Кондиционирование воздуха
Кондиционирование воздуха, применяемое в промышленных и торговых помещениях, предназначено для поддержания температуры н влажности воздуха на определенном уровне. Во многих случаях поддержание комфортных условий необходимо для работающего персонала, но в целом ряде случаев они определяются также тем, что технологические процессы на заводе требуют определенного уровня температур и влажности.
Система кондиционирования воздуха должна обеспечивать сложный энергобаланс внутри здания (рис. 5.1). Если эта система плохо спроектирована или работает неэффективно, то энергобаланс может легко нарушиться и образующиеся потери энергии окажут значительное влияние на уровень эксплуатационных расходов. Если становится очевидным, что применение кондиционирования воздуха в административном здании или на заводе зимой обходится очень дорого, то использование этой же системы для создания комфортных условий летом также приведет к значительным расходам энергии.Можно многое сделать по ограничению потребности в энергии в здании путем тщательного его проектирования. Сама структура здания может оказывать значительное влияние на сезонные изменения температуры. Увеличивая количества аккумулируемой теплоты в здании, можно уменьшить сезонные колебания температуры. Этого можно достичь путем применения специальных конструкций стен или аккумуляторов теплоты, расположенных в здании. В существующих зданиях могут эффективно использоваться экранные отражатели солнца. Солнечное излучение в летние месяцы является источником значительной нагрузки для систем кондиционирования воздуха, и солнечный свет также создает некомфортные рабочие условия. В настоящее время имеются покрытия для окон в виде адгезийной пленки, которая может пропускать видимое излучение с очень небольшими потерями, но отражать инфракрасные лучи. С помощью одной из таких пленок нагрев помещения солнцем можно снижать в течение лета на 75%.
Используются также такие пленочные материалы, как алюминий, оксид индия и оксид цинка. С помощью этих пленок можно регулировать приток теплоты в систему кондиционирования воздуха. Значительное влияние на теплопроводность окон имеют различные ком-
Рис. 5.1. Тепловой баланс том (б)
системы кондиционирования воздуха зимой (а) и ле-
Теплопроводность, кДж/( м'ч.°С)
21
11
6,8
3,8
3,3
11,0
бинации двойного остекления, введение между двух слоев стекла газов с низким коэффициентом теплопроводности, а также применение покрытий с низкой пропускной способностью излучения;
Тнп остекления
Одинарное стекло ,
Двойное стекло с воздухом
Двойное стекло с одним покрытием
Двойное стекло с одним покрытием и криптоновым газом Двойное стекло с двумя покрытиями и криптоновым газом Одинарное стекло с одним покрытием
Очевидно, что когда в здании устанавливается система кондиционирования воздуха, следует исследовать и сбалансировать тепловые нагрузки. Однако нагрузка может изменяться с изменением условий в здании, и поэтому такие работы должны осуществляться регулярно. Для этой цели имеется широкий набор точных приборов для измерения потоков воздуха, его скорости и перепада давления. Одним из важных элементов системы кондиционирования является фильтрация. Загрязнение фильтров ведет к дополнительным сопротивлениям и соот- 78
ветственно к увеличению расхода электроэнергии вентиляторами. Производители кондиционеров снабжают их запасными фильтрами для замены вышедших из строя. Необходимо отметить, что в настоящее время разрабатываются фильтры нового типа, рассчитанные на длительный срок службы. Имеются также фильтры, которые можно устанавливать в вентиляционных системах кондиционирования для удаления примесей, большинство из этих фильтров работают на электростатическом принципе.
Не менее важными являются очистка поверхностей нагрева и охлаждение системы с целью увеличения коэффициента теплопередачи, что непосредственно отражается на эксплуатационных расходах и эффективности использования энергии.
Большую экономию дает изоляция вентиляционных систем. Если вентиляционные трубы соединяют пролеты между зданиями или если они проходят через марши здания, в которых не предусмотрено кондиционирование, могут иметь место потерн тенлоты, или нагрев воздуха, и поэтому именно здесь должна быть осуществлена хорошая изоляция.В некоторых случаях для экономии энергии целесообразно изменение влажности, а не регулирование температуры, в особенности тогда, когда нужна небольшая коррекция, чтобы обеспечить комфортные условия.
Системы кондиционирования воздуха в настоящее время чаще используются вместе с теплоутилизационной установкой, которая предусматривается уже при проектировании здания. Такие системы приводятся в гл. 6, а типы теплоутилизационных установок, которые используются в зданиях, описаны в гл. 7.