Использование систем кондиционирования воздуха в полной мере способно обеспечить нормативные показатели окружающего воздушного пространства и сохранить здоровье работников.

Кондиционирование воздуха на промышленных объектах производится с использованием не только холодильных машин, работающих на фреоне или воде, но и абсорбционных холодильных систем, аммиачных чиллеров с рабочей мощностью более 20 кВт, адсорбционных систем, чиллеров, работающих на гидрофторуглеродах мощностью до 1200 кВт, холодильных водяных пароэжекторных установок. Современный выбор холодильного оборудования широк и многообразен и зависит от выбранной концепции охлаждения и существующих источников энергии. Выбранный в роли холодильной машины чиллер диктует вариант использования определенного типа компрессора – винтовой, спиральный, турбокомпрессор – в зависимости от получаемой мощности.

Капитальные затраты на оборудование также являются немаловажным фактором при выборе климатической системы. Частично их можно компенсировать расходами на эксплуатацию при меньшем потреблении энергоресурсов. К примеру, чиллеры, работающие на аммиачном топливе, гораздо выгоднее в плане эксплуатационных расходов, но цена на приобретение системы в целом, совместно с разработкой проекта, окажется значительно выше, нежели цена систем на гидрофторуглеродах. Использование аммиачного оборудования кондиционирования в конечном итоге обладает большим числом преимуществ с учетом всех экономических факторов.

Окончательную же оценку рентабельности системы можно получить только после разработки проекта промышленного кондиционирования.

Подбор климатического оборудования с импользованием природоохранной технологии - важный аспект в проектировании промышленного кондиционирования . Холодильные машины, работающие на воде, относятся именно к такому виду оборудования. Не смотря на их малый объем производства и большие капитальные затраты они все основательнее входят в нашу жизнь. По своей энергетической эффективности они не уступают гидрофторуглеродным агрегатам. Абсорбционные и адсорбционные холодильные системы предоставляют беспрецедентную возможность для эксплуатационников употребление самых доступных и соответственно дешевых видов энергии. Все капитальные затраты с лихвой окупятся при их использовании. Системы отличаются надежностью и простотой конструкции.

В помещениях административных учреждений, проектных и конструкторских организаций, общественных организаций, судебных и юридических учреждений, других организаций и учреждений следует обеспечивать оптимальные или допустимые нормы микроклимата в обслуживаемой зоне.

В соответствии с классификацией помещений, предусмотренной ГОСТ 30494-96: помещения управлений, рабочие комнаты, служебные кабинеты, офисы, комнаты общественных организаций, конструкторские и проектные бюро, проектные кабинеты, переговорные, бухгалтерии, редколлегии, канцелярии, читальные залы архивов и библиотек, приемные при кабинетах, машинописные бюро, хранилища архивов и библиотек и т.п.- относятся к помещениям категории 2 (помещения, в которых люди заняты умственным трудом, учебой).

Помещения конференц-залов, залов заседаний, залов судебных заседаний относятся к помещениям категории 3а (помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя, без уличной одежды).

Систему кондиционирования воздуха следует проектировать в соответствии с требованиями СНиП.

Системы кондиционирования воздуха для чистых комнат должны подавать очищенный воздух в определенном количестве для того, чтобы поддержать заданный уровень чистоты помещения.

Воздух подается в чистые комнаты таким способом, чтобы предотвратить образование застойных зон, где могут оседать и накапливаться частицы пыли.

Воздух также должен быть кондиционирован по температуре и влажности в соответствии с требованиями к параметрам микроклимата помещения.

Кроме того, дополнительное количество кондиционированного воздуха подается в помещение для создания избыточного давления.

Вентиляция чистых помещений - приточно-вытяжная вентиляция система воздухоподготовки (фильтрация воздуха, кондиционирование, осушение и увлажнение ) сеть воздуховодов потолочные воздухораспределители и заборные решётки.

Оборудование для приточных и вытяжных систем вентиляции чистых помещений размещается в раздельных венткамерах.

Для кондиционирования чистых помещений необходимо использование специальных кондиционеров приточного воздуха. В кондиционерах приточного воздуха осуществляется забор наружного воздуха, очистка его от микрочастиц и микроорганизмов в фильтрах 1-ой (класс G4/F5) и 2-ой (классы F8...F9) ступеней, кондиционирование согласно заданной температуры (нагрев и охлаждение) и влажности (осушка и увлажнение). Кондиционеры приточного воздуха осуществляют забор наружного воздуха. фильтрацию в несколько ступеней (G4+F7+F9). подготовку по температуре (нагрев и охлаждение). подготовку по влажности (осушка и увлажнение). резервирование вентиляторов на случай аварии.

Принцип действия. Местное регулирование температурных параметров воздуха для «чистых помещений» может осуществляется канальными доводчиками. Системы увлажнения/осушки воздуха обеспечивают доведение и поддержание в автоматическом режиме параметров воздушной среды на выходе приточной установки до значений, регламентированных нормативными документами.

Количество и технические характеристики кондиционеров определяются назначением и нормативными требованиями в проектируемых комплексах «чистых помещений».

Кондиционирование температурных параметров воздуха в приточных установках осуществляется с использованием ККБ (компресорно-конденсаторных блоков) или установок чиллеров.

Прецизионные кондиционеры. Обладают точностью контроля и управлением температуры и влажности. Обычно достигаемая точность прецизионных систем составляет ± 2 °C, а для особо ответственных применений выпускаются устройства с еще большей точностью.  Влажность, например, в помещении с электронным оборудованием должна поддерживаться во вполне определенных пределах — не ниже 20 % и не выше 80 %. При слишком высокой влажности влага будет конденсироваться на оборудовании или внутри него и вызвать его неисправности. Когда же влажность опускается ниже допустимой границы, разряды накапливающегося статического электричества могут вывести из строя любую электронику.

Прецизионные системы способны поддерживать влажность с высокой точностью — до 5 % (обычно в окрестности среднего значения). Надежность работы при непрерывной эксплуатации. Контроль климата в критически важных помещениях должен осуществляться круглосуточно. Типичная комфортная система, если она установлена в офисе, эксплуатируется только в рабочее время, в будние дни, и только полгода, приблизительно с апреля по сентябрь (в средней полосе). За год система в техническом помещении проработает приблизительно в семь раз дольше, чем в офисном. За год в круглосуточном режиме она выработает весь свой ресурс. И это без учета того, что комфортные системы, вообще говоря, не предназначены для непрерывной эксплуатации. Возможность работы в широком диапазоне температур наружного воздуха. Прецизионные системы изначально предназначены для круглосуточной и круглогодичной эксплуатации как с точки зрения ресурсов, так и температуры на улице. Основные компоненты кондиционера расположены во внутреннем блоке, доступ к которым обеспечивается с лицевой стороны кондиционера. Также отметим полную совместимость с системами диспетчерского контроля и системами управления микроклиматом здания. Системы прецизионного кондиционирования воздуха рассчитаны на длительный срок эксплуатации.

Модификации прецизионных кондиционеров. 

1. Системы непосредственного испарения с воздушным конденсатором. Тепловая энергия отводится из помещения за счет воздухоохлаждаемого конденсатора наружной установки. Внутренний блок, имеющий компрессор, испаритель, вентилятор и панель управления, соединяется с конденсатором герметичными фреоновыми контурами. Данный тип систем является самым распространенным за счет простоты монтажа и широкого диапазона производительности.

2. Системы непосредственного испарения с водяным конденсатором. Это моноблочные кондиционеры, так как водоохлаждаемый конденсатор встроен в основной блок. Подача охлажденной воды может осуществляться, например, от градирни. Также возможно охлаждение конденсатора водогликолевой смесью, циркулирующей по замкнутому контуру через наружный теплообменник, называемый «сухим охладителем». Преимуществом данных кондиционеров является возможность их эксплуатации при очень низких температурах.

3. Системы с использованием охлажденной воды имеют более простую конструкцию, чем установки непосредственного испарения, и для выполнения функции охлаждения воздуха требуют наличия питающей системы холодной воды, которая может подаваться, например, от чиллера. Встроенный водяной теплообменник с большой поверхностью теплообмена обеспечивает высокую эффективность охлаждения воздуха, а трехходовой клапан регулирует расход холодной воды через теплообменник, что позволяет с высокой точностью регулировать температуру воздушной среды в помещении.

4. Системы двойного охлаждения. Прецизионные кондиционеры этого типа включают две независимые системы охлаждения: теплообменник холодной воды, подаваемой от чиллера; фреоновый испаритель с конденсатором воздушного или водяного охлаждения. Эти кондиционеры используются, когда подача питающей холодной воды от чиллера или системы водоснабжения осуществляется с перебоями. Микропроцессорный контроллер автоматически задействует фреоновый контур при прекращении подачи воды.

5. Системы с энергосберегающим режимом сочетают в себе преимущества систем двойного охлаждения и систем непосредственного испарения с гликолевым контуром. В этот контур дополнительно включен теплообменник-экономайзер. При высоких наружных температурах кондиционер использует только систему непосредственного испарения с перепуском гликолевой смеси мимо экономайзера. В прохладное время охлаждающая жидкость через трехходовой клапан проходит через экономайзер. При снижении температуры наружного воздуха до величины, достаточной для покрытия теплопритоков, система непосредственного испарения полностью отключается.

Холодоснабжение является неотъемлемой частью кондиционирования воздуха. В связи с резким повышением энергонасыщенности рабочих помещений, значительным сокращением теплопотерь и увеличением размеров зданий во многофункциональных, офисных и торговых центрах охлаждение воздуха требуется как летний, переходный, так и в холодный периоды.

Систему холодоснабжения для систем вентиляции и кондиционирования следует проектировать с использованием естественных и искусственных источников холода для получения нормируемых метеорологических условий с заданной обеспеченностью.

В качестве естественного источника холода следует применять наружный воздух:

• а) в теплый период года в районах с сухим и жарким климатом в установках прямого и косвенного (двухступенчатого) испарительного охлаждения;
• б) в переходный и холодный периоды года для непосредственной ассимиляции теплоизбытков в помещениях, а также для сухого охлаждения жидкого хладоносителя (вода, раствор этиленгликоля и др.), циркулирующего в поверхностных воздухоохладителях. Использование в качестве источника холода артезианской воды допускается только в исключительных случаях по согласованию с природоохранными органами.

В качестве искусственных источников холода следует применять:

• а) роторные, спиральные, винтовые и центробежные парокомпрессионные холодильные машины; поршневые компрессоры рекомендуется применять при реконструкции и расширении существующих холодильных центров с поршневыми компрессорами, а также в схемах с низкотемпературным холодом (двухступенчатые компрессоры);
• б) бромисто-литиевые и аммиачные абсорбционные холодильные машины;
• в) хладоновые установки непосредственного охлаждения (раздельного типа, моноблоки и др.); г) допускается применение аммиачных установок непосредственного охлаждения в производственных помещениях без постоянного пребывания людей при оборудовании их датчиками концентрации аммиака и системой аварийной вентиляции.

Систему холодоснабжения следует, как правило, проектировать из двух или большего числа установок охлаждения; допускается проектировать одну машину или установку мощностью до 500 кВт с регулируемой холодопроизводительностью до 25 % и менее. Число параллельно работающих машин для холодоснабжения систем кондиционирования производственных помещений следует обосновывать допустимыми отклонениями параметров внутреннего воздуха при выходе из строя одной машины большей мощности.

Резервные холодильные машины допускается предусматривать для систем кондиционирования, работающих круглосуточно. При технологических требованиях к параметрам воздуха (серверные, вычислительные центры, технологические процессы и др.) следует предусматривать 100 % резервирование источников холода в течение года (или руководствоваться принципом N+1), с питанием их от источника энергоснабжения первой категории. При установке двух или более источников холода для одного помещения допускается резервировать один более мощный источник. 9.6. Потери холода в оборудовании и трубопроводах должны составлять не более 10 % мощности холодильной установки.

Поверхностные воздухоохладители с прямым испарением хладонов, контактные воздухоохладители со встроенными хладоновыми испарителями, кондиционеры автономные моноблочные, а также внутренние блоки кондиционеров раздельного типа допускается применять:

• а) для помещений, в которых не используется открытый огонь (в случае применения R12, R22 и других фтор-хлор-углеродов);
• б) для помещений, в которых не допускается рециркуляция воздуха, кроме помещений по п.7.4.5;
• в) если масса хладона при аварийном выбросе его из контура циркуляции в меньшее из обслуживаемых помещений, оборудованных приточно-вытяжной вентиляцией, не превысит допустимой аварийной концентрации (ДАК) на 1 м3 расхода наружного воздуха, подаваемого в помещение; при отсутствии общеобменной приточно-вытяжной вентиляции массу хладона определяют в 1 м3 объема помещения. Если воздухоохладитель обслуживает группу помещений, то в любом из них концентрацию хладона следует определять по формуле где m – масса хладона в контуре циркуляции, г; Le – расход наружного воздуха, подаваемого в данное помещение, м3/ч; Vp – объем данного помещения, м3; SLe – общий расход наружного воздуха, подаваемого во все помещения, м3/ч. Если расчетная концентрация превышает ДАК, а также при отсутствии общеобменной вентиляции в помещениях с постоянным пребыванием людей должны быть установлены датчики концентрации хладона с аварийной сигнализацией. Значения ДАК следует определять по таблице.

Минимальную и максимальную температуру и качество воды (раствора), подаваемой в испарительный и конденсаторный контуры холодильных машин, следует принимать по данным фирм-производителей. 9.9. Температуру кипения хладагента в кожухотрубных испарителях с кипением агента в межтрубном пространстве при охлаждении воды следует принимать не ниже плюс 1 °С, при этом минимальная температура холодной воды должна быть не ниже 5 °С. Для получения более низкой температуры следует использовать незамерзающие растворы соответствующей концентрации.

Холодильные установки компрессионного типа с хладагентом хладон при содержании масла в любой из холодильных машин 250 кг и более не допускается размещать в помещениях производственных, общественных и административно-бытовых зданий, если над их перекрытием или под полом имеются помещения с массовым постоянным или временным (кроме аварийных ситуаций) пребыванием людей. В жилых зданиях, лечебно-профилактических учреждениях (стационарах), интернатах для престарелых и инвалидов, детских учреждениях и гостиницах не допускается размещать холодильные установки с хладагентом хладон производительностью по холоду одной единицы оборудования более 200 кВт, если над их перекрытием или под полом имеются помещения с массовым постоянным или временным (кроме аварийных ситуаций) пребыванием людей. Наружные блоки кондиционеров раздельного типа мощностью по холоду до 12 кВт допускается размещать на незастекленных лоджиях, открытых лестничных клетках, покрытых переходах. При этом должны обеспечиваться шумозащита, а также отвод конденсата.

Холодильные установки с хладагентом аммиак допускается применять для холодоснабжения производственных помещений, размещая установки в отдельных зданиях, пристройках или отдельных помещениях одноэтажных производственных зданий. Конденсаторы и испарители допускается размещать на открытых площадках на расстоянии не менее 2 м от стены здания. 9.12. Бромисто-литиевые холодильные машины допускается размещать в отдельных зданиях или во внутренних помещениях зданий различного назначения.

Пароэжекторные холодильные машины следует размещать на открытых площадках или в производственных зданиях.

Компрессорные и абсорбционные холодильные машины, работающие по циклу теплового насоса, следует применять при технико-экономическом обосновании или по заданию на проектирование.

Помещения, в которых размещаются бромисто-литиевые и пароэжекторные холодильные машины и тепловые насосы с хладагентом хладон, следует относить к категории Д, а с хладагентом аммиак – к категории Б. Хранение масла следует предусматривать в отдельном помещении.

Устье выхлопных труб для хладона из предохранительных клапанов следует предусматривать не менее чем на 2 м выше окон, дверей и воздухоприемных отверстий и не менее чем на 5 м – выше уровня земли. Выхлоп хладагента следует направлять вверх. Устье выхлопных труб для аммиака следует выводить на высоту не менее чем на 3 м выше кровли.

В помещении холодильных установок следует предусматривать общеобменную вентиляцию, рассчитанную на удаление избытков теплоты. При этом следует предусматривать системы вытяжной вентиляции с механическим побуждением, обеспечивающие не менее: а) 3 обменов в 1 ч, а при аварии – 5 воздухообменов в 1 ч при применении хладонов; б) 4 обменов, а при аварии – 11 воздухообменов в 1 ч при применении аммиака.

Для холодоснабжения вентиляторных конвекторов следует применять холодильные машины с регулируемой холодопроизводительностью, поддерживающие расчетную температуру холодной воды на выходе из испарителя.

При проектировании систем холодоснабжения на моноблочных холодильных машинах наружной установки с использованием в холодный период сухих охладителей следует предусматривать их совместную последовательную работу с холодильными машинами в интервале температур наружного воздуха от 5 до –5 °С. 9.20. При проектировании систем оборотного водоснабжения следует, как правило, применять закрытые вентиляторные градирни. Допускается применять открытые вентиляторные градирни, работающие только в теплый период года. 9.21. Расчет закрытых вентиляторных градирен следует выполнять на максимальную тепловую нагрузку в теплый период и на уменьшенную нагрузку при температуре наружного воздуха 6–8 °С при отключенной системе орошения теплообменника (сухой режим).

Подача раствора этиленгликоля в вентиляторные конвекторы в жилых, общественных и административно-бытовых зданиях не допускается. Допускается применение раствора пропиленгликоля в цехах предприятий пищевой промышленности.

Холодильные центры с парокомпрессионными машинами единичной мощностью более 1 500 кВт должны быть оборудованы технологическими емкостями (ресиверами) для сбора и утилизации хладона при проведении регламентных и ремонтных работ.

Водяные системы холодоснабжения следует проектировать, как правило, с баком-аккумулятором в случае, если объем системы меньше допустимого. Минимально допустимый объем системы (бака-аккумулятора VБ) допускается определять по формуле VБ = 0,027 • Qo, м3, где Q0 – холодопроизводительность одной холодильной машины, не имеющей устройства для регулирования, или наименьшая холодопроизводительность при ее регулировании, кВт. Устройство баков-аккумуляторов в испарительном контуре с применением незамерзающих растворов не допускается.

При проектировании систем холодоснабжения следует использовать оборудование, работающее на экологически безопасных хладагентах: R407A; R134a; R410A; R717; R123. Допускается применять оборудование, работающее на хладоне R22, при увеличении мощности или реконструкции существующих холодильных центров, использующих R22.

Проектирование холодильных машин следует выполнять по расчетным программам с учетом фактических условий и режимов их работы. Подбор оборудования по каталогам допускается только для приближенных расчетов на начальном этапе.

В двухконтурной системе теплоснабжения для разделения потоков холодной и отепленной воды и получения расчетного перепада температур, например 7/12 °С, следует устанавливать герметичные баки: – один вертикальный с двумя патрубками в верхней зоне для подвода и отвода отепленной воды и с двумя патрубками в нижней зоне для подвода и отвода холодной воды; – два соединенных между собой перемычкой отдельных бака, каждый с двумя патрубками для отепленной и холодной воды (либо два коллектора – теплый и холодный – с перемычкой между ними). Таблица 1 Тип хладона R22 R407a R134a R410A R123 Допустимая аварийная концентрация, г/м3 360 360 360 440 360

Системы холодоснабжения следует проектировать, как правило, с двухконтурной схемой с отдельными трубопроводами для воздухоохладителей центральных кондиционеров и вентиляторных конвекторов, а также для помещений различных групп назначения. Допускается применение одноконтурной схемы при подключении только воздухоохладителей центральных кондиционеров или при общей холодильной нагрузке до 500 кВт.

Подключение поверхностных воздухоохладителей и вентиляторных конвекторов к трубопроводу холодной воды следует выполнять с трехходовым клапаном (допускается установка двухходового клапана в двухконтурной схеме при установке во втором контуре насосов с частотным регулированием). При мощности единичного воздухоохладителя более 50 кВт на каждом узле регулирования следует устанавливать циркуляционные насосы.

При выборе места установки холодильных машин и вентиляторных градирен следует исключить попадание выбрасываемого воздуха к воздухоприемным решеткам приточных вентсистем и кондиционеров.

При проектировании систем холодоснабжения расчетные параметры наружного воздуха следует принимать: а) для конденсаторов с воздушным охлаждением, расположенных в тени, на 3 °С выше температуры сухого термометра по параметрам «Б» и на 5 °С выше – для конденсаторов, облучаемых солнцем; б) для вентиляторных градирен, расположенных в тени, на 1,5 °С выше температуры мокрого термометра по параметрам «Б» и на 3 °С выше – для градирен, облучаемых солнцем. При размещении конденсаторов и градирен на плоской кровле на расстоянии от наружных стен более 12 м со всех сторон расчетные значения температур, указанные в пунктах «а» и «б», следует увеличивать на 5 и 3 °С соответственно.

Расчетный перепад температур холодной и оборотной воды (раствора) в испарителе и конденсаторе следует принимать в пределах 4–6 °С.

При использовании в системе холодоснабжения или в закрытых градирнях незамерзающих растворов в холодильном центре следует устанавливать бак открытого типа, предназначенный для приготовления раствора, заполнения системы и слива при аварийной ситуации. Объем бака должен быть не менее максимального объема раствора, сливаемого из части общего контура, которая может быть локализована с помощью запорной арматуры.