Системы кондиционированияния воздуха

УДК 628 Бг912 УДК: 628.84(075.8) Утверждено учебным управлением /Ь/ЭИ в качестве учебного пособия длл студентов Рецензенты: д-р техн. наук, проф. Б.И.Леончик, канд. техн. наук, проф. Н.В.Калинин Подготовлено на кафедре тепломассобменных процессов н установок Ефимов А.Л., Косенков В.И., Яковлев И.В. Системы кондиционирования воздуха / Под ред. Ю.М.

Павлова. — Мг Издательство МЭИ„2002.— 48 с. 18В)э) 5-7046-0835-3 Рассмотрены устройство и основы проектирования систем кондиционирования воздуха (СКВ) для жилых, общественных зданий и промышленных предприятий; выбор расчетных параметров наружного и внутреннего воздуха, основы составления тепловлажностного баланса, выбор технологической схемы СКВ, графические н аналитические методы расчета для подбора основных элементов СКВ, использование теплоты вентиляционных выбросов. Для студентов, обучающихся по направлению «Теплоэнергетика». Пособие может быть использовано при курсовом и дипломном проектировании. 1БВХ 5-7046-0835-3 О Московский энергетический институт, 2002 ВВЕДЕНИЕ кондиционированием воздуха (от латинского слова сопб//г/о — условие) называется создание и автоматическов поддержание нормируемой чистоты и метеорологических условий воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещений или отдельных его участков следующих кондиций воздушной среды: температуры, влажности, давления, чистоты, газового и ионного состава, наличия запахов и скорости движения воздуха Кондиционированный воздух подразделяется на три класса (СНнП ум.ру-ру шу: р « - б р у Мэру для технологического процесса, при допускаемых отклонениях за пределами расчетных параметров наружного воздуха в среднем 100 ч/год при круглосуточной работе нли 70 ч/год при односменной работе в дневное время; второй класс — для обеспечения метеорологических условий в пределах оптимальных санитарных или технологических норм при допускаемых отклонениях в среднем 250 ч/год при круглосуточной работе или !75 ч/год при односменной работе в дневное время; третий класс — для обеспечения метеорологических условий в пределах допустимых норм, если они не могут быть обеспечены вентиляцией,или оптимальных норм при экономическом обосновании; допускаемые отклонения за пределами расчетных параметров наружного воздуха — 450 ч/год при круглосуточной работе или 315 ч/год при односменной работе в дневное время.

Для большинства объектов промышленного и общественного сгроительства, как правило, ограничиваются только частью перечисленных кондиций воздушной среды. Под термином системы кондиционирования воздуха (СКВ) понимают комплекс технических средств, включающих следующие составные части: установку конлицноннровэиня воздуха (УКВ), обеспечивающую необходимые кенднЛин воздушной среды; средства автоматического регулированию, контроля н управления воздуха необходимых кондиций; устройства для транслертаровка н распределения конлицноннровмбного эоэлухв н улалення избытков внутреннего воздуха; устройства глушения шуман вибраций некоторых элементов СКВ; устройства Луш лрнгогоэленнл н транспортировки электроэнергии, телла, халеда н хо.

леллой аодьр, необходимых дяя работы УКВ, СКВ может работать в помещениях совместно с системами отопления и вентиляции, но может выполнять их функции, заменяя нх и создавая в помещениях необходимые метеорологические условия, наиболее благоприятные для труда и отдыха человека, позволяющие обеспечить выпуск продукции с необходимыми потребительскими свойствами.

С~' у" Таблица 1,1 Расчетные параметры наружного воздуха 1. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА Прн просктированнн систем конднцноннровання воздуха промышленных предприятий выделяют следующие этапы: а) выбор Расчетных параметров наружного воздуха для теплого н холодного периодов года в аоответатвни а климатнческнм Районом применения СКВ [согласно СНнП 23-01-99 [2)); б) выбор Расчетных параметров внутреннего воздуха в обслуживаемом помещении, находя из назначения данного помещения, технологического процесса и нормативных данных для него, а также установл нне возка целая-нн кОлебвнлпь теплый н холодный периоды года (ее!лаана[ГОСТ! 2 1 005 88 [3) СанПнН 2 2 4 548 96 [41;[ е) расчет теллобого н влажностного алансон в обслуживаемом помещении отдельно для теплого и холодного периодов года; г) проектная проработка схемного Решения СКВ н амбар наиболее рационального Решения Лля конкретного слу:аа с учетом техннкочщономнческнх показателей; д) графоаналнтнческнй метод расчета процессов термовлажноатной обработан воздуха для теплого н холодного периодов года н определение пронзводнтельноатн СКВ; е) Расчет и подбор основных элементов оборудоынна СКВ, источников холодоснабженна, а также слоаобов подачи лриточного воздуха в обслуживаемое помещение.

1.1. Выбор расчетных параметров наружного воздуха Параметры внешней среды, а следовательно, степень нх воздействия на состояние воздуха внутри помещения изменяются в течения часа, суток, недели, года, века н т.д. Характер этих нзмененнй ннднвндувлен для каждого географического района [населенного пункта), точно не прогнозируем, а носит вероятностный характер. Вместе с тем для определения необходимой тепловой мощности систем отопления, вентиляции н конднцноннровання воздуха необходимо использовать фиксированные значения параметров наружного воздуха, Этн фиксированные параметры носят название расчетных.

Согласно ГОСТ 12.1.005-88 [3! различают холодный период года, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздух, равной +10'С и ниже н теплый пернод года, характеризуемый среднесуточной температурой— выше +10'С. Расчетные параметры наружного воздуха представлены в табл. 1.1. П ыБ Па ыА Пернод года Наименованне пункта 54.4 312 1,0 51,5 1,0 27,6 44 17 25 0 10,0 24,3 1,3 -6,7 холодный теплый 3,6 36 29 5 33,0 61,1 48 21,9 23,0 холодный 9,0 8,0 4,2 8,0 27 7 53 2 1О 49 0 1,0 теплый 56 2,0 -43,0 43,1 2,0 -29 7 30,0 холодный теплый 53,2 1,0 27,3 10 49,8 22,5 52 6,0 25,0 26,0 52 -10 5 -! 3 О холодный теплый 61 5 23,4 23 6 57 8 4,7 44 24,0 25,3 -!60 13,5 14,8 14,2 холодный 502 21 1 1,0 27,2 55,3 1,0 теплый 60 Вологда -14 2 160 3! 0 30,6 5,8 кало !0 288 63,2 1,0 Грозный 44 5,0 холодный 6,3 0,0 16,2 18,0 2,8 270 49,8 52,8 2,8 56 Иваново 16,0 42 14,2 290 28,6 холодный теплый З,б 53,6 23,7 1,0 28,7 56,1 10 Киев 52 20,7 -22 0 5,3 6,7 10,0 холодный 1О 1О 28 5 54,0 49,4 22,3 теплый Москва 56 холодный 4,7 26,0 11,7 15,0 4,0 -25,3 51 1 21,2 теплый 26,8 1,0 54,9 1,0 56 Н.Новгород 14,2 16,0 300 холодный 4,1 -29 7 4,0 60 3 26,7 1,0 Новорос- сийск 30 1 теплый холодный 65 7 1,0 2,0 3,8 13 0 15,4 -1О 5 17,5 25,0 3,3 59,0 28,6 62,0 З,З Оде ааа 48 1,3 холодный 12,0 !63 18,0 11,0 206 48,1 теплый холодный 1,0 24,8 51,5 1,О С.-Петербург 1 1,0 8,0 3,5 26,0 25,3 ЗО 53 6 25,4 теплый 43 30 5 4,3 Саратов 52 -14 2 -16 О холодный -27 0 50 26 3 49 4 21 7 1,0 26 2 Тверь 56 -13,0 -15 0 4.7 холодный 290 теплый 216 49,8 25 8 56 Ярославль холодный -14 2 48 -1б О -31,0 40 -30,6 Расчетными параметрами наружного воздуха холодного периода года для всех пунктов, согласно [4] приняты; параметры А — средняя температура наиболее холодного периода [21, составляющего 15% общей продолжительности периода со среднесуточной тем- Алма-Ага Астрахань Братск Брянак Владивосток ф м м е м Температура 'С Удельная знталькДж/кг СкоРость ветра, м)а ТемпеРатура 'С Удельная знталь- пия, вДж/кг 528 -27 6 52,8 Скорость вот[И, мгс 1,0 3,2 3,9 пературой воздуха, равной или ниже +8'С, но не более 25 суток, и энтальпия воздуха, соответствующая этой температуре и средней относительной влажности воздуха в 13 часов самого холодного месяца; параметры Б — средняя температура наиболее холодной пятидневки за последние 30-50 лет и энтальпия воздуха, соответствующая этой температуре и относительной влажности воздуха, самого холодного месяца в 13 часов.

Расчетными параметрами наружного воздуха теплого периода года для всех пунктов, согласно [41 приняты: параметры А — средняя температура и эитальпия воздуха самого жаркого месяца за последние 50-80 лет [21 в 13 часов, более высокие значения которых в данной местности наблюдаются 400 часов и менее в году; параметры Б — средняя температура воздуха, более высокое значение которой в данном пункте наблюдается 220 часов и менее в год, и эитальпия воздуха, более высокие значения которой наблюдается 200 часов и менее в год. В качестве расчетных параметров наружного воздуха, согласно СНиП 2.04.05-91е [11 в холодный период года для всех классов СКВ, следует принимать параметры Б; в теплый период для СКВ первого класса — параметры Б, для второго класса СК — параметры Б, сниженные на 2'С по температуре и на 2 кДж/кг по энтальпии, и для третьего класса — параметры А. 12.

Выбор расчетных параметров внутреннего воздуха Выбор расчетных параметров внутреннего воздуха, характеризующих микроклимат помещений, следует принимать в зависимости от назначения помещения, категории работ и периода года, исходя из требований условий комфортности для людей [5! и нормального протекания технологического процесса. Микроклимат помещений — это метеорологические условия внутренней среды помещений, которые определяются действующими иа организм человека сочетаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения.

Обычно нормируют микроклимат помещений иа постоянных и непостоянных рабочих местах или рабочей зоне, производственных помещений и в обслуживаемой зоне жилых, общественных и административно-бытовых помещений. Постоянное рабочее место — это пространство, где работающий находится более 50% своего рабочего времени или более 2 часов непрерывно. Непостоянное рабочее место, где время пребывания менее 50'.4 своего рабочего времени или менее 2 часов непрерывно [31.

Рабочая зона — это пространство над уров нем пола высотой 2 метра при выполнении работ стоя или 1,5 метра — при вы Таблица 1.2 Опгосительная влажность, Уровень >нерп> тет!тат, Вт Пере- нос Температура 'С Скорость воздуха, иге Кижгорнв работ Пернол года Состояние тяже- стей < 139 Лепгая !а 22-24 Лепил 16 Средней тикеспг Иа 140-174 сна», стоя, яодьба 21-23 Холод- ный !75-232 ходьба <1кг 18-20 40 60 0,2 Средней тяжести Цб 233-290 ходьба 17-19 < 10 кг о,г > 290 ходьба > 1О «г 16-18 о,з Легкая 1а < 139 23-25 о,! од Легкая 16 140-174 сиад, его», ходьба гг-г4 Средней пикести Па ! 75-232 гзз-гро ходьба ходьба <1кг <!0 кг 21-23 о,з Теплый 40.60 Средней тпкссти 1!б 20-22 о,з 0,4 Тяжелая Ш ходьба 1О «г 18-20 полнении работ сидя. Обслуживаемая зона — это пространство в помещении высотой 2 метра с постоянным пребыванием людей, стоящих нли двигающихся и высотой 1,5 метра — людей снлжцих [31.

Различают оптимальные и допустимые показатели микроклимата в рабочей и обслуживаемои зоне помещений. Оптимальные метеорологические условия установлены по критериям оптимального и функционального состояния человека. Оии обеспечивают ощущение теплового комфорта в течение рабочей смены, не вызывая отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах.