2.9. Системы кондиционирования воздуха
Системы кондиционирования воздуха предназначены для обеспечения и автоматического поддержания в закрытых помещениях следующих параметров воздушной среды: температуры, влажности, давления, чистоты, скорости движения воздуха, газового и ионного состава. В производственных помещениях обычно производятся очистка (фильтрация), подогрев, охлаждение, осушка и увлажнение воздуха.
Комплекс технических средств, осуществляющих требуемую обработку воздуха, а также его транспорт и распределение в обслуживаемых помещениях, включая источники тепло- и хладоснабжения, средства автоматического регулирования и контроля, составляет систему кондиционирования воздуха (СКВ). Устройство, в котором производятся обработка воздуха и его очистка, называется установкой кондиционирования воздуха (УКВ) или кондиционером.
Капитальные затраты на СКВ в крупных, энергонасыщенных цехах достигают 20 % стоимости здания. Эксплуатационные затраты на СКВ в доле себестоимости продукции составляют примерно 7%. Классификация СКВ проводится по пяти признакам: назначению, характеру связи с обслуживаемым помещением, способу обеспечения холодом, схеме обработки воздуха в УКВ и напору, развиваемому вентилятором. По назначению СКВ подразделяются на комфортные, технологические и технологически комфортные.
Технологические СКВ создают наиболее благоприятную воздушную среду для технологического процесса без учета воздействия ее на организм человека. Комфортные СКВ обеспечивают наиболее благоприятные условия для труда и отдыха. Технологически комфортные СКБ создают и поддерживают параметры воздушной среды, благоприятные для проведения технологического процесса и одновременно достаточно комфортные для обслуживающего персонала.
По режиму работы СКВ подразделяются на круглогодичные, рассчитанные на поддержание определенных параметров в течение всего года, и сезонные, режим работы которых изменяется: летом осуществляются охлаждение и осушка воздуха, зимой – подогрев и увлажнение.
По характеру связи с обслуживающими помещениями различают центральные, местные и центрально-местные СКВ, а по схеме обработки воздуха - прямоточные и с рециркуляцией.
Организация СКБ холодом может быть автономная, неавтономная и испарительная. Неавтономные системы снабжаются холодом от централизованных холодильных станций, автономные исп6льзуют встроенные в УКВ источники холода- местные холодильные установки, а испарительные системы используют эффект охлаждения воздуха за счет испарения воды.
Системы кондиционирования воздуха могут быть низкого (1000Па), среднего (от 1000 до 3000 Па) и высокого более (3000Па), давлений. Выбор той или иной схемы СКВ зависит от типа обслуживаемого помещения, удаленности помещений друг от друга, наличия значительных тепловых внутренних выделений (особенно интенсивных в энергонасыщенных цехах), утечек вредных веществ и пр.
На рис. 2.23 представлена принципиальная схема центрального кондиционера. Свежий воздух поступает через воздухозаборник 1, очищается в фильтре 3, проходит первую ступень подогревателя воздуха (в теплое время года не работает) и подается в оросительную камеру 6.
Рис. 2.23. Принципиальная схема центрального кондиционера:
1 – воздухозаборник; 2 – приемная камера; 3 – фильтр; 4 – смесительная камера; 5 – воздухонагреватель первой ступени; 6 – оросительная камера; 7 – вентилятор; 8 – воздухонигреватель второй ступени; 9 – кондиционируемое помещение; 10 – вытяжной вентилятор; 11 – водяной насос
Затем вентилятором 7 приточный воздух подается во вторую ступень воздухонагревателя 8, направляется в обслуживаемое помещение 9 и вытяжным вентилятором 10 сбрасывается в атмосферу. Часть воздуха может подаваться в линию рециркуляции СКБ.
Охлажденная в холодильной машине вода температурой 4-10 °С направляется в оросительную камеру. В качестве теплоносителя первой и второй ступени подогрева используется водяной пар давлением 0,15-0,3 МПа или горячая вода из системы горячего водоснабжения температурой 95-150 °С.
Экономия тепловой энергии в прямоточных СКБ достигается в зимнее время за счет утилизации теплоты вентиляционных выбросов. Температура вытяжного воздуха обычно находится в пределах 20-25 °С, а температура нагреваемого наружного воздуха в довольно длительный холодный период времени отрицательна. Разность температур между теплообменивающимися воздушными потоками составляет 50-60°С.
Необходимо отметить, что используемая для передачи теплоты поверхность теплообмена и металлоемкость, а следовательно, и капитальные затраты теплообменников-утилизаторов достаточно велики. Но технико-экономические расчеты показывают, что установка утилизатора окупается в течение двух-трех лет.