Размещено на http://allbest.ru

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Саяно-Шушенский филиал Сибирского Федерального Университета

Кафедра «Гидростроительство»

Реферат

по теме

Вентиляция и кондиционирование воздуха помещений



Введение

Здоровье, работоспособность, да и просто самочувствие человека в значительной степени определяются условиями микроклимата и воздушной среды в жилых и общественных помещениях, где он проводит значительную часть своего времени.

Если говорить о физиологическом воздействии на человека окружающего воздуха, то следует напомнить, что человек в сутки потребляет около 3 кг пищи и 15 кг воздуха. Что это за воздух, какова его свежесть и чистота, душно, жарко или холодно человеку в помещении, во многом зависит от инженерных систем, специально предназначенных для обеспечения воздушного комфорта.

Системы кондиционирования и вентиляции все больше обуславливают комфорт нашей жизни, актуальность этого явления и послужила причиной написания данной работы, целью которой является исследование этих систем.



История создания кондиционеров

Впервые попытались кондиционировать воздух в Персии тысячи лет назад. Охлаждение воздуха в персидских устройствах происходило по принципу охлаждения воды при испарении. Кондиционер тех дней представлял собой специальную шахту, улавливающую дуновение ветра, в которой размещались пористые сосуды с водой или протекала вода из источника. После охлаждения и насыщения влагой в шахте воздух поступал в помещение. Такой кондиционер оказался бы бесполезным в условиях высокой относительной влажности воздуха.

В Индии попытка противостоять жаркому летнему климату привела практически к созданию вечного двигателя. Установив вместо входной двери в помещение каркас, обвитый кокосовой пальмой - татти, индусы поместили над ним ёмкость, которая медленно заполнялась водой за счет капиллярного эффекта татти. Когда уровень воды достигал определённого значения, ёмкость опрокидывалась, орошая водой дверь, и возвращалась в исходное состояние. Этот процесс повторялся многократно.

Слово кондиционер впервые было произнесено вслух еще в 1815 году. Но практического воплощения идеи пришлось ждать достаточно долго. Только в 1902 году американский инженер-изобретатель Уиллис Карриер собрал промышленную холодильную машину для типографии Бруклина в Нью-Йорке. Первый кондиционер предназначался не для создания приятной прохлады работникам, а для борьбы с влажностью, ухудшавшей качество печати. микроклимат вентиляция кондиционирование

Уже через год аристократия Европы, посещая Кельн, считала своим долгом посетить местный театр. Живой интерес публики вызывала не игра труппы, а приятный холодок царивший в зрительном зале даже в самые знойные месяцы. А когда в 1924 году система кондиционирования была установлена в одном из универмагов Детройта, наплыв зевак был просто умопомрачительным. Эти первые аппараты и стали предками современных систем центрального кондиционирования воздуха.

Со временем появлялись более совершенные компрессоры. Однако принципиальная схема работы традиционных центральных систем кондиционирования осталась неизменной и по сей день.

Предком всех современных кондиционеров может считаться первый комнатный кондиционер, выпущенный компанией General Electric еще в 1929 году. Поскольку в качестве хладагента (рабочее вещество холодильной машины) в этом устройстве использовался аммиак, пары которого небезопасны для здоровья человека, компрессор и конденсатор кондиционера были вынесены на улицу. Однако, начиная с 1931 года, когда был изобретен безопасный для человеческого организма хладагент--фреон, конструкторы сочли за благо собрать все узлы и агрегаты кондиционера в одном корпусе. Так появились первые оконные кондиционеры. В

США, Латинской Америке, на Ближнем Востоке и в Индии «оконники» до сих пор являются наиболее популярным типом кондиционеров. Причины их успеха очевидны: они примерно вдвое дешевле аналогичных по мощности сплит-систем, а их монтаж не требует наличия специальных навыков и дорогостоящего инструмента. Долгое время лидерство в области новейших разработок по вентиляции и кондиционированию воздуха принадлежало американским компаниям, однако, в конце 50-х, начале 60-х годов инициатива прочно перешла к японцам.

В 1958 году Японская компания Daikin разработала первый тепловой насос, тем самым, научив кондиционеры работать на тепло. Начиная с 1961 года, когда японская компания Toshiba впервые запустила в серийное производство кондиционер, разделенный на два блока, популярность этого типа климатического оборудования постоянно росла. Благодаря тому, что наиболее шумная часть кондиционера--компрессор теперь вынесена на улицу, в помещениях оборудованных сплит-системами намного тише, чем в комнатах, где работают оконники. Второй огромный плюс--это возможность разместить внутренний блок сплит-системы в любом удобном месте.

Сегодня выпускается немало различных типов внутренних устройств: настенные, подпотолочные, напольные и встраиваемые в подвесной потолок--кассетные и канальные. Это важно не только с точки зрения дизайна -- различные типы внутренних блоков позволяют создавать наиболее оптимальное распределение охлажденного воздуха в помещениях определенной формы и назначения.

В 1969 году компания Daikin выпустила кондиционер, в котором с одним внешним блоком работало сразу несколько внутренних. Так появились мультисплит-системы. Сегодня они могут включать в себя от двух до шести внутренних блоков, различных типов.

Последний из наиболее популярных в мире типов кондиционеров--VRV--системы были предложены компанией Daikin в 1982 году. Центральные интеллектуальные системы типа VRV состоят из наружных и внутренних блоков, которые могут быть удалены друг от друга на 100 метров, причем 50 из них по вертикали. Установка VRV-систем достаточно проста и не занимает много времени. Монтаж можно вести даже после проведения отделочных работ

VRV системы составили серьезную конкуренцию традиционным центральным системам кондиционирования воздуха, а в ряде стран практически полностью вытеснили их с рынка. Конечно, на этом прогресс в развитии климатической техники не закончился, однако сейчас совершенствуются уже существующие типы оборудования. Появляются новые функциональные возможности, меняется дизайн.



Классификация систем вентиляции

Вентиляцией называется совокупность мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена, обеспечивающего удаление из помещения загрязненного воздуха и подачу на его место свежего.

Системы вентиляции обеспечивают поддержание допустимых метеорологических параметров в помещениях различного назначения, что необходимо для нормального самочувствия работающих, правильно протекания технологических процессов, для сохранения строительных конструкций зданий.

При всем многообразии систем вентиляции, обусловленном назначением помещений, характером технологического процесса, видом вредных выделений и т. п., их можно классифицировать по следующим характерным признакам:

· по способу создания давления для перемещения воздуха: с естественным и искусственным (механическим) побуждением.

· по назначению: приточные и вытяжные, приточно-вытяжные.

· по зоне обслуживания: местные и общеобменные.

· по конструктивному исполнению: канальные и бесканальные.

Естественная вентиляция. Перемещение воздуха в системах естественной вентиляции происходит:

* вследствие разности температур наружного (атмосферного) воздуха и воздуха в помещении, так называемой аэрации;

* вследствие разности давлений «воздушного столба» между нижним уровнем (обслуживаемым помещением) и верхним уровнем -- вытяжным устройством (дефлектором), установленным на кровле здания;

* в результате воздействия так называемого ветрового давления.

Аэрацию применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне. Аэрацию не применяют, если по условиям технологии производства требуется предварительная обработка приточного воздуха или если приток наружного воздуха вызывает образование тумана или конденсата.

В помещениях с большими избытками тепла воздух всегда теплее наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в здание, вытесняет из него менее плотный теплый воздух.

При этом в замкнутом пространстве помещения возникает циркуляция воздуха, вызываемая источником тепла, подобная той, которую вызывает вентилятор.

В системах естественной вентиляции, в которых перемещение воздуха создается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 м. При этом рекомендуемая длина горизонтальных участков воздуховодов не должна быть более 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах -- не превышать 1 м/с.

Воздействие ветрового давления выражается в том, что на наветренных (обращенных к ветру) сторонах здания образуется повышенное, а на подветренных сторонах, а иногда и на кровле, -- пониженное давление (разрежение).

Если в ограждениях здания имеются проемы, то с наветренной стороны атмосферный воздух поступает в помещение, а с заветренной -- выходит из него, причем скорость движения воздуха в проемах зависит от скорости ветра, обдувающего здание, и соответственно от величин возникающих разностей давлений.

Системы естественной вентиляции просты и не требуют сложного дорогостоящего оборудования и расхода электрической энергии. Однако зависимость эффективности этих систем от переменных факторов (температуры воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое располагаемое давление не позволяют решать с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции.

Механическая вентиляция. В механических системах вентиляции используются оборудование и приборы (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автоматика и др.), позволяющие перемещать воздух на значительные расстояния. Затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими. Такие системы могут подавать и удалять воздух из локальных зон помещения в требуемом количестве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки (очистке, нагреванию, увлажнению и т. д.), что практически невозможно в системах с естественным побуждением.

Следует отметить, что в практике часто предусматривают так называемую смешанную вентиляцию, т. е. одновременно естественную и механическую вентиляцию.

В каждом конкретном проекте определяется, какой тип вентиляции является наилучшим в санитарно-гигиеническом отношении, а также экономически и технически более рациональным.

Приточная вентиляция. Приточные системы служат для подачи в вентилируемые помещения чистого воздуха взамен удаленного. Приточный воздух в необходимых случаях подвергается специальной обработке (очистке, нагреванию, увлажнению и т. д.). Удаление воздуха из такого помещения происходит через неплотности в ограждающих конструкциях, открывающиеся окна и двери.

Вытяжная вентиляция. Вытяжная вентиляция удаляет из помещения (цеха, корпуса) загрязненный или нагретый отработанный воздух. Как правило, действие одной вытяжной вентиляции недопустимо из-за создающихся сквозняков. Но в некоторых помещениях, где желательно постоянно поддерживать разрежение (например, в санузлах), устраивают только вытяжную вентиляцию.

В общем случае в помещении предусматриваются как приточные, так и вытяжные системы. Их производительность должна быть сбалансирована с учетом возможности поступления воздуха в смежные помещения или из смежных помещений.

Как приточная, так и вытяжная вентиляция может устраиваться на рабочем месте (местная) или для всего помещения (общеобменная).

Местная вентиляция. Местной вентиляцией называется такая, при которой воздух подают на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).

Местная приточная вентиляция. К местной приточной вентиляции относятся воздушные души (сосредоточенный приток воздуха с повышенной скоростью). Они должны подавать чистый воздух к постоянным рабочим местам, снижать в их зоне температуру окружающего воздуха и обдувать рабочих, подвергающихся интенсивному тепловому облучению.

К местной приточной вентиляции относятся воздушные оазисы -- участки помещений, отгороженные от остального помещения передвижными перегородками высотой 2-2,5 м, в которые нагнетается воздух с пониженной температурой.

Местную приточную вентиляцию применяют также в виде воздушных завес (у ворот, печей и пр.), которые создают как бы воздушные перегородки или изменяют направление потоков воздуха. Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная. В производственных помещениях при выделении вредностей (газов, влаги, теплоты и т. п.) обычно применяют смешанную систему вентиляции -- общую для устранения вредностей во всем объеме помещения и местную (местные отсосы и приток) для обслуживания рабочих мест.

Местная вытяжная вентиляция. Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделений вредностей в помещении локализованы и можно не допустить их распространение по всему помещению.

Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли и частично выделяющегося от оборудования тепла. Для удаления вредностей применяют местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зонты, бортовые отсосы, завесы, укрытия в виде кожухов у станков и др.). Основные требования, которым они должны удовлетворять:

* Место образования вредных выделений по возможности должно быть полностью укрыто.

* Конструкция местного отсоса должна быть такой, чтобы отсос не мешал нормальной работе и не снижал производительность труда.

* Вредные выделения необходимо удалять от места их образования в направлении их естественного движения (горячие газы и пары надо удалять вверх, холодные тяжелые газы и пыль -- вниз).

Конструкции местных отсосов условно делят на три группы:

* Полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы, зонты). Объемы воздуха определяются расчетом.

* Открытого типа (бортовые отсосы). Отвод вредных выделений достигается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха.

Основными элементами такой системы являются местные отсосы -- укрытия, всасывающая сеть воздуховодов, вентилятор центробежного или осевого типа, вытяжная шахта.

При устройстве местной вытяжной вентиляции для улавливания пылевыделений удаляемый из цеха воздух, перед выбросом его в атмосферу, должен быть предварительно очищен от пыли. Наиболее сложными вытяжными системами являются такие, в которых предусматривают очень высокую степень очистки воздуха от пыли с установкой последовательно двух или даже трех пылеуловителей (фильтров).

Местные вытяжные системы, как правило, весьма эффективны, так как позволяют удалять вредные вещества непосредственно от места их образования или выделения, не давая им распространиться в помещении. Благодаря значительной концентрации вредных веществ (паров, газов, пыли), обычно удается достичь хорошего санитарно-гигиенического эффекта при небольшом объеме удаляемого воздуха.

Однако местные системы не могут решить всех задач, стоящих перед вентиляцией. Не все вредные выделения могут быть локализованы этими системами. Например, когда вредные выделения, рассредоточенны на значительной площади или в объеме; подача воздуха в отдельные зоны помещения не может обеспечить необходимые условия воздушной среды, тоже самое если работа производится на всей площади помещения или ее характер связан с перемещением и т. д.

Общеобменные системы вентиляции -- как приточные, так и вытяжные, предназначены для осуществления вентиляции в помещении в целом или в значительной его части.

Общеобменные вытяжные системы относительно равномерно удаляют воздух из всего обслуживаемого помещения, а общеобменные приточные системы подают воздух и распределяют его по всему объему вентилируемого помещения.

Общеобменная приточная вентиляция. Общеобменная приточная вентиляция устраивается для ассимиляции избыточного тепла и влаги, разбавления вредных концентраций паров и газов, не удаленных местной и общеобменной вытяжной вентиляцией, а также для обеспечения расчетных санитарно-гигиенических норм и свободного дыхания человека в рабочей зоне.

При отрицательном тепловом балансе, т. е. при недостатке тепла, общеобменную приточную вентиляцию устраивают с механическим побуждением и с подогревом всего объема приточного воздуха. Как правило, перед подачей воздух очищают от пыли.

При поступлении вредных выделений в воздух цеха количество приточного воздуха должно полностью компенсировать общеобменную и местную вытяжную вентиляцию.



Общеобменная вытяжная вентиляция. Простейшим типом общеобменной вытяжной вентиляции является отдельный вентилятор с электродвигателем на одной оси, расположенный в окне или в отверстии стены. Такая установка удаляет воздух из ближайшей к вентилятору зоны помещения, осуществляя лишь общий воздухообмен.

В некоторых случаях установка имеет протяженный вытяжной воздуховод. Если длина вытяжного воздуховода превышает 30-40 м и соответственно потери давления в сети составляют более 30-40 кг/м², то вместо осевого вентилятора устанавливается вентилятор центробежного типа. Когда вредными выделениями в цехе являются тяжелые газы или пыль и нет тепловыделений от оборудования, вытяжные воздуховоды прокладывают по полу цеха или выполняют в виде подпольных каналов.

В промышленных зданиях, где имеются разнородные вредные выделения (теплота, влага, газы, пары, пыль и т. п.) и их поступление в помещение происходит в различных условиях (сосредоточенно, рассредоточенно, на различных уровнях и т. п.), часто невозможно обойтись какой-либо одной системой, например, местной или общеобменной. В таких помещениях для удаления вредных выделений, которые не могут быть локализованы и поступают в воздух помещения, применяют общеобменные вытяжные системы.

Канальная и бесканальная вентиляция. Системы вентиляции имеют разветвленную сеть воздуховодов для перемещения воздуха (канальные системы) либо каналы (воздуховоды) могут отсутствовать, например, при установке вентиляторов в стене, в перекрытии, при естественной вентиляции и т. д. (бесканальные системы).

Таким образом, любая система вентиляции может быть охарактеризована по указанным выше четырем признакам: по назначению, зоне обслуживания, способу перемешивания воздуха и конструктивному исполнению.



Классификация систем кондиционирования

Кондиционирование воздуха -- это создание и автоматическое поддержание (регулирование) в закрытых помещениях всех или отдельных параметров (температуры, влажности, чистоты, скорости движения воздуха) на определенном уровне с целью обеспечения оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей или ведения технологического процесса.

Кондиционирование воздуха осуществляется комплексом технических средств, называемым системой кондиционирования воздуха (СКВ). В состав СКВ входят технические средства забора воздуха, подготовки, т. е. придания необходимых кондиций (фильтры, теплообменники, увлажнители или осушители воздуха), перемещения (вентиляторы) и его распределения, а также средства хладо- и теплоснабжения, автоматики, дистанционного управления и контроля. СКВ больших общественных, административных и производственных зданий обслуживаются, как правило, комплексными автоматизированными системами управления.

Автоматизированная система кондиционирования поддерживает заданное состояние воздуха в помещении независимо от колебаний параметров окружающей среды (атмосферных условий).

Следует отметить, что общепринятой классификации СКВ до сих пор не существует и связано это с многовариантностью принципиальных схем, технических и функциональных характеристик, зависящих не только от технических возможностей самих систем, но и от объектов применения (кондиционируемых помещений).

Современные системы кондиционирования могут быть классифицированы по следующим признакам:

· по основному назначению (объекту применения): комфортные и технологические;

· по принципу расположения кондиционера по отношению к обслуживаемому помещению: центральные и местные;

· по наличию собственного (входящего в конструкцию кондиционера) источника тепла и холода: автономные и неавтономные;

· по принципу действия: прямоточные, рециркуляционные и комбинированные;

· по способу регулирования выходных параметров кондиционированного воздуха: с качественным (однотрубным) и количественным (двухтрубным) регулированием;

· по степени обеспечения метеорологических условий в обслуживаемом помещении: первого, второго и третьего класса;

· по количеству обслуживаемых помещений (локальных зон): однозональные и многозональные;

· по давлению, развиваемому вентиляторами кондиционеров: низкого, среднего и высокого давления.

Кроме приведенных классификаций, существуют разнообразные системы кондиционирования, обслуживающие специальные технологические процессы, включая системы с изменяющимися во времени (по определенной программе) метеорологическими параметрами.

Комфортные СКВ предназначены для создания и автоматического поддержания температуры, относительной влажности, чистоты и скорости движения воздуха, отвечающих оптимальным санитарно-гигиеническим требованиям для жилых, общественных и административно-бытовых зданий или помещений.

Технологические СКВ предназначены для обеспечения параметров воздуха, в максимальной степени отвечающих требованиям производства. Технологическое кондиционирование в помещениях, где находятся люди, осуществляется с учетом санитарно-гигиенических требований к состоянию воздушной среды.

Центральные СКВ снабжаются извне холодом (доставляемым холодной водой или хладагентом), теплом (доставляемым горячей водой, паром или электричеством) и электрической энергией для привода электродвигателей вентиляторов, насосов и пр.

Центральные СКВ расположены вне обслуживаемых помещений и кондиционируют одно большое помещение, несколько зон такого помещения или много отдельных помещений. Иногда несколько центральных кондиционеров обслуживают одно помещение больших размеров (производственный цех, театральный зал, закрытый стадион или каток).

Центральные СКВ оборудуются центральными неавтономными кондиционерами, которые изготавливаются по базовым (типовым) схемам компоновки оборудования и их модификациям.

Центральные СКВ обладают следующими преимуществами:

1) возможностью эффективного поддержания заданной температуры и относительной влажности воздуха в помещениях;

2) сосредоточением оборудования, требующего систематического обслуживания и ремонта, как правило, в одном месте (подсобном помещении, техническом этаже и т. п.);

3) возможностями обеспечения эффективного шумо- и виброгашения. С помощью центральных СКВ при надлежащей акустической обработке воздуховодов, устройстве глушителей шума и гасителей вибрации можно достигнуть наиболее низких уровней шума в помещениях и обслуживать такие помещения, как радио- и телевизионные студии и т. п.

Несмотря на ряд достоинств центральных СКВ, надо отметить, что крупные габариты и проведение сложных монтажно-строительных работ по установке кондиционеров, прокладке воздуховодов и трубопроводов часто приводят к невозможности применения этих систем в существующих реконструируемых зданиях.

Местные СКВ разрабатывают на базе автономных и неавтономных кондиционеров, которые устанавливают непосредственно в обслуживаемых помещениях. Достоинством местных СКВ является простота установки и монтажа. Такая система может применяться в большом ряде случаев:

* в существующих жилых и административных зданиях для поддержания теплового микроклимата в отдельных офисных помещениях или в жилых комнатах;

* во вновь строящихся зданиях для отдельных комнат, режим потребления холода в которых резко отличается от такого режима в большинстве других помещений, например, в серверных и других насыщенных тепловыделяющей техникой комнатах административных зданий. Подача свежего воздуха и удаление вытяжного воздуха при этом выполняется, как правило, центральными системами приточно-вытяжной вентиляции;

* в больших помещениях как существующих, так и вновь строящихся зданий: кафе и ресторанах, магазинах, проектных залах, аудиториях и т. д.

Автономные СКВ снабжаются извне только электрической энергией, например, кондиционеры сплит-систем, шкафные кондиционеры и т. п. Такие кондиционеры имеют встроенные компрессионные холодильные машины.

Автономные системы охлаждают и осушают воздух, для чего вентилятор продувает рециркуляционный воздух через поверхностные воздухоохладители, которыми являются испарители холодильных машин, а в переходное и зимнее время они могут производить подогрев воздуха с помощью электрических подогревателей или путем реверсирования работы холодильной машины по циклу так называемого «теплового насоса».

Неавтономные СКВ подразделяются на:

* воздушные, при использовании которых в обслуживаемое помещение подается только воздух. (мини-центральные кондиционеры, центральные кондиционеры);

* водовоздушные, при использовании которых в кондиционируемые помещения подводятся воздух и вода, несущие тепло или холод, либо то и другое вместе (системы чиллеров-фанкойлов, центральные кондиционеры с местными доводчиками и т. п.).

Однозональные центральные СКВ применяются для обслуживания больших помещений с относительно равномерным распределением тепла, влаговыделений, например, больших залов кинотеатров, аудиторий и т. д. Такие СКВ, как правило, комплектуются устройствами для утилизации тепла (теплоутилизаторами) или смесительными камерами для использования в обслуживаемых помещениях рециркуляции воздуха.

Многозональные центральные СКВ применяют для обслуживания больших помещений, в которых оборудование размещено неравномерно, а также для обслуживания ряда сравнительно небольших помещений. Такие системы более экономичны, чем отдельные системы для каждой зоны или каждого помещения. Однако с их помощью не может быть достигнута такая же степень точности поддержания одного или двух заданных параметров (влажности и температуры), как автономными СКВ (кондиционерами сплит-систем и т. п.).

Прямоточные СКВ полностью работают на наружном воздухе, который обрабатывается в кондиционере, а затем подается в помещение.

Рециркуляционные СКВ, наоборот, работают без притока или с частичной подачей (до 40%) свежего наружного воздуха или на рециркуляционном воздухе (от 60 до 100%), который забирается из помещения и после его обработки в кондиционере вновь подается в это же помещение.

Классификация кондиционирования воздуха по принципу действия на прямоточные и рециркуляционные обусловливается, главным образом, требованиями к комфортности, условиями технологического процесса производства либо технико-экономическими соображениями.

СКВ с качественным регулированием метеорологических параметров представляют собой широкий ряд наиболее распространенных, так называемых одноканальных систем, в которых весь обработанный воздух при заданных кондициях выходит из кондиционера по одному каналу и поступает далее в одно или несколько помещений.

При этом регулирующий сигнал от терморегулятора, установленного в обслуживаемом помещении, поступает непосредственно на центральный кондиционер.

СКВ с количественным регулированием подают в одно или несколько помещений холодный и подогретый воздух по двум параллельным каналам. Температура в каждом помещении регулируется комнатным терморегулятором, воздействующим на местные смесители (воздушные клапаны), которые изменяют соотношение расходов холодного и подогретого воздуха в подаваемой смеси.

Недостатком таких систем являются повышенные затраты на тепловую изоляцию параллельных воздуховодов, подводимых к каждому обслуживаемому помещению.

Двухканальные системы так же как и одноканальные, могут быть прямоточными и рециркуляционными.

Кондиционирование воздуха, согласно СНиП по степени обеспечения метеорологических условий подразделяются на три класса:

Первый класс -- обеспечивает требуемые для технологического процесса параметры в соответствии с нормативными документами.

Второй класс -- обеспечивает оптимальные санитарно-гигиенические нормы или требуемые технологические нормы.

Третий класс -- обеспечивает допустимые нормы, если они не могут быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного охлаждения воздуха.

По давлению, создаваемому вентиляторами центральных кондиционеров, СКВ подразделяются на системы низкого давления (до 100 кг/м²), среднего давления (от 100 до 300 кг/м²) и высокого давления (выше 300 кг/м²).



Упрощенная экспресс-методика расчета теплопритоков

Данная экспресс-методика в основном используется для разработки СКВ на базе несложного (в проектном отношении) климатического оборудования, такого, как: кондиционеры сплит-систем, а также кондиционеры оконного типа и моноблочного исполнения.

Для подбора необходимого по холодопроизводительности кондиционера надо рассчитать тепло, поступающее в помещение от солнечной радиации, освещения, людей, оргтехники и т.д.

Основные теплопритоки в помещение складываются из следующих составляющих:

1) Теплопритоки, возникающие за счет разности температур внутри помещения и наружного воздуха, а также солнечной радиации Q₁, рассчитываются по формуле

Q₁=Vq_уд,

где V = Sh -- объем помещения;

S -- площадь помещения;

h -- высота помещения;

q_уд -- удельная тепловая нагрузка, принимается:

30-35 Вт/м³ -- если нет солнца в помещении, 35 Вт/м^з -- среднее значение;

35-40 Вт/м^з -- если большое остекление с солнечной стороны;

2) Теплопритоки, возникающие за счет находящейся в нем оргтехники Q₂.

В среднем берется 300 Вт на 1 компьютер в полной комплектации (или 30% от мощности оборудования).

3) Теплопритоки, возникающие от людей, находящихся в помещении Q₃.

Обычно для расчетов принимается:

1 человек -- 100 Вт (для офисных помещений),

100-300 Вт (для ресторанов, помещений, где люди занимаются физическим трудом),

Q=Q₁+Q₂+Q₃

К подсчитанным теплопритокам прибавляется 20% на неучтенные теплопритоки:

Q_общ = (Q₁+Q₂+Q₃) 1,2 Вт.

В случае использования в помещении дополнительного тепловыделяющего оборудования (электроплит, производственного оборудования и т.п.) соответствующая тепловая нагрузка должна быть также учтена в данном расчете.

Расчет потребного воздухообмена

Для удаления из помещения вредных веществ, выделяемых при определённом технологическом процессе, необходим расчёт потребного воздухообмена. С этой целью составляют уравнение материального баланса вредных выделений в помещении за час, учитывая, что поступающие в помещение вещества должны быть удалены:

G + L_пр q_пр = L_уд q_уд,

где G -- количество вредных веществ, выделяемых в помещении производственным оборудованием в течении часа, мг/ч;

L_пр -- количество воздуха, поступающего в помещение ежечасно от приточной системы вентиляции, м³/ч;

q_пр -- концентрация вредных веществ в приточном мг/м³;

L_уд -- количество воздуха, удаляемого из помещения eжечасно вытяжной системой вентиляции, м³/ч;

q_уд -- концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, мг/ м³,

Учитывая, что количество приточного воздуха равно количеству удаляемого L_пр = L_уд=L, можно определить потребный воздухообмен (м³/ч) для ассимиляции вредных выделений:

L = G/( q_уд - q_пр).

Из помещения удаляется воздух, которым дышат работающие там люди, а потому концентрация вредных веществ в нём должна быть как можно меньше и не превышать предельно допустимую концентрацию: q_уд < ПДК.

Концентрация вредных веществ в приточном воздухе должна быть по возможности минимальной и не превышать 30 % ПДК: q_пр <0,ЗПДК.

Потребный воздухообмен определяют для каждого вредного вещества, выделяющегося в помещении.

В случае невозможности исключения контакта с вредными веществами или недостаточной эффективности систем вентиляции применяют средства индивидуальной защиты органов дыхания (фильтрующие и изолирующие противогазы, респираторы), кожи (специальные куртки, брюки, комбинезоны, фартуки, рукавицы, перчатки, обувь) и глаз (очки открытого и закрытого типов). Важное место в комплексе профилактических мероприятий занимают периодические предварительные медицинские осмотры, профилактическое питание и соблюдение правил личной гигиены.

Если в помещении одновременно выделяется несколько вредных веществ однонаправленного действия, их условная концентрация q, мг/м³, определяется из выражения

q = q₁/ПДК₁ + q₂/ПДК₂ +...+q_т/ПДК_n<1.

Шум в системах вентиляции и кондиционирования

Призванное способствовать обеспечению максимально комфортных условий оборудование систем вентиляции и кондиционирования может оказаться причиной постоянного дискомфорта, если его работа будет сопровождаться высоким уровнем шума. Доведение этого уровня до определенных стандартами норм способно превратиться в серьезную проблему, особенно, если имели место упущения на стадии проектирования.

Явление. Оборудование для вентиляции и кондиционирования является источником упругих колебаний. Звук и есть не что иное, как распространение продольных волн в упругой среде. При хаотичном наложении звуковых волн они воспринимаются как шумы.

Человеческое ухо воспринимает звуки частотой от 18 до 20 000 Гц. То, что ниже этой границы, - инфразвук, выше - ультразвук. Сам по себе инфразвук не слышен, но он способен провоцировать вибрацию стенок воздуховодов, а она будет сопровождаться уже различимым человеческим ухом шумом. На разных частотах звук воздействует неодинаково. Слух наиболее чувствителен к частотам от 1 до 4 тыс. Гц, а "пик" - минимальные значения порога слышимости, соответствует промежутку от 3 до 4 тыс. Гц. На него же приходится и минимальное значение болевого порога - порядка 110 дБ.

Но не правильно думать, что, только по достижении этой величины звук способен принести вред человеческому организму. Длительное воздействие даже не очень сильных (50-80 дБ) шумов вызывает различные функциональные нарушения - от легко устранимых сбоев в работе нервной системы (нарушение сна и депрессия) до стойкого понижения слуха и даже инфаркта миокарда. Шум до 30 дБ безвреден для человека и составляет естественный звуковой фон. И в созданной им самим техногенной среде небольшие шумы могут оказаться даже полезными, подавляя другие более неприятные.

Проблема: Главными источниками шума в системах кондиционирования и вентиляции являются вентиляторы. Они единолично "отвечают" за шум, производимый фанкойлами (30 -50 дБ) и конденсаторами с воздушным охлаждением (40-50 дБ) и дают до половины звуковых колебаний, продуцируемых холодильными блоками (35-50 дБ) и руфтопами (70-80 дБ). Кроме вентиляторов заметный "вклад" в шумовое сопровождение систем вносят работающие компрессоры.

Обобщенные показатели уровней давления шума для установок кондиционирования воздуха
Оборудование	Уровень шума, дБ (A)
Канальные кондиционеры, тонкие модели, мощные модели	35-45 до 70
Напольно-потолочные внутренние блоки сплит-систем	35-40
Настенные внутренние блоки сплит-систем	26-40
Оконные кондиционеры	40-52
Фанкойлы	30-50
Тепловые вентиляторы, мощностью 2-30 кВт	32-75
Крышные кондиционеры	До 80

Помимо уровня давления шума интерес представляет выявление частот, в диапазоне которых производится его максимальное количество. Предпочтения частот для разных видов оборудования разнятся. Так, фанкойлы, как правило, "укладываются" в частоту до 1 тыс. Гц, компрессорно-конденсаторные агрегаты с воздушным охлаждением - до 2 тыс.

Поэтому при рассмотрении работы оборудования для вентиляции и кондиционирования, как правило, наибольший интерес вызывает диапазон до 4 тыс. Гц. При проектировании систем вентиляции и кондиционирования полезно знать весь спектр шумов по частотам.

Решение. Меры по снижению шума адресуются как непосредственному источнику шума, так и к каналам его распространения.

Расчеты, проведенные еще на стадии проектирования, позволяют выбрать оптимально подходящий для конкретных условий вид оборудования. При необходимости это может быть оборудование в специальном шумопонижающем исполнении. Тихой работы добиваются, изолируя источники шума, с помощью шумопоглощающих прокладок или противовибрационных материалов; используя вентиляторы с пониженной скоростью вращения (уменьшение скорости на 4% позволяет убрать 1 дБ).

Для лучшего шумоподавления следует применять не только звукоизолирующие материалы (они хорошо отражают звуковую энергию, что может приводить к эффекту резонанса), но и материалы звукопоглощающие. Благодаря своей пористой структуре, они не отражают, а "принимают" избыточную звуковую энергию, превращая ее в тепловую. Хороший эффект дает наложение звукопоглощающего материала на звукоизолирующий. Убрать лишние 10-12 дБ помогает устройство защитного акустического барьера. Для этого используются панели из стального листа и звукопоглощающих прокладок.

Большое значение имеет правильное расположение оборудования. Не следует монтировать установки внутри лестничных пролетов и рядом с окнами и дверями - уровень шума при этом лишь возрастет. Нежелательно располагать их вблизи стен или в углах помещений. Снижению вибрации, а стало быть, и шума в гидравлических системах способствует использование эластичных (пружины, резиновые и полимерные прокладки) креплений труб к стенам.

Особое внимание уделяется воздуховодам. Достаточно эффективными мерами, способствующими снижению шума, являются: размещение антивибрационных прокладок между воздуховодом и патрубком вентилятора, использование расширительных патрубков (резкое изменение сечения каналов чревато появлением шумов), наличие способствующего снижению турбулентности воздушных потоков прямого участка сразу за местом присоединения воздуховода к вентилятору. Хороший эффект дает покрытие внутренней поверхности воздуховодов звукопоглощающим материалом.

Эффективным средством снижения шума в системах вентиляции являются шумоглушители. Чаще всего их устанавливают между вентилятором и магистральным воздуховодом. При устройстве воздухозабора в приточной системе вблизи оконных проемов для понижения уровня шума шумоглушитель ставится сразу за воздухоприемным клапаном.

Наиболее эффективны шумоглушители при частотах от 500 до 4 тыс. Гц. С шумами низкой частоты (причина так называемого гула), они справляются заметно хуже. Скорость потока должна быть ограничена, т. к. шумоглушитель сам может провоцировать появление шума за счет резкого торможения воздуха при его столкновении со звукопоглощающим материалом.

Наиболее часто применяются трубчатые и пластинчатые шумоглушители. Пластинчатый представляет собой короб из тонкого металлического листа, проходное сечение которого разделено пластинами, облицованными звукопоглощающим материалом. В этом качестве обычно используют минеральную вату, войлок, стекловолокно и т. д. Трубчатый глушитель представляет собой вложенные друг в друга две трубы (круглые или прямоугольные, в зависимости от формы воздуховода).

При незначительном уровне шума применяются шумоглушители с воздушной прослойкой. Еще выше эффективность у сотового глушителя. В нем воздушный поток разделяется на несколько, идущих параллельно по цилиндрическим каналам (сотам).

Предлагаются шумоглушители, состоящие из нескольких упругих элементов, резонансная частота которых образует некий ряд. При поступлении звукового сигнала, по крайней мере, некоторые из них начинают вибрировать с частотой, совпадающей с частотой звукового сигнала, тем самым обеспечивая подавление шума.



Заключение

Индустрия климата стремительно движется вперед, и каждый год, месяц, день в мире вырастает число людей, активно использующих кондиционеры и прогрессивные системы вентиляции. Человек всегда создает вокруг себя комфортную среду, будь он у себя дома или на работе. Ведь от того насколько микроклимат вокруг него благоприятен, зависит его работоспособность, настроение, самочувствие и здоровье.

Эта работа показывает, какую роль в нашей повседневной жизни занимает вентиляция и кондиционирование помещений, в которых мы находимся большую часть своего времени.

Основная задача систем вентиляции и кондиционирования это поддержание необходимых условий, т.е. того микроклимата который позволит повысить работоспособность и сохранить здоровье человека.



Используемые источники

1. «Энциклопедия непознанного», «История кондиционера»,2008г.

2. «Системы вентиляции и кондиционирования, теория и практика», М. «ЕвроКлимат», 2000г.

3. Журнал «Мир Климата», Спецвыпуск «потребителю», М. «ЕвроКлимат», 2001г.

4. Журнал «Мир Климата» №15, М. «ЕвроКлимат», 2003г.

5. «Советский энциклопедический словарь», М. «Советская Энциклопедия» 1988г.

6. Информационно-строительный портал «Стройка», «Звукоизоляция дома», 2003г.

7. «Безопасность жизнедеятельности», Зайцев Ю.В., 2008г.

Размещено на Allbest.ru