2.3.2. Кондиціонування повітря

Кондиціонування повітря — це створення й автоматична підтримка (регулювання) у закритих приміщеннях усіх чи окремих параметрів (температури, вологості, чистоти, швидкості руху повітря) на визначеному рівні з метою забезпечення оптимальних метеорологічних умов, найбільш сприятливих для самопочуття людей чи проходження технологічного процесу.

Кондиціонування повітря здійснюється комплексом технічних засобів, названих системою кондиціонування повітря (СКП). До складу СКП входять технічні засоби забору повітря, підготовки, тобто додання необхідних кондицій (фільтри, теплообмінники, зволожувачі чи осушувачі повітря), переміщення (вентилятори) і його розподілу, а також засобу холодо– і теплопостачання, автоматики, дистанційного керування і контролю. СКП великих суспільних, адміністративних і виробничих приміщень обслуговуються, як правило, комплексними автоматизованими системами керування.

Автоматизована система кондиціонування підтримує заданий стан повітря в приміщенні незалежно від коливань параметрів навколишнього середовища (атмосферних умов).

Основне устаткування системи кондиціонування для підготовки і переміщення повітря агрегатується (компонується в єдиному корпусі) в апарат, називаний кондиціонером. У багатьох випадках усі технічні засоби для кондиціонування повітря скомпоновані в одному блоці чи в двох блоках, і тоді поняття "СКП" і "кондиціонер" однозначні.

Сучасні системи кондиціонування можуть бути класифіковані по наступним ознаках:

1. по основному призначенню (об'єкту застосування): комфортні і технологічні;

2. за принципом розташування кондиціонера стосовно приміщення, що обслуговується: центральні і місцеві;

3. по наявності власного (вхідного в конструкцію кондиціонера) джерела тепла і холоду: автономні і неавтономні;

4. за принципом дії: прямоточні, рециркуляційні і комбіновані;

5. по способі регулювання вихідних параметрів кондиційованого повітря: з якісним (однотрубним) і кількісним (двотрубним) регулюванням;

6. по ступені забезпечення метеорологічних умов у приміщенні, що обслуговується: першого, другого і третього класу;

7. по кількості приміщень, що обслуговуються, (локальних зон): однозональні і багатозональні;

8. по тиску, що розвивається вентиляторами кондиціонерів: низького, середнього і високого тиску.

Крім приведених класифікацій, існують різноманітні системи кондиціонування, що обслуговують спеціальні технологічні процеси, включаючи системи з змінюючимися в часі (по визначеній програмі) метеорологічними параметрами. Комфортні СКП призначені для створення й автоматичної підтримки температури, відносної вологості, чистоти і швидкості руху повітря, що відповідають оптимальним санітарно – гігієнічним вимогам приміщень. Технологічні СКП призначені для забезпечення параметрів повітря, у максимальному ступені виробництва, що відповідають вимогам. Технологічне кондиціонування в приміщеннях, де знаходяться люди, здійснюється з урахуванням санітарно – гігієнічних вимог до стану повітряного середовища.

Центральні СКП забезпечуються з зовні холодом (доставляються холодною водою, холодоагентом), теплом (доставляються гарячою водою, парою чи електрикою) і електричною енергією для приводу електродвигунів вентиляторів, насосів і ін.

Центральні СКП мають наступні переваги:

1. можливістю ефективної підтримки заданої температури і відносної вологості повітря в приміщеннях;

2. зосередженням устаткування, що вимагає систематичного обслуговування і ремонту, як правило, в одному місці (підсобному приміщенні, технічному поверсі і т.п.);

3. можливостями забезпечення ефективного шумо- і віброгашения.

Незважаючи на ряд достоїнств центральних СКП, треба відзначити, що великі габарити і проведення складних монтажно – будівельних робіт з установки кондиціонерів, прокладці повітроводів і трубопроводів часто приводять до неможливості застосування цих систем в існуючих реконструюємих будинках. Місцеві СКП розробляють на базі автономних і неавтономних кондиціонерів, що встановлюють безпосередньо в приміщеннях, що обслуговуються.

Автономні СКП забезпечуються ззовні тільки електричною енергією. Такі кондиціонери мають убудовані компресійні холодильні машини, що працюють, як правило, на фреоні-22. Автономні системи прохолоджують і осушують повітря, для чого вентилятор продуває рециркуляційне повітря через поверхневі повітроохолоджувачів, а в перехідний і зимовий час вони можуть робити підігрів повітря за допомогою електричних підігрівників чи шляхом реверсування роботи холодильної машини по циклу так званого "теплового насоса".

Неавтономні СКП підрозділяються на:

1. повітряні, при використанні яких у приміщення, що обслуговується, подається тільки повітря. (Міні-центральні кондиціонери, центральні кондиціонери);

2. водоповітряні, при використанні яких у кондиціонуємі приміщення підводяться повітря і вода, що несуть тепло чи холод, або те й інше разом.

Однозональні центральні СКП застосовуються для обслуговування великих приміщень з відносно рівномірним розподілом тепла, вологовиділень. Такі СКП, як правило, комплектуються пристроями для утилізації тепла (теплоутилізаторами) чи змішувальними камерами.

Багатозональні центральні СКП застосовують для обслуговування великих приміщень, у яких устаткування розміщене нерівномірно, а також для обслуговування ряду порівняно невеликих приміщень. Такі системи більш економічні, ніж окремі системи для кожної зони чи кожного приміщення.

Прямоточні СКП цілком працюють на зовнішньому повітрі, що обробляється в кондиціонері, а потім подається в приміщення. Рециркуляційні СКП, навпаки, працюють без припливу чи з частковою подачею (до 40%) свіжого зовнішнього повітря чи на рециркуляційному повітрі (від 60 до 100%), що забирається з приміщення і після його обробки в кондиціонері знову подається в це ж приміщення.

Класифікація кондиціонування повітря за принципом дії на прямоточні і рециркуляційні обумовлюється, головним чином, вимогами до комфортності, умовами технологічного процесу виробництва або техніко-економічних розумінь.

Центральні СКП із якісним регулюванням метеорологічних параметрів являють собою широкий ряд найбільш розповсюджених, так званих одноканальних систем, у яких все оброблене повітря при заданих кондиціях виходить з кондиціонера по одному каналі і надходить далі в одне чи кілька приміщень.

СКП із кількісним регулюванням подають в одне чи кілька приміщень холодне і підігріте повітря по двох рівнобіжних каналах. Температура в кожному приміщенні регулюється кімнатним терморегулятором, який впливає на місцеві змішувачі (повітряні клапани), що змінюють співвідношення витрат холодного і підігрітого повітря в подаваній суміші.

Двоканальні системи використовуються дуже рідко через складність регулювання, хоча і мають деякі переваги, зокрема, відсутністю в приміщеннях теплообмінників, що обслуговуються, трубопроводів тепло-холодоносія; можливістю спільної роботи із системою опалення, що особливо важливо для існуючих будинків, системи опалення яких при двоканальних системах можуть бути збережені.

Недоліком таких систем є підвищені витрати на теплову ізоляцію рівнобіжних повітроводів, підведених до кожного приміщення, що обслуговується.

Двоканальні системи так само як і одноканальні, можуть бути прямоточними і рециркуляційними. Кондиціонування повітря по ступені забезпечення метеорологічних умов підрозділяються на три класи: Перший клас — забезпечує необхідні для технологічного процесу параметри відповідно до нормативних документів. Другий клас — забезпечує оптимальні санітарно-гігієнічні норми чи необхідні технологічні норми. Третій клас — забезпечує припустимі норми, якщо вони не можуть бути забезпечені вентиляцією в теплий період року без застосування штучного охолодження повітря. По тиску, створюваному вентиляторами центральних кондиціонерів, СКП підрозділяються на системи низького тиску (до 100 кг/м2), середнього тиску (від 100 до 300 кг/м2) і високий тиски (вище 300 кг/м2).