Системы кондиционирования воздуха офисных зданий

Системы кондиционирования воздуха офисных зданий

Микроклимат офисных помещений, в особенности температурные характеристики среды в них, оказывает решающее влияние на индивидуальную работоспособность людей.

Усталость и нерасположенность к работе совсем частенько оказываются следствиями неудовлетворительных характеристик локального климата помещений, при этом со значительными экономическими последствиями.

Со строительством офисных зданий класса «А» требования к комфортности локального климата существенно возросли, что вызывает необходимость установки проф в техническом отношении систем кондиционирования воздуха.

В зависимости от объемнопланировочных решений и характера тепловых нагрузок современные системы кондиционирования воздуха можно поделить на три главные группы по схемным решениям: центральные, зональные и местно-центральные (см. Картинки), и на две по способу воздухораспределения: перемешивающие и вытесняющие.

Одна из задач проектирования современного офисного строения состоит в определении возможного теплового режима при разных мерах его обеспечения и в выборе экономически целесообразного варианта, поддерживающего лучший воздушнотепловой режим всех помещений с учетом коэффициента обеспеченности.

Рис. 1 Система центрального кондиционирования воздуха

Выбор системы кондиционирования воздуха в здании должен проводиться на основании кропотливо проработанного технического задания.

В задании содержатся конкретные требования в отношении локального климата: тепловая комфортность, малое количество наружного воздуха и подвижность воздуха в обслуживаемом помещении, уровень шума и остальные характеристики, имеющие значение в контексте целевого назначения каждого помещения.

Рис. 2 Система центрального кондиционирования воздуха с местным доводчиком

При этом нужно принять во внимание желательный срок службы системы, произвести оценку будущих издержек на сервис и эксплуатацию. Также нельзя пренебречь эстетическими требованиями дизайнера, заказчика и юзера.

Архитектура строения и его планировка имеют непосредственное влияние на выбор системы кондиционирования воздуха. Наряду с климатическими чертами они являются исходными данными для определения наружных теплопоступлений, значительную долю которых в теплый период года составляет солнечная радиация.

Разумеется, что конструктивные мероприятия по солнцезащите способны в значимой степени понизить нагрузку на систему кондиционирования воздуха.

Дневная периодичность солнечной радиации приводит к нестационарности всех действий теплообмена в каждом помещении. Это событие следует учесть при определении наружных теплопоступлений.

Представляется целесообразным личное либо зональное регулирование систем кондиционирования воздуха, что достигается применением местноцентральных систем с вентиляторными конвекторами (фэнкойлами либо сплитсистемами).

Вентиляторные конвекторы имеют возможность личного регулирования температуры воздуха, достаточную мощность для быстрого нагрева либо остывания помещения и низкие энергозатраты.

Но, при этих плюсах есть значимый недочет - высочайшая скорость движения воздуха и недопустимо низкая (при охлаждении) температура в воздушной струе на входе в обслуживаемую зону. Потому при проектировании вентиляторные конвекторы следует размещать в помещении таким образом, чтоб в зоне их непосредственного действия не находились неизменные рабочие места.

Одним из существенных характеристик при выборе схемных решений системы кондиционирования воздуха является неравномерность распределения тепловых нагрузок по обслуживаемым помещениям.

Неравномерность нагрузок можно характеризовать понятием «градиент тепловой перегрузки», величина которого определяется отношением относительной тепловой перегрузки отдельных помещений q i к средней расчетной по всей площади строения, обслуживаемой системой кондиционирования воздуха q ср :

D q = q i / q ср

где:

q ср = SQ i / SF i

q i = Q i / F i

Разумеется, что чем больше отличия значений градиентов от единицы, тем большими регулирующими способностями обязана обладать система кондиционирования воздуха.

Следует также учесть, что величина градиента в общем случае изменяется во времени, к примеру, в зависимости от инсоляции.

Принципиальным показателем является данная допустимая величина неравномерности температуры воздуха по обслуживаемым помещениям строения - DТ, которую можно выразить через градиент тепловой перегрузки:

D Т = t пр (l i / l ср · D q -1)

где :

l i = L i / F i

l ср = SL i / SF i

t пр - температура приточного воздуха, °С;

l i и l cp - относительный расход приточного воздуха, соответственно, в рассматриваемом помещении и средний по кондиционируемым помещениям строения, м 3 /ч · м 2 .

В большинстве случаев в офисных зданиях величина неравномерности температуры DТ задается в спектре от 1 до 1,5°С.

Одной из более сложных заморочек представляется раздача приточного воздуха по обслуживаемому помещению. Перепад меж температурой приточного воздуха t пр для ассимиляции теплоизбытков, равных 60 Вт/м 2 , при удельном расходе наружного приточного воздуха 15 м 3 /ч · м 2 и температурой в обслуживаемой зоне составляет не менее 12°С.

Разумеется, что при этом затруднительно выполнить требование СНиП, ограничивающее допустимое отклонение температуры воздуха в струе от нормируемой температуры воздуха в обслуживаемой зоне 1°С в зоне прямого действия струи и 1,5°С вне данной зоны.

Температуру приточного воздуха можно повысить, используя рециркуляцию. Но, беря во внимание рост энергетических издержек при увеличении воздухообмена выше санитарной нормы, а также санитарно-гигиенические ограничения внедрения рециркуляции воздуха, регулирующие способности воздухообмена невелики.

Решив обратную задачку, можно найти удельную тепловую нагрузку, при которой система центрального кондиционирования воздуха обеспечит рациональные характеристики локального климата обслуживаемого помещения без внедрения рециркуляции.

Рис. 3 Зональная система кондиционирования воздуха

Для обеспечения перепада меж температурой приточного воздуха и температурой воздуха в обслуживаемой зоне помещения в 5 градусов Цельсия средняя удельная тепловая перегрузка равна 25 Вт/м 2 .

Как правило, таковая холодильная перегрузка не может обеспечить компенсацию тепловыделений от людей, освещения и оргтехники в офисных помещениях при величине воздухообмена, соответственной санитарной норме, что приводит к необходимости внедрения доп мер: рециркуляции воздуха, установки фэнкойлов, VRF либо сплит-систем.

В ряде случаев может быть увеличение перепада температуры приточного воздуха и воздуха в обслуживаемой зоне помещения при условии входа приточной струи вне зоны неизменного пребывания людей.

Анализ ряда проектов систем кондиционирования воздуха дозволяет сделать следующие выводы:

Регулирующие способности системы центрального кондиционирования воздуха ограничены величиной градиента тепловой перегрузки от 0,8 до 1,2 при данной неравномерности температуры воздуха в помещении DТ = ±1°С и величиной 0,7-1,3 для неравномерности температуры ±1,5°С, при этом средняя удельная тепловая перегрузка не обязана превосходить 25-30 Вт/м 2 . Увеличение регулирующих способностей системы кондиционирования воздуха можно обеспечить увеличением воздухообмена, в том числе рециркуляционного.

Если отдельные помещения имеют огромное отличие по показателю теплового градиента, или удельная тепловая перегрузка превосходит 40 Вт/м 2 , то следует, наряду с системой центрального кондиционирования воздуха, установить в них локальные системы остывания (фэнкойлы, VRF либо сплит-системы).

Если помещения можно конструктивно сгруппировать в зоны с близкими показателями градиента тепловых нагрузок, целесообразно разглядеть возможность внедрения зональной местно-центральной схемы кондиционирования воздуха.

Этот же вариант, как правило, проектируется по этапной системе строительства «шел энд кор» («Shall & Corr»), то есть когда строится коробка строения со всеми центральными системами, а потом отдельными фрагментами продается либо сдается в аренду.

Потом под личные проекты внутреннего дизайна проектируются внутренние инженерные системы (разводка воздуховодов, фэнкойлы и так далее) - «фит офф».

Таковая схема дозволяет вводить в эксплуатацию отдельные этажи и зоны офисных зданий независимо друг от друга.

кондиционеры
история кондиционеров