10806

Рис. 1. Принципиальная схема водо-воздушной СКВ с чиллером и фэнкойлами: 1 – центральный кондиционер; 2 – фэнкойлы; 3 – чиллер; 4 – насосная станция; 5 –

котел; 6 – циркуляционный насос; 7 – мембранный расширительный бак, 8 – воздуховоды; 9 – трубопроводы отопления; 10 – трубопроводы охлаждения; 11 – дренажные трубопроводы; 12 – блок управления фэнкойлами

Преимущества системы заключаются в меньших капитальных затратах по сравнению с другими системами, в практически неограниченных возможностях по изменению конфигурации внутренних блоков (фэнкойлов), невысокой стоимости монтажа, отсутствием ограничений перепадов высот и длин магистралей, а также относительно простом монтаже.

К недостаткам можно отнести большой расход электроэнергии, сложность проектных расчетов, требующих высокой квалификации проектировщиков, большое количество дополнительных элементов в системе: насосы, запорная арматура, промежуточные теплообменники и прочее.

Мультизональная фреоновая система кондиционирования (VRF- система) представлена на Рисунке 2. В основе работы мультизональной системы кондиционирования воздуха лежит принцип переменного расхода хладагента [2]. Автоматика наружного блока мультизональной системы регулирует производительность компрессора, тем самым изменяя расход хладагента в холодильном контуре в зависимости от потребности в холоде. Таким образом, наружный блок передает во внутренние блоки ровно

310

столько хладагента, сколько необходимо для охлаждения воздуха в кондиционируемых помещениях в данный период времени.

Основной разницей VRF систем и систем типа «чиллер-фэнкойл» является способ передачи тепловой энергии. В мультизональной системе происходит непосредственный процесс испарения хладагента в теплообменниках внутренних блоков, а в системе с чиллером сначала охлаждается теплоноситель (жидкость), который в последствие циркулирует через внутренние блоки.

Рис. 2. Принципиальная схема VRF-системы кондиционирования воздуха

Таким образом, в VRF системах нет промежуточных теплообменных процессов, что положительно влияет на показатели энергоэффективности. Достоинством таких систем является высокая энергоэффективность, точное поддержание заданной температуры воздуха, автоматическое плавное регулирование оборотов вентилятора внутреннего блока в зависимости от нагрузки, относительно простая установка и простота обслуживания, возможность работы на обогрев помещений без удорожания и усложнения системы. Несмотря на это мультизональные системы имеют следующие недостатки: высокую первоначальную стоимость, необходимость остановки системы в случае изменения конфигурации внутренних блоков, ограничение длин трасс и перепадов высот между внутренними и наружными блоками.

Принципиальная схема системы кондиционирования воздуха с абсорбционной холодильной машиной приведена на Рисунке 3. Абсорбционная холодильная машина – теплоиспользующая холодильная установка [3]. В этой установке хладагент испаряется за счет его поглощения (абсорбции) абсорбентом. Процесс испарения происходит с поглощением теплоты. Затем пары хладагента за счет нагрева (внешним

311

источником тепловой энергии) выделяются из абсорбента и поступают в конденсатор, где за счет повышенного давления конденсируются.

Рис. 3. Схема одноступенчатой абсорбционной холодильной машины: 1 – испаритель; 2 – абсорбер; 3 – десорбер; 4 – конденсатор; 5 – расширительный клапан

К преимуществам таких систем относятся: снижение потребления электроэнергии, пониженный уровень шум, отсутствие вибраций, высокая надежность установок, низкая стоимость в обслуживании. К недостаткам можно отнеси: вредные выбросы в атмосферу и высокие капитальные затраты.

В результате можно сделать вывод о том, что при проектировании систем кондиционирования воздуха в промышленных предприятиях необходимо тщательно изучить технологию производства, наличие источников выбросной теплоты, объемно-планировочные решения здания и технико-экономические показатели. Систему типа «чиллер-фэнкойл» рекомендуется использовать на предприятиях, которые имеют большие по площади помещения или в многоэтажных производственных зданиях. Мультизональную систему можно использовать в чистых помещениях, где зачастую необходимо поддержание точной температуры, а так же автоматическое регулирование параметров температуры воздуха. Систему с абсорбционной холодильной машиной рационально применять на производствах с большими тепловыделениями – термические или литейные цеха.

Литература

1.Белова, Е.М. Системы кондиционирования воздуха с чиллерами и фэнкойлами / Е.М. Белова. – М.: Изд-во Климат, 2003. – 400 с.

2.Брух, С.В.VRF-системы кондиционирования воздуха. Особенности проектирования, монтажа, наладки, сервиса / С.В. Брух. – М.:

ООО«Компания БИС», 2017. – 360 с.

312

3. Дячек, П.И. Холодильные машины и установки: Учеб. пособие / П.И. Дячек. – Ростов н/Д.: Изд-во Феникс, 2007. – 424 с.

И.В. Шкода, Е.Ю. Миронова

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПЛАСТИНЧАТЫХ РАСЧЕТНЫХ СХЕМ БАЛОК ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ РАЗЛИЧНОГО ПРОФИЛЯ

Сварная балка – металлоизделие, которое используется в первую очередь как альтернатива горячекатаному двутавру. Ввиду ограниченного сортамента стандартных катаных двутавров, преимущества сварных балок очевидны. Существует огромное разнообразие видов сварных двутавров. В этот перечень можно включить балки, по размерам аналогичные горячекатаным двутаврам, балки переменного сечения, нестандартные двутавры (с разной высотой полок, с разнообразными вырезами, с разной толщиной и/или шириной полок, с переменной толщиной стенки, с применением различных марок стали в одной балке и др).

Вконструкциях, где требуется уменьшить вес, не снижая несущую способность, может применяться сварная балка переменного сечения.[4]

Такая балка является наиболее оптимальной и рациональной. Рациональность такой конструкций достигается изменением размеров поперечного сечения (высоты и толщины стенки, ширины и толщины поясов) в соответствии с эпюрой изгибающих моментов, что приводит к выравниванию напряжений во всех точках конструкции, тем самым балка становится равнонагруженной.

При высоких нагрузках на изгиб основное усилие приходится на полку, поэтому высоту ее сечения делают больше, используя сталь повышенной прочности. Для стенок подобная толщина не нужна, поэтому для них используют листовой прокат с другими параметрами из малоуглеродистой стали. Такой вариант экономичен и почти не оставляет металлических отходов.[1]

Также балка переменного сечения обладает высоким эксплуатационными характеристиками, долговечностью, высокой скоростью монтажа, позволяет разнообразить архитектуру сооружения.[4]

Вданной работе сравниваются расчетные схемы двух сварных балок переменного сечения: балка переменного сечения с трапецевидным профилем [3] и балка переменного сечения с плавноизогнутым нижним поясом.

313

Рис.1. Балка трапецевидного

Рис.2. Балка с плавноизогнутым

Пластинчатые модели для исследования обеих балок были созданы в программно-вычислительном комплексе Structure CAD и рассчитаны с помощью метода конечных элементов.

Пролет балок и размеры поперечного сечения, а так же схемы загружения приняты эквивалентными [3].

Сечение 1-1 проведено на 1/2 пролета балки, сечение 2-2 – на 1/6 пролета (рис.3).

Рис.3. Сечение 1-1 и 2-2

=1 кН/см

Получены поля напряжений и эпюра напряжений для обеих балок

(рис.6,7)

314

Н

Рис.6. Расчет трапецевидной балки по теории пластинчатых оболочек. Эпюра в сечении 1-1 и в сечении 2-2

Н

Рис.7. Расчет балки с плавноизогнутым нижним поясом по теории пластинчатых оболочек. Эпюра в сечении 1-1 и в сечении 2-2

При сравнении полученных результатов по двум балкам разности напряжений между ними составили:

в сечении 1-1

в сечении 2-2

В таблице 1 приведены значение объема балок и масса стали, необходимой для изготовления каждой из балок.

Таблица 1

 расход стали на балку с трапецевидным профилем на 3,5% меньше чем балки с плавноизогнутым нижним поясом;

315

 расход стали на балку с трапецевидным профилем на 12,3% меньше чем сплошной двутавровой балки.

Из анализа полученных результатов видно, что нормальные напряжения в сечениях двух вариантов балок незначительно различаются, однако, распределение усилий по длине в балке с плавноизогнутым нижним поясом более равномерно. Это следует из того, что балка внешне формой напоминает эпюру моментов от равномерно распределенной нагрузки.

Значение изгибающих моментов от опоры балки к середине пролета (где момент максимален) изменяется по квадратичной параболе. Следовательно, для равномерного распределения напряжения в балке высота и форма стенки должны повторять эпюру моментов.[1]

Однако технология изготовления балки с плавноизогнутым нижним поясом значительно сложнее и расход материала на ее изготовление больше. Поэтому применение таких балок менее популярно, чем балок с трапецевидным профилем.

Литература

1.Биргер, И.А. Сопротивление материалов : учебник / И.А. Биргер, Р.Р. Мавлютов. -Москва: Наука, 1986. – 560 с.

2.СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* от 20.05.2011, 2011.-62стр.

3.Шкода, И.В. Сравнительный анализ стержневой и пластинчатой расчетных схем сварной двутавровой балки переменного сечения/ И.В. Шкода // VI Всероссийский фестиваль науки [Электронный ресурс]: сборник докладов в 2 т. Т 1./ Нижегород. гос. архитектур.-строит. ун-т; редкол.: И.С. Соболь, Н.Д. Жилина [и др.] – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016 –

С. 108-112.

4.Сварная балка и технология производства балки: [Электронный ресурс]// ООО ТяжМет. URL: http://tmet.by/produktsiya/svarnaya-balka

О.А. Камзолова, А.С. Полушкина

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

ТЕКСТИЛЬНЫЕ ВОЗДУХОВОДЫ

Текстильные воздуховоды представляют собой одну из последних ступеней в области воздухораспределения и воздухораздачи (рис. 1).

Их принцип действия заключается в том, что они наполняются потоком воздуха и постепенно распределяют этот воздух по всей длине

316

воздуховода. Текстильные воздуховоды обладают существенным шумоабсорбционным качеством, возможностью удерживать мелкие частицы.

Текстильные воздуховоды можно использовать в комнатах с высокой кратностью воздухообмена, не создавая при этом мест в повышенной подвижностью воздуха, как бывает при струйной раздаче, т.е. при использовании воздухораспределителей.

Рис. 1 Текстильные воздуховоды

Область применения текстильных воздуховодов достаточно широка

(рис. 2, рис. 3).

Они применяются во всех сферах промышленности, устанавливаются в жилых помещениях. Текстильные воздуховоды подходят для безопасного кондиционирования, не влияющего на здоровье человека, например, их можно использовать в учебных и медицинских учреждениях, для воздухообмена в пищевой промышленности.

Благодаря текстильным воздуховодам можно отказаться от громоздких и тяжелых металлических изделий, которые уступают им по простоте монтажа, обслуживанию и по эстетическим качествам, их отличным эксплуатационным характеристикам, а также другим преимуществам.

Для изготовления текстильных воздуховодов применяются различные виды стеклоткани, которые отвечают самым строгим требованиям в плане противопожарной безопасности, экологичной чистоты, нетоксичности.

317

Рис. 2 Область применения текстильных воздуховодов

Рис. 3 Область применения текстильных воздуховодов

Текстильным воздуховодам характерен ряд преимуществ:

1.Химическая и коррозийная стойкость. Текстильные воздуховоды обладают гораздо большей стойкостью против различных химических воздействий, чем металлические изделия. Также они абсолютно не подвержены коррозийным процессам.

2.Материал, из которого изготавливаются текстильные воздуховоды, не горит.

3.Они нейтральны к магнитному и электрическому полю.

4.Обладают высокими антибактериальными свойствами. Производить уход за текстильными воздуховодами проще, чем за металлическими изделиями.

5.Простота монтажа. В отличие от металлических воздуховодов установка текстильных воздуховодов выполняется гораздо проще,

318

поскольку здесь практически отсутствуют ограничения в углах изгиба и во многом другом.

6.Ремонтопригодность - произвести замену и ремонт текстильных воздуховодов намного проще, чем металлических.

7.Совместимость. Текстильные воздуховоды достаточно легко комбинировать с уже установленными металлическими воздуховодами.

8.Экономичность. При использовании текстильных воздуховодов нет необходимости устанавливать мощные вентиляторы и кухонные вытяжки, т.к. внутренняя поверхность изделий более гладкая. Это в свою очередь снижает трение воздушных масс внутри текстильных воздуховодов, что меньше препятствует прохождению воздуха по ним.

9.Экологичность. Высокие экологичные показатели, дают возможность эксплуатировать текстильные воздуховоды во многих сферах, начиная от пищевой промышленности и заканчивая химической.

10.Долгий срок эксплуатации. Текстильные воздуховоды можно использовать более 10 лет.

Так же текстильным воздуховодам характерен ряд недостатков:

1.Невозможность использования текстильных воздуховодов в качестве вытяжки, из-за материалов из которых они изготовлены.

2.Малый вес. В свою очередь считается огромным преимуществом тканевых воздуховодов, но при несоблюдении правил установки (без выпрямляющих участков) текстильные воздуховоды может попросту «болтать» в подвешенном состоянии. Поэтому на это очень важно обращать внимание при их монтаже.

3. Уход за текстильными воздуховодами потребуется проводить намного чаще, чем за металлическими воздуховодами. Например, при выключении вентиляции, или воздушного отопления, на воздуховоды оседает много пыли, которая после включения системы разлетается по всему помещению, доставляя тем самым много неудобств.

Однако, применение воздуховодов данного типа дает возможность найти чрезвычайно экономичное решение для многих проблем, возникающих в воздухораспределительных системах на предприятиях сферы обслуживания, в промышленных зданиях, в т. ч. на объектах большой площади. Немаловажным является и то обстоятельство, что такие их легко можно демонтировать для очистки и дезинфекции. И благодаря этому, на сегодняшний день, при установке систем кондиционирования, вентиляции и воздушного отопления, всё большее предпочтение отдаётся именно текстильным воздуховодам.

319