Принципы проектирования систем кондиционирования и вентиляции.
1. Расчет теплового баланса помещения
Составление теплового и влажностного баланса для кондиционируемого помещения производится общеизвестными методами, принятыми в отопительно-вентиляционной технике. Здесь должны быть учтены все факторы, влияющие на изменение состояния воздушной среды помещения. Для составления теплового баланса помещения необходимо определить все поступления и потери тепла в помещении.
В помещениях различного назначения действуют две основные категории тепловых нагрузок:
- Тепловые нагрузки, возникающие снаружи помещения (наружные)
- Тепловые нагрузки, возникающие внутри зданий (внутренние)
1.1. Наружные тепловые нагрузки
Наружные тепловые нагрузки представлены следующими составляющими:
- Теплопоступления или теплопотери в результате разности температур снаружи и внутри здания через стены, потолки, полы, окна и двери. Разность температур снаружи здания и внутри него летом является положительной, в результате чего имеет место приток тепла снаружи вовнутрь помещения, и наоборот - зимой эта разность является отрицательной и направление потока тепла меняется
- Теплопоступления от солнечного излучения через застекленные площади; данная нагрузка проявляется в виде ощущаемого тепла. Солнечное излучение всегда создает положительную тепловую нагрузку, как летом, так и зимой. Летом эта нагрузка должна быть компенсирована, а зимой она незначительная и интегрируется с теплом, вырабатываемым установкой искусственного климата.
- Наружный вентиляционный воздух и проникающий в помещения воздух (за счет инфильтрации) может иметь также различные свойства, которые, однако, почти всегда контрастируют с метеорологическими требованиями помещений. Летом горячий и влажный (в некоторых широтах наоборот - сухой) наружный воздух существенно влияет на работу установки, охлаждающей и осушающей воздух; зимой холодный и сухой (или наоборот - влажный) наружный воздух должен быть подогрет и увлажнен. И только в промежуточный период между двумя этими временами года наружный воздух может в какой-то мере быть использован в форме бесплатного охлаждения помещений.
Следует отметить, что наружные тепловые нагрузки могут обладать различными свойствами, то есть, могут быть положительными и отрицательными в зависимости от времени года и времени суток.
1.2. Внутренние тепловые нагрузки
Внутренние тепловые нагрузки в жилых, офисных или относящихся к сфере обслуживания помещениях слагаются в основном из:
- Тепла, выделяемого людьми
- Тепла, выделяемого лампами и осветительными приборами, электробытовыми приборами: холодильниками, плитами и т.д. (в жилых помещениях)
- Тепла, выделяемого работающими приборами и оборудованием: компьютерами, печатающими устройствами, фотокопировальными машинами и пр. (в офисных и других помещениях)
В производственных и технологических помещениях различного назначения дополнительными источниками тепловыделений могут быть:
- Нагретое производственное оборудование
- Горячие материалы, в том числе жидкости и различного рода полуфабрикаты
- Продукты сгорания и химических реакций
Все перечисленные внутренние тепловые нагрузки являются всегда положительными, и поэтому в летний период они должны быть устранены, а зимой за их счет снижается нагрузка на установки обогрева.
2. Принципы выбора систем кондиционирования воздуха и вентиляции
Задача выбора системы кондиционирования или вентиляции должна решаться на основе технико-экономического сравнительного анализа нескольких возможных вариантов (2-х, 3-х и более). Для этого необходимо всесторонне рассмотреть и оценить объект по предъявляемым к нему требованиям, основными среди которых являются:
2.1. Санитарные требования
- Необходимо поддерживать определенную температуру или температуру и влажность. Следует отметить, что поддержание влажности существенно удорожает проект.
- Подавать в помещения свежий воздух (естественным или механическим путем) или использовать рециркуляционные системы
- Удалять воздух через местные отсосы или общеобменной вытяжкой (в производственном корпусе), либо с использованием естественной вытяжки (в жилых помещениях)
2.2. Архитектурно-строительные требования
- Возможность установки наружного блока кондиционера на фасаде здания, а внутреннего блока кондиционера - в помещении (шкафные кондиционеры) или в подшивном потолке (сплит-система с притоком свежего воздуха). Возможность установки центрального кондиционера на техническом этаже или крышного кондиционера Roof-top на крыше здания.
- Возможность проложить по зданию или помещению коммуникации воздуховодов, трубопроводов (особенно в реконструируемых зданиях).
2.3. Противопожарные требования по категориям помещений
Нормальные условия - помещения категории "Д" или пожароопасные "В", или взрывопожароопасные "А" и "Б" и соответствующие этим категориям проектные решения (установка обратных и огнезадерживающих клапанов, раздельная установка блоков оборудования, различные схемы прокладки коммуникаций).
2.4. Эксплуатационные требования
Допустимо ли обслуживание и управление системой с центрального пульта управления или необходимо управлять (регулировать параметры) автономно (например, в случае, когда одна часть помещений ориентирована на юг, другая - на север) и необходимо обеспечить раздельные режимы работы оборудования на группы помещений.
2.5. Надежность системы
Особенно важны требования к надежности в прецизионном кондиционировании при точном поддержании микроклиматических параметров различных технологических процессов.
2.6. Экономические требования
- Необходимо оптимизировать цену, сравнивая в проекте оборудование различных производителей и различного класса.
- Для объектов необходимо разработать несколько принципиальных вариантов систем на базе различных типов оборудования и провести их сравнительную оценку.
3. Этапы проектных работ
Проектирование СКВ ведется в основном в два этапа.
3.1. 1-й этап - проект ТЭО (технико-экономическое обоснование)
На этой стадии проектирования по укрупненным показателям производят выбор и технико-экономическое обоснование типа системы, определяют технические площади для установки этого оборудования, а также определение в первом приближении ее основных характеристик:
- Производительности по воздуху, холоду и теплу
- Типа и числа центральных или автономных кондиционеров, их расположения, типа и расхода тепло- и хладоносителей
- Типа и числа холодильных машин, насосов
- Установленной мощности электрооборудования
- Массы системы
При этом:
- Устанавливают предварительную стоимость системы
- Разрабатывают принципиальную (предварительную) схему системы
Ранее в практике проектирования за этапом ТЭО следовал технический проект. С появлением блочного оборудования эти две стадии объединены и теперь в практике проектных организаций это ТЭО. В коммерческих фирмах это - технический проект. После утверждения Заказчиком ТЭО разрабатывают рабочий проект - это наиболее ответственная стадия проектирования.
3.2. 2-й этап - рабочий проект
Разрабатывается на основании:
- Строительных планировок
- Теплотехнических характеристик строительных конструкций
- Технологического (подробного со спецификацией) задания
На этом этапе:
- Производят расчет тепловлаговыделений и на его основании расчет воздухообмена для каждого помещения, обеспечивающего требуемые параметры.
- Подбирают оборудование (с определением всех его характеристик), обеспечивающее необходимый воздухообмен
- Определяют потери напора в сети
Окончательно выбирают тип и принципиальную схему системы и определяют ее характеристики, количество воздухораспределителей и т.д.
- Вычерчивают планы с нанесением расположения оборудования и разводкой сетей воздуховодов и трубопроводов
Далее:
- Чертят аксонометрические схемы сетей воздуховодов и трубопроводов
- Выполняют аэродинамические и гидравлические расчеты
- Определяют уровень шума
Заполняют спецификации по оборудованию, материалам, арматуре и т.д. с указанием фирмы-изготовителя и стоимости
- После согласования заказчиком проекта в СЭС и пожарной инспекции, если есть замечания по проекту, вносят коррективы
- На основе этой документации производят заказ оборудования
На этом стадия проектирования заканчивается. Рабочие чертежи передаются монтажникам на объект. После окончания монтажных работ монтирующими организациями составляются исполнительные чертежи и исполнительная спецификация.
Еще информация:
консультант плюс 3000, программа консультант плюс | дизайн интерьера от ДеНастия групп