Общие положения

Для достижения заданных параметров микроклимата в помещении в него подают приточный воздух определенного состояния и в определенном количестве. При этом наружный воздух обрабатывают в теплообменных аппаратах системы кондиционирования воздуха, чтобы он достиг состояния приточного воздуха. В теплое время года воздух необходимо охладить. Охлаждение воздуха может быть реализовано с использованием искусственных источников холода или способом адиабатного охлаждения. В зависимости от параметров внутреннего и наружного воздуха, тепло-и влагоизбытков в помещении наружный воздух для доведения его до состояния приточного необходимо осушать или увлажнять. В холодный период года воздух необходимо нагревать и увлажнять. Последовательность процессов обработки воздуха определяет технологическую схему обработки воздуха в центральном кондиционере и набор функциональных блоков – тепломассообменных аппаратов. Предельные режимы функционирования центральной системы кондиционирования воздуха выявляются при построении процессов изменения состояния воздуха на i – d диаграмме для расчетных параметров наружного климата в теплый и холодный периоды года при максимальной тепловлажностной нагрузке на СКВ. В результате расчета и построения определяются исходные данные для подбора и расчета тепломассообменных аппаратов.

Практически, несмотря на многообразие вариантов технологических схем обработки воздуха, выбор основных схем может быть осуществлен в ходе построения на i – d диаграмме процессов обработки воздуха в центральном кондиционере для предельных режимов и последующего анализа режимов функционирования этой системы в годовом цикле. При использовании графоаналитического метода необходимые расчеты проводят одновременно с построением. Определяющими факторами при этом будут расчетные параметры наружного воздуха и характер изменения этих параметров в течение года для данного района строительства, расчетные параметры внутреннего воздуха, максимальные избыточные теплопоступления и влагопоступления в помещение, способы охлаждения, увлажнения или осушения воздуха. При большом разбросе значений этих факторов для разных помещений одинакового назначения, связанных с конструктивными особенностями здания, в частности в связи с большой площадью остекления и покрытия, принятыми решениями по системе освещения и отопления помещения, схема обработки воздуха в центральном кондиционере может значительно отличаться.

При построении процессов на i – d диаграмме и выборе технологической схемы обработки воздуха необходимо стремиться к рациональному использованию энергии, обеспечивая экономное расходование холода, теплоты, электроэнергии, воды, а также экономию строительной площади, занимаемой оборудованием. С этой целью следует проанализировать возможность экономии искусственного холода путем применения прямого и косвенного испарительного охлаждения воздуха, применения схемы с регенерацией теплоты удаляемого воздуха и утилизацией теплоты вторичных источников, при необходимости - использования первой и второй рециркуляции воздуха, схемы с байпасом, а также управляемых процессов в теплообменных аппаратах.

Рециркуляция применяется в помещениях со значительными теплоизбытками, когда расход приточного воздуха, определенный на удаление избыточной теплоты, больше, чем необходимый расход наружного воздуха. В теплый период года рециркуляция позволяет сократить затраты холода по сравнению с прямоточной схемой той же производительности, если энтальпия наружного воздуха выше, чем энтальпия удаляемого воздуха, а также отказаться от второго подогрева. В холодный период – существенно сократить затраты теплоты на нагревание наружного воздуха. При использовании испарительного охлаждения, когда энтальпия наружного воздуха ниже, чем внутреннего и удаляемого, рециркуляция не целесообразна. Перемещение рециркуляционного воздуха по сети воздуховодов всегда связано с дополнительными затратами электроэнергии, требует строительный объем для размещения рециркуляционных воздуховодов. Рециркуляция будет целесообразна, если затраты на ее устройство и функционирование будут меньше, чем получаемая экономия теплоты и холода. Поэтому при определении расхода приточного воздуха всегда следует стремиться приблизить его к минимально необходимому значению наружного воздуха, принимая соответствующую схему воздухораспределения в помещении и тип воздухораспределителя и, соответственно прямоточную схему. Рециркуляция также не совместима с регенерацией теплоты удаляемого воздуха. С целью сокращения расхода теплоты на нагревание наружного воздуха в холодный период года следует проанализировать возможность использования вторичной теплоты от низкопотенциальных источников, а именно: теплоты удаляемого воздуха, отходящих газов теплогенераторов и технологического оборудования, теплоты конденсации холодильных машин, теплоты осветительной арматуры, теплоты сточных вод и т.д. Теплообменники регенерации теплоты удаляемого воздуха позволяют также несколько снизить расход холода в теплое время года в районах с жарким климатом.

Чтобы сделать правильный выбор, необходимо знать возможные схемы обработки воздуха и их особенности. Рассмотрим наиболее простые процессы изменения состояния воздуха и их последовательность в центральных кондиционерах, обслуживающих одно помещение большого объема.

Обычно определяющим режимом для выбора технологической схемы обработки определения производительности системы кондиционирования воздуха является теплый период года. В холодный период года стремятся сохранить расход приточного воздуха, определенный для теплого периода года, и схему обработки воздуха.