Решение вопроса кондиционирования в разных помещениях

Этапы проектирования

Нам повезло, и заказчик оказался совестный, поэтому рассчитывать воздухообмен в офисах получилось по теплоизбыткам, как и следует. Но был и случай, когда кроме чертежа нам не дали ничего, тогда воздухообмен рассчитывали по площади помещений , а на кондиционирование теплопритоки брали 100Вт/м2. Но это не совсем правильно, поэтому рассмотрим расчет вентиляции и кондиционирования офисов по нормам. Напомним, что в кабинетах должна присутствовать и приточная и вытяжная системы вентиляции, и отговорку «можно открыть окна» необходимо сразу-же пресекать. Не менее важным моментом является выбор: сделать поэтажную вентиляцию или же центральную. Ведь от этого зависит цена на эксплуатацию системы. К счастью, наш офис занял всего один этаж и над этим задумываться не пришлось. Немаловажную роль играет схема распределения воздуха. На данный момент наиболее правильной считается подача воздуха из-под пола сразу в рабочую зону.

Воздухообмен по теплоизбыткам

 Формула расчета по дополнению Ф наведена в статье «Расчет воздухообмена«, где расписаны все ее составляющие:

L=3,6•Q_изл/(ρ•c•(t_уд–t_пр)) (м3/час)

Формулы расчета теплопоступлений также известны, поэтому наведем реальный пример. 

Офис находился на последнем этаже здания, состоял из 5 кабинетов и кухни. И так, в кабинете работает 8 людей, в наличии 8 компьютеров, 2 принтера, 1 ксерокс, также одна внешняя стена в которой 2 окна и выход на лоджию с ориентацией на Восток.

Расчет приточно-вытяжной системы кондиционирования офисов

Имея приточно-вытяжную систему кондиционирования офисов мы выбрали схему подачи воздуха сверху вверх, дабы подаваемый воздух, доходя до рабочей зоны, успел перемешаться с внутренним.

Выбираем главную магистраль и производим аэродинамический расчет. У нас получилась такая таблица

Далее рассчитываются все остальные участки и увязываются. В этот момент уже может быть сделан чертеж разводки вентиляции по этаже. 

Подбор оборудования для системы кондиционирования офисов

Имея необходимую производительность и потери давления в системе, очень легко подобрать оборудование любой фирмы. В каталогах производителей шаг за шагом описано как подобрать нужный вам вентиляционный агрегат.

Сейчас не будем на этом останавливаться. Мы подобрали приточно-вытяжную установку с перекресточным рекуператором, электрическим нагревателем и теплообменником охлаждения прямого испарения с каплеуловителем. 

Она вполне соответствует необходимым характеристикам, а рекуператор позволяет экономить заказчику. 

Завершающий этап проектирования системы вентиляции и кондиционирования офисов

После подбора оборудования нужно его разместить и подобрать к нему автоматику. У нас вентустановка и ККБшки размещались на крыше.

Необходимо выполнить чертеж размещения оборудования, аксонометрическую схему и сделать спецификацию. На этом проект систем вентиляции и кондиционирования офисов можно считать завершенным. Чертежи в основном исполняются в программе AutoCAD, бывает в КОМПАСЕ. Большую популярность сейчас обретают MagiCAD  и Revit, которые помогают продемонстрировать заказчику систему в 3D. А в MagiCAD даже можно сделать аэродинамический расчет, или хотя бы посмотреть коэффициенты местных сопротивлений.

Существует множество вариантов исполнения систем кондиционирования и вентиляции воздуха. Мы также предлагали заказчику систему с фанкойлами, стеновые рекуператоры в каждый кабинет, кондиционирование сплит-системами и даже использование тепловых насосов. Поэтому не бойтесь экспериментировать в своих проектах! Только следите, чтобы не выходить за рамки принятых норм и бюджета.

Общая информация

Классификация кондиционеров начинается с назначения или места использования устройства. Изначально все модификации делятся на:

• бытовые;
• полупромышленные;
• промышленные (производственные).

В класс бытовой техники (RAC) относятся все сплит и мульти-сплит-системы, мощность которых не превышает 5 кВт — именно такие кондиционеры рекомендованы для использования в офисе или квартире небольшой площади. Достоинства таких систем заключаются не только в приемлемой стоимости: их внешнее исполнение не вредит интерьеру, а эксплуатация не вызывает сложностей.

Полупромышленная категория (PAC) включает сплит-системы всех видов, мощностью не менее 5 кВт. Также к этому классу относятся системы кондиционирования, когда несколько внутренних модулей любой модели, включая канальные, подсоединены к одному внешнему блоку.

Средняя мощность внешнего модуля позволит справиться с обслуживанием нескольких комнат, офисов или помещений большой площади без потери КПД. Внешний блок монтируется на фасаде, либо устанавливается на крышу здания, если это технически возможно.

Производственная или промышленная группа содержит все версии канальных систем мощнее 30 кВт, а также шкафные блоки различной мощности. Техника с такими характеристиками предназначена помещений большой площади – склады, рабочие цеха, выставочные залы, где важную роль играет не внешнее исполнение системы, а ее производительность.

Виды систем кондиционирования

Почему то так и нет общепринятой классификации систем кондиционирования. Поэтому попробуем объединить более распространенные классификации и сложить в одну.

по применению

• для обеспечения комфортных параметров. Применяются в местах пребывания людей, для обеспечения хорошего самочувствия. Эти системы можно встретить в кафе, офисах, торговых центрах и других административных или общественных зданиях.
• для поддержания технологических параметров. Применяют на производстве, для поддержания характеристик нужных для протекания технологического процесса. В качестве примера может служить кондиционирование молочных камер.

по месту размещения

• центральные. Такие системы находятся за пределами кондиционированного помещения. Могут обслуживать как одно так и несколько помещений. К их преимуществам относятся: 1) кроме функции нагрева и охлаждения могут нагревать, увлажнять и вентилировать воздух; 2) элементы, нуждающиеся в обслуживании находятся в одном месте; 3) возможность понижения шумовых показателей при помощи шумоглушителей; 4) возможность комплектации рекуператором. Огромным недостатком считаются большие габариты, из-за чего сужается область их применения.  
• местные. Устанавливаются непосредственно в кондиционируемом помещении. К плюсам относится простая и легкая установка, в следствии чего применяются в жилых комнатах, в серверных, в гостиницах, залах и т.д.

по наличию тепло- или хладагента

автономные. В конструкцию входят холодильные машины постачаются только электроэнергией (сплит-системы, шкафный кондиционер). Могут охладить и осушить или нагреть воздух не имея возможности его увлажнить или вентилировать. 

неавтономные. Холод и тепло поступает из вне. Возможна подача в комнату лишь воздух с уже необходимыми параметрами ( центральный кондиционер) или подавать тепло- и хладагент во внутренний блок ( система чиллер-фанкойл , центральный кондиционер с местными доводчиками).

по принципу работы

• комбинированные. Дозированный подмес внешних воздушныхмасс ( возможен при проектировании канального фанкойла или рециркуляционных вентустановок с неполной рециркуляцией).
• рециркуляционные. Воздух не покидает пределы комнаты, свежий не подмешивается (сплит-системы)
• прямоточные. Охлаждающий конструктивный элемент понижает температуру наружного воздуха и подает уже готовый в помещение.(например система вентиляции с компрессорно-конденсаторным блоком).

по производительности

• бытовые(RAC). К ним относятся разные виды сплит-систем производительностью до 6-8 кВт.
• полупромышленные(PAC). Это системы производительностью выше 8 кВт и ниже 20 кВт. Применяются для средних и больших помещений площадью от 60 до 300м2.
• промышленные(U). Используются для большого помещения или нескольких помещений, производительность выше 20 кВт (руфтопы, перцизионные кондиционеры и т.д.)

по конструктивному исполнению

• моноблочные. Модель состоит из одного блока. К ним относятся оконные и мобильные кондиционеры.
• сплит-системы. Имеющие внутренний и внешний блок.Могут быть различных видов.

по виду регулировки параметров

• с качественным регулированием. Еще называют однотрубное. Параметры микроклимата регулируют изменением температуры тепло- или хладагента.
• с количественным регулированием. Двухтрубное, где по паралельным каналам подается холодный и нагретый воздух и регулировка происходит смешиванием этих потоков.

по числу кондиционируемых помещений

• однозональные. Кондиционируют одну комнату (обычная сплит-система).
• многозональные. Обслуживают несколько зон в помещении или ряд комнат (мультисплит-система).

по классу обеспечения параметров кондиционирования

• 1 класс. Для поддержания нужных характеристик для технологического процесса на производстве.
• 2 класс. Для обеспечения оптимальных параметров микроклимата.
• 3 класс. Для создания микроклимата с параметрами допустимых характеристик.

Уверенны, что существуют и другие классификации систем кондиционирования, но эта наиболее полная и частовстречаемая среди всех.

Перейдя на другие статьи вы сможете более детально ознакомится с каждым из представленных видов систем кондиционирования.

Классификация систем кондиционирования

Если требуется осуществить циркуляцию воздуха в огромном здании, то необходимо воспользоваться соответствующей конструкцией. Системы центрального кондиционирования воздуха базируются на работе мощного охладительного датчика, который имеет в своем арсенале множество труб во все помещения.

Основополагающим кондиционером является тот, который имеет большие габариты. Это усложняет поиск нужного места для установки и эксплуатации. Но именно он справляется с регулированием температурного режима во всем здании. Достоинствами являются относительно малая стоимость и функциональное разнообразие. Изъяном считается сложное управление двойной изолированной конструкцией.

Приточная вентиляция

Обеспечивает поступление воздуха в помещение из естественного внешнего окружения. В зависимости от потребностей, воздух может:

• подогреваться или очищаться;
• дополнительно увлажняться;
• очищаться от пыли.

Конструкция приточной системы состоит из воздухозаборной решетки. Она устанавливается с внешней стороны здания, через неё происходит забор воздуха с улицы. Клапан с электроприводом регулирует включение, выключение системы. Если она выключена – воздух в неё не попадает. Фильтр защищает от мусора, насекомых, пыли. Калорифер устанавливают для подогрева климата в холодное время.

Рекуператор помогает экономить затраты на подогреве через использование теплых воздушных масс помещения. Вентилятор обеспечивает движение воздуха, является основным элементом конструкции. Для снижения уровня шума, комфорта работы в приточной системе предусмотрен шумоглушитель. Управляется аппарат ручным индикатором или автоматической системой.

Начало работ по проектированию системы кондиционирования воздуха

Чтобы начать проектные мероприятия, необходимо располагать:

• архитектурно-строительным планом строительного объекта;
• технологическим проектом (если проект разрабатывается для зданий производственного или торгового типа);
• предпочтениями и требованиями заказчика.

Эти данные служат основой для выполнения инженерных расчетов по внутреннему и внешнему температурным режимам, качеству обработки воздушного потока, нагрузкам на оборудование. После этого следует выбрать схему воздушного обмена.

Далее, на основании предпочтений заказчика выбирается оборудование: кондиционеры, сплит-системы, холодильные машины, теплообменники, трубопроводы и прочие обязательные комплектующие. На заключительном этапе происходит подготовка и выдача готовой проектной документации и сопутствующих документов.

Как можно классифицировать системы промышленной вентиляции

Системы промышленной вентиляции можно классифицировать по трем признакам.

По принципу работы: естественные и механические.

Естественные функционируют за счет разницы давления и температуры снаружи и внутри помещений. Для подачи чистого и отвода отработанного воздуха используют систему вентиляционных отверстий. Воздухообмен регулируют с помощью задвижек или форточек.

Такие системы не требуют больших финансовых вложений, но они малоэффективны, зависят от внешних факторов (времени года, давления) и подходят только для производств, где нет выброса вредных веществ. Фактически с их помощью можно контролировать только температуру и влажность в помещениях.

Механические или принудительные системы промышленной вентиляции работают с помощью специального оборудования и не зависят от внешних факторов. Их можно использовать на любых производствах. У систем больший радиус действия, они улавливают вредные вещества в местах выброса, не допуская распространения, и могут не только очищать воздух, но и подогревать, увлажнять или осушать его.

Механические системы промышленной вентиляции по решаемым задачам делят на общеобменные и местные.

Общеобменные осуществляют воздухообмен во всем помещении. Они удобны, если в цехах нет фиксированных рабочих мест или вредные для здоровья вещества в небольшой концентрации равномерно занимают все пространство.

Местные системы промышленной вентиляции выполняют воздухообмен на отдельных участках производственного помещения. Они эффективны, если имеются точечные очаги выбросов вредных веществ, распространение которых недопустимо.

Механические системы промышленной вентиляции по используемой технологии и принципу подачи воздуха делят еще на три вида: приточные, вытяжные и приточно-вытяжные.

Особенности приточной промышленной вентиляции

При использовании приточной вентиляции воздухообмен обеспечивается за счет нагнетания чистого воздуха в помещения, а отток выполняется естественным образом за счет разницы давлений в помещении и вне его. Такие системы подходят для производств без выделения вредных веществ или при выделении их в малом количестве.

Особенности вытяжной промышленной вентиляции

В этом случае обеспечивается принудительный отвод загрязненного воздуха из помещений. Приток воздуха выполняется естественным путем в результате падения давления в вентилируемом помещении.

Эти системы оптимальны для очистки воздуха от высокотоксичных веществ и удобны для удаления лишней влаги, углекислого газа или неприятных запахов, но их помощью нельзя регулировать параметры поступающего воздуха.

Особенности приточно-вытяжной промышленной вентиляции

При использовании таких систем приток и вытяжка воздуха выполняются принудительно. В результате обеспечивается качественный и эффективный воздухообмен с очисткой воздуха и регулированием его температуры и влажности. При этом могут быть реализованы две схемы распределения воздуха: перемешивание или вытеснение.

При перемешивании чистый воздух подается в помещение с верхних точек, перемешивается с отработанным и выводится через воздухораспределительные решетки.

При вытеснении снизу подается чистый воздух, вытесняет отработанный и удаляется через воздухораспределительные решетки.

Процесс кондиционирования воздуха

Даже в теплое время года проблематично осуществить простой обмен воздуха без применения специальных приборов. Поэтому целесообразно использовать дополнительное оборудование.

Летом воздух увлажненный и теплый. Кондиционирование обеспечит ему очистку и установление более низкой температуры. Например, подойдут сплит-системы, промышленные кондиционеры и чиллер-фанкойл.

Зато в холодное время года воздух морозный и менее влажный. Естественно, не забывайте о фильтрации. Однако еще нужно подогревать и увлажнять воздух, с чем успешно справляется калорифер, гарантируя повышение температуры до комфортного уровня.

Процесс этот часто обеспечивается за счет смешивания: холодные потоки сочетаются с теплыми. Воздух охлаждается в специальных камерах за счет попадания небольших капель воды.

Есть еще и помещения, которые требуют особого подхода к организации вентиляции. К примеру, в спортивных залах с бассейнами постоянно испаряется вода, повышая уровень влажности.

С бассейнов испаряется вода, которая конденсируется на стенах и потолке помещения. Правильная вентиляция позволяет предупредить чрезмерную влажность

Решить такие проблемы предназначены осушители. Недостаток последних — отсутствие вентиляции. Воздух остается в помещении, но уменьшается уровень влаги. Поэтому падает концентрация кислорода, что отрицательно сказывается на самочувствии людей.

Охлаждение и нагрев воздуха в центральной системе кондиционирования

Процесс охлаждения воздуха может быть выполнен двумя вариантами:

• Холодной водой от чиллера.
• Внешним компрессорным блоком, работающим на фреоне.

Что касательно чиллеров, то тут все понятно: вода охлаждается этим устройством, которому проходит водяной контур, и подается в теплообменник центрального кондиционера. В свою очередь, вентиляторы, обдувая охлажденный теплообменник, подают воздушные потоки уже более низкой температуры.

Внешний компрессорный блок, как правило, устанавливаемый на крыше, соединен с теплообменником-испарителем внутри центрального кондиционера фреоновыми магистралями. Далее его работа ничем не отличается от работы обычной сплит-системы. В компрессорном блоке фреон сжимается и подается по магистрали к теплообменнику. На входе в кондиционер, он имеет температуру не менее 70С° и находится в жидком состоянии. Поступая в испаритель, газ дополнительно подогревается теплыми воздушными потоками и закипает. При испарении фреона выделяется холод, понижающий температуру теплообменника, а воздушные потоки, которые проходят через него остывают и подаются по воздуховодам в помещения.

Нагрев воздуха также происходит двумя способами: подключенной к кондиционеру системой отопления или электрическим калорифером.

В принципе, и то и другое устройство действует по одному принципу: нагревается теплообменник либо горячей водой отопления, либо электрическим ТЭНом. Через ТЭН проходит поток воздуха, который нагревается и подается по воздушным каналам в помещения.

Достоинства и недостатки систем центрального кондиционирования

Самый большой плюс в использовании климатического комплекса заключается в том, что он в состоянии обеспечить комфортный микроклимат в целом здании, с множеством отдельных помещений разной площади. Кроме того, такая вентиляция одна из самых эффективных. Благодаря ее конструкции воздух обрабатывается и приобретает заданные параметры: подогрев или охлаждение, увлажнение, осушение и эффективная очистка. В связке с рекуператором такой климатический комплекс достаточно экономичен.

Кроме того, такие климатические комплексы надежны и долговечны. Большинство изготовителей гарантирует их бесперебойную работу в течение 40 тыс. часов.

Но такая, вроде бы идеальная система имеет три существенных недостатка:

• Высокая стоимость. Конечно, для крупных объектов ее стоимость не представляет особых проблем, но вот использовать ее в частном доме довольно дорого. Там подойдут канальные кондиционеры или обычные сплит системы.
• Сложность монтажа воздушных каналов. Эта работа трудоемкая и довольно затратная.
• Периодическое обслуживание. Дело в том, что на крупных объектах есть постоянные люди, которые находятся в штате. Если постоянного человека нет, то для периодического сервисного обслуживания, а тем более в случае поломки, вам придется подключать сервисную компанию, услуги которой могут обойтись очень недешево.

Местная вентиляция

Местной вентиляцией называется та, что выводит отработанные газы или направляет свежие в какой-то определённой зоне. Воздухообмен может быть вытяжным или приточным. Местной приточной необходимо намного меньше энергозатрат, чем общей. Её довольно часто устанавливают в различных производственных помещениях, где нужно постоянное обновление газов. Также она способна снизить уровень влаги и температуры.

Использование устройства для местного вентилирования актуально в разных производственных областях. Способно создать удобные и комфортные условия для работников, так как удаляет все вредные вещества, как только они образовались.

Если необходимо выводить отработанные газы из большого помещения или всего цеха, то местный тип не сможет эффективно выполнять свои функции. Его целесообразно применять лишь локально, где концентрация вредных веществ наибольшая.

Фото

Искусственная вентиляция производственных помещений — Функции

• очистка климата от вредных примесей;
• привлечение чистого воздуха из внешнего источника;
• допустимая концентрация в помещениях пыли, дыма, газов;
• обеспечение комфортного для роботы режима температуры, влажности.

Вентилирование предотвращает появление, распространение различных инфекций передающихся через воздух. Обеспечивает безопасность людей, производимых пищевых продуктов.

Преимуществом искусственной вентиляции производственных помещений является предотвращение попадания вредных веществ в микроклимат. А также она позволяет поддерживать в помещении нормальный уровень температуры, влажности независимо от внешних погодных условий.

Преимущества и недостатки бытовых систем кондиционирования

Главным недостатком обычных кондиционеров является высокий расход электроэнергии.  В частном доме целесообразнее устанавливать мульти сплит-системы. Они позволяют снизить чек на электричество в два раза.

Также существуют мульти сплит-системы, отрегулированные на экономию энергии. Принцип их работы заключается в автоматическом снижении производительности по достижению заданной температуры. При этом на качестве охлаждения этот факт никак не сказывается.

Установка принудительной приточной вентиляции в коттедже оправдана при большой площади (свыше 150 кв.м.) помещения и неблагоприятного района расположения дома. Такую систему также целесообразно снабдить рекуперацией, позволяющей в холодное время года экономить электроэнергию на обогрев наружного воздуха посредством отдачи тепла от удаляемого из помещения отработанного воздуха. Установка дополнительных очистных фильтров разной степени пылеулавливания позволит снизить затраты на замену более дорогих фильтров для мелкой пыли.

Планирование общеобменной системы должно производиться на стадии проектирования дома. Это позволит эргономично и грамотно произвести разводку всех точек притока, оттока и снизить затраты денежных средств от отсутствия просчётов.

Важным условием выполнения качественного проекта является обращение к специализирующейся в этой области фирмы. Не стоит надеться на собственную грамотность, не потому, что вы бездарность или что-то в этом роде. Небольшие просчёты могут при эксплуатации обернуться постоянными проблемами и дополнительными тратами.

Вытяжная вентиляция

Вытяжка – прибор для обустройства общеобменной вытяжной вентиляции.  Она устанавливается как воздуховод с вентилятором  в вытяжной канал или у окна. Необходимо учитывать, что при длине воздуховода до 40 метров и утрате давления до 40 кг на метр квадратный осевой вентилятор заменяется на центральный.

Системы циркуляции для производственных помещений, как правило,  работают в паре с другими вентиляционными устройствами, что более эффективно. Чаще всего механическая дополняется естественной.

Для правильной установки системы вентиляции воздуха в производственных помещениях необходимо создать специальный индивидуальный для каждого объекта проект.

Кондиционирование небольшого офиса

1. Настенная сплит-система 

Настенная сплит-система является одним из наиболее популярных решений при кондиционировании небольших офисных помещений (до 70 м²). Настенный кондиционер состоит из 2-х блоков: внутреннего и внешнего, которые соединяются с помощью медного трубопровода. Внутренний блок устанавливают в помещении, наружный блок выносится на крышу, балкон, фасад и так далее. Именно в наружный блок встроен компрессор, основной источник шума, поэтому в помещении сплит-системы никакого шума не производят.

К достоинствам этого варианта может отнести небольшие размеры, простоту конструкцию, низкий уровень шума, высокую эффективность, простую и оперативную установку.

Но есть и некоторые недостатки. Один настенный кондиционер способен обслуживать только одно помещение. Если вы хотите обеспечить кондиционирование сразу нескольких помещений, придется приобретать и устанавливать сразу несколько сплит-систем (по числу помещений).

2. Кассетная сплит-система 

Не просто эффективны, но и привлекательны. Внутренний блок кассетной сплит-системы прячется под подвесным потолком, таким образом, не вносит дисгармонию в существующий интерьер помещения.

Кроме того, благодаря своему удачному расположению кассетные сплит-системы способны обеспечивать равномерный воздухообмен в помещении, распределяя воздух по 4-ем направлениям. Однако установить такие системы можно только в помещениях с высокими потолками — при монтаже кассетных систем будьте готовы к тому, что значительная часть высоты помещения будет «съедена».

Выводы и полезное видео по теме

Как бороться с тяжелой атмосферой в помещении:

Мы рассмотрели обязательные и допустимые параметры микроклимата в некоторых категориях зданий, а также в каких помещениях должна быть, и какая именно, вентиляция. Как видите, в большинстве случаев они отличаются. Единое требование — где-бы не находились, они должны соответствовать действующим нормативам. Соблюдение норм — гарантия безопасности жизни и здоровья людей.

Разумеется, мы дали вам лишь общие представления, озвучить в одной статье по каждому пункту все точные требования невозможно. Тем более, что они зачастую индивидуальны по габаритам зданий, их геометрии, расположению залов и так далее. Если вам нужно разработать качественную вентиляцию или кондиционирование, следует обращаться в опытные фирмы с лицензией, также как и для того, чтобы доказать, что ваши права на комфортный микроклимат в каком-либо случае нарушаются.

А вы сталкивались с проблемами микроклимата? Или может быть проектировали систему воздухообмена? Делитесь своим опытом и задавайте интересующие вас вопросы в комментариях.