Перевести страницу

Статьи

Климатотехника наших дней

Климатотехника наших дней

В недалеком прошлом проблема оптимизации микроклимата на российских заводах и фабриках решалась по мере острой производственной необходимости. В учреждениях, не обремененных сложной электронной техникой, в рядовых конструкторских бюро, лабораториях и сборочных цехах о кондиционировании воздуха всерьез никто и не задумывался. Однако времена меняются. И сегодня, в условиях свободного рынка, законы цивилизованного бизнеса заставляют развивающиеся предприятия рассматривать климатизацию офисных и производственных помещений, напрямую влияющую на производительность труда, а следовательно, и на прибыль от хозяйственной деятельности, в ряду важнейших факторов успешной конкурентной борьбы и рыночного благополучия.

Подразделы обзора
Классификация современных климатических систем по типу теплоносителя

Кладовые мировых знаний в области климатотехники насчитывают десятки системных решений, способных удовлетворить нужды различных категорий промышленных потребителей. Подавляющее большинство установок разработано на базе центральных кондиционеров модульного типа или мощных фреоновых моноблоков, а также водоохлаждающих машин (чиллеров), индивидуальных тепловых пунктов и других централизованных источников тепла и холода, позволяющих решать вопросы глобальной климатизации зданий с низким уровнем приведенных затрат без видимого вмешательства в их экстерьер и интерьеры.

klimat1

Если классифицировать все основные системные решения по типу теплоносителя, доставляющего в обслуживаемые помещения тепло или прохладу от централизованного источника, картина получится приблизительно такая, как изображено на рисунке 1.

Как видно из рисунка, на первом месте в классификации находятся воздушные климатические системы. Первые шаги на пути развития этих установок были сделаны задолго до появления центрального кондиционера. Пройдя долгий путь развития, воздушные установки прочно утвердились на позициях самой недорогой и проверенной временем техники. Водно-воздушные, водяные и фреоновые установки в их современном облике появились на свет сравнительно недавно. Современная технологическая база, заложенная в их основу, определила высокую стоимость и эффективность этого оборудования, способного решать чрезвычайно широкий спектр технических задач на современном качественном уровне.

Выбор современных климатических систем

В мире нет идеальной техники. Каждая из рассмотренных климатических систем на деле обладает определенными достоинствами и недостатками, проанализировав которые можно определить степень совместимости установки и объекта, для которого она предназначена. Однако первым делом логично обратиться не к рассмотрению особенностей той или иной климатической системы, а к изучению самого объекта и коммерческой деятельности располагающейся в его стенах организации. Подобное исследование не представляет особого труда и может быть реализовано совместно с экспертами проектно-монтажной организации, которая впоследствии займется разработкой и воплощением в жизнь оптимальной конфигурации климатической установки. Изыскания целесообразно проводить по следующим направлениям:

klimat-g
  • Определение масштаба предполагаемого строительства или реконструкции установки. В последнем случае необходимо вначале определить возраст установки и целесообразность ее дальнейшего развития;
  • Определение требуемых параметров микроклимата в обслуживаемых установкой помещениях и климатических условий региона, в котором расположена организация;
  • Формирование требований к гибкости управления установкой;
  • Предполагаемая планировка помещений;
  • Тип и расположение офисного (производственного) оборудования;
  • План использования здания в течение суток, расчетное количество посетителей и штатных сотрудников;
  • Определение степени воздействия на окружающую среду и других характеристик климатической системы, требующих согласования со специализированными службами надзора;
  • Историческая ценность объекта.

Если исследование будет проведено добросовестно, полученной информации вполне хватит для создания образа идеальной для данного объекта климатической системы. Полученный "портрет" может быть сопоставлен с рейтингом потребительских, монтажных и эксплуатационных свойств реальных климатических систем (таблицы 1 и 2) с целью выбора нескольких наиболее подходящих вариантов. Проектная организация адаптирует выбранные системные решения к конкретному объекту и предложит различные варианты их комплектации оборудованием тех или иных производителей.

tab1

tab2

Воздушные климатические системы

Область применения воздушных систем весьма широка. Они незаменимы в цехах, на складах готовой продукции, в актовых залах, столовых, больших офисах, торговых галереях и других помещениях, нуждающихся в притоке значительных объемов воздуха.

Приточная установка с постоянным воздушным потоком

К разряду самых простых воздушных систем относится приточная установка с постоянным воздушным потоком (воздушная система, рис. 3). Она состоит из сети воздуховодов, располагаемых, как правило, над фальшпотолком. В устье каждого воздуховода устанавливается калиброванная воздухораспределительная решетка, обеспечивающая постоянный расход поступающего в помещение воздуха, подготовленного центральным кондиционером модульного типа. Установка может использоваться для организации охлаждения и воздушного отопления здания, однако одновременно охлаждать и отапливать различные помещения она не может.


VAV отопление/охлаждение

Возможности системы существенно расширяет использование центрального кондиционера, поставляющего в помещения по двум независимым воздуховодам охлажденный и/или подогретый до требуемой температуры воздух (VAV отопление/охлаждение, рис. 4). В этой установке устья воздухораспределительных каналов, выходящие в обслуживаемые помещения, оборудованы механическими дозирующими устройствами, равномерно распределяющими по помещению поток подготовленного воздуха. Количество пропускаемого ими воздуха зависит от давления в сети воздуховодов и температуры в помещениях, которая, в свою очередь, зависит от числа посетителей, присутствующих в здании в то или иное время суток, интенсивности воздействия солнечного излучения и других факторов.

VVT с моноблоком

Регулирующие функции механических дозаторов воздуха могут выполнять и воздушные электрические клапаны, управляемые микропроцессором (VVT c моноблоком, рис. 5). Анализируя сигналы от расположенных в обслуживаемых помещениях термодатчиков, микропроцессор дает соответствующие указания фреоновому моноблоку и воздушным клапанам, в результате чего помещения своевременно заполняются охлажденным или подогретым до необходимой температуры воздухом.

VAVVT-система

С целью максимально точного для воздушных систем поддержания основных параметров микроклимата в помещениях "умственные способности" механических дозаторов и управляющих электроклапанами микропроцессоров могут "объединяться". Этот подход реализован в VAVVT-системе (рис. 6). Дополнительный подогрев посредством расположенных по периметру здания отопительных приборов (если таковой используется) превращает VAVVT-систему из чисто воздушной в систему водо-воздушного типа. Разговор об этом и других классах климатических систем, упомянутых в данном материале, мы планируем продолжить в ближайших номерах нашего журнала.

Водо-воздушные системы

Воздушные климатические системы, о которых шла речь в апрельском номере журнала, прекрасно справляются со своими обязанностями в фабричных цехах, крупных офисах и даже спортивных комплексах типа московского гиганта "Олимпийского". Однако их возможности не безграничны. В гостиницах, НИИ, банках и бизнес-центрах, где число нуждающихся в кондиционировании воздуха помещений нередко переваливает за сотни, причем каждая комната нуждается в обслуживании по индивидуальной программе, воздушным климатическим системам предпочтительны водно-воздушные. Подобные установки работают в различных климатических поясах, одинаково хорошо кондиционируя офисы и цеха Sun Alliance (США), William Peter Co (Канада), Viarmo (Италия) и еще сотен и тысяч компаний, разбросанных по всему миру. Ширится область применения подобной техники и в России.

VAV с отоплением по периметру

Отличной по своим характеристикам водно-воздушной установкой считается VAV с отоплением по периметру. Она объединяет достоинства воздушной системы и традиционного отопления. Воздух подготавливается центральным кондиционером и по расположенным над фальшпотолком воздуховодам подается к обслуживаемым помещениям. Необходимые помещению теплопоступления обеспечиваются механическими дозирующими устройствами, "замыкающими" устье каждого воздуховода. Количество пропускаемого ими воздуха зависит от давления в сети воздуховодов и температуры воздуха внутри помещения. Система периметрального обогрева состоит из обыкновенных радиаторов, конвекторов или плинтусных обогревателей с соответствующей управляющей автоматикой, подключенных к обслуживающему здание индивидуальному тепловому пункту.

klimat6
  1. Центральный кондиционер
  2. Чиллер
  3. Система воздуховодов
  4. Механические дозирующие устройства
  5. "Горячая" магистраль от индивидуального теплового пункта
  6. Отопительные приборы

VAV с модулем воздухообработки

Едва ли не единственный существенный недостаток VAV с отоплением по периметру - пониженная эргономичность. Батареи, несмотря на все свои неоспоримые достоинства, загромождают подоконные ниши, рядом с ними нежелательно устанавливать некоторые типы офисного и производственного оборудования. VAV с модулем воздухообработки позволяет отказаться от традиционных отопительных приборов или существенно уменьшить их количество, раскрепостив таким образом полет творческой фантазии дизайнеров, оформляющих интерьеры кондиционируемых пространств. Модули монтируются над фальшпотолком, в них подготовленный центральным кондиционером воздух при необходимости подогревается, после чего поступает к механическим дозирующим устройствам и далее - в помещения.

klimat7
  1. Центральный кондиционер
  2. Чиллер
  3. Модуль воздухообработки
  4. Механические дозирующие устройства
  5. Воздуховоды
  6. "Горячая" магистраль от индивидуального теплового пункта
VAV с мини-центральными поэтажными кондиционерами и дополнительным подогревом

Специально для больших зданий с разноречивыми требованиями к параметрам микроклимата в помещениях для понижения нагрузки на центральный кондиционер и увеличения ресурса его работы обычно применяется модификация системы с модулем воздухообработки (рис. 3, VAV с мини-центральными поэтажными кондиционерами и дополнительным догревом). В этой установке центральный кондиционер выполняет лишь часть работы по подготовке воздушного потока; остальная работа "ложится на плечи" мини-центральных поэтажных кондиционеров и модулей воздухообработки. Недостаток системы - необходимость значительных свободных площадей под оборудование.

klimat8
  1. Центральный кондиционер
  2. Чиллер
  3. Модуль воздухообработки
  4. Механические дозирующие устройства
  5. Воздуховоды
  6. "Горячая" магистраль от индивидуального теплового пункта
  7. Мини-центральный поэтажный кондиционер
Система с вентиляторными распределителями

В отличие от рассмотренных водно-воздушных систем установка с вентиляторными распределителями (рис. 4) оборудована не механическими дозирующими устройствами, а выполняющими те же функции воздушными клапанами с сервоприводом. Это одна из разновидностей VVT-системы. Клапаны, а также вентилятор и калорифер распределителя управляются единым микропроцессорным блоком, который координирует также работу центрального кондиционера и обслуживающей его техники. Если поступающий от центрального кондиционера воздух не нуждается в дополнительном подогреве, он подается в помещения через отключенный вентиляторный распределитель. Когда обнаруживается потребность в тепле, распределитель активизируется и начинает подмешивать к подготовленному свежему воздуху рециркуляционный. После смешения поток подогревается до нужной температуры калорифером распределителя и запускается в обслуживаемые помещения. Температура воздуха контролируется двумя комплектами термодатчиков, первый из которых установлен внутри распределителя, в камере смешения, а второй - в обслуживаемых помещениях.

Следует отметить, что конструкция и принцип действия вентиляторных распределителей и хорошо известных промышленным потребителям фанкойлов (вентиляторных доводчиков) похожи. Однако фанкойлы относятся к разряду более совершенной климатической техники, позволяющей не только подогревать, но и охлаждать до требуемой температуры подаваемый в помещения воздух, осуществлять его фильтрацию, бактерицидную обработку и т. п. Возможности фанкойлов определяются исключительно степенью финансовой свободы заказчика. Устанавливать доводчики можно не только за подвесным потолком, но и на стенах, потолке или полу.

klimat9
  1. Центральный кондиционер
  2. Чиллер
  3. Вентиляторный распределитель
  4. Линейные нерегулируемые диффузоры
  5. Клапаны с сервоприводом
  6. Воздуховоды
  7. "Горячая" магистраль от индивидуального теплового пункта

Фанкойловая водно-воздушная система

В водно-воздушной фанкойловой установке (рис. 5) к рециркуляционному воздуху помещений фанкойлы подмешивают подготовленный центральным кондиционером свежий воздух, который может доставляться к ним по системе воздуховодов, расположенных не только над фальшпотолком, но и под фальшполом или декоративными стеновыми панелями. Горячая и холодная вода, как правило, подается к ним от индивидуального теплового пункта и чиллера. Дозирование поступающего в помещения воздушного потока осуществляется внутренними средствами фанкойлов, причем процесс этот может протекать не только в автоматическом режиме, но и контролироваться вручную, при помощи пульта дистанционного управления. В России подобные установки обслуживают, в частности, технологический комплекс в здании N301 на территории РКЦ "Курчатовский институт", офисные помещения компании "Радио России", Центральный банк РФ в Екатеринбурге, Театрально-культурный центр имени Вс. Мейерхольда в Москве и много других объектов.

klimat10
  1. Центральный кондиционер
  2. Чиллер
  3. Кассетные фанкойлы
  4. Горизонтальные фанкойлы
  5. Воздуховоды
  6. "Горячие" магистрали от индивидуального теплового пункта
  7. "Холодные" магистрали
Системы с вертикальными индукционными доводчиками

Внешнее сходство с водно-воздушными системами имеет установка с вертикальными индукционными доводчиками (эжекционными кондиционерами, рис. 6). Однако мы склонны классифицировать ее как водную, полагая, что первичный воздух, который подготавливает для системы центральный кондиционер высокого давления, поступая в помещения через форсунки индукционных доводчиков, не привносит с собой существенных тепловых потоков. Его температура в течение года остается практически неизменной. Первичный воздух необходим для создания эжектирующего потока, благодаря которому через водяной теплообменник доводчика начинает интенсивно проходить комнатный воздух.

Чаще всего индукционные доводчики устанавливаются в подоконных нишах, горячая или холодная вода (в зависимости от времени года) подается к ним от чиллера или индивидуального теплового пункта. Регулировка доводчиков осуществляется либо с локального пульта, либо централизованно. Благодаря своим удачным технико-экономическим характеристикам подобная установка выбрана для обслуживания ряда важнейших административных учреждений России, в числе которых здание правительства РФ.

Характерный представитель класса водных систем - фанкойловая система, работающая только на рециркуляционном воздухе. Она значительно дешевле фанкойловой водно-воздушной установки, так как не подключена к центральному кондиционеру и системе воздуховодов. В больших помещениях несколько традиционных фанкойлов могут быть заменены на один более мощный зональный фанкойл (гидронная система, рис. 7). Этот подход широко применяется в крупных торговых центрах Европы и США. Каждый бутик или иное помещение центра изначально оборудуются только трубопроводами горячей и холодной воды. Арендаторы сами устанавливают зональные фанкойлы, что позволяет владельцам центра существенно сократить затраты на закупку и монтаж климатической системы.

  1. Центральный кондиционер высокого давления
  2. Чиллер
  3. Воздуховод высокого давления
  4. Индукционный доводчик
Зональная гидронная система

Принципиальные схемы водной гидронной системы и фреоновой мультисплит-системы визуально практически не различаются. Однако в списке используемого в мультисплит-системе оборудования место чиллера занимает внешний компрессорно-конденсаторный блок. Он соединен с помощью фреонопроводов с установленными в обслуживаемых помещениях внутренними блоками настенного, напольного, кассетного или иного типов, работающих только на рециркуляционном воздухе.

Если в системе предусмотрен режим теплового насоса, она может использоваться для обогрева комнат в межсезонье и даже зимой, пока не наступили крепкие морозы. Степень нагрева или охлаждения того или иного помещения отслеживается при помощи индивидуальных термостатов внутренних блоков, коррекция режима работы установки может осуществляться централизованно или при помощи индивидуального для каждого помещения пульта дистанционного управления.

Увы, но водные и фреоновые системы, использующие исключительно рециркуляционный воздух помещения, фактически не применяются там, где выделяются вредные вещества от технологического оборудования или одновременно находится много людей, а следовательно, надо удалять избытки углекислоты и организовывать приток свежего подготовленного воздуха. Здесь более уместны воздушные, водно-воздушные или фреоно-воздушные установки. Последние представляют собой симбиоз воздушной установки на базе центрального кондиционера и внутренних блоков мультисплит-систем.

  1. Чиллер
  2. "Холодная" ("горячая") магистраль
  3. Зональные фанкойлы

Право правильного выбора

В заключение следует еще раз отметить, что обзор системных решений, реализуемых при глобальной климатизации коммерческих зданий, вряд ли может быть абсолютно полным, ибо число вариантов немыслимо велико. Каждая крупная компания - производитель климатического оборудования способна предложить десятки и сотни жизнеспособных схем. Еще более разнообразен спектр различного по качеству и цене оборудования для комплектации климатических установок. Производители сертифицированных международной организацией Eurovent центральных кондиционеров модульного типа, чиллеров и фанкойлов, возможности техники которых гарантированно соответствуют заявленным техническим характеристикам, представлены в таблицах 3-5.

Нет комментариев

Добавить комментарий
Конструктор сайтов
Nethouse