Классификация систем кондиционирования воздуха

Используя ряд технических параметров, системы кондиционирования воздуха можно разделить на несколько разновидностей:
1) по степени использования наружного воздуха выделяют прямоточные и рециркуляционные системы;
2) по степени централизации – центральные и местные системы;
3) по автономности – целый спектр систем, в различной степени зависящих от снабжения электроэнергией, теплом или холодом;
4) по комплектации узла для обработки воздуха – системы, у которых этот узел включает в себя один агрегат (агрегированные кондиционеры), и системы, где различные процессы обработки воздуха выполняют самостоятельные аппараты.
Рассмотрим подробнее различные типы систем кондиционирования.

Прямоточные и рециркуляционные системы.

В прямоточных системах предусматривается забор наружного воздуха, его обработка до получения заданных параметров и подача в помещения здания. Из помещения воздух обычно удаляется с помощью систем вытяжной вентиляции.
Очевидно, что комплекс аппаратов такой системы должен обрабатывать воздух с различными параметрами, изменяющимися в зависимости от климата и времени года.
Прямоточные системы вентиляции характеризуются большим расходом подаваемого воздуха и, как следствие, увеличенными эксплуатационными затратами. Их применение целесообразно в тех случаях, когда невозможно использование систем с рециркуляцией (например, при высоких концентрациях вредных веществ или болезнетворных микроорганизмов).
В отличие от прямоточных, рециркуляционные системы многократно используют один и тот же воздух. Воздух из помещения попадает в аппараты для обработки воздуха и затем, пройдя обработку, возвращается обратно в помещение. Таким образом, происходит полная рециркуляция воздуха. Рециркуляционные системы эффективны для кондиционирования помещений, в которых отсутствуют загрязнения воздуха в виде токсичных или огнеопасных газов, нет больших объемов пыли или пара, а наблюдаются лишь избыточные тепло- или влаговыделения.
Самой удобной и распространенной является система кондиционирования, сочетающая как прямоток, так и рециркуляцию воздуха. В такой системе часть воздуха из помещения смешивается с поступающим в агрегаты наружным воздухом, проходит вместе с ним обработку и вновь возвращается в помещение.
Для того чтобы использовать рециркуляцию, необходимо проследить, что концентрация вредных веществ в подаваемом в помещение воздухе не превышает 30% от предельно допустимой. Количество поступающего наружного воздуха определяется по санитарно-гигиеническим нормам и не должно быть меньше санитарной нормы.

Центральные и местные системы.

В центральных системах кондиционирования все процессы приготовления воздуха происходят в одном центральном узле, внешнем по отношению к обслуживаемым помещениям, который снабжает обработанным воздухам несколько помещений или все здание в целом. Поскольку в различные времена года требования к процессам обработки воздуха меняются на противоположные, к центральному узлу приготовления воздуха подводятся тепло- и холодоноситель (чаще всего, вода или рассол). К этому же узлу подводится электроэнергия.
Такие системы удобно применять в случаях, когда во все обслуживаемые помещения допустимо подавать воздух с одинаковыми параметрами, выполняя общее регулирование на выходе из воздухоприготовителя. Если параметры воздуха необходимо варьировать для отдельных помещений или групп помещений, применяют зональные системы. В зональных системах возможна дополнительная доводка параметров воздуха, поступающего из центрального узла, за счет работы воздухоохладителей и калориферов, устанавливаемых на участках воздуховода, непосредственно предшествующих местам входа воздуха в помещение.
Чтобы регулировать параметры воздуха для различных помещений, нередко устанавливают двухканальные или двухтрубные системы кондиционирования воздуха. В таких системах подготавливается воздух с различными параметрами (к примеру, охлажденный и подогретый) в двух центральных кондиционерах, который с помощью раздельных сетей воздуховодов подводится к помещениям. Необходимые для получения требуемых параметров воздуха пропорции смеси устанавливаются при помощи систем автоматики.
Двухканальную систему кондиционирования удобно использовать и в том случае, если помещения объекта требуют различной степени снабжения наружным воздухом. В таком случае, один из кондиционеров может работать по рециркуляционному принципу, а другой – по прямоточному. В результате получается как бы две центральные системы кондиционирования воздуха: рециркуляционная и прямоточная.
В настоящее время находят применение системы кондиционирования высокого давления или высоконапорные. Воздух перемещается в них под давлением 300 кг/м2, что позволяет повысить скорость его движения до 50 м/с и уменьшить сечения воздуховодов.
Высоконапорные системы получили широкое распространение в судостроении (они устанавливаются на грузовые и пассажирские суда) и в общественных зданиях повышенной этажности.
Часто используются системы высокого давления с эжекционными доводчиками, которые ставятся в местах выпуска воздуха из системы и дают возможность осуществлять рециркуляцию за счет подсоса воздуха из помещения. Система с эжекционными доводчиками работает следующим образом: подготовленный наружный воздух от центрального кондиционера поступает по вертикальным каналам через отводы к эжекционному доводчику. Далее этот воздух выходит из сопел и эжектирует внутренний воздух через оребрения теплообменника. Температура воздуха в помещении контролируется датчиком, который регулирует подачу в теплообменник горячей и холодной воды.
Помимо эжекционных доводчиков применяются эжекционные воздухораспределители, которые, в отличие от первых, не имеют устройств для обработки воздуха.
Итак, можно выделить следующие разновидности систем кондиционирования воздуха: без дополнительной обработки воздуха для отдельных помещений или групп помещений и с дополнительной обработкой в зональных кондиционерах-доводчиках (зональные системы); одноканальные и двухканальные системы; системы низкого и высокого напоров.
В местных системах кондиционирования воздуха необходимые параметры воздушной среды достигаются при помощи аппаратов (местных кондиционеров), установленных в самом помещении. Встречаются местные системы, допускающие забор наружного воздуха и частичную рециркуляцию воздуха в помещении либо работающие только на рециркуляционном воздухе. Последний вариант часто используются для дополнительной обработки воздуха, поступающего от центрального кондиционера в помещения, уровень тепловыделения в которых значительно превышает средний.

Системы кондиционирования воздуха различной степени автономности.

Для работы системы кондиционирования воздуха требуется снабжать соответствующие аппараты электроэнергией и теплом, а также, отводить тепло от некоторых устройств. Отвод тепла часто называют снабжением холодом.
Полностью автономные системы кондиционирования воздуха как правило не встречаются, поскольку снабжение электроэнергией почти всегда производится от внешнего по отношению к системе источника.
Системы кондиционирования снабжаются теплом двумя способами: 1) тепло подается от внешних источников (котельной или ТЭЦ) вместе с теплоносителем (обычно горячей водой); 2) воздух подогревается с помощью электрических нагревателей. В последнем случае система кондиционирования воздуха автономна по теплу.
По снабжению холодом, системы кондиционирования воздуха делятся на системы, использующие кондиционеры, укомплектованные холодильными машинами, вырабатывающими необходимый для обработки воздуха холод, и системы, которые снабжаются охлаждающей воздух средой извне (чаще всего холодной водой).
Кондиционеры, включающие холодильные машины, принято считать автономными, хотя степень автономности таких систем различна для разных типов кондиционеров.
В случае если тепло от конденсатора холодильной машины отводится водой, автономность такой системы по холоду ограниченна, поскольку необходимо предусмотреть снабжение ее водой из внешнего источника и отвод отработанной воды в канализацию.
Наиболее полной степенью автономности по холоду обладают местные кондиционеры оконного и подоконного типов, у которых тепло отводится от конденсатор холодильной машины наружным воздухом.

Системы кондиционирования воздуха с агрегированными и неагрегированными кондиционерами.

Современные системы кондиционирования (как центральные так и местные) преимущественно выполняются с кондиционерами, укомплектованными сразу всеми необходимыми для обработки воздуха аппаратами, собранными в одном агрегате.
Однако возможно выполнение систем кондиционирования воздуха, где процессы приготовления воздуха происходят в нескольких самостоятельных аппаратах.
Выбор в пользу той или иной системы кондиционирования определяется рядом факторов и зависит, как и выбор систем вентиляции, от конкретных условий строительства и эксплуатации.
Как правило, применение центральных систем кондиционирования воздуха выглядит предпочтительнее. Однако, в ряде случаев, установка местных систем вполне оправдана, например, в когда количество тепловыделений сильно отличается для различных помещений или неравномерно по времени.
Довольно часто наилучшие результаты дает совместное применение центральных систем кондиционирования и местных кондиционеров, которые устанавливаются в помещениях со специфичными тепловлажностными нагрузками.
Для некоторых зданий предпочтительнее использование зональных систем кондиционирования. В таких случаях помещения группируются по зонам, каждая из которых характеризуется определенной величиной удельной тепловлажностной нагрузки (количеством тепла и влаги, приходящихся на единицу площади или объема помещения), технологическими особенностями и местом расположения помещений в общем объемно-планировочном решении здания. В каждой из зон применяется та или иная из рассмотренных систем кондиционирования воздуха.