Методические указания к темам дисциплины

ВВЕДЕНИЕ

Краткий исторический обзор и особенности развития техники кондиционирования воздуха за последние годы. Роль систем кондиционирования в решении программы энергосбережения, повышения производительности труда, улучшения качества жизни людей.

Литература [1]

Методические указания

Система кондиционирования является одной из составляющих в системе кондиционирования микроклимата (СКМ) здания. Необходимо уяснить роль, назначение и возможности именно систем кондиционирования в обеспечении требуемых параметров микроклимата помещений, в решении проблемы проектирования здания с эффективным использованием энергии. Необходимо познакомиться с историей развития кондиционирования в России и за рубежом.

Вопросы для самопроверки

1. Что понимают под системой кондиционирования воздуха ?

2. Назовите основные этапы развития кондиционирования в России, Европе, Соединенных Штатах Америки ?

3. Какова роль систем кондиционирования в решении программы энергосбережения, повышения производительности труда и качества продукции, разработке проектов зданий с эффективным использованием энергии ?

Тема №1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА И КЛАССИФИКАЦИЯ

СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Требования к СКВ. Место и роль СКВ в общей системе кондициони­рования микроклимата. Основные положения, структурная схема и класси­фикация СКВ, классификация кондиционеров.

Литература []

Методические указания

Системы кондиционирования воздуха могут полностью, либо частично выполнять функции систем отопления и вентиляции. К СКВ предъявляются требования по обеспечению параметров микроклимата, как правило, на оптимальном уровне. Уровень требований определяется коэффициентом обеспеченности и соответствующим классом СКВ. Необходимо познакомиться с признаками классификации СКВ и кондиционеров.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите классификацию СКВ ?

2. Как классифицируются СКВ по уровню требований к обеспеченности параметров микроклимата ?

3. Назовите классификацию кондиционеров ?

Тема №2. СХЕМЫ И РЕШЕНИЯ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

ВОЗДУХА В ЗДАНИЯХ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Факторы, определяющие выбор СКВ. Влияние на выбор принципиаль­ной схемы СКВ назначения помещений и архитектурно-строительного реше­ния здания, особенностей эксплуатации производственного оборудования, интенсивности и характера выделяемых вредностей, расположения рабочих мест, климатического района строительства объекта.

СКВ для помещений значительных размеров. Центральные прямоточ­ные и рециркуляционные СКВ. Центральные многозональные СКВ, двухка­нальные и с местными доводчиками. Непроизводительные потери тепла и холода в СКВ.

СКВ для многокомнатных зданий. СКВ для случаев регулирования температуры и влажности в помещениях. Многозональные СКВ с параллель­ной обработкой воздуха в двух УКВ. Местно-центральные СКВ с эжекцион­ными и вентиляторными кондиционерами-доводчиками . Анализ круглогодо­вой обработки воздуха.

СКВ для отдельных помещений зданий. Схемы СКВ для обслуживания помещений для ЭВМ. Выбор режимов обработки воздуха и работы встроенных холодильных машин. Применение агрегатных неавтономных испарительных УКВ.

Литература [1 - гл.5; 2 - гл. 2].

Методические указания

Выбор вида СКВ и способа обработки воздуха является непростой многофакторной задачей. При изучении данного раздела студенты должны познакомиться с принципиальными схемами кондиционирования воздуха в зданиях различного назначения. Необходимо рассмотреть условия применения центральных однозональных и многозональных систем круглогодового кондиционирования воздуха, возможность применения испарительного охлаждения в теплый период года. Необходимо уяснить, в каких случаях следует отдавать предпочтение местно-центральным системам. Следует рассмотреть также кондиционирование воздуха в специальных помещениях и зданиях.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите основные факторы, влияющие на выбор системы кондиционирования воздуха ?

2. В каких случаях следует отдавать предпочтение центральным неавтономным СКВ ?

3. В каких случаях возможно применение испарительных СКВ в ТП года ?

4. Какими непроизводительными затратами энергии характеризуются центральные СКВ ?

5. Какие виды многозональных СКВ Вы знаете ?

6. В каких случаях предпочтение отдается местно-центральным СКВ ?

7. Приведите примеры помещений со специальными системами кондиционирования воздуха ?

8. Какие кондиционеры применяют для специальных систем кондиционирования ?

Тема №3. ЦЕНТРАЛЬНЫЕ СКВ. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ.

ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА

Базовые схемы центральных УКВ, собираемых из типовых секций. Модификация базовых схем. Процессы обработки воздуха в центральных кондиционерах. Конструкция и методы расчета камер орошения. Конструкция меха­нических форсунок и их характеристики. Конструктивная схема типовых камер орошения.

Конструкция и методы расчета воздухонагревателей и воздухоохладителей. Показа­тели для расчета режимов работы.

Воздушные фильтры. Конструктивные особенности. Фильтрующие ма­териалы, используемые в центральных УКВ фильтров.

Воздушные клапаны. Конструктивные особенности и разновидности воздушных клапанов, используемых в центральных УКВ.

Вентиляционные агрегаты. Конструктивные особенности и режимы ра­боты вентиляционных агрегатов, применяемых в центральных УКВ.

Секции шумоглушения.

Литература [1 - гл. 4, гл. 6; 2 – п.3.8; 4 – гл.1].

Методические указания

Необходимо познакомиться с устройством центральных кондиционеров в каркасно-панельном исполнении, собираемых из типовых секций. При производстве центральных кондиционеров широко используется принцип унификации базовых конструкций секций кондиционера. Необходимо изучить процессы круглогодовой обработки воздуха в центральных кондиционерах и уметь производить их расчет. Необходимо познакомиться с устройством основных секций центральных кондиционеров и уметь производить их подбор и расчет. Студенты должны знать основные базовые схемы, которые рекомендуются к применению в центральных СКВ.

Вопросы для самопроверки

1. Объясните, как формируется ряд центральных кондиционеров одной модели, но разной производительности ?

2. Назовите исходные данные и цель расчета процессов обработки воздуха в центральном кондиционере ?

3. Расскажите, в какой последовательности происходит обработка воздуха в центральной прямоточной СКВ в теплы и холодный периоды года ?

4. То же для СКВ с первой рециркуляцией ?

5. То же для СКВ с первой и второй рециркуляцией ?

6. Назовите состав и назначение основных секций центрального кондиционера ?

7. Расскажите устройство воздухонагревателей и воздухоохладителей. Как производится их расчет ?

8. Расскажите устройство и назначение форсуночной оросительной камеры. В чем заключается цель её расчета и как он производится ?

9. Охарактеризуйте, какие фильтры применяются в центральных кондиционерах и как производится их расчет ?

10. Какие секции шумоглушения применяют в центральных кондиционерах и как их рассчитывают ?

11. Какие вентиляционные агрегаты применяют в центральных кондиционерах и как их подбирают ?

Тема №4. ИСТОЧНИКИ ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ СКВ

Классификация и структурные схемы источников холода для СКВ. Природные источники холода, искусственные источники холода, испари­тельное охлаждение, комбинированные схемы охлаждения. Характерные схе­мы и принцип работы для каждой разновидности. Централизованное холо­доснабжение. Непосредственное использование источника холода, примене­ние промежуточного холодоносителя.

Парокомпрессорные холодильные машины. Принцип работы. Холодиль­ные агенты, применяемые в СКВ. Поршневые, винтовые и турбокомпрессоры. Методика расчета конденсаторов и испарителей.

Абсорбционные холодильные машины. Принцип работы. Холодильные агенты.

Методы испарительного охлаждения. Характерное оборудование и методы расчета. Комбинированные методы охлаждения. Принципиальные схемы.

Литература [1 – гл.8; 2 – п.3.1; 3 – гл.5; 4 – гл.2].

Методические указания

Необходимо изучить источники холода, применяемые в СКВ. Знать условия, при которых могут быть использованы естественные источники и испарительное охлаждение воздуха. Следует подробно познакомиться с принципами и методами искусственного охлаждения, знать современные холодильные агенты, требования предъявляемые к ним, экологические последствия использования галогенозамещенных углеводородов. Студент должен уметь правильно выбрать режим работы холодильной машины при использовании её только для охлаждения, а также и в режиме теплового насоса. Необходимо изучить методы расчета основного оборудования холодильной станции.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите классификацию источников холода, применяемых для СКВ ?

2. Назовите известные Вам способы искусственного получения холода ?

3. Какие вещества мы называем холодильными агентами и холодоносителями ?

4. Какие требования предъявляются к холодильным агентам ?

5. Назовите наиболее широко применяемые холодильные агенты и перспективные холодильные агенты ?

6. Чем определяется режим работы парокомпрессионной холодильной машины ?

7. Постройте рабочий цикл парокомпрессионной холодильной машины в lgp – h – диаграмме ?

8. Что понимают под холодопроизводительностью холодильной машины и удельной холодопроизводительностью холодильного агента ?

9. Что понимают под теоретическим холодильным коэффициентом и коэффициентом преобразования энергии ?

10. Какие Вы знаете конструкции компрессоров, конденсаторов, испарителей ?

11. Как производится подбор компрессора, конденсатора, испарителя ?

12. Назовите основное и вспомогательное оборудование холодильной станции ?

Тема №5. ХОЛОДО- И ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ УСТАНОВОК

КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Центральные холодильные станции. Принципиальные схемы и особен­ности размещения оборудования на холодильных станциях. Выбор оптималь­ного решения системы холодоснабжения СКВ с аккумулирующей емкостью с использованием ЭВМ. Центральные холодильные станции на базе абсорбци­онных холодильных машин. Принципиальные схемы и параметры используемых источников тепла.

Литература [1 – гл.9; 5 – гл.16].

Методические указания

Необходимо познакомиться с нормативными требованиями, предъявляемыми к помещениям центральных холодильных станций, с составом основного и вспомогательного оборудования. Необходимо изучить схемы холодоснабжения центральных кондиционеров, методы оптимизации схем холодоснабжения, знать назначение и методы расчета баков-аккумуляторов. Необходимо познакомиться со схемами теплоснабжения теплообменников центральных кондиционеров для сезонного и круглогодового использования.

Вопросы для самопроверки

1. От чего зависит выбор схемы холодоснабжения центрального кондиционера ?

2. Какие Вы знаете схемы холодоснабжения потребителей центральных кондиционеров ?

3. Какую функцию выполняет бак-аккумулятор и как определить его объем ?

4. Какие схемы теплоснабжения теплообменников центральных кондиционеров Вы знаете и от чего зависит выбор той или иной схемы ?

Тема №6. МЕСТНЫЕ И МЕСТНО-ЦЕНТРАЛЬНЫЕ СКВ. ОСНОВНОЕ

ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА

Кондиционеры сплит-систем. Классификация и основные технические характеристики кондиционеров сплит-систем. Конструкция. Основные и дополнительные режимы работы кондиционера. Адаптация кондиционеров к низким температурам наружного воздуха. Многозональные системы с изменяемым расходом холодильного агента.

Канальные кондиционеры и кондиционеры сплит-систем с приточной вентиляцией. Общие сведения, состав, принципы работы, область применения. Компрессорно-конденсаторные и испарительные блоки. Работа компрессорно-конденсаторных блоков с центральными кондиционерами.

Системы с чиллерами и фанкойлами. Общие сведения, состав, принципы раболты, область применения. Чиллеры. Конструкция чиллеров. Система управления. Принципиальная схема. Насосные станции. Типы насосных станций. Управление насосными станциями. Подбор насосных станций. Фанкойлы. Конструкция и подбор фанкойлов.

Местные вентиляторные и эжекционные кондиционеры-доводчики. Особенности конструкции. Технические характеристики и методы расчета режимов работы.

Крышные кондиционеры. Общие сведения, состав, принципы работы, область применения. Принципиальные схемы холодильного контура крышных кондиционеров. Конструктивные особенности и дополнительное оборудование.

Автономные кондиционеры с водяным и воздушным охлаждением конденсатора. Принципиальная схема и принцип работы. Схема организации оборотного водоснабжения. Тепловой баланс между составными частями системы.

Шкафные кондиционеры. Общие сведения, состав, принципы работы, область применения.

Прецизионные кондиционеры. Общие сведения, состав, принципы работы, область применения. Конструкция кондиционеров. Системы управления прецизионными кондиционерами. Выносные конденсаторы и теплообменники с воздушным охлаждением. Обеспечение работы кондиционера в режиме охлаждения при низких температурах наружного воздуха. Дополнительное оборудование.

Литература [1 – гл.7; 2 – п.3.2 – 3.7; 3 – гл.3 – гл.8].

Методические указания

В данном разделе необходимо познакомиться с различными местными системами кондиционирования воздуха. В частности, с раздельно-агрегатными кондиционерами или сплит-системами. Изучить преимущества и недостатки этих систем, в каких условиях их применение становится наиболее эффективным. Недостаток сплит-систем – невозможность осуществления вентиляции помещений – исключается при использовании сплит-систем с приточной вентиляцией или канальных кондиционеров. Необходимо изучить методы подбора сплит-систем и канальных кондиционеров. Особую нишу в структурной схеме СКВ занимают крышные кондиционеры. Следует познакомиться с возможностями СКВ, построенных на применении крышных кондиционеров.

В настоящее время весьма широко применяют местно-центральные СКВ с чиллерами и фанкойлами. Необходимо познакомиться с принципиальными схемами этих СКВ, знать методы расчета процессов обработки воздуха, расчета и подбора фанкойлов и чиллеров, знать схемы тепло- и холодоснабжения оборудования местно-центральных СКВ, методы его расчета и подбора.

Следует познакомиться с конструкцией и технологическими возможностями различных автономных кондиционеров с воздушным и водяным охлаждением конденсатора, знать разновидности различных специальных автономных кондиционеров.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите классификацию кондиционеров сплит-систем ?

2. Назовите основные преимущества и недостатки сплит-систем ?

3. Назовите режимы работы кондиционеров сплит-систем ?

4. Какие проблемы возникают при использовании сплит-систем в районах с низкой температурой наружного воздуха ?

5. Какими достоинствами обладают канальные кондиционеры и кондиционеры сплит-систем с приточной вентиляцией ?

6. Назовите область применения крышных кондиционеров, расскажите об их устройстве и возможностях ?

7. Какие Вам известны принципиальные схемы местно-центральных СКВ с применением чиллеров и фанкойлов ?

8. Постройте на h – d – диаграмме процессы обработки воздуха в центральном кондиционере и фанкойле в теплый и холодный периоды года ?

9. Расскажите устройство, назначение, принцип действия и методы подбора фанкойлов ?

10. Назовите классификацию чиллеров ?

11. Как подобрать чиллер ?

12. Какие Вам известны схемы холодоснабжения теплообменников с применением чиллеров ?

13. Назовите классификацию, устройство и назначение насосных станций ?

14. От чего зависит минимальный объем воды в контуре тепло- и холодоснабжения ?

15. Где следует устанавливать расширительный бак ?

Тема №7. ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ЭКОНОМИЯ

ЭНЕРГИИ В СКВ

Повышение эффективности использования энергии в СКВ. Классифи­кация теплоутилизаторов и их термодинамические показатели. Возду­хо-воздушные рекуператоры. Установки утилизации тепла с промежуточным теплоносителем. Технологические схемы утилизаторов тепла с промежуточ­ным теплоносителем. Утилизаторы теплоты рекуперативного типа. Утилиза­торы теплоты контактного типа. Расчет тепло-и массопереноса в установ­ках утилизации тепла с промежуточным теплоносителем. Установки с теп­лообменниками из тепловых трубок. Регенеративные воздухо-воздушные утилизаторы. Конструкции регенеративных теплообменников. Расчет тепло­и массопередачи в регенеративных теплообменниках. Гигиенические осо­бенности работы регенеративных теплообменников. Тепловые насосы.

Изучается в спецкурсе “Энергосбережение в системах ОВК”

Тема №8. РЕЖИМЫ РАБОТЫ, РЕГУЛИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ СКВ

Основные положения. Годовые изменения параметров климата. Изме­нение теплового состояния помещения и характеристика процесса кондици­онирования в течение года. Анализ режима работы СКВ и выбор контуров регулирования. Регулирование по температуре точки росы. Регулирование по оптимальному режиму. Количественное регулирование СКВ. Автоматиза­ция процессов регулирования работы СКВ. Годовые затраты энергии СКВ.

Литература [1 – гл.11; 3 – гл.9].

Методические указания

При изучении данного раздела, основное внимание следует уделить вопросам, связанным с выбором контуров регулирования режимом работы СКВ, методам регулирования температуры и влажности воздуха в помещении, влиянию годовых изменений параметров наружного воздуха на процессы регулирования.

Вопросы для самопроверки

1. Как описывают годовые изменения параметров наружного воздуха ?

2. Принцип регулирования относительной влажности по методу точки росы ?

3. Принцип регулирования по методу оптимальных режимов ?

4. Как определить годовые затраты энергии на работу СКВ ?

5. Назовите достоинства СКВ, работающие с переменным расходом приточного воздуха ?

8. Самостоятельная работа студентов - 78 часов.

Самостоятельная работа студентов предусматривает изучение разделов дисциплины в объеме, указанном в таблице, подготовку к практическим занятиям, выполнение одной контрольной и курсовой работы “Кондиционирование воздуха общественных зданий”. Содержание проекта: выбор расчетных параметров наружного и внут­реннего воздуха для проектирования кондиционирования; составление тепловых балансов на проектирование круглогодового кондиционирования воздуха; расчет воздухообменов и процессов обработки воздуха; расчет и подбор оборудования кондиционера; расчет и подбор оборудования для системы холодоснабжения; акустический расчет установки кондиционирования воздуха.

№ п/п	Вид самостоятельной работы	Объем в час.
	Введение	4
1	Структурная схема и классификация систем кондиционирования воздуха	4
2	Схемы и решения систем кондиционирования воздуха в зданиях различного назначения	6
3	Центральные СКВ. Принципиальные схемы. Основное оборудование и методы расчета.	6
4	Источники холодоснабжения СКВ	5
5	Холодо- и теплоснабжение установок кондиционирования воздуха	4
6	Местные и местно-центральные СКВ. Основное оборудование и методы расчета	4
7	Эффективность использования и экономия энергии в СКВ.	-
8	Режимы работы, регулирования и управления СКВ.	5
	Выполнение курсовой работы	40