Системы кондиционирования воздуха

Автор(-ы):

Половинченко Марина Игоревна

Дубровина Ангелина Игоревна

Секция

Технические науки

Ключевые слова

кондиционер
сплит-система
влажность воздуха
воздушная среда
тепло

Аннотация статьи

В данной статье расписан принцип работы систем кондиционирования воздуха. Были подробно рассмотрен процесс взаимодействия температуры тела человека с окружающей его средой, категории СКВ, а также все известные на данный момент типы кондиционеров.

Текст статьи

На восприятие тепла человеком в первую очередь влияют следующие 4 условия: температура, влажность воздуха, скорость его движения и температура ограждающих поверхностей помещения. При различных сочетаниях этих характеристик тепловые ощущения человека могут быть одинаковыми. Следует иметь в виду, что, несмотря на то, что ощущение тепла определяется вышеперечисленными параметрами, никакая их комбинация не гарантирует комфортных условий. Каждая из этих характеристик может изменяться произвольно, но только в определенных конкретных пределах, которые отвечают условиям комфортных ощущений тепла. Знание допустимых пределов колебаний температуры, влажности и подвижности воздуха дает возможность регулировать использование тех или иных видов системы кондиционирования воздуха (СКВ). Если человек не чувствует холода, тепла или движения воздуха, погодные условия воздушной среды вокруг него термически комфортны. В результате теплообразования и теплопотерь внутренняя температура человеческого тела поддерживается на уровне 36,5-36,9 и контролируется довольно сложным механизмом автоматической терморегуляции организма: уменьшением или увеличением кровотока через кожу, а также высокой интенсивностью или медленным метаболизмом (расход энергии).

Целью кондиционирования воздуха является поддержание таких параметров воздушной среды, при которых каждый человек, благодаря своей индивидуальной системе автоматического регулирования температуры тела, чувствовал бы себя комфортно.

С гигиенической точки зрения максимальная положительная температура, поддерживаемая в гостиной, составляет 21°C, а допустимые колебания – от 20,5 до 23,5°C. Самая низкая температура воздуха, например, 18°C, рекомендуемая в нормативных материалах для проектирования систем отопления, оценивается как "прохладная" и "холодная".

В то же время следует подчеркнуть, что в условиях микроклимата, которые считаются "нормальными", до 15% людей испытывают ту или иную степень дискомфорта. Это связано с различными социальными условиями жизни: привычным климатом, одеждой, питанием, жилищными критериями и т.д.

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. В состав системы кондиционирования воздуха 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 хладоснабжения и теплоснабжения, автоматики, дистанционного управления и контроля. Системы кондиционирования воздуха 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).

Основное оборудование системы кондиционирования для подготовки и перемещения воздуха компонуется в едином корпусе, называемый кондиционером.

I группа («машина») обусловлена как технологические системы кондиционирования воздуха. Системы кондиционирования воздуха данной категории обслуживают технологические устройства, камеры, боксы, машины и т. п., то есть используются в тех случаях, когда условия воздушной среды диктуются обеспечением работоспособности технологического оборудования. При этом характеристики воздушной среды могут различаться от тех, какие формируются санитарно-гигиеническими нормами.

I группа имеет две модификации:

Подгруппа I–I содержит в себе кондиционируемые объекты, целиком и полностью исключающие вероятность пребывания в них человека, то есть это системы технологического охлаждения, обдува электронных блоков вычислительных машин, шахты обдува волокна прядильных машин и т. п.

Подгруппа I–II включает в себе кондиционируемые объекты: технологические устройства (машины, камеры, боксы) и здания со специальными параметрами воздушной среды (калориметрического, экологического и иного назначения), в которых человек отсутствует или находится нерегулярно (с целью снятия показаний приборов, изменения режима работы и т. д.).

Если для группы I–I отсутствуют какие-либо ограничения по параметрам и составу воздушной среды, то для объектов подгруппы I–II газовый состав воздушной среды должен находиться в пределах, установленных стандартов ГОСТ.

II группа («машина + человек») определена как технологически комфортные системы кондиционирования воздуха. Системы кондиционирования воздуха данной категории обслуживают производственные помещения, в которых длительное время находятся люди.

II группа обладает тремя модификациями:

Подгруппа II–I. Технологически комфортные системы кондиционирования воздуха гарантируют условия стандартного осуществления технологических процессов как с целью производства, в которых затруднено или почти нереально получение продукции без поддержания установленных параметров воздушной среды, а также для производств, в которых колебания характеристик воздуха значительно влияют на качество продукции и величину брака.

Для данных помещений система кондиционирования воздуха устраивается в первую очередь согласно условиям технологии, однако в связи с присутствием в данных комнатах людей, параметры кондиционирования воздуха определяют с учетом условий санитарно-гигиенических норм.

Подгруппа II–II. Системы кондиционирования воздуха формируются с целью исключения дискомфортных условий работы при тяжелых режимах работы людей (кабины крановщиков мостовых кранов металлургических заводов и ТЭЦ, кабины строительно-дорожных машин и т. д.). Производственные или экономические нюансы для этих конструкций имеют второстепенную значимость.

Подгруппа II–III. Системы кондиционирования воздуха обеспечивают в производственных помещениях удобные условия работы, способствующие увеличению производительности труда, улучшению проведения ключевых технологических режимов, уменьшению заболеваемости, сокращению эксплуатационных расходов и т. п.

III группа («люди») определена как комфортные системы кондиционирования воздуха, обеспечивающие санитарно-гигиенические условия работы, развлечения либо иного пребывания людей в помещениях гражданских зданий, то есть вне промышленного производства.

Данная группа обладает двумя модификациями:

Подгруппа III–I. Системы кондиционирования воздуха обслуживают помещения общественных строений, в которых для одной части людей присутствие в них недолговременно (к примеру, покупатели в магазине), а для другой – продолжительного (к примеру, продавцы в этом же магазине).

Подгруппа III–II. Системы кондиционирования воздуха гарантируют оптимальные условия пребывания людей в жилых помещениях.

В классификацию ВНИИ кондиционера необходимо ввести еще 1 группу – медицинские системы кондиционирования воздуха. Несомненно, что СКВ, обслуживающие операционные, реанимационные или же палаты интенсивной терапии, никак нельзя считать комфортными, а для того чтобы отнести их к технологическим, необходимо в свойстве «машины» расценивать самого человека, что просто нелепо.

Медицинские СКВ обязаны иметь 2 подгруппы:

Подгруппа IV–I. СКВ обслуживают операционные, реанимационные и т. п. помещения.

Подгруппа IV–II. СКВ обеспечивают необходимые характеристики воздуха в палатах, кабинетах медицинских работников, процедурных и т. п.

По типу системы холодоснабжения различают автономные и неавтономные СКВ. В автономных источник холода встроен в сплит-систему, в неавтономных – источником холода считается отдельный холодильный центр. Кроме того, в автономных сплит-системах в воздухоохладитель может подаваться кипящий фреон или жидкий промежуточный хладоноситель (холодная вода, растворы).

По способу компенсации изменяющихся тепловых и/или влажностных возмущений в обслуживаемом помещении различают СКВ с непрерывным расходом воздуха (CAV) – системы, в которых внутренние характеристики поддерживают, изменяя температуру и влажность приточного воздуха, и системы с переменным расходом воздуха (VAV) – системы с количественным регулированием.

По числу воздуховодов для подачи кондиционированного воздуха в помещения СКВ разделяются на одноканальные и двухканальные, при этом приточный воздух в каждом канале обладает различной температурой и влажностью, что дает возможность, изменяя соотношение приточного воздуха, подаваемого посредством каждого канала, сохранять необходимые параметры в обслуживаемом помещении.

Типы кондиционеров:

  1. Сплит-системы (настенные, напольно-потолочные, колонного типа, кассетного типа, многозональные 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;
  7. Центральные кондиционеры.

Заключение

Кондиционирование воздуха — это совокупность методов, инструментов и оборудования, которые обеспечивают в помещении с определенной степенью точности требуемые условия воздуха, независимо от влияния на него внешних и внутренних факторов. Потребность в сплит-системах в нашей стране растет с каждым днем. Это напрямую связано с необходимостью круглогодичного охлаждения помещений, оборудованных компьютерной техникой, серверным оборудованием и т.д. В то же время европейские бренды сплит-систем в жестких отечественных условиях доказывают, что они достаточно эффективны. Прогресс в разработке климатической техники еще не завершен, но существующие разновидности оборудования в настоящее время совершенствуются. Появляются новейшие многофункциональные установки, меняется дизайн, разрабатываются новейшие морозильные камеры.

Список литературы

  1. "Системы вентиляции и кондиционирования, теория и практика", М. "ЕвроКлимат", 2000г.
  2. Сотников А. Г. Процессы, аппараты и системы кондиционирования воздуха и вентиляции. Т. 1. ООО «АТ». – С.-Петербург, 2005.
  3. Стефанов Е. В. Вентиляция и кондиционирование воздуха. – С.-Петербург: Изд-во «АВОК-Северо-Запад», 2005.
  4. СНиП 41–01–2003. Отопление, вентиляция, кондиционирование. М. : Госстрой России. – 2004.
  5. Кокорин О. Я. Энергосберегающие системы кондиционирования воздуха. ООО «ЛЭС». – М., 2007.

Поделиться

748

Половинченко М. И., Дубровина А. И. Системы кондиционирования воздуха // Тенденции, перспективы и приоритеты развития научного знания : сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 14 нояб. 2022г. Белгород : ООО Агентство перспективных научных исследований (АПНИ), 2022. С. 9-13. URL: https://apni.ru/article/4717-sistemi-konditsionirovaniya-vozdukha

Похожие статьи

Другие статьи из раздела «Технические науки»

Все статьи выпуска
Актуальные исследования

#22 (204)

Прием материалов

25 мая - 31 мая

осталось 6 дней

Размещение PDF-версии журнала

5 июня

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

14 июня