В промышленных и общественных зданиях имеются помещения значительных размеров, в которых выделяются различные вредности (тепло, влага, пары и газы). Интенсивность выделений неодинаково изменяется по площади и по времени. По условиям назначения этих помещений их нельзя разделить перегородками или изолировать по воздуху на отдельные участки. Поэтому такие помещения приходится разбивать на условные зоны, в каждой из которых характер формирования теплового режима примерно одинаков и возможно поддержание одинаковой температуры путем управления температурой приточного воздуха в эту зону. При выборе рационального типа СКВ для таких зданий могут рассматриваться три группы возможных принципиальных решений.
Первая группа-применение однозональных СКВ. В каждой зоне помещения предусматривают самостоятельную однозональную СКВ. Приготовление приточного воздуха в каждой СКВ осуществляется по условиям изменения режима в зоне обслуживания.
Вторая группа-применение многозональных СКВ. Для обслуживания всего помещения применяют одну центральную прямоточную или рециркуляционную СКВ. Изменение параметров приточного воздуха осуществляется по контролю внутренних параметров воздуха в каждой зоне.
Третья группа-применение местно-центральных СКВ. Для нескольких зон или для помещения применяют одну центральную прямоточную СКВ, приготовляющую требуемое по санитарно-гигиеническим условиям количество приточного наружного воздуха. В каждой зоне обслуживания осуществляют местную рециркуляцию внутреннего воздуха через местные агрегаты-доводчики, в которых проводится тепловая обработка приточного воздуха в соответствии с условиями изменения теплового режима в зоне.
Для первой группы решений возможен выбор СКВ, создаваемых на базе центральных или местных УКВ. Этот выбор, прежде всего, зависит от требуемой производительности УКВ для каждой зоны и располагаемого серийного оборудования (особенности обработки воздуха в центральных однозональных СКВ рассмотрены выше, при описании схемы, показанной на рис.4.1)
Для второй группы решений возможен выбор нескольких схем центральных СКВ, различающихся между собой главным образом по методу обеспечения расчетной температуры внутреннего воздуха в каждой зоне. Рассмотрим характерные схемы для этой группы.
В этой СКВ поддержание постоянства температуры внутреннего воздуха достигается регулированием нагрева приточного воздуха в зональных воздухонагревателях II, подогрева по команде датчиков контроля температуры воздуха, располагаемых в обслуживаемых зонах. На рис.4.3 показан пример для трех зон обслуживания. Анализ режимов работы СКВ, как правило, следует начинать с теплого периода года, когда обычно требуются наибольшие расчетные количества приточного воздуха.
B теплый период года приточный воздух охлаждают и осушают в камере орошения до влагосодержания, одинакового для всех обслуживаемых зон помещения (рис. 4.4), поэтому параметры приточного воздуха для каждой зоны можно принимать только при этом одинаковом влагосодержании. Через точку проводят линии лучей процессов приточного воздуха, вычисленные для каждой зоны. При построении на рис.4.4 принят наиболее сложный случай, когда каждая зона характеризуется своим соотношением тепло- и влагоизбытков. Для зоны с наибольшим числовым значением луча процесса методом построения на -диаграмме находят максимально достижимый рабочий перепад, который определяется пересечением линии луча процесса с кривой относительной влажности, достижимой в применяемом методе охлаждения и осушения воздуха. В СКВ по схеме, приведенной на рис.4.3, используется камера орошения, в которую подают холодную воду с температурой.
Рис. 4.3. Многозональная прямоточная центральная СКВ
1- теплообменникм для отдачи утилизированного тепла; 2- воздухонагреватель I подогрева; 3 - камера орошения; 4 - воздухонагревательII подогрева; 5 - приточный вентилятор; 6 - приточные устройства; 7- датчик контроля температуры воздуха в помещении; 8 - вытяжной вентилятор;
9 - теплообменники для извлечения утилизируемого тепла удаляемого
воздуха
С yчетом нагрева в вентиляторе и воздуховодах находят требуемые параметры охлажденного воздуха (точка П) с влагосодержанием , которое будет одинаковым для всех обслуживаемых СКВ зон. Рабочий перепад энтальпий для зон и уже не может быть выбран, он определяется пересечением линий и с линией постоянного влагосодержания dП.
По построению, приведенному на рис.4.4, рабочий перепад энтальпий для зоны будет а для зоны . Используя найденные рабочие перепады, вычисляют требуемое количество приточного воздуха для каждой зоны. Общий расход приточного воздуха, обрабатываемого в центральной УКВ, равен сумме вычисленных расходов для зон.
Если вычисленный расход приточного воздуха будет больше расхода наружного приточного воздуха, определенного по санитарно-гигиеническим требованиям, то необходимо оценить технико-экономическую целесообразность получения нужного количества приточного воздуха путем применения центральной рециркуляции (вариант применения центральной рециркуляции, показан на рис. 4.3 и 4.4 пунктирными линиями).
При использовании рециркуляции в центральную УКВ поступает смесь забираемого из всех зон внутреннего воздуха со средними параметрами точки (см. рис.4.4). В смесительной камере УКВ рециркуляционный (точка) воздух смешивается с наружным (точка) воздухом и полученная смесь с параметрами точки поступает на охлаждение и осушение (процесс ) в камеру орошения. Если параметры охлажденного и осушенного воздуха (точка О) отвечают условиям обеспечения наибольшего рабочего перепада энтальпий для зоны с наибольшим численным значением показателя луча процесса ассимиляции тепловлагоизбытков, то в этой зоне параметры приточного воздуха достигаются без помощи зонального воздухонагревателя. Для построения на рис.4.4 это условие отвечает параметрам приточного воздуха точки .
Рис. 4.4. Выкопировка из I-d диаграммы режимов обработки
приточного воздуха в многозональной центральной СКВ в
расчетных условиях теплого периода года
Процесс соответствует нагреву воздуха в вентиляторе и воздуховодах. В зонах с меньшими значениями лучей процессов требуемые параметры приточного воздуха достигаются его нагревом в зональных воздухонагревателях. Наибольший нагрев приточного воздуха в расчетных условиях теплого периода будет характерен для зоны с самым малым значением луча процесса. Для построения, показанного на рис.4.4, это отвечает параметрам точки , где требуемое повышение энтальпии в зональных воздухонагревателях составляет .
Проведенное построение показывает, что в многозональной СКВ (см. рис. 4.3), применение только центральной УКВ для придания приточному воздуху требуемого влагосодержания приводит к энергетическим потерям. Первоначально весь приточный воздух охлаждается и осушается до параметров точки . Понижение его энтальпии составляет для прямоточной схемы и для схемы с рециркуляцией. На эти процессы затрачивается холод, обычно вырабатываемый холодильными машинами. В тех зонах, где построением выявлена невозможность использования максимально достижимого рабочего перепада приточного воздуха, приходится прибегать к его нагреву в зональных воздухонагревателях. На эти процессы затрачивается тепло, обычно вырабатываемое в котельных или на ТЭЦ.
В холодный период года, прежде всего, необходимо оценить возможность снижения расходов приточного воздуха по зонам, вычисленных для расчетных условий теплого периода. Условия, при которых допускается уменьшение количества приточного воздуха в холодный период, оговорены при рассмотрении схемы СКВ, показанной на рис.4.1. Расчет требуемых параметров приточного воздуха следует начинать с зоны помещения, в которой наблюдаются наименьшие влагоизбытки и где можно поддерживать минимальное значение относительной влажности внутреннего воздуха .
