|
С.В. Брух.
Ассоциация Японские Кондиционеры, bruh@jac.ru |
Ответить на это можно только после разработки проектной документации, причем, как правило, предполагаемая цена кондиционирования объекта возрастает. Чтобы привести в соответствие потребности и возможности заказчика, проект “урезают” в основном за счет снижения качества микроклимата (уменьшают холодильную мощность оборудования, воздухообмен и т.д.). Для того чтобы проектировщикам по десять раз не переделывать проекты, а заказчикам реально оценивать свои возможности, необходимы укрупненные характеристики различных схем и систем кондиционирования воздуха.
Характеристики объекта кондиционирования
Объекты бывают разные. Одна и та же схема кондиционирования воздуха будет
иметь различные технико-экономические показатели на различных зданиях,
да и оптимальность применения какого-либо варианта кондиционирования зависит
от характеристик объекта.
Основными функционально-технологическими характеристиками объекта кондиционирования
являются:
1. Теплоизбытки (полные) помещений, Q, кВт.
2. Влагоизбытки помещений, W, г/с.
3. Газовыделения в помещениях, M, г/с.
Как правило, расчетным периодом для систем кондиционирования воздуха является
летний период, когда величины тепло- и влагоизбытков максимальны. Так
как расчет системы кондиционирования основывается на принципе ассимиляции
(разбавления) перечисленных вредностей воздухом, необходимое количество
воздуха для административно-бытовых помещений можно определить по формулам:
Где
LТ , LW , Lг — необходимый воздухообмен, определенный по ассимиляции тепловых,
влажностных и газовых вредностей помещений (м3/с).
I, d, c — соответственно энтальпия (кДж/м3), влагосодержание (г/м3), концентрация
углекислого газа (г/м3) в приточном и удаляемом воздухе помещений.
В качестве расчетного воздухообмена помещений принимается максимальная
величина L, определенная по формулам 1-3. Сокращение величины воздухообмена
помещений приводит к уменьшению типоразмера оборудования систем, затрат
энергии на перемещение и обработку воздуха, что в конечном итоге уменьшает
величину капитальных и эксплуатационных затрат. Поэтому сокращение воздухообмена
помещений является основной задачей при проектировании систем вентиляции
и кондиционирования воздуха.
Рассмотрим график изменения удельного воздухообмена офисных помещений,
определенный по формулам 1-3 (рис. 1).
Рис. 1. График изменения требуемого воздухообмена офисных помещений.
При понижении температуры наружного воздуха тепло- и влагоизбытки помещений
уменьшаются. Причем если при температуре наружного воздуха около –8 °С
теплоизбытки помещений близки к нулю, то влагоизбытки в помещениях всегда
присутствуют. Воздухообмен помещений, рассчитанный из условия ассимиляции
газовыделений, не зависит от температуры наружного воздуха. Для обеспечения
оптимальных параметров воздуха по трем критериям при температуре наружного
воздуха выше +3 °С расчетной величиной является воздухообмен ассимиляции
теплоизбытков, а при температуре наружного воздуха ниже +3 °С — воздухообмен
ассимиляции газовыделений.
В связи с отсутствием функциональной связи между критичными режимами тепловыделений
и газовыделений офисных помещений нецелесообразно объединять системы кондиционирования
воздуха и вентиляции. Вентиляционная нагрузка должна лежать на системах
приточно-вытяжной вентиляции, а тепловлажностная обработка воздуха — на
системах кондиционирования.
Однозональные системы кондиционирования
Однозональные системы кондиционирования предназначены для обслуживания
помещений с подобным тепловым режимом. Абсолютные величины теплоизбытков
помещений могут быть различны, но отношение теплоизбытков друг к другу
в одинаковые значения времени должно быть постоянной величиной (рис. 2).
Рис. 2. Подобный тепловой режим помещений.
К таким объектам кондиционирования можно отнести помещения одинакового функционального назначения и режима использования, расположенные по одному фасаду здания. Благодаря одинаковому режиму теплоизбытков помещений возможно использование однозональных систем кондиционирования, обслуживающих группу помещений с помощью одной системы регулирования мощности. К таким системам можно отнести воздушные, водяные и фреоновые системы кондиционирования, регулирующие свою производительность по датчику температуры в одном контрольном помещении. Характеристики однозональных систем кондиционирования воздуха показаны в таблице 1.
Таблица 1.
Характеристики однозональных СКВ |
Воздушные СКВ
|
Водяные СКВ
|
Фреоновые СКВ
|
Тип системы |
Однозональная
система без
клапанов расхода
воздуха
|
Фанкойлы без
индивидуального
регулирования
мощности
|
Внутренние блоки
без индивидуального
регулирования
мощности
|
Производитель (модель) |
GENERAL
(AR25-60R) |
LENNOX
(COMFAIR HC) |
MITSUBISHI HI
(V серия) |
Капитальные затраты за 1 кВт |
420$ - 1200$
|
500$ - 1100$
|
350$ - 750$
|
Коэффициент энергетической эффективности |
1,7 - 2,2
|
1,9 - 2,8
|
2,7 - 3,2
|
Многозональные системы кондиционирования
Многозональные системы кондиционирования предназначены для обслуживания
помещений с различным тепловым режимом. Причем необходимо разделять помещения,
тепловой режим которых может отличаться друг от друга по величине, и помещения,
величина теплоизбытков которых может отличаться и по величине, и по знаку.
Рис. 3. Неравномерный тепловой режим помещений.
Для начала рассмотрим помещения, величина теплоизбытков которых отличается
друг от друга по величине (рис. 3). К таким объектам кондиционирования
относятся помещения, расположенные по разным фасадам здания.
Так как функциональные зависимости изменения теплоизбытков помещений совершенно
различны, невозможно использование систем кондиционирования с регулированием
мощности по какому-либо одному помещению. Если мы настроим однозональную
систему кондиционирования на поддержание температуры внутреннего воздуха
в одном из помещений, то в других помещениях может наблюдаться в течение
дня как переохлаждение воздуха, так и его недостаточное охлаждение. Вообще
тепловой режим любых помещений является в большей или меньшей степени
неравномерным. Поэтому многозональные системы кондиционирования являются
сегодня единственным вариантом, обеспечивающим возрастающие требования
к индивидуальному комфорту пользователей.
Таблица 2.
Характеристики однозональных СКВ |
Воздушные СКВ
|
Водяные СКВ
|
Фреоновые СКВ
|
Тип системы |
Одноканальная
система с клапанами
расхода воздуха
и системой
автоматизации
|
Двухтрубные
фанкойлы с
трехходовыми
вентилями и системой
автоматизации
|
Двухтрубные
VRF системы
|
Производитель (модель) |
LENNOX
(KLM) |
LENNOX
(COMFAIR HC) |
GENERAL
(серии J, S, Sup) |
Капитальные затраты за 1 кВт |
1200$ - 2100$
|
700$ - 1500$
|
720$ - 900$
|
Коэффициент энергетической эффективности |
1,8 - 2,4
|
1,9 - 3,0
|
3,1 - 5,5
|
Регулирование мощности многозональных систем кондиционирования производится
как по всей системе в целом, так и индивидуально по помещениям. Характеристики
многозональных систем кондиционирования воздуха показаны в таблице 2.
В переходный период обеспечение комфортного микроклимата в помещениях
офисных зданий возможно при применении многозональных СКВ, которые позволяют
не только индивидуально регулировать расход холода или тепла, но и индивидуально
изменять режим работы местного кондиционера (внутреннего блока). Теплоизбытки
таких помещений могут изменяться не только по величине, но и по знаку
(рис. 4).
Рис. 4. Неравномерные и знакопеременные теплоизбытки помещений.
Многозональные системы кондиционирования с независимым выбором режима работы с одной стороны достаточно дороги, но с точки зрения энергоэффективности и комфортности микроклимата являются вершиной развития климатической техники. Пользователю такой системы кондиционирования не надо думать о том, в каком режиме включена вся система и где находится “главный” пульт управления, он устанавливает именно тот режим и параметры воздуха, которые ему в данный момент необходимы. Характеристики многозональных систем кондиционирования воздуха с независимым выбором режима работы показаны в таблице 3.
Таблица 3.
Характеристики однозональных СКВ |
Воздушные СКВ
|
Водяные СКВ
|
Фреоновые СКВ
|
Тип системы |
Двухканальная
система с клапанами
расхода воздуха
и системой
автоматизации
|
Четырехтрубные
фанкойлы с
трехходовыми
вентилями и системой
автоматизации
|
Трехтрубные
VRF системы
|
Производитель (модель) |
LENNOX
(KLM) |
LENNOX
(COMFAIR 4) |
GENERAL
(серии S) |
Капитальные затраты за 1 кВт |
1500$ - 2600$
|
950$ - 1700$
|
900$ - 1200$
|
Коэффициент энергетической эффективности |
1,7 - 2,4
|
1,9 - 3,0
|
3,1 - 8,0
|
Выводы
При выборе системы кондиционирования воздуха необходимо в первую очередь
учитывать характеристики объекта кондиционирования. Причем на конечную
стоимость влияет не только величина, но и характер изменения расчетных
теплоизбытков помещений. Наиболее распространенными являются на сегодня
многозональные системы кондиционирования без возможности независимого
изменения режима работы (таблица 2), хотя наиболее функциональными (комфортными)
являются многозональные СКВ с независимым выбором режима работы. Трехтрубные
VRF системы кондиционирования по сравнению с другими представителями класса
многозональных систем обладают максимальными показателями энергетической
эффективности.
Ассоциация Японские Кондиционеры,
bruh@jac.ru