водопостачання та водовыдведення / Інженерне обладнання будинків. Кравченко В. С., Садлій Л. А., Давидчук В. І

Мал. 6.23. Схеми пристроїв для розподілу повітря

Щільові розподільники створюють далекобійніші площинні струмені, можуть бути регульованими і ні, металеві та пластикові, призначені для будь якої установки.

Плафони встановлюються на стелі і створюють віялові чи конічні струмені. Вони бувають дисковими та багатодифузорними. Дискові мають плоский диск, між яким та корпусом утворюється щілина. Багатодифузорні плафони складаються з кількох конусів і можуть створювати струмені, які розмиваються на невеликій віддалі від плафона. Плафони можуть здійснювати закрутку потоку.

Насадки з форсунками складаються з розподільчої панелі та камери постійного тиску. На панелі розташовані форсунки, через які повітря подається в приміщення окремими закрученими струменями.

Соплові розподільники призначені для подачі повітря з високими швидкостями до 30...40 м/с.

Перфоровані розподільники - панелі чи трубопроводи з перфорацією в стінках призначені для подачі повітря в робочу зону не струменем, а потоком повітря, і використовуються в системах вентиляції витісненням.

6.8. Аеродинамічний розрахунок повітряних мереж

327

Аеродинамічний розрахунок виконують різними методами:

-питомих втрат тиску ( метод Рітшеля);

-динамічних тисків, коли втрати тиску на тертя замінюють втратами в місцевих опорах;

-еквівалентних довжин, коли втрати тиску в місцевих опорах замінюють трубопроводом еквівалентної довжини;

-еквівалентних отворів, коли окремий повітропровід замінюється соплом чи отвором;

-характеристик труб;

-еквівалентних опорів.

6.9. Джерела шуму в системах вентиляції та кондиціювання повітря. Заходи для зниження рівня шуму

Звук – це хвильовий рух пружного середовища, який сприймається органом слуху.

Шумом називають різнорідні звуки, які заважають сприймати бажані звуки, порушують тишу чи викликають подразнюючу або шкідливу дію на організм людини.

Шуми та звуки створюються хвилями в повітрі, повітропроводах, системі гідравліки тощо. Швидкість поширення звуку в повітрі - близько 340 м/с, у воді - 1370 м/с, в сталі - 4880 м/с. Основним параметром шуму є його частота - кількість коливань в секунду. Одиницею виміру частоти є герц - коливання в секунду. Людина розпізнає звуки з частотою від 20 до 20000 Гц - низькі частоти - 20...200 Гц, середні 250...1000 Гц, високі до 8000 Гц і вище. Звук, який має частоту нижче 20Гц називають інфразвуком і він може стати причиною коливань стінок повітропроводів. Полоса частот поділяється на вісім стандартних груп хвиль, які називають «вісімковими групами». Кожна група характеризується середньою для неї частотою хвилі – 63

Гц, 125 Гц, 250 Гц, 500 Гц, 1000 Гц, 2000 Гц, 4000 Гц та 8000 Гц. Поділ на вісімкові групи допомагає визначити звуковий спектр шуму з розподілом звукової енергії за різними частотами.

Для вимірювання шуму використовується величина логарифмічного типу - децибел (дБ), яка характеризує звуковий рівень шуму. В таблиці 6.7 наведені типові джерела шуму.

Міжнародними організаціями з стандартів розроблені вимоги з врахуванням чутливості людського вуха. Рекомендації з фонових шумів наведені в табл.6.8.

Табл.6.7

Типові джерела шуму

329

Вентиляційні установки, кондиціонери та інше обладнання створюють певний шум під час роботи, рівень якого становить 25...50 дБ. Передача шуму від джерела може відбуватись:

через повітря: джерелом шуму може бути установка, труба, стінка тощо, цей шум безпосередньо сприймається людьми;

шум гідравлічних систем - передається рідиною;

шум, який поширюється через споруди. Його джерело - вібрація,

яка передається на будівельні конструкції.

Для зниження шумового рівня в системах вентиляції та кондиціювання здійснюють одночасно чи послідовно заходи, які відносяться безпосередньо до джерела шуму та заходи, які відносяться до шляхів передачі шуму. Такі заходи потрібно передбачати на стадії проектування, що дає можливість отримати найкращі результати.

Шумозахисні заходи, які відносяться до джерела шуму, - це вибір установки, вибір місця розташування установки та вибір швидкості пуху повітря повітропроводами.

330

Вибір установки - рекомендується вибирати вентилятори і обладнання, які мають низький рівень шуму. В деяких випадках зменшують швидкість обертання вентилятора, що призводить до зменшення рівня шуму. Вентилятор повинен використовуватись з максимальним ККД, в іншому випадку рівень шуму зростає.

Якщо установка монтується поблизу однієї, двох чи трьох стін, слід враховувати фактор спрямування поширення звукової енергії. Якщо установка розташовується поблизу двох стін, то шум зростає на 6 дБ, якщо біля трьох - на 9 дБ, тому установки варто розташовувати подалі від стін. В [10] наводяться такі рекомендації з вибору місця розташування установок:

уникати розташування в сходових маршах та всередині шахт, в яких рівень шуму значно зростає;

монтувати установки якомога далі від вікон і дверей;

в установках з повітряним охолодженням більш шумною є сторона виходу повітря, менш шумною - сторона забору;

інколи використовують довкола установки акустичний бар’єр, що

дозволяє зменшити шум на 12...15 дБ.

Шумозахисні заходи, що відносяться до шляхів передачі шуму. Ці заходи в основному відносяться до зниження шуму, що передається повітропроводами, які іноді, навіть, сприяють поширенню та збільшенню шуму. Можливі такі звукові явища:

поширення шуму від вентилятора в сусідні приміщення;

проникнення шуму з більш шумних приміщень у менш шумні;

виникнення ефекту гулу через неправильно встановлені швидкості

руху повітря.

Для зменшення шуму передбачають спеціальне приєднання вентилятора до повітропроводу. Між вихідним отвором вентилятора та повітропроводом завжди рекомендують розташовувати антивібраційну прокладку. Вона запобігає передачі вібрації від вентилятора до стінок каналу.

Рекомендують також передбачати пряму ділянку повітропроводу відразу після його приєднання до вентилятора, довжина ділянки повинна бути не менше 1.5 діаметри повітропроводу. Пряма ділянка зменшує турбулентність і, як наслідок, шум та вібрацію.

На виході повітря з вентилятора повинні передбачатися розширювальні патрубки з кутом не менше 30о. Різка зміна перерізу каналу завжди призводить до появи гулу.

До зменшення рівня шуму призводить також правильне встановлення розподільників повітря, засувок на всмоктувальній лінії, покриття внутрішньої поверхні каналів звукоізоляційним матеріалом.

Глушники шуму. Їх установка - це ефективний засіб зниження аеродинамічного шуму. Глушники поділяють на пластинчаті та

331

трубчаті, основною особливістю яких є наявність розвинутих поверхонь з матеріалом, що поглинає звук. Пластинчатий глушник - це коробка з тонкого металевого листа, переріз якого поділений пластинами із звукоізоляційного матеріалу.

Мал. 6.24. Пластинчастий глушник

Мал. 6.25. Трубчастий глушник

Трубчатий глушник виконується з двох труб, вставлених одна в одну, простір між якими заповнений матеріалом, який поглинає звук (наприклад, скловолокном). Важливу роль відіграє правильність встановлення глушника. Найкращий ефект досягається при його розташуванні в місці проходження повітропроводу через стіну.

Крім того, встановлення глушників дозволяє запобігти ефекту перехресної розмови «cross talking» - зворотного попадання шуму із одного приміщення в інше через систему повітропроводів. Якщо на кожному каналі встановлено глушник, таке явище унеможливлюється.

6.10. Робота холодильної машини

Оскільки в сучасних системах кондиціювання повітря практично в кожному апараті використовується охолодження, розглянемо принципи роботи холодильної машини. Охолодження здійснюється за рахунок поглинання тепла під час кипіння спеціальної рідини - фреону, який в холодильній машині кипить в спеціальному теплообміннику - випарнику. В іншому теплообміннику - конденсаторі, під підвищеним тиском фреон конденсується, виділяючи поглинуте

332

тепло. Безперервний рух фреону таким контуром здійснюється в холодильній машині. Найбільший клас холодильних машин використовує компресійний цикл охолодження, основними елементами якого є компресор, випарник, конденсатор та регулятор витрати (мал 6.25).

Мал. 6.26.Схема компресійного циклу охолодження

1 - компресор; 2 - конденсатор; 3 - регулятор потоку; 4 - випарник.

На виході з випарника холодоагент знаходиться у вигляді пари з низьким тиском та низькою температурою. Холодоагент засмоктується компресором, який підвищує його тиск до 1.5...2.5 МПа та температуру до 70...90оС. В конденсаторі гарячий холодоагент охолоджується і конденсується. Конденсатор може бути з повітряним чи водяним охолодженням. З конденсатора холодоагент виходить під високим тиском у вигляді рідини, при цьому розміри конденсатора приймаються таким чином, щоб конденсація завершилась повністю. Температура конденсації на 10...20оС вище температури атмосферного повітря. Рідкий холодоагент надходить до регулятора потоку, в якому тиск різко падає і частина рідини може випаровуватись. У випарник надходить суміш пари та рідини. Рідина кипить у випарнику, відбираючи тепло від довколишнього повітря, і знову перетворюється на пару. Розміри випарника підбирають таким чином, що вся рідина випарувалась, оскільки потрапляння рідкого холодоагенту в компресор призведе до його поломки. Таким чином, холодоагент весь час циркулює замкненим контуром, змінюючи свій агрегатний стан з рідкого в газоподібний і навпаки. Всі компресійні цикли мають два рівні тиску. На стороні високого тиску знаходяться всі елементи конденсації, низького - елементи випаровування.

333

Ефективність циклу охолодження оцінюють коефіцієнтом корисної дії або коефіцієнтом термічної ефективності. Коефіцієнт термічної ефективності визначається як відношення зміни тепловмісту холодоагенту у випарнику до зміни тепловмісту холодоагенту під час стиснення в компресорі. Фактично цей коефіцієнт показує співвідношення холодильної та електричної потужності, тобто, якщо його значення становить 2.5, то це значить, що на кожну одиницю електроенергії, яку споживає холодильна машина, виробляється 2.5 одиниці холоду.

В сучасних холодильних машинах використовуються поршневі, ротаційні, гвинтові компресори та спіральні компресори SCROLL, конденсатори - мідні трубки з алюмінієвими ребрами повітряного охолодження. Для водяного охолодження використовують пластинчаті теплообмінники, кожухотрубні конденсатори та конденсатори типу «труба в трубі». Для охолодження використовуються такі ж теплообмінні апарати. В якості регулятора потоку використовують капілярні трубки чи спеціальні терморегулюючі вентилі (ТРВ).

В холодильній техніці застосовують дві групи фреонових холодоагентів - хлорофторовуглеводні (CFC) та гідрофторовуглеводні (HCFC). Властивість фреонів руйнувати озоновий шар оцінюють потенціалом руйнування озону - ODP (Ozon Depletion Potential), який змінюється в межах від 0 до 1. Для першої групи значення цього показника достатньо високе, тому в світі відмовляються від використання фреонів цього типу і прийнято рішення про припинення виробництва фреонів R - 12 та R - 11. Йде інтенсивний пошук замінника фреону другої групи R - 12. Найперспективніший холодоагент, який почав використовуватись у 2004 році, - R- 410А з низьким коефіцієнтом ODP. Вплив фреонів на парниковий ефект оцінюється потенціалом глобального потепління GWP та показником TEWI - сумарним еквівалентом впливу нагрівання. За цими показниками вираховують прямий та непрямий вплив установки на парниковий ефект. При цьому витоки холодоагенту і втрати під час рекуперації розглядаються як прямий вплив системи на виникнення парникового ефекту, а енергоспоживання установки - як непрямий.

6.11. Віконні кондиціонери

Віконні кондиціонери - це одні з перших автономних кондиціонерів, які стали використовувати для обробки повітря в житлових та офісних приміщеннях. Такі кондиціонери випускаються потужними фірмами і до нашого часу, хоча ринок збуту зменшується. Вони характеризуються продуктивністю за холодом від 1.5 до 7 кВт, більшість моделей можуть працювати в режимі теплового насоса з

334

продуктивністю за теплом до 10 кВт, мають коефіцієнт термічної ефективності від 2.3 до 2.6, електричну потужність до 2.5 кВт, рівень шуму - 50 ...75 дБ.

Мал. 6.27 Віконний кондиціонер

Складаються вони (мал. 6.27) з корпуса, який поділений перегородкою на дві частини. В одній частині розташовані компресор, вентилятор та конденсатор, в іншій - випарник, вентилятор та додаткове обладнання. Встановлюються вони у вікно чи зовнішню стінку таким чином, щоб компресорна частина була розташована на вулиці, а випарник - всередині приміщення. В перегородці таких кондиціонерів є отвір, через який всередину приміщення може потрапляти невелика (до 10%) кількість зовнішнього повітря. До переваг кондиціонерів такого типу відносять компактність, високу ефективність обміну тепла, високу продуктивність. Основним недоліком є те, що кондиціонер встановлюється у вікні, і розподіл потоків у приміщенні практично неможливо змінити. Крім того, порівняно з іншими системами такі кондиціонери мають високий рівень звукового тиску.

6.12. Кондиціонери спліт-систем

Найбільшого поширення для кондиціювання повітря житлових та офісних приміщень набули кондиціонери спліт-систем, які складаються з внутрішнього (випарного) та зовнішнього (компресорно - конденсатного) блоків.

335