Точка росивизначає те співвідношення температури повітря, вологості повітря та температури поверхні, при якому на поверхні починає конденсуватися вода.
Виробництво та продаж матеріалів, виконання робіт:Полімерна підлога Наливна підлога
Точка роси визначення
Визначення точки росиє надзвичайно важливим фактором при влаштуванні будь-яких полімерних підлог, покриттів та наливних підлог з будь-яких підстав: бетон, метал, дерево і т.д. Виникнення точки роси і, відповідно, конденсату води на поверхні основи в момент укладання полімерних підлог наливних підлог і покриттів може викликати появу різних дефектів: крокрень, здуття і раковини; повне відшарування покриття від основи. Візуальне визначення точки роси – поява вологи на поверхні – практично неможливе, тому для розрахунку точки роси застосовується технологія, наведена нижче.
Точка роси таблиця
Таблиця точки роси використовується дуже просто. наведіть на неї мишку...Точка Роси таблиця - завантажити
Наприклад: температура повітря +16 ° С, відносна вологість повітря 65%.
Знайдіть комірку на перетині температури повітря +16°С та вологості повітря 65%. Вийшло +9 ° С - це і є Точка роси.
Це означає, що якщо температура поверхні дорівнюватиме або нижче +9°С – на поверхні конденсуватиметься волога.
Для нанесення полімерних покриттів температура поверхні повинна бути не менше ніж на 4°С вище за точку роси!
| Темпе- ратура повітря | Температура точки роси за відносної вологості повітря (%) | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 30% | 35% | 40% | 45% | 50% | 55% | 60% | 65% | 70% | 75% | 80% | 85% | 90% | 95% | |
| -10°С | -23,2 | -21,8 | -20,4 | -19 | -17,8 | -16,7 | -15,8 | -14,9 | -14,1 | -13,3 | -12,6 | -11,9 | -10,6 | -10 |
| -5°С | -18,9 | -17,2 | -15,8 | -14,5 | -13,3 | -11,9 | -10,9 | -10,2 | -9,3 | -8,8 | -8,1 | -7,7 | -6,5 | -5,8 |
| 0°С | -14,5 | -12,8 | -11,3 | -9,9 | -8,7 | -7,5 | -6,2 | -5,3 | -4,4 | -3,5 | -2,8 | -2 | -1,3 | -0,7 |
| +2°С | -12,8 | -11 | -9,5 | -8,1 | -6,8 | -5,8 | -4,7 | -3,6 | -2,6 | -1,7 | -1 | -0,2 | -0,6 | 1,3 |
| +4°С | -11,3 | -9,5 | -7,9 | -6,5 | -4,9 | -4 | -3 | -1,9 | -1 | 0 | 0,8 | 1,6 | 2,4 | 3,2 |
| +5°С | -10,5 | -8,7 | -7,3 | -5,7 | -4,3 | -3,3 | -2,2 | -1,1 | -0,1 | 0,7 | 1,6 | 2,5 | 3,3 | 4,1 |
| +6°С | -9,5 | -7,7 | -6 | -4,5 | -3,3 | -2,3 | -1,1 | -0,1 | 0,8 | 1,8 | 2,7 | 3,6 | 4,5 | 5,3 |
| +7°С | -9 | -7,2 | -5,5 | -4 | -2,8 | -1,5 | -0,5 | 0,7 | 1,6 | 2,5 | 3,4 | 4,3 | 5,2 | 6,1 |
| +8°С | -8,2 | -6,3 | -4,7 | -3,3 | -2,1 | -0,9 | 0,3 | 1,3 | 2,3 | 3,4 | 4,5 | 5,4 | 6,2 | 7,1 |
| +9°С | -7,5 | -5,5 | -3,9 | -2,5 | -1,2 | 0 | 1,2 | 2,4 | 3,4 | 4,5 | 5,5 | 6,4 | 7,3 | 8,2 |
| +10°С | -6,7 | -5,2 | -3,2 | -1,7 | -0,3 | 0,8 | 2,2 | 3,2 | 4,4 | 5,5 | 6,4 | 7,3 | 8,2 | 9,1 |
| +11°С | -6 | -4 | -2,4 | -0,9 | 0,5 | 1,8 | 3 | 4,2 | 5,3 | 6,3 | 7,4 | 8,3 | 9,2 | 10,1 |
| +12°С | -4,9 | -3,3 | -1,6 | -0,1 | 1,6 | 2,8 | 4,1 | 5,2 | 6,3 | 7,5 | 8,6 | 9,5 | 10,4 | 11,7 |
| +13°С | -4,3 | -2,5 | -0,7 | 0,7 | 2,2 | 3,6 | 5,2 | 6,4 | 7,5 | 8,4 | 9,5 | 10,5 | 11,5 | 12,3 |
| +14°С | -3,7 | -1,7 | 0 | 1,5 | 3 | 4,5 | 5,8 | 7 | 8,2 | 9,3 | 10,3 | 11,2 | 12,1 | 13,1 |
| +15°С | -2,9 | -1 | 0,8 | 2,4 | 4 | 5,5 | 6,7 | 8 | 9,2 | 10,2 | 11,2 | 12,2 | 13,1 | 14,1 |
| +16°С | -2,1 | -0,1 | 1,5 | 3,2 | 5 | 6,3 | 7,6 | 9 | 10,2 | 11,3 | 12,2 | 13,2 | 14,2 | 15,1 |
| +17°С | -1,3 | 0,6 | 2,5 | 4,3 | 5,9 | 7,2 | 8,8 | 10 | 11,2 | 12,2 | 13,5 | 14,3 | 15,2 | 16,6 |
| +18°С | -0,5 | 1,5 | 3,2 | 5,3 | 6,8 | 8,2 | 9,6 | 11 | 12,2 | 13,2 | 14,2 | 15,3 | 16,2 | 17,1 |
| +19°С | 0,3 | 2,2 | 4,2 | 6 | 7,7 | 9,2 | 10,5 | 11,7 | 13 | 14,2 | 15,2 | 16,3 | 17,2 | 18,1 |
| +20°С | 1 | 3,1 | 5,2 | 7 | 8,7 | 10,2 | 11,5 | 12,8 | 14 | 15,2 | 16,2 | 17,2 | 18,1 | 19,1 |
| +21°С | 1,8 | 4 | 6 | 7,9 | 9,5 | 11,1 | 12,4 | 13,5 | 15 | 16,2 | 17,2 | 18,1 | 19,1 | 20 |
| +22°С | 2,5 | 5 | 6,9 | 8,8 | 10,5 | 11,9 | 13,5 | 14,8 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
| +23°С | 3,5 | 5,7 | 7,8 | 9,8 | 11,5 | 12,9 | 14,3 | 15,7 | 16,9 | 18,1 | 19,1 | 20 | 21 | 22 |
| +24°С | 4,3 | 6,7 | 8,8 | 10,8 | 12,3 | 13,8 | 15,3 | 16,5 | 17,8 | 19 | 20,1 | 21,1 | 22 | 23 |
| +25°С | 5,2 | 7,5 | 9,7 | 11,5 | 13,1 | 14,7 | 16,2 | 17,5 | 18,8 | 20 | 21,1 | 22,1 | 23 | 24 |
| +26°С | 6 | 8,5 | 10,6 | 12,4 | 14,2 | 15,8 | 17,2 | 18,5 | 19,8 | 21 | 22,2 | 23,1 | 24,1 | 25,1 |
| +27°С | 6,9 | 9,5 | 11,4 | 13,3 | 15,2 | 16,5 | 18,1 | 19,5 | 20,7 | 21,9 | 23,1 | 24,1 | 25 | 26,1 |
| +28°С | 7,7 | 10,2 | 12,2 | 14,2 | 16 | 17,5 | 19 | 20,5 | 21,7 | 22,8 | 24 | 25,1 | 26,1 | 27 |
| +29°С | 8,7 | 11,1 | 13,1 | 15,1 | 16,8 | 18,5 | 19,9 | 21,3 | 22,5 | 22,8 | 25 | 26 | 27 | 28 |
| +30°С | 9,5 | 11,8 | 13,9 | 16 | 17,7 | 19,7 | 21,3 | 22,5 | 23,8 | 25 | 26,1 | 27,1 | 28,1 | 29 |
| +32°С | 11,2 | 13,8 | 16 | 17,9 | 19,7 | 21,4 | 22,8 | 24,3 | 25,6 | 26,7 | 28 | 29,2 | 30,2 | 31,1 |
| +34°С | 12,5 | 15,2 | 17,2 | 19,2 | 21,4 | 22,8 | 24,2 | 25,7 | 27 | 28,3 | 29,4 | 31,1 | 31,9 | 33 |
| +36°С | 14,6 | 17,1 | 19,4 | 21,5 | 23,2 | 25 | 26,3 | 28 | 29,3 | 30,7 | 31,8 | 32,8 | 34 | 35,1 |
| +38°С | 16,3 | 18,8 | 21,3 | 23,4 | 25,1 | 26,7 | 28,3 | 29,9 | 31,2 | 32,3 | 33,5 | 34,6 | 35,7 | 36,9 |
| +40°С | 17,9 | 20,6 | 22,6 | 25 | 26,9 | 28,7 | 30,3 | 31,7 | 33 | 34,3 | 35,6 | 36,8 | 38 | 39 |
Точка роси розрахунок
Щоб розрахувати точку роси, необхідні прилади: термометр, гігрометр.
- Виміряйте температуру на висоті 50-60см від підлоги (або від поверхні) та відносну вологість повітря.
- За таблицею визначте температуру точки роси.
- Виміряйте температуру поверхні. Якщо Ви не маєте спеціального безконтактного термометра, покладіть звичайний термометр на поверхню і накрийте його, щоб теплоізолювати від повітря. Через 10-15 хвилин зніміть показання.
- Температура поверхні повинна бути не менше ніж на 4 (чотири) градуси вище за точку роси.
В іншому випадку виконувати роботи з нанесення полімерних підлог і полімерних покриттів НЕ МОЖНА!
Існують прилади, які виконують розрахунок точки роси в градусах C.
В цьому випадку термометр, гігрометр і таблиця точки роси не потрібні - всі вони поєднані в цьому приладі.
Різні полімерні покриття по-різному «відносяться» до вологи на поверхні при нанесенні. Найбільш «чутливі» до виникнення точки роси поліуретанові матеріали: покриття, поліуретанові наливні підлоги, лаки і т.п. Це з тим, що вода для поліуретану є затверджувачем, і за надлишку вологи реакція полімеризації йде дуже швидко. В результаті з'являються різні дефекти покриття. Особливо неприємним дефектом є зменшення адгезії, яке відразу визначити неможливо, а згодом це призводить до часткового або повного відшарування покриття або полімерної підлоги.
Важливо враховувати, що точка роси небезпечна у момент нанесення покриття, а й під час його затвердіння. Особливо це небезпечно для наливних підлог, оскільки час їхнього початкового затвердіння досить великий (до доби).
Епоксидні наливні підлоги і покриття «менш чутливі» до вологи, але, визначення точки роси – це запорука якості при влаштуванні будь-яких полімерних підлог і лакофарбових покриттів.
Камера зрошення відноситься до адіабатичного типу зволожувачів повітря. Адіабатичні зволожувачі розпорошують воду у вигляді дрібних крапель, які випаровуються у повітрі, поглинаючи з нього теплоту і тим самим охолоджуючи його. Таким чином, крім підтримки вологості адіабатичні зволожувачі мають потенціал випарного охолодження, як прямого, так і непрямого. Також адіабатичні зволожувачі споживають невелику кількість електроенергії, яка необхідна тільки для роботи водяного насоса, а це всього близько 4 Вт на 1 літр води, що розпилюється.
Система зволоження складається із набору форсунок низького тиску, що живляться водопровідною водою через колектор. Подібний тип зволожувачів може використовуватися як адіабатний охолоджувач або система водяного очищення повітря. Для підвищення ефективності зволоження застосовується система з двома водяними розподільниками, форсунки одного з яких спрямовані потоком повітря, а іншого проти.
Ключові особливості системи:
середня ефективність,
низький опір повітрям,
низькі експлуатаційні витрати.
Форсунки зволожувача працюють із невисоким тиском води (2-3 бари). Ефективність зволоження залежить від кількох факторів:
- Швидкості повітря в перерізі секції (що нижча швидкість, тим вища ефективність).
- Кількості водорозподільників
- Витрати циркулюючої води
- Довжини секції
Склад зволожувача:
- Камера зволоження, виготовлена з нержавіючої сталі AISI 304, герметично відокремлена від панелей корпусу центрального кондиціонера.
- Каплевідділювачі з рамою зі сталі AISI 304 та профілем з ПВХ з 2-ма вигинами (можливе встановлення профілів з нержавіючої сталі AISI 304 за запитом) (для системи з 2-ма водорозподільниками).
- Водорозподільники із ПВХ-трубопроводів
- Самоочисні конічні форсунки з композитного матеріалу на основі армованого поліпропілену.
- Ємність для збирання води виконана з нержавіючої сталі AISI 304, товщиною 2.0 мм для підвищення жорсткості.
- Зовнішній циркуляційний відцентровий насос.
- Система підживлення з пластиковим регулятором поплавця (можливе встановлення електронного регулятора за запитом).
Споживання води
Загальне споживання води в системі складається з двох складових - витрати води, що випарувалася (Qe) і продувної витрати (Qb). Продувна витрата в рециркуляційних системах необхідна для запобігання надмірному підвищенню концентрації солей, що може призвести до передчасного зношування та виходу з ладу елементів зволожувача.
Витрата води, що випарувалася, розраховується як добуток масової витрати повітря на різницю вологовмісту повітря до і після зволожувача.
Для визначення достатньої величини продувної витрати необхідно знати ступінь жорсткості води. Кордонними можна вважати такі значення:
- При жорсткості<8 °f, Qb = 0,2 x Qe
- При твердості >30 °f, Qb = 2 x Qe
Стільниковий зволожувач
Стільникові зволожувачі також належать до адіабатичного типу зволожувачів.
Підвищення відносної вологості та зниження температури відбувається внаслідок випарного внаслідок проходу через зволожений шар насадки – це простий та безпечний спосіб зволоження та охолодження повітря. Додатковою перевагою є низькі експлуатаційні витрати.
Основний елемент системи – стільникова касета, яка монтується у блок зволожувача. Вода подається у верхню частину касети і стікає вниз її поверхнею. Сухе повітря, проходячи через вологий матеріал, абсорбує пори води.
Процес зволоження потребує менше енергії порівняно з паровими зволожувачами та камерами зрошення. Вода, що не випарувалася, бере участь у промиванні матеріалу насадки і стікає в дренажний піддон. Після цього вода або використовується повторно або видаляється через дренажний отвір в піддоні.
Для запобігання винесення крапель за зволожувачем встановлюється краплеуловлювач.
Стільникова касета складається зі скловолоконних листів, тому не може бути джерелом появи бактерій та плісняви. Щоб касета поглинала вологу, але не втрачала своєї форми, матеріал просочують структурними добавками.
Листи касети скріплюються та встановлюються в корпус касети під тиском. Завдяки цьому методу в конструкції не застосовується клей, що дозволяє:
- створити велику площу поверхню випаровування,
- збільшити термін служби стільникового зволожувача,
- експлуатувати зволожувач із будь-яким видом води.
Також листи мають спеціальний профіль, який забезпечує високу ефективність зволоження у поєднанні з мінімальними втратами тиску.
Касети монтуються на рамі з нержавіючої сталі з інтегрованою зрошувальною системою, що сприяє простій заміні та обслуговуванню.
Способи регулювання продуктивності зволожувачів
Управління зволожувачами може здійснюватися за декількома схемами, які забезпечують різну точність. Найбільш поширеними є регулювання по точці роси, ступінчасте та двопозиційне регулювання.
Регулювання по точці роси
Є найточнішим, але й найбільш ресурсомістким способом регулювання. Точність підтримання відносної вологості 1-2%.
Насос зволожувача включається при зниженні відносної вологості повітря в робочій зоні до мінімально допустимого значення. За зволожувачем встановлюється датчик точки роси, яким регулюється робота першого нагрівача, але в виході з установки встановлено датчик температури, яким регулюється робота другого нагрівача. При цьому циркуляційна витрата води завжди залишається постійною.
Ступінчасте регулювання
Точність ступінчастого регулювання становить приблизно 3-5%, залежно від кількості щаблів.
При необхідності підвищення відносної вологості включається насос і вода подається на ділянки касети. Площа зрошуваної поверхні змінюється за допомогою електромагнітних клапанів, управління якими здійснюється датчиком відносної вологості. За датчиком температури на виході регулюється робота нагрівача.
Двопозиційне регулювання
Є найпростішим та найменш точним методом. Алгоритм передбачає запуск насоса та подачу рідини на всю поверхню зволожувача. При досягненні максимальної межі значення відносної вологості насос зупиняється. Коли вологість у приміщенні досягне мінімальної уставки, зволожувач знову приводиться в роботу. За датчиком температури на виході регулюється робота нагрівача. Такий спосіб має похибку 5-10%.
Паровий зволожувач
Парові зволожувачі використовують принцип ізотермічного зволоження повітря пором, який подається у зволожувальну камеру парогенератора. Парогенератор розташовується окремо від установки обробки повітря та з'єднується з секцією зволоження паропроводами. Можливе подання пари під тиском від паророзподільної мережі.
Пара є стерильним середовищем, що є значною перевагою при обслуговуванні приміщень із підвищеними вимогами до чистоти повітря. Однак, застосування парових зволожувачівхарактеризуються підвищеною витратою електроенергії, порівняно з адіабатичними зволожувачами.
Паророзподільна система може складатися як із системи паророзподільних трубок, так і одного лінійного паророзподільника.
По всій довжині паророзподільних трубок розміщуються отвори, які забезпечують рівномірний розподіл пари на дуже короткій відстані без утворення конденсату. Трубки виготовлені з нержавіючої сталі як у теплоізоляції, так і без неї. В ізольованих трубках розподільні форсунки виготовляються з поліфеніленсульфіду, особливого міцного пластику, здатного постійно витримувати температуру до 220 °С. Якщо вертикальні паророзподільні трубки не мають ізоляції, форсунки в них не використовуються.
Колектор, яким пар подається на паророзподільні трубки, також виготовлений з нержавіючої сталі. Може розміщуватись як зверху, так і знизу камери.
При використанні паророзподільних патрубків вони виконують не тільки функцію подачі пари, але і є відводником конденсато, з можливістю конденсату.
Масо-габаритні характеристики
У схемі автоматизації (рис. 6.1) передбачається контроль температури гарячої водив трубопроводах, що подає і зворотньому, повітронагрівачів ВН 1 і ВН 2, холодної води, що подається в зрошувальну камеру КО, температури повітря у певних точках кондиціонера та у приміщенні. Для цих цілей застосовуються технічні термометри типу Пабо Ута кімнатний термометр ТБ-2М(Див. розділ 5.1).
Контроль тиску холодної води здійснюється манометром, що показує 8 типу ОБМ 1-100-6.
Перепад тиску повітря на фільтрі вимірюється рідинним тягонапоромером 7 типу ТНЖ-Нз межею виміру 0 -0,4 кПа.
Автоматичне керування
Управління електроприводами вентилятора та клапана зовнішнього повітря КЛ-6 здійснюється аналогічно до управління, розглянутого в розділі 5.1 для припливної камери.
У схемі автоматизації (рис. 6.1) додатково передбачено керування електродвигунами М6фільтра, МЗ насоса камери зрошення та ІМ МВ 8 напрямного апарату НАвентилятора.
Робота електродвигунів М 6, МЗ і ІМ МВ 8 напрямного апарату блокована з роботою електродвигуна М1 вентилятора. При включенні електродвигуна М 1 у місцевому або дистанційному режимі управління подається сигнал на увімкнення електродвигунів М 6, МЗ і ІМ МВ 8. В результаті цього включається в роботу електропривод пристрою очищення фільтра, насос камери зрошення та відкривається направляючий апарат вентилятора. При відключенні електродвигуна М 1 вентилятора електроприводи фільтра та насоса відключаються, а напрямний апарат вентилятора закривається.
Для випробування електродвигунів М 6, МЗ і ІМ МВ 8 передбачені кнопки керування відповідно SУ 4, SУ 5 і SУ 7.
Автоматичне регулювання
Подана на рис. 6.1 схема автоматизації прямоточної ВКВвключає два незалежні контури регулювання температури та відносної вологості повітря в приміщенні. Регулювання відносної вологості повітря у приміщенні здійснюється методом точки роси, тобто. непрямим способом. на I-dдіаграма (рис. 6.1) представлена схема обробки повітря.
Регулювання за температурою точки роси
У холодну пору року зовнішнє повітря (точка 1 на рис. 6.1) підігрівається в повітронагрівачі ВН 1 до стану, що відповідає точці 2. Потім повітря адіабатично зволожується і охолоджується в зрошувальній камері, досягаючи температури точки роси (точка 3), і після проходження через повітронагрівач ВН 2 надходить у приміщення з параметрами 4; (4). Ассимілювавши тепло, що виділяється в приміщенні, повітря приймає параметри, що характеризуються точкою 5. Необхідна температура повітря в приміщенні підтримується трипозиційним електричним регулятором температури РВ 2 типи ТЕ 2ПЗ датчиком ВК 2, встановленому у приміщенні. Як датчик ВК 2 застосовується термоперетворювач опору мідного типу ПММ-1079 градуювання 50 М. При відхиленні температури повітря в приміщенні від заданої сигналу від датчика ВК 2 регулятор РВ 2 змінює теплопродуктивність повітронагрівача ВН 2, шляхом впливу на ІМ МВ 13 та клапан КЛ-4. Через певний проміжок часу температура повітря у приміщенні наближається до заданої. Необхідна температура точки роси за камерою зрошення підтримується регулятором температури РВ 1, який за сигналом від датчика ВК 1 впливає на ІМ МВ 1 регулюючого клапана КЛ-1 повітронагрівача ВН 1, змінюючи його теплопродуктивність. За допомогою регулятора РВ 1 вдається отримати практично постійний вміст вологи повітря після камери зрошення, що дає можливість підтримувати задану відносну вологість повітря в приміщенні. Як регулятор температури РВ 1 застосований регулятор ТЕ 2ПЗ, а як датчик температури ВК 1 термоперетворювач опору мідний ПММ-0879 градуювання 50 М.
У теплий період року зовнішнє повітря (точка 6) охолоджується до температури точки роси в зрошувальній камері, і необхідна температура точки роси підтримується регулятором РВ 1, що впливає на ІМ МВЗ регулюючого клапана КЛ-3 на трубопроводі холодної води. При підвищенні температури точки роси клапан КЛ-3 відкривається, збільшуючи подачу на форсунки холодної води, що забезпечує більш глибоке охолодження повітря. При зниженні температури клапан КЛ-3 прикривається, зменшуючи подачу холодної води. Необхідна температура повітря у приміщенні підтримується регулятором РВ 2, що впливає на ЇМ МВ 13 регулюючого клапана КЛ-4 повітронагрівача ВН 2.
Автоматичний захист повітронагрівача ВН 1 від замерзання здійснюється аналогічно до захисту, наведеної в розділі 5.1 для припливної камери.
Недоліком викладеного методу регулювання параметрів повітря у приміщенні є його низькі економічні показники, оскільки в окремих режимах роботи ВКВ одночасно споживається теплота та холод.
1. Введення
2. Короткий опистехнологічного процесу
2.1 Загальні відомостіпро кондиціонери
3. Математична модель технологічного об'єкта
4.1 Автоматична система регулювання температури повітря
4.2. Автоматична система регулювання вологості повітря
5. Вибір технічних засобів автоматизації, програмного забезпечення, датчиків
5.1 Вибір та обґрунтування контрольованої технологічної змінної
5.5 Вибір електроприводу припливної заслінки та заслінки рециркуляційного повітря
5.6 Вибір контролера
6. Розрахунок регулюючого органу та виконавчого механізму
7. Розробка схем
8.1 Вступ
8.2 Розрахунок капітальних вкладень, необхідні реалізації проекту
9. Техніка безпеки
9.3 Розрахунок за надлишками вологи
Ключові слова: кондиціювання, центральний кондиціонер, температура, вологість.
Об'єктом дослідження є автоматичні системи регулювання температури та вологості повітря.
Мета проекту: розробка автоматизованої системиуправління установкою кондиціювання повітря.
1. Введення
2. Короткий опис технологічного об'єкта управління
2.1 Загальні відомості про центральні кондиціонери
Центральні кондиціонери, що знайшли найширше застосування в комфортному та технологічному кондиціонуванні, являють собою неавтономні кондиціонери, що постачаються ззовні холодом (підведенням холодної води або незамерзаючих рідин), теплом (підведенням гарячої води або пари) та електроенергією для приводу вентиляторів, насосів, запірно- на повітряних та рідинних комунікаціях та ін.
Центральні кондиціонери призначені для обслуговування кількох приміщень чи одного великого приміщення. Іноді кілька центральних кондиціонерів обслуговують одне приміщення великих розмірів(театральний зал, закритий стадіон, виробничий цех тощо).
Сучасні центральні кондиціонери випускаються у секційному виконанні та складаються з уніфікованих типових секцій (тривимірних модулів), призначених для регулювання, змішування, нагрівання, охолодження, очищення, осушення, зволоження та переміщення повітря.
2.2 Конструкція та режими роботи центрального кондиціонера
Центральний кондиціонер складається із окремих типових секцій, герметично з'єднаних між собою. Корпус кондиціонера виконаний на базі каркасу з алюмінієвих профілів, до яких кріпляться постійні та знімні (для доступу до агрегатів) панелі.
Панелі складаються із зовнішнього та внутрішнього оцинкованих листів, між якими встановлюється мінераловатна теплоізоляційна прокладка.
З метою полегшення підходу до вузлів установки передбачені оглядові двері або знімні панелі з боку обслуговування.
Вимоги до параметрів повітря, що кондиціонується, лежать в основі технологічного компонування, тому набір секцій може бути дуже різноманітний.
Секції можуть бути скомпоновані у двоярусному виконанні або з урахуванням рельєфів приміщень, у яких встановлюється кондиціонер.
Крім стандартних типових компоновок існує можливість створення власного унікального компонування кондиціонера.
Розміри секцій уніфіковані і залежать, як правило, від витрати і швидкості повітря, що обробляється в кондиціонері. Серед основних секцій, що використовуються при компонуванні кондиціонера: вентиляторна секція, охолодження, нагріву, зволоження, фільтрації, шумоглушення і теплоутилізації.
Вибір того чи іншого компонування (технологічної лінії обробки повітря) залежить від багатьох факторів, насамперед, від призначення та режиму використання приміщень, конструктивних особливостей будівлі, а також від санітарно-гігієнічних, будівельно-монтажних, архітектурних, експлуатаційних та економічних вимог.
2.3 Технічні характеристикицентрального кондиціонера
У проекті розглядається центральний кондиціонер CDC318 виробництва фірми «Wesper». До його складу входить (рис.1.1):
1 – заслінка витяжного повітря;
2 – переточна заслінка;
3 – заслінка припливного повітря;
4 – секція витяжного вентилятора;
5 – секція повітронагрівача першого підігріву;
6 – секція зволожувача;
7 – секція повітроохолоджувача;
8 – секція повітронагрівача другого підігріву;
9 – секція припливного вентилятора.
Рис.1.1 Центральний кондиціонер CDC318
витрата витяжного повітря, м3/ч____________________________25000;
тиск, що розвивається, Па_________________________________544;
потужність електродвигуна, кВт___________________________7,5;
частота обертання, об/хв_________________________________1455.
Стандартно колектори оснащуються додатковими патрубками з різьбленням, призначеними для спуску води та відведення повітря.
Патрубки колекторів виведені назовні. Кінці патрубків подаючого та зворотного колектора також мають різьблення.
Кожух теплообмінників має спеціальні транспортні тримачі, що полегшують демонтаж та транспортування.
Ребра трубок повітронагрівача вироблено пластинчастими ребрами з кроком 1,6 мм.
тип нагрівання____________________________________________водяний;
температура повітря на вході, °С___________________________-18;
температура повітря на виході, °С__________________________+31,1;
температура води на вході, °С______________________________+80;
температура води на виході, °С_____________________________+60;
витрата теплоносія, л/ч______________________________20468.
відносна вологість повітря на вході, %___________________90;
відносна вологість повітря на виході, %___________________2;
теплова потужність, кВт____________________________________476.
Зволоження повітря в центральному кондиціонері здійснюється у секції зрошувального зволоження водою (форсуночної камери) або секції парового зволоження.
Камера зрошення складається з корпусу, в який встановлені трубні гребінки, піддон та насос.
У форсуночній камері відбувається адіабатичне зволоження повітря циркуляційною водою, яка надходить з піддону. Повітря входить у безпосередній контакт із поверхнею крапель води, що розпорошується за допомогою форсунок. Розпорошуючись, вода перетворюється на густий туман дрібних крапель, крізь який рухається повітря, поглинаючи водяні пари.
Продуктивність форсунок залежить від діаметра вихідного отвору, тиску та температури води перед форсункою. Установка форсунок у поперечному перерізі форсункової камери виконується на трубних гребінках, до яких подається циркуляційним насосом вода з піддона. Розпорошувальні форсунки виконані так, щоб знизити забруднення відкладеннями.
Піддон виконує функції резервуара запасної ємності води, що забезпечує плавну роботу насоса. Піддон оснащений водозливом із поплавковим клапаном для спуску оборотної води, а також водяним введенням для поповнення випареної води.
Циркуляційний насос розміщений біля піддону на кронштейні. На всмоктувальному патрубку насоса розташований сітчастий фільтр.
Конструкцію форсуночної камери доповнюють два сепаратори-каплеуловлювачі, що запобігають винесення крапель води до наступних секцій центрального кондиціонера.
Один працює на виході із секції як сепаратор, інший є напрямним для вирівнювання потоку повітря на вході. Ці сепаратори є високоефективними елементами обладнання. Сепаратори виготовлені з пластмасових профілів і мають конструкцію, що несе, з нержавіючої сталі.
Внаслідок винесення води з повітрям у процесі зволоження необхідно заповнювати втрати води.
Підживлення водою регулюється за допомогою поплавця, який поміщений на живильному патрубку, а циркуляційна випускається ручним шаровим клапаном, розміщеним на нагрівальній стороні насоса.
Кожух секції зволоження виготовляється з нержавіючого листа, що повністю виключає корозію, має вікно для контролю та освітлення внутрішнього об'єму.
Ефективність зволоження у секції такого типу становить близько 90%.
тип зволоження _________________________________форсунки;
температура повітря на вході, °С___________________________+31,1;
температура повітря на виході, °С__________________________+15;
відносна вологість повітря на вході %______________2;
відносна вологість повітря на виході, % 66;
витрата води, л/ч__________________________________________12821;
температура води, °С _____________________________________+15;
витрата конденсату, л/ч_____________________________________195,1.
Секція охолодження являє собою водяний теплообмінник - охолоджувач повітря, виготовлений з мідних трубок (4 ряди) з алюмінієвими ребрами. Як холодоагент (робоче середовище) використовується вода, що надходить від чиллера (холодильної машини). Колектори виконані із сталевої оцинкованої труби. Вхідні та вихідні патрубки колектора мають зовнішнє різьблення. Стандартно колектори оснащуються додатковими патрубками для спуску холодоагенту та відведення повітря.
Патрубки колекторів виведені назовні секції. Охолоджувач повітря має кожух з оцинкованої сталі. Кожух обладнаний спеціальними транспортними утримувачами, що полегшують демонтаж та транспортування.
Ореберіння трубок охолоджувача повітря проводиться пластинчастими ребрами, що забезпечує високу тепловіддачу при низькому аеродинамічному опорі теплообмінника.
Стандартно в секцію охолодження встановлюється піддон для конденсатної води, зроблений з листової сталі нержавіючої і оснащений зведеним назовні зливним патрубком, до якого приєднується переливний сифон, т.зв. водяний затвор.
Водяні охолоджувачі повітря оснащуються протизаморожуючими термостатами.
За секцією охолодження в центральному кондиціонері встановлюються ефективні сепаратори (каплеуловлювачі).
тип охолодження _________________водяний;
температура повітря на вході, °С___________________________+35;
температура повітря на виході, °С__________________________+17,1;
температура води на вході, °С______________________________+6;
температура води на виході, °С_____________________________+12;
витрата холодоносія, л/ч_____________________________36459;
відносна вологість повітря на вході, %___________________50;
відносна вологість повітря на виході, %__________________99;
холодильна потужність, кВт 254,4.
У секції другого підігріву використовують електричний нагрівач.
Електричний нагрівач виконаний у формі прямокутного паралелепіпедаз укріпленими в корпусі елементами, що гріють у вигляді оребрених ТЕНів. Електричний нагрівач підключається до електромережі 3/380/50 Гц. Така конструкція дозволяє легко демонтувати нагрівач із секції для огляду та ремонту (попередньо потрібно зняти панель). Елементи нагрівача укріплені вертикально, а контакти виведені до клемної панелі на бічній стінці корпусу нагрівача. Кожен елемент окремо до клемної панелі, проте для ступінчастого регулювання з'єднують їх блоками по три штуки. Нагрівач має термостат безпеки, що обмежує надмірне зростання температури всередині системи, а також відключення нагрівачів у разі припинення подачі повітря.
тип нагріву______________________ електричний;
температура повітря на вході, °С___________________________+15;
температура повітря на виході, °С__________________________+20;
відносна вологість повітря на вході, % 66;
відносна вологість повітря на виході, %________________48;
теплова потужність, кВт____________________________________36.
витрата припливного повітря, м3/ч___________________________25000;
тиск, що розвивається, Па_________________________________877;
потужність електродвигуна, кВт___________________________11;
частота обертання, об/хв_________________________________1460.
(3.6)
де 
(3.7-3.8)
Коефіцієнт зрошення;
Витрата повітря, що обробляється, кг/с;
Витрата води, що розбризкується, кг/с;
Питома теплоємність води, Дж/(кг*К);
Початкова та кінцева температура води, ;
Маса води у піддоні камери, кг;
Температура повітря по сухому термометру після камери;
, тут (3.9)
Безрозмірний коефіцієнт, що враховує початкові параметри повітря та води. ; (3.10)
Температурний критерій. 
; (3.11)
Температура точки роси, ;
Постійний коефіцієнт;
Показники ступеня;
Відношення мас або обсягів рециркуляційної води, що розбризкується;
Температура холодної води, що надходить;
; - температура повітря сухим термометром до камери зрошення, .
Характерною особливістюпостійної часу та коефіцієнта посилення є їх залежність від співвідношення мас або обсягів холодної та рециркуляційної води та початкових параметрів повітря та води. При величині і в цьому рішенні камера зрошення може розглядатися як підсилювальна ланка. При збільшується, і перехідний процес наближається до аперіодичного.
При зміні витрати повітря (кількісне регулювання)
, (3.12)
проте значення постійних часу у разі інші.
При адіабатичних процесах
. (3.13)
Коли впливом, що обурює, є зміна вологовмісту повітря до камери, а вихідний параметр - зміна температури повітря після камери зрошення,
. (3.14)
Дослідження динамічних властивостей вимірювальних перетворювачів температури при їх роботі в повітряних потоках різної швидкості показали, що вони можуть описуватись передатною функцією аперіодичного ланки,
Постійна часу є функцією швидкості повітряного потоку , що омиває перетворювач, і в загальному випадку визначається виразом
, (3.16)
де - Постійна часу при;
Постійні величини, що залежать від конструкції та теплофізичних властивостей вимірювального перетворювача.
Динаміка електричних вимірювальних перетворювачів вологості описується передавальною функцією виду
, (3.17)
де - початковий опір вимірювального перетворювача при
заданої вологості повітря;
Початкова вологість повітря;
Постійна часу вимірювального перетворювача.
Передатна функція об'єктів регулювання секцій підігріву в кожній точці діапазону регулювання може бути приведена до вигляду
, (3.18)
де - Коефіцієнт посилення регулюючого органу (регулюючий орган є безінерційною ланкою);
Коефіцієнт посилення секції камери підігріву;
Комплексна змінна;
Запізнення (секції підігріву спільно з вимірювальним
перетворювачем температури);
Постійна часу (секції підігріву спільно з вимірювальним
перетворювачем температури).
Температуру припливного повітря можна регулювати шляхом зміни витрати гарячої води через калорифер; витрати повітря через калорифер зі здвоєним повітряним клапаном; температури води (додаванням до гарячої води холодної із стороннього джерела).
. (3.19)
Здвоєний повітряний та регулюючий клапани на лінії теплоносія приблизно можна вважати безінерційними елементами системи регулювання
Коефіцієнти посилення клапанів розраховуються за їх робочими витратними характеристиками з урахуванням змінних тисківна клапанах та характеристик зчленувань.
Таким чином, передатна функція об'єкта регулювання
У загальному випадку коефіцієнт посилення , час запізнення , постійна часу є величинами, що змінюються всередині діапазону регулювання, і, отже, отримати однакову якість регулювання у всьому діапазоні регулювання без вживання спеціальних заходів неможливо.
Якщо величини та в заданому діапазоні регулювання змінюються незначно, то можна лінеаризувати статичну характеристику за рахунок, наприклад, спеціально підібраного зчленування виконавчого механізму з регулюючим органом і отримати практично однакову якість регулювання у всьому діапазоні регулювання. Якщо величини і значно змінюються, то мова може йти про забезпечення якості «не гірше» заданого в діапазоні регулювання.
З урахуванням вищесказаного передавальні функції по основним каналам регулювання мають вигляд:
"Вологість зовнішнього повітря - вологість повітря на виході з установки кондиціювання"
;
«Вологість зовнішнього повітря – вологість повітря у приміщенні»
;
"температура зовнішнього повітря - температура на виході з установки кондиціювання"
;
«температура зовнішнього повітря – температура повітря у приміщенні»
;
«співвідношення холодної та рециркуляційної води – температура води»
.
Мал. 3.2 – Крива розгону малоінерційного об'єкта (температура повітря на виході з установки кондиціювання)
Мал. 3.3 - Крива розгону інерційного об'єкта (температура повітря у приміщенні)
Рис. 3.4. - Крива розгону малоінерційного об'єкта (вологість повітря на виході з установки кондиціювання)
Мал. 3.5 - Крива розгону інерційного об'єкта (вологість у приміщенні)
Мал. 3.6 – Крива розгону інерційного об'єкта (зміна співвідношення «холодна-рециркуляційна вода).
4. Розробка системи регулювання
4.1 Автоматичні системи регулювання температури повітря
На рис. 4.1 наведено структурні схеми автоматичних систем регулювання температури повітря за допомогою теплообмінника (калорифера), типові для установок кондиціювання повітря. До об'єкта регулювання в цьому випадку відносяться приміщення, що кондиціонується, повітропровід, повітронагрівач і регулюючий вентиль; до регулятора – вимірювальний та керуючий елементи та виконавчий механізм.
Як видно із схем, при встановленні перетворювача після теплообмінника (в об'єкті регулювання) система регулювання замкнута, при установці перетворювача перед теплообмінником (у потоці зовнішнього повітря) – розімкнута, оскільки зміна температури в об'єкті регулювання не викликає змін положення регулюючого органу. За наявності двох перетворювачів, один з яких встановлений у регульованому об'єкті, а інший – у потоці зовнішнього повітря, регулюючий вплив є сумою алгебри впливів.
Основні автоматичні системи регулювання температури повітря, що застосовуються в установках кондиціювання повітря, показано на рис. 4.2.
При розміщенні перетворювача в повітропроводі забезпечується постійна температура повітря, що надходить у приміщення, де температура повітря не регулюється, і її відхилення не можуть викликати змін положення регулюючого органу (рис. 4.2, а).
Регулятор, перетворювач якого розташований в приміщенні, що кондиціонується, при відхиленні температури від заданого значення впливає на регулюючий вентиль, що змінює кількість пари, що надходить в повітронагрівач (рис. 4.2, б).
Система регулювання, що складається з двох теплообмінників – калорифера підігріву повітря та поверхневого охолоджувача, що працюють послідовно (поверхневий охолоджувач включається при повністю закритому вентилі, що регулює подачу теплоносія (рис. 4.2, в)), може бути також системою релейного регулювання, якщо залежно від знака відхилення температури, включається калорифер підігріву або поверхневий охолоджувач.
Мал. 4.1 – Функціональні та структурні схеми автоматичних систем регулювання температури повітря:
а – при встановленні вимірювального перетворювача після калориферу; б – при встановленні вимірювального перетворювача перед калорифером; в – за наявності двох вимірювальних перетворювачів; - регульована величина; - задане значення; - Відхилення регульованої величини від заданого значення; - Регулюючий вплив; М - обурення по навантаженню.
У системі, що складається з теплообмінника, регулятора та регульованого клапана (рис. 4.2, г), регулювання здійснюється зміною співвідношення між об'ємом повітря, що проходить через нагрівач, і холодного повітря. Перевага цієї схеми полягає в тому, що невелика зміна положення рухомих клапанів відразу позначається на температурі повітря припливу і таким чином зменшується запізнення системи регулювання.
Широко застосовуються автоматичні системи регулювання температури повітря, що складаються з регулятора з перетворювачем, калориферу та повітроохолоджувача, двох регулюючих вентилів та одного повітряного клапана (рис. 4.2, д). Температура повітря підтримується постійним регулюванням співвідношення між нагрітим і охолодженим повітрям та суміші. Регулюючі вентилі в системах тепло- та холодоносіїв відкриваються залежно від знака відхилення температури повітря у повітроводі.
У системі (рис. 4.2, е), що складається із змішувально-регулюючого клапана та калориферу підігріву повітря, виконавчі механізми можуть працювати послідовно, тобто. калорифер підігріву повітря включається тоді, коли температура не може бути забезпечена за рахунок зміни температури суміші припливного та рециркуляційного повітря.
Мал. 4.2 – Основні автоматичні системи регулювання температури повітря, які застосовуються в установках кондиціювання повітря:
а – з перетворювачем у повітроводі; б – з перетворювачем у приміщенні; в – з калорифером та поверхневим охолоджувачем; г – з повітряним клапаном, що регулюється; д – з двома теплообмінниками та повітряним клапаном; е - зі змішувально-регулюючим повітряним клапаном.
На рис. 4.3 наведено автоматичні системи регулювання температури повітря одночасно зі зміною співвідношення кількості зовнішнього та рециркуляційного повітря та подальшою обробкою суміші та за допомогою теплообмінників. Зміна співвідношення витрат зовнішнього та рециркуляційного повітря здійснюється регулятором, чутливий елемент якого встановлений у потоці зовнішнього повітря. Наявність соленоїдного вентиля забезпечує більш швидке охолодження повітря.
Мал. 4.3 – Автоматичні системи регулювання температури з подальшою обробкою суміші зовнішнього та рециркуляційного повітря:
а – з моторними виконавчими механізмами; б - з соленоїдним вентилем на подачі холодоносія.
Наведені схеми регулювання застосовують у різних комбінаціях майже переважають у всіх установках кондиціонування повітря.
Регулювання температури повітря регулятором, перетворювач якого розташований безпосередньо в об'єкті, що володіє великим ємнісним запізненням, може призвести до значного перерегулювання за рахунок того, що орган, що регулює, може займати крайні положення (особливо при релейному регулюванні). Спеціальний регулятор-обмежувач, розташований у повітроводі, забезпечує зміну температури припливного повітря в заздалегідь заданих межах (рис. 4.4).
Мал. 4.4 – Автоматична система регулювання за мінімального та максимального обмеження температури повітря:
1 – регулятор температури у приміщенні; 2 – регулятор-обмежувач.
Можливі два види обмеження – за мінімальною температурою та максимальною. Якщо температура повітря в об'єкті регулювання при максимальному обмеженні нижче значення, заданого регулятору-обмежувачу, то керуючий сигнал лінії регулюючого органу визначається лише відхиленням від заданого значення температури повітря в об'єкті регулювання (керуючий сигнал проходить через регулятор-обмежувач незмінним). Якщо температура повітря досягає значення, заданого регулятору-обмежувачу, то останній своїм керуючим елементом (наприклад, пристроєм сопло-заслінка) відповідним чином змінить тиск в лінії регулюючого органу, внаслідок чого зменшиться витрата теплоносія, що надходить в калорифер. Температура повітря в об'єкті регулювання знизиться, і регулятор-обмежувач не працюватиме.
При мінімальному обмеженні та досягненні температури повітря значення, заданого регулятору-обмежувачу, цей регулятор збільшує подачу теплоносія, і подальше регулювання здійснюється основним регулятором. Основний регулятор та регулятор-обмежувач включені до керуючої магістралі стиснутого повітря послідовно. На рис. 4.4 показано мінімальне та максимальне обмеження за допомогою двох регуляторів-обмежувачів.
Мал. 4.5 – Автоматичні системи регулювання температури повітря:
а – розімкнена система регулювання: 1 – регулятор температури в повітроводі; 2 – електропневмореле, що блокує роботу вентилятора та повітряних клапанів; б – регулювання температури з мінімальним обмеженням: 1 – регулятор температури у приміщенні; 2 – регулятор-обмежувач; 3 – електропневматичне реле; в – регулювання температури повітря з мінімальним обмеженням та зміною співвідношення витрат зовнішнього та рециркуляційного повітря: 1 – регулятор температури; 2 – регулятор-обмежувач; 3 – регулятор положення повітряних клапанів; 4 – електропневматичне реле.
Максимальне та мінімальне обмеження можливе і за допомогою одного регулятора-обмежувача. У цьому випадку регулюючим органом керує лише регулятор-обмежувач, а роль регулятора температури повітря в об'єкті регулювання зводиться до зміни значення, заданого регулятору-обмежувачу, при відхиленнях температури повітря від заданого значення в об'єкті регулювання.
Розглянемо кілька типових схемавтоматичне регулювання температури припливного повітря (рис. 4.5)
Регулятор, перетворювач якого розташований в припливному каналі, керує ступенем відкриття вентиля, що регулює, в калорифері.
Система регулювання температури повітря в об'єкті розімкнена, і зміна теплового навантаження не впливає на ступінь відкриття регулюючого вентиля (рис. 4.5 а).
Регулятор температури об'єкта керує регулюючим вентилем калорифера, а регулятор, перетворювач якого розташований у каналі, є мінімальним обмежувачем і включається в тому випадку, якщо температура повітря нижче заданого мінімуму (рис. 4.5, б).
Система регулювання температури повітря в об'єкті з мінімальним обмеженням та регулюванням співвідношення витрат зовнішнього та рециркуляційного повітря (рис. 4.5, в) характеризується наявністю регульованих повітряних клапанів. Регулюючі органи калорифера та повітряних клапанів включені послідовно. Порядок роботи повітряних клапанів та калориферів визначається економічністю роботи системи та необхідною кількістюсвіжого повітря.
У системі регулювання температури повітря, що видаляється при мінімальному обмеженні температури припливного повітря (рис. 4.6,а) регулювання температури припливного і рециркуляційного повітря здійснюється окремим регулятором, перетворювач якого розташований в каналі припливу. Для запобігання замерзанню через калорифер проходить попередньо підігріте повітря. Послідовна робота регулятора температури повітря, що видаляється, і мінімального регулятора-обмежувача забезпечує регулювання за середньою температурою об'єкта, проте в цьому випадку збільшується запізнення.
Мал. 4.6 – Автоматичні системи регулювання температури повітря:
а – регулювання температури повітря, що видаляється; б – регулювання температури повітря, що видаляється за наявності байпасу; в – багатозональне регулювання за мінімального обмеження температури припливного повітря: 1-4 – регулятори.
У системі регулювання температури повітря (рис. 4.6 б) значна інерційність теплообмінників (калоріферів) може бути зменшена застосуванням клапана, що змінює співвідношення нагрітого і ненагрітого повітря. При закритті регулюючого вентиля калорифер одночасно закривається дросельний клапан, розташований перед ним, і відкривається обвідний канал (байпас).
У системі багатозонального регулювання температури за мінімального обмеження температури припливного повітря (рис. 4.6, в) попередній підігрів всього припливного повітря здійснюється змішуванням зовнішнього та рециркуляційного повітря за допомогою двох регуляторів з різними завданнями (літнім та зимовим режимами). Температура повітря в кожному об'єкті регулюється незалежно за допомогою власних повітронагрівачів за мінімального обмеження температури припливного повітря.
4.2 Автоматичні системи регулювання вологості повітря
За способом регулювання відносної вологості повітря в об'єкті системи поділяються на три типи:
системи з непрямим регулюванням відносної вологості повітря; у цьому випадку відносна вологість повітря в об'єкті стабілізується або змінюється за заданою програмою функції температури точки роси після камери зрошення і температури в самому об'єкті;
системи з прямим регулюванням відносної вологості повітря за допомогою регулятора вологості, перетворювач якого встановлений у самому об'єкті. Регулятор впливає безпосередньо на подачу відповідних енергоносіїв так, щоб об'єкт регулювання підтримував значення вологості повітря.
На рис. 4.7, а наведена система непрямого регулювання відносної вологості повітря за двома режимами (літнього та зимового).
Регулювання температури повітря здійснюється регулятором 1, перетворювач якого розташований в об'єкті (рис. 4.7 а). Мінімальне обмеження температури припливного повітря забезпечується регулятором-обмежувачем 2. Температура суміші зовнішнього та рециркуляційного повітря
регулюється регуляторами 5 та 6, а температура повітря після камери зрошення – автономним контуром регулювання для двох режимів (літнього та зимового, причому регулятори 3 та 4 включені за схемою обмеження).
На рис. 4.7 б показана схема регулювання температури води в камері зрошення двох теплообмінників - підігрівача і охолоджувача. Схема дозволяє інтенсивно впливати на температуру точки роси і в ряді випадків відмовитися від попереднього нагрівання або охолодження повітря. Як охолоджувач води можна використовувати випарник холодильної машини. Для підвищення точності роботи виконавчі механізми мають бути забезпечені позиціонерами. Графіки роботи елементів схеми наведено на рис. 4.7, ст.
Мал. 4.7 – Система непрямого регулювання відносної вологості повітря за двома режимами:
а – функціональна схема; б – схема регулювання температури води; в – графіки роботи елементів схеми: 1 – клапан гарячої води; 2 – компресор; 3 – клапан холодної води.
Схема з так званою ковзною температурою точки роси показана на рис. 4.8. Схема забезпечує два режими роботи – літній та зимовий. У зимовому режимі температура та вологість повітря в об'єкті постійні, а в літньому – температура точки роси та температура в об'єкті можуть у заданих межах змінюватися, вологість повітря в об'єкті постійна. Відсутність охолоджувача у схемі виключає нормальну роботу за дуже високої зовнішньої температури повітря та високої відносної вологості.
Регулятор, перетворювач якого встановлений у потоці зовнішнього повітря, влітку змінює задані значення температури точки роси та температури повітря в об'єкті. Змішувально-регулюючий повітряний клапан та калорифер попереднього підігріву включені послідовно. Регулятор температури повітря в об'єкті керує подачею теплоносія до калорифера. Можливе також застосування регулятора мінімального обмеження (показано пунктиром на рис. 4.8 а).
Мал. 4.8. – Схеми зі ковзною температурою точки роси:
а – з камерою зрошення; б – схема без камери зрошення; в – схема із регулятором вологості повітря в об'єкті; г – графіки роботи елементів установки: 1 – клапан свіжого повітря; 2 – калорифер попереднього підігріву; 3 – байпас; д - схема з попереднім підігрівом зовнішнього повітря.
Регулятор вологості у цій схемі є мінімальним обмежувачем вологості в об'єкті. При збільшенні відносної вологості повітря порівняно із заданим значенням регулятор вологості включає через реле проміжний водяний насос циркуляції води в камері зрошення.
Ковзаючий режим без камери зрошення забезпечує установка, схема якої показана на рис. 4.8, б. У зимовий період забезпечується постійна температура у приміщенні за мінімального обмеження температури припливного повітря. У літній період температура повітря змінюється на функції температури зовнішнього повітря, регулятор температури зовнішнього повітря автоматично змінює завдання регулятора об'єкта. Регулятор вологості повітря на об'єкті є максимальним обмежувачем. При перевищенні вологості в об'єкті щодо заданого значення підвищується підігрів повітря в калорифері.
При прямому регулюванні вологості повітря регулятор вологості, розташований у об'єкті, впливає на регулюючі органи елементів установки, які впливають величину відносної вологості в об'єкті. Схему такої установки показано на рис. 4.8, ст. В цьому випадку температура та відносна вологість повітря підтримуються незмінними. Графіки роботи елементів показано на рис. 4.8, р.
Мал. 4.9. – Схеми регулювання вологості повітря:
а – пряме регулювання вологості підмішування холодної води в камері зрошення; б - каскадна схема регулювання вологості повітря; в - Залежність заданого значення температури точки роси від зміни відносної вологості повітря в об'єкті.
Інша схема прямого регулювання вологості повітря показано на рис. 4.8, д. Регулятор температури в об'єкті включає підігрівач повітря тоді, коли температура повітря стає нижче заданого значення, і таким чином усувається надходження вологого повітря.
Розташування калорифера попереднього підігріву в каналі зовнішнього повітря можливе в зонах з м'якими. кліматичними умовами.
У схемі наведеної на рис. 4.9 а, зниження температури точки роси досягається підмішуванням холодної води в камері зрошення. Регулятор відносної вологості керує клапаном калориферу другого підігріву повітря. На рис. 4.9 б регулятор вологості в об'єкті безперервно змінює завдання регулятору температури точки роси і таким чином «стежить» за відносною вологістю в об'єкті. Регулятор температури точки роси управляє роботою калорифера попереднього підігріву повітря (або охолоджувача) та повітряних змішувальних клапанів.
Регулятор температури в об'єкті змінює значення, задане регулятору-обмежувачу, який керує калоріфером другого порядку.
Діаграми роботи цієї системи показано на рис. 4.9 ст.
Мал. 4.10 – Структурна схема каскадної АСР температури повітря у приміщенні
Мал. 4.11 – Структурна схема каскадної АСР вологості повітря у приміщенні
Мал. 4.12 – Структурна схема одноконтурної АСР температури води
Мал. 4.13 – Перехідний процес регулювання каналом «зміна температури зовнішнього повітря – зміна температури у приміщенні».
Мал. 4.13 – Перехідний процес регулювання каналом «зміна вологості зовнішнього повітря – зміна вологості у приміщенні».
Мал. 4.14 – Перехідний процес регулювання каналом «зміна співвідношення холодна-рециркуляційна вода – зміна температури води».
5. Вибір технічних засобів автоматизації.
5.1 Вибір та обґрунтування контрольованих технологічних змінних
Підтримка постійної температуриприпливного повітря
Управління температурою повітря (регулювання температури повітря в каналі) використовується при подачі в приміщення нагрітого повітря з постійною температурою. Датчик температури розташований у припливному повітроводі.
Регулювання температури у приміщенні
Регулювання температури у приміщенні (постійна температура у приміщенні, регулювання температури витяжного повітря) використовується підтримки у приміщенні постійної температури. Регулювання температури в приміщенні застосовується також при зміні температури повітря через протяги, нагрівання обладнання тощо. Температура повітря припливу змінюватиметься в залежності від необхідності прогріву або охолодження приміщення. Допоміжний датчик температури розташований у припливному повітроводі і керує мінімальною максимальною температуроюприпливного повітря для того, щоб до приміщення не надходило переохолоджене або перегріте повітря. Головний датчик знаходиться у приміщенні або у витяжному повітроводі (якщо необхідно визначити середнє значення температури в кількох кімнатах).
Захист від замерзання
Датчик захисту від замерзання в основному призначений для запобігання замерзанню теплоносія у водяному калорифері. При утворенні льоду мідні трубки в калорифері можуть луснути з наступним заподіянням шкоди внаслідок витоку води. Місце розташування температурного датчика особливо важливим, т.к. він повинен перебувати в зоні найнижчої температури нагрівача.
Компенсація зовнішньої температури
У деяких випадках необхідно, щоб зміна зовнішньої температури викликала певну зміну температури температури головного регулятора. Це означає, що якщо зовнішня температурапереходить через певне значення, то задана температура температури повинна поступово зростати.
В цьому випадку датчик, який контролює температуру зовнішнього повітря, підключається до головного регулятора через окремий блок. Така компенсація може виконуватися як улітку, так і взимку. Компенсація у літній період означає, що якщо температура зовнішнього повітря підніметься вище певного значення, то значення температури температури теж зросте. Компенсація в зимовий період року означає, що значення температури температури збільшиться, якщо температура зовнішнього повітря опуститься нижче певного значення.
Вологість повітря
Найбільш оптимальною вважається відносна вологість повітря в діапазоні від 30 до 60%. Верхня межа вологості становить близько 70%.
5.2 Вибір засобів вимірювання температури
Для вимірювання температури повітря припливу використовується канальний датчик температури TG-K3/Pt1000 виробництва фірми «Regin»:
Діапазон виміру__________________________-30 ... +70 ° С;
Інерційність_______________________________38 с.
Для вимірювання температури повітря в приміщенні використовується кімнатний датчик температури TG-R5/Pt1000 виробництва фірми Regin:
Діапазон виміру__________________________0…+50°С;
Похибка виміру_______________________±0,5°С;
Для вимірювання температури зовнішнього (атмосферного) повітря використовують зовнішній датчик температури TG-R6/Pt1000 виробництва фірми «Regin»:
Похибка виміру_______________________±0,5°С;
Для вимірювання температури води на виході теплообмінника використовується датчик датчика температури TG-А1/Pt1000 виробництва фірми «Regin»:
Діапазон виміру__________________________-40 ... +60 ° С;
Похибка виміру_______________________±0,5°С;
5.3 Вибір засобів вимірювання вологості
Для вимірювання вологості у приміщенні використовується кімнатний перетворювач вологості HRT250 виробництва фірми «Regin»:
Діапазон виміру__________________________0…100%;
Похибка виміру_____________±2% (при вологості 0...90%);
±3% (при вологості 90...100%);
5.4 Вибір електроприводу заслінки зовнішнього повітря
Електричні приводи POLAR BEAR® розроблені спеціально для використання з повітряними заслінками, що виконують захисні функції, та призначені, наприклад, для захисту від заморожування та гарантованого повного закриття. При надходженні сигналу, що управляє, привід переміщає заслінку в нормальне робоче положення, поступово натягуючи вбудовану пружину. При передбаченому або аварійному відключенні живлення приводу енергія пружини моментально встановлює заслінку в закрите положення. Компактність та універсальний адаптер, що має функцію обмеження кута обертання, надають привод багатофункціональними властивостями.
Технічні характеристики електроприводу DA2.F:
Момент обертання_______________________________________16 Н*м
Час спрацьовування двигун_________________________90 с
пружина________________________________________10 с
Потужність у робочому положенні_________________7 Вт
Кут повороту робітник__________________90°
обмежений діапазон _______________________________0 ° ... 30 °
60 ° ... 90 °
Маса___________________________________________________2,9 кг
Індикація положення______________________________механічна,
5.5 Вибір електроприводу переточної заслінки та заслінки рециркуляційного повітря
Для керування заслінками рециркуляції та перетікання застосовується електропривод DM1.1 виробництва фірми POLAR BEAR®.
Технічні характеристики електроприводу DМ1.1:
Момент обертання_______________________________________16 Н.м
Площа заслінки_______________________________________3 м2
Час спрацьовування____________________________80…110 с
Робоча напруга______________________________________24 В
Частота_________________________________________________50 Гц
Потужність у робочому положенні_________________4 Вт
у кінцевих положеннях _________________________________0,6 Вт
Кут повороту робітник_________________________90°
обмежений діапазон _______________________________5 ° ... 85 °
Маса___________________________________________________1,1 кг
Індикація положення____________________механічна, за допомогою вказівника
Число циклів спрацьовування________________________________60 000
Рівень шуму_________________________________________45 дБ (А)
Клас захисту_____________________________________________II
Ступінь захисту___________________________________________IP 44
Температура експлуатації_______________________-20…+50°C
Відносна вологість довкілля__________________5…95 %
5.6 Вибір контролера
CORRIGO С30 – це новий контролер, легкий у використанні та експлуатації. Він розроблений для використання в системах керування центральним кондиціюванням повітря. Контролер має дисплей та вбудований індикатор на передній панелі для сигналізації; керування контролера - за допомогою кнопок.
Контролер розроблений для кріплення на DIN-рейку до шафи або шафи.
Необхідні функції вибираються за допомогою текстового меню або значення коду конфігурації меню в залежності від типу програми, що використовується.
У контролера є річний годинник та автоматичний перемикач літо/зима.
Система меню дозволяє користувачам з різними рівнями доступу, показує уставки і дозволяє їх змінювати, залежно від ступеня доступу. Це зроблено задля унеможливлення некваліфікованого поводження з контролером, тобто. на нижньому рівні користувача неможливо ввести некоректні уставки при перегляді поточного стану, значень параметрів, аварій та ін. При нормальній роботі, без натискання будь-яких кнопок, дисплей сам показує найбільше важливі показники, такі як встановлені/поточні значення, логічне керування виходами, час/дата і т.д.
AI Аналогові входи
У контролера C30 шість аналогових входів AI3... AI8. Входи AI3, AI4 призначені використання перетворювачів вологості з вихідним сигналом 0...10В. Входи AI5 ... I8 призначені для використання датчиків температури типу Pt1000.
AI3 Кімнатний перетворювач вологості HRT
AI4 Канальний перетворювач вологості HRT250
AI5 Датчик температури зовнішнього повітря TG-R6/Pt1000
AI6 Датчик температури повітря припливу TG-K3/Pt1000
AI7 Датчик температури повітря в приміщенні TG-R5/Pt1000
AI8 Датчик температури зворотної води TG-A1/Pt1000.
У контролера С30 десять цифрових входів АI1...АI2 та DI1...DI8 для активізації відповідних функцій та моніторингу аварій.
Ці входи повинні бути приєднані тільки до потенційно вільних реле, що закривається.
АI1 Контролює роботу вентилятора або реле тиску.
АI2 Контролює роботу витяжного вентилятора або реле тиску.
DI1 Контролює забрудненість фільтра.
DI2 Контроль циркуляційного насоса, контур нагрівача.
DI3 Аварійний вхід чилерів (чилерів).
DI4 Контролює обертання роторного рекуператора.
Контролює зледеніння на теплообміннику.
DI5 Пожежна тривога.
DI6 Зовнішня аварія. Зовнішні перемикачі не перебувають у положенні “Auto”.
DI7 Кнопка або таймер для затримки вимкнення (для однієї швидкості) /
Затримка вимкнення роботи для двошвидкісних систем вентиляції.
DI8 Кнопка або таймер для затримки вимкнення на низькій швидкості (для
двошвидкісних систем).
У контролера С30 три аналогові виходи, AO1...AO3. Виходи мають сигнал 0...10 V DC, 5 mA та захищені від короткого замикання.
АО1 Y1 – охолодження, нагрівання чи заслінка.
АО2 Y2 - нагрівання, пластинчастий теплообмінник, роторний рекуператор, тепловий насос, охолодження або заслінка.
АО3 Y3 – нагрівання чи охолодження.
АО6 Зволоження/осушення.
У контролера С30 сім дискретних виходів, DO1...DO7. Виходи мають сигнал 0...10 V DC, 5 mA та захищені від короткого замикання.
DO1 Управління припливним вентилятором.
Висока швидкість припливного вентилятора для двошвидкісних систем.
DO2 Управління витяжним вентилятором.
Висока швидкість витяжного вентилятора для двошвидкісних систем.
DO3 Управління циркуляційним насосом.
Блокування електричного нагріву.
DO4 Управління компресором 1 (DX-охолодження).
Низька швидкість вентилятора припливу для двошвидкісних систем.
DO5 Управління компресором 2 (DX-охолодження).
Низька швидкість витяжного вентилятора для двошвидкісних систем.
DO6 Управління зовнішнього захисту від обмерзання.
Спрацювання протипожежної заслінки.
DO7 Аварійний вихід.
Рис.5.1 Приклад системи керування з контролером серії С30
Датчик температури повітря (AI3) керує послідовністю для досягнення встановленої температури.
Датчик температури повітря (AI3) керує послідовністю для досягнення заданої температури. Задатчик компенсовано з огляду на сенсор зовнішньої температури (AI1). Параметри, встановлені в меню «Налаштування», в меню для зовнішньої компенсації стають доступними, коли вибір зроблено.
Компенсацію зовнішньої температури можна встановити за допомогою двох початкових двох кінцевих позицій, див. розділ «Установки».
Управління температурою у приміщенні з каскадним контролем температури повітря
Датчик температури припливного повітря (AI3) управляє послідовністю, тому задатчик досягається, як і управління повітрям.
Датчик температури повітря припливу (AI3) управляє послідовністю, так що задатчик досягається так само, як і контроль припливного повітря. Задатчик для температури припливу визначається Датчиком Кімнатної температури(AI2), який при необхідності нагрівання збільшує задатчик для припливного повітря у відповідність до встановлених параметрів або, при необхідності охолодження, знижує задатчик.
Каскадний фактор (наскільки задатчик температури приміщення повинен бути змінений (пригороду)) встановлюється в «Установках», див.
ПРИМІТКА: каскадне керування є PI-керуванням з I-часом (фабричні установки 10 хвилин) і працює з установками між встановленим мінімальним і максимальним обмеженням.
(Поточне встановлення температури приміщення відображено в меню каскадного фактора).
Управління температурою в приміщенні з мін/макс обмеженням температури повітря.
Датчик керування температурою Room (AI2) керує послідовністю досягнення встановлених параметрів. Температура підтримується цим датчиком з обмеженням мінімального та максимального значень.
Управління температурою в приміщенні без датчика повітря.
Датчик температури Room (AI2) керує послідовністю досягнення значень установок.
Управління температурою повітря з компенсацією зовнішньої температури або керування температурою приміщення з обмеженнями мін/макс. Перемикач залежить від зовнішньої температури.
Датчик зовнішньої температури керує перемиканням між керуванням повітрям (зима) та керуванням у приміщенні (літо).
Датчик повітря (AI3) керує послідовністю для досягнення встановлених параметрів. Налаштування – зовнішня температура компенсується датчиком зовнішньої температури (AI1). Параметри встановлюються в меню "Параметри".
Датчик у приміщенні (AI2) керує послідовністю досягнення встановлених параметрів. Температура може бути макс/хв лімітована. Параметри встановлюються в меню "Параметри".
Вибір регулюючого органу та виконавчого механізму
Необхідна потужність для підігріву повітря припливу в зимовий період становить 381 кВт; для охолодження у літній період – 123 кВт. Різниця температур теплоносія 80...60°С, холодоносія 7...12°С. Витрата теплоносія становить:
холодоносія:
Як регулюючий орган на подачі теплоносія застосований триходовий клапан типу NMTR виробництва фірми Regin. Підбір клапана провадиться за умови перепаду тиску на ньому не вище 20 кПа. Підбір здійснюється за діаграмою, зображеною на рис.6.1.
Мал. 6.1 Діаграма підбору триходового клапана типу NMTR
Як регулюючий орган на подачі холодоносія застосований триходовий клапан типу BGTR виробництва фірми Regin. Підбір клапана провадиться за умови перепаду тиску на ньому не вище 20 кПа. Підбір здійснюється за діаграмою, зображеною на рис. 6.2.
Мал. 6.2. Діаграма підбору триходового клапана типу BGTR
На подачі теплоносія встановлено триходовий клапан NMTR50-39 (рис. 5) з умовним проходом DN=50мм та умовною пропускною здатністю Кv=39 м3/год. На подачі охолоджувача встановлений триходовий клапан BGTR65-63 (рис. 6) з умовним проходом DN=65 мм і умовною пропускною здатністю Кv=63м3/год.
Як виконавчий механізм на клапані теплоносія застосований електропривод AQM24-1R (рис.7) виробництва фірми Regin. Технічні характеристики електроприводу AQM24-1R:
Напруга живлення______________________________________24 В.
Частота_________________________________________________50 Гц.
Управляючий сигнал________________________________0…10 У.
Потужність__________________________________6 Вт.
Довжина штока 20 мм.
Час ходу штока 10 с/мм.
Фактичне зусилля____________________________________500 н.
Як виконавчий механізм на клапані холодоносія застосований електропривод AV24-MFT (рис.8) виробництва фірми Belimo. Технічні характеристики електроприводу AV24-MFT:
Напруга живлення____________________________________24 В.
Частота________________________________________________50 Гц.
Управляючий сигнал___________________________________0…10 У.
Потужність___________________________________6 Вт.
Довжина штока____________________________________________50 мм.
Час ходу штока________________________________________3 с/мм.
Фактичне зусилля_____________________________________2000 Н.
Мал. 6.3 Триходовий регулюючий клапан NMTR50-39
Маса – 5,0 кг.
Мал. 6.4 Триходовий регулюючий клапан BGTR65-63
Маса – 23 кг.
Мал. 6.5 Електропривод AQM24-1R
Мал. 6.6 Електропривод AV24-MFT
8. Техніко-економічне обґрунтування
8.1 Вступ
Автоматизовані системи кондиціювання призводять, зрештою, до економії споживаної електроенергії. Це відбувається з допомогою рівномірного споживання. У нашому випадку економія електроенергії оцінюється в 5% річного споживання. Передбачається, що економія електроенергії покриє витрати на придбання та встановлення АСУ.
8.2 Розрахунок капітальних вкладень, необхідні реалізації проекту.
Табл. 8.1 – Розрахунок капітальних вкладень
| Обладнання та витрати | кільк. | Ціна за од., |
Загальна вартість, грн. |
| 1. Контролер "Corrigo-C30" | 1 | 4947.6 | 4947.6 |
| 2. Триходовий регулюючий клапан NMTR50-39 | 2 | 1407.4 | 2814.8 |
| 3. Триходовий регулюючий клапан BGTR65-63 | 1 | 3087.6 | 3087.6 |
| 4. Електропривод AQM24-1R | 2 | 1686.4 | 3372.8 |
| 5. Електропривод AV24-MFT | 1 | 6280.6 | 6280.6 |
| 6. Канальний датчик температури TG-K3/Pt1000 | 1 | 198.4 | 198.4 |
| 7. Кімнатний датчик температури TG-R5/Pt1000 | 1 | 204.6 | 204.6 |
| 8. Зовнішній датчик температури TG-R6/Pt1000 | 1 | 285.2 | 285.2 |
| 9. Накладний датчик температури TG-А1/Pt1000 | 1 | 161.2 | 161.2 |
| 10. Кімнатний перетворювач вологості HRT | 1 | 1227.6 | 1227.6 |
| 11. Канальний перетворювач вологості НDТ 3200 | 1 | 1159.4 | 1159.4 |
| 12. Капілярний термостат ТС3 | 1 | 83.7 | 83.7 |
| 13. Диференціальний датчик тиску DPS500 | 3 | 272.8 | 818.4 |
| 14. Електропривід DA2.F | 1 | 1277.2 | 1277.2 |
| 15. Електропривод DМ1.1 | 2 | 923.8 | 1847.6 |
| 16. Щит управління та живлення | 1 | 5580 | 5580 |
| 17. Монтаж обладнання | 1 | 8336.7 | 8336.7 |
| 18. Пусконалагоджувальні роботи | 1 | 1667.4 | 1667.3 |
| 19. Непередбачені витрати | 1 | 3334.7 | 3334.7 |
| 20. Накладні витрати | 1 | 2667.7 | 2667.7 |
Разом: 49353.1 грн.
8.3 Розрахунок річних експлуатаційних витрат, пов'язаних з експлуатацією АСУ
Для того, щоб АСУ виконувала свої функції, необхідні витрати на утримання та експлуатацію АСУ. У нашому випадку такі річні витрати визначаються таким чином:
де – амортизація, – витрати на ремонт, – зарплата, – витрати на електроенергію, – інші витрати.
Амортизація визначається за формулою
де – норма амортизації, що становить 25%, – загальна вартість АСУ.
Ремонтні витрати становлять
Річна електроенергія, що споживається,
- споживана потужність,
Кількість годин роботи кондиціонера протягом року;
Коефіцієнт завантаження електродвигуна;
Коефіцієнт одночасного включення.
9. Техніка безпеки
Здоров'я, працездатність, та й просто самопочуття людини значною мірою визначаються умовами мікроклімату та повітряного середовища у житлових та громадських приміщеннях, де він проводить значну частину свого часу.
У міру насичення будівель сучасними опалювально-вентиляційними системами, освітлювальною технікою та різноманітним електропобутовим обладнанням дедалі очевиднішим стає вираз: «Будинок – це машина для житла».
Якщо говорити про фізіологічний вплив на людину навколишнього повітря, то слід нагадати, що людина на добу споживає близько 3 кг їжі та 15 кг повітря. Що це за повітря, яка його свіжість і чистота, душно, спекотно чи холодно людині в приміщенні багато в чому залежить від інженерних систем, спеціально призначених для забезпечення повітряного комфорту.
Серед інженерних систем будівлі можна виділити: систему вентиляції, систему опалення (або комбіновану опалювально-вентиляційну систему) та систему кондиціювання повітря (ВКВ). Повітряне опалення, поєднане з вентиляцією, створює в приміщенні цілком задовільний мікроклімат і забезпечує сприятливі умови повітряного середовища. ВКВ є системою вищого порядку (з великими можливостями). Принципова перевага полягає в тому, що, крім виконання завдань вентиляції та опалення, ВКВ дозволяє створити сприятливий мікроклімат (комфортний рівень температур) у літній, спекотний період року завдяки використанню у своєму складі фреонової холодильної машини.
Таким чином, підготовка повітря в ВКВ може включати його охолодження, нагрівання, зволоження або осушення, очищення (фільтрацію, іонізацію тощо), причому система дозволяє підтримувати в приміщенні задані кондиції повітря незалежно від рівня та коливань метеорологічних параметрів зовнішнього (атмосферного) повітря, а також змінних надходжень до приміщення тепла та вологи.
9.1 Визначення параметрів зовнішнього повітря та оптимальних мікрокліматичних умов
Розрахункові параметри зовнішнього повітря визначаються кліматичними умовами місцевості, в якій працюватиме ВКВ, та її призначенням. Розрахунок прийнято вести за параметрами, що визначаються таким чином:
Для холодної пори року – Середня температуранайбільш холодної п'ятиденки та ентальпія повітря, що відповідає цій температурі та середньої відносної вологості найбільш холодного місяця о 13 год;
Для теплої пори року – температура повітря, найбільш високе значенняякої спостерігається в даному пункті протягом 220 год, та відповідна ентальпія повітря (в середньому за багаторічними спостереженнями).
Для м. Одеси параметри зовнішнього повітря наведено у табл. 9.1.
Таблиця 9.1
Системи кондиціювання повітря комфортного призначення розраховуються на підтримку параметрів повітря в приміщеннях, що кондиціонуються, оптимальних для самопочуття людей, що знаходяться в них. Параметри визначаються умовами тепло- і вологообміну, які у свою чергу залежать від стану здоров'я людини, характеру роботи, що виконується ним, нервової напруги, одягу, а також від температури, вологості, швидкості руху навколишнього повітря та інших факторів. Облік всіх перерахованих умов кожному за конкретного випадку дуже громіздкий. Значення оптимальних параметрів повітря для різних виробничих, громадських та житлових приміщень регламентовано відповідними нормами.
У табл. 9.2 наведено параметри зовнішнього повітря для легких умов.
Табл. 9.2 – параметри зовнішнього повітря для легких умов
Подачу ВКВ необхідно розраховувати окремо для теплого, перехідного та холодного періодів року.
Для кожного з періодів згідно з інструкціями проводять розрахунки за надлишками явної теплоти, надлишками вологи, надлишками повної теплоти і кількістю шкідливих речовин, що виділяються. Для спрощення розрахунку параметри повітря, що видаляється - температура, вміст вологи, ентальпія і концентрація шкідливих речовин - приймаються рівними відповідним параметрам повітря в приміщенні.
9.2 Розрахунок за надлишками явної теплоти
, (9.1),
де - надлишок явної теплоти в приміщенні;
Температура повітря, що видаляється і припливного повітря відповідно, .
Явна теплота, що виділяється організмами людей,
де - кількість явної теплоти, що виділяється однією людиною у спокійному стані:
при = 20 = 85,;
при = 22 = 70,.
Для теплого періоду
9.3 Розрахунок за надлишками вологи
Кількість повітря, що видаляється з приміщення, ,
, (9.4)
де - надлишок вологи в приміщенні;
Кількість людей, які перебувають у приміщенні; - кількість вологи, що виділяється однією людиною (у спокійному стані):
при = 20 = 75;
при = 22 = 100;
Вологовміст повітря, що видаляється і припливного відповідно, .
Таким чином, для холодного та перехідного періодів року кількість повітря, що видаляється
Для теплого періоду
9.4 Розрахунок за надлишками повної теплоти
Кількість повітря, що видаляється з приміщення, ,
, (9.6)
де - надлишок повної теплоти в приміщенні;
Явна теплота, що виділяється організмами людей, що у приміщенні;
0 - теплота від сонячної радіації (інсоляції), працюючих електродвигунів та джерел освітлення відповідно;
Ентальпія повітря, що видаляється і припливного відповідно.
Повна теплота, що виділяється організмами людей,
де - кількість повної теплоти, що виділяється однією людиною у спокійному стані:
при = 20 = 130;
при = 22 = 125.
Таким чином, для холодного та перехідного періодів року кількість повітря, що видаляється
Для теплого періоду
Відповідно до будівлі належить до категорії Д (у приміщенні знаходяться матеріали у холодному стані, кабельні електропроводки та обладнання, окремі предмети меблів). Виходячи з цього, розрахункова маса комбінованого вуглекислотно-хладонового складу (УГС) для об'ємного пожежогасіння визначається за формулою
де - коефіцієнт компенсації не врахованих втрат УГС, для приміщень з дверними та віконними отворами приймається = 1.2;
Нормативна масова вогнегасна концентрація УГС, при часі заповнення приміщення, що дорівнює 60, приймається = 0.4;
Об'єм приміщення, що захищається, .
Розрахункова кількість балонів визначається з розрахунку місткості в 40-літровий балон 25 УГС: 
Внутрішній діаметр магістрального трубопроводу визначається за формулою
де =12 - діаметр сифонної трубки балона; =245 - число балонів, що одночасно розріджуються.
Еквівалентна довжина магістрального трубопроводу визначається за формулою
де - коефіцієнт збільшення довжини трубопроводу для компенсації місцевих втрат, що не враховуються, приймається = 1.05; = 120 - Довжина трубопроводу за проектом, .
Площа перерізу вихідного отвору зрошувача визначається за формулою
, , (9.12)
де 
- площа перерізу магістрального трубопроводу; 20 – число зрошувачів.
Витрата УГС для трубопроводу діаметром 35 визначається в залежності від еквівалентної довжини; при = 120 і = 4.4.
Питома витрата УГС становить:
(9.13)
Площа перерізу трубопроводу:
Витрата УГС складає
Розрахунковий час подачі УГС:
,
де - Розрахункова маса УГС, ; - Витрата УГС, .
Маса основного складу запасу УГС визначається за формулою
де - коефіцієнт, що враховує залишок УГС у балонах та трубопроводах, приймається
Насправді зовнішні блоки викидають надвір забране з приміщення надлишкове тепло. Кондиціонер не провітрює приміщення, а працює з тим повітрям, яке там є. Для швидкого та енергетично ощадливого отримання заданої температури треба стежити, щоб вікна та двері були щільно зачинені.
Повною мірою функція подачі свіжого повітря є лише канальних кондиціонерів. Звичайні ж настінні спліт-системи при необхідності застосовують разом з окремою системою припливної вентиляції.
"Від кондиціонера можна застудитися"
Звичайно, якщо, прийшовши зі спеки з спітнілою спиною, сісти прямо під спрямований потік охолодженого кондиціонером повітря, цілком можна застудитися. Так само, як біля відкритого вікна або на протягу.
Але сучасні кондиціонери мають комфортні режими, що направляють потік охолодженого повітря найбільш безпечним чином. У всіх сучасних спліт-систем заслінки, що управляють потоком повітря, можуть здійснювати автоматичні коливання вгору-вниз, рівномірно розсіюючи прохолодне повітря.
Деякі фірми використовують режим Хаос, або Chaos swing. Це технологія розподілу кондиціонованого повітря шляхом хаотичних коливань жалюзі внутрішнього блоку кондиціонера і кута відкриття жалюзі, що змінюється. Технологія "Хаос" дозволяє звести до мінімуму дискомфортну різницю температур по висоті приміщення та рівномірно розподіляти кондиціоноване повітря по всьому об'єму приміщення.
А ще в нових кондиціонерах є прогресивна система керування повітряним потоком або комфортний розподіл потоку повітря. Ця система створена на основі ефекту Коанда (який спочатку застосовувався в кухонних витяжках).
Горизонтальні жалюзі так запрограмовані, що в режимі охолодження вони можуть спрямовувати повітряний потік нагору, і повітря поширюється вздовж стелі, поступово заповнюючи кімнату прохолодним душем. Відбувається м'яке охолодження приміщення без протягів та небезпеки застудитися.
Найбільш прогресивну систему керування повітряним потоком використовує фірма Mitsubishi Electric. У кондиціонерах серії Deluxe FA є інфрачервоний датчик для дистанційного вимірювання температури поверхні підлоги та стін приміщення.
Якщо датчик помічає теплу або холодну пляму, він направляє потік повітря за допомогою автоматичних вертикальних і горизонтальних жалюзі. Це забезпечує однорідну температуру по всьому просторі кімнати незалежно від її розмірів і, що особливо важливо, від розташування внутрішнього блоку.
Цікавими є розробки з управління струменем повітря від фірм Daikin, Sharp. Розробники Daikin називають цю функцію режимом автоматичного виключення протягу.
А в режимі обігріву жалюзі кондиціонера в режимі комфортного розподілу повітря повертаються так, що нагріте повітря опускається вздовж стіни, потім поширюється по підлозі і, будучи легшим за холодне повітря, піднімається вгору, забезпечуючи дбайливе природне обігрів. Тепле повітря спочатку зігріває наші ноги, допомагаючи уникнути застуди.
І ще одна порада: прийшовши з літньої спеки та ввімкнувши кондиціонер, не задавайте температуру, що відрізняється від вуличної одразу на кілька градусів. Для початку встановіть різницю в один-два градуси. Адаптувавшись, можна додати ще один градус. Фахівці рекомендують, щоб улітку різниця між температурою на вулиці та в кімнаті не перевищувала 4-5 градусів. Тобто, при температурі на вулиці 28 °С не слід виставляти на пульті 18 °С, а краще обмежитися 24 °С.
Також і при обігріві за допомогою кондиціонера в холодну пору року не слід встановлювати надто високу температуру, щоб не знижувати опірність організму.
"Кондиціонер поширює "хворобу легіонерів"
Кілька десятиліть тому весь світ обійшла інформація, що під час організованого в Нью-Йоркському готелі зустрічі ветеранів товариства, в назві якого було слово "легіонер" (точної назви тепер ніхто не пам'ятає), одразу кілька учасників зустрічі захворіли на важку легеневу інфекцію. Невдовзі виявили збудника цієї хвороби та назвали цю бактерію легіонелою. Атаку хвороби пов'язали з системою кондиціонування, що працювала в готелі, яка нібито сприяла розмноженню і розповсюдженню по будівлі цього збудника. Насправді легіонелла була досить поширена і раніше, вона присутня в побутових системах водопостачання, особливо там, де старе обладнання. Поки населення цих бактерій невелика, вони не становлять особливої небезпеки. Але потрапивши у сприятливі умови вологості та температури, що сприяють їхньому бурхливому розмноженню, легіонелла іноді викликає осередкові спалахи цього важкого захворювання.
Надалі ще багато років у пресі з'являлися леденять душу публікації про кондиціонерів, що заражають "хворобою легіонерів". Однак наполегливо замовчується, що стати розсадником зарази можуть лише деякі системи центрального кондиціювання з градирнями, де циркулює та сама "неблагонадійна" водопровідна вода.
У нашій країні таких систем практично немає, і спалахів легіонельозу жодного разу не було зареєстровано. А в спліт-системах та віконних кондиціонерах умови для розмноження легіонел зовсім невідповідні. Легіонеллам потрібна температура води 30-35 °С, тоді як у побутових спліт-системах вода існує тільки у вигляді конденсату, який має температуру трохи вище за нуль і до того ж відразу видаляється з апарату. У всьому світі жодного разу не було зареєстровано випадків зараження "хворобою легіонерів" через спліт-системи та віконні кондиціонери.
"Кондиціонер пересушує повітря"
Вологість - це міра, що характеризує вміст водяної пари в повітрі. Зазвичай говорять про відносну вологість. Це кількість води, що міститься в повітрі при даній температурі в порівнянні з максимальною кількістю води, яка може утримуватися в повітрі при тій же температурі у вигляді пари.
При зміні температури відносна вологість змінюється без зміни кількості водяної пари у повітрі. Тому що у фізиці є таке поняття – точка роси. Це температура, до якої повинен охолоне повітря при даному тиску, щоб пар, що міститься в ньому, досяг насичення і почав конденсуватися, тобто з'явилася роса. Отже, при охолодженні повітря кондиціонером "точка роси" зрушується у бік зниження відносної вологості, і справді можлива конденсація частини водяної пари з повітря. Але в цьому немає нічого поганого.
У сучасних кондиціонерах навіть є окрема функція осушення без охолодження повітря, вона дуже корисна для створення комфортного мікроклімату.
Будівельні норми та правила (як російські, так і зарубіжні) чітко регламентують рівень відносної вологості у приміщенні: від 30 до 60%. У холодну пору року вологість повітря, що надходить з вулиці при провітрюванні, дійсно досить низька, і ми відчуваємо від цього дискомфорт. До пересушування повітря взимку призводить також робота системи центрального опалення та інших обігрівальних приладів. В результаті відносна вологість у квартирах узимку може опускатися до 20, а то й до 15 відсотків.
Але кондиціонер у цій зимовій сухості повітря анітрохи не винен. Як правило, його в цей час не включають, і тим більше функції охолодження.
А ось у літні місяціточка роси зсувається у бік підвищення відносної вологості. Тепле зовнішнє повітря, що надходить у житла та офіси, стає куди більш насиченим вологою, особливо після дощу. І тоді відносна вологість може сягати 80-90%. Тому влітку для створення комфортного мікроклімату від кондиціонера потрібне охолодження теплого атмосферного повітря та одночасно його осушення. Наш організм насамперед відчуває зміну температури, а не вологості. І якщо лише знижувати температуру в приміщенні, підвищена вологість повітря відчуватиметься у вигляді задухи, яка переноситься важче за спеку.
Виявляється, при підвищенні температури з 20 до 30 °С вологість повітря може підвищитися мало не вдвічі! При високій температуріми страждаємо не так від спеки, як від підвищеної вологості. А відсотковий вміст кисню у повітрі знижується через підвищення вмісту водяної пари.
За результатами досліджень корпорації Daikin достатньо знизити вологість у приміщенні, не знижуючи температуру, і умови стануть значно комфортнішими. Це робить кондиціонер у режимі осушення.
Більше того, корпорація Daikin вперше у світі пропонує режим комфортного осушення, який дозволяє не тільки знижувати вологість, але й підвищувати її за необхідності, підбираючи кожному користувачеві найзручніші параметри мікроклімату. Досягнення оптимальної величини вологості не вимагатиме значно знижувати температуру, і значить, зникає будь-яка ймовірність застудитися на протягу від прохолодного потоку повітря. Одночасно можна ще й заощадити електроенергію, оскільки охолодження повітря на кожен градус коштує дорожче на 10%.
Режим комфортної осушки забезпечується так. У внутрішньому блоці охолоджений звичайним способом повітря з приміщення змішується з теплим атмосферним повітряміз зовнішнього блоку і після цього повертається назад у приміщення.
Величина відносної вологості повітря може бути задана на пульті управління кондиціонера за аналогією до температури повітря. Достатньо натисканням відповідної клавіші задати величину вологості від 40 до 60%. А в режимі автоматичного вибору кондиціонер сам підбере найбільш комфортне співвідношення температури та вологості повітря у приміщенні залежно від параметрів повітря на вулиці. Такою є система ексклюзивного клімату від Daikin.
"Кондиціонери шумлять"
Максимальний гранично допустимий рівень шуму в житлових приміщеннях за офіційними нормами становить 50 дБ вдень та 40 дБ у нічний час. Рівень шуму, джерелом якого є працюючий кондиціонер, зазвичай не перевищує 35 дБ. Найменш галасливими є спліт-системи. Є чимало моделей, у яких рівень шуму від працюючого внутрішнього блоку становить 21-24 дБ. Це нижче за рівень шуму, який буває в бібліотеці.
Рівень звуку як звуковий тиск вимірюється за звичайною прямо пропорційної, а, по логарифмічної шкалою. Це з особливостями нашого сприйняття звуків: природа щадить наш слух, і збільшення звукового тиску втричі сприймається нами як збільшення гучності лише на 10 децибел. Тому, наприклад, якщо показник шуму в однієї моделі 25 дБ, а в інший 22 дБ, це означає: для нашого вуха друга модель працює вдвічі тихіше.
Для досягнення таких хороших шумових характеристик, розробниками кондиціонерів зроблено дуже багато. Постійно удосконалюється конструкція теплообмінника та форма повітроводів у внутрішньому блоці кондиціонера, щоб потік повітря був більш плавним. Адже шумить в основному повітря, що рухається по повітроводах, а двигуни в кондиціонерах вже давно працюють практично безшумно. Поліпшуються конструкції вентиляторів, вони дозволяють створювати потужніший потік повітря при менших розмірах і продуманій формі лопатей і при меншій кількості обертів. Зниженню рівня шуму сприяє і продуманий дизайн лицьової панелі внутрішнього блоку, і нові еластичні матеріали для направляючих жалюзі.
"Кондиціонери порушують інтер'єр"
Щодо офісних приміщень, то їх дизайн найчастіше виконується у загальних традиціях "євроремонту".
У такий дизайн, основою якого є сучасні оздоблювальні матеріали та прості стильові рішення, чудово вписуються. внутрішні блокикондиціонерів.
Що стосується житлових приміщень, то їх інтер'єр Останнім часомчасто будується на контрасті старого та сучасного, і тоді кондиціонер займе своє гідне місце серед іншої "навороченої" техніки.
Якщо ж інтер'єр житла тяжіє до стилю під старовину, кондиціонер можна заховати, замаскувати. Є, наприклад, канальні кондиціонери, які розміщуються за підвісною стелею. При установці канального кондиціонера не обов'язково робити підвісні стелі у всіх приміщеннях, що охолоджуються. Можна сховати все обладнання в коридорі, розташувавши вентиляційні ґрати над дверними отворами.
