Меню

Подбор системы кондиционирования воздуха



Выбор кондиционера — тонкости «воздушного» вопроса

Кондиционер уже не является редкостью и используется не только в офисах. Теперь это вполне обыденная вещь, которую можно встретить во многих жилых домах, как частных, так и многоквартирных. Некоторые люди устанавливают кондиционеры лишь для повышения уровня комфорта, а для кого-то это вынужденная мера. В статье расскажем, как правильно выбрать кондиционер и какие существуют типы подобных систем.

Типы кондиционеров

На рынке существует множество разных систем кондиционирования воздуха. Чтобы понять, чем они между собой отличаются, обратимся к основным способам классификации этих устройств: по принципу работы и типу конструкции. Расскажем подробнее про каждый вид.

По принципу работы кондиционеры делятся на:

Неинверторные, или кондиционеры с ON/OFF-регулированием

В неинверторном кондиционере вращение двигателя компрессора имеет постоянную скорость, регулировка мощности осуществляется посредством включения/выключения компрессора. Так, при достижении необходимой температуры в помещении компрессор выключается, при росте температуры ― включается, далее процесс повторяется вновь. До 2000 года на долю неинверторных кондиционеров приходилось до 95% объема производства и продаж во всем мире, сейчас данные модели встречаются на рынке все реже, а некоторые компании и вовсе отказались от их производства. Раньше значительным преимуществом неинверторных систем была их невысокая стоимость, однако сейчас она уже не столь сильно отличается от цены инверторных моделей, которые используют принцип плавного регулирования мощности в зависимости от существующей тепловой нагрузки. И тем не менее, по мнению специалистов, кондиционеры с ON/OFF-регулированием выигрывают у своего более современного аналога в плане надежности — в первую очередь из-за простоты конструкции. Они способны лучше выдерживать значительные скачки напряжения в сети и регулярное отключение электричества, а также более ремонтопригодны. Поэтому такой тип кондиционеров больше подойдет для объектов, где уровень комфорта не является наивысшим приоритетом и могут возникнуть проблемы с электроснабжением, а бюджет покупки зачастую ограничен.

В целом это более современные, комфортные и энергоэффективные модели. В таких кондиционерах двигатель компрессора может плавно менять частоту вращения с помощью встроенного блока управления (инвертора). Достигая установленной температуры, устройство замедляет скорость вращения вала компрессора, при этом существенным образом снижается ток и тепловые потери, а значит и расход электроэнергии. Одновременно с плавным снижением мощности вентилятор может снизить подачу воздуха и будет бесшумно поддерживать температуру в помещении на необходимом уровне. Благодаря этой технологии значительно сокращается энергопотребление, снижается уровень шума и пропадает проблема излишнего охлаждения или нагрева. Инверторные кондиционеры также могут работать в более широком диапазоне наружных температур и быстрее «выходят на режим», то есть достигают нужной температуры в помещении. Выбор инверторного кондиционера особенно актуален при обустройстве спален и детских комнат, где необходима тишина и нежелательны сквозняки.

По типу конструкции кондиционеры бывают:

В моноблочных кондиционерах все составляющие собраны в один корпус. Такие устройства могут выводить отработанный воздух непосредственно на улицу. Зачастую эта особенность позволяет частично заместить внутренний воздух на «свежий». С одной стороны, это дополнительная вентиляция, а с другой — это замедляет охлаждение помещения. Помимо температуры воздуха, многие моноблочные кондиционеры могут незначительно регулировать уровень влажности. Моноблоки удобны в использовании и не занимают много места, однако не отличаются высокой мощностью и не подходят для больших помещений. Кроме того, они производят много шума из-за расположенного в корпусе компрессора.

Моноблочные кондиционеры делятся на:

  • Оконные. Как следует из названия, такие кондиционеры устанавливаются в оконный проем (в редких случаях — в отверстие в стене, если это осуществимо). Эти устройства отличаются долгим сроком службы и низкой стоимостью. Кроме того, монтаж таких систем довольно прост. Нужно только быть готовым к тому, что может потребоваться замена окна. Ощутимым недостатком этих кондиционеров зачастую являются тепловые потери, особенно заметные в зимний период. Они связаны с плохой теплоизоляцией между внешней и внутренней частью устройства. Также отмечается ощутимая шумность работы, свойственная всем моноблочным системам. Еще такое устройство занимает часть оконного проема ― это снижает уровень освещенности помещения.
  • Мобильные. Это единственный тип кондиционера, который не требует монтажа. Для установки достаточно направить гибкий воздуховод с теплым воздухом от конденсатора на улицу через окно или отверстие в стене. Мобильность устройства обусловлена его небольшим весом и наличием у некоторых моделей колесиков. Как и оконные кондиционеры, мобильные производят много шума и не отличаются высокой эффективностью охлаждения.

В отличие от моноблоков сплит-система предполагает конструкцию из двух частей: внешнего блока (размещаемого на улице) и внутреннего (устанавливаемого в помещении). Между собой они соединяются электрическим кабелем и трассой из медных труб, по которым циркулирует хладагент. Такое строение позволяет снизить уровень шума: компрессор как наиболее шумный элемент конструкции располагается во внешнем блоке. Ко всем современным сплит-системам прилагается пульт дистанционного управления для более удобного регулирования режимов работы.

Сплит-системы разделяются на:

  • Настенные. Самый распространенный тип кондиционеров, способный как охладить, так и «обогреть» комнату или любое другое помещение среднего размера. Отличается большим разнообразием моделей, некоторые из которых обладают особыми функциями, такими как антибактериальная очистка, ионизация воздуха, осушение и так далее. В установке такой кондиционер проще и дешевле, чем большинство других сплит-систем, поэтому является наиболее популярным типом кондиционеров для квартир и небольших офисов. Настенная сплит-система — наиболее тихий кондиционер и самый эффективный тип среди компактных моделей. При этом охлажденный воздух концентрированно поступает в помещение через воздушные жалюзи, поток воздуха направлен «вглубь» помещения, что может в ряде случаев причинять дискомфорт, особенно для тех, кто часто болеет и не любит сквозняки.
  • Напольно-потолочные. Данные кондиционеры размещаются либо в нижней части стены, вертикально, либо под потолком, горизонтально. Такие устройства лучше всего подходят для объемных или вытянутых помещений и способны обслужить большие площади. Это делает их особенно востребованными в торговых зонах или в офисах с открытой планировкой (open space). Благодаря небольшой толщине, как правило, 20–25 см, напольно-потолочные кондиционеры не занимают много места. Еще одним преимуществом данной системы является направление потока: с помощью широких жалюзи воздушный поток может быть направлен горизонтально вдоль потолка. Таким образом, для людей в помещении снижается риск простудиться или замерзнуть. Среди недостатков напольно-потолочных кондиционеров можно отметить более высокий уровень шума в сравнении с настенными, а также более низкую энергоэффективность. Кроме того, стоит учитывать, что подобные кондиционеры не рекомендуется размещать в помещениях с потолками ниже 2,5 м.
  • Канальные. Такое название эти кондиционеры получили из-за особого строения: воздух распределяется по вентиляционным каналам, чаще всего спрятанным в запотолочном пространстве. Эти устройства могут обслуживать сразу несколько помещений и обеспечивать хорошую вентиляцию, при этом для всех зон можно установить лишь единую температуру. Монтаж канальной сплит-системы сопряжен с рядом сложностей. Размещение системы воздуховодов нужно тщательно продумать, необходимо рассчитать воздухообмен (расход и напор воздуха в каждом отдельном вентиляционном канале) и предусмотреть целый ряд условий при планировании интерьера. Для монтажа канального кондиционера потребуется профессионал с большим опытом в данной сфере. Обычно эти устройства устанавливаются в помещениях с подвесным потолком, где межпотолочное пространство способно вместить внутренний блок с высотой, как правило, от 20 до 35 см. При этом стоит отметить, что канальный кондиционер один из самых комфортных и тихих.
  • Кассетные. Кассетные кондиционеры в большинстве случаев встраиваются в подвесной потолок, поэтому видимая часть ― это лишь воздухозаборная решетка и воздухораспределительные жалюзи. Самый популярный тип ― четырехпоточный, такие модели выдувают воздух через жалюзи одновременно в четырех направлениях, по кругу. Также на рынке иногда встречаются одно- и двухпоточные модели, однако широкого распространения они не имеют, из-за узкого модельного ряда и ограничений в функциональном применении. В наиболее современных моделях кассетных кондиционеров каждым направлением воздушного потока можно управлять индивидуально (в частности, можно заблокировать поток у одной из воздушных заслонок). Кассетный кондиционер, спрятанный за подвесным потолком, выглядит аккуратно и неприметно. Это позволяет вписать устройство практически в любой интерьер. Кассетные кондиционеры востребованы в больших помещениях, где одновременно находится много людей: в офисах, магазинах, кафе, фитнес-клубах, галереях и так далее.
  • Колонные и напольные. Данные кондиционеры получили такое название благодаря дизайну внутреннего блока, который похож на большую колонну. Такие устройства обладают большими габаритами и весом, поэтому устанавливаются на полу. Отличаются высокой мощностью и обычно востребованы там, где необходимо максимально эффективное охлаждение или, наоборот, обогрев. Из-за мощного потока воздуха обычно их располагают подальше от людей. Чаще всего они устанавливаются в музеях, выставочных и спортивных залах, торговых центрах, складских помещениях и иных местах с большой площадью.

В данном семействе есть устройства, используемые и для бытовых нужд. Это так называемые консольные (напольные) кондиционеры, имеющие зачастую почти квадратный дизайн. Данные кондиционеры можно установить на пол или повестить на стену рядом с полом (зазор 10–15 см). Отличительной особенностью таких устройств являются два отдельных воздухораспределительных жалюзи. При работе на охлаждение большая часть воздушного потока распределяется через верхние жалюзи, меньшая — через нижние. При работе на обогрев верхние жалюзи закрыты и воздушный поток идет через нижнюю заслонку ― это необходимо для более эффективного обогрева, ведь, как известно, теплый воздух поднимается вверх.

Также относительно недавно на рынке появился новый тип напольных кондиционеров. Данные блоки похожи на колонные, но имеют меньшие габариты, более изящный дизайн и совершенные функции. Предназначены эти модели для установки в объемные жилые помещения, например, гостиные, столовые, холлы.

Система мульти-сплит предполагает установку нескольких (от двух до пяти) внутренних блоков, работающих от одного наружного. При этом такая «связка» может сочетать в себе разные виды кондиционеров (внутренних блоков). Основной причиной использования устройств подобного типа обычно является невозможность установки нескольких внешних блоков на наружной стене, в частности по соображениям эстетики, ведь несколько наружных блоков могут испортить фасад здания. Вопреки частому заблуждению, сэкономить при приобритении таких устройств вряд ли получится: стоимость оборудования, монтажа и обслуживания мульти-сплит-систем, как правило, выше, чем отдельных кондиционеров. Это обусловлено технической сложностью конструкции, а также тем, что мульти-сплит-системы поставляются исключительно в инверторном исполнении. Обычные модели мульти-сплит с ON/OFF-регулированием не предлагаются на рынке уже более семи–восьми лет. Пожалуй, главным минусом данных кондиционеров является зависимость всех внутренних устройств от единого наружного блока. Если он выйдет из строя, то работать перестанут все кондиционеры.

Как выбрать кондиционер: на что обращать особое внимание

Как видно, существует много разных типов кондиционеров, и у каждого есть свои преимущества и недостатки. Так какой кондиционер лучше выбрать? Чтобы определиться с подходящей моделью, необходимо обратить внимание на ряд параметров. Остановимся на основных из них:

    Площадь помещения для кондиционирования

Важно учитывать, на какую площадь рассчитана техника. Моноблочный кондиционер не справится с большим залом, а для малогабаритной квартиры колонная или потолочная модель, скорее всего, будет слишком мощной.
Мощность

При выборе мощности кондиционера стоит помнить, что, чем больше помещение, тем выше она должна быть. Кроме этого, на эффективность охлаждения влияют количество людей, работающей электроники (компьютеры, телевизоры) и интенсивность солнечного света. На некоторых сайтах предусмотрены специальные калькуляторы для расчета оптимальной мощности в каждом конкретном случае. Обобщенная и часто применяемая технология расчета, при которой подбор кондиционера осуществляется исходя из параметра 100 Вт (производительность) / 1 м 2 (обслуживаемая площадь), не является до конца правильной, так как не учитывает регион размещения оборудования, размер оконного проема, тип остекления, сторону света и так далее.

Проблемой может быть не только недостаточная мощность, но и избыточная: если устройство постоянно включается и выключается, слишком быстро справляясь со своей задачей, в скором времени оно может прийти в негодность.

    Способ установки

Выбирая кондиционер, нужно учитывать, какие ограничения на установку есть в вашем случае. Если на здании запрещено размещать наружные блоки, придется выбирать моноблочный кондиционер. При этом оконный часто предполагает замену окна или ремонт оконного проема, что приведет к дополнительным тратам. Настенные сплит-системы достаточно легко установить в обычные помещения, но их не поставишь на застекленные террасы и веранды, а для канальных кондиционеров потребуются долгая подготовка, точный расчет и опытный мастер. Мульти-сплит-система, как правило, устанавливается при осуществлении ремонта помещений, так как несколько отдельных трасс, направляемых в разные помещения, необходимо спрятать внутри штробы, фальш-стен или фальш-потолков.
Дизайн

Современный рынок предлагает разнообразные стилистические решения. Можно найти кондиционер как в современном стиле (угловатый дизайн, минимализм, полированный металл, яркие окрашенные формы), так и в стиле биодизайна (белый матовый или глянцевый пластик, мягкие и плавные формы). Все зависит от вкуса и возможностей покупателя. Как правило, модели, имеющие неординарный дизайн или дорогие элементы декоративной отделки, стоят больше, так как не являются массовым продуктом и подчеркивают статус владельца. Также придется переплатить за наличие проводного настенного пульта (они доступны лишь для подключения к наиболее дорогим моделям кондиционеров), управление через Wi-Fi и другие дополнительные опции.
Производитель

На рынке представлены оригинальные японские, корейские и китайские бренды, а также множество российских, европейских и даже американских торговых марок, производимых, как правило, на заводах в Китае. У каждой компании есть свои сильные и слабые стороны. Японские кондиционеры считаются наиболее престижными и надежными, обычно они самые дорогие по стоимости; корейские ― неприхотливые, с хорошими условиями гарантии и сервисного обслуживания, однако без особых изысков. Китайские бренды, а также торговые марки, поставляемые с китайских заводов, ― бесспорные лидеры рынка по объему продаж, так как предлагают невероятное разнообразие моделей и решений, причем по доступной для потребителя стоимости.

Каких ошибок важно избежать

Существует несколько значимых нюансов, которыми иногда пренебрегают даже профессионалы. В частности, нужно следить, чтобы у компании-производителя были необходимые сертификаты, подтверждающие качество кондиционера и квалификацию установщиков. Кроме того, выбирая сплит-систему, нужно заранее продумать место установки и убедиться, что в вашем здании разрешено размещение наружных блоков. Также многие забывают, что недопустимо закрывать кондиционер шторами, ведь так он не будет равномерно охлаждать комнату, начнет работать на износ и может выйти из строя.

Итак, какой выбрать кондиционер? Для начала нужно определить конкретно ваши условия и ограничения, подобрать подходящий тип кондиционера, а затем сравнить модели разных компаний. Убедиться, что описание товара соответствует тому, что вы получите, ― помогут отзывы на профильных порталах. Выбирая магазин для приобретения кондиционера, лучше обратить внимание на сайты производителей и официальных дистрибьюторов, чтобы не столкнуться с ненадежным поставщиком.

Какой кондиционер можно выбрать для дома и офиса?

Один из крупнейших официальных дистрибьюторов кондиционеров в России — группа компаний «Атлас». Она успешно реализует кондиционеры марки Mitsubishi Heavy Industries, а также TCL. Вот что нам рассказал эксперт фирмы:

«Наша компания существует с 1997 года: более 20 лет назад мы начали дистрибьюцию климатического оборудования, и в то время это были исключительно японские торговые марки. Все перевернулось, пожалуй, после 2008–2009 годов, когда на российский рынок начали активно выходить китайские компании. И если в середине 2000-х это были достаточно заурядные производители, которые существенно проигрывали как японским, так и корейским маркам, то за последние десять лет Китай совершил необычайный технологический скачок. Ныне от 80% до 85% всех кондиционеров, поставляемых в Россию, произведены на шести–семи крупнейших китайских заводах-изготовителях. Доля японских брендов — около 12–15%, корейских ― около 5%. Сейчас Китай ― лидер мирового рынка бытовых и коммерческих кондиционеров по объему производства и широте модельного ряда. При этом качество продукции уже не уступает аналогам из Японии и Южной Кореи.

На российском рынке, помимо прочего, мы представляем бренд TCL — это собственная торговая марка одного из крупнейших китайских производителей бытовой электроники. Бренд TCL демонстрирует динамичный рост в индустрии производства кондиционеров в Китае: в 2018–2019 годах производитель стал третьим по объему поставок кондиционеров на экспорт. Производственные мощности предприятий TCL превышают 14,5 миллиона кондиционеров в год.

ГК «Атлас» предлагает большой выбор кондиционеров, начиная от бытовых сплит-систем и заканчивая крупными полупромышленными моделями. Вся техника поступает напрямую от производителя, что сводит к минимуму риск возникновения проблем с запасными частями и комплектующими.

Продукция TCL соответствует нормативам стандартов экологичности, качества и безопасности множества международных организаций, которые обеспечивают тестирование и сертификацию оборудования. Срок гарантии на кондиционеры составляет три года со дня покупки».

Источник

Расчет систем кондиционирования воздуха с центральными кондиционерами и фэнкойлами

М. Г. Тарабанов, директор НИЦ «Инвент», руководитель НП «АВОК Волгоград»

В последние годы в офисных и многофункциональных зданиях, в торговых центрах, гостиницах и на других объектах широко применяют системы кондиционирования воздуха с центральными кондиционерами, подающими в помещение некоторый расчетный объем наружного воздуха, и фэнкойлами в качестве охладителей-доводчиков.

Не останавливаясь подробно на достоинствах и недостатках таких систем, заметим, что в некоторых случаях подобный выбор является просто данью моде и ничем не обоснован.Например, при проектировании систем кондиционирования воздуха для торговых залов мебельного центра «Гранд-2» в Химках общей площадью 80 000 м 2 НИЦ «Инвент» предложил центральные системы с переменной первой рециркуляцией без каких-либо доводчиков. Такая схема для данного конкретного объекта оказалась значительно эффективнее и экономичнее как по капитальным, так и по эксплуатационным затратам, чем система кондиционирования воздуха с фэнкойлами.

Однако во многих случаях системы кондиционирования воздуха с центральными кондиционерами и доводчиками-охладителями более эффективны и бесспорно имеют право на существование, например, для развлекательной и офисной зон того же «Гранд-2» применены именно такие системы.

Цель настоящей статьи — дать методику расчета СКВ с фэнкойлами, включая построение процессов обработки воздуха на I-d диаграмме и подбор фэнкойлов, в зависимости от режима их работы.

Для систем кондиционирования воздуха с местными доводчиками построение процессов на I-d диаграмме принципиально отличается от построений для центральных систем, т. к. процесс в доводчиках может идти со значительной осушкой воздуха, а холодопроизводительность доводчиков зависит от неизвестной до начала расчета температуры поступающего в них воздуха по сухому и мокрому термометрам.

Поэтому для систем с доводчиками нельзя задать на I-d диаграмме точку с параметрами внутреннего воздуха, а можно указать лишь требуемое значение температуры и допустимую область значений относительной влажности или влагосодержания, что делает задачу построения процесса неопределенной.

Рассмотрим одну из наиболее распространенных схем кондиционирования воздуха, например, в офисном помещении или торговом зале (рис.1).

На рисунке 1 приняты следующие обозначения индексов:

н — параметры приточного наружного воздуха, подаваемого от центрального кондиционера;

у — параметры воздуха, удаляемого из помещения общеобменной вытяжной системой;

ф — параметры приточного воздуха, подаваемого в помещение фэнкойлами;

уф — параметры воздуха, удаляемого из помещения фэнкойлами;

в — параметры внутреннего воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне.

Рассматриваемая схема, безусловно, не является какой-то исключительной. Возможно размещение фэнкойлов на или в полу, на стене или под потолком, так же как и подача приточного воздуха у пола (вытесняющая вентиляция) или в рабочую зону, но это не меняет сути решаемой задачи — обеспечить требуемые параметры воздуха, включая, кроме указанных, его качество и подвижность в обслуживаемой зоне.

Составим тепловлажностный баланс для рассматриваемого помещения, который в общем случае имеет вид:

(1)
(2)

Количество сухой части приточного или удаляемого воздуха определяется по формуле

(3)

Поскольку значения влагосодержания обычно невелики (0,008–0,012 кг/(кг св)), то уравнения (1) и (2) можно записать в виде:

(4)
(5)

где G — количество воздуха, кг/ч;

I — энтальпия воздуха, кДж/(кг св);

d — влагосодержание воздуха, г/(кг св);

S Qпол — суммарные полные теплоизбытки в помещении, кДж/ч;

W — суммарные влаговыделения в помещении, кг/ч.

Для определения энтальпии воздуха необходимо знать его температуру, поэтому формулы (4) и (5) обычно дополняют равенством:

(6)

где S Qявн — суммарные явные теплоизбытки в помещении, кДж/ч.

Из уравнений (4) и (5) нетрудно получить формулы для расчета количества воздуха, подаваемого фэнкойлами, при условии, что Gн = Gу:

(7)
(8)

Аналогичную формулу можно получить и из уравнения (6), но поскольку процессы в помещении и в фэнкойлах идут с изменением влагосодержания воздуха, то дальнейший расчет следует выполнять по формуле (7).

В приведенных выше уравнениях нет двух параметров, которые интересуют нас в первую очередь и являются нормируемыми или требуемыми: температуры tрз и относительной влажности j рз в рабочей или обслуживаемой зоне.

Обычно для связи параметров воздуха в рабочей зоне с параметрами приточного и удаляемого воздуха используют коэффициенты воздухообмена Кt и Kd [1]:

(9)
(10)

Причем для рассматриваемых систем кондиционирования воздуха необходимо вводить по два разных значения: Кt и Kd (отдельно для центрального кондиционера и для фэнкойлов). В общем случае значения коэффициентов воздухообмена зависят от способа организации воздухообмена, типа воздухораспределителей, расположения приточных и вытяжных отверстий относительно друг друга и источников выделения тепла и вредностей и ряда других факторов.

Эти вопросы достаточно подробно рассмотрены Г. М. Позиным [1]. Однако для офисных и многофункциональных зданий при высоте помещений 2,8–3,5 м и при схеме организации воздухообмена сверху-вверх надо очень хорошо подобрать и расположить приточные и вытяжные плафоны, чтобы получить Кt = 1. Даже при вытесняющей вентиляции при подаче приточного воздуха непосредственно у пола значения Кt для офиса и зала заседаний, рассчитанные при высоте обслуживаемой зоны 1,8 м, не превышают 1,25 [2].

В любом случае, используя коэффициент воздухообмена или полагаясь на личный опыт, проектировщик должен принять значения температур tу и tуф с учетом температуры воздуха в рабочей зоне и размещения вытяжных плафонов и фэнкойлов. Расчет полных теплопоступлений от людей, освещения, оргтехники, компьютеров и солнечной радиации, а также влаговыделений не требует каких-то пояснений.

Расчетный объем наружного воздуха следует определять как:

• минимальный, требуемый по санитарным нормам;

• необходимый для компенсации местных отсосов и создания подпора в кондиционируемом помещении;

• необходимый для ассимиляции теплоизбытков в помещении в холодный период года.

При окончательном решении целесообразно сравнить первые два и третье значения, и если окажется, что при разумном увеличении объема наружного воздуха можно отказаться от dry-cooler, промежуточных теплообменников, этиленгликоля, насосов и другого оборудования, то разумнее выполнить технико-экономическое сравнение вариантов, предусмотрев, например, фэнкойлы только для теплого периода года.

Поскольку система кондиционирования воздуха с фэнкойлами предполагает наличие холодильных машин, то в теплый период следует охлаждать наружный воздух в центральном кондиционере до 18–22 °С. В этом случае наружный воздух ассимилирует часть теплоизбытков в помещении и, что особенно важно, не возникает дополнительных проблем с воздухораспределением.

Зная начальные параметры наружного воздуха, задав температуру, до которой воздух охлаждается в поверхностном воздухоохладителе центрального кондиционера, по компьютерной распечатке можно определить температуру, энтальпию и влагосодержание приточного воздуха с учетом его нагрева в вентиляторе и воздуховодах на 0,5–1,0 °С, в зависимости от протяженности трассы и полного давления вентилятора.

Сложнее определить параметры воздуха на выходе из фэнкойла, поскольку его холодопроизводительность, как уже отмечено выше, зависит от температуры сухого и мокрого термометра воздуха на входе в аппарат.

Однако процесс охлаждения воздуха в фэнкойлах имеет определенный нижний предел, связанный с температурой на поверхности теплообменника, которая, в свою очередь, зависит от начальной и конечной температуры холодной воды. Для предварительного расчета можно принять:

где twk — расчетная температура воды на выходе из фэнкойла;

j ф — относительная влажность воздуха на выходе из фэнкойла.

Возможная небольшая ошибка (±0,5 °С; ±5 %) не имеет принципиального значения, т. к. принятые значения tф и j ф будут уточнены в конце расчета.

Задавшись значениями twk, tф и j ф, можно вычислить влагосодержание dф и энтальпию Iф воздуха на выходе из фэнкойла. Таким образом, на данном этапе расчета известны:

• количество Gн, температура tн, энтальпия Iн и влагосодержание dн приточного воздуха, подаваемого от центрального кондиционера;

• количество удаляемого из помещения воздуха Gу и его температура tу;

• температура tф, энтальпия Iф и влагосодержание dф приточного воздуха, подаваемого фэнкойлами;

• температура воздуха по сухому термометру на входе в фэнкойл tуф;

• суммарные полные тепловыделения S Qпол и влаговыделения W в помещении;

• нормируемая температура внутреннего воздуха в рабочей зоне tрз.

Порядок дальнейшего расчета удобнее показать на конкретном примере.

Необходимо запроектировать систему кондиционирования воздуха с фэнкойлами для торгового зала магазина.

• размер помещения в плане 18 • 12 = 216 м 2 , высота до низа подшивного потолка 3,2 м, объем V = 690 м 3 ;

• суммарные полные тепловыделения от людей, освещения и аппаратуры Qпол = 17 кВт;

• влаговыделения W = 4 кг/ч;

• количество посетителей и продавцов соответственно 36 и 4 чел.;

• расчетные параметры наружного воздуха: tн = 33 °С, Iн = 60 кДж/(кг св), Рб = 99 кПа, j н = 33 %;

• требуемые параметры внутреннего воздуха в обслуживаемой зоне: tрз = 24 °С, j рз • холодоноситель — вода 7–12 °С.

• для уменьшения холодильной нагрузки на фэнкойлы и более равномерного распределения температуры наружный воздух охлаждается в кондиционере, нагревается в вентиляторе и воздуховодах на 1 °С и подается в помещение с температурой 22 °С;

• применяем фэнкойлы без кожуха и устанавливаем их в подшивном потолке, с приточными плафонами фэнкойлы соединены гибкими воздуховодами с тепло- и звукоизоляцией;

• удаляемый и рециркуляционный воздух забирается из помещения и объема подшивного потолка через вытяжные плафоны;

• температура удаляемого и рециркуляционного воздуха примерно равны температуре в обслуживаемой зоне, т. е. Кt ≈ 1.

Принципиальная схема организации воздухообмена и размещения фэнкойлов приведена на рисунке 1. Для расчета потребуются следующие основные формулы [3]:

(11)
(12)
(13)
(14)
(15)

Определяем минимальный расход наружного воздуха:

Поскольку помещение не имеет наружных ограждающих конструкций, по согласованию с заказчиком увеличиваем объем:

Из компьютерной распечатки для воздухоохладителя центрального кондиционера получаем: tох = 21 °С, j ох = 63 %. По приложению 1 [3] находим давление насыщенного водяного пара при tох = 21 °С, Рпн = 2,4877 кПа и по формуле (14) вычисляем парциальное давление Рох = 2,4877 • 0,63 = 1,567 кПа.

По формуле (12) определяем влагосодержание наружного воздуха на выходе из воздухоохладителя:

Определяем основные параметры и количество приточного наружного воздуха:

Задаемся конечными параметрами воздуха на выходе из фэнкойлов:

По прил. 1 [3] находим давление насыщенного водяного пара при t = 13,5 °С и вычисляем значения Iф и dф:

Итак, нам известны параметры и количество подаваемого в помещение наружного воздуха, параметры приточного воздуха от фэнкойлов, температура удаляемого и внутреннего воздуха и тепловлаговыделения в помещении.

Определим требуемое количество воздуха, подаваемого фэнкойлами. С этой целью реальный процесс, когда приточный наружный воздух и воздух от фэнкойлов «самостоятельно» ассимилируют тепло- и влаговыделения, а уже потом смешиваются в помещении, заменим условным процессом, приняв, что воздух от фэнкойлов смешивается с наружным до помещения и уже смесь ассимилирует тепло- и влаговыделения. Такое допущение не влияет на конечный результат, т. к. тепловлажностный баланс помещения не изменяется, но позволяет достаточно просто выполнять дальнейший расчет методом последовательных приближений.

Предположим, что количество наружного воздуха составляет 25 % от общего количества приточного воздуха G.

Вычисляем расчетную разность энтальпии и влагосодержания внутреннего и приточного воздуха:

Определяем энтальпию, влагосодержание и температуру внутреннего воздуха:

Как видно, при выбранном расходе воздуха его температура значительно ниже требуемой tрз = 24 °С. Выполним аналогичные расчеты при Gн = 30 % и Gн = 35 %. Результаты расчетов приведены ниже в таблице.

Принимаем вариант Gн = 0,3 Gсм , т. к. в этом случае температура воздуха в рабочей зоне практически равна требуемой. Тогда с некоторым запасом имеем:

Определяем плотность воздуха на входе в фэнкойлы:

Расчетный объемный расход воздуха фэнкойлов:

В помещении предполагаем установить 6 фэнкойлов. Вычисляем расход воздуха и полную холодопроизводительность одного фэнкойла:

Таким образом, необходимо подобрать фэнкойл при следующих исходных данных:

• расход воздуха при средних оборотах и статическом давлении 15 Па — 670 м 3 /ч;

• полная холодопроизводительность при воде 7–12 °С и начальных температурах tс = 24 °С и tм = 17,2 °С — 2,86 кВт.

По электронному каталогу фирмы-производителя подбираем фэнкойл: Qпол = 2,96 кВт; Qявн = 2,51 кВт; Рст = 15 Па; Lф = 663 м 3 /ч. Уточняем параметры воздуха на выходе из фэнкойла, пренебрегая очень небольшим изменением плотности воздуха:

Определяем уточненные параметры воздуха в обслуживаемой зоне:

Как видно, расчетные параметры воздуха в обслуживаемой зоне очень близки к требуемым, поэтому практически расчет можно закончить, однако, с чисто теоретической целью доведем расчет до конца, т. е. проверим, установится ли в помещении тепловлажностный баланс при работе центрального кондиционера и фэнкойлов, если: tуф = 22,8 °С; tм = 17 °С; dуф = 10 г/(кг cв) и Iуф = 48,37 кДж/(кг св).

По электронному каталогу для выбранного фэнкойла находим:

Наименование параметра Gн = 0,3 Gсм Gн = 0,35 Gсм
Gсм , кг/ч 6580 5640
Gф , кг/ч 4606 3666
Iсм , кДж/(кг св) 39,46 40,04
dсм , г/(кг св) 9,22 9,27
Iр , кДж/(кг св) 9,30 10,85
dр , г/(кг св) 0,61 0,71
Iрз, кДж/(кг св) 48,76 50,89
dрз , г/(кг св) 9,83 9,98
tрз , °С 23,61 25,32

Дальнейший расчет не требует пояснений:

Если подставить полученные значения параметров в балансовые уравнения (4) и (5), то действительно получим равенства:

1 974 • 47,54 + 4 606 • 34,87 +17 • 3 600 =
= 1 974 • 48 + 4 606 • 48 кДж/ч;
1 974 • 10 + 4 606 • 8,95 + 4 000 =
= 1 974 • 9,88 + 4 606 • 9,88 г/ч.

Построение процессов обработки воздуха на I-d диаграмме показано на рисунке 2.

Если при подборе фэнкойлов расчетная температура воздуха в рабочей зоне значительно ниже требуемой, то следует:

• изменить количество и типоразмер фэнкойлов;

• уменьшить расход воды через фэнкойлы, т. е. увеличить конечную температуру;

• повысить начальную температуру холодной воды, если это целесообразно для большинства кондиционируемых помещений;

• уменьшить количество воздуха, подаваемого фэнкойлами;

• повысить температуру приточного наружного воздуха;

• выполнить несколько указанных рекомендаций.

В рассматриваемом примере помещение не имеет наружных ограждающих конструкций и тепловлаговыделения в нем в холодный период такие же, как и в теплый, поэтому предполагается использовать фэнкойлы круглый год.

Источником холода зимой является dry-cooler с контуром раствора этиленгликоля, и от пластинчатого теплообменника подается вода 9–14 °С. В центральном кондиционере воздух нагревается в теплообменнике первого подогрева при постоянном влагосодержании 0,4 г/(кг cв) от –25 до 28,3 °С, адиабатически увлажняется в форсуночной камере с Еа = 0,65 и подается в помещение после второго подогрева, который в расчетном режиме не работает.

Необходимо построить процесс обработки воздуха на I-d диаграмме и определить параметры воздуха в рабочей зоне.

По I-d диаграмме находим параметры воздуха в точке «Т» (рис. 3): tТ = 28,3 °С; dТ = 0,4 г/(кг св); IТ = 29,5 кДж/(кг св); tМТ = 10 °С.

Вычисляем температуру воздуха на выходе из форсуночной камеры tк, используя выражение

По I-d диаграмме определяем: Iк = 29,7 кДж/(кг св); dK = 5,2 г/(кг св) и вычисляем:

Предварительно принимаем tрз = tу = 22 °С.

Как видно, возможная температура точки росы удаляемого воздуха ниже температуры воды, подаваемой в фэнкойлы, поэтому в них будет идти процесс сухого охлаждения. Поскольку фэнкойлы не изменяют влажностный баланс помещения, то все влаговыделения должен ассимилировать наружный воздух.

Считаем, что влаговыделения в помещении такие же, как в теплый период, и определяем влагосодержание удаляемого воздуха:

По электронному каталогу находим холодопроизводительность фэнкойла при tс = 22 °С и tм = 14,1 °С: Qпол = Qявн = 1,83 кВт.

Вычисляем температуру воздуха на выходе из фэнкойла:

и по I-d диаграмме находим Iф = 31,9 кДж/(кг св).

Определяем параметры смеси:

Вычисляем параметры воздуха в рабочей зоне:

Поскольку параметры воздуха точно соответствуют исходным, расчет заканчиваем и полученные данные используем для проектирования контура сухого охладителя и пластинчатых теплообменников.

Конечно, очень важное значение при проектировании рассматриваемых систем кондиционирования воздуха имеет правильный подбор самих фэнкойлов. В примере подбор выполнен с использованием электронного каталога, что значительно упрощает задачу и дает возможность рассмотреть несколько различных вариантов. Однако гораздо чаще фирмы-производители предлагают только таблицы, номограммы и поправочные коэффициенты для пересчета характеристик аппарата, приведенных при стандартных условиях 27–19 °С и максимальных оборотах вентилятора.

Поэтому рассмотрим некоторые общие рекомендации, которые надо учитывать при подборе фэнкойлов.

Некоторые специалисты предлагают принимать более высокую температуру воды, чтобы исключить образование конденсата, однако даже при графике 10–15 °С в теплый период года при высокой относительной влажности наружного воздуха процесс в фэнкойлах будет идти с осушкой, т. е. конденсатная линия необходима, а повышение температуры воды снижает как полную, так и явную холодопроизводительность фэнкойла.

Для примера на рисунке 4 приведены графики изменения Qпол и Qявн от температуры воды и начальных параметров воздуха при D tw = 5 °С для примененных в примере фэнкойлов при средних оборотах. Фэнкойлы надо подбирать при средней частоте вращения вентилятора с учетом аэродинамического сопротивления воздуховодов и плафонов. При этом возможны два варианта:

• расход воды принимается таким же, как при максимальном режиме, но тогда D tw • расход воды определяется из условия D tw = 5 °С.

Выбор варианта необходимо учитывать при проектировании холодильного центра.

Приведенная выше методика расчета может показаться достаточно трудоемкой, особенно при отсутствии электронного каталога, но упрощенные подборы в большинстве случаев дают результаты весьма далекие от действительности.

Литература

1. Гримитлин М. И. Распределение воздуха в помещениях. Изд. третье. С-Пб.: АВОК Северо-Запад, 2004.

Источник

Читайте также:  Чистка кондиционера гранта своими

Вентилиция и кондиционирование © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.

Номер
линии
Температура
tс tм
1, 1` 27 19
2, 2` 24 17
3, 3` 24 14
4, 4` 24 8
5, 5` 22 16
6, 6` 22 13
7, 7` 22 7