регламентирует- ся регулятором статического давления Р, управляющим заслонкой V . Предусмотренная в данной схеме СКВ защита от замораживания заключается в следующем: в нерабочем режиме при низкой температуре на- ружного воздуха (2-3 С) терморегулятор Т дает разрешение на срабатывание автоматической защиты; через поверхностный теплообменник начинает про- ходить горячая вода; при понижении температуры во- ды за воздухоохладителем до 20 С терморегулятор дает команду на открытие соленоидного клапана V4, установленного на дополнительном трубопроводе горячей воды, и оставляет его в таком положении до прогрева, после чего отключает; в режиме работы кондиционера при понижении тем- пературы перед воздухоохладителем до 2-3 С термо- регулятор Т дает команду на закрытие заслонки на- ружного воздуха и отключение вентилятора. Рассмотренная схема СКВ (см. рис. 12) имеет следующие особенности: регулирование влажности подаваемого для обдува стоек воздуха путем изменения соотношения расходов наружного и рециркуляционного воздуха позволяет поддерживать его температуру с помощью обводного канала (байпаса)* что способствует экономному рас- ходованию холода и тепла; широкие пределы изменения количества наружного воздуха дают возможность отказаться от применения калориферов первого подогрева; кондиционеры работают по параллельной схеме, что при определенном запасе их производительности по- зволяет отказаться от резерва. Для кондиционеров, работающих по параллельной схеме, необходимо предусматривать запас мощности для двигателей с учетом возможности работы одного кондиционера на две сети.
ГЛАВА П. УСТРОЙСТВО И ОСОБЕННОСТИ ЭЖЕКЦИОННЫХ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА 1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ Эжекционные системы наиболее часто применяются в многоэтажных и многокомнатных зданиях с большим числом периметральных помещений, которые подвер- жены воздействию различных тепловых нагрузок и не требуют строгого контроля относительной влажности внутреннего воздуха. В основе проектирования местно-центральных СКВ с эжекционными кондиционерами-доводчиками заложен принцип централизованного снабжения помещений (каж- дого модуля помещения) наружным воздухом, тепдом и холодом. Обработанный в центральном кондиционере наружный воздух (называемый первичным) по магист- ральным воздуховодам подводится к соплам эжекцион- ных кондиционеров-доводчиков (ЭКД). Выходя через сопла со скоростью 12-20 м/с, первичный воздух эжектирует из помещения рециркуляционный (вторич- ный) воздух. Эжектируемый рециркуляционный воздух очищается в фильтре и далее проходит через теплооб- менник, по трубкам которого Циркулирует теплая или холодная вода. Благодаря наличию источника тепла или холода рециркуляционный воздух нагревается или охлаждается в зависимости от теплового режима в помещении. В дальнейшем изложении такие СКВ наз- ваны эжекционными системами кондиционирования воз- духа (ЭСКВ). Для преодоления сопротивления сопл требуется давление первичного воздуха перед ЭКД 5-30 кгс/м^ или 50-300 Па (в зависимости от диаметра сопл ). Одна часть первичного воздуха эжектирует 2-3 части вторичного (в зависимости от диаметра сопл и режи- ма работы ЭКД). Обработанный в теплообменнике ЭКД и смешанный с первичным воздух поступает че- рез приточную решетку в обслуживаемое помещение. 45
Горячая и холодная вода подается к теплообменни- кам ЭКД от центральных источников тепло- и хладо- снабжения. ЭКД устанавливают, как правило, в подоконном пространстве, так как при этом они наиболее эффек- тивно используются для защиты от ниспадающих пото- ков холодного воздуха и отрицательной радиации в пе- риод отопительного сезона, Эжекционные системы имеют следующие преимущества перед системами с центральной рециркуляцией: благодаря местной рециркуляции воздуха в поме- щениях отпадает необходимость прокладки рециркуля- ционных воздуховодов; гибкое индивидуальное регулирование температуры в помещениях вследствие постоянного наличия в ЭКД греющей и охлаждающей среды; обогрев помещений при работе ЭКД в режиме ес- тественной конвекции исключает необходимость уст- ройства дополнительной системы отопления; уменьшенные габаритные размеры центрального кон- диционера, вытяжных агрегатов, воздуховодов, глуши- телей, небольшие объемы для их размещения, меньший расход металла на оборудование и электроэнергии на перемещение воздуха - вследствие обработки в цент- ральном кондиционере и подачи в помещение только санитарной нормы наружного воздуха; сосредоточение в одном месте основного оборудо- вания (центрального кондиционера, источников центра- лизованного тепло- и хладоснабжения) облегчает и улучшает эксплуатацию по сравнению с децентрализо- ванными системами; отсутствие в ЭКД вентиляторов, электродвигате- лей, холодильных машин повышает надежность работы агрегатов и уменьшает уровень шума от оборудования; отсутствие перетеканий здпахое из. одного прмешс- ния в другое в результате того, что к каждому по- мещению подводится только наружный свежий воздух; возможность изменения планировки помещений с помощью сборно-разборных перегородок. Эжекционные системы имеют следующие недостатки: 46
перемещение первичного воздуха с повышенным давлением и большей скоростью требует дополнитель- ного расхода холода на компенсацию нагрева воздуха в вентиляторе и воздуховодах; отсутствие точного индивидуального контроля отно- сительной влажности воздуха в помещениях; невозможность индивидуального отключения ЭКД в некоторых случаях (например, в гостиницах) увеличи- вает стоимость эксплуатации системы; наружный воздух подается в помещения круглого- дично в объеме санитарной нормы в отличие от сис- тем с центральной рециркуляцией, которые в переход- ное время года подают только наружный воздух, вследствие чего уменьшается расход холода. В основу классификации эжекционных систем (рис. 13) положены следующие признаки; число каналов первичного воздуха, схема тепло- и хладоснабжения поверхностных теплообменников ЭКД, способ регули- рования тепловых режимов обработки воздуха в ЭКД, режимы тепло- и хладоснабжения. По числу каналов первичного воздуха эжекционные системы делятся на одно- I и двухканальные П. По схеме теплохладоснабжения - на двухтрубные 2, трехтрубные 3, четырехтрубные с одним теплообмен- ником в ЭКД 41 Ис двумя теплообменниками 42. По способу регулирования различают системы, регу- лируемые изменением расхода воды через теплообмен- ник ЭКД а, или изменением расхода рециркуляционно- го воздуха через теплообменник ЭКД и в обвод его в. Наибольшим разнообразием отличаются режимы тепло- и хладоснабжения 1-7. Кроме основных признаков, положенных в основу классификации, имеются и другие, менее существенные отличия, которые не показаны на схеме (рис. 13): по конструкциям ЭКД (регуляторы расхода первич- ного и рециркуляционного воздуха, типы и число сопл, теплообменников, комбинации их взаимного рас- положения); по месту расположения ЭКД (напольное, навесное и потолочное); 47
Число кана- лов первич- ного возду- ха \3кекуионщксистемы В | — \Двихтрубная\ \Грехтрудная~\ \ Четырехтруб - ная с одним те/А пая с двумя Дбухкинальёыё] Уетырехтруб- Схема тепло= ихладоснабже- ния теплообмен- н и ками ЭКД \Д6ухтрудная\ Способ регу- лирования изменение расходава ды через тепло - обмен- ник лооомеником в Г ._од_— —। изменение изменение изменение расхода воз духа через тепло- обмен- расхода во ды через тепло- ,обмен- расхода во- ды через тепло- обмен- ник ЭКД никэкд ники ЭКД $ изменение расхода воздуха через те п- пообменни киМД изменение темпера - турыпер&л ного возду- ха и расхо- да воды че- рез тепло обменники ЭКД изменение темпера - туры пер- вичного воз- духа и рас - хода возду- ха через тт лообменники ЭКД Режим тепло=ихпч- Ооснабжения Воздух теп лыйспере- меннойтем Воздуххолод ный'.бода теплая с пере менной тем\ \iepamypo6 ; . перату- рой вода хо- лодная Воздух хо- лодный; вода зи- мой теп- лая, ле -. тон холод ная Воздух зи- мой холод- ный, летон теплый; вода зимой теплая.ле- тмхолодная Рис, 13. Классификация эжекционных систем кондиционирования воздуха Воздух хо- лодный ; вода теп- лая и хо- лодная Воздух хо - ладный; во- да летом холодная, в переходный перирдхолод- наяитеплая, зимой теплая Воздух теп- лый, с перемен ной темпера- турой; вода летом холод- ная, зимой теплая (только в нерабочее время)
по числу приборов, соединенных в группы с одним регулятором температуры (регулирование индивидуаль- ное, групповое, покомнатное, зональное, пофасадное); по типу регуляторов температуры (двухпозицион- ный, пропорциональный, пневматический, ский, прямого действия). Предлагаемая классификация помогает ваться в большом числе существующих и электриче- ориентиро— проектиру- емых схем эжекционных систем и Способствует раз- работке методов сравнения различных систем по тех- нико-экономическим показателям. 2. ДВУХТРУБНЫЕ СИСТЕМЫ Наиболее простыми являются двухтрубные системы снабжения поверхностных теплообменников ЭКД хо- лодной и горячей водой. Индивидуальное регулирова- ние температуры в этих системах достигается либо изменением расхода воды через теплообменник ЭКД, либо изменением соотношения эжектируемого рецирку- ляционного воздуха, проходящего через теплообменник ЭКД или в обвод его. По режимам теппохла- доснаОжения различают четыре вида двухтрубных сис- тем (приведенные после сокращенных названий систем индексы служат ключом к расшифровке полного назва- ния системы на рис. 13). Системы холодный первичный воздух - теплая вода l-2-a-l и 1-2-®-1 (рис. 14). Количество холодного первич- ного воздуха рассчитывают на ассимиляцию теплопо- ступлений от людей, освещения, солнечной радиации, теплая вода возмещает трансмиссионные потери и хо- лод, вносимый первичным воздухом. Отопление поме- щений в нерабочее время зимой происходит при рабр- те теплообменников ЭКД в режиме естественной кои— векции. Система не нуждается в пофасадном зониро- ванйй/пррста в эксплуатации. Такие системы применяют в зданиях, в помещени- ях которых теплоизбытки невелики. При значительных теплоизбытках для их компенсации требуется увеличи- вать расходы первичного воздуха по сравнению с тре-
50
буемыми санитарными, нормами, что лишает эжекцион— ную систему основных ее преимуществ и увеличивает потребление электроэнергии, тепла и холода. Системы l-2-a-l и I-2-b-I рекомендуется применять в се- верных районах. Системы теплый первичный в о з- дух-холодная вода 1-2-а-2 и I-2-в— 2 (рис. 15). Количество теплого первичного воздуха рассчитывают на возмещение трансмиссионных Тёплопотерь, а холодная вода ассимилирует теплопо- ступления от людей, освещения, солнечной радиации. В системах этого типа круглый год циркулирует хо- лодная вода постоянной температуры и подается теп- лый первичный воздух. Его температура регулируется автоматически в зависимости от изменения наружных климатических условий. Характер сезонного измене- ния температуры первичного воздуха схопен с изменением температуры гррячей воды по графику (см. рис. 14). Вода для теплообменников ЭКД в зимний и пере- ходный периоды охлаждается обычно в воздухоохлади- теле центрального кондиционера (так называемая сис- тема свободного охлаждения). Проходящая по труб- кам теплообменника центрального кондиционера вода отдает тепло холодному наружному воздуху. При этом значительно сокращается время работы холодильных Рис. 14. Двухтрубная система с режимом теплохладо- снабжения холодный первичный воздух - теплая вода а - принципиальная схема; б - температурный гра- фик; 1 - вентилятор; 2 - аппарат адиабатического увлажнения; 3 - воздухоохладитель; 4 - калорифер I подогрева; 5 - рулонный фильтр; 6 - водонагрева- тель; 7 - индивидуальный регулятор температуры; 8 - теплообменник ЭКД; 9 - зональный подогреватель; 10 - шумоглушитель; 11 - ткала температур наружно- го воздуха; - расчетной зимней н летней, точки росы зимней и летней; 12 - шкала температур горячей воды (tre ), первич- ного воздуха (£,.,) и внутреннего воздуха ( ) 51
машин и одновременно используется для нагрева на- ружного воздуха тепло тех помещений, где избытки тепла воспринимаются водой в теплообменниках ЭКД. Цент- 52
ральную систему приготовления холодной воды в эти периоды отключают. Воздуховоды первичного воздуха следует пофасадно зонировать (в системе предусмотрены зональные по- догреватели). Такие системы трудно эксплуатировать в холодный период года в режиме дежурного отопления. Обычно применяется одно из следующих решений: центральный кондиционер работает в режиме пол- ной рециркуляции; в систему трубопроводов подается теплая вода для конвективного нагрева; для этого необходимы ревер- сивные регуляторы температуры (изменяющие направ- ление воздействия в зависимости от подачи холодной или теплой воды), а также дополнительный водоподо- греватель; центральный кондиционер включают в нерабочее время для периодического нагрева помещений теплым воздухом. Такие системы по теплотехническим возможностям можно применять в зданиях с небольшими трансмис- сионными теплопотерями, что объясняется неудобства- ми, связанными с перегревом первичного воздуха до температуры 50-60 С (повышенное сопротивление нагревателей, увеличение теплоизоляции воздуховодов и Т.Д.). Системы с переключением по воде Т-2-а-З и I-2-в-З. Первичный воздух круглый год имеет температуру на 2-3 выше тем- Рис. 15. Принципиальная схема двухтрубной сис- темы с режимом теплохлацоснабжения теплый первичный воздух - холодная вода 1 - вентилятор; 2 - аппарат адиабатического ув- лажнения; 3 - воздухоохладитель; 4 - калорифер I подогрева; 5 - рулонный фильтр; 6 - водово- дяной теплообменник; 7 - индивидуальный регу- лятор температуры; 8 - теплообменник ЭКД; 9 - зональный подогреватель; 10 - шумоглуши- тель; tWJk - температура холодной воды 53
пературы точки росы центрального кондиционера (вследствие нагрева в вентиляторе и воздуховодах). Количество его должно соответствовать санитарной норме наружного воздуха и ассимилировать влаговы- деления в помещениях. Зимой в теплообменники ЭКД подают теплую воду, приготовленную в центральных водонагревателях в со- ответствии с температурным графиком. Горячая вода компенсирует трансмиссионные теплопотери в помешек нии и холод, внесенный первичным воздухом. В пере- ходный период, когда холода первичного воздуха уже не хватает для охлаждения помещений; производится переключение по 'воде.' '"Для этого отключают цент- ральный водонагреватель и включают контур "свобод- ного охлаждения" через воздухоохладитель централь- ного кондиционера. Когда этого холода недостаточно, включается контур центрального водоохладителя, пи- тающийся от искусственного источника хладоснабже- ния. Одновременно через воздухоохладитель цент- рального кондиционера также начинает циркулировать холодная вода от источника холода для поддержания требуемой температуры точки росы. Заданный пере- пад давлений воды в трубопроводах на соответству- ющем фасаде сохраняется пос тоянным с помощью индукторных муфт скольжения, которые изменяют час- ' то ту вращения насосов . В ЭтИх системах индивидуальные температурные регуляторы у ЭКД обязательнд дблжны быть ревер- сивными и переключать их следует одновременно"” с переключением по воде. При регулировании по воздуху (в системе I-2-в-З) необходимость установки индукторных муфт у насосов отпадает. Для раздельного снабжения фасадов здания теплой и холодной водой предусматривают пофасадное зониро- вание трубопроводов систем тепло— и хладоснабжения ЭКД. Системы с переключением по воде обычно при- меняют в зданиях с четко разграниченными фасадами при отсутствии скользящих теней и резких различий 54
б тепловых нагрузках на одном фасаде., К недостаткам, систем относятся большая инерци- онность, необходимость переключения с режима на- грева на режим охлаждения (особенно в переходный период), отсутствие подачи тепла в период работы на холодной воде, а также потребность в сложных ревер- сивных терморегуляторах. Поэтому системы с nepe-J ключением по воде в настоящее время применяются! редко. ~~~ ’ “"“Системы с д войным переключе- нием Т-2-а-4 и 1-2-в—4. Зимний режим рабо- ты этих систем и с переключением по воде одина- ков, а в переходном и летнем режимах первичный воздух нагревается в зональных подогревателях (ко- торые в системах с переключением по воде вообще отсутствуют), благодаря чему компенсируются тепло- потери помещений. При этом воздуховоды первичного воздуха зонируются пофасадно (аналогично схеме на рис. 15). Одновременно с подогревом первичного воздуха в трубопроводах начинает циркулировать хо- лодная вода. Таким образом происходит двойное пе- реключение - по воде и по воздуху. В системах также обязательно должны быть ревер- сивные регуляторы температуры. Трубопроводы теп-\ лохладоснабжения ЭКД пофасадно зонируют. Система/ с двойным переключением сложна в эксплуатации и/ в настоящее время почти не применяется. I 3. ТРЕХТРУБНЫЕ СИСТЕМЫ Трехтрубная система Т-З-а-5 (рис. 16). В систе- ме рабочими средами для индивидуального теплового контроля в помещениях являются теплая и холодная вода, которая подводится в теплообменники ЭКД. Ко- лодный первичный воздух в ЭКД подается в количест- ве, удовлетворяющем санитарную норму и ассимиляцию влаговыделений в помещениях. К теплообменникам ЭКД подводятся два трубопровода: один с хо.лодной водой (от центрального водоохладителя), второй с теплой водой (от центрального водоподогревателя). Подача воды в теплообменники ЭКД регулируется ав- 55

тематическим трехпроходным несмешивающим клапа- ном или двумя каскадно работающими проходными кла- панами, установленными на подающих трубопроводах (вариант узла А, рис, 16). Из теплообменников ЭКД вода поступает в общий обратный трубопровод. В трехтрубной системе подающие трубопроводы и воздуховоды первичного воздуха обычно не зонируют- ся. Обратные трубопроводы, как правило, зонируются для уменьшения потерь при, смешивании ' отработанной теплой и холодной воды. При этом тепловые потери в пределах одного фасада не исключаются. На обратном трубопроводе от каждого фасада уста- навливают две автоматические двухпозиционные вза- имообратные задвижки, управляемые датчиком контро- ля температуры обратной воды. Датчик настраивают на среднюю температуру воздуха в обслуживаемых помещениях (22-23 С). Если температура обратной воды ниже указанной, то открывается задвижка, через которую обратная вода идет в центральный водоохла- дитель, если выше - то к центральному водоподогре- вателю. Обычно в пиковых режимах вся обратная вода направляется к одному из насосов, питающему водо- охладитель или водонагреватель. Поэтому для работы Рис. 16. Трехтрубная система а - температурный график; б - принципиальная схема; 1 - вентилятор; 2 - воздухоохладитель; 3 - аппарат адиа- батического охлаждения; 4 - калорифер I подогрева; 5 - рулонный фильтр; 6 - водоохладитель; 7 - водонагрева- тель; 8 - индукторная муфта скольжения; 9 -уравнитель- ные перемычки; 10 - двухпозиционные задвижки с электроприводом; 11 - регуляторы температуры; 12 — ЭКД; 13 — шкала ператур наружного воздуха, расчетной с. и летней,tpc^.t^TOHKH росы зимней и летней; 14 - ла температур горячей воды (tr.e) первичного ВоУТреННеГО воздуха ( £» ) и холодной wx); П - датчики перепада давлений в контуре чей воды; — то же, в контуре холодной воды взаимообратные индивидуальные тем- зимней шка- воодуха воды горя— 57
другого насоса устанавливают уравнительные пере- мычки, через которые насос засасывает и подает ров- но столько воды, сколько требуется для системы. В зданиях сложной конфигурации с большим числом разноориентированных фасадов зонирование нецелесо- образно, так как усложняет систему. Недостатком трехтрубных систем является воз- можность гидравлической разрегулировки сети тепло- и хладоснабжения, вызванной переменным расходом горячей и холодной воды через поверхностные тепло- обменники ЭКД. Чтобы избежать гидравлической разрегулировки в трехтрубных системах применяют центральное регули- рование перепадов давлений воды в трубопроводах. Для этого используют индукторные муфты скольжения^ дросселирующие вентили, перепускные устройства, ко-' торые управляются датчиками перепада давления воды, в подающем и обратном трубопроводах. Один датчик ставят на горячем подающем и обратном трубопрово- дах наиболее затененного фасада, он управляет рабо-: той насоса горячей воды. Потребность в тепле на' этом фасаде не уменьшается при солнечной радиации на других фасадах. Поэтому на затененном фасаде всегда потребляется максимум горячей воды и созда- ются наибольшие потери давления воды. Таким обра- зом, регулирование работы насоса по падению давле- ния на наиболее нагруженном фасаде позволит обеспе- чить проектную норму подачи горячей воды на любой другой фасад. Второй датчик ставят для контроля перепада дав- лений на подающем трубопроводе холодной воды и об- щем обратном трубопроводе. Место контроля перепа- дов давлений выбирают на наиболее освещенном солн- цем фасаде, для которого требуется наибольшее коли- чество холодной воды. Поэтому на наиболее осве- щенном солнцем фасаде потребляется максимум хо- лодной воды и создаются наибольшие потери давления воды. Таким образом регулирование работы насоса по наиболее нагруженному фасаду позволит обеспечить проектную норму подачи холодной воды на любой дру- 58
гой фасад. Основной недостаток трехтрубной системы - неста- бильность гидравлических режимов работы - объясня- ется взаимным влиянием холодного и теплого конту- ров трубопроводов, имеющих обратную линию. Измене- ние перепада давлений оказывает возмущающее дейст- вие на регулирующий клапан у ЭКД. При этом нару- шается температурный режим в помещении. Для уменьшения гидравлической разрегулировки со- кращают потери давления по магистральным трубопро- водам по сравнению с потерями в подводящих ответ- влениях и в регуляторах. И все же при одновременном потреблении тепла и холода в трехтрубных системах могут создаваться ус- ловия, при которых возможно перетекание воды иэ (обратных трубопроводов в подающие. Для предотвра- щения этого явления на обратных линиях теплообмен- ников у ЭКД иногда устанавливают обратные клапа- ны. Они хотя и устраняют перетекания, но и препят- ствуют поддержанию нормального температурного ре- жима в помещении. Потери от смешивания в обратной линии наблюда- ются главным образом при температурах наружного воздуха от О до 25 С, причем потери тем больше, чем выше нагрузка от солнечной радиации. Для сокра- щения времени работы холодильных машин применяют свободное охлаждение. Зимой и в переходный период вода на водоохладитель подается через воздухоохла- дитель центрального кондиционера. Когда холода на- ружного воздуха становится недостаточно, то пере- крывают задвижки и в контур водоохладителя подают воду от холодильной станции. Для обеспечения тем- пературы летней точки росы холодную воду подают также на воздухоохладитель центрального кондиционе- ра. Трехтрубные системы применяют в-зданиях со сложной конфигурацией фасадов, имеющих скользящие тени и переменные тепловые нагрузки в помещениях. 59
4. ЧЕТЫРЕХТРУБНЫЕ СИСТЕМЫ Четырехтрубные системы имеют один или два теп- лообменника в ЭКД. Четырехтрубная система с одним теплообменником в ЭКД Т-41-а-5 (рис. 17). В отличие от трех- трубной данная система имеет раздельные трубопро- воды обратной отепленной и охлажденной воды, что позволяет устранить потери от смешивания и обеспе- чить более устойчивые гидравлические режи. чы. Температура в помещениях регулируется дроссели- рованием расхода тепло- или хладоносителя через теплообменник ЭКД'. Если узел А (рис. 17) выпол- нен по варианту а, то температура в помещении ре- гулируется двумя трехпроходными клапанами (клапан, Перед ЭКД - регулирующий, после ЭКД *• перепуск-*, ной). Если узел А выполнен по варианту б, то тем- пература в помещении регулируется двумя синхронно действующими перепускными клапанами, установленны- ми на трубопроводах теплой и холодной воды (клапаны имеют обводные каналы, по которым может проходить вода, минуя ЭКД). В последнее время за рубежом применяется также комбинированный шестиходовой клапан с внутренними обводами (узел А выполнен по варианту б). Четырехтрубная система с двумя теплообменника- ми в ЭКД 1-42-а-6 и I-42-в-б (см. рис. 17). Один теплообменник ЭКД присоединяют к двух- трубному контуру холодной воды, а другой — к двух- трубному контуру теплой воды. Системы различаются способом регулирования и конструкцией ЭКД. В системе Т-42—а-6 теплохладопроизводительность ЭКД регулируется двумя каскадно работающими трех- ходовыми клапанами, установленными на трубопроводах теплой и холодной воды (основной вариант узла А, рис. 17). Оба теплообменника расположены последо- вательно по ходу рециркуляционного воздуха. За ру- бежом применяют также совмещенные теплообменники с двумя раздельными змеевиками для горячей и хо- лодной воды и общим оребрением. 60
В системе I-42-в-б (узел А выполнен по вариан- ту в) теплохладопроизводительность ЭКД регулируется последовательно работающими встроенными воздушны- ми клапанами, направляющими эжектируемый рецирку- ляционный воздух через один из теплообменников или в общий обвод. Оба теплообменника в ЭКД установ- лены параллельно по возможному пути движения ре- циркуляционного воздуха. 5. КОНСТРУКЦИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ЭЖЕКЦИОННЫХ КОНДИЦИОНЕРОВ-ДОВОДЧИКОВ ТИПА КНЭ-У Основанием кондиционера-доводчика типа КНЭ-У (рис. ,18) служит камера первичного воздуха, внут- ренние стенки которой покрыты шумопоглощающим ма- териалом. Внутри камеры расположена распредели- тельная труба, конпы которой выступают из торцевых стенок камеры. Один конец распределительной трубы имеет заглушку, ко второму присоединен гибкий па- трубок, связывающий ЭКД с подводкой первичного воздуха. Для последовательного соединения по пер- вичному воздуху нескольких ЭКД заглушку снимают и вместо нее надевают второй гибкий патрубок, свя- занный с распределительной трубой соседнего ЭКД. В нижней части распределительной трубы имеется щелевое отверстие, через которое воздух поступает в камеру. Количество его регулируется специальным клапаном вручную. Панель с эжектирующими соплами, выполненными из упругого материала, располагается над камерой первичного воздуха, образуя нижнюю часть смеситель- ной камеры. Материал и конструкция сопл способ- ствуют глушению шума, создаваемого струями пер- вичного воздуха на выходе из сопл. Рециркуляцион- ный воздух проходит очистку в фильтре и тепловую обработку в теплообменниках. В соответствии с нарядом-заказом завод-изгото- витель поставляет ЭКД с различным числом теплооб- менников, установленных с одной стороны от эжекти— рующих сопл: 61
Рис. 17. Четырехтрубная система 1 - вентилятор; 2 - воздухоохладитель; 3 - аппарат адиабатического увлажнения; 4 - калорифер I подогрева; 5 - рулонный фильтр; 6 - водоохладитель; 7 - водонагрева- тель; 8 - индукторная муфта скольжения; 9 - индивидуальный регулирующий клапан; 10- теплообменник ЭКД; /? - датчики перепада давлений в контуре горячей воды; Р2 - то же, в контуре холодной воды; twx - температура холодной воды; варианты узла А: а - один теплообменник с двумя трехходовыми клапанами; б - то же, с двумя син- хронно действующими перепускными клапанами; в - два теплообменника с регулирова- нием по воздуху; Г •• теплообменник с горячей водой; X - то же, с холодной водой; I - режим охлаждения; П - режим вентиляции; Ш - режим нагрева
один двухрядный тепло- обменник (для двух- и трехтрубных схем); два теплообменника, установленные последова- тельно по воздуху: двухрядный теплообменник предназначен для холод- ной воды, однорядный - для горячей воды ( в четырехтрубной схеме). Выпадающий при осушке воздуха конденсат соби- рается в поддоне и при необходимости отводится по трубопроводу, присое- диненному через гибкий шланг, который надевают на штуцер. В каждой бо- ковой стенке поддона имеются отверстия с резьбой, поэтому штуцер можно присоединять с лю- бой стороны, а на проти- воположной стороне уста- навливать заглушку. Для регулирования тепловой обработки эжек- тируемого воздуха преду- смотрен воздушный кла- пан, который приводится в движение через рычаж- ную систему при вращении рукоятки. В левом край- нем положении клапан об- разует закрытую заднюю стенку смесительной ка- меры. При перемещении клапана в направлении к теплообменнику образует- ся свободное сечение для 63
Рис. 18. Конструктивная схема эжекционного кондиционера-доводчика типа КНЭ-У а - общий вид; б - разрез; 1 - камера первичного воздуха; 2 - монтажные скобы; 3 - гибкий патрубок; 4 - штуцер; 5 - привод воздушного клапана^ 6 - приточный патрубок; 7 - заглушка; 8 - резиновая заглушка; 9 - распределительная труба; 10 - сопловая панель; 11 - воздушный клапан; 12 - смесительная камера; 13 - двухрядный "теплооб- менник; 14 - однорядный теплообменник; 15 - фильтр; 16 - поддон; 17 - клапан пер- вичного воздуха
поступления эжектируемого воздуха в смесительную камеру без тепловой обработки. В зависимости от положения клапана изменяется соотношение количества эжектируемого воздуха, проходящего через теплооб- менник и открытое сечение в задней стенке (общее количество приточного воздуха практически сохраня- ется постоянным). Таким образом регулируется теп- ло- и хладопроизводительность теплообменников ЭКД и температура приточного воздуха. Конструкция кла- пана позволяет регулировать теплохладопроизводитель- ность ЭКД по воздуху только при вертикальной уста- новке агрегата. При горизонтальном потолочном рас- положении ЭКД следует применять регулирование по воде. Смесительная камера заканчивается выходным па- трубком, представляющим собой обечайку из оцинко- ванной стали высотой 80 мм. В зависимости от ус- ловий применения высоту патрубка можно менять при монтажной подгонке путем подрезки и отгиба стенок патрубка. ЭКД типа КНЭ-У после монтажа закрывают деко- ративными панелями, в которые встраивают приточные и рециркуляционные решетки. Заводом-изготовителем они не поставляются, а изготовляются по чертежам проектных организаций. Живые сечения приточных и рециркуляционных решеток должны быть не менее 80% площади их габаритного сечения. Для крепления кондиционера к стене или потолку при различных мон- тажных положениях предусмотрены скобы. Универсальность конструкции КНЭ-У позволяет без передэлок использовать агрегат для различных вари- антов компоновки: правого и левого присоединения по первичному воздуху и трубопроводам; последовательного соединения по первичному воз- духу двух или трех агрегатов (в зависимости от рас- ходов первичного воздуха); напольного, навесного и потолочного монтажных положений. 65 5—630
6. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СХЕМЫ СИСТЕМ Конструкция ЭКД типа КНЭ-У позволяет использо- вать их в любой рассмотренной выше схеме тепло- и хладоснабжения. Исключением являются чегырехтруб- ные системы с двумя теплообменниками, регулируемы- ми по воздуху, для которых необходима специальная конструкция ЭКД. Рекомендуются следующие системы тепло- и хладо- снабжения ЭСКВ на базе серийно выпускаемого оте- чественного оборудования. Систему типа I—2—а-1 I-2-B-1 (двухтрубные) проектируют в соответствии с принци- пиальной схемой и температурным графиком (рис. 14). В качестве индивидуальных регуляторов температуры могут применяться регуляторы прямого действия типа РТК-52-15-ТСг J 5, выпускаемые орловским заводом "Прибор"^ /tt? Система типа 1-3-а-5 (трех трубная), (.несмотря на недостатки в настоящее время, применяв ется в ряде крупных административных зданий благо- даря серийному выпуску терморегуляторов типа РТК— 5215-ТК-15 орловским заводом "Прибор". Трехтруб- ную систему рекомендуется применять только при на- дежных мерах обеспечения гидравлической устойчиво- сти контура тепло- и хладоснабжения ЭКД, а также снижения потерь тепла и холода от смешивания воды в обратных трубопроводах. Подробные рекомендации по ее проектированию приведены в работах (3, б]. Система типа 1-42-а-6 .(четырех- трубная) (рис. 17). Наиболее полно преимущества четырехтрубных систем, регулируемых по воде, реали- зуются при сохранении гидравлической устойчивости работы систем снабжения горячей и холодной водой. В схеме четырехтрубной системы, применяемой в СССР, гидравлическая устойчивость достига- ется путем установки регулятора температуры РТК-5225-V (рис. 19). Регулятор включа- ет термосистему РТК-5225, состоящую из термо- 66
баллона, задатчика и трех капиллярных трубок. Все элементы термосистемы связаны между собой и име- ют общую герметическую внутреннюю полость, запол- ненную легкокипящей жидкостью. Расход холодной и горячей воды через теплообменники ЭКД регулирует- ся двумя трехходовыми смесительными клапанами ТС-15, которые через накидные гайки соединены с термосистемой РТК-5225. В случае нарушения гер- метичности термосистемы накидные гайки отворачива- ют с верхней части трехходовых клапанов, что позво- ляет ремонтировать и настраивать термосистемы без демонтажа клапанов. Для нормальной работы клапа- нов ТС-15 необходимо предотвратить попадание взве- шенных частичек (окалины, грязи) во внутреннюю по- лость клапанов, поэтому'воду очищают в сетчатых фильтрах, поставляемых комплектно с прибором. Регулятор РТК-5 225- подключают к тру- бопроводам системы с ЭКД типа КНЭ-У следующим образом (рис. 20). На подающем трубопроводе горя- чей воды установлен водяной фильтр. Перед фильтром подающий трубопровод имеет отвод и одновременно присоединен к верхнему входному патрубку трехходо- вого клапана и к однорядному теплообменнику. Обрат- ный трубопровод горячей воды после теплообменника подключен к нижнему входному патрубку клапана, вы- ходной патрубок клапана соединен с общим обратным трубопроводом контура горячей воды. На подающем трубопроводе холодной воды установ- лен водяной фильтр, перед которым подающий трубо- провод имеет отвод. Один отвод присоединен к ниж- нему входному патрубку трехходового клапана, второй отвод - к двухрядному теплообменнику ЭКД. Обрат- ный трубопровод холодной воды после теплообменника подключен к верхнему входному патрубку клапана, вы- ходной патрубок клапана соединен с общим обратным трубопроводом контура холодной воды. В верхней части корпуса трехходовых клапанов ус- тановлены сильфоны, которые связаны капиллярными трубками с сильфоном в узле задатчика настройки. Силь- 67
£ Рис. 19. Конструктивная схема регулятора РТК-5225- -ТС~1 Д • у 1 -термобаллон; 2 - капиллярная система; 3 - присоединение клапана к обратному трубопроводу системы; 4 - сетчатый фильтр; 5 - присоединение клапана к обратному трубопроводу теплообменника ЭКД; 6 - присоединение клапана к подающему трубопро- воду системы; 7 - корпус клапана горячей воды; 8 - задатчик; 9 - корпус клапана хо- лодной воды Рис. 20. Схема подключения регулятора РТК-5 225»^^^| к трубопроводам че- тырехтрубной системы 1 — Термобаллон; 2 — трехходовой клапан холодной воды; 3 — подающий трубопровод холодной воды; 4 - обратный трубопровод хо- лодной воды; 5 — подающий трубопровод го- рячей воды; 6 - обратный трубопровод го- рячей воды; 7 - трехходовой клапан горячей воды; 8 - однорядный теплообменник; 9 — узел задатчика настройки; 10 - двухрядный теплообменник
фон узла задатчика через самостоятельный капилляр связан с термобаллоном, установленным в потоке рециркуляционного воздуха перед теплообменниками ЭКД. При правильном расчете коэффициентов про- пускной способности один регулятор может обслужи- вать 3-4 ЭКД, установленных в одном помещении. Тепло- и хладопроизводительность поверхностных теплообменников ЭКД автоматически регулируется следующим образом. Выведением рукоятки задатчика устанавливают желаемую среднюю температуру наст- ройки в обслуживаемом помещении, при комфортном кондиционировании она равна 22-23 С. Зимой в по- мещении будет поддерживаться температура на 1,5 - 2оС ниже настроечного значения, а летом - на 1,5 - 2 С выше настроечного значения. Если температура рециркуляционного воздуха, омы- вающего термобаллон, соответствует настроечному значению, то в теплообменники ЭКД не поступает ни горячая, ни холодная вода. В этом режиме шток кла- пана на горячей воде находится в крайнем нижнем положении, когда полностью перекрыто проходное се- чение у нижнего входного патрубка и полностью от- крыто проходное сечение у верхнего входного патруб- ка. Вся горячая вода поступает через верхнее проход- ное сечение клапана и далее через выходной патру- бок в общую обратную линию контура горячей воды. Соответственно шток клапана на холодной воде на- ходится в крайнем верхнем положении, когда закры- то проходное сечение у верхнего входного патрубка и полностью открыто нижнее проходное сечение. Через выходной патрубок вода'проходит в общую обратную линию контура холодной воды. Конструкция клапанов ТС-15 обеспечивает посто- янный суммарный расход воды через клапан при лю- бом положении штока, поскольку суммарное сопротив- ление проходных сечений верхнего и нижнего входных патрубков всегда постоянно; меняется только соот- ношение расходов воды, проходящей через теплооб- менник и в обвод его. Таким образом сохраняется 70
гидравлическая устойчивость работы системы снабже- ния горячей и холодной водой теплообменников ЭКД. В расчетном режиме холодного периода года про- ходное сечение нижнего входного патрубка клапана на горячей воде полностью открыто, а верхнее проходное сечение - полностью закрыто. Вся горячая вода про- ходит через теплообменник ЭКД и после охлаждения поступает в общий обратный трубопровод контура го- рячей воды. В этом случае холодная вода проходит через открытое проходное сечение нижнего входного патрубка клапана на трубопроводе холодной воды и через выходной патрубок клапана, минуя теплообмен- ник ЭКД, поступает в общий обратный трубопровод контура холодной воды. В расчетном режиме теплого периода года проход- ное сечение верхнего входного патрубка клапана на холодной воде полностью открыто, а нижнее - полно- стью закрыто. Вся холодная вода проходит через теплообменник ЭКД и поступает в общий обратный трубопровод контура холодной воды. В этом случае вся горячая вода проходит через открытое проходное сечение верхнего входного патрубка клапана на тру- бопроводе горячей воды и через выходной патрубок клапана поступает в общий обратный трубопровод кон- тура горячей воды. Штоки клапанов перемещаются при изменении дав- ления в общей для обоих клапанов термосистеме. Кон- струкция клапанов обеспечивает ступенчатую работу их штоков. При повышении температуры контролиру- емого внутреннего воздуха терморегулятор сначала уменьшает от максимума до нуля расход горячей во- ды через отопительный теплообменник ЭКД, затем нет расхода ни горячей, ни холодной воды че- рез соответствующие теплообменники, и, наконец, уве- личивается от нуля до максимума расход холодной во- ды через охладительной теплообменник ЭКД (рис. 21). Наличие общей термосистемы и единого настроечного устройства обеспечивает надежность совместной работы обоих регулирующих клапанов. 71
Рис.21. Изменение расходов холодной и горячей воды в четырехтрубной системе в зависимости от положе- ния штоков в трехходовых смесительных клапанах 1 - расход горячей воды через теплообменник ЭКД; 2 - суммарный расход горячей воды через клапан; 3 -сум- марный расход холодной воды через клапан; 4 - расход холодной воды через теплообменник ЭКД, hr- ход што- ка клапана на трубопроводе горячей воды, Л, х- ход што- ка клапана на трубопроводе холодной воды; - расход горячей воды; G* —расход холодной воды Регуляторы РТК—5225—тс "25 имеют так на~ эываемую плавающую настройку, при которой регули- руемая в помещении температура автоматически из- меняется на 4—5 С, возрастая от расчетного режима холодного периода года до расчетного режима теплого периода года. Это свойство терморегулятора позволя- ет поддерживать наиболее рациональные температуры внутреннего воздуха в течение года без изменения на- стройки прибора. В течение суток потребность в тепле и холоде меняется, как правило, на 30 - 60%. Такие изменения учитываются системой автоматиче- ского регулирования работы теплообменников ЭКД и внутренняя температура воздуха поддерживается с точностью ±1 С, что отвечает условиям комфорта. Системы на базе ЭКД типа КНЭ-У с терморегуля- торами типа РТК-ТС обладают следующими дополни- тельными преимуществами: 72
не требуется регулировать давление в контурах снабжения горячей и холодной водой, так как автома- тические регуляторы поддерживают постоянный расход в системах; можно настраивать терморегулятор на желаемый уровень температуры воздуха в помещении и при этом не нарушать работу ЭКД в других помещениях; после монтажа системы не требуется дополнитель- ная наладка терморегуляторов; — .. при нарушении герметичности термосистему легко заменить без демонтажа регулирующих клапанов на трубопроводах и дополнительной переналадки. Применение двух- и четырехтрубных ЭСКВ в| СССР сдерживалось из-за отсутствия серийного вы-; пуска терморегуляторов типа РТК-ТС. В настоящее' время д₽лбвскйй~завод "Прибор* освоил их серийный выпуск. Однако следует отметить, что эти терморе- гуляторы имеют некоторые конструктивные недостат- ки. \ Терморегулятор РТК-5215-ТС-15, применяемый в двухтрубных системах, нереверсивный, т, е. не иэ- меняет направления регулирующего воздействия при, протеканий через него вместо горячей воды холодной, и наоборот. Поэтому ею используют только в систе- мах типа I-2-a-l или 1-2-а-2. Терморегулятор m'T'tz СПОК 1 ТС-15 РТК-5 2 25- ус " £ применяют только в четырех- трубной системе с двумя раздельными теплообменни- ками, однако при этом: увеличиваются габаритные размеры ЭКД и возрас- тает металлоемкость системы в связи с применением второго теплообменника; усложняется обвязка теплообменников ЭКД и тер- морегулятора трубопроводами и вентилями; она зани- мает много места и выполнение ее трудоемко. Поэтому для широкого внедрения перспективных и экономичных двух- и четырехтрубных ЭСКВ необходи- мо разработать и освоить серийный выпуск малога- баритных и более универсальных по применению тер- морегуляторов. 73
7. КОМПОНОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ Наиболее существенно влияют на компоновочные решения ЭСКВ архитектурно-строительные особенности здания: число и высота этажей, планировка помеще- ний, степень насыщения подвальных этажей помеще- ниями технологического назначения (гаражами* скла- дами и др.), конструкция каркаса здания, способ при- мыкания панелей наружных ограждений, место распо- ложения здания в черте городской застройки и сте- пень загазованности воздуха в районе строительства. На размещение центральных кондиционеров в пер- вую очередь влияет этажность здания и степень за- грязненности наружного воздуха на различных уров- нях. Для относительно невысоких зданий (10-15 эта- жей) центральные кондиционеры целесообразно распо- лагать в подвале в общем машинном зале вместе с тепловым и холодильным оборудованием. Для более высоких зданий с целью уменьшения общей площади каналов кондиционеры устанавливают на двух уров- нях - в подвале и на верхнем техническом этаже (рис. 22). Размещать кондиционеры в средней части здания по целому ряДу причин не рекомендуется, хотя такие решения встречаются на практике (например, в США) при строительстве очень высоких зданий. При размещении кондиционеров на верхних отмет- ках здания упрощается устройство воздухозабора, но значительно усложняется защита помещений от шума. В этом случае камеру кондиционеров отделяют от ра- бочих помещений промежуточным этажом, в котором размещают различные подсобные помещения и шумо- глушители. Центральные кондиционеры целесообразно распола- гать ближе к наружным стенам (к месту забора на- ружного воздуха), так как соотношение площадей вса- сывающих и нагнетательных Воздуховодов кондиционе- ра обычно составляет 4:1,5. Потери давления в оте- чественных центральных кондиционерах типа КТ в за- висимости от набора секций составляют в среднем 60-90 кгс/м^ (или 600-900 Па), т. е. 25-45% 74
Рис. 22. Принци- пиальные схемы размещения цен- тральных УКВ и разводки возду- ховодов первич- ного воздуха в здании а - центральные УКВ в подвале и наверху; б - то же, в / средней части/здания; в- то же на трех уровнях; г - то же наверху; 1 - центральные УКВ; 2 - воздуховоды первичного воз- духа полного напора вентилятора. При комплектовании секций центрального кондиционера следует учитывать, что уменьшение его сопротивления позволит выпол- нить воздухораспределительную сеть более скорост- ной и менее металлоемкой. Способ размещения тран- зитных каналов первичного воздуха диктуется архи- тектурно-планировочными особенностями здания.' Раз- личают в основном два способа прокладки: вертикальными стояками по периметру здания с присоединением ЭКД непосредственно к воздуховодам (рис. 22,а-в); центральной разводкой вертикальных магистраль- ных воздуховодов с последующей горизонтальной раз- водкой ответвлений на этажах (рис. 22,г). Трубопроводы холодной и теплой воды для питания ЭКД обычно прокладывают рядом с воздуховодами. Максимальные скорости в магистральных воздухо- водах 15-16 м/с, а в горизонтальных ответвлениях 6-7 м/с. Рекомендуется применять круглые воздухо- 75
воды, которые позволяют снизить металлоемкость и потери на трение. Желательно полностью использо- вать объемы, предоставляемые для прокладки возду- ховодов. Необоснованное сужение воздуховодов ведет к неоправданному перерасходу электроэнергии и уве- личению шума. Сопротивления воздуховодов должны быть увязаны особенно тщательно, так как дросселирование излиш- них напоров часто является источником шума. Рас- считывать воздуховоды высокоскоростных систем це- лесообразно по методу восстановления статического давления [3] . ДрОссель-клапаны для регулировки расходов воздуха устанавливают только на магист- ральных стояках; центральные кондиционеры комп- лектуют направляющими аппаратами или устройствами для изменения частоты вращения вентиляторов. Для высокоскоростных систем особенно важно пре- дусматривать мероприятия по глушению шума, глуши- тели устанавливают не только на входе и выходе кон- диционера, но и после каждого дроссель-клапана; мес- та прохода воздуховодов через перекрытия тщательно уплотняют (во избежание распространения вибраций). В местах ответвлений монтируют прямые тройники с коническим переходом на ответвлении и углом при вершине конуса 10-16 . Вытяжные вентиляторы в большинстве случаев рас- полагают на верхнем техническом этаже. Централь- ные УКВ и вытяжные агрегаты оборудуют глушителя- ми шума и виброоснованиями. Кроме того, для уменьшения общего уровня шума внутренние огражде- ния помещений кондиционеров и вентиляционных агре- гатов отделываются шумопоглощающими материалами. В обслуживаемых помещениях ЭКД устанавливают под окнами в каждом строительном модуле (рис. 23). ЭКД типа КНЭ—У отечественной конструкции предна- значены для встраивания в строительные конструкции. Поэтому при установке под окнами ЭКД закрывают декоративными панелями, отделанными под общий ин- терьер помещения (рис. 24). Конструктивное оформ- ление ограждений ЭКД имеет весьма важное значение 76
Рис. 23. Установка ЭКД под каждым ок- ном (фотография из каталога итальянской фирмы "Марло") и от степени его совершенства зависит качество мон- тажа и удобство эксплуатации ЭКД, а также соответ- ствие его технических характеристик паспортным ве- личинам. Наиболее характерным дефектом монтажа ЭКД является частое несовпадение габаритных разме- ров отверстий приточного патрубка ЭКД и приточной решетки. Это несовпадение обусловлено тем, что мон- таж ограждений производится после монтажа ЭКД, который жестко присоединен к трубопроводам и не может быть подогнан после этого к габаритным раз- мерам приточного отверстия. Приточное отверстие в подоконной доске также вырезается заранее и не мо- жет быть подогнано после этого к габаритным разме- рам приточного патрубка ЭКД. Этот дефект приводит к сужению приточного отверстия и снижению произво- дительности ЭКД по воздуху, теплу и холоду. Для устранения дефекта предлагается приточную решетку совмещать с рециркуляционной. При этом длина приточно-рециркуляционной решетки должна со- ответствовать длине подоконной ниши, а ширина под- считывается из условия, что площадь живого сечения для прохода рециркуляционного воздуха должна быть 77

не менее габаритного сечения теплообменника ЭКД. Поскольку ширина такой приточно-рециркуляционной ре- шетки будет больше ширины приточного патрубка ЭКД, то это позволит допускать некоторые отклоне- ния при монтаже ЭКД без каких-йибо ухудшений его характеристик. Кроме того, благодаря расположению отверстия для забора рециркуляционного воздуха в одной плоскости с приточным отверстием ниспадающий холодный конвективный поток от окна задерживается, что благоприятно влияет на микроклимат помещения в холодный период года. Если нельзя совмещать приточную и рециркуляци- онную решетки, последнюю встраивают в ограждение подоконника напротив теплообменника ЭКД. Забор ре- циркуляционного воздуха организуют также через ще- левой зазор между нижней кромкой фасадного ограж- дения подоконника и полом помещения. При этом пло- щадь живого сечения для прохода рециркуляционного воздуха должна быть не менее площади . габаритного сечения теплообменника ЭКД. Живое сечение приточ- ной и рециркуляционной решетки должно быть не ме- нее 80% габаритного сечения решеток. Перья приточ- ' ной решетки должны быть наклонены на 70 к гори- |зонту в сторону помещения. Фасадная доска подокон- ного ограждения должна отстоять от теплообменни- ка ЭКД не менее чем на 60 мм, чтобы не затруд- нять доступа рециркуляционного воздуха. При пользовании встроенным воздушным клапаном для регулирования соотношения воздуха, проходящего через теплообменник и в обвод, расстояние между ЭКД и наружной стеной также должно быть не, менее Рис. 24. Установка ЭКД под окнами а - коммуникации проложены под фальшполом; б - то же, под подоконником, воздуховод под ЭКД; в - то же, под подоконником, воздуховод сбоку от ЭКД; г - ком- муникации проложены в подшивном потолке; д -верти- кальная прокладка коммуникаций в полых колоннах; 1 - ЭКД; 2 - воздуховод первичного воздуха;3 - тру- бопроводы 79
60 мм. Минимальная ширина подоконного простран- ства обычно 400-450 мм, высота около 700 мм, что достаточно для прокладки вдоль наружной стены ответвления воздуховода первичного воздуха и уста- новки на нем ЭКД, а также для размещения тру- бопроводов тепло- и хладоснабжения. При более высоких подоконниках нежелательно при- менять промежуточные патрубки для соединения при- точного отверстия ЭКД и приточной решетки, а сле- дует поднимать высоту установки ЭКД. Приточное отверстие ЭКД должно отстоять от приторной решетки не более чем на 20 мм. В ограждениях ЭКД предусматривают отверстия диаметром 65 мм для установки рукоятки задатчика регулятора РТК, а также встроенного воздушного кла- пана. Если встроенный воздушный клапан ЭКД не ис- пользуется, то рукоятку снимают, а клапан фиксиру- ют болтами в закрытом положении задней стенки сме- сительной камеры ЭКД. При установке ЭКД в подоконном пространстве следует стремиться наиболее эффективно защитить по- мещение от восходящих и нисходящих конвективных потоков, которые возникают у нагретого (летом) й( охлажденного (зимой) окна. Для этого желательно^ максимально использовать подоконное пространство в^ створе окна и не допускать больших просветов между ЭКД. I Если в помещениях имеется подшивной потолок илг£ фальшпол, их можно использовать для прокладки воз-* духоводов первичного воздуха и трубопроводов тепло- и хладоснабжения. Для экономии подоконного про-, странства можно располагать узлы обвязки и регуля- торы прямого действия в пазухах или стенных шкафах около боковых стен. В случае удаления узлов регулирования более чем на 1 м от ЭКД, следует применять регуляторы пря- мого действия с длиной капилляров 1; 1,6; 2,5,’ 4J 10; 16 м, которая должна оговариваться при заказе регулятора. Для обеспечения паспортной производи- тельности ЭКД по холоду и теплу необходимо преду- 80
сматривать ввод холодной и горячей воды через ниж- ние штуцеры теплообменников ЭКД (см, рис. 20). -Дл7 выпуска воздуха из теплообменниковЭКП на обратных линиях от теплообменников устанавливают краны конструкции Маевского. При соединении ЭКД с воздуховодами первичного воздуха и между собой следует учитывать размеры гибкого гофрированного шланга (поставляется в комп- лекте с ЭКД): диаметр 102 мм, длину 630 мм, на концах шланга два гладких манжета длиной по 4ГГ мм. На манжеты надеты соединительные хомуты шириной 15 мм (поставляются в комплекте с ЭКД). Зона действия приточных струй при подоконной ус- тановке ЭКД определяется расчетом и не превышает 4-6 м. Для обслуживания более глубоких зон пре- дусматривается дополнительная подача воздуха непо- средственно от данной системы или от дополнитель- ной. В первом случае на ответвлениях воздуховодов к "внутренней зоне" устанавливают редукционные кла- паны, после которых воздух с низким давлением и небольшой ^скоростью поступает к воздухораздающим устройствам на торцевой стене (рис. 25). В последние годы значительное развитие получило строительство многоэтажных зданий, имеющих в плане квадратную форму. Теплотехнические расчеты пока- зывают, что при равной площади рабочих помещений в многоэтажных зданиях квадратной формы потребности в тепле и холоде на 30% меньше по сравнению со зданиями прямоугольной формы с вытянутыми фасада- ми. Особенностью зданий квадратной формы является большая площадь внутренней зоны, для которой харак- терно отсутствие теплопотерь и избытки тепла круг- лый год. Поэтому обслуживать внутреннюю эону ра- ционально от самостоятельной СКВ, которая круглый год только ассимилирует избытки тепла. В холодный и переходный периоды года избытки тепла внутренней зоны рационально использовать для нагрева воды или воздуха, подаваемых к наружной (периметральной) зо- не, обслуживаемой СКВ с ЭКД. Отработанный воздух из помещений удаляют по 81 6—630
Рис. 25. Принципиальные схемы организации воз- духообмена в помещениях при расположении ЭКД у окна а - прямоугольное здание с центральным коридо- ром; б - прямоугольное здание с глубокими поме- щениями и центральным коридором; в - здание квадратной формы с большой площадью внутрен- ней эоны; 1 - ЭКД; 2 - воздуховод первичного воздуха; 3 - приток во внутреннюю зону; 4 - вы- тяжка 82
Рис. 26. Принципиальные схемы удаления отрабо- танного воздуха из помещений а - выдавливание в коридор; б - удаление через подшивной потолок; 1 - вытяжной канал; 2 - рас- сечка; 3 - глушитель шума; 4 - приточный воз- дух; 5 - ЭКД; 6 - рециркуляционный воздух; 7 - отработанный воздух вытяжным воздуховодам, подведенным к каждой ком- нате, или он выдавливается в подшивной потолок кори- дора, откуда централизованно отсасывается вытяжной системой. Для выдавливания воздуха в перегородках устраивают специальные решетки с шумоглушителями, которые препятствуют проникновению шума и речи из коридора в помещения. Для устранения сквозных пе- ретеканий воздуха с фасада на фасад в подшивке ко- ридора устанавливают вертикальную рассечку(рис. 26). При наличии подшивных потолков для более эффектив- ного удаления тепла от светильников вытяжку реко- мендуется производить из подшивного пространства. При этом используют выпускаемые промышленностью вентилируемые светильники. Расположение ЭКД в подоконном пространстве и обвязка его трубопроводами и арматурой - один из 83
t4 IT-TT 2365 85
ш-ш наиболее сложных, ответственных и трудоемких про- цессов при проектировании. Особенно сложна обвязка для четырехтрубной схемы тепло- и хладоснабжения. (рис. 27). Расстояние от верха клапана ТС регулятора тем- пературы РТК до подоконной доски, совпадающей с плоскостью приточной решетки, должно быть не менее 180 мм, чтобы в месте соединения клапана с термо- системой задатчика можно было навинтить накидную гайку. При необходимости клапаны регулятора ТС можно располагать горизонтально. Для уменьшения влияния тепловой радиации тепло- обменника датчик следует располагать на расстоянии не менее 50 мм от теплообменника ЭКД. Поэтому следует предусматривать конструкцию держателя для 86
Рис. 27. Обвязка ЭКД совместно с регулятором типа РТК-5225— 1 - ЭКД; 2 - термобаллон; 3 - регулятор; 4 - вен- тиль; 5 - подающий трубопровод горячей воды; 6 - об- ратный трубопровод горячей воды; 7 - подающий тру- бопровод холодной воды; 8- - обратный трубопровод хо- лодной воды; 9 - задатчик крепления датчика в зоне прохождения потока рецир- куляционного воздуха. По усредненным данным, для размещения оборудо- вания и коммуникаций ЭСКВ требуются следующие площади (на каждые 1000 м здания): центральные кондиционеры и приточные агрегаты 8 м^, глушители для них 2 м^, шахты, воздуховоды и трубопроводы 4 м^, холодильные и насосные установки 3 м , вы- тяжные агрегаты 2 м , глушители для них 0,4 м , тепловые пункты 1,2 м^. Общая площадь - 8-12% полезной площади здания. 87
При проектировании строительных ограждений и конструкций многоэтажных зданий, оборудованных СКВ, предусматривают мероприятия, способствующие повы- шению качества микроклимата и удешевлению эксплу- атации* Для экономии дорогостоящего холода, который рас- ходуется для поддержания заданных параметров воз- духа летом, необходимо уменьшать поступления тепла в помещения от солнечной радиации устройством солн- цезащитных козырьков, пилястр, теплоотражающих стекол, жалюзи. Применяют жалюзи трех типов: на- ружные, внутренние и межстекольные. Наружные жа- люзи наиболее эффективно защищают от солнечной радиации, но дороги, быстро загрязняются, подвержены коррозии, ухудшают эстетический вид фасада и потому применяются очень редко. Наиболее распространены межстекольные жалюзи. В Швеции, Финляндии, ФРГ и некоторых других странах применяют окна с тройным остеклением [2]. Для защиты от солнечной радиации и утилизации теп- ла в этом случае между средним и внутренним стек- лом располагают жалюзи и вентилируют их вытяжным воздухом. Переплеты оконных ограждений делают герметич- ными, так как при попадании влажного комнатного воздуха в межстекольное пространство зимой на стек- ле выпадает конденсат и иногда окно замерзает; не- герметичность наружного переплета (особенно в ниж- них этажах многоэтажных зданий) зимой приводит к увеличению инфильтрации. При наличии подшивных потолков в помещениях ар- матуру светильников следует располагать над ними и оборудовать их специальными вытяжными системами для удаления тепла. Не рекомендуется устраивать акустическую обли- цовку внутренних поверхностей наружных ограждений специальных помещений (машинописных бюро, конфе- ренц-залов и т.п.), поскольку акустический слой об- ладает высоким термическим сопротивлением и паро- проводное тью и на наружных стенах в холодный пе- риод года обильно выпадает конденсат. 88
8. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ СХЕМ ТЕПЛО- И ХЛАДОСНАБЖЕНИЯ Тепловые узлы и хладоприготовительные центры размещают в подвальной части здания или в отдельно стоящих надземных либо подземных сооружениях; ино- гда они обслуживают несколько зданий. Потребителями тепла являются калориферы I и £ подогрева конди- ционеров, системы теплоснабжения ЭКД, потребителя- ми холода - аппараты для охлаждения воздуха в кон- диционерах (воздухоохладители, камеры орошения), системы хладоснабжения ЭКД. Теплоснабжение. Многоэтажные здания снабжают- ся теплом от ТЭД или районных котельных, отпуска- ющих воду по смешанному графику с расчетными тем- пературными перепадами 150-70 С или 130-70 С. Потребители тепла присоединены к внешним сетям не- посредственно (зависимые схемы) либо через проме- жуточные бойлеры (независимые схемы). Калориферы I подогрева кон- диционеров обычно снабжают теплом по зависимым схемам; они предназначены для поддержания задан- ной температуры точки росы . Вследствие того, что температурный график ТЭЦ обычно превышает требу- емый для поддержания температуры точки росы, ее регулируют путем изменения расхода теплоносителя через калориферы I подогрева. Такое количествен- ное регулирование при отрицательных температурах наружного воздуха может создать условия для замер- зания калориферов. Замерзание трубок калорифера может произойти как при работающем, так и при неработающем конди- ционере. В холодный период года расход воды через калориферы I подогрева минимален при температурах, близких к нулю; именно эти режимы наиболее опасны из-за возможности замерзания калориферов. При выключенных системах наиболее подвержены замерзанию калориферы кондиционеров, расположен- ных на нижних отметках и обслуживающих высотные части здания (вследствие прососа воздуха через не- плотности наружных заслонок под воздействием гра- витационных сил).
Рис. 28. Схемы регулирования теплоотдачи калорифе- ров I подогрева кондиционеров а - прямоточно-перекрестная; б - Проектпромвентиля- ции; в - МНИИТЭПа; ~ датчики температуры; V, - Vs - регулирующие клапаны Замерзание калориферов также может произойти по ряду других причин: возникновению внутреннего циркуляционного контура, препятствующего движению воды в первых рядах трубок, прекращению циркуляции воды вследствие образования воздушных пробок или вскипания воды и др. Чтобы избежать замерзания, калориферы I подогрева оборудуют специальной защи- той. Однако при ее работе непроизводительно расхо- дуется тепло и нарушаются регулируемые параметры - температура точки росы и влажность в помещении. Поэтому при проектировании надо предусматривать ме- роприятия, исключающие вмешательство аварийной за- щиты. Односекционные многоходовые калориферы I подо- грева, как правило, не применяются вследствие ма- лых пределов регулирования (при срабатывании ‘Защи- ты от замораживания нарушается регулирование тем- пературы точки росы). Наиболее простой является прямоточно-перекрестная двухсекционная схема (рис. 28,а). Клапан V, по импульсу датчика точки росы Т/ регулирует необходимую теплоотдачу калорифера. При понижении температуры обратной воды из первой по ходу воздуха секции до 20 С датчик приот- крывает клапан V4 независимо от командного им- пульса датчика Т, . Датчик Т разрешает работу 3 90
датчика Т2 только при температуре наружного воз- духа ниже 3°С. Чтобы температура обратной воды от первой секции была выше, ее поверхность должна быть меньше. Схема (рис. 28,6), предложенная институтом Про- ектпромвентиляния, несколько сложнее, но позволяет регулировать температуру в широких пределах. Тепло- носитель делится на два параллельных потока с само- стоятельными регулирующими клапанами V, и V-, .При сокращении теплоотдачи калорифера по команде датчи- ка точки росы сначала закрывается клапан V4 , уста- новленный на второй по ходу воздуха секции, вплоть до ее полного отключения, после чего прикрывается клапан 1Л> на первой секции. В обратном трубопро- воде этой секции установлен датчик защиты от замер- зания Tg, который не дает полностью закрыться кла- пану V _, как и в схеме на рис. 28,а. Перв&я сек- ция подбирается при проектировании с учетом обеспе- чения за ней положительных температур во всем диа- пазоне регулирования, чтобы исключить опасность за- мерзания второй секции. 6 МНИИТЭП предложена схема (рис. 28,в) с широкими пределами регулирования и надеж- ной защитой от замерзания. Клапан Ц по импульсу датчика точки росы Ti регулирует необходимую теп- лоотдачу калорифера. При понижении температуры об- ратной воды из первой по ходу воздуха секции до 20 С датчик Тг приоткрывает клапан и проток воды увеличивается только через эту секцию. Клапан V/ при этом уменьшает проток воды и температура точки росы поддерживается постоянной при работе уз- ла зашиты от замерзания. 3 зависимых схемах температура подаваемой го- рячей воды обычно выше требуемой (особенно в пере- ходный период года), поэтому для улучшения качества регулирования температуры точки росы можно приме- нять схемы со смесительными насосами (рис. 20). Датчик Т# поддерживает заданную температуру точ- ки росы путем приоткрывания клапана Ц , через ко- торый подмешивается горячая вода (рис. 29,а). Насос обеспечивает практически постоянный расход воды че- 91
Рис. 29. Схемы регулирования теплоотдачи калори- феров I подогрева кондиционеров с помощью смеси- тельных насосов а - с индивидуальным насосом; б - с групповым на- сосом; £ - Т3 - датчики температуры; 14_кг - регу- лирующие клапаны; Р*-% - датчики давления рез калорифер независимо от режима теплопотребле- .ния, благодаря чему снижается опасность замерзания. При неработающем кондиционере защита от за- мерзания осуществляется клапаном V „ по команде датчика Т^, с коррекцией по наружной температуре от датчика Т . Для устранения перетеканий горячей воды в обратную линию устанавливают обратный кла- пан. Желательно на трубопроводе устанавливать мало- шумный, низконапорный фланцевый насос. В схеме на рис. 29,6 один насос обслуживает группу калориферов I подогрева. Каждый калорифер имеет индивидуальный датчик точки росы Т управ- ляющий клапаном V1, благодаря чему получается смесь воды требуемой температуры для поддержания заданной точки росы. Защита от замерзания осущест- вляется также клапаном У по команде датчика Tg. Постоянный перепад давлений в контуре насоса под- держивает клапан Vg по команде датчиков давлений Р - Pg. В схемах со смесительными насосами при работе насоса имеет настройку 10 С, перепада датчик Т а при его 92
выключении автоматически повышает предел настрой- ки до 20 С Во всех приведенных схемах датчик температуры зимней точки росы Тустанавливают за вентилятором кондиционера (для устранения погрешности от рассло- ения температур по высоте калорифера), а при нали- чии встроенного в кондиционер калорифера П подогре- ва - в циркуляционном трубопроводе камеры ороше- ния. В обоих случаях следует учитывать нагрев в на- сосе или в вентиляторе. Чтобы избежать запаздыва- ния узла защиты от замерзай»^ обеспечивают мини- мальный проток горячей воды через калорифер, для чего устраивают капиллярный обвод клапана зашиты. Если по истечении определенного времени после сра- батывания узла зашиты температура обратной воды не повышается до заданного значения - дается команда на отключение вентилятора И закрывание клапана на- ружного воздуха. Калориферы П подогрева, или зональные подогреватели, в те- чение года стабильно потребляют тепло, поэтому их снабжают водой с постоянной температурой. Для этого Рис. 30. Схемы регулирования теплоотдачи калорифе- ров И подогрева кондиционеров а - независимая схема (с бойлером); б - зависимая схема (со смесительным насосом); 1 - калорифер; 2 — насос; 3 - теплообменник; 7<~Т$ - датчики тем- пературы; - регулирующие клапаны,* - датчики давления 93
применяется несколько схем (рис. 30). В независи- мой схеме (рис. 30,а) постоянная температура воды к калориферам П подогрева обеспечивается датчиком Tg, действующим на клапан регулирования рас- хода сетевой воды через теплсюбменник. Насос пере- мещает воду в замкнутом контуре. Если теплоотдача калориферов регулируется проходными клапанами , то постоянный расход воды в контуре насоса поддер- живается клапаном У^ по импульсу датчиков перепа- да давления - Р .’ Если теплоотдача калориферов регулируется трехходовыми клапанами V , то пере- мычка и клапан У на ней не нужны. В зависимой схеме (рис. 30,6) постоянная темпе- ратура воды к калориферам П подогрева обеспечива- ется датчиком Т^, действующим на клапан У^ регу- лирования расхода сетевой воды к насосу. Насос пе- ремещает воду через калориферы. Если теплоотдача калориферов регулируется проходными клапанами V , то постоянный расход воды через насос поддерживает- ся клапаном У^ ления Р - Pg. лируется трехходовым клапаном У клапан У на ней не нужны. Для устранения кания горячей воды в обратную линию ставят ный клапан. Схема Теплоснабжения выполняется обычно по закрытой схеме, рис. 30,а. Разница заключается лишь в нйи температуры подаваемой горячей воды, датчика TL устанавливают два датчика - и "ночной , действующие на регулирующий клапан, ко- торый установлен на трубопроводе сетевой воды, данная температура поддерживается с помощью наруж- ного термостата, корректирующего работу датчика в зависимости от наружных условий. Регулирующие дат- чики переключаются с ночного на дневной (и наобо- рот) путем блокировки их с электродвигателем венти- лятора. При работе электродвигателя включается в работу дневной терморегулятор, при остановке - ноч- ной. I. по импульсу датчиков перепада дав- Если теплоотдача калориферов регу- то перемычка и перете— обрат- э К д аналогичной регулирова— . Вместо "дневной*' За- 94
Д'4* Д'Д' Рис. 31. Схема использования тепла воды от конденсаторов холодильных машин 1 - насос испарителя; 2 - испаритель; 3 - "компрессор; - конденсатор; 5 - насос кон- денсатора; 6 - градирня; Б,-Б3- теплооб- менники; 3, - 3* - задвижки; / - регу- лирующий клапан; Тг - датчик темпера- туры горячей воды,’ Т* - датчик темпера- туры наружного воздуха В теплый и переходный периоды года здание иногда централизованно не снабжается теплом, хотя это необходимо для зональных подогревателей или теплообменников ЭКД. Поэтому используют отеплен- ную воду от конденсаторов холодильных машин (рис. 31). В холодный период года обратная вода от теп- лообменников ЭКД (зональных подогревателей в сис- теме I-2-B-2) нагревается в теплообменнике Б , который снабжается теплом от центрального источни- ка. При этом задвижки 3^ открыты, а задвижки 3 закрыты. Температура нагреваемой воды регулируется 95
клапаном V, управляемым датчиком Т с коррекцией по наружному воздуху Т . В теплый период года включается холодильный аг- регат. Насос подает охлажденную воду с испарителя к теплообменнику Б , где она воспринимает тепло от воды, идущей на хладоснабжение объекта. При этом задвижка 3^ открыта, а задвижки Зд закрыты. Тепло, полученное от воды в испарителе, вместе с теплом, эквивалентным затраченной мощности комп- рессора на адиабатическое сжатие паров холодильного агрегата, передается в конденсатор. Вода, охлажден- ная в градирне, вторым насосом подается к конденса- тору. Тепло, воспринятое в конденсаторе, передается в теплообменнике Б врде, поступающей на теплооб- менники ЭКД или зональные подогреватели. При этом задвижки 3^ открыты, а задвижки 3^ закрыты. Тем- пература воды в теплообменнике Б^ достигает 35 — 40 , чего вполне достаточно для теплого периода го- да. Доохлаждение воды после теплообменника Б происходит в градирне. Степень доохлаждения можно регулировать изменением расходов воды и воздуха в градирне. Если потребность в хладоснабжении объекта отсут- ствует и нет теплосьема в контуре испарителя,то для работы холодильного агрегата в режиме теплового на- соса подключают теплообменник Б^. Для этого за- крывается задвижка 3. и открываются задвижки 3^. Через теплообменник проходит вода, подогретая теплом удаляемого воздуха от вентиляционных вытяж- ных систем. При проектировании систем теплоснабжения много- этажных зданий следует предусматривать устройства для стабилизации перепада давлений на вводе теплосети в здание, проверять возможность вскипания воды в верхних точках системы и ее опорожнения (повышать для этогб давление либо создавать подпор). При вы- боре насосов, арматуры, трубопроводов, теплообмен- ников необходимо учитывать повышение гидродинамиче- ского давления. Для высоких зданий предусматрива- ют вертикальное зонирование системы (не более 15 96
этажей в зоне). Магистральные трубопроводы про- кладывают в специальных шахтах, доступных для об- служивания. Устройства для опорожнения систем в случае возникновения аварийных ситуаций и при про- филактических ремонтах располагают через 5-6 эта- жей. Для предотвращения закупорок и воздушных пробок, вызывающих нарушение режимов работы сис- темы, устраивают грязевики и воздухоотводчики. Хладоснабжение. Для хладоснабжения СКВ исполь- зуют холодильные установки или естественные источ- ники холода (артезианские скважины, холод наружного воздуха) .о Хладоносителем является вода с температу- рой 6-8 С для обработки воздуха в центральных кон- диционерах и 11-13 С для теплообменников ЭКД (чтобы предотвратить конденсацию влаги из воздуха помещений). Воздух охлаждается, а иногда и. осушается в по- верхностных воздухоохладителях или контактных аппа- ратах (например, камерах орошения). Выбор типа аппарата зависит от условий возврата отработанной воды от потребителей к источнику холода, безопасно- сти установки аппаратов с открытой поверхностью из условия незатопления расположенных ниже помещений, требований к качеству обрабатываемого воздуха и т.д. Вода, применяемая в контактных аппаратах, по ка- честву должна быть близка к питьевой. Чтобы она не испортилась, ее периодически обновляют, а это удорожает и усложняет эксплуатацию. Кроме того, пе- риодически требуется очищать от грязи и ржавчины поддоны, фильтры и форсуночные камеры. Указанные факторы существенно ограничивают применение кон- тактных аппаратов для охлаждения и осушки воздуха в СКВ. С освоением отечественной промышленностью вы- пуска холодильных машин с регулируемой мощностью стали широко применяться Закрытые схемы хладоснаб— жения. Характерной особенностью схем хладоснабжения эжекционных СКВ является связь между потребителя- ми холода в центральных кондиционерах и в системах 97 7-630
Рис. 32. Схема хладоснабжения с использова- нием воздухоохладителя центрального кондицио- нера для охлаждения первичного воздуха и вто- ричной воды 1 - насос испарителя; 2 - испаритель; 3 - об- ратная гребенка; 4 - подающая гребенка; 5 - воздухоохладитель; 6 - циркуляционный насос; 4 " Ts - датчики температуры; V, - - ре- гулирующие клапаны; /7,-/7, - переключатели хладоснабжения ЭКД. ЭТа связь обусловлена .общим источником холода в теплый период года, а также использованием' Холода наружного воздуха в холодный и переходный периоды года для охлаждения вторичной воды к теплообменникам ЭКД (свободное охлажде- ние). Режимы охлаждения первичного воздуха и вторич- ной воды в эжекционной СКВ осуществляются в сле- дующем порядке (рис. 32). 98
В теплый период года насос испарителя подает отепленную воду с обратной гребенки через испари- тель холодильной машины на подающую гребенку и за- через к регу- V2 по расход тем холодная вода поступает для охлаждения наруж- ного воздуха в воздухоохладитель. Трехходовой ре- гулирующий клапан изменяет расход воды через воздухоохладитель по команде датчика Т , контроли- рующего температуру летней точки росыЛ При этом переключатель Пл установлен в положении, при кото- ром вся вода, прошедшая через клапан V , поступает на обратную гребенку. Холодная вода длях вторичного контура (к теплообменникам ЭКД) поступает открытый двухпозиционный переключатель П пирующему клапану V^. Трехходовой клапан команде датчика температуры Т^ регулирует холодной воды, поступающей к циркуляционному насо- су в контур теплообменников ЭКД, И отводит избыток холодной воды к гребенке. Таким образом, питание первичного контура (воздухоохладитель) и вторичного контура (теплообменники ЭКД) холодной водой проис- ходит параллельно. По мере понижения температуры наружного возду- ха клапан по команде датчика Т^ полностью пре- кращает подачу холодной воды в воздухоохладитель; она продолжает поступать только во вторичный кон- тур. В переходный и холодный периоды года, когда тем- пература наружного воздуха становится достаточно низкой для режима свободного охлаждения, наружный подает команду на переключение работы Йри этом отключается холодильная машина и устанавливается в положение, При .датчик Т схемы, переключатель П^ котором насос испарителя гонит воду через перемычку в обвод испарителя; закрывается двухпозиционный переключатель П t и вода с подающей гребенки по- ступает только к воздухоохладителю, а регулирующий клапан отключается от регулирования температуры точки росы и открывается полностью для прохода воды через воздухоохладитель^ переключатель П устанав- ливается в положение, при котором вся вода из воз- 99
духоохладителя направляется через перемычку к регу- лирующему клапану V^, который продолжает работать так же, как и в теплый период года. Температура зимней точки росы регулируется датчиком, воздейст- вующим на регулирующий клапан калорифера I подо- грева (на схеме не показаны). В приведенной схеме воздухоохладитель установлен за камерой адиабатического увлажнения. Это дает следующие преимущества в режиме свободного ох- лаждения: постоянную температуру воздуха на входе « в охладитель и отсутствие опасности его замерзания, увеличение коэффициент? теплопередачи вследствие орошения поверхности охладителя, увеличение продол- жительности работы схемы свободного охлаждения до темпера туры наружного воздуха 10-12 С. Отечественная промышленность выпускает поверх- ностные воздухоохладители с большим аэродинамиче- ским сопротивлением, что ограничивает применение схем свободмохю охлаждения. Устранение этого не- достатка достигается в схеме системы I-2-B-2 (рис. 33) [7]. Поверхностный воздухоохладитель в соста- ве центрального кондиционера отсутствует. Вместо него в циркуляционном контуре камеры орошения установлен водо-водяной теплообменник Б , через ко- торый в теплый период года в камеру подается холод- ная вода. В результате значительно уменьшается аэродинамическое сопротивление центрального конди- ционера и экономится электроэнергия. Вода из тепло- обменников ЭКД в холодный и переходный периоды го- да охлаждается в водо-водяном теплообменнике Б^. В теплый период года температура точки росы в цент- ральном кондиционере поддерживается камерой ороше- ния, работающей на холодной воде. Вода, подава- емая на форсунки камеры насосом Н^, охлаждается в теплообменнике Б водой из хладоцентра. Темпера- тура точки росы регулируется клапаном V по коман- де датчика Т . Из теплообменников ЭКД вода по- ступает к набосу Н и подается к теплообменнику Б, . в котором она охлаждается водой от хладоцентра. Постоянная температура охлажденной воды ноддер- II»
3, 3, Н зг. Рис. 33. Схема хладоснабжения с использованием ка- меры орошения центрального кондиционера для охлаж- дения первичного воздуха и вторичной Дводы 1 - камера орошения; 2 - калорифер I подогрева; 3 — ЭКД; 4 - зональный подогреватель; обменники; 3^-3 датчики температуры; L-Бя ~ тепло— в - задвижки; - Н2 - насосы; Т,- Мл ~ Vs ~ регулирующие клапаны живается клапаном V движки 3 , 3g и 3 3 и 3 закрыт. В холодный период по команде датч« открыты, а задай: 34 года температура точки росы в центральном кондиционере поддерживаете^ калорифером I подогрева. Его теплопроизводительность изменяет- ся клапаном по команде датчика . Воздух ув- лажняется в камере орошения. Вода из поддона с тем- пературой, близкой к точке росы, забирается насосом и подается на форсунки. При этом вода проходит 10»
через теплообменник , в котором тепло от воды, циркулирующей через теплообменники ЭКД, Передается воде, подаваемой на форсунки камеры орошения. Ути- лизированное тепло сообщается в камере наружному воздуху. Для обеспечения постоянной температуры зимней точки росы клапан V автоматически уменьшает пода- чу горячей воды в калорифер I подогрева. Этим одно- временно достигаются две цели - полезно использу- ются избытки тепла, выделяемого в обслуживаемых помещениях, и снабжаются холодом теплообменники ЭКД в холодный и переходный периоды года. Для осу- ществления этого режима задвижки 3^ и 3^ открыты, задвижки 3^, 3g, 3^ и 3^. закрыты. Температура приточного" воздуха после зональных тления обеспечивается кладкном V ка температуры Т^, который у—“ •вочных расчетов в ЭСКВ могут быть показатели, подогревателей в холодный период года регулируется клапаном V по команде датчика с коррекцией датчика по наружному воздуху Т^. В переходный и теплый периоды {года зональные подогреватели присо- единяютс/к трубопроводу от конденсаторов холодиль- ных машин (см.'рис. 31). Расход горячей воды на теплообменник Б в режи- ме дежурного отопления обеспечивается к лаДаном V по команде датчика температуры Т , который уста- новлен в одном (из характерных помещений здания. Для ориенти] использованы у4ельные энергетические приведенные к Расход тепл; на на на на общий расход ................... Расход холода, ккал/ч (кДж/ч) Мощность установленного оборудования, кВт: ОТОПЛ1 венти, КОНДИ) горяч)! ; з „ 1 м объема здания: I, ккал/ч (кДж/ч): ;ние............ . . гяцию.......... . . . тонирование.воздуха /ее водоснабжение . . 11 (46) 8 (33,5) 20 (84) 7,5(31,5) 46,5(190) 10 (42) на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха . . . 0,003 на холодильную станцию.............. 0,005 102
ГЛАВА Ш. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА РЕЖИМОВ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ ЭЖЕКЦИОННЫХ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЖЕКЦИОННЫХ КОНДИЦИОНЕРОВ-ДОВОДЧИКОВ ТИПА КНЭ-У Домодедовским машиностроительным заводом "Кон- диционер" освоено серийное производство двух типо- размеров ЭКД, получивших условную индексацию КНЭ-У-0.8А и КНЭ-У-1,2 (кондиционеры неавтоном- ные эжекционные универсальные, имеющие теплооб- менник длиной 0,8 и 1,2 м). В соответствии с нарядом-заказом завод-изгото- витель может поставлять ЭКД с диаметрами отверстий ( de ) в соплах 3,5,’ 4,5 и 5,5 мм. Требуемое число теплообменников, сторона присоединения воды и диа- метр отверстий сопл определяют условную индекса- цию выбранного типа ЭКД, которую указывают в на- ряде-заказе. Для расчета тепловой производительности поверх- ностных теплообменников ЭКД используют опытные данные по удельным показателям тепловой производи- тельности А и А , отнесенные к одному градусу разности начальных температур горячей воды ди циркуляционного воздуха, ккал/(ч • С •кг/м ): А и А = , Т Т.К (b-t'jp, где С»,- расход воды, кг/ч; о Сж— теплоемкость воды, ккал/(кг С); Тщ— температура горячей воды перед теплооб- менником, С; Т^— темпераtjj>а горячей воды после теплооб- менника, С; ti - температура рециркуляционного воздуха перед теплообменником, С; у? - объемная масса рециркуляционного возду- ха, кг/м . pe- rn 103
Результаты теплотехнических испытаний ЭКД в ре- жимах вынужденной конвекции обрабатывают по фор- муле (7) и находят следующую функциональную зави- симость где 6-я- количество проходящего через сопла пер- вичного воздуха* кг/ч; Cfc — диаметр сопла, мм; П - поправочный коэффициент, зависящий от схемы присоединения теплообменников. Для удобства применения иа практике зависимости вида (8) представляют в виде графиков (рис. 34 и 35). Графические зависимости показателя А приве- дены по результатам испытаний ЭКД типа КНЭ-У- 0,8А и КНЭ-У-1,2 с двухрядным теплообменником. Для варианта установки трехрядного теплообменника (однорядный теплообменник для горячей воды) пока- затели А (см. рис. 34 и 35) умножают на л. =0,64. Результаты теплотехнических испытаний ЭКД при нагреве рециркуляционного воздуха в режимах естественной конвекцияД через сопла не проходит пер- вичный воздух) обрабатывают по формуле (7) и находят функциональную зависимость удельного показателя теп- ловой производительности» Ar*-f(briT*'t<i п). (9) Зависимость вица (9) представляют в форме графи- ков (рис. 36 и 37). Графические зависимости показателя Атк приведены по результатам испытаний ЭКД типа КНЭ-У-О, 8А и КНЭ-У-1, 2 с двухрядным теплообмен- ником. Для варианта установки трехрядного теплообмен- ника (однорядный теплообменник для горячей воды) по- казатели Ат.к (см, рис. 36 и 37) умножают на л ”0,4. Для расчета хладопроизводительности поверхност- ных теплообменников ЭКД при отводе только явного тепла от рециркуляционного воздуха используют опыт- ные данные по удельным, показателям хладопроизводи- 104
Рис. 34. Опытные зна- чения удельного показа- теля тепловой произво- дительности для двух- рядного теплообменника КНЭ-У-0.8А а - при диаметре от- верстий сопл 3,5 мм; б - то же, 4,5 мм; в - то же, 5,5 мм. Кривые на графиках соответст- вуют различным расхо- дам первичного возду- ха (кг/ч): 1-48, 2 - 72, 3- 96, 4-96, 5 - 120, 6 - 144, 7 -120, 8-150, 9-180 тельности А^^, отнесенные к одному градусу разности начальных температур рециркуляционного воздуха и холодной воды ^ккал/Сч -°C кг/м3)' (Ю) 105
й„,кг1ч Рис. 35. Опытные значения удельного показателя теп- ловой производительности для двухрядного теплооб- менника КНЭ-У-1,2 а - при диаметре отвер- стий сопл 3,5 мм; б - то же, 4,5 мм; в - то же, 5,5 мм. Кривые на графи- ках соответствуют различ- ным расходам первичного воздуха (кг/ч): 1 - 96, 2 - 120, 3 - 144, 4 - 144, 5 - 180, 6 - 216,7-180, 8 - 233, 9 - 270 где tw — температура холодной воды перед теплооб- менником, С; температура холодной воды после теплообменника, С. Результаты испытаний ЭКД в режимах охлаждения рециркуляционного воздуха с отводом только явного тепла обрабатывают по формуле (10) и находят функ- циональную зависимость для показателя dc -.rt). (11) 106
Рис. 36. Опытные значения удельного показателя теп- ловой производительности в режиме естественной кон- векции для двухрядного теплообменника КНЭ-У-0.8А ЛТ — разность температур воды и воздуха на входе в теплообменник Рис. 37. Опытные значения удельного показателя тепловой производительности в режиме естествен- ной конвекции для двухрядного теплообменника КНЭ-У-1,2 лТ - разность температур воды и воздуха на вхо- де в теплообменник 107
Зависимости вида (11) представляют в форме гра- фиков (рис. 38 и 39). Графические зависимости по- казателя А приведены по результатам испытаний ЭКД типа ОХКНЭ-У-0,8А и КНЭ-У-1,2 с двухрядным теплообменником. Для варианта установки трехрядного теплообменника (двухрядный теплообменник для Холод- ной воды) показатели А (см. рис. 38 и 39) умножают на /7 = 0,95. °* При температуре наружной поверхности теплооб- менника ниже точки росы охлаждаемого рециркуляци- онного воздуха может выпадать влага из воздуха. Для определения температуры воды, при которой мо- жет произойти конденсация, следует пользоваться па- раметрическим критерием [4} Р- Р^-Рщ/Рщ'Р^ i ' (12) где PMi - давление насыщенных водяных паров при начальной температуре рециркуляционно- го воздуха по сухому термометру, мм рт. ст. (Па); Pnt - начальное парциальное давление водяных паров в рециркуляционном воздухе, мм рт. ст. (Па); давление насыщения водяных паров при начальной темп ераTvne холодной воды,мм рт. ст. "(Па) Испытаниями установлено, что режимы работы теп- лообменников ЭКД типа КНЭ-У с выпадением конден- сата наступают при значениях параметрического кри- терия Р < 0,86. Из выражения (12) определяют минимальное давление насыщения, при котором влага не конденсируется, = Р*4 ~ (Р„, - Pnt)/0,66. (13) По J- d -диаграмме влажного воздуха или по спе- циальным таблицам находят температуру воды, соот- ветствующую полученному давлению насыщения Р^ . Эту температуру можно рассчитать по упрощенной эм- пирической зависимости 108
Рис. 38. Опытные значения удельного показателя хла- цопроИЗвоцительности для двухрядного теплообмен- ника КНЭ-У-О.ВА а - при диаметре отверстий сопл 3,5 мм; б - то же, 4,5 мм; в - то же, 5,5 мм. Кривые на графиках соот- ветствуют различным расходам первичного воздуха (кг/ч): 1 -» 48, 2 - 72, 3 - 96, 4 - 96, 5 - 120, 6 -144, 7-120, 8-150, 9-180 Ч * (14) где t - температура точки росы рециркуляци- онного воздуха, °C. Производительность ЭКД по воздуху оценивают расходом первичного воздуха и коэффициентом эжекции Kn~Gr/Gnr (15) где расход эжектируемого рециркуляционного воздуха, кг/ч; расход, первичного воздуха, кг/ч. График изменения коэффициентов эжекции для ЭКД типа КНЭ-У-0,8А и КНЭ-У-1,2 в зависимости от диа- . метров сопл и расходов первичного воздуха (рис. 40) Приведен по данным испытаний в режиме нагрева рецир-- 109
a) Рис. 39. Опытные значения удельного показателя хладо- производительности для двухрядного теплообменника кна-у-1,2 а - при диаметре отверстий сопл 3,5 мм; б — то же, 4,5 мм; в — то же 5,5 мм. Кривые на графиках соответ- ствуют различным расходам первичного воздуха (кг/ч): 1 - 96, 2 - 120, 3 - 144, /%> 4 - 144, 5 - 180, 6 - 216, U 7 - 180, 8 - 233, 9 - 270 О 100 200 300 WO 0^,кг1ч куляционного воздуха. Для режимов охлаждения вводят понижающий коэффициент 0,9. График построен по результатам испытаний ЭКД с трехрядным теплооб- менником; для варианта с двухрядным теплообменни- 110
Рис. 40. Изменение коэффициента эжекции в режимах нагрева рециркуляционного воздуха цля ЭКД типа КНЭ-У (сплошная линия относится к КНЭ-У-Д.,2; пун- ктирная - к КНЭ-У-0,8А) 1 - при диаметре отверстий сопл 3,5 мм; 2 - то же, 4,5 мм; 3 - то же, 5,5 мм Рис. 41. Давление первичного воздуха перед ЭКД в зависимости от его расхода (сплошной линией показано давление перед соплами, пунк- тирной - перец камерой первичного воздуха) , 1. 2, 3 - для КНЭ-У-0.8А при диаметре сопл со- ответственно 3,5; 4,5; 5,5 мм; 2,4,5 - для КНЭ-У-1,2 при диаметре сопл соответственно 3,5; 4,5; 5,5 мм 111
Рис. 4 2. Гидравлическое сопротивление теплообмен- ников ЭКД (сплошная линия относится к двухрядному теплообменнику, пунктирная - к однорядному) 1 - КНЭ-У-1,2; 2 - КНЭ-У-0,8А ком изменение К незначительно и им можно прене- эж бречь. График для определения требуемых статическнз давлений воздушного потока перед ЭКД в зависимости 112
от диаметров сопл и расходов первичного воздуха (рис. 41) приведен для полностью открытого клапа- на регулирования первичного воздуха в ЭКД. Аэроди- намическое сопротивление гибкого патрубка, соединя- ющего ЭКД с воздуховодом первичного воздуха, опыт- ными данными (см. рис. 41) не учитывается. Опытные значения гидравлического сопротивления теплообменников для ЭКД типа КНЭ-У-1,2 и КНЭ-У- 0,8А (рис. 42) используют при гидравлических рас- четах контуров тепло- и хладоснабжения. 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИЯХ, ОБСЛУЖИВАЕМЫХ ЭЖЕКЦИОННЫМИ КОНДИЦИОНЕРАМИ-ДОВОДЧИКАМИ Скоростные и температурные поля в кондициониру- емых помещениях формируются в результате взаимо- действия приточных струй и конвективных потоков от нагретых или охлажденных поверхностей окон, обору- дования и т.д. Многочисленные эксперименты показа- ли, что при развитии струй в ограниченном объеме на- блюдаются две характерные зоны Движения воздуха: струйные течения, в которых профили скоростей почти не отличаются от профилей в свободных струях; об- ласть обратных потоков, основные интегральные ха- рактеристики которых определяются эжектирующим действием приточных струй. В зависимости от положения перьев приточной ре- шетки различают два случая выпуска струи из ЭКД: от окна в глубь помещения (вариант 'от окна'), в сторону окна (вариант 'к окну'). В обоих случаях угол наклона струи к горизонту <х = 70. При подаче охлажденного воздуха в варианте 'от окна' (рис. 43,а-в) приточная струя на наклонном участ- ке развивается практически как плоская и достигает потолка на некотором удалении от окна. Здесь она разделяется на две неравные части. Основная масса (примерно две трети) движется в глубь помещения по потолку и боковым стенам, превращаясь в веерную полуограниченную струю с углом раскрытия 180 . 113 8—610
Рис. 43. Схемы движения потоков при под'аче охлажден- ного воздуха а - "от окна" при слабом конвективйом потоке; б - "от окна" при соизмеримых импульсах ответвленного к окну и конвективного потоков; в - "от окна" при сильном конвективном потоке; г - "к окну"; 1 - ЭКД; 2 - окно; 3 - короткое помещение; 4 - длинное помещение; 5- вторичный циркуляционный контур; 6 - граница короту- кого помещения; 7 — конвективный поток от окна; 8 — разворот струи под действием гравитационных сил Меньшая часть массы ответвляется к окну. Характер циркуляции в зоне между наклонной приточной струей и окном определяется взаимодействием этой массы воздуха с восходящим конвективным потоком от на- гретого оконного стекла. Различают три случая. В первом случае (рис. 43 ,а) импульс ответвля- ющейся к окну массы струи значительно больше воз- можного импульса конвективного потока, что препят- ствует развитию последнего на участке между при- < точной струей и окном; при этом образуется единый циркуляционный контур. Во втором случае (рис. 43,6) импульс ответвля- , ющейся к окну массы струи соизмерим с импульсом i конвективного потока и у окна развиваются ниспада— 1 114
тощий и восходящий ковективный потоки. Потоки встречаются в точке, где их максимальные скорости равны, при этом образуется сложная картина циркуля- ции. В третьем случае (рис. 43,в) восходящий конвек- тивный поток, импульс которого соизмерим с импуль- сом приточной струи, достигает потолка; вся масса приточной струи и конвективного потока направляется от окна в глубь помещения. В реальных условиях вто- рой и третий случаи практически не встречаются. При подаче охлажденного воздуха в варианте 'к окну" (рис. 43,г) наклонная приточная струя на не- котором удалении от -ЭКД настилается на оконное стекло. Небольшая часть ее массы ответвляется вниз, образуя замкнутую вихревую зону, а основной поток, достигнув потолка, превращается из плоской пблуограниченной струи в веерную полуограниченную с углом раскрытия 180 . Особо следует выделить случай, когда приточная холодная струя при движении от ЭКД к потолку под действием архимедовых сил, направленных противопо- ложно истечению, может развернуться, в рабочую зо- ну, не достигнув потолка, или оторваться от него после настилания (рис. 43,в, г). Подобные случаи приводят к существенному нарушению комфорта. Схемы циркуляции воздушных потоков при движении в глубь помещения для вариантов "от окна* и "к ок- ну" аналогичны. Приточная струя под потолком сме- шивается с конвективными потоками, развивающимися на участках окна, не обдуваемых струей от ЭКД, и продвигается в глубь помещения. В коротком помещении струя под потол- ком, встречая препятствия в виде торца и боковых стен, разворачивается вниз и движется в сторону ок- на, создавая обратный поток, который постепенно рас- падается и питает основной поток. Если струя при движении вглубь не достигает тор- па (длинное помещение), то на некотором уда- лении от окна она отрывается от потолка и развора- чивается в противоположную сторону, создавая обрат- 115
Рис. 44. Схемы движения подаче теплого воздуха на"; б - " к окну*; 1 — ЭКД; 2-окно; 3 - короткое мещение; 4 - длинное 5 - вторичный циркуляционный тур; 6 - граница короткого ния; 7 - конвективный поток на; 8 - разворот струи под вием гравитационных сил ♦ потоков а - " при от ок- по- помещение; кон- помеще- ок- дейст- от ный поток, который затем вновь подмешивается приточной струе. Таким обрдзом, струя как бы эжек тирует сама себя. Наличие отрицательных архимедо. вых сил в струе способствует более быстрому ее от рыву от потолка. В длинном помещении между сече нием разворота струи и задней торцевой стенкой воз- никает один или несколько (в зависимости от длины помещения) вторичных циркуляционных контуров. При подаче теплого воздуха в варианте (рис. 44,а), как и при подаче холодного часть массы приточной струи под потолком ется в сторону окна и, опускаясь вдоль оконного стекла* эжектируется основной струей. В зо- не между струей и окном образуется единый циркуля? ционный контур. При подаче теплого воздуха в варианте "к окну' (рис. 44,6) схемы движения потоков у окна схожи < вариантом на рис. 43, г с той разницей, что конвек- тивный поток вдоль холодного стекла направлен внизд В большинстве практически встречающихся случаев импульс приточной струи значительно больше возмож- от окна воздуха* ответвляя холодногс 116
ного импульса ниспадающего конвективного потока, что препятствует развитию последнего на участке окна, омываемом струей от ЭКД. В обоих вариантах, достигнув потолка, теплая при- точная струя развивается- вдоль него как веерная по- луограниченная с углом раскрытия 180 . Эжектиру- ющие свойства струи заставляют ее оторваться от потолка и развернуться в обратную сторону к окну, а направленные противоположно потоку архимедовы силы препятствуют этому. Поэтому разворот теплой струи происходит дальше, чем разворот холодной или изо- термической струи. Особо следует выделить случай (рис. 44,а), когда теплая приточная струя, после поворота в глубине по- мещения или вдоль торца, под действием архимедовых сил разворачивается обратно к потолку. Отрыв может прорзойти также и после касания струей пола. В обо- их случаях создаются условия для проникновения в рабочую зону холодных конвективных потоков от окна. При этом значительно возрастает перепад температур по высоте рабочей эоны. Для предупреждения проник- новения холодных потоков рекомендуется устраивать совмещенные приточно-рециркуляционные решетки по всей длине подоконника. Характер развития воздушных потоков в длинных и коротких помещениях аналогичен, с той разницей, что в торцевой части длинного помещения образуется один или несколько циркуляционных контуров. . Сравнение температурно-скоростных полей, полу- ченных при двух различных способах выпуска струи из ЭКД ("к окну" и "от окна"), показывает, что для со- здания микроклимата оба способа примерно равноцен- ны. Однако при выпуске струи "от окна" коэффициент теплопередачи окна значительно меньше, чем при вы- пуске струи "к окну". По сравнению с нормируемым коэффициентом теплопередачи (подсчитанным для уста- новки под окном отопительного прибора) коэффициент обдуваемой части окна увеличивается при варианте 'от окна" примерно на 10%, а при варианте 'к окну" — на 20%. Средняя температура оконного стекла при вари- 117
тепла и ЭКД в на- при точной зоны при описании анте к окну даже в расчетном режиме холодного пе- риода года всего на 1—1,5 С больше, чем при вари- анте "от окна", что не сильно влияет на микроклимат помещения. Поэтому для экономии расходов холода рекомендуется выпускать струи из правлении "от окна". Рассмотрим закономерности движения • струи* от места ее выпуска до рабочей варианте "от окна". При математическом процессов движения воздуха приняты следующие допу- щения. JL. Единственным источником конвективных потоков в помещении является охлажденная или нагретая по- верхность окна. В теплый период года это соответстч вует установке межстекольных солнцезащитных устЦ ройств, значительно снижающих прямую солнечну радиацию. 2. Удельный секундный тепловой поток q при теп лообмене струи с поверхностью окна принима'ется пс стоянным по площади. 3. Рассматриваются кондиционируемые помещена с избыточным давлением, в которых влияние инфильт рапии на микроклимат незначительно. 4. Рассматривается типовой модуль помещения, об служиваемый одним ЭКД, при отсутствии мебели других помех, препятствующих развитию струй (све тальники поперек потока, выступы наружной стены на окном и т. д.). 5. Влияние расположения вытяжного отверстия н воздушные потоки в помещении не учитывается вслед ствие малых расходов вытяжного воздуха в система с ЭКД. 6. Влияние пристенного пограничного слоя на витие струи ограничено лишь ее теплообменом с раждениями. 7. Для длинных помещений приточная струя сматривается как свободная лишь на участке от pa' о pa пр Ж В разработке теоретических основ воэдухораспред ния от ЭКД принимал участие канд. техн, наук М.Я. П 118
точной решетки до потолка. По остальному контуру циркуляции учитывается стеснение струи. Для корот- ких помещений приточная струя рассматривается как свободная по всему основному контуру циркуляции. 8. Профили скоростей и температур как в свобод- ныхГ"так и в стесненных струях сохраняют подобие и описываются зависимостями для свободных струй. Хо- тя это положение для стесненных струй строго не со- блюдается, однако нарушение его не столь велико, чтобы привести к существенным ошибкам. Для описания профилей продольных скоростей и температур в струе использованы зависимости Рай- хардта, рассматривающие струю в виде асимптотиче- ского пограничного слоя и = и„-е ; (16) в = е г (17) где и, в - скорость и перепад температур в струе и за ее пределами; ит, в„ - максимальная ско- рость и перепад температур в струе и за ее пре- делами; у - поперечная координата струи; х - продольная координата струи; с = 0,082 - экс- периментальная константа; Рг# = 0,7 - отноше- ние коэффициентов турбулентного переноса им- пульса и тепла в неизотермических струях (тур- булентное число Прандтля); х0 — фиктивное рас- стояние. Параметр х„ введен в уравнения (16) и (17) для того, чтобы приспособить их для описания профилей скоростей и температур вблизи истечения. 9. Из допущения п. 8 вытекает также допущение о равенстве углов расширения свободной и стеснен- ной струи. Область, занимаемая прямым потоком (как обычно принимается в теории асимптотических погра- ничных слоев) определяется как объем, ограниченный плоскостью, где = 0,05, т. е. угол расширения струи сохраняется таким же, как и в моделях погра- ничного слоя конечной ширины ( ft = 23 ). 119
10. Профили течения в обратном потоке описыва- ются с помощью аппроксимации экспериментальных данных. 11. При расчете стесненного течения наряду с законом сохранения массы используется гипотеза Г. Н. Абрамовича о постоянства суммы абсолютных значений импульсе® в прямом V обратном потоках для любого поперечного сечения. Расчеты показывают, что доля начального импульса, затраченного на образова- ние вторичного циркуляционного кольца (колец) в длинных помещениях, а также уходящая с потоком воздуха через противоположный истечению торец? не превышает 4%, поэтому ею можно пренебречь, т. считать |^пр! 1^обр| где 7 , 7 , 7Л — соответственно импульсы пря-* пр обр и * мого, обратного потока и на, истечении. (18) ♦ рассма тривае тс; ермическо» С .учетом сделаннах допущений распространение струи в и з о т режиме. Расчетная схема приведена на рис. 45; Начальный импульс струи; Л = kip “т.о b° t' » (19) пр приточи где - поправочный коэффициент на неравноме| ность начального импульса, определяемый эк периментально; р - объемная масса возду> и„д ~ максимальная скорость в начальном филе струи; Ьо, 1в - ширина и длина решетки. На удалении от приточного отверстия импульс равен импульсу в поперечном сечении клонной струи 7Н - Л = 2ph Ju* dy. Интегрированием (20) с использованием выра ния (16) получим начали (20 120
Рис. 45. Расчетная схема при ва- рианте "от окна" (короткое поме- щение) ЖР ( Zo + Zu) С. (21) Выражение для относительной (отнесенной к итв ) осевой скорости в наклонной струе ( йт.н ) можно получить, приравнивая формулы (19) и (21) ГкГ 1_______ U'”H = Vc/F ’ (22) г«е относительная длина фиктивного рас- стояния; З’^н/Ьь- относительная длина продольной координаты струи на наклонном уча- стке, отсчитываемая от приточной решетки. Значение z0 определяют из выражения (22) при ит.п = 1 и хн = О'- zo-К/ствг. (23) Подставляем зависимость (23) в выражение (22) (24) 121
Струя после прохождения наклонного участка на- стилается на потолок. Уравнения импульсов количест- ва движения в точке деления потока при встрече струи с потолком ^н = Д>*.^п , (25) .7П - 7^ ♦ 7Н созос , (26) где 7П,7П - импульсы потоков, движущихся вдоль потолка соответственно от окна и к окну. Решая систему уравнений (25) и (26), получим: Л “ J (1+смЛ). (27) В коротком помещении при движении струи по по- толку импульс 7П практически не меняется где *о-п вдоль ерной fan * Xn) dy (28) - осевая скорость в струе вдоль потолка; - фиктивное расстояние для веерной стру| потолка; х„ - продольная координата ва, струи вдоль потолка, отсчитываемая о? точки пересечения оси наклонной струи с плоско стью потолка. Относительную осевую скорость в струе вдол потолка ( йтп ) определяют по уравнению (27 при подстановке в него 7П из (28) и 7в из (19) Л.п*хп* (29 ГДе Хоп « ; Хп ж Хп/</уе» 5 ®^услв 1/^0 условный диаметр веерной струи. В выражении (29) неизвестна величина Хо.п . д. ее нахождения составим уравнение распределения ма совых расходов воздуха при встрече струи с пото. ком. Примем допущение^ что со стороны окна к н, клонной восходящей струе подмешивается такое > количество воздуха, которое ответвляется затем о ратно в сторону окна при делении потока. Тогда ма. са струи, поворачивающая в сторону окна вдоль по— толка 122
м = .|(М + М ), ' (30) п 2 о н где М - масса воздуха, выходящего из приточной решетки; М — масса воздуха в наклонной струе при встрече с потолком. Определим значения массовых расходов, входящих в уравнение (30) М о Л Р ) (31) где ки _ поправочный коэффициент на неравномер- ность начального скоростного профиля струи, оп- ределяемый экспериментально ео Мн~2jputody; (32) Mn = Jр изг (х0+хп) dy. (33) Интегрированием выражений (32) и(33) получаем М и М . Подставляем известные величины в урав- нение (§0) и решаем его относительно х0.п г „ с ^2зг Z, (20 -Z* '+ J(u °п ся’'1/25’в(’/*соза.Л где x9~z9/dVA. > (34) (35) Масса воздуха М , определяемая из выражения (32), отнесена к сечению в струе, отстоящему от по- толка на расстояние ха. На этом расстоянии статиче- ское давление в струе начинает возрастать, а ско- рость соответственно уменьшаться. После поворота под потолком статическое давление переходит в дина- мическое и скорость в струе вновь возрастает, Уча- стки струи перед поворотом ( zg ) и после поворота ( х9 ), на которых осевая скорость не подчиняется закономерностям свободных и полуограниченных струй, будем считать равными по длине; назовем их участ- ками деформации струи (с индексом у ). Для струи, натекающей на перпендикулярную ей плоскость, по данным Э. Юодиса [в] 2а= Q25(zo + zJ. . (36) 123
Для отруи, натекающей, на плоскость под углом а , будем считать острым 2# = 0,25(zo^Zn) since. (37) При определении х*я масса воздуха М отнесена к сечению, где хп = х* . При дальнейшем движении по потолку струя дости- гает торца и вдоль него опускается вниз, в рабочую зону. При этом она вновь превращается из веерной в плоскую, поскольку ее расширение ограничено потока- ми, движущимися по боковым стенкам помещения. Импульс плоской струи, опускающейся по торцу f JT » >0 В **т) c^l2-> (38) где В - ширина помещения, приходящаяся на одну струю; Хт - продольная координат^ плоской струй вдоль торца, отсчитываемая от потолка вниз; хлг - фиктивное расстояние для плоской струи вдоль торца. Доля импульса веерной струи, приходящаяся на торцевую стенку, Приравниваем (38) и (39), получаем формулу для относительной осевой скорости в струе вдоль торца - _.-,fi2e('/*cosrt)arctg^Xn . . ---------(40) С использованием формулы (28) импульс ?т = • ( 41) Найдем значение X . Будем считать, что по- ворот струи происходит Практически без потери им- пульса, а скорости в струе в начале участка дефор- 124
мации до поворота и в конце участка деформации ле поворота равны. Приравняем выражения (38) пос- и (42) (43) пола 7 - 2fx..n-*xn-x;/arctg ^хп Ло.т g Л9 > где х,' = 0,25 (хлл-¥хп). Обогнув торец, струя движется далее вдоль в сторону окна. Если считать, что ее форма остается плоской, то по аналогии с формулой (40) относитель- ная скорость на оси струи в рабочей зоне и arctg "Р ’ (44) где хр - относительная текущая длина рабочей зоны, отсчитываемая от торцевой стены в сторону окна; _ х; - 0,25 fxeT*xT;. (45) Длину участка деформации х£* при подтекании струи к подоконнику определяют по формуле = 0,25 * хт - <?х' *хР/ (46) Для проверки аналитических зависимостей был про- веден эксперимент на стенде, представлявшем собой помещение типового модуля в натуральную величину шириной 2,5 м, высотой 3 м, длиной 3,9 м. Под окном был установлен ЭКД типа КНЭ-У-1,2 с при- точным отверстием шириной 0,1 м, длиной 1,2 м. Коэффициент живого сечения приточной решетки К = =0, 78.Высота подоконника 0,7 м. При эксперименте были определены коэффиценты А, = 0,37 и Ли=0,6. Были сопоставлены теоретические и эксперимен- тальные значения относительной осевой скорости в струе по всему контуру циркуляции (вариант 'от ок- на"). Как и ожидали, на всех участках деформации струи экспериментальные данные оказались значи- тельно меньше теоретических зависимостей (рис. 46). На остальных участках движения струи эксперимен— 125
Рис.46. Изменение осевой скорости на участках движ ния струи при варианте "от окна" в коротком помещен (знаком + обозначены экспериментальные точки) а - наклонный участок} б - под потолком; в - вдоль то; па; г - в рабочей зоне тальные значения близки к соответствующим теорети- ческим. В коротком помещении максимальная относительная скорость воздуха в рабочей зоне находится на рассто- янии X,* от торца (см. рис. 50,г). Для ее нахож- дения последовательно рассчитывают z„ , z9 , j?a, 126
—I — —И — Хе п , I л *от * xt > u”t> соответственно по формулам (23), (37), (35), (34), (43), (42), (45), (44). При определении максимального значения й„.р по формуле (44) вместо Яр необходимо подставлять х; . Указанная выше последовательность формул для определения легко может быть трансформиро- вана в алгоритм пля расчетов на ЭВМ. Значение й„.р связано с абсолютной максималь- ной скоростью в рабочей зоне итр и производитель- ностью ЭКД по приточному воздуху Z.np соотношением (47) где f — живое сечение приточной решетки соот- ветствующего типоразмера ЭКД. • Задаемся в соответствии с рекомендациями (см. п. 1{гл. I), подставляем известные значения в выражение (47) и определяем L пр В длинном помещении (рис. 47) в соответствии с допущением п. 7 учитывают стеснение струи в пря- мом потоке под потолком и в обратном потоке у пола. Поэтому методика расчета после уравнения (27) ме- няется. Импульс прямого потока, выраженный через харак- теристики стесненной веерной полуограниченной струи по аналогии с уравнением (28) 6*о.п*^«7^сл (48) (знак * означает, что параметры относятся к стесненному потоку). Для тупиковой схемы воздухообмена (воздух подается и удаляется с одной стороны) масса обратного потока равна массе прямого потока М* -м*« ——(х *Jr 1 ‘о»р "пр ит.п (Ло.п лв/ — усл (49) Масса обратного потока, выраженная через его среднюю скорость ve* 127
Xgrnop Рис. 47. Расчетная схема при варианте на' (длинное помещение) от ок- 0,5H (50) (52 его сре (53 неравна помещения; помещения; Мовр — р~и*р В(НiK)d^ , - относительная высота - относительная , ширина - относительная ширина прямого пото-s где R=H/dw В » E^/Cfyc* ка; Ья~ (Хо.п + Хя)1<} % . (51); Приравниваем значения М*вр по формулам (49) и (50) и находим Um.„(x^xKP Выразим импульс обратного потока через нюю скорость использованием выражения Лв₽ р \£Е. ц* г к + yg ит.п ( лопт “усл ъ(н где ^0,р - поправочный коэффициент на мерность импульса обратного потока. Подставляем значения импульсов из формул (48), (53) и (19) в уравнение (18), получаем выражение для определения относительной осевой скорости пря- мого потока 128
и: (54) подстав— значения Um. п . п* (х^х^ При подсчетах по формуле (54) следует пять значения й„„ из формулы (29), а хоп соответственно из формулы (34).-. По экспериментальным данным Урбаха [10j; вы— числен к,0бр= 0,875. По этим же данным . принято, соотношение между средней и максимальной скоростью обратного потока (S3} Подставляем это соотношение в формулу (52),. получаем выражение для максимальной относительной скорости обратного потока Из уравнения (56) можно определить координату начала развдрота прямого потока ( Zp ). Для этого, примем гипотезу, согласно которой начало разворота находится там, где скорости прямого и обратного потоков равны. Принимаем и вы- ражаем с помощью уравнения (51), из уравне- ния (56) находим хр = 1,163 В Если принять ширину зоны разворота потока О,5Н, то глубина проникновения приточной струи из ЭКД в помещение (считая от плоскости окна} хг= 1163Ъ[^% + 1,72 ^)^-tq%]-xM+(}5#+xtj5&) где х, = (Н-И„) ctgof + /п, (59) ^п~Йп/^^К — относительная высота подоконни- ка; относительное расстояние от центра приточной решетки до окна. 9—630
Для проточной схемы воздухообме- на (воздух подается и удаляется с противоположных сторон помещения) введение массы первичного воз- духа в уравнение неразрывности существенно ослож- няет вид получающихся зависимостей. Проведенные расчеты показали, что для рассматриваемого случая с ЭКД масса первичного воздуха мала по сравнению с массой перемещаемого воздуха, поэтому изменение относительных скоростей в прямом и обратном пото- ках почти одинаково при тупиковой и проточной схе- мах. В практических расчетах удобнее пользоваться бо- лее простыми зависимостями для тупиковой схемы. Рассмотрим далее распространение приточной струи в на неизотермическом режиме, Приращение импульса в свободной наклонной участке от приточной .решетки до потолка струе; равно- архимедовой силе на данном уровне z t» * ©о jZpu*dq=2g slnocpfifOdy, (60) где J5 - коэффициент объемного расширения воздухе Подставив в уравнение (60) значения и и 0 из (16) и (17), получим: /йХ.к.н<2в+2ну=Агв (61 где Ьг0=дЬорвт.в/и^,.о - начальный критерий Ар химеда; относительная осевая температура в наклонной струе; < относительная осевая скорость в неизотермиче- ской наклонной струе. Найдем значение Вт.» . Для этого запишем уравнение удельного теплового импульса в струе двояким образом QM~2crpeafu0ty; (62) Он-0о-«к (63) »зо
где <?0 ~ начальный удельный тепловой импульс; оек — коэффициент конвективной теплоотдачи ок- на; h - высота окна; too - температура поме- щения; tw — температура внутренней поверхности оконного стекла. Подставляем значения и и 0 из (16) и (17) в уравнение (62), получаем 9п1МС(2о*гн) V2 4- рг ' (64) Начальный удельный тепловой импульс Со= ktu„.e ет.о Ь„р«, ct , (65) где kt - поправочный коэффициент на неравномер- ность начального удельного теплового импульса, опре- деленный экспериментально; • fimo ~ ^т-о ~ начальная избыточная осе- вая температура в струе. Подставляем значения Z?H из (64) и Qa из (65) в (63), получаем 0т.„ = --- ------ , (66) 2 Чтмм fo*%ц)С у2(1+ PrJ где St0= Ср) - критерий Стантона; h~h/bo- относительная высота окна; t<») — относительная разность температур окружающего воздуха и внутренней поверхности оконного стекла. Подставляем полученное выражение для 0тн в уравнение (61) и дифференцируем, получаем выраже- ние для относительной осевой скорости в плоской струе на наклонном участке с учетом ее неизотер— мичности и теплообмена с поверхностью окна. При подаче холодного воздуха "Дк.Г sinaf/-Zz4 jArt4^AraSi, [2ze(1-u^)-3zJ[Qi) 131
Для струи теплого воздуха перед вторым и тре- тьим членами в правой части выражения (67) знаки меняются на противоположные. Расчеты показывают, что третий член справа обыч- но на два порядка меньше первого члена, поэтому можно записать «М.Н.Л= “м-н' 10'7kt sin« (1- Аг.. (68) Если в уравнении (68) приравнять <7ЛНЛ = О» то можно определить предельное значение критерия Аг0 , ниже которого струя холодного воздуха настилается на потолок помещения . _____________________ °" 10,7 kt since (1-й3тц) ’ (69) Дальнейшее математическое описание распростра- нения приточной струи в неизотермическом режиме существенно усложняется в связи с необходимостью учета многих факторов, из которых наиболее важны: влияние остаточных архимедовых сил в струе при ее развороте к окну в глубине помещения; учет теплообмена струи с ограждающими поверх ностями; учет взаимодействия струи с конвективными пото ками; изменение траектории неизотермической струи пр ее развороте в глубине помещения и т.д. Анализ экспериментальных данных подтверждав чрезвычайно сложный характер описанного выше дви жения потоков теплого и холодного воздуха. Можн отметить следующие закономерности в изменения температурно-скоростных полей при неизотермически режимах. Скорости движения воздуха в рабочей зон помещения, измеренные в эксперименте на уровня 0,1, 1 и 1,8 м от пола, значительно меняются колебаниях тепловой нагрузки и соответствующей симилянионной разности температур &tac . П] ас- При подаче холодного воздуха и полном охвате по: щения циркуляционным контуром наибольшие скорости наблюдаются на уровне О, 1 м, а наименьшие - на- 132
уровне 1,8 м от попа. Такое же соотношение, но ме- нее ярко выраженное, сохраняется в изотермическом режиме. При подаче теплого воздуха с увеличением степени неизотермичности приточной струи происходит перераспределение скоростей, в результате которого наибольшие скорости наблюдаются на уровне 1,8 м, а наименьшие - на уровне 0,1 м от пола. Средний уровень скоростей в рабочей эоне при по- даче холодного воздуха выше, чем при подаче теплого воздуха, что объясняется, очевидно, наличием оста- точной ассимиляционной разности температур при раз- вороте и превращении струи в обратный пбток. В ре- зультате разной плотности воздуха струи и окружа- ющей среды появляется дополнительный импульс, ко- торый в зависимости от направления действия усили- вает или ослабляет импульс обратного потока. При подаче холодного воздуха теплоизбытки асси- милируются приточной струей вдоль окна и под потол- ком; поэтому после поворота струи в рабочую зону остаточная ассимиляционная разность температур в ней невеликй. Этим объясняется также равномерность температурных полей по высоте и ширине в рабочей зоне при подаче холодного воздуха; градиент обычно не превышает 0,6 С. Исключение составляют случаи отрыва и падения струи в рабочую зону, оговоренные предельным значением критерия Аг0 по уравнению (69). При подаче теплого воздуха теплопотери помещения компенсируются приточной струей вдоль окна, а также непосредственно в рабочей зоне, куда поступают хо- лодные ниспадающие конвективные потоки от окна. Поэтому в режимах, близких к расчетным, остаточная ассимиляционная разность температур в струе после поворота ее в рабочую зону достаточно велика. Этим и объясняется перераспределение в обратном потоке скоростей при подаче теплого воздуха. Нарушается также равномерность распределения температур по высоте рабочей зоны. Эксперименталь- но установлено, что максимальный градиент4 темпера- 133
Рис. 4 8. Пример изменения скоростей движения воздуха в рабочей зоне для короткого помещения (длина 3,9 м, высота 3 м, ширина 2,5 м) 1 - на уровне 0,1 м; 2 — на уровне 1м; 3 — на уровне 1,8 м тур по высоте рабочей зоны» нормируемый гигиени- стами не более 2 С, обеспечивается при соотношении (70) где - зимняя расчетная ассимиляционная разность температур, С; Н - высота помеше— ния, м. Типичное распределение средних скоростей по уров- ням для короткого помещения при работе ЭКД типа КНЭ-У-1,2 с подачей теплого и холодного воздух приведено на рис. 48. г При расчете воздухообмена в помещении, -обслужи ваемом ЭКД, рекомендуется за расчетную принимат максимальную скорость вблизи пола в изотермическо! режиме. Такая рекомендация обосновывается следу ющими доводами: режимы, близкие к изотермическому, наблюдаются большую часть года; скорости движения воздуха вблизи пола больше, чем на других уровнях, большую часть года; скорость движения воздуха вблизи пола в изотер- мическом режиме является средней по отношению ко 134
всему расчетному диапазону изменения скоростей в рабочей зоне; влияние на микроклимат повышения скоростей летом и понижения их зимой компенсирует- ся изменением температуры ограждений (прежде всего температуры остекления). Оё та точная ассимиляционная разность температур в стр^е при развороте объясняет также изменение глубийы проникновения струи в помещение. При подаче холодного воздуха тяжелая струя быстрее отрывается от потолка, сокращая глубину проникновения. При по- даче тёплого воздуха подъемная сила в струе дольше не дает ей оторваться от потолка. Поэтому глубина проникновения теплой или холодной струи по сравне- нию с изотермическим режимом изменяется примерно на ± 15%. 3. РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА ПРИ ПОДОКОННОЙ УСТАНОВКЕ ЭЖЕКЦИОННЫХ КОНДИЦИОНЕРОВ-ДОВОДЧИКОВ В зависимости от выбранного типоразмера ЭКД и габаритных размеров обслуживаемого модуля опреде- ляют производительность ЭКД по приточному воздуху i-typ • При подборе ЭКД следует выполнять следующие ус- ловия: возможность конструктивного размещения ЭКД в подоконном пространстве; создание скорости дви- жения воздуха в рабочей зоне помещений в соответ- ствии со СНиП Ц-33-75; удовлетворение потреб- ности помещения в тепле, холоде и свежем воздухе; бесшумность работы оборудования; поддержание влаж- ности в обслуживаемых помещениях в пределах ком- фортной зоны. По техническим характеристикам ЭКД типа КНЭ-У устанавливают в подоконном пространстве помещений высотой не более 3,5 м, так как в помещениях боль- шей высоты теплопотери и теплопритоки не компенси- руются из-за увеличения оконных проемов. Типоразмер ЭКД и их число подбирают с учетом их конструктивных, аэродинамических и теплотехниче- ских характеристик, а также габаритных размеров об— 135
во 'Слаживаемого помещения. При этом принимают внимание следующие соображения: минимальная ширина (по наружной стене) с гстве для КНЭ-У—Q.8A »водками в подоконном пв под- (7 l)i найбо- : высота ^^~^-"для КНЭ-У-1,2 <2 mJ максимальная ширина (по наружной стене) модуля, который можето^служйвать ЭКД, в зависимости от аэродинамических и теплотехнических характеристик для КНЭ-У-О,8А 2,25 м, для КНЭ-У-1,2 j ы. Ъ’сли ширина помещения менее 3 м, то ее И при- нимают за.ширину расчетного модуля В. ЕслИ шири- на помещения В равна или более 3 м, то определяют ширину расчетного модуля В , задаваясь числом ЭКД, у/} исходя из минимальной и максимальной ширины обслужжаемого модуля В = Be/N Если получена ширина модуля В 1,5-2,25 м, тр устанавливают ЭКД типа КНЭ2У-0,8А, если ширина модуля 2—3 м-устанавливают ЭКД типа КНЭ-У-1,21. Для определения максимальной глубины проникнове- ния приточной струи в помещение / , а также производительности ЭКД по приточному воздуху построена номограмма (рис. 49). При ее по использованы формулы (56) и (58), а также лее часто применяемые при проектировании приточного отверстия ЭКД от пола Ап - 0,7 м; рас- i стояние центра приточного отверстия ЭКД от плоско- сти окна т = 0,2 м; угол наклона перьев приточной ; решетки ск = 70 к горизонтальной плоскости; перья отклоняют приточную струю туг окна вглубь помеще- ния; живое сечение приточной решетки ЭКД приня’^о = (равным ;0,8 площади ее габаритного сечения. В соответствии с выбранным типоразмером ЭКД, < 'шириной расчетного модуля В,, высотой помещения / И по номограмме на рис. 49 находят максимальную глу- бину проникновения приточной струи в помещение /*ак<:. При глубине помещения, значительно большей, чем 7 , следует применять комбинированные системы с дополнительной подачей воздуха во внутреннюю зону 136
Рис. 49. Номограмма цля расчета глубины проник- новения струи и производительности ЭКД по при- точному воздуху (сплошные линии относятся к КНЭ-У-1,2, пунктирные - к КНЭ-У-О,8А) 1 - при высоте помещения 2,5 м; 2 - то же, 3 м; 3 - то же, 3,5 м; 4 — максимальная скорость в рабочей зоне; 5 - максимальная скорость в профи- ле приточной струи для КНЭ-У-1,2; 6 - то же, цля КНЭ-У-О,8А По номограмме на рис. 49 в зависимости от В, Н и типоразмера ЭКД определяют также । относительную максимальную скорость воздуха в рабочей зоне об— 'служиваемого модуля при изотермическом режиме ра- боты ЭКД ~ ^т.р г (7 2) Де Um.,, - максимальная скорость в профиле ско- ростей на выходе из приточной решетки ЭКД, 137
м/с; 4/ж.р - максимальная скорость воздуха в рабочей зоне обслуживаемого модуля при изотер- мическом режиме, м/с. Задаваясь величиной и„.р и по выбранному типо- размеру ЭКД по номограмме (см. рис. 49) находят про изводительность ЭКД по приточному воздуху L , а также соответствующую ей ито . Рекомендуется за- даваться скоростью и.тр в диапазоне 0,15-0,2 м/с. Максимально допустимое значение начального кри- терия Архимеда Ar0 Kp s при котором обеспечивается; устойчивое настилание струи из ЭКД типа КНЭ-У на потолок помещения при подаче холодного воздуха, за висит от высоты помещения Н и может быть опред^ лено по графику (рис. 50). Одним из основных факторов, определяющих крите рий Аг0( является ассимиляционная разность темпе ратур В теплый период года (между воздухом помещения и приточным воздухом), которую опреде ляют по формуле ♦ atn = —MSB. Я * ^прРлр СР (73 _ макс где Z? _ изб.я ные избытки по явному теплу модуле, ккал/ч; р ного воздуха, ют о J 1 - удельные (на один ЭКД) максимал в обслуживав! - объемная масса прит кг/м 1 (ориентировочно прини! „г р =1,2 кг/м3), Ср - удельная теп емкостЕ воздуха, ккалАкг • ’С). Фактическое значение начального критерия Арх меда АгОф может быть определено по графику рис. 50 в зависимости от и L„r . Если Аг0 < АгО |ф , то приточная струя будет устойчиво наст латься на потолок помещения. Если Аг0.ф > Аг0.! то приточная струя может не достигнуть потолка упасть в рабочую зону вблизи подоконника. Такой f жим возникает, если максимальные избытки тепла a здаются внутри рабочей зоны (например, за счет р; боты тепловыделяющего оборудования). 138
Рис. 50. График для определения критического и фактического значения критерия Архимеда (сплош- ные линии относятся к КНЭ-У-1,2, пунктирные - к КНЭ-У-0.8А) Для уменьшения Агвф следует либо снизить мак- симальные выделения тепла в помещении и уменьшить , либо увеличить расход воздуха Lnv (если это не приведет к превышению допустимой скорости в ра- бочей зоне). Затем проверяют ассимиляционную разность темпе- ратур at*c для холодного периода года (между при- точным воздухом и воздухом помещения) по формуле макс (74) где QMaKC пот.я максималь— At “ , °* ^п₽Рп₽С|> - удельные (на один ЭКД) ные потери по явному теплу в обслу- живаемом модуле, ккал/ч. 139
Если полученное значение удовлетворяет вы- ражению (70), то следует ожидать благоприятного распределения температур и скоростей движения воз- духа в рабочей зоне помещения. В противном случае следует либо уменьшить удельные теплопотери, либо повысить Znp (если это не приведет к превышению допустимой скорости в рабочей зоне). Если глубина помещения меньше I , опреде- ленной по номограмме рис. 49, скорость движения воздуха в рабочей зоне следует рассчитывать по ме- тодике для коротких помещений. Все -остальные характеристики ЭДК - диаметр сопл, число теплообменников, расходы первичного (све-, жего) воздуха, тепла, холода - определяют в зависи- мости от выбранного типа системы (см. п. 4 насто- ящей главы). Пример. В административном здании с повышен- ными требованиями комфорта проектируется ЭСКВ. Рассчитать воздухораспред^ление для типового поме- щения шириной В = 6 м, глубиной L = 6 м, высотой Н = 3 м. Остекление Ленточное, высота окна h =j я2,3 м, ширина окна равна ширине помещения. Сум-! мерные теплоизбытки помещения по явному теплу! 2# зб = 1600 ккал/ч, из них теплопритоки че-1 рез окно 50 О ккал/ч; теплопотери зимой через ок4 но EQok=1700ккал/ч ( с учетом повышения коэ-М фициента теплопередачи обдуваемой части окна на 10%* Решение. 1. Задаемся числом ЭКД, по фор- J муле (71) определяем возможную ширину расчетного модуля; при N = 2^ В = 6/2 = 3 м; при N = 3 В = 6/3 = 2 м. Таким образом, в помещении можно установить ли- бо два ЭКД типа КНЭ-У-1,2, либо три ЭКД типа КНЭ-У-0.8А. ’ 2. По номограмме на рис. 49 находим I дпя двух возможных вариантов. Для варианта с КНЭ-У- 1,2 /макс = 5,25 м,для варианта с КНЭ-У-0.8А 140
! макс = 4t8 м (длинное помещение). Выбираем пер- ый вариант, поскольку глубина проникновения струи пиже к глубине помещения. Дополнительным преиму- ществом варианта с КНЭ-У-1,2 являются более низ- ие капитальные и эксплуатационные затраты за счет □крашения числа ЭКД. За ширину расчетного модуля ринимеем В = 3 м. 3. Поскольку глубина проникновения приточной струи незначительно отличается от глубины расчетно- го модуля, дополнительно подавать воздух во внутрен- нюю зону не требуется. 4. По номограмме на рис. 49 при ширине модуля В = 3 м, высоте Н = 3 м для типоразмера" КНЭ-У- 1,2 находим йт.р = 0,064. 5. Задаваясь величиной ит.„ = 0,185 м/с. по но- мограмме на рис. 49 находим L = 600 м3/ч, >3 м/с. _НЕ---------------- * 6. По графику на рис. 50 находим максимально допустимое значение Агакр , при котором струя ус- тойчиво настилается на потолок помещения. При Н = !3 м А*о.кр= 0,0065. 7. Для определения Аг0.ф вычисляем по фор- муле (73) 1600 : 2 600 • 1,2 • 0,24 4,63 8. По графику на рис. 50 при = 4,63 = 600 м3/ч для КНЭ-У-1,2 < АГо кр » град. и L 600 м°/ч для КНЭ-У-1,2 Аголр== 0,0017. Поскольку АгОф<АгО Кр , то устойчивое настилание приточной струи на потолок обеспечено. 9. Вычисляем л/’с по формуле (74): &ti = 1700 : 2 at 600’1,2 0,24 Ю. Проверяем значение = 4,92 град. по выражению(70) 4,92 < 2x3. Следовательно, ЭКД по воздуху подобран правиль- но; 141
4. ПОРЯДОК ПОДБОРА ОБОРУДОВАНИЯ И РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РАБОТЫ Системы (двухтрубные) типов 1-2—а-1 и Т—2-в-1| Описание принципиальной схемы (см. рис. 14) и pt—i жимов работы систем приведено в п. 6 главы Ц. Для расчета режимов работы ЭКД и центрального! кондиционера строят процессы обработки воздуха на] 7- d’-диаграмме (рис. 51) для помещения с наиб—I лее характерным угловым коэффициентом луча процео-1 са ( Поскольку-в этих системах первичный воздух ш ляется хладоносителем, его расходы на ЭКД опреде-J ляют при построении процесса для теплого периода] года. Вычисляют угловой коэффициент летнего луча процесса *:= (75) где Q - удельные (на один»ЭКД) расчетные те- плоизоытки по полному теплу, ккал/ч; 146, - удельные (на один ЭКД) расчетные влаговыделе- ния в летнем режиме, кг/ч. На J-d —диаграмму наносят точки Вл - параметр ры внутреннего воздуха, //* - параметры наружного! воздуха. Строят вспомогательные кривых vT*p и if„ J Кривая соответствует относительной влаж^! ности наружного воздуха после его обработки-в кам,-! ре орошенйя или поверхностном воздухоохладителе! центрального кондиционера. Значение if*? зависит от эффективности работы тепломассообменного аппарата центрального кондиционера. Обычно принимают if *р в пределах 85-95%. Кривая if* соответствует относительной влажно- сти первичного воздуха и отстоит от кривой if*v на! д[в , равную нагреву воздуха в вентиляторе и воз- духоводах где Н нагн вент 0,01 Н нагн вент полный напор вентилятора на нагнетания, кгс/м . (76) стороне 142
Рис. SI. J-«/-диаграмма процессов обработки воз- духа в системах типа 1-2—а—1 и I—2-в-1 Определяют параметры первичного воздуха на вхо- де в ЭКД. Для этого через точку Вл проводят луч процесса для летнего режима до пересечения с кривой (fi„. По- лучают точку ПЛ - параметры первичного воздуха. Вертикаль, проведенная через точку ПА до пересече- ния с кривой ^тАр, дает точку ОЛ - параметры охлажденного и осушенного первичного воздуха. Определив из построения разность теплосодержания внутреннего 3$ и первичного воздуха, подсчи- тывают расход первичного воздуха, необходимый для компенсации теплоизбытков 143
(77 npi то и; па- 51). / «И»» где - объемная масса первичного воздуха в лет- ' Г Э “ нем расчетном режиме, кг/м . Обычно в рассматриваемых двухтрубных система расходы первичного (наружного) воздуха превышаю требуемые санитарными нормами. Однако, если расчете по формуле (77) они окажутся меньше, следует увеличить до нормы. Затем определяют раметры приточного воздуха (точка С на рис. Зная расход'приточного воздуха Z.np (определен- ный в соответствии с методикой, приведенной в п. 3 настоящей главы по формуле (15) находят коэффици- ент эжекции К . Затем по коэффициенту эжекции t расходу первичного воздуха по графику на рис. 40 подбирают ближайший диаметр сопла, при обеспечивается наименьшее отклонение от расхода приточного воздуха L Уточняют значение L и йРэффициент пр определяют котором расчетного эжекции; , (78) где лс1ас - ассимиляционная разность влагосопержан! внутреннего и приточного воздуха летом, г/кг. Откладывают влево от точки В* найденную вели чинуД^с, получают влагосодержание приточного воздух, d с Проведя через нее вертикаль до пересечения лучом процесса, получают точку С , которая выражае состояние приточного воздуха в расчетном режиме дл теплого периода года. Точки НА и Ол соединяют прямой и продолжаю ее до пересечения с кривой if = 100% в точке f . соответствующей требуемой средней температуре по- верхности тепло- и массообмена (средняя температур ра капель в камере орошения или средняя температу. ра оребренной поверхности в поверхностных воздухо охладителях). По J-d—диаграмме находят температур tf , которая должна быть на 3-5 С выше темпера 144
туры холодной воды центрального источника хладо- снабжения. При проектировании следует учитывать, что температура воды^ подаваемой от источника холода,': обычно не ниже 6 С. Затем строят процессы обработки воздуха на 7- d- диаграмме для холодного периода года. Определяют угловой коэффициент луча процесса для зимнего режи- ма £#* ^"«т/И£ , (79) где б - удельные (на один ЭКД) расчетные теплопотери, ккал/ч; — удельные (на один ЭКД) расчетные влаговыделения в зимнем режи- ме, кг/ч. На 7-d~диаграмму наносят точки В* параметры внутреннего воздуха, Н* параметры наружного воз- духа. Строят вспомогательные кривые и * по аналогии с построением для теплого периода года. Определяют параметры приточного воздуха (точка на рис. 51). Для этого предварительно находят (80) где д7* - ассимиляционная разность энтальпий при- точного и внутреннего воздуха, ккал/кг; р*р - объемная масса приточного воздуха в расчетном режиме для хо<юдного п«уэиода года (ориентиро- вочно pip = 1/18 кг/м ). Через точку В* приводят луч процесса для зим- него режима. От линии энтальпии точки В* отклады- вают вверх лJ^c и определяют положение линии эн- тальпии приточного воздуха. В пересечении этой ли- нии с лучом процесса находится точка С*, выража- ющая параметры приточного воздуха в расчетном ре- жиме для холодного периода года. Определяют пара- метры первичного воздуха после увлажнения в цент- ральном кондиционере и после нагрева в вентиляторе и воздуховодах. Для этого находят Ad* - расчетную разность влагосодержаний внутреннего и первичного воэ- ПУха зимой- 145 ю—630
&d^(dt-d*)(1^K№) (ei) где cfi -влаго содержание внутреннего воздуха зимой, г/ktj tf^-влагосодержание приточного возду- ха зимой, г/кг. Отложив на J-d — диаграмме величину /Jef* влево от вертикали, проходящей через точку В* , получают линию влагосоцержания воздуха после его обработкив цен- ральном кондиционере . Пересечение этой линии с кривыми и определяет положение точки О* (параметры воздуха после увлажнения в цент- ральном кондиционере) и точки П* (параметры воз- духа после вентилятора и нагрева в воздуховодах). Соединяя точки Гг и С’ прямой и продолжая ее до пересечения с вертикалью, проходящей через точку В* , получают положение точки Т* , выражающей со- стояние рециркуляционного воздуха после его нагрева в теплообменнике ЭКД. Пересечение адиабаты, проведенной через точку О* с вертикалью, проведенной через точку Ну , опреде- ляет положение точки К, которая выражает состояние воздуха после иагрева в калорифере I подогрева цен- трального кондиционера. Для помещений с нехарактерными лучами процес- са расходы первичного воздуха вычисляют также по формуле (77), в которую подставляют соответству- ющие этим помещениям значения И/А Если расходы первичного воздуха по расчетам зна- чительно больше санитарной нормы подачи наружного воздуха, то для экономии тепла и холода при обра- ботке наружного воздуха в центральном кондиционере можно применять центральную рециркуляцию. Расход рециркуляционного воздуха вычисляют как разность рассчитанного расхода первичного воздуха и необхо- димого по санитарным нормам. Расчетные нагрузки на теплообменники каждого ЭКД определяют из следующих соотношений 146
0-, - (?.„ - LK pt Cjf-7'Л (82) для режима естественной конвекции ^т-к ~ (tg - fH.p)/(t* - tb p), (83) где Jg и J„ - энтальпия соответственно внут- реннего и первичного воздуха для холодного пе- риода года, ккал/кг; t* - температура воздуха помещения в холодный период года. С; - тем- пература воздуха помещения при дежурном отоп- лении, С (для административных и общественных зданий рекомендуется t9 = 15 С); t - рас- четная температура наружного воздуха “Еля холод- о _ него периода года, С. Расчеты режимов нагрева необходимо начинать с режима естественной конвекции, поскольку теплооб- менник ЭКД имеет меньшие удельные показатели теп- лопроизводительнос ти. Определив по формуле (83) значение Z? , по рис. 36 или 37 находят минимально допустимый рас- ход воды G^ при максимально допустимом темпера- турном перепаде ( Tw — t9 ). При этом руководст- вуются следующими соображениями: для обеспечения нормальных динамических свойств регуляторов типа РТК расход воды через клапан дол- жен быть не менее 140-160 кг/ч (при перепаде давлений на клапане соответственно ар = 0,3-0,4 кгс/см2. или 0,03-0,04 МПа); расчетная начальная температура горячей воды TWf не должна превышать 90 С (во избежание пригорания пыли на фильтре теплообменника). Определив разность ( 7^ - tg ), находят 7^ в режиме естественной конвекции для холодного периода года. Температуру 7^ на все здание определяют по наиболее нагруженному теплообменнику. Зная рас- ход горячей воды , находят требуемый удельный показатель А , пользуясь графиками на рис. 34 и 35. т Расчетную начальную температуру горячей воды 147
T*t в режиме вынужденной конвекпин определяют по формуле вт/(Агрс}. (84) Температуру 7^ на все здание определяют по наиболее нагруженному теплообменнику. Промежуточную температуру горячей воды 7^ к теплообменникам ЭКД (для построения температур- ного графика) определяют по формуле £ “ ~3°) *30 (85) где ~ промежуточная температура наружного воздуха; считают, что при 1^=1* и выше Т* = =30°С. В зависимости от расхода воды определяют kv - коэффициент пропускной способности клапана регуля- тора РТК-5215-ТС-15, по формуле автора конструк- ции регулятора Л.Ф. Куклика [з] : kv = 0,1 , (86) v VKW^HM где - потери давления в клапане при проходе воды, кгс/м^ (30-50% потерь в теплообменни- ке, в ответвлениях и трубопроводах от магист- рали к нему); G„ ~ расход воды, кг/ч; р*г - объемная масса воды, кг/м . По вычисленному коэффициенту kv подбирают кла- пан с ближайшим значением из типового ряда 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,6. Подставляя вновь выбранное значение kv в формулу (86), определяют истинное сопротивление клапана л //кл , которое применяют при гидравлическом расчете и подборе насоса. При заказе регулятора необходимо указать после наименования регулятора условную пропускную спо- собность клапана, например: РТК-5215-ТС-15 - 0,4, При отсутствии автоматических регуляторов в сис- теме типа I-2-B-1 (или при установке одного регу- лятора на группу ЭКД) температуру приточного воз- 148
духа регулируют встроенными воздушными клапанами (см. поз. 11 на рис. 18). В теплый период года для подогрева воды, посту- пающей к теплообменникам ЭКД, целесообразно ис- пользовать тепло, отводимое от конденсаторов холо- дильных машин, которые обслуживают центральный кондиционер. При гидравлическом расчете системы трубопроводов рекомендуется следующее соотношение перепадов дав- лений: подающие трубопроводы - 0,1-0,15 кгс/см2 (0,01-0,015 МПа); узел регулирования у ЭКД — 0,7-0,75 кгс/см2 (0,07-0,075 МПа)^ в том числе регулирующий клапан - 0,3-0,4 кгс/см (0,03-0,04 МПа); обратные трубопроводы - 0,1-0,2 кгс/см^ (0,01-0,02 МПа); общее сопротивление системы может быть 1,6-1,8 кгс/см2 (0,16-0,18 МПа). Система (четырехтрубная) типа Т-42-а-б, Описа- ние принципиальной схемы (см. рис. 17) и режимов ра- боты приведено в п» 6 главы П. Для расчета режимов работы ЭКД и центрального кондиционера процессы обработки воздуха строят на 7- d-диаграмме (рис. 52) для помещения с наиболее характерным угло- вым коэффициентом луча процесса. Подсчитывают количество первичного воздуха, не- обходимого для обеспечения санитарной нормы наруж- ного воздуха, корректируют его (при необходимости) в сторону увеличения (по графику на рис. 40)для по- лучения требуемого расхода приточного воздуха. Вы- числяют фактическое значение К . Строят процессы на 7- cf-диаграмме для теплого Периода года. Определяют угловой коэффициент летне- го луча процесса е* по формуле (75). На 3-d- диаграмму наносят точки Вл - параметры внут- реннего воздуха, Нл - параметры наружного возду- ха. Строят вспомогательные кривые и (см. построение в 7- d— диаграмме для двухтрубных сис- тем). Определяют параметры приточного воздуха (точ- Ка СА на рис. 52), для чего предварительно нахо- дят 149
3, ккал /кг Рис. 52. J-d-диаграмма процессов обработки возду- ха в системе типа I-4 2-а—6 ^•^аси ^И»в /$-пр Р*»)» (87) где л7„с - ассимиляционная разность энтальпий внутреннего и приточного воздуха, ккал/кг; р„9 - объемная масса приточного воздуха в расчетном режиме для теплого периода года (ориентировочно Хр = 1.22 кг/м3). 150
Через точку В* проводят луч процесса для летне- го режима. От пинии энтальпии точки В откладывают вниз /I и находят положение линии энтальпии приточного воздуха. Пересечение этой линии с лини- ей луча процесса определяет положение точки С*, вы- ражающей параметры приточного воздуха в расчетном режиме для теплого периода года. Определяют параметры первичного воздуха после осушки и охлаждения его в центральном кондиционере и после нагрёва в вентиляторе. Для этого находят adA расчетную разность влагосоцержаний внутреннего и пер- вичного воздуха летом (d*~ dc)( 1 (88) где d£ -влагосо держание внутреннего воздуха пегом, г/кг£ dg -влагосодержаиие приточного воздуха ле- том, г/кг. . ртложив на 7-d-диаграмме &dn влево от верти- кали, проходящей через точку В* , получают линию влагосодержания после обработки воздуха в центральном кондиционере dAp . Пересечение этой линии с кривыми и (йА опре- деляет положение точки Ол (параметры воздуха пос- ле охлаждения и осушки в центральном кондиционере) и точки ПЛ (параметры воздуха после нагрева в вентиляторе). В четырехтрубной системе нет зональных подогре- вателей. Поэтому первичный воздух после вентилято- ра с параметрами точки ПЛ поступает к соплам ЭКД. После выхода из сопл первичный воздух сме- шивается с рециркуляционным воздухом, охлажденным в теплообменнике ЭКД. Положение точки Т* , выра- жающей состояние рециркуляционного воздуха после охлаждения в теплообменнике ЭКД, определяют, со- единяя точки П* и СА прямой и продолжая ее до пересечения с вертикалью, проходящей через точку ВЛ. Строят процесс осушки и охлаждения в центральном кондиционере по аналогии с описанным выше постро- ением для двухтрубных систем. Построение процессов обработки воздуха на 7- d-диаграмме для холодного 151
периода года в системе I—42-а-6 также полностью совпадает с аналогичным построением для двухтруб- ных систем. Охладительную нагрузку на теплообменник ЭКД определяют с учетом холода, вносимого первичным воздухом (89) где Jg - энтальпия воздуха помещения в теплый период года, ккал/кг; Jn - энтальпия первично- го воздуха на- выходе из сопл ЭКД для теплого периода года, ккал/кг. В современных многоэтажных зданиях со значи- тельным остеклением наружных ограждений суточное изменение теплоизбытков в теплый период года со- ставляет 60- 70% максимальной Q с . На возможный максимальный холод первичного воздуха приходится 60- 70% ® теплый пе- риод года, но при незначительных теплоизбытках в помещениях (например, на теневой стороне здания) требуется подавать тепло для компенсации холода пер- вичного воздуха, что приводит к перерасходу холода и тепла. Для экономичных режимов работы ЭСКВ по расхо- ду холода пелесообразно выбирать такие режимы об- работки воздуха в центральном кондиционере* чтобы параметры первичного воздуха в точке ПА (см. рис. 52) обеспечивали вносимый первичным воздухом хо- лод не более 30-40% изб * Соответственно ох- ладительная нагрузка на теплообменник ЭКД в этих случаях должна быть 70 — 60% » что позволит экономично регулировать потребление холода в ЭСКВ путем изменения расхода холодной воды через тепло- обменники ЭКД. Уменьшить количество холода, вносимого первич- ным воздухом, можно применением автоматизирован- ного байпаса камеры орошения или поверхностного воздухоохладителя в составе центрального кондицио- нера (см. пример 5). 152
Для определения расхода холодной воды через теп- лообменники ЭКД необходимо выбрать начальную тем- пературу, холодной воды t„( с учетом рекомендаций по формуле (14). Определяют требуемый удельный показатель хладо- производительное ти теплообменника ЭКД "‘<во> . ,.Wt у 4/ { *.! «ЛИ По найденным значениям А , 1 L и диаметру сопл г . dt; для выбранного типа ОХЛ ЭКД определяют расход холодной воды через теплообменник, (по графикам на рис. 38 или 39). .i . "f. ..... По расходу холодной воды определяют и конструкцию клапана 1ТС-15 в соответствии с • фор- мулой (86). ч)Ч , , v Нагрузки на теплообменники ЭКД в режимах есте- ственной ивынужденной-конвекции,расход ^'-.’горйчей воды , начальнуЮ"температуру горячейводы для режимов естественной и вынужденной конвекции, коэффициент пропускной Способности для клапана го- рячей вйды f определяют по аналогии с расчета- ми двухтрубныхеиотем*”"-' ’Я" " ’ При заказе регулятора необходимо указать после наименования регулятора условную^ пропускную спо- собность клапанов по холодной и горячей воде, на~ прф^р.РТЮ-52^2Т>15 л-ф,25* ‘'^‘-1) Против индекса 1ТС-15 проставляется кЦ прос- тив индекса 2ТС-15 проставляется ‘ При гид- равлическом расчёте оикйьем WHoi'; ¥ йлёЬосЙабЖения соотношение перепадов давлений выбирают по анаяб4ии с рекомендациями для расчета двухтрубных систем. Пример. Требуется построить процессы на7~«?-яиа- граМмё и рассчитать' режимы работы ЭКД типа КНЭ- У-1,2 в системе типа 1-42-а-6 для помешёйия ти- повогб модуля. Считают, что расход приторного воз- духа определен ранее 2 ; * 600 м3/ч:(см. пример4). Дополнительные данные одя расчета* <L,6= ЮОО ккал/ч; Q ' <= 1000 ккал/ч; tVA= <5,32 к»/ч{ ПОТ 153 И-6Э0
0,28 кг/ч; ti24°С; f/ » 20°С;V» * 55%; 4^ = 40%; *- 28,5 С; -26°С; * 42%: = 8Й^^« 15°С; а = 4--чбй.г''па’ Н»«^ = .9 ', •.....5 Wj» 100 кг/м , •., _м, Относительная влажность воздуха за ороситёльной камерой кондиционера по расчету 90%; гидравлические потери давления в теплообменнике ЭКД, в ответвле- нвдх и трубопроводах от магистрали к нему. 7000 кг/ /м «Л - М ' i [' Оу, . Р е ш е н -и е 1. Определяем требуемое Количе- ство первичного воздуха. Принимаем санитарную нор- Mg свежего воздуха на одного человека t = ’ 40 м /ч (в соответствии с рекомендациями вСвп. 1 гла- вы I). L = 4 х 40 = 160 м /ч. . , СВ ' ?', По графику на рис. 40 находим, что для обеспече- ния требуемого количества приточного воздуха Д = *0^0 м /ч при соплах, <4 = 4*5 мм требуете^ х80 м /ч первичного воздуха. Следовательно, санитарную норму увеличивают до 180 : 4 = 45 м /ч, что соот- ветствует рекомендациям. Окончательно принимаем £ = 180 м3/ч. Вычисляем фактический коэффициент эжекшги Л = (600 - 180)/180 = 2,34. Э)§. Строим процессы обработки воздуха на диаграмме (рис. 53), Угловой коэффициент луча процесса находим по формуле (75): А» /0,32 = 3130. ч ; г. „,А. - . 4. На Ja ^-диаграмме наносим точки В* J-d- летнего Ю00/ - пара- пара метры наруж- ноговоздуха*, Строимвспомогательные кривые </л Л Л Тор И ^<5, .. <• 'Л'4-rf; ’ . Определяем нагрев в вентиляторе по формуле (76) At » ~ 0,01 • 100 = 1°С. .Л; , 5, Рассчитываем А^л, - подформуле, (87)'. 47Л = =1000/(600 - 1,22) = .1,37, ккал/кг, ®. . , 6, Из построения определяем влажность в точках В* И С.А? <С= 10,3 г/кг; d* = 9,86 г/кг. 154
J, киал/кг Рис; 53. Пример построения на J-tf — диаграмме •, хпродессов обработки воздуха в системе типа 1Л2-а-6 -7,- Определяем по формуле (88) - Ad* = =(10,3 - 9,86) (1 + 2,34) - 1,47 г/кг. в. , Из построения на рис. 53 в соответствии с приведенной выше методикой определяем—параметры
I точек 0A и ПА: d* - = 8,83 г/кг; £А = 13,8°С; Я । еА = 14,8°С; J* Т^Р 8,83 ккал/кг." ° Я П9. Определяем11 охладительную нагрузку на тепло-"Я обменник ЭКИ с учетом холода первичного воздуха по 1 формуле (89): Z? = 1000 180 • 1,22(12,03 - 1 •8,83) = 306 ккалТч. Я Следовательно, холод первичного воздуха состав- Я ляет » 69% значения Q 5 J 10. Рассчитываем параметры первичного воздуха, J при которых его хладопроизводИтельность равна 0,4 .] Q ; = 400 ккай/ч. 1 иС6оТветствуюшая этим параметрам точка П*А (см. 1 рис. 53) находится на одной вертикали с. точкой ПА , 1 но выше ее. Рассчитываем требуемую ассимнлЯцион- 1 ную разность энтальпий внутреннего и первичного 1 воздуха а j'А = 400/(18р 1,2) = 1,85 ккал/кг* | 11, Находим энтальпию йэрвичного воздуха ; Jn | = 12,03 - 1,85 = 10,3,8 ккал/кг. ] Положение точки П/А определяем на пересечении 1 линий 7„А и ♦ При этом 19,8 С. I т.р ] 12, Рассчитываем новые параметры точки, выра- 1 жаюшей состояние воздуха после вентилятора конди- 1 пионера 0 м. О Я Температура воздуха в этой точке на 1 С ниже Я температуры f'A t* = 19,8-1 = 18,8°С. Я 13. Строим процесс осушки и охлаждения пзрвич-.?Я кого воздуха в центральном' кондиционере. Для соединяем точки НА и 0м и продолжаем линию > до • Пересечения с кривой if . Определяем параметры точки КА , выражаюшейт’&стояние воздуха после об- { работки в камере орошения кондиционера. Точка ,О/А J выражает состояние смеси наружного воздуха НА '.п и | воздуха после камеры орошения КА . -у J 14. Продолжая линию НА - КА до пересечения С ?• кривой (f = 100%, получаем положение точки / , , температура в которой tf = 10,5 С соответствует^ рекомендуемой. 15, Соединяем точки П,А и СА И, продолжая линЛМ До пересечения с линией абсолютной влажности веэдч|Я ise
выра- после параметры 4*/’ методике d% = 5,18 ха помещения, получаем параметры точки: Тм жаюшей состояние рециркуляционного воздуха его охлаждения в теплообменнике ЭКД. 16. Строим процессы обработки воздуха на 7- d- диаграмме для холодного периода года. Угловой коэффициент зимнего дуча, процесса вычис- ляем по формуле (79): f * = 1000/0,28 = 3570. 17. На J- Д^диаграмму наносим: точку В * - пара- метры внутреннего воздуха, Н* «с параметры наруж- ного воздуха. Строим вспомогательные кривые и . ” Т,Р 18. Определяем по формуле'(80) = =1000/(600 • 1,18) = 1,41 ккал/кг. 19. Находим положение точки С* й ее 6,12 г/кг; 7* .= 10,17 ккал/кг.. 20. Определяем Ad* по формуле, (81) =(6,52 - 6,12)(1 + 2,34) = 1,34 г/кг. , 21. На рис. 53 по приведенной выше определяем параметры точек.О* и П* • г/кг; f J= 5,8 С; /*= 6,8 .С; * 4,76 ккал?кг».. 22, Соединяем точки nf - и С* .прямой и, про- должая ее до пересечения с вертикалью, проходящей через точку В* , определяем положение точки Т9,вы- ражающей состояние рециркуляционного воздуха после его нагрева в теплообменнике ЭКД - t* - 34°С; 7* = al 2,1 ккал/кг, 23, Пересечение адиабаты, проходящей через точ- ку О9, с вертикалью, проведенной черед точку Й*, указывает положение и параметры точки К, выража- ющей состояние воздуха после нагрева в калорифере I подогрева. 24. Находим расчетную нагрузку на теплообменник горячей воды ЭКД в режиме вынужденной конвекции по формуле (82): Q = ГООО + 180 • 1,26 (8,76 - 4,76) = 1908 ккал/ч. - л 25. Находим расчетную нагрузку на теплообменник ЭКД в режиме естественной конвекции по (83) : ккал/ч. 26. В соответствии с приведенной выше методикой 157 формуле 1000 (15 + 26Д/(20,+ 26) = 890 Т.К J
по графику на рис. 37 находим (для однорядного теп- лообменника) G* = 200 кг/ч; - t* = 70°С. 27. Температура горячей воды для расчетного ^ре- жима нагрева при естественной конвекции Т~ - /, + ♦7<1 - вЛГ ... , V. 28; По графику на рис,. 35 находим при 4,5 мм, £н '•*« 216 кг/ч и <7» = 200 кг/ч А =» 49,5. С учетом понижающего множителя на трехря/?ный теп- лообменник- п *0,64 А 88 31,7. .‘л: 29. Температуру горячей воды 7^ определяем по формуле (84): Tw, = 20 + 1908/(31,7 • 1,2)=70 С. 30. По формуле*(86) подсчитываем f 970 j к* “ 0,1 • 29° У 10О0 • 3500 ' “ 9,33. ; Поскольку ближайшее значение из типового ряда AJ =' 0,4, то пересчитываем сопротивление клапана 31» Начальную температуру холодной, воды, опре- деленную по формуле (14), принимаем на Два градуса ниже температуры тОчки росы рециркуляционного Воз- духа ’ 14,7 - 2 * 12’5^ f'" 32. Определяем ' ^ по формуле (89) *- Q ** ’1000 - 180 • 1,2(12,% - 10,18) » 600 ккал/ч* I 33. Определяем А по формуле (16) с учетой понижающего множителя*на трехрядный теплообменник? боо • • -'1$ п = 0,95 Аох =о>05 <?1„2(24 1215) = 45-б‘ 34. По найденным значениям А' % </е« 4,5 мм ''ЯЦ 08 216 кг/ч' в соответствии с° графиком pnci Зф находим - 360 кг/ч. -ф* * 35. По формуле (86) подсчитываем '4 Л’ - 0.1 звоо. yi5^soo - °-е- 1 Полученное значение совпало со значением ki типового ряда. 36. В результате проведенных расчетов выбйй раем регулятор прямого действия типа РТК- -25-lTC^Q^. 5225“2ТС-15 0,4 * . < 158
ГЛАВА IT. РЕКОМЕНДАЦИИ Л О МОНТАЖУ, РЕГУЛИРОВКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЖЕКЦИОННЫХ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА Рекомендации по монтажу и проверке воздуховодов на герметичность. При монтаже воздуховодов для систем с’ ЭКД принимают меры для снижений утечек воздуха изсети. Герметичность воздуховодов ’• 1 осо- бенно важна в связи с большой их протяженностью и повышенным статическим давлением (воздух, ’ выходя из небольшого отверстия, издает Свистящий шум).Кро- ме того, первичным воздухом обеспечиваемся, как правило, санитарная норма подачи наружного ’ воздуха к потребителям и утечйси снижают ее. В качестве прокладочного материала Для фланце- вых со’еЙинений применяют п&ристую ленточную резину толщиной 5-6 мМ. Расстояние между центрами оТ- верстий под болтовые соединения во фланцах не пре- вышают 1ОО мм, фланцы присоединяют к. воздуховоду сваркой. Для- особо ответственных высоконапорныхси- стем предусматривают соединение’боздуховодов свар-> кой, фланцевые соединения допускаются в ' исключи- тельных случаях. Применяют также дроссель—клапа- ны с сальниковыми уплотнениями осей. < При монтаже системы с ЭКД выполняют техниче- ские мероприятия,* ускоряющие и облегчаКхцие нала- дочные работы. Из них Важнейшими являются провер- ка системы воздуховодов на герметичность; Прздувка их от пыли И мусора; проверка качества устанавли- ваемых ЭКД; проверка правильности установки ЭКД в ограждающих конструкциях; опрессовка и промывка грубопроводев системы тепло- и хладоснабжения ЭКД. -с , ’< Подробно методика проверки воздуховодов на гер- метичность описана в работе [5]. Вкратце она за- ключается в следующем. Отдельные смонтированные Участки испытывают непосредственно после, монтажа, что позволяет немедленно устранять го обнаруженные 159
.CxiOMH, присоединения, переноской B®wr?7 'дя^Йр<^с^с^М, при испытаниях дозщ-ховоцов ’ ’ ',.......................' "• . . 1..- заглушке; 2 - вентилятор; 3 - мерительный ' врзцуховоц; 4 - крыльчатый анемометр; 5 - мик- ...йрмвн»^^^ 1 4''i'ri ч?аг>'»г;-‘ .•*£•%« -веч^- 4-5 U,ss4>. дефекты» Переноснуювентмлятррную установку .цри- соединяют к испытуемым воздуховодам по схеме, по- казаннойнарис, 54. Смонтированные ..воздуховеды гдушат слециальнр изготовленньгм!} заглущками. Испыг- тания удобнее проводить при вэбыточном давленим ,, в воздуховоде, таккак в этом случае проше обнару^изсь месед,.у^чк;и эредум», - Поэтому лервноснуюгустддов- ку^етяж^оэдудоводу >на^етатед^^м»1.пр?р)^ко4.л'. о , .•ч; «К всасывающемупатрубку вентилятора, j£ присоеди- няют воздуховод (длиной крыльчатым анемометром измеряют расхдд^. воздуха, проходящего через неплотности в воздуховоде. „Диа- метр воэдуховодд определяют до условиям работы аир-. момеТРН ^ Jk-Жм/с. При испив?, Т^дИЯх по мжромднометру .в воздуховоде измеряют статическое давление, роторов в срази с незначителы^ нрй гскорост^д двиркездД; в н,ем воздуха . . принимают равным, полдому.. , Г t .д, я ;,,, о й'-. Вентиляторную установку перец испытаниями ; про- веряют на герметичность (при этом заглушают Дри- точиый лаурубок); утечк^^еддуха через неплотности кожуха вентилятора ,f, L t>.. вычитают из суммар- ной утечки^^воздухачярвг испытании : Допускается утечка воздуха Z s ^5% ,« проекту кого расхода воздуха , /. . Есл^юпытывают то. пр 160
ко участок системы воздуховодов,™ допустимая утечка принимается пропорционально длине этого учаСТКа?'... < .'«Л. / ДОП e 0 05 L ••• - __Щ. • • (91) *- ут.уч ' . пр £о6 > . Г. « . я гя . доп " где L. 1.допустимая утечка воздуха на испы- ут.уч „ ' з „ тываемом участке, м /ч;‘ f , Z - - длина ** Mi.4?" *. ? • Г S'JW ’* СФ'#—" *’ а испытываемогоучастка И общая длинам сети воз- духоводов, s|f/r. -} \ ..£_>• х. , *4^. Полученную при испытаниях величину утечки « необходимо скорректировать, так как значение ..полно- « - ИОД го давления при испытаниях ..Н . . отличается чот проектного значения, пряного, .давления н”р где L утечка воздуха при проектаомзначении полого деления .•> Ёсли' устранение утечек -вбадуха* выяЫЙ'ёйМйк внеш-’ ним осмотром. Не дает желаемого результата, в воз- духовод нагнетают воздух', задымлённой четыреххло- ристым тйтанёМ.' ^ie'aiidiviitycbK’iH6OT6< смоченный в четыреххлористом титане, йЪмёЙЙют в начале Вса- сывающего воздуховода. •’? МестачВ1йхс^а^дыма фикси- руют, после чего ликвидируют обнаруженные неплот- ности. 'Ю- л'. При продувке воздуховодовпоочередно искусствен- но увеличивают скорость Воздуха, Дросс ёлйруя с ' по- мощью воздушных клапанов или заглушек раСГйЗйы воздуха в остальных воздуховодйх. Продувку прово- дят до подсоединения Э.КД, чтобы мусор не попадал в камеры первичного воздуха^ ........ . При проверке качества устанавливаемых ЭКД осо- бое внимание 'обращают на клапаны ,для регулирования расходов первичного и реииркулядж>нного воздуха, сопла и теплообменники. Воздушные кЛапаны должны плавно перемещаться на всем диапазоне регулирова- 161
ния. Сопловые панели должны иметь отверстия, одного диаметра (допускается отклонение ±0,1 мм), без за- усенцев и отколов. Они закрепляются в установочных гнездах плотно и без перекосов. Теплообменники ЭКД не должны иметь повреждений; особенно недопустимы вмятины на трубках и калачах, которые могут стать причиной течей и источником шума. Недопустимы из- гибы приточного патрубка ЭКД. Сечение патрубка должно полностью совпадать с габаритным сечением воздуховыпуекнОЙ решёткй; в противном случае коэф- фициент эжейпии ЭКД будет меньше расчетного, :' что влечёт за собой снижение производительности по воз- духу/ теплу Й холоду; Для устранения указанного несовпадения (рекомен- дуется ширину приточной решетки делать несколько больше, чем ширина приточного патрубка. Это позво- ляет при монтаже увеличить допустимые отклонения по размещению ЭКД в подоконном пространстве. ЭКД устанавливают таким образом, чтобы Приточ- ный патрубок вплотную примыкал и приточной решет- ке. В противном случае вследствие повышенного ста- тического давления в приточном патрубке. часть воз- духа уходит во внутренний объем подоконного ограж- дения, Устанавливать соединительные патрубки также нежелательно, так как рци создают дополнительное со- противление и уменьшают коэффициент эжекции. ч Трубопроводы системы тепло- и хладоснабжения ЭКД опрессовывают при отключенных расширительных сосудах гидравлическим давлением, превышающим ра- бочее давление на 1 кгс/см^ (0,1 МПа). Система считается выдержавшей испытание, если в течение 5 мин падение давления не превышает 0,2 кгс/см^. Промывать систему тепло- и хладоснабжения ЭКД наиболее эффективно гидропневматИческим способом. Для этого в систему одновременно с водой через си- нельный штуцер нагнетают сжатый воздух, давление которого на 1 кгс/см'2 (ОД МПа) больше давления воды. Чтобы не .засорить теплообменники ЭКД, их желательно отвдйчать при промывке, для чего регу- 162-
ляторы РТК ставят в положение, при котором откры- та обводная линия теплообменника. ’ Рекомендации по наладке. Расходы воздуха рас- пределяют методом пропорционального регулирования каждого ответвления, при котором все операции вы- полняют в определенной последовательности, что поз- воляет избежать повторной перенастройки отрегулиро- ванных воздушных клапанов* Метод пропорционального регулирования основан на сохранении соотношения рас- ходов воздуха в ответвлениях, сходящихся в узел, при изменении общего расхода в магистрали. Это может быть только в том случае, если не изменяется поло- жение регулирующих органов в воздуховодах, располо- женных вниз от узла по потоку воздуха (т.е. И На- правлении от вентилятора кондиционера к воздуховы- пускным устройствам} и не изменяется давление * в • помещениях, куда подается воздух. « • Изменение положения регулирующих органов в воз- духоводах, расположенных выше от узла (т.е. ~ навст- речу потоку воздуха), влияет на абсолютную величину расхода воздуха & узле, но не на ' отрегулированное соотношение расходов в ответвлениях узла. у сьлпс. На начальной стадии наладочных работ следует анализировать проектные решения, особенно тщательно проверять сопротивления воздуховодов, наличие В сис- теме достаточного количества регулирующих воздуш- ных клапанов, лючков для измерения температуры и расходов воадуха, глушителей, направляющего аппара- та (гидромуфты). ( Следует проверять сопротивления воздуховодов г от вентилятора до наиболее удаленных ЭКД на разных стояках и ответвлениях системы. Несоответствие этих сопротивлений может привести к повышению стгь- тического давления перед некоторыми ЭКД. Если ста- тическое давление подводимого к ЭКД воздуха более чем в 1,5 раза выше требуемого давления при пол- ностью открытом воэдушнЬм клапане ЭКД; то при на- ладочных работах задросселированный клапан этого ЭКД будет источником шума. В таких Случаях необ- ходимо устанавливать регулировочные воздушные кла- 163
паны на ответвлениях. Лючки с заглушками для контроля расходов возду- ха с помощью микроманометра и трубки Пито разме- щают в начало крупных магистральных ответвлений. При наличии встроенных клапанов для регулировки расходов первичного воздуха через ЭКД отпадает не- обходимость установки дроссель-клапанов на t каждом ответвлении. Их следует размещать только на маги- стральных ответвлениях. > Для регулирования производительности центрально- го кондиционера по воздуху предусматривают направ- ляющий аппарат или многостворчатый клапан. .... Перед началом наладочных работ открывают все регулирующие воздушные клапаны - на воздуховодах и встроенные в ЭКД. Предварительно прикрывают на- правляющий аппарат или клапан на вентиляторе конди- ционера, чтобы избежать перегрузки электродвигателя в момент первоначального ^включения. - После того, как все воздушные клараны открыты, про- изводительность вентиляторйкондиционера регулируют на проектаукь величину с помощью направляющего ап- парата и приступают к распределению , воздуха но от- дельным ЭКД. . S..T < ; Расходы первичного воздуха через ЭКД ^измеряют с помощью микроманометра и резинового шланга. Шланг соединяют одним концом со штуцером микро- манометра, обозначенным знаком а другой конец его надевают на сопло ЭКД. Давление измеряют в любом сопле, так как расхождение в этом случае не превышает ,12%. Измеренное давление является ста- тическим в камере первичного воздуха (Н ). Дина- ' СТ- мическое давление на выходе из сопла связано с ним равенством где /и — коэффициент, учитывающий потери ртатиче- ского давления при прохождении воздуха через сопла. 7 . . : , Коэффициент ju зависит от конструкции сопл, диаметра отверстия и скорости выхода воздуха. Прак- 164
тически его значение колеблется от 0,9 до 0,95,при- чем меньшие значения р соответствуют меньшим диаметрам отверстий сопл И большим скоростям вы- хода воздуха и наоборот. Скорость воздуха на выходе из сопл (Vc ) опре- деляют по соотношению %" , (94) “ 2 где - ускорение силы тяжести, м/с ; р - объем- ная масса воздуха, кг/м3. Расход первичного воздуха через ЭКД рассчиты- вают по формуле ; - ч . л ; р Z. « V, I А • 3600, (95) перв ® '* ’ > gH где J/e - суммарная площадь-отверстий сопл, м . Для удобства проведения замеров формулу для оп- ‘рёделения расходов первичного воздуха преобразуют inepb’-S’S’. * ; где 3 - коэффициент, зависящий от суммарной пло- щади отверстий сопл, объемной массы первич- ного воздуха, коэффициента ju и угла наклона трубки микроманометра} z - число делений на шкале микроманометра. В формуле (96) в коэффициент 3 входит объем- ная масса первичного воздуха. Поэтому для умень- шения погрешности всю систему следует налаживать при постоянной температуре первичного воздуха, Кро- ме того, при установке вентилятора перед калорифером U подогрева и изменении температуры переме- щаемого воздуха меняется характеристика сети, котх>- рая влияет на объемную производительность и напор вентилятора. При установке вентилятора за калори- фером П. подогрева изменение температуры пе- ремещаемого воздуха вызывает изменение характер»? стики сети и вентилятора. В этом случае меняется только напор, а объемная производительность остает- ся постоянной. Колебания напора и производительное- 165
ШШ Рис* бб* Структурная а ’ схемавозцухораспреде- лительной сети г. М Г ти вентилятора при наладке также вносят дополни- тельные погрешности в распределение расходов возду- ха. ' -, i Перед наладочной регулировкой составляют струк- турную схему воздухораспределительной сети (рис. 55). Отдельным элементам этой схемы даются циф- ровые и буквенные обозначения: 1, 2, 3, 4... - — ЭКД (иногда имеются и Другие воздух^выпускные, отвер- ОТИяЬ а* б, в, г... — ответвления; » I* П, Ш, IX... - поэтажный группы; А, Б, В, Г... - магистральные стояки. > > На структурной схеме указываются также все ус- тановленные на сети устройства, регулирующие расхо- ды воздуха (дроссельные клапаны, шиберы, диафраг- мы, направляющие аппараты и т.д.). ч Затем составляют сводку замеров. Пример формы записи приведен в табп. ’З. Г- Графы 1 -6 (табл. 3) заполняют До начала инстру- ментальных измерений. В графу 5 иногда записыва- ют номера комнат,’ в которых расположёны ЭКД (для быстрой ориентации на месте). Для удобства1 работы расчётные расходы первичного воздуха' через доводчи- ки рассчитывают в делениях шкалы микроманометра и вписывают в графу 6. Предварительно измеряют дав- ление на соплах ЭКД по всей* системе. Этим пресле- дуют двойную дель; Во-первых, выявляют законе мер ноСть распределения давлений по всей сети в цело и определяют прибор, находящийся в наименее благе приятных условиях. Во—вторых, выявляют ЭКД, име ющие Ио различным причинам(засоры, неполностью pi 166
CO <п я s к ю <s Otho- ситель- W-t» расход наГКД стояка, 10 i g конт- роль- ный 01 & © ф 1! ® I IT **- отрегу- лирован- ный Л “ ? r / . 1 со ' воздуха :алы микрс первой началь- • ный -Г* -4 Расходы пения шк расчет- ный CD ИЖ > d еж <0 ж. 1* - 'вет- тение 5 • i’ О я Z 1 Этаж со ® о - * » СМ fc* о со со со b- b- (s* Г-1 v~ Г» ООО HH OI 0) 0) 61 01 0) 01 ю ЮЮЮ (Ob ф CD CP CP. CO CD to Г- co co ci о CD CD CP.Cp CD Г-. О 0 0-00 о CD 01 01 01 01,01 t4 <N CO xf (O CD 167
крытые воздушные клапаны, монтажные ошибки) низ- кое давление. После устранения дефекта повторно измеряют дав- ления на этом ЭКД, результат записывают в графу-7. Повторные измерения на остальных ЭКД делать не следует, так как изменение расхода на ^нескольких ЭКД может лишь незначительно повлиять на расходы через остальные ЭКД. *'• } Анализ результатов предварительных замеров дав- лений на соплах ЭКД по всей системе дает возмож- ность определить ЭКД, находящийся в наименее бла- гоприятных условиях. Обычно таким является наибо- : лее удаленный от вентилятора ЭКД, который называ- ют "главным контрольным ЭКД* системы (ГКД), - С . него и следует начинать наладку. Но если , минималь- ное давление оказывается на соплах ЭКД, расположен- ного ближе к вентилятору, то; наладку все равно на- 1 чинают с наиболее удаленного прибора,? В этом : слу- j чае начальное давление на нем назначают исходя из ! следующих соображений*/Н- * * , Если ГКД задросселировать до давления, измерен- ного на самом 'неблагоприятном* ЭКД, то дроссели- < рование последующих ЭКД повысит давление и £ на гнеблагоприятном* ЭКД, который тогда также придет- ся дросселировать, неоправданно повышая Сопротивле- ние системы. Если ГКД задросселировать недостаточ- ? но, то давление на 'неблагоприятном* ЭКД останется < ниже давления на ГКД и тогда часть наладочных ра- бот придется повторять. ^ подобном случае следует задросселировать ГКД до давления, среднего между первоначально измеренным! ни ГКД и самым 'неблаго-, приятным* ЭКД системы* При выявлении самого 'не- благоприятного* ЭКД не Следует ориентироваться и приборы, показания на которых намного ниже показа ний на всех остальных, так как подобный 'отклонен обычно вызваны ошибками! монтажа. •; ( Вели вСе ЭКД в системе Требуется , отрегулир вать на один и тот же расход первичного воздуха, наладку ведут по текущему абсолютному давления, измеряемого в* соплах ГКД. При 1вв значен . налич
в системах разных типов ЭКД или при различных рас- четных расходах воздуха наладку ведут по текущему относительному давлению, измеряемому в соплах ГКД. Относительным давлением называется отношение фак- тически измеренного давления в соплах к давлению, соответствующему расчетному расходу воздуха ZT/z„ , (97) где z их- число делений по шкале микрома- нометра, сВответствукхцее давлению при текущем (фактическом) и расчетном расходах воздуха. При этом текущее значение, на которое следует настраивать ЭКД ZTH-Z?WTr, (98) н н где х т и х - число делений по шкале микрома- нометра, Соответствующее давлению при текущем (настраиваемом) и расчетном расходах воздуха для регулируемого ЭКД; tn г - текущее отно- сительное давление на ГКД. Т Пример. Текущее значение давления на ГКД zL = *50/расчетное значение давления на ГКД Z г “ 70. Расчетное давление на ЭКД, подлежащем ^наладке, z = 49. Определить значение, на которое необходимо на- строить ЭКД ( ZH). Решение. Определяем текущее относитель- ное давление ГКД по формуле (97) т г = 50/70 = =0,714. н Т н Определяем Z по формуле (98): z“ • 49- 0,714 = 35. т т Для примера показана последовательность работ при наладке системы воздухораспределеиия (см. рис. 55). Регулировку начинают с ответвления, на котором расположен ГКД (ЭКД А-21-a-l). Все ЭКД этого ответвления настраивают на относительный расход воздуха, измеренный на ГКД, который записывают в графу Ю табл. 3* 1«9 12—630
Регулировку производят в направлении от ГКД к вентилятору, т. е, последовательно ЭКД а—2, а—3 и т. д. Расходы фиксируют в графе 8 табл. 3. После окончания регулировки ЭКД ответвления а может ока- заться, что относительный расход на ГКД несколько увеличился, однако перенастраивать его не следует. Надо только зафиксировать новое значение относи- тельного расхода в графе 10 табл. 3. Затем налаживают ответвление 5, на котором в наихудших условиях находится ЭКД 6-1. Его настра- ивают на новый относительный расход через ГКД, ко- торый был зафиксирован и записан в графе 10 табл. 3 после наладки ответвления а. ЭКД 6-1 является местным контрольным ЭКД (МКД) для ответвления Д' и остальные ЭКД этого ответвления настраивают на относительный расход, который отрегулирован на этом МКД. При наладке ответвления в МКД этого ответвления настраивают на вновь измеренный относительный рас- ход главного контрольного доводчика а-1 (но не 6-1), а остальные ЭКД этого ответвления настраивают по относительному расходу МКД в-1. При этом в графе 10 вновь фиксируют текущее относительное давление, на ГКД. Аналогично настраивают доводчики ответ- вления г. При переходе с УН на У этаж ЭКД У-а-1 настра- ивают по ЭКД УТ-а-1 и регулируют ответвления У-а, затем при налддке ответвления У-б ЭКД У-б-1 на- страивают по ЭКД У~Т-а—1 и т.д. .Таким образом проводят настройку всего магистрального стояка А. . Во избежание ошибок не рекомендуется менять ГКД, по которому настраивают местные контрольные ЭКД' на ответвлениях. Затем налаживают магистральные стояки Б и В: на каждом стояке выбирают свой главный контрольны^ ЭКД, по относительному расходу на котором настраи- вают все ЭКД этого стояка. После регулировки магистральных стояков Б и В может оказаться, что относительные расходы главных контрольных ЭКД на магистральных стояках А, Б и 170
в различны. Это расхождение ликвидируют настрой- кой относительных расходов ГКД на магистральных стояках Б и В в соответствии с относительным рас- ходом на главном контрольном доводчике стояка А - с помощью магистральных клапанов на стояках Б и В. При этом на всех ЭКД системы устанавливаются одинаковые относительные расходы. После этого в системе регулируют действительные расходы воздуха в соответствии с расчетными значе- ниями направляющим аппаратом (многостворчатым кла- паном). Согласно основному принципу пропорциональ- ной наладки, изменение общего расхода в системе не влияет на соотношение расходов в ответвлениях. Сле- довательно, если относительные расходы во всех воз- духоводах равны, то при наладке вентилятора на рас- четный общий расход воздуха в системе расходы че- рез каждое ответвление и каждый ЭКД автоматически .принимают расчетные значения. После регулировки вентилятора проводят контроль- ные измерения давлений первичного воздуха по всем ЭКДсистемы, резут,таты записывают в графу 9 табл. 3. Система считается отрегулированной, если откло- нения расходов первичного воздуха не превышают - 10% расчетных. Расход воздуха в системе после регулировки не всегда может быть равен расчетному (например, при недостаточной производительности вен- тилятора). В этом случае следует увеличивать час- тоту вращения вентилятора. При отсутствии клапанов на магистральных стоя- ках А, Б и В наладку стояка А проводят в указанном выше порядке. При наладке стояка Б его главный контрольный ЭКД настраивают на среднее значение между относительным расходом на главном контроль- ном доводчике стояка А и средним значением для ЭКД, расположенных на стояке Б. На этот относи- тельный расход налаживают стояк Б. Наладку стояка В проводят на среднее значение между относительным расходом на главном контроль- ном ЭКД стояка А и средним значением для ЭКД, рас- положенных на стояке В. 171
Для удобства работы ЭКД нумеруют по порядку регулировки. При этом следует помнить, что при на- личии в поэтажной группе нескольких ответвлений раз- ной протяженности сначала настраивают наиболее длинные. Если ЭКД более десяти, ответвление следу- ет разбить на два последовательных звена и в каждом настройку вести по своему местному контрольному ЭКД, который настраивают по главному контрольному ЭКД стояка. Наладка системы с ЭКД может продолжаться не- сколько дней илИ даже недель. За это время могут измениться сила и направление ветра, погода, напря- жение сети, питающей электродвигатель вентилятора, эффект типи в здании, сопротивление установки и тем- пература воздуха. Поэтому при возобновлении пре- рванных работ очень важно сверять показание на ГКД с последним, зафиксированным накануне^ относитель- ным давлением. В случае отклонения Давления на соплах ГКД от зафиксированного для повышения точ- ности регулировки следует провести подрегулировку с помощью направляющего аппарата кондиционера. Если система кондиционирования с ЭКД, подлежа- щая наладке, обслуживает помещения с вытяжной сис- темой, то последняя должна работать в период налад- ки (даже если они еше не налажены), так как в про- тивном случае в этих помещениях искусственно созда- ются подпоры разной величины. По окончании наладки в системе всегда имеется по крайней мере один тракт воздуховодов ведущий к приточному отверстию, на котором все воздушные кла- паны открыты. Таким образом исключается всякое излишнее закрытие клапанов, К такому результату трудно придти методом проб и ошибок, при котором вентилятор часто должен преодолевать повышенные сопротивления. Рекомендапии по эксплуатации, СКВ обеспечивают комфортный микроклимат В обслуживав. помещениях только при соблюдении правил эксплуатации и надле- жащем профилактическом уходе за оборудованием. Для эффективной эксплуатации СКВ на Каждом объекте СО- 172
ставляют паспорта систем, журнал эксплуатации, ин- струкцию по эксплуатации. Паспорт содержит краткую характерно тику системы и основные технические данные. К паспорту прилагают принципиальную схему СКВ в работающих в комплексе с ней вытяжных установок? (ВУ). На схеме показывают основные узлы обработки воздуха, расположение регулирующих устройств и контрольно- измерительной аппаратуры, разводку воздуховодов с нанесением диаметров и расходов воздуха. У каждого воздуховыпускного или всасывающего отверстия ука- зывают номер или название помещения, в которое подается или из которого удаляется воздух. Всякие изменения в системе, а также результаты последних измерений расходов воздуха немедленно вносят в пас-' порт. •9 журнале эксплуатации для каждой смены фиксируют параметры наружного возду- ха, основные регулируемые параметры (температуру точки росы, горячей, холодной и обратной воды от калориферов и воздухоохладителей, температуру и от- носительную влажность приточного воздуха и воздуха в контрольных помещениях и т.д.). Фиксируют также основные мероприятия, выполняемые в течение сме- ны - время включения и выключения систем, подачи и отключения тепло- и хладоносителя, его параметры, аварийные ситуации и предпринятые действия, профи- лактические меры, жалобы потребителей и т.д. В основных разделах инструкции по эксплуатации указаны порядок пуска и остановки систем, режимы работы, уход за оборудова- нием. ч Включают ЭСКВ, как правило, за 1-2 ч ДО нача- ла работы в кондиционируемых помещениях следующим образом; измеряют параметры наружного воздуха и опреде- ляют режим работы системы} производят пуск в соответствии с заданным режи- мом холодильного И вспомогательного оборудования (насосов, бойлере® и др.}; т
в холодный период года дополнительно проверяют подачу теплоносителя к калориферу 1 подогрева и со- ответствие его параметров температуре наружного воздуха; при необходимости калориферы прогревают; приводят в соответствие с режимом работы темпе- ратуры холодной и горячей воды, подаваемой к цент- ральным кондиционерам и теплообменникам ЭКД; включают насосы системы тепло- и хладоснабжения ЭКД и центральных кондиционеров; включают устройства автоматического регулирова- ния центральных кондиционеров и вытяжных установок (ВУ); включают ВУ; включают приточные вентиляторы центральных кон- диционеров. Выключают ЭСКВ в обратном порядке. После вы- ключения обязательно проверяют: плотность закрытия теплых кладанов у центрально- го кондиционера и В У; ' исправность работы фильтра (если он работает в автоматическом режиме), его сопротивление; показание термометра на обратной линии калорифе- ра Т подогрева; включение схемы автоматической защиты калори- феров I подогрева от замерзания (подачу теплоноси- теля в холодный период года не прекращают); соответствие (в холодный период года) -показаний контрольно-измерительной аппаратуры (термометров, психрометров, манометров и самопишущих приборов) заданному режиму. При отклонениях показаний контрольно-измеритель- ной аппаратуры от заданного режима работы следует выявить ^причины отклонений и принять меры для обеспечения требуемых параметров воздуха в конди- ционируемых помещениях. Центральные кондиционеры И ВУ (если не требует- ся круглосуточно поддерживать .параметры воздушной среды) выключают через 1 ч после окончания работы в обслуживаемых помещениях. В теплый период года выключают также систему тепло- И хладоснабжения 174
ЭКД. Зимой (в нерабочее время) обеспечивают ре- жим дежурного отопления (при неработающем цент- ральном кондиционере к ЭКД подают горячую воду по повышенному температурному графику). Различают четыре режима эксплуатации ЭСКВ: лет- ний, переходный, зимний, режим естественной конвек- ции. В летнем режиме, когда энтальпия наружного воздуха выше энтальпии летней точки росы, обработка воздуха в центральном кондиционере сво- дится к очистке и охлаждению с осушкой или увлаж- нением. Температура холодной воды, подаваемой к теплообменникам ЭКД (при четырехтрубной систе- ме), не должна быть ниже 11 С, чтобы избежать вы- падения конденсата. К теплообменникам ЭКД подают горячую воду с температурой 30 С, если наружная • температура не выше 20 С и нет солнечной радиа- ции. При солнечной радиации и температуре наружно- го воздуха выше 20°С горячую воду в систему теп- ло- и хладоснабжения ЭКД можно не подавать. В Переходном режиме, когда эн- тальпия наружного воздуха находится между энталь- пией летней и зимней точки росы, обработка воздуха в центральном кондиционере сводится к очистке и ув- лажнению по адиабатическому циклу (насос увлажни- тельного устройства работает в режиме полной рецир- куляции). При этом температура точки росы являет- ся нерегулируемой; она меняется (в зависимости от параметров Наружного воздуха) от значения летней точки росы до значения зимней точки росы. Относи- * тельная влажность воздуха в обслуживаемых помеще- ниях в переходный Период колеблется в диапазоне 35-65%, поскольку на нее влияют колебания не только влаговыделений в помещении, но и точки росы. В систему тепло- и хладоснабжения ЭКД подают холодную воду с температурой не ниже 11 С, которая достигается обычно в результате свободного охлажде- ния. Горячую воду подают к теплообменникам ЭКД с температурой 35-45 С (в зависимости от наруж- ных условий). 175
В замнем режиме, когда энталыпия наружного воздуха ниже энтальпии зимней точки ро- сы, его обработка в нейтральном кондиционере сво- дится к очистке, нагреву и увлажнению по адиабати- ческому циклу. Холодная вода к теплообменникам ЭКД вырабатывается в схеме свободного охлаждения. Горячая вода к теплообменникам ЭКД подается с температурой 40- 70 С (в зависимости от наружных условий). В режиме естественной кон- векции центральный кондиционер не работает. К теплообменникам подается горячая вода с температурой 40-90 С (в зависимости от наруж- ных условий). Для четкого управления режимами работы кондици- онеров составляют графики температуры горячей воды для теплообменников ЭКД и калориферов I подогрева, температуры точки росы в зависимости от наружных условий. Желательно иметь.два графика температуры горячей воды, подаваемой к теплообменникам ЭКД - на случай солнечной и пасмурной погоды, чтобы об- легчить работу индивидуальных регуляторе® темпера^ туры. Графики уточняют после первого года системы по данным журнала эксплуатации. Уход за центральными кондиционерами и ВУ в ЭСКВ ничем не отличается от ухода за обычными СКВ и выполняется в соответствии с графиком плано- во-предупредительного ремонта. При хорошо органи- зованном планово-предупредительном ремонте другие виды ремонта (текущий, аварийный) практически от^> падают. Уход за ЭКД сводится в основном к очистке элементов от пыли и грязи. Капроновые фильтры пе- ред теплообменниками один раз в Два месяца моют в теплой воде с мылом и содой. Если на объекте име- ется система централизованного пылеудаления или по- мещения убирают пылесосами, то фильтры можно очи- щать с их помощью. В этом случае фильтры моют один раз в год. работы его 176
Сопловые панели ЭКД очищают "ершом' не реже одного раза в год, так как засорение сопл грязью вызывает сокращение расхода первичного воздуха, по- вышение его давления и появление свистящего звука. Чтобы грязь и пыль не попадали в смесительную камеру ЭКД, ее очищают влажной тряпкой после сня- тия приточной решетки. Приточные решетки нельзя закрывать посторонними предметами (цветами, книга- ми, бумагой и т.д.). Для увеличения дальнобойности приточной струп, уменьшения расходов тепла и холода перья приточ- ной решетки должны направлять лоток воздуха в сто- рону от окна в глубь помещения. Не менее одного раза в шесть месяцев очищают фильтры, установленные на трубопроводах перед регу- ляторами типа РТК. Для этого регулятор отключают от системы с помощью вентилей, вывинчивают пробку 'и* вынимают фильтр, представляющий собой стаканчик из латунной сетки. Фильтр промывают чистой водой и устанавливают на место. Один,, раз в год проверяют работоспособность регу- лятора РТК. На приточную решетку ЭКД кладут тер- мометр и дожидаются стабильных показаний. Затем обеими руками плотно берутся за датчик терморегу- лятора. Если регулятор работает исправно, то при протекании через теплообменник горячей воды регуля- тор уменьшит ее расход и температура приточного воздуха снизится. При протекании через теплообмен- ник холодной воды регулятор увеличит ее расход, а температура приточного воздуха и в этом случае сни- зится. Если регулятор не функционирует, необходимо про- верить чистоту фильтров. Если фильтры очищены, не- обходимо демонтировать клапан и продуть его сжатым воздухом (для устранения грязи на седлах клапана). Разбирать клапан запрещается, чтобы не нарушить его заводскую настройку. Если проведенные меро- приятия не дали результата, то наиболее вероятной причиной отказа является утечка теплочувствительной жидкости из капиллярных соединений. В этом случае 177
следует заменить термосистему регулятора. Термо- системы регуляторов РТК-5215 и PTK-522S не имеют индивидуальной заводской настройки и поэтому их заменяют аналогичными (для этого у службы экс- плуатации должны иметься запасные комплекты). Ежедневно при включении системы тёпло- и хладо- снабжения ЭКД проверяют урёвень воды в системе и выпускают воздух. Не менее одного раза в год необходимо контроли- ровать расходы первичного воздуха, выходящего через сопла ЭКД. При отклонении расхода от проектного более чем на 10% необходимо его подрегулировать с помощью встроенных в ЭКД клапанов первичного воз- духа. При одинаковом изменении расходов по всей системе их подрегулируют направляющим аппаратом или многостворчатым клапаном на выходе воздуха из центрального кондиционера. Ниже приведен перечейь основных работ по уходу за ЭКД и регуляторами РТК, примерное время ( г *) их выполнения и периодичность проведения ( п ) в течение года: Г, мин п ’ Съем и установка ограждений, приточных и рециркуляционных • решеток ....... . , ....... 10 6' . Осмотр состояния, проверка работы воздушных клапанов ............. 5 6 Съем, очистка и установка воздуш- ного фильтра....................... 20 6 Очистка сопл ЭКД типа: КНЭ-У-О,8А 40 1 КНЭ-У-1,2 60 1 Проверка расхода воздуха 20 1 Подрегулировка расхода воздуха . . 20 1 178
Очистка смесительной камеры от пыли и мусора................. . 10 6 Разборка, очистка и сборка фильтров на воде типа: РТК-5215 ....................... 30 2 РТК-5225 ...................... 60 2 Проверка работоспособности регуля- тора типа: РТК-5215 . . %. ...... 30 1 РТК-5225 . . . .... . . . . . 60 1 Подпитка водой и выпуск воздуха из системы тепло- и хладоснабжения 60 Еже— л днев- .... НО По перечню можно подсчитать время обслуживания оборудования, установленного в кондиционируемых по- мещениях, а также обоснованно определить количество рабочих-механиков для выполнения работ. Расчет вы- полняют следующим образом. 1. По перечню подсчитывают время выполнения каждого вида работ (ч) по уходу за оборудованием Г= WN ’ <") где N - число единиц оборудования. 2. Определяют годовую сумму времени на уход за оборудованием 4.ч), установленным в кондицио- нируемых помещениях ( 100 ) где Tf , Т2 , ..., Тп - время выполнения каждого ви- да работ; К1 - повышающий коэффициент для учета времени на внеплановые ремонтные работы (замену неисправных регуляторов, вентилей, уст- 179
ранение течей, поломок), обычно ® 1,5; К„- повышаюший коэффициент на время экснлуаташга системы; если время эксплуатации более 10 лет, то “ 1,15. 3. Определяют число рабочих-механиков для об-* служивания оборудования P-J7/4», (101) где Р - требуемое число рабочих-механиков; ♦ - годовой фонд рабочего времени (2000 ч). Пример. Подсчитать число рабочих-механиков для обслуживания оборудования ЭСКВ, расположенного в рабочих кабинетах административного здания. Уста- новлено 1200 ЭКД типа КНЭ-У-1,2, 600 регуля- торов типа РТК-5225. Рабочих дней системы в го- ду 300. Система эксплуатируется менее 1О лет, т.е. К » 1. Решение. По перечню работ по уходу за оборудованием по формуле (99) подсчитываем время на выполнение каждого вида работ: т1- 1OJL^ 60 1200 « 1200 ч; Т2" 5 хб 60 1200 = 600 ч; тз- 60 1200 = 2400 ч; Т4 - ,Т5- 6Q.S .1 60 go.*.* 60 . 1200 ~ 1200 1200 = 400 ч; Тв- 20. Х.1. 60 1200 * 400 я; Т7~ 10 л 9 60 1200 «= 1200 ч; Т8 = 6Q2L.2 60 600 - 1200 ч; Т9 * ео I...I 60 600 •= 600
. fifi. w ?00 _ 10 во 300 4 Годовую сумму времени на уход за оборудованием определяем по формуле. (1ОО); ST = (1200 + 600+ 2400 + 1200 + 400 + 400 + 1200 + 1200+600 + 600) 1,5 - 14250 ч. Число рабочих—механиков рассчитываем по формуле (101) Р - 14250/2000 « 7 чел. Следует. еще раз подчеркнуть, что в указанном вы- ше порядке определяют число рабочих, эксплуатиру- ющих оборудование, которое установлено только в кондиционируемых помещениях. Численность и струк- тура службы эксплуатации в целом по объекту, а так- же подробные указания по эксплуатации центральных кондиционеров и остальных устройств приведены в . „ специальной литературе.
I СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ , s 1. Губернский Ю.Д.. Когенеьскаь Е.И. Гигиенические основы кондиционирования микроклимата жилых И j общественных зданий. М.( Медицина, 1978. 2. Карпис Е.Е, Технологический эффект применения я вентилируемых окон. - Водоснабжение и санитар- 3 ная техника, 1976, № 9 с. 32-34. , 1 3. Кзрдас Е,Е,, ДИ,, Кукдик Проек- J тирование и расчет врцовоздушных эжекционных j систем для многокомнатных и многоэтажных зда- л ний. - Труды ГИПРОНИИАН C(tCP, 1970, вып. 2. | 4. Кокорин о.я, Установки кондиционирования воз- Я духа. M.J, Машиностроение, 1977. Я 5. Л-Гьвдст И.И Мейдндге Ю,М, Новый метод | контроля качества монтажа воздуховодов в про- i цессе строительства. - Водоснабжение и санитар- ная техника, 1970, № 3, с. 24-28. 6. Справочник проектировщика. Вентиляция и конци- ; ционирование воздуха. М., Стройизцат, 1978. 7. СтавИПКИй Л.И, Экономичная схема естественно- го охлаждения. - Кондиционеры, калориферы, вен- '• тиляторы. Экспресс-информация, 1974, № 2, с. 1- '1 3. 8. Юрдцс Э.К, Экспериментальное исследование со- ударения плоской полуограниченной струи с плос- ; костью, перпендикулярной оси струи. - В сб. Са- । нитарная техника . Каунас, Изд-во Каунасского политехнического ин-та, 1971, №5, 189-192. . 9. Fanqer P.O. Thermal Comfort. New— Jork, 1973. 10. Urbach D. Modelluntersuchungen zur Strahlliiftung. - Warme- Klima— und Sanitartechnik, 1971, N 5, S. 189—192. 182
I ОГЛАВЛЕНИЕ i. Стр. Предисловие .............................. - 3 Глава I. Общие тенденции проектирования сис- тем кондиционирования воздуха для многоэтаж- ных зданий.................. . ............ 5 1. Тепловой комфорт и требования к микро- J климату в кондиционируемых помещениях 5 12. Классификация систем кондиционирования воздуха для многоэтажных зданий........ 15 * 3. Некоторые рекомендации по выбору схем ' СКВ для многоэтажных зданий......... 33 Глава П. Устройство и особенности эжекционных систем,кондиционирования воздуха.............. 45 । 1, Классификация и принцип действия...... 45 о 2. Двухтрубные системы . . . ........ ... 49 ( 3. Трехтрубные системы ................... 55 ,4. Четырехтрубные системы . ............... 60 '5. Конструкция отечественных эжекционных . кондиционеров-доводчиков типа КНЭ-У ... 61 j 6. Рекомендуемые схемы систем.............. 66 7. Компоновочные решения.................. 74 8. Рекомендации по организации схем тепло- и хладоснабжения .......................... 89 Глава Ш. Особенности расчета режимов работы оборудования эжекционных систем кондициони- рования воздуха........ ..................... 103 1. Технические характеристики эжекционных кондиционеров-доводчиков типа КНЭ-У ... ЮЗ 2. Организация воздухообмена в помещениях, обслуживаемых эжекционными кондиционе- рами -доводчиками......................... 113 183
3. Расчет распределения воздуха при под- оконной установке эжекционных концидиЬ- неров-довоцчиков..........................*135 4. Порядок подбора оборудования и расчет ре- жимов работы.............................. 142 Глава 13. Рекомендации по монтажу, регулиров- ке и эксплуатации эжекционных систем кондици- онирования воздуха.............................159 Список литературы..............................182 Олег Янович Кокорин Леонид Ильич СтавиЧКий Яков Григорьевич Кронфельд КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА В МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЯХ Редакция литературы по жилищно-коммунальному хозяйству Зав. редакцией М.К.Склярова Редактор НС 1фприянова Мл. редактор Г А.Морозова Внешнее оформление АА.Олендского Технический редактор И.В.Берина Корректор НА.Беляева ИБ № 1246 Подписано в печать 12.05.81r. Т-06540 Формат 84 х 108 1/32 Набор машинописный Бумага офсетная 80 г/м2 Печать офсетная Усллечл. 9,66 Усл.кр.-отт. 9,82 Уч.-издл. 8,64 Тираж 4000 экз. Изд. N® АУ1-6592 Заказ № 630. Пеня 45 коп. Стройиздат, 101442, Москва, Каляевская, 23а Тульская типография Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли г. Тула, проспект Ленина, 109