Лекции по дисциплине «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение»



страница1/9
Дата14.07.2016
Размер1.46 Mb.
ТипЛекции
  1   2   3   4   5   6   7   8   9
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

Лекции по дисциплине «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение»
(направление «Строительство», профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция»)

Владимир


2013

Введение к курсу лекций

Кондиционирование воздуха зданий и сооружений является одним из основных разделов строительной науки и техники. Системы кондиционирования воздуха обеспечивают поддержание внутренних климатических условий в помещениях жилых, общественных, производственных зданий. Определенное состояние воздуха является необходимым, а часто и решающим условием для осуществления многих, особенно новейших технологических процессов. Создание в медицинских учреждениях чистой, стерильной воздушной среды с заданными температурными и влажностными условиями является важной составляющей успешного лечения людей. Большое значение имеет создание строго заданного температурно-влажностного режима в животноводческих сооружениях и объектах для переработке и хранению сельскохозяйственной продукции. Существенное значение имеет СКВ для обеспечения безотказной работы ЭВМ, а также при выполнении исследований в области биологии, физики, химии, при работе с радиоактивными веществами и при хранении измерительных эталонов и при работе с ними. Для сохранения культурных и исторических ценностей поддерживаются определенные климатические условия, которые создаются системам кондиционирования воздуха.

Дисциплина кондиционирования воздуха по учебному плану относится к вариативной части общепрофессионального цикла.

Целью дисциплины «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение зданий» является: приобретение студентами систематических знаний основных положений теории тепловлажностной обработки воздуха в системах кондиционирования воздуха. Изучение вариантов технических решений современных систем кондиционирования воздуха, ее отдельных подсистем, принципов выбора технического решения на основе учета многочисленных требований, положений расчета отдельных элементов СКВ, основ холодильной техники для систем кондиционирования воздуха.

Задачи дисциплины «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение зданий» - сформировать общее представление о процессах изменения состояния воздуха и их реализации в аппаратах СКВ, о постановке и методах решения задачи расчета тепломассообмена в аппаратах СКВ, о выборе принципиальных схем обработки воздуха в однозональных и многозональных СКВ, об источниках холода в СКВ, принципах их работы, способах расчета, о тепло- и холодоснабжении аппаратов центральных и местных СКВ, об основных положениях автоматического регулирования в СКВ, о направлениях энергосбережения в СКВ; - научить студента умению использовать теоретические положения и методы расчета в процессе проектирования и эксплуатации систем кондиционирования воздуха.

Дисциплина «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение зданий» базируется на знаниях, умениях и навыках, приобретенных в ходе изучения дисциплин: «Механика жидкости и газа», «Теоретические основы теплотехники (техническая термодинамика и тепломассообмен)», «Архитектура и строительные конструкции», а также на «Основы обеспечения микроклимата здания (включая теплофизику здания)», «Вентиляция» и «Отопление», и служит основой для изучения дисциплин профильной направленности.

При изложении материала учитывалось наличие в учебном плане смежных дисциплин, что позволило сделать изложение более компактным и целенаправленным.

При изучении дисциплины 40 часов отводится на самостоятельную работу студентов.


Лекция 1
Общие сведения

План лекции

а) Определение кондиционирования воздуха.

б) Комфортное и технологическое кондиционирование воздуха.

в) Принципиальная схема кондиционирования воздуха.

г) Структурная схема системы кондиционирования воздуха

Кондиционирование воздуха – автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты и скорости движения) с целью обеспечения главным образом оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечения сохранности ценностей.

Кондиционирование воздуха следует принимать:

- для обеспечения параметров микроклимата и чистоты воздуха, требуемых для технологического процесса по заданию на проектирование; при экономическом обосновании или в соответствии с требованиями специальных нормативных документов;

- для обеспечения параметров микроклимата в пределах оптимальных норм (всех или отдельных параметров) по заданию на проектирование;

- для обеспечения необходимых параметров микроклимата в пределах допустимых норм, когда они не могут быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного охлаждения воздуха.

При кондиционировании скорость движения воздуха допускается принимать в обслуживаемой или рабочей зоне помещений (на постоянных и непостоянных рабочих местах) в пределах допустимых

Кондиционирование осуществляется комплексом технических средств, называемым системой кондиционирования воздуха (СКВ). В состав СКВ входят технические средства приготовления, перемещения и распределения воздуха, приготовления холода, а также средства хладо- и теплоснабжения, автоматически, дистанционного управления и контроля. СКВ больших общественных и производственных зданий должны обслуживаться комплексными автоматизированными системами управления.

Основное оборудование для приготовления и перемещения воздуха агрегируется в аппарат, называемый кондиционером. В отдельных случаях все технические средства для кондиционирования воздуха смонтированы в кондиционере, тогда понятие СКВ и кондиционер становятся однозначными.

Кондиционирование воздуха подразделяется на комфортное и технологическое.

Комфортное кондиционирование предназначено для создания и автоматического поддержания температуры, относительной влажности, чистоты и скорости движения воздуха, отвечающих оптимальным санитарно-гигиеническим требованиям.

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.

Основные санитарно-гигиенические требования регламентируются: ГОСТ 12.1.005-88. «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»; СНиП 41-01-2003. «Отопление вентиляция и кондиционирование»; ГОСТ 30494. «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»; СНиП 31-03-2001 «Производственные здания»; СНиП 31-06-2009 «Общественные здания и сооружения» и др. материалы.

Технология одних производств выдвигает требования точного поддержания температуры воздуха в помещении (прецизионные цеха, инструментальные, лаборатории контроля качества и т.д.). В других производственных помещениях требуется заданное поддержание относительной влажности воздуха (текстильные производства, изготовление фото – кинопленки, полиграфическое дело и т.д.). Производство таких пищевых продуктов, как пиво, вино, хлеб, кондитерские изделия, молоко, мясо, рыба и т.д. требует поддержание комплекса параметров температуры, относительной влажности воздуха. Технология особых производств (фармакология, производство продуктов питания, электронных микросхем и т.д.) требует высокую чистоту воздуха.

Особое значение имеет поддержание температуры и относительной влажности в музеях, архивах, библиотеках для сохранение памятников культуры, старинной мебели, ценных книг, рукописей, тканей и т.д.

Принципиальная схема системы кондиционирования воздуха представлена на рис. 1. На приточный воздух возлагается функция регулирующего воздействия на тепловлажностное состояние помещения. Изменяется также температура и относительная влажность наружного воздуха, поэтому воздуху, прежде чем подать его в помещение, необходимо придать определенное состояние (заданные кондиции). Его необходимо очисть, охладить и осушить летом, нагреть и увлажнить зимой. Тепловлажностная обработка воздуха является основным процессом.

Наружный воздух забирают через воздухозаборное устройство (рис.1).

В кондиционере он очищается в фильтрах, смешивается, если это целесообразно, с рециркуляционным воздухом, проходит регулируемую тепловлажностную обработку в специальных секциях. По пути в помещение он может проходить дополнительную обработку в доводчиках. Воздух поступает в помещение через воздухораспределительные устройства, обеспечивающие его требуемую подвижность в обслуживаемой или рабочей зоне помещения. Приточный кондиционированный воздух выполняет в помещении свои регулирующие функции и замещает отработанный воздух. Воздух через вытяжные устройства удаляется из помещения вытяжным вентилятором в атмосферу, а частично направляется на рециркуляцию в кондиционер.


Рис 1.Принципиальная схема системы кондиционирования воздуха



  1. воздухозаборное устройство, 2 – рециркуляционный воздуховод, 3 –установка кондиционирования воздуха, 4 – приточный вентилятор, 5 – доводчик, 6 – система распределения воздуха, 7 – помещение, 8 – система удаления воздуха, 9 – вытяжной вентилятор, 1- - канал для выброса воздуха.

Основными элементами схемы СКВ (рис.2) являются воздухозаборное устройство, установка кондиционирования воздуха, система подачи и распределения воздуха в помещении и система удаления и рециркуляции воздуха. Обслуживающие и дополнительные системы и устройства – это системы теплоснабжения, холодоснабжения, водоснабжения (водоподготовки и дренажа), электроснабжения. Отличительной



c:\users\светлана\documents\безымянный-1.png
Рис. 2 Структурная схема системы кондиционирования воздуха

ВЗУ – воздухозаборное устройство, П – помещение, САР – система автоматического регулирования, САУ – система автоматического управления, СРВ – система распределения воздуха, СРЦВ – система рециркуляции воздуха, СТС – система теплоснабжения, СУВ – система удаления воздуха, СУЭ - система утилизации энергии, СХС – система холодоснабжения, СЭС – система энергоснабжения, УКВ – система кондиционирования воздуха.


особенностью СКВ является то, что она имеет автоматизированную систему, обеспечивающую режим ее работы и регулирование. В современных условиях СКВ, как правило, включает систему утилизации тепла, холода, использования нетрадиционных источников энергии. Вся эта сложная совокупность устройств для поддержания режима работы с заданной обеспеченностью при минимальном расходовании энергии должна иметь систему автоматизированного управления.

Из рассмотрения принципиальной и структурной схемы СКВ следует, что весь комплекс ее технических устройств можно представить в виде двух взаимосвязанных контуров (рис.3).


c:\users\светлана\documents\безымянный-22.png
Рис.3 Главный I и дополнительный II контуры системы кондиционирования воздуха

  1. установка кондиционирования воздуха, 2 – система воздуховодов и устройств для забора, распределения, удаления и рециркуляции воздуха, 3 – помещение, 4 – распределительные сети СХС, СВС, СТС, СЭС, 5 – генераторы тепла и холода, системы подачи воды и электроэнергии.

Главный контур I, в котором обрабатывается и перемещается кондиционируемый воздух, состоит из трех основных элементов установки кондиционирования (тепловлажностной обработки) воздуха; системы воздуховодов и устройств для забора, распределения, удаления и рециркуляции воздуха; помещения, как объекта регулирования.

Дополнительный контур II (система тепло- и холодоснабжения) в свою очередь состотит также из трех основных элементов той же установки тепловлажностной обработки воздуха; распределительной системы тепло- и холодоснабжения; источников тепла и холода (теплообменники, холодильная установка).

Установка тепловлажностной обработки воздуха является одновременно элементом и главного и дополнительного контуров.


Тесты к лекции 1

Для чего предназначены технологические СКВ.

1.Для обеспечения параметров воздуха, в максимальной степени отвечающих требованиям производства.

2. Для создания санитарно-гигиенических условий, необходимых для нахождения людей.

3.Для создания условий, отвечающих требованиям СНиП 41-01-2003.

Сколько взаимосвязанных контуров существует в принципиальной и структурной схеме СКВ?

1.Не существует ни одного контура.

2. Существует два контура.

3.Существует четыре контура.

Для чего применяется рециркуляция воздуха в СКВ?

1.С целью увеличения кратности.

2.С целью экономии расхода воды.

3.С целью экономии тепла или холода.

Используются ли в центральных СКВ поверхностные воздухоохладители?

1.Да, в блоках тепломассообмена.

2.Да, в камерах ОКФ.

3.Да, если температура наружного воздуха больше 30 0С.

4.Нет, они вообще в СКВ не применяются.

Лекция 2

Требования к системам кондиционирования воздуха

План лекции

а) Санитарно-гигиенические требования

б) Строительно-монтажные и архитектурные требования

в) Эксплуатационные требования

г) Экономические требования

е) Технические требования
К системам кондиционирования воздуха предъявляются санитарно-гигиенические, строительно-монтажные и архитектурные, эксплуатационные и экономические, технические требования.

Санитарно-гигиенические требования. В соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями в обслуживаемых помещениях системы кондиционирования воздуха должны обеспечивать заданные внутренние условия – температуру, относительную влажность, газовый состав, чистоту и подвижность воздуха. Система организации воздухообмена в помещении должна исключать существование застойных зон и зон повышенной подвижности, обеспечивать равномерность распределения температуры, влажности и подвижности воздуха в рабочей зоне. Воздушные потоки направляются из помещений с более высокими требованиями к параметрам воздушной среды в сторону помещений с менее высокими требованиями. Уровень шума от работающего оборудования не должен превышать допустимых значений.

Строительно-монтажные и архитектурные требования. Строительно-монтажные и архитектурные требования включают в себя: сокращение площадей для оборудования систем кондиционирования и их элементов; эстетическую увязку элементов системы кондиционирования с интерьером помещений, обеспечение минимальных затрат времени на монтаж, испытание и наладку систем в возможностью позонного ввода их в эксплуатацию; увязку работ по сооружению конструкции зданий с монтажом систем кондиционирования; звуко- и виброизоляцию, а также противопожарные мероприятия.

Строительно-монтажные и архитектурные требования, связанные с размещением в здании основных и вспомогательных систем кондиционирования воздуха, необходимо учитывать при планировке здания, разработке интерьеров и оформлении фасадов. Система кондиционирования воздуха и ее подсистемы в большей или меньшей степени требуют места для установки оборудования и прокладке инженерных коммуникаций (воздуховодов, трубопроводов, электрических проводок) и, таким образом, занимают строительный объем и должны предусматривать возможность обслуживания. Это могут быть отдельные помещения для размещения центральных установок в подвале, на техническом этаже под крышей или между этажами, площадки на крыльце или во дворе здания, пространство подшивного потолка, фальшпола. Отдельные элементы СКВ – воздухораспределители, внутренние блоки, фанкойлы, панели отопления и охлаждения – всегда будут видимы в помещении. Эти элементы должны гармонировать с интерьером, не должны быть источником шума в помещении. Часть элементов (чиллеры, конденсаторы, воздухозаборные устройства, наружные блоки, охладители конденсаторов и т.д.) оказываются видимыми снаружи здания, влияют оформление фасадов здания. Также при этом необходимо, чтобы статические и динамические нагрузки от оборудования СКВ не превышали максимально допустимой нагрузки для несущих конструкций перекрытия, фундаментов или отдельных площадок для размещения оборудования, габариты оборудования должны быть согласованы с размерами монтажных проемов.



Эксплуатационные требования. Разнообразны и эксплуатационные требования, в которые входит: легкость переключения с одного режима работы на другой (в том числе и на оптимальное функционирование); блокировка системы с целью обеспечения возможности их функционирования при выходе из строя одного из кондиционеров; индивидуальное поддержание в каждом из обслуживаемых помещений требуемых параметров воздушной среды (проектирование пофасадных и позонных систем); установка оборудования в ограниченном числе мест; доступность его обслуживания и ремонта; устройство модульных систем, предусматривающих возможность сохранения системы при реконструкции зданий и при возможных изменениях технологии производства; герметичность воздуховодов, запорно-регулирующих устройств и других элементов.

Эксплуатационные требования состоят в надежности и управляемости системы. Надежность работы СКВ особенно важна при технологическом кондиционировании воздуха, когда недопустимы отказы по условиям протекания технологического процесса. Надежность зависит от типа системы и ее подсистем. Надежность – это свойство объекта, выполняющего заданные функции, сохранять во времени свои эксплуатационные показатели в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования.

Надежность системы, состоящей из отдельных групп элементов (центральный кондиционер, холодильная машина, теплообменники, насосные станции и т.д.) можно рассматривать как в целом, так и ее отдельные элементы (вентиляторы, фильтры, компрессоры и т.д.). Отказ даже небольшого элемента может привести к полному отказу системы. Для повышения надежности следует предусматривать резервирование оборудования или его отдельных элементов: электродвигателей, компрессоров и т.д.

Экономические требования. Экономические требования состоят в разумных затратах средств на функционирование СКВ. Затраты складываются из единовременных и эксплуатационных затрат. Единовременные затраты включают стоимость СКВ, источников теплоты, холода, системы водоподготовки, системы тепло – и - холодоснабжения, электроснабжения, автоматического регулирования, строительного объема, занимаемого основным оборудованием и вспомогательными элементами. Эксплуатационные затраты состоят из стоимости электрической и тепловой энергии, стоимости топлива, воды и водоподготовки, стоимости ремонта и межремонтного обслуживания, амортизации оборудования, непосредственно связанной с ожидаемым сроком службы системы, заменой оборудования или ее отдельных компонентов, стоимостью обслуживания и т.д.

Применение элементов системы кондиционирования воздуха, обеспечивающих экономию электроэнергии и топлива: энергосберегающие вентиляторы, чиллеры, насосы, оборудование регенерации теплоты удаляемого воздуха, использование потенциала наружного климата, тепловых насосов, аккумуляторов теплоты неизбежно связано с увеличением единовременных затрат на систему кондиционирования воздуха.



Технические требования. Технические требования состоят в том, чтобы СКВ соответствовала требуемой производительности по воздуху, холоду, теплоте согласно заданному уровню требований к обеспеченности параметров микроклимата, в согласованной работе СКВ с системами, определяющими ее функционирование – источниками холода, теплоты, воды, электроэнергии; другими системами инженерного оборудования – освещения, отопления, горячего водоснабжения, в безопасности для жизнедеятельности.

Производительность системы должна быть определена точным расчетом при максимальных нагрузках. Сама система и ее подсистемы (тепло – и - холодоснабжения, водоснабжения и электроснабжения) должны предусматривать возможность гибкого изменения производительности при изменяющихся нагрузках. Требования по экологии и пожарной безопасности должны быть учтены при выборе типа системы.


Тесты к лекции №2

Какой тип теплоутилизатора применяют для любой СКВ, т.е. является универсальным?

1.Теплоутилизатор с промежуточным теплоносителем

2.Рекуперативный теплоутилизатор

3.Регенеративный теплоутилизатор

4.Вообще не известен

Лекция 3

Основные типы кондиционеров
План лекции
а) Кондиционеры сплит-систем

б) Канальные кондиционеры и кондиционеры сплит-систем с приточной вентиляцией.

в) Системы кондиционирования воздуха с чиллерами и фанкойлами

г) Крышные кондиционеры

д) Центральные кондиционеры
Кондиционеры сплит-систем. Для кондиционирования воздуха жилых и общественных помещений наибольшее распространение получили кондиционеры сплит-систем

Которые состоят из внешнего блока (компрессорно-конденсаторного агрегата) и внутреннего блока (испарительного). Во внешнем блоке находится компрессор, конденсатор и вентилятор. Внешний блок может быть установлен на стене здания, на крыше или чердаке, в подсобном помещении, т.е. в таком месте, где горячий конденсатор может обдуваться атмосферным воздухом. Внутренний блок устанавливается непосредственно в кондиционируемым помещении и предназначен для охлаждения или нагревания воздуха, фильтрации его и создания необходимой подвижности воздуха в помещении. Блоки соединены между собой двумя медными трубками в теплоизоляции, которые проводятся, как правило, в подвесных потолках, за панелями или закрываются декоративными пластиковыми коробами и применяются для кондиционирования помещений от 15 до 140 м2. Основными преимущества кондиционеров сплит-сиситем является относительная простота конструкции, позволяющая получать достаточно низкую стоимость кондиционера при быстрой и легкой его установке. Недостатком таких кондиционеров считается невозможность подачи в помещения свежего воздуха. Только модели большой мощности и настенно-потолочного типа позволяют организовать подмес небольшого количества свежего воздуха (до 10%). Типы кондиционеров сплит-систем представлены на рис. 4.



Рис.4 Типы кондиционеров сплит-систем
Наибольшее распространение получили настенные кондиционеры, в которых к одному наружному блоку один внутренний блок. При кондиционировании нескольких соседних с комнат могут использоваться модели, в которых к одному наружному блоку подключены два-четыре внутренних блока. Такие системы называются мультисплит-системы.

Для кондиционирования здания, имеющего большое количество помещений с разными тепловыми нагрузками, изменяющими в течении суток, были разработаны многозональные системы с изменяющимся расходом холодильного агента. Такие системы позволяют к одному наружному блоку подсоединять до 16 внутренних блоков не только различной мощности, но и различного конструктивного исполнения. Кроме того, блоки могут включаться и работать независимо друг от друга, причем часть их – на режиме охлаждения, а часть – на режиме обогрева.



Канальные кондиционеры и кондиционеры сплит-систем с приточной вентиляцией. Канальные кондиционеры предназначены (рис. 5), для кондиционирования нескольких помещений одновременно. Канальный кондиционер, прежде всего, рассчитан на работу в режиме рециркуляции. Внутренние блоки канальных кондиционеров устанавливаются за подшивным потолком, воздух раздается воздуховодами по отдельным помещениям. Внутренний блок канального кондиционера имеет более простую конструкцию, так как к нему не предъявляются требования дизайна в отличие от кондиционеров сплит-систем. Воздух забирается из помещения через заборную решетку, проходит внутренний блок и системой воздуховодов снова подается в помещения через распределительные решетки. Блок имеет более мощный вентилятор, позволяющий преодолеть сопротивление распределительных воздуховодов и решеток. Канальный кондиционер состоит из двух блоков: компрессорно-конденсаторного (наружного блока) и испарительного (внутреннего блока).

Рис.5 Размещение внутреннего блока канального кондиционера


Более широкими возможностями и преимуществами обладают кондиционеры сплит-систем с приточной вентиляцией. Кондиционеры сплит-систем с приточной вентиляцией позволяют эффективно решать одновременно задачи вентиляции и кондиционирования помещения в течение всего года.

Каталог: bitstream -> 123456789
123456789 -> С. Я. Гончарова-Грабовская
123456789 -> 1. общие положения цель практических занятий
123456789 -> 40 – летию кафедры тэлаиад мгту га посвящается
123456789 -> Лекция Общее устройство авиамоделей. Материалы для авиамоделирования
123456789 -> Пособие по изучению дисциплины Москва 2007 Рецензент: канд истор. Наук В. И. Хорин. Пименов В. И
123456789 -> Методические указания по проведению практических занятий на тему: "Особенности конструкции и технической эксплуатации планера самолета"
123456789 -> Задачах: а определение терминов «концепт» и«концепто-сфера»
123456789 -> Восстановление твердых тканей зубов вкладками и штифтовыми конструкциями
123456789 -> Фольклорное наследие александра потебни
123456789 -> Сердечно-сосудистые заболевания и сахарный диабет


Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница