8. 3. Кондиционеры

В СКВ кондиционер выполняет основную функцию – осуществляет подготовку воздуха для объектов обитания: фильтрацию воздуха, его подогрев или охлаждение, осушку или увлажнение, ионизацию воздуха, его очистку от запахов и микроорганизмов. Промышленностью выпускаются кондиционеры разнообразной конструкции и различного предназначения. На рис. 8.5 изображена одна из схем блочного центрального прямоточного кондиционера.

Рис. 8.5. Схема кондиционера:

1 – фильтр; 2 – калорифер первичного подогрева; 3 – теплообменник для охлаждения воздуха; 4, 7, 9 – вентили; 5 – форсуночная головка мелкодисперсного распыла;

6 –поддон; 8 – камера орошения; 10 - форсуночная головка крупнодисперсного распыла; 11 - калорифер вторичного подогрева; 12 – озонатор; 13 – ионизатор

Включение в конструкцию кондиционера того или иного блока, его типа определяются требованиями к качеству воздуха в объекте обитания. В предложенной схеме очистка воздуха в фильтре 1 возможна по одному из способов, рассмотренных в п. 8.2.1. Для первичного нагрева воздуха в большинстве случаев используются электрокалориферы. При необходимости охлаждения воздуха можно использовать несколько принципов получения низких температур. На рис. 8.5 показан блок с испарителем паровой компрессорной холодильной машины. ПКХМ в таком варианте устанавливается в непосредственной близости к кондиционеру или в одном корпусе с ним. В кондиционерах с рециркуляцией воздуха после блока 3 устанавливают камеру смешения подаваемого и рециркулируемого воздуха. Для влажностной обработки в рассматриваемой схеме использована камера орошения, как наиболее используемая в центральных кондиционерах. Здесь для увлажнения воздуха предназначена форсуночная головка 5. Форсунки впрыскивают мельчайшие капельки воды по направлению движущегося воздуха. Капли испаряются и влагосодержание воздуха увеличивается. По сигналу блока управления СКВ подача воды к форсуночной головке регулируется вентилем 4. Осушка воздуха при использовании камеры орошения проводится также водой. К форсуночной головке крупнодисперсного распыла 10 через автоматически управляемый вентиль 9 подается вода с температурой ниже температуры точки росы обрабатываемого воздуха. Крупные капли воды выбрасываются навстречу потоку воздуха. На поверхностях капель конденсируются водяные пары из воздуха, влагосодержание которого при этом уменьшается. Масса капель увеличивается и они падают в поддон 6. Блоки 12 и 13 применяются в кондиционерах СКВ для объектов с повышенными требованиями к качеству воздуха, например, в операционных отделениях больниц.

На рис. 8.6 показан вид центрального кондиционера с рециркуляцией типа КТ (кондиционер типовой). Он состоит из унифицированных типовых секций и смонтирован вместе с вентилятором и входным блоком.

Рис. 8.6. Компоновка центрального кондиционера типа КТ:

1 – канал входа; 2 – входной клапан; 3 – камера предварительной обработки воздуха; 4 – фильтр; 5- калорифер первичного подогрева; 6 – теплообменник охлаждения воздуха; 7 – камера рециркуляции; 8 – камера орошения; 9 – калорифер вторичного подогрева; 10 – ионизатор; 11 – фильтр удаления запахов; 12 –гибкая вставка; 13 – вентилятор; 14 – виброаммортизаторы

Центральные кондиционеры, как правило, имеют гори­зонтальное расположение секций и требуют для своей установки больших площадей.

В отличие от центральных местные кондиционеры поставляются заводами готовыми к установке и имеют, как пра­вило, шкафную (вертикальную) иди навесную конструкцию. Размещаются местные кондиционеры внутри объекта либо на наружной его стене.

Отечественная промышленность выпускает местные кондиционеры с максимальной подачей по воздуху 10 000 м³/ч. На­личие встроенных вентиляторов, развивающих высокие давления, позволяет применять местные, кондиционеры даже для небольшой сети воздуховодов..

Для тепловлажностной обработки воздуха в местных конди­ционерах в основном применяются электрокалориферы и паровые компрессорные холодильные машины.

Местные кондиционеры подразделяются на автономные и неавтономные. Автономные име­ют встроенную холодильную установку и электрический на­греватель, а неавтономные требуют подвода тепла и холодоносителя от внешних источников. На рис.8.7 представлен шкафный автономный кондиционер KB 1-17, выпускаемый домодедовским заводом «Кондиционер». Он предназначен для обслуживания помещений постов управле­ния, вычислительных центров, лабораторий, комнат отдыха и пр. В нем можно очищать от пыли и охлаждать свежий наружный и рецуркуляционный воздух, понижать его влажность и поддер­живать заданную температуру.

Кондиционер представляет собой вертикальный шкаф, состо­ящий из металлического корпуса 5 со съемными панелями.

В нижнем отсеке кондиционера расположен компрессор ПКХМ, которым хладагент прокачивается через конденсатор 2, терморегулирующий вентиль 10 и испаритель 8. Атмосферный воздух очищается в фильтре 9 и охлаждается, омывая испаритель. Вентилятором 6 обработанный воздух подается потребителю. Если охлаждение проводится до температуры ниже точки росы воздуха, то конденсат собирается в водосборнике 3 и удаляется в канализацию. При необходимости нагрева воздуха используется электрокалорифер 4.

Управление работой кондиционера осуществляется с панели 7.

с панели 7.

На рис. 8.8 приведена схема неавтономного кондиционера типа КНУ 12.

Унифицированные неавтономные кондици­онеры типа КНУ, обеспечивающие диапазон подачи по воздуху от 2500 до 18000 м³/ч.

Кондиционер выполнен в виде шкафа со съемными щитками и состоит из двух секций. В одной секции смонтированы малогабаритный диаметральный вентилятор 10 , калорифер второго подогрева 9, сепара­тор 8 и насос 7. В другой секции установлены патрубки 1 наружного и рецуркуляционного воздуха, фильтр 2 для очистки воздуха от пыли, калориферы первого подогрева 3, поверхност­ный орошаемый воздухоохладитель 5, поддон с фильтром 6 для воды и переливным устройством. В этом кондиционере теплоноситель для нагрева воздуха в теплообменниках подается от какого либо теплогенератора, расположенного вне. Орошаемый воздухоохладитель есть не что иное, как испаритель ПКХМ, которая также расположена вне кондиционера. Такого типа кондиционеры можно использовать круглогодично. Их размещают в помещении вместе с теплогенераторов холодильной машиной.

Широкое распространение получило использование кондиционированного воздуха в салонах транспортных средств: самолетах, судах, пассажирских вагонах, автомобилях и т.п. Промышленностью выпускается большое разнообразие местных автономных и неавтономных кондиционеров. На рис.8.9 приведена схема автомобильного неавтономного кондиционера. Здесь воздух вентилятором 6 нагнетается в салон через испаритель 4, где он и охлаждается. Далее по потоку устанавливается теплообменник, нагревающим теплоносителем в котором является охлаждающая жидкость двигателя. В данном кондиционере не предусматривается влажностная обработка воздуха, его ионизация, удаление запахов и микроорганизмов. Нагрев или охлаждение воздуха осуществляется по программе компьютера.

Рис. 8.9. Кондиционер салона автотранспортного средства:

1 – компрессор ПКХМ; 2 – пусковое реле; 3 – пульт управления; 4 – испаритель ПКХМ; 5- датчик температуры в салоне; 6 – диаметральный вентилятор; 7 – компьютор; 8 - датчик температуры в вне салона; 9 – датчик температуры хладагента после конденсатора; 10 – конденсатор

Библиографический список

1. Алексеев Г.Н. Общая теплотехника. Г. Н. Алексеев. – М.: Высш. шк.,

1980. – 552 с.: ил.

2.Амерханов Р.А. Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства. Р.А. Амерханов, А.С. Бессараб, Б.Х. Драганов, С.П. Рудобашта,

Г.Г. Шишко. /Под ред. Б.Х. Драганова. – М.: Колос-Пресс, 2002. – 424 с.: ил.

3. Драганов Б.Х. Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве. Б.Х. Драганов А.В. Кузнецов, С.П. Рудобашта. – М.: Агропромиздат, 1990. – 463 с.: ил.

4. Кузнецов А.В. Основы теплотехники, топливо и смазочные материалы. А.В. Кузнецов, С.П. Рудобашта, А.В. Симоненко – М.: Колос, 2001. –

248. : ил.

5. Манташов А.Т. Теплотехника ч. I. Термодинамика и теплопередача. А.Т. Манташов. – П.: ПГСХА, 2009. – 184 с.: ил.

6. Манташов А.Т. Основы термодинамики и теплопередачи. Учебное пособие. А.Т. Манташов. – П.:МО РФ, 2000. - 326 с.: ил.

7. Оболенский Н.В. Холодильное и вентиляционное оборудование. Н.В. Оболенский, Е.А. Денисюк – М.: КолосС, 2006. –248 с.: ил.

8. Системы жизнеобеспечения обитаемых защитных сооружений. Учебное пособие. /И.А. Овручский. П.:МО СССР, 1980. – 388 с.: ил.

9. СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Нормы проектирования. М.: ЦИТП, 1991.

10. Справочник по теплоснабжению сельскохозяйственных предприятий. /В.В. Уваров и др. М.: Колос, 1983 – 320 с.: ил.

11.Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. /Под ред. Б.М. Хрусталева – М.: Изд-во АСВ, 2010. – 784 с.: ил.

12. Теплоэнергетика и теплотехника: Справочник. /Под общей ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. М.: Энергия, 1980. – 530 с.: ил.

13. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания. Справочник. / В.Е Алемасов, [и др.]; под ред. Академика В.П. Глушко. Т.3. М.: АН СССР, 1973. – 623 с.

14.Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция.

К.В. Тихомиров. М.: Стройиздат, 1981. – 272 с.: ил.

П р и л о ж е н и е

  Таблица 1 – Нормируемые оптимальные параметры воздуха в рабочей зоне

Помещения и здания	Категория работы	Холодный и переходный периоды года, t100С			Теплый период года , t100C
		Температура, 0С	Относительная влажность, %	Скорость, м/с	Температура, 0С	Относительная влажность, %	Скорость м/с
Производственные	Легкая	18…21	—	0,2	22…25	—	—
	Средней тяжести	16…18	60…40	0,3	20…23	60…40	0,3
	Тяжелая	14…16	—	0,3	17…20	—	—
Жилые и общественные	—	19…21	60…40	0,3	22…25	60…40	0,3

Таблица 2 – Выделение людьми теплоты, влаги и углекислого газа

Физическая нагрузка	Темпера- тура,0С	Выделение теплоты, Вт	Выделение влаги, г/ч	Выделение СО2, г/ч
Спокойное состояние	15	146	40	30
	20	122	45	30
	25	99	50	30
	30	93	75	30
	35	93	80	30
Легкая Физическая работа	15	174	80	40
	20	163	105	40
	25	151	150	40
	30	151	180	40
	35	151	200	40
Работа Средней тяжести	15	210	110	55
	20	204	140	55
	25	198	185	55
	30	198	230	55
	35	198	280	55
Тяжелая Физическая работа	15	291	185	70
	20	291	240	70
	25	291	300	70
	30	291	360	70
	35	291	420	70

Таблица 3 – Параметрам воздуха внутри помещения для содержания животных

Группы животных	t, 0C	φ, %	с, м/с
Коровы дойные	15…12	70	0,5
Телята всех возрастов	10…5	70	04
Скот на откорме	10…8	70	0,5
Поросята - отъемыши	22…18	70	0,2
Подсосные матки	22…18	70	0,15
Свиньи для откорма	20…14	75	0,3
Овцы	10…14	60	0,8
Ягнята	15…18	65	0,4
Кролики	10…15	60…80	0,2

Таблица 4 – Параметрам воздуха внутри помещения для содержания птицы

Группы птиц			t, 0C		φ, %		с, м/с
Взрослые птицы	Куры	12…16		60…70		0,5
	Индейки	12…16		60…70		0,6
	Утки	7…14		70…80		0,7
	Гуси	10…16		70…80		0,8
Молодняк птицы	Куры от1 до 30 дней.	22…24		60…70		0,5
	Куры от 31 до 60 дней.	18…20		60…70		0,5
	Куры от 61 до 150 дней.	14…16		60…70		0,5
	Куры от 151 до 210 дней.	14…16		60…70		0,5
	Индейки от 1 до 20 дней	22…24		60…70		0,5
	Индейки от 21 до 120 дней	18…20		60…70		0,5
	Индейки от 121 до 180 дней	16…20		60…70		0,5
	Утки от 1 до 10 дней	20…22		65…75		0,5
	Утки от 11 до 30 дней	18…20		65…75		0,5
	Утки от 31 до 55 дней	14…18		65…75		0,5
	Гуси от 1 до 20	20…22		66…75		0,5
	Гуси от 21 до 65	18…20		66…75		0,5
	Гуси от 66 до 150	15…18		70…80		0,5

Таблица 5 – Выделение теплоты, влаги и углекислого газа животными

Группы животных	Масса, кг	Теплота, кДж/ч	Влага, г/ч	Углекислый газ, л/ч
Коровы стельные, нетели	300 400	2780 3300	319 380	100 118
Коровы лактирующие	400 600	3520 4510	404 505	126 158
Волы откормочные	600 1000	5220 7420	599 846	187 264
Телята	50 100 200	800 1550 2480	92 117 265	28 55 89
Свиньи взрослые	100 300	1360 2320	153 267	47 83
Свиноматки с поросятами	100 200	2440 3220	282 370	87 114
Поросята- отъемыши	20 40	505 706	60 81	18 27
Откормочный молодняк	60 120	930 1320	107 151	33 47

Таблица 6 – Выделение теплоты, влаги и углекислого газа животными

Группы птиц	Масса, кг	Теплота, кДж/ч	Влага, г/ч	Углекислый газ, л/ч
Куры яичных пород	1,5…1,7	34,6	4,50	1,54
Куры мясных пород	3,0…3,5	29,6	3,75	1,44
Цыплята в возрасте 5…9 нед.	0,55…1,4	40,4	3,30	1,74
Цыплята-бройлеры 5…9 нед.	1,4…2,2	44,4	3,75	1,85
Индейки	6…7	24,6	4,20	1,32
Утки	3,5	39,4	5,70	1,11
Гуси,	5…6	14,6	3,00	1,00

Таблица 7 – Комфортные условия и кратность воздухообмена

в объектах обитания человека

Объект обитания	Темпера- тура, 0С	Относительная влажность, %	Кратность воздухо- обмена на 1 чел.
Жилые комнаты	20…22	60 … 70	3…5
Офисы	19…21	50 … 60	4…6
Учебные аудитории	18…21	50 … 60	3…6
Клубные помещения	19…21	50 … 60	8…10
Спальные помещения	20…22	50 … 60	2…4
Столовые, магазины	18…20	65 … 75	8…12
Душевые, бани	25…28	75 … 85	5…10
Туалеты (бытовые)	21…23	65 … 75	10…15
Курительные комнаты	17…19	55 …65	8…12
Гаражи, мастерские	18…20	65 … 75	6…10
Пассажирские вагоны	19…21	50 … 60	3…6
Салоны автобусов	18…20	50 … 60	4…8
Салоны воздушных судов	19…21	50 … 60	5…10
Кабины автомобилей, комбайнов	18…20	60 … 70	3…5

Таблица 8 – Оптимальные условия для содержания животных и птицы

Фермы		Темпера- тура, 0С	Относительная влажность, %	Кратность возду- хообмена
Фермы КРС	Коровы лактирующие	12…15	70	3 … 5
	Откормочное отд.	8…10	70	2 … 4
Свино- фермы	Свиноматки	13…19	75	4 … 6
	Откормочное отд.	14…20	75	3 … 5
Птицефермы	Куры несушки	12…16	60…70	10 … 12
	Куры бройлеры	14…18	60…70	7 … 9
	Гуси	10…15	70…80	6 … 8
	Утки	7…10	70…80	6 … 8
	Молодняк птицы	18…22	65…70	10 … 12

Рис. 1. Схема вентиляции коровника:

1 – вытяжная шахта; 2 – приточные воздуховоды; 3 – вентиляционная камера.

Рис. 2. Схемы вентиляции свинарника:

а) откормочное помещение; б) свиноматочное помещении; 1 – вытяжные шахты; 2 – приточные воздуховоды; 3 – вентиляционная камера; 4 – дифлектор.

Рис. 3. Схемы вентиляции в птицеводческих помещениях:

А – «сверху и снизу – вниз и вверх»; б – «сверху – вниз и вверх»;

Рис. 4. Конструкции воздушных каналов и воздуховодов:

а – естественная вытяжная безканальная вентиляция; б – дифлектор; в – потолочный вытяжной канал; г – цокольный вытяжной канал.

Таблица 8 – Значения коэффициентов местных сопротивлений

для некоторых фасонных частей воздуховодов

Таблица 9 – Характеристики некоторых типов фильтров

Марка фильтра	Тип фильтра	Воздушная нагрузка, м3/(м2	Сопротиление, Па	Пылеемкость, г/м2	Начальная запылен- ность, мг/м3	Способ регене- рации
Кд, КТ	Пористый, смоченный	(6…7) 103	80	–	0,5…1,0	Промывка
КдМ	Проволочный, масляный	(6…7) 103	80	10% от массы масла	0,5…1,0	Замена масла
ФШ, ФяР*	Ячейковый, смоченный	(6…8) 103	60	2300	1,0…3,0	Промывка с содой
ФРУ	Волокнистый, рулонный	(8…10)103	60	450	0,5…1,0	Смена материала
ФяУ*	Волокнистый, ячейковый	(6…7) 103	40	570	4,0…6,0	Смена материала
ФРП	Волокнистый, рулонный	(5…9) 103	100	1000	4,0…6,0	Пневматичес- кая очистка
ФяП*	Губчатый	(6…7) 103	70	350	0,3…0,5	Смена материала
ЭФ-2	Электрические	(7…8) 103	10…50	1500	2,0…10,0	Промывка водой

__________________________

^* Унифицированные фильтры Фя поставляются со следующим заполнением:

ФяР – 12 гофрированных металлических сеток;

ФяВ – 12 гофрированных винипластовых сеток;

Фя У – упругий волокнистый фильтрующий материал;

ФяП – модифицированный пенополиуретан.

Рис. 5. Диаграмма id – влажного воздуха