Текущий ремонт зданий

Прежде чем перейти к классификации систем кондиционирования, 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 (Рис.1) 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;

во вновь строящихся зданиях, если поддержание оптимальных тепловых условий требуется в небольшом числе помещений, например, в ограниченном числе номеров-люкс небольшой гостиницы;

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 (Рис.1а,2б,3в), шкафные кондиционеры и т.п.

Такие кондиционеры имеют встроенные компрессионные холодильные машины, работающие, как правило, на фреоне-22.

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".

Наиболее простым вариантом, представляющим децентрализованное обеспечение в помещениях температурных условий, можно считать применение кондиционеров сплит-систем.

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.

Центральные 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.

Двухканальные системы используются очень редко из-за сложности регулирования, хотя и обладают некоторыми преимуществами, в частности, отсутствием в обслуживаемых помещениях теплообменников, трубопроводов тепло-холодоносителя; возможностью совместной работы с системой отопления, что особенно важно для существующих зданий, системы отопления которых при устройстве двухканальных систем могут быть сохранены.

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).

Типы кондиционеров:

1. Сплит-системы (настенные, напольно-потолочные, колонного типа, кассетного типа, многозоональные с изменяемым расходом хладагента);

2. Напольные  кондиционеры и кондиционеры  сплит-системы с приточной вентиляцией;

3. Системы  с чилерами и фанкойлами;

4. Крышные кондиционеры;

5. Шкафные  кондиционеры;

6. Прецизионные  кондиционеры;

2.1 Устройство кондиционера

Кондиционер можно сравнить только с одним видом бытовой техники – с холодильником. Но холодильник отдает холод тому, что находится внутри, а вырабатываемое тепло отдается воздуху снаружи. Это можно почувствовать, просто поднеся свою руку к задней части холодильника. Кондиционер работает по похожему принципу, только холод он отдает воздуху в помещении, а тепло выводит на улицу. Если нужно повысить температуру в помещении, то кондиционер, способный работать и на обогрев, забирает тепло из воздуха на улице и передает в помещение.

Как же кондиционер может отбирать тепло у холодного воздуха? Это ведь настоящее чудо. Но такое чудо основано на двух законах физики, поэтому ничего сверхъестественного в нем нет.

Жидкость во время испарения поглощает тепло. Это известно всем. Если хотите проверить, просто протрите руку ватой, намоченной в спирту, или капните на руку капельку ацетона или бензина. Ваша кожа тут же почувствует холодок. Во время конденсации пара тепло, наоборот, передается воздуху. Для того, чтобы получить вышеописанное чудо, нужно просто добиться того, чтобы жидкость начинала кипеть, поглощая тепловую энергию, даже низкой температуре, а конденсировалась, отдавая тепло, при высокой температуре. Для того чтобы получить такой эффекта, стоит всего лишь поменять давление. Если вы все равно не верите в это чудо, тогда вам придется или самим отправиться высоко в горы, где низкое давление и разреженный воздух, или почитать рассказы альпинистов, где написано, что из-за низкого давления вода в горах начинает кипеть не при 100 градусах, а уже при 70 градусах.

В сплит-системе работает компрессор (это устройство для сжатия и подачи воздуха или другого газа под давлением), он создает разряжение, которое принуждает фреон двигаться по кругу. Фреон испаряется, забирая тепло, во внутреннем блоке, превращается в жидкость, отдавая тепло, во внешнем блоке. Если сплит-систему включают на обогрев комнаты, то блоки меняются функциями.

Похожим способом работает и «оконник», только все элементы кондиционера расположены в одном корпусе. Часть корпуса напрямую выходит на улицу. Вы спросите, как же тогда работает мобильный кондиционер, он ведь целиком размещается в комнате? Все просто, мобильный кондиционер отдает тепло улице через тонкий шланг, который выводят на балкон или в форточку.

Есть еще и кулеры, которые многими людьми неправильно называются кондиционерами испарительного типа. Кулеры не являются кондиционерами, ведь они не содержат ни компрессора, ни хладагента, ни теплообменников. Температуру кулеры понижают за счет испарения воды. Кулеры малоэффективны, особенно при высокой влажности. Какие задачи умеет выполнять кондиционер? Основная задача этого устройства состоит в понижении температуры воздуха. Многие производители выпускают самые простые модели, которые кроме основной задачи охлаждения ничего и не умеют. Более совершенные сплит-системы выполняют и разные дополнительные задачи.

Современные кондиционеры могут согревать помещение в холодное время года. Хотя использовать кондиционер для этих целей в трескучий мороз производители не советуют. В такой мороз кондиционер еле работает (максимум 40 % от номинальной мощности), поэтому толку от него много не будет. Также низкая температура воздуха за окном cгущает масло в картере, в следствии чего износ компрессора значительно ускоряется.