Кондиционирование торговых помещений: типы климатических систем и требования к ним

Этапы проведения проектирования

Составление плана необходимых работ проводится в два последовательных этапа, включающих подготовку всех необходимых расчетов, сметы, технических заданий для специалистов смежных областей и выбор подходящего модельного ряда оборудования.

Этап #1 — подготовка расчетов и заданий

Подготовка заключается в ознакомлении со зданием, его местоположением, строительными особенностями и прочими факторами.

Специалистами составляется технико-экономическое обоснование, на основе которого приблизительно подбирается тип системы кондиционирования. Последняя описывается упрощенно.

На упрощенной схеме показаны ключевые звенья системы кондиционирования, блоки распределения хладагента и основные блоки управления климатическим оборудованием

Мастер предлагает потенциально эффективное оборудование, которое соответствует потребностям помещения по базовым характеристикам:

• мощности;
• холодо-, тепло- и воздухопроизводительности.

После этого составляется смета будущих работ. Если проект по ТЭО удовлетворяет владельца здания или квартиры, подготовительный этап переходит в рабочую фазу.

Этап #2 — подбор подходящего оборудования

На этом этапе проектирование основывается на точных расчетах, учитывающих внутреннюю и внешнюю теплонагрузку, теплотехнические характеристики объекта. Расчеты проводятся индивидуально для каждого помещения, после чего точно известны избытки тепла в каждой зоне. На основе этих данных подбирается необходимое для компенсации тепловых нагрузок оборудование.

После выбора техники начинается проектирование мест установки кондиционеров, предоставляется схема разводки воздуховодов, подготавливается план технических работ для монтажной бригады, электриков.

Все подготовленные материалы передаются заказчику и поставщику климатического оборудования. После монтажа желательно провести пусконаладочные работы, которые помогут настроить функционирование оборудования.

Актуальность темы

Основным видом управления системы кондиционирования воздуха является автоматизированное управление, техническая сущность
которого заключается в централизации управления процессами нагрева, охлаждения, увлажнения воздуха для обслуживаемого помещения,
при обеспечении автоматической защиты от развития аварии в случае возникновения аварийных ситуаций.

Для систем кондиционирования воздуха как объекта управления характерны возмущения на входе (влажность и температура наружного воздуха),
а так же важно учитывать температуру и влажность воздуха после прохождения каждой секции. Исследования показали что существует перерасход
электроэнергии из-за децентрализации управления подобных систем кондиционирования воздуха, а так же теряется эффективность всего процесса
изменения параметров воздуха

Высокая эффективность системы кондиционирования воздуха может быть обеспечена только при согласованной работе всех технологических звеньев:
секции нагрева, секции охлаждения, секции увлажнения и секции повторного нагрева, что может быть обеспечено применением системы управления установкой.
Таким образом, система автоматического управления процессом нагрева, охлаждения воздуха не выполняет всех необходимых функций по управлению и контролю
параметров СКВ. Поэтому разработка системы автоматического управления процессами нагрева, охлаждения и увлажнения воздуха является актуальной.

Анализ вариантов

Самое первое – должна быть поставлена конкретная задача: дано описание сооружения, его назначения, условий работы всей системы.

Таблица выбора

Выше отмечалось, что оптимальной и единственной системы для каждого проекта не существует. Точно также и не существует единственного правильного способа представить результаты выбора установок. Простой способ представить большой объем информации, которая бы позволили определить выбор, — это создание сводной таблицы. Если проект прост, то для того, чтобы принять решение и выбрать систему, достаточно составить простую таблицу, где оценки систем будут грубыми, т.е. «Хорошо», «Плохо» и т.д. Также должно быть сопроводительное письмо для заказчика. Эта таблица должна включать информацию о рассматриваемых системах: их преимущества, недостатки, особенности каждой, параметры, затраты на эксплуатацию, размещение и т.д.

Комфорт

Данный раздел должен быть включен в таблицу. В нем сравниваются функции и возможности систем, позволяющие создать комфортные условия пребывания в помещениях для людей. Рассматриваются возможности зонального регулирования температуры, наличие или отсутствие возможности потолочного отопления, подачи вентиляционного наружного воздуха, уровень шума работы установок. Также рассматриваются последствия отказа какого-либо элемента оборудования.

Места размещения

Какой объем пространства за потолком нужно для подачи приточного воздуха? Сколько места необходимо для размещения установки, включая шахты и воздуховоды, вентиляционные камеры и т.д.? Предполагает ли система некоторые ограничения на расстановку элементов мебели? Как и где будут выполняться работы по обслуживанию систем?

Финансовые затраты

Финансовые начальные вложения – не только цена самой системы, но и ее влияние на цену сопутствующего оборудования. Также здесь учитывается стоимость строительных работ, цена занимаемой площади, ограждения

Важно учесть и возможность перепланировки в будущем и установки дополнительных элементов, оборудования. Срок службы оборудования также имеет непосредственное отношение к капитальным затратам и должен быть учтен

Затраты на эксплуатацию

В первую очередь учитывается стоимость электроэнергии, ведь именно эта составляющая является самой крупной в плане годовых энергозатрат. Возможность применять «бесплатный» холод зимой, сглаживать пиковые нагрузки благодаря аккумуляторам тепла, а также использовать утилизаторы теплоты для вентиляции – все это оказывает влияние на цену энергоснабжения. Также учитывается, нужен ли для обслуживания системы постоянный персонал или периодический надзор? Во сколько будет обходиться стоимость обслуживания или ремонт? Если система предполагает использование воды, то на первый план выходит стоимость кубометров.

Если проект сложный, то проектное предложение может быть очень большим. Иногда оно занимает много страниц с приведением схем и расчетными таблицами, разными сравнениями и пояснительным текстом.

Рекомендации и обоснование

После того, как проектировщик составит проектное предложение, он должен дать рекомендации с обоснованием. При выполнении сравнений достоинств и недостатков, нужно помнить, что ключевую роль играют соображения заказчика, у которого могут быть несколько иные представления о том, какую систему лучше выбрать и использовать в проекте.

Важно отметить, что рекомендовать можно несколько систем одновременно. Поэтому нужно в проектном предложении точно указать и отметить, какие именно системы в принципе годятся для проекта, а какие – нет

Заказчик должен получить точную информацию с рекомендациями и объяснениями, какие системы лучше использовать и почему.

Выводы

Самый важный документ проекта – предложение о том, какую выбрать систему

Его важность оправдывается тем, что вся дальнейшая разработка будет основана на содержании предложения. Вот что важно помнить при выборе типа:

Не может быть лучшего варианта

Каждый проект отличается преимуществами и недостатками;
Выбор системы – это чрезвычайно важное решение
Для подготовки необходимо выполнить достаточно много сложных работ;
Необходимо точно объяснить заказчику, что во время составления рекомендации было принято во внимание;
Принятие решения относительно выбора – задача не проектировщика. Он, в свою очередь, должен представить заказчику все данные, чтобы тот на их основании смог сделать выбор.

На основе материалов из журнала «АВОК»

Микроклимат небольших торговых залов

Система кондиционирования в магазине продуктов выбирается с учетом множества условий – числа холодильников, объема помещения, количества сотрудников, посещаемости и пр. Поскольку основная масса скоропортящихся продуктов помещена в холодильные установки и морозильные камеры, подбирать кондиционеры не получится по стандартным характеристикам

Важно учесть тепловыделение каждого холодильного аппарата

Вентиляция магазина промышленных товаров обеспечивает минимально необходимую единоразовую вытяжку воздушных масс из торгового помещения. Это означает, что система за один час должна выбросить на улицу объем воздуха, который содержится в зале.

Чиллер-фанкойл для торгового центра

Это крупная климатическая система с большей территорией охвата. Принцип работы чиллер-фанкойл соответствует традиционному кондиционеру, однако имеет ряд существенных отличий.

• Во-первых, хладагентом в системе чиллер-фанкойл является вода, а не фреон.
• Во-вторых, для монтажа трубопровода используются обычные трубы, а не дорогостоящие, медные коммуникации.

Роль внутренних блоков в системе играют фанкойлы, расстояние до которых может достигать более 100 м. Протяжённость коммуникаций по схеме чиллер-фанкойл зависит только от мощности насоса. Количество внутренних блоков также варьирует, составляя до 120 шт. на 9 чиллеров (внешних блоков).

Чиллер-фанкойл — эффективная, но сложная система. Её установка — процесс трудоёмкий, требующий высокой квалификации и достаточного пространства для монтажа базовых элементов.

Уменьшение расходов на эксплуатацию

1. Внутренние тепловые поступления. Снижаются за счет оптимального расчета проекта системы вентиляции, отводящей тепло непосредственно от источников освещения, торгового оборудования и солнечной радиации.

2. Интенсивное время эксплуатации вентиляции с неполной нагрузкой. Для этого применяют устройства регулирования расхода воздуха, что снижает расходы на эксплуатацию и повышает КПД вентиляционной системы.

3. Экономичность системы кондиционирования и экологическая безопасность. Достигается за счет эффективного теплоутилизатора или комбинированной схемы с использованием местных кондиционеров и центральной вентиляции.

4. Оптимальные акустические требования. Крупные магазины отличаются комфортом и требуют низкого уровня шума. Современные кондиционеры характеризуются жесткими нормами по соблюдению звукового давления в здании, не более 25 дБ, что за порогом слышимости для людей. Учитывается степень отражения звука от крышных кондиционеров и соседних зданий, ограничение шумовых параметров на территории.

5. Использование экономичного «свободного охлаждения» в холодное время года и ночью. Применение децентрализованного охлаждения для уменьшения потерь в системах с чиллером.

6. Соответствие кондиционеров европейским стандартам и нормам. Все системы соответствуют стандартам ГОСТ, нормам СНиП, а также требованиям безопасности.

Сфера применения систем вентилирования и кондиционирования

Определимся с краткой характеристикой типов вентиляционных устройств для торговых центров.

Применяются комбинированные приточно-вытяжные установки. Они утилизируют теплоту, удаляемого воздуха и нагревают приточный воздух с помощью теплообменника. Конструкция комбинированных систем не занимает много места для размещения, в отличии от раздельных вентиляционных систем.

Вентиляция для конкретных помещений торгового центра

1. Торговые залы – вентиляция, совмещенная с центральным кондиционером и удалением избыточного тепла за счет чиллер-фанкойла с водоохлаждением или фреоновых охладителей.

2. Кинотеатры и прочие помещения с тепловыделением, исходящим от людей вентилируются с помощью притока воздуха с улицы, характеризуется небольшими удельными тепловыми избытками.

3. Помещения общественного питания, продовольственные залы нуждаются в точном расчете норм наружного воздуха и тепловых избытков.

4. Помещения малой площади – приточно-вытяжная вентиляция с подогревом и отдельно установленным кондиционером.
5. Гипермаркет площадью превышающим 400 м2 – приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла для снижения эксплуатационных и энергетических затрат.

6. Складские помещения – мощная приточно-вытяжная вентиляция с применением руфтопов (roof-top) крышных кондиционеров.

Оборудование для кондиционирования многофункциональных торговых центров

Крышный кондиционер (roof-top) – производит кондиционирование и вентиляцию с использованием для смешивания воздуха смесительной камеры, где регулируются соотношения внутреннего и наружного воздуха.

Чиллер – источник холодоснабжения, создает унифицированные климатические условия и поддерживает индивидуальные параметры характерные для конкретного помещения. Устанавливается на крыше, снабжает холодной водой фанкойлы многоэтажного здания.

Центральные кондиционеры – технологическая обработка воздуха: нагрев, увлажнение, осушка, очистка. Для работы совмещают с источниками теплоты и холода. Работает в режиме поддержания требуемой температуры круглый год.

Фанкойл – обычный конвектор, оборудованный вентилятором и двумя теплообменниками. Нагрев или охлаждение воздуха зависит от величины температуры жидкости в конвекторе. В процессе охлаждения помещения участвует чиллер. Система кондиционирования с помощью фанкойлов наиболее оптимальный и экономически энергоэффективное решение для микроклимата в торгово-развлекательных центрах.

Кассетные внутренние блоки VRF –монтируются в подвесной потолок, не крепят на стенах, не используют полезную площадь. Воздух распределяется равномерно на четыре стороны, благодаря чему помещение охлаждается без риска возникновения холодного воздушных потоков и сквозняков. Встроенный в конструкцию дренажный насос предотвращает от появления конденсата и появления капель воды на внутреннем блоке.

Почему необходимо составить проект?

Соблюдение необходимых норм и точный расчет нагрузки на систему кондиционирования избавляет пользователей от массы проблем. В процессе создания плана учитывается огромное количество факторов, которые могут повлиять на эффективность работы оборудования. Без учета этих нюансов функционирование звеньев системы кондиционирования может иметь недопустимо низкий КПД.

Грамотный подход к созданию проекта дает возможность реализовать ключевые задачи, к которым стоит отнести:

• поддержание оптимальной температуры и влажности в здании;
• выбор наиболее подходящей климатической и вентиляционной техники;
• возможность мультизональной настройки температурного режима;
• щадящая эксплуатация оборудования, которая способствует его износостойкости;
• организация правильного направления потоков движения воздуха;
• предельно низкое потребление электроэнергии для достижения заданных температурных режимов и пр.

При проектировании дополнительно учитываются и эстетические особенности установки кондиционера. Система, охлаждающая воздух, может быть филигранно вписана в интерьер, если к ее интеграции в помещение подойти грамотно и с опытом.

Эстетично вмонтированный кондиционер может оставаться практически незаметным для гостей и абсолютно не влиять на общую идею дизайна интерьера

Этап планирования системы кондиционирования нельзя пропускать, так как именно четкий план позволяет разработать действенную концепцию охлаждения любого помещения или целого здания, подготовить необходимые чертежи и конкретные задания для монтажных бригад, электриков и других специалистов.

Выбор кондиционера

В квартирах и небольших офисах чаще всего используются бытовые сплит-системы настенного типа. Это наиболее универсальный и относительно недорогой тип кондиционеров. Для коттеджей, офисов и квартир площадью свыше 100 м². имеет смысл рассмотреть вариант установки канального кондиционера  это второй по популярности тип сплит-систем. Мобильные же кондиционеры обычно приобретаются арендаторами, либо теми, кто не готов в «горячий» сезон ждать монтажа сплит-системы по 2–3 недели.

Для кондиционирования больших площадей (торговые залы, загородные дома, комплексы офисных помещений) могут потребоваться полупромышленные сплит-системы, и в этом случае лучше обратиться за помощью к специалистам.

Использование воздуха

По количеству используемого уличного воздухопотока центральные установки кондиционирования делятся на прямоточные, рециркуляционные, с частичной рециркуляцией.

Прямоточные

Отличаются использованием только наружного воздухопритока. Свежий поток забирается с улицы, проходит через систему фильтрации, дезодорирования, дезинфекции, увлажнения и т.д. По сети трубопроводов подается внутрь помещения в необходимом количестве. Применяется, когда повторное использование отработанного воздуха по определенным причинам невозможно:

• выделение токсичных паров от химических веществ, образование газов ядовитых жидкостей и т.д.;
• большое количество пыли, мелкодисперсной взвеси различных твердых веществ;
• болезнетворные бактерии, микроорганизмы, попадание которых в обработанный воздухопоток строго исключено;
• остаток в воздушных массах неприятных, резких запахов;
• испарения, выделение паров взрыво-, пожароопасных веществ.

Рециркуляционные

Представляют собой замкнутую сеть воздуховодов, по которой циркулирует один и тот же воздушный поток. Он забирается из помещения, очищается, осушается или увлажняется. Затем, обработанный, вновь поступает внутрь кондиционируемого пространства.

Использование рециркуляционной системы возможно, когда воздушные массы не насыщаются вредными, взрывоопасными парами, крупнодисперсной пылью, резкими запахами. Требуется лишь регуляция температурного, влажностного показателя. Свежий воздухоприток не требуется, либо компенсируется за счет других систем.

В случаях, когда невозможно обеспечить свежий приток, систему полной рециркуляции можно использовать при условии оснащения ее дополнительным оборудованием грубой очистки, более тонкой воздушной фильтрации. Это значительно увеличивает стоимость всей системы, что целесообразно только при невозможности установить другие варианты кондиционирования.

Чаще всего схемой полной рециркуляции оснащаются техпомещения с установленным производственным оборудованием, выделяющим большое количество тепла.

С частичной рециркуляцией

Предполагает одновременное использование наружного воздухопотока с рециркуляционным. Наиболее гибкая схема кондиционирования, которая может работать в трех режимах: прямоточном, полной рециркуляции, частичной рециркуляции в зависимости от требуемых показателей, качества наружного воздухопотока.

Применение подразумевает соблюдение некоторых условий:

• рециркулируемый воздухопоток не содержит вредных химических, токсичных испарений;
• объем вытяжного потока больше приточного;
• наружные воздушные массы по температурно-влажностным показателям должны приближаться к необходимым параметрам для притока. Иначе кондиционирование будет осуществляться по схеме полной рециркуляции с регулированием воздушного газового состава дополнительным оборудованием;
• минимальное количество свежего воздухопотока определяется санитарными нормами;
• степень добавления уличного воздушного потока зависит от его температуры, уровня влажности, которые должны максимально соответствовать требуемым параметрам.

Данные устройства делятся:

• центральные установки кондиционирования с первой рециркуляцией. Свежий воздух смешивается с рециркуляционным до камеры орошения. Это уменьшает расходы на обогрев, охлаждение подаваемого воздухопритока;
• центральные установки кондиционирования со второй рециркуляцией. Добавление уличного потока к рециркуляционному после камеры орошения.

Что нужно учитывать для составления проекта вентиляционной системы

На первом этапе предоставляется подробный поэтажный план всего здания, в где должны быть указаны все функциональные зоны, точную характеристику всех строительных материалов, которые будут участвовать в возведении объекта. Кроме того, нужно знать ориентацию постройки по сторонам света, планируемую посещаемость объекта строительства и особые пожелания заказчика, а также архитектурные особенности постройки. Учитывая все подробности можно составить проект таким образом, чтобы минимизировать затраты на монтаж вентиляции и кондиционирования. На втором этапе проектирования ведутся расчеты оптимальных микроклиматических параметров каждой зоны, рассчитывается производительность требуемого оборудования, и его месторасположение. Также делается планировка прокладки вентиляционных шахт и воздуховодов. Благодаря точным расчетам можно построить такую вентиляционную систему, которая будет максимально надежна и экономически выгодна для заказчика. Последний этап представляет собой готовое решение по оборудованию, его характеристикам, подробной схемой вентиляционной системы, и характеристиками воздуховодов. Кроме того, в готовом проекте должен находиться полный перечень монтажных работ.

Несколько вариантов готовых решений для торгового центра

• Магазин-склад оснащается мощной приточно-вытяжной системой вентиляции. Одним из вариантов, в качестве основного агрегата использовать несколько промышленных крышных кондиционеров. При такой системе подачи воздуха в помещение отпадает надобность в вытяжных воздуховодах, а приточные не будут иметь больших разветвлений. Для подогрева воздуха в отдельных помещениях в зимний период могут использоваться калориферы для вентиляции. Но такая система применима лишь на больших однообъемных помещениях, так как не имеет возможности регулировки климатических характеристик по отдельным зонам.
• В качестве основной приточной установки для оснащения торгового центра может использоваться центральный кондиционер, который имеет функциональную возможность подавать как охлажденный, так и подогретый воздух. Такие агрегаты собираются под заказ с определенными требованиями и техническими характеристиками. Центральный кондиционер имеет модульную структуру, в которую входят отдельные блоки: секция с вентиляторами, блок охлаждения, модуль нагрева воздуха. Кроме того, в нем обычно находятся блоки фильтрации, шумоподавления и увлажнения. Конструкция центрального кондиционера предполагает наличие внешнего модуля, поэтому их используют совместно с чиллер-фанкойлами, установленными на крыше здания.Это оборудование имеет множество преимуществ: они полностью безопасны, имеют возможность регулировки температуры выходящего воздуха, отдельно в каждой зоне, и не имеют никаких ограничений по длине воздуховодов.

Но торговый центр благодаря своей зональности имеет индивидуальные требования по характеристикам и обустройству вентиляционной системы, поэтому стандартных решений по выбору того или иного типа вентиляции не существует.

Расчеты для составления плана системы

Чтобы подобрать оптимальную мощность рабочего наружного блока и рассчитать количество внутридомовых, учитывается внутренняя и внешняя тепловая нагрузка на здание.

Внутренние тепловые нагрузки всегда имеют положительное значение и представляют собой тепловыделение от проживающих в доме людей, продуцирование тепловой энергии от бытовых приборов и источников освещения. В коммерческих или офисных помещениях к такой нагрузке на кондиционирующую систему добавляется тепло от энергоемкой техники, в зданиях производственного назначения – теплоотдача от горячих жидкостей, оборудования, а также тепло, выделяемое в процессе химических реакций.

Внешние тепловые нагрузки могут иметь как отрицательные, так и положительные характеристики. Поэтому наружная нагрузка представляет собой теплопоступления или теплопотери.

Наглядно проводники теплопотерь и теплопоступлений показаны на схеме выше. Красными стрелками отмечены потоки потери тепла, синими – проникновение холода в здание

Источниками подобной тепловой нагрузки выступают:

• солнечный свет, проникающий через стеклопакеты;
• тепло или холод, проводниками которых служат стены, оконные конструкции, пол, крыша и потолок;
• теплопотери и теплопоступления от приточной вентиляции.

Количественные показатели одного и того же вида наружной тепловой нагрузки могут меняться от положительных до отрицательных нагрузок в течение суток, например, при большой амплитуде перепада дневной и ночной температуры воздуха, и от сезона к сезону. Например, летом разница температуры на улице и в помещении незначительна, поэтому тепло проще проникает в здание. Зимой происходит обратный процесс, при котором тепло быстрее покидает сооружение.

Расчет тепловоздушного баланса позволяет подобрать нужное оборудование и спланировать подходящее место для установки кондиционера.

Современные кондиционеры способны при необходимости ощутимо прогревать воздух

Поэтому при проектировании системы кондиционирования важно учитывать и основные участки, на которых наблюдаются высокие теплопотери. При подсчетах обязательно учитываются ключевые факторы, которые влияют на поступление и потерю тепла:

При подсчетах обязательно учитываются ключевые факторы, которые влияют на поступление и потерю тепла:

• климатические особенности местности;
• материалы, из которых построено здание;
• толщина стен и наличие утеплителя;
• количество камер в стеклопакете и общая энергоэффективность оконной конструкции;
• ориентация здания по сторонам света;
• наличие оборудования и техники, продуцирующей тепло в процессе работы;
• количество проживающих или регулярно пребывающих в помещении людей;
• число комнат в квартире или доме и пр.

Исходя из этого, нетрудно понять, что максимально точно и грамотно подойти к плану будущей системы кондиционирования может только опытный профессионал, так как в процессе подготовки проекта нужно предусмотреть слишком много специфических нюансов.

Контроль над системой в автоматическом режиме

От крупного торгового центра до небольшого продуктового и овощного магазина за работой системы вентилирования и кондиционирования следит автоматика. В небольших по площади помещениях она поддерживает температуру воздуха. Например, устанавливается простой кондиционер или сплит-система, где выставляется температура, а автоматика включает/выключает устройство в нужное время.

В крупных торговых центрах и павильонах используется более сложная система автоматического контроля над системой вентиляции. Она состоит из датчиков, которые определяют температуру, содержание углекислого газа, влажность, скорость движения воздуха и уровень загрязнения фильтров. Датчики передают данные на центральный пункт, где в ручном или автоматическом режиме осуществляется контроль. Из него информация передаётся на микроконтроллеры, которые включают/выключают, ускоряют/замедляют вентиляторы, калориферы и другие устройства.

На пункт управления подаётся информация обо всех ошибка и сбоях. Оператор оповещается посредством звуковых или световых сигналов. Исправление нарушений в работе системы вентилирования выполняется вручную или средствами автоматики.