1.5.2. Вентиляторы

Системы механической вентиляция комплектуются вентиляторами, которые предназначены для перемещения воздуха и повышения его давления. Вентиляторы также устанавливаются в окна для подачи воздуха, также могут быть переносными, которые можно перемещать по помещению.

По направлению потока воздуха вентиляторы подразделяются на радиальные (центробежные) и осевые в зависимости от направления переме­щения воздуха в них (рис. 34). В радиальном вентиляторе воздух перемещается поперек оси вращения рабочего колеса, в осевом – вдоль оси рабочего колеса.

Рис. 34. Схемы устройства вентиляторов:

а — радиального; б — осевого; 1 — рабочее колесо; 2 — корпус; 3 — электродви­гатель; 4 — станина; 5 — лопаточное колесо

Особенность осевых вентиляторов – сравнительно большая подача при небольшом развиваемом давлении, поэтому их применяют для подачи воздуха на короткие расстояния (для установки в окнах или подачи в соседнее помещение, «через стену»).

1.6. Кондиционирование воздуха

Сущность кондиционирования воздуха заключается в создании и автоматическом поддержании определенного состава воздушной среды в помещении (температуры, относительной влажности, запыленности и пр.) независимо от изменения метеорологических условий и интенсивности выделений теплоты и влаги в помещениях. Кондиционирование применяют в тех случаях, когда заданные параметры микроклимата в помещении не могут быть обеспечены вентиляцией.

1.6.1. Принцип работы кондиционера

Кондиционер – это в принципе тот же холодильник, только без холодильной камеры. Установка для кондиционирования воздуха делает точно такие же манипуляции, как и холодильник, и тем же самым способом.

На рис. 35 изображена принципиальная схема работы кондиционера: компрессор (1) сжимает фреон, создавая при этом высокое давление. От этого фреон становиться горячим и переходит в газообразную форму. Далее фреон поступает в конденсатор (2), где он конденсируется, превращаясь в жидкость, затем проходит через терморегулирующий вентиль (дроссель) (3), который в свою очередь регулирует подачу фреона в испаритель (4). В испарителе при резком снижении давления фреон, становясь газообразным, отбирает тепло у окружающего воздуха. Став холодным, фреон проходит через спирали, чтобы газ поглотил теплоту и остыл воздух внутри здания.

Рис. 35. Схема работы кондиционера: 1 – компрессор; 2 – конденсатор;

3 – дроссель; 4 - испаритель

Работа кондиционеров имеют некоторые характерные особенности. Например, все современные кондиционеры осушают воздух. Снижение температуры воздуха происходит с возможностью удаления из него лишней влаги. Когда воздух помещения обтекает холодный испаритель, на его поверхности при определенном соотношении температуры воздуха помещения и температуры испарителя происходит конденсация влаги из воздуха, которая собирается в поддоне внутреннего блока и выводится либо на улицу, либо в трубу помещения.

Эксплуатация кондиционера в стандартной комплектации на охлаждение при температуре наружного воздуха ниже – 10⁰С может привести к выходу его из строя. При низких температурах смазка густеет и теряет свои свойства, компрессор изнашивается гораздо быстрее, что может привести (из-за высоких сопротивлений в узлах компрессора) к резким скачкам пусковых токов, и компрессор сломается. Избежать этого позволяет применение специальных зимних комплектов с электрическим подогревом. Компрессор такого кондиционера зимой не включается, а тепло создают электрические тены.

Дополнительные возможности современных кондиционеров. Основная задача любого кондиционера – охлаждение воздуха помещения. Однако многие модели имеют дополнительные функции.

Некоторые современные кондиционеры имеют возможность подогревать воздух. Достигается это запуском процесса в обратную сторону, когда испаритель во внутреннем блоке становится теплым, а конденсатор – холодным.

Многие кондиционеры имеют режим вентиляции, когда не происходит ни охлаждения, ни нагрева, а лишь создается циркуляция находящегося в помещении воздуха и может происходить его очистка (при наличии соответствующих фильтров).

Большинство современных кондиционеров имеют только один фильтр – воздушный электростатический. Он защищает воздух от пыли и его необходимо иногда мыть теплой водой или чистить с помощью пылесоса.

Некоторые модели снабжены фильтрами тонкой очистки, способные улавливать мельчайшую пыль, пыльцу растений, запахи, сигаретный дым. Чаще всего их изготавливают из активированного угля, поэтому их называют угольными (карбоновыми) или дезодорирующими фильтрами.

Встречаются кондиционеры, имеющие тройную степень очистки, которая постоянно поддерживает воздух в помещении свежим. На первой стадии большие моющиеся фильтры устраняют крупные твердые частицы. Затем плазменный фильтр очищает воздух от пыли, бактерий и других загрязняющих частиц размером до 0,01 микрона благодаря процессу активной электрической очистки воздуха. На третьей стадии загрязняющие частицы, такие как дым и запахи, поглощаются цеолитным фильтром.

Некоторые современные модели оснащены ионизатором воздуха. Ученые обнаружили, что в местах, где человек чувствует наибольший прилив сил, - около водопадов, на морском побережье, в горах - концентрация отрицательно заряженных частиц (аэроионов) максимальна.

Недавно появились кондиционеры, способные увеличить концентрацию кислорода в помещении за счет установки специальной мембраны, пропускающей кислород с улицы.

Вызывают интерес инверторные системы, которые автоматически регулируют свою производительность до нужного уровня в зависимости от температуры за окном и заданной на пульте температуры. Это позволяет быстро охладить помещение, используя сначала полную мощность кондиционера, постепенно снижая ее по мере того, как температура в помещении приближается к заданной.

Расчет ориентировочной мощности кондиционера. Для выбора модели кондиционера необходимо определить ориентировочную мощность кондиционера по следующей методике:

Q=S*h*q,

где Q – теплопритоки (Вт);

S - площадь помещения (кв. м);

h - высота помещения (м);

q - коэффициент, равный 30-40 Вт/кб.м (для южной стороны – 40, для северной – 30, среднее значение – 35 Вт/кб.м).

Необходимо учесть тепло, выделяемое людьми и электроприборами. Считается, что в спокойном состоянии человек выделяет 0,1 кВт тепла, компьютер или копировальный аппарат – 0,3 кВт; сканер и факс – 0,15 кВт, для остальных приборов можно считать, что они выделяют в виде тепла 1/3 паспортной мощности.

Пример. Рассчитаем требуемую мощность для комнаты площадью 26,0 кв. м (высота потолков 3,0 м), в которой находятся два человека и компьютер.

Дл компенсации теплопритоков от стен, окон, пола, потолка необходимо:

26,0 кв.м*3,0 м*35 Вт/кб.м=2,73 кВт.

Для компенсации тепла, выделяемого людьми и компьютером необходимо:

0,1 кВт*2=0,2кВт (от людей) и 0,3 кВт (от компьютера).

Итого суммируем все тепловыделения и теплопритоки:

2,73кВт+0,2 кВт+0,3 кВт=3,23 кВт.

Выбираем близкую по мощности модель кондиционера из стандартного ряда (2,0; 2,5; 3,5; 5,0; 7,0 кВт), в данном случае это будет модель на 3,5 кВт.