КОМНАТНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Для создания в зданиях с многокомнатнон планировкой бла­гоприятного регулируемого микроклимата, обеспечивающего отопление помещений зимой, охлаждение воздуха летом и круг­логодичную вентиляцию, рационально применять комнатные климатические приборы, так как осуществление центральных систем связано с конструктивными п эксплуатационными труд­ностями.

В климатических приборах возможны увлажнение или осуш­ка воздуха, очистка его от пыли и парфюмеризация. Обязатель­ным требованием к климатическим приборам является подача свежего воздуха и нагрев его в зимний период, для кондиционе­ров, кроме того, — охлаждение воздуха летом.

Коэффициент полезного действия климатического прибора т|П1, . совмещающего отопительные (охладительные) функции с вентиляцией, определяется по формуле где (пр —температура приточного воздуха;

(См —температура смеси наружного и рециркуляционного воздуха;

и-ист—п. д. системы и источника теплохладоснабжения.

В зимний период к. п. д. увеличивается с повышением ^ир (кото­рая ограничивается гигиеническими нормами) и /см. С повышени­ем температуры fCM увеличивается расход рециркуляционного воздуха и растет к. п. д. Так при 100% рециркуляции

(см ~-Je И У [ і р == TJcHCT.

В центральных системах кондиционирования воздуха для по­вышения к. п. д., т. е. сокращения расхода тепла и холода обычно применяют рециркуляцию воздуха, что связано с устройством дополнительных каналов. В климатических приборах рециркуля­ция воздуха осуществляется непосредственно в облуживаемых помещениях. Приборы, чаще всего, устанавливаются у наруж­ных стен. В климатических приборах функции отопления зимой и охлаждения летом выполняет один теплообменник (за исклю­чением четырехтрубных систем). Тепло — и холодоносителем яв­ляется вода, поступающая к теплообменникам приборов по об­щей системе трубопроводов.

Принципиальные схемы ряда климатических приборов при­ведены на рис. 10.

В отопительно-вентиляционных приборах осуществляется на­грев воздуха, а при необходимости и увлажнение. В отопитель­но-вентиляционных приборах с искусственным побуждением II кондиционерах перемещение воздуха производится вентилято­ром или за счет кинетической энергии первичного воздуха из центральной установки.

В неавтономных кондиционерах при централизованном теп- лохладоснабжении перемещение воздуха осуществляется мало­шумными центробежными нлп осевыми вентиляторами.

В эжекционных доводчиках обработанный в центральном кондиционере наружный воздух (первичный), выходя с большой скоростью из эжектирующих сопел, подсасывает комнатный ре­циркуляционный воздух.

Вентиляторными кондиционерами-доводчиками производит­ся местная обработка и перемещение воздуха, который смеши­вается с первичным воздухом из центральной системы и посту­пает в помещение. По конструктивным особенностям климати­ческие подоконные приборы подразделяются на бескаркасные, каркасные и настенные. Корпуса приборов—из металла, пласти­ков [28] и других материалов. В каркасной конструкции к угол­кам могут крепиться легкие листовые материалы или даже теплозвукоизоляционная ткань. Бескаркасные и каркасные при­боры изготавливаются в виде цельного агрегата и на монтаже подводки теплообменника соединяются на резьбе с подающей

S3 ~

Кондиционеры

Оггнюителыю — бентшшциоипыс приборы

с бентиляторами

С бспптляпю — Сэжекционными )АЛ,

рани доЬодчи«ам<> оибыми

С ествстдетым с искустбенным побуждением побуждением

с секционными доводчикоми

• ‘________ Wl/yt/7unur>u

tienmpo — I теплообменник На рпшр [ теплообменом без забора нарфкС забором^ режными куляциотюм do. tPyxu но смеси ного воздуха рунного Ьоюухп

КОМНАТНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Рис. 10. Принципиальные схемы климатических приборов:

КОМНАТНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Й

|4§

—Приточный боздух

Рециркуляционный боздух Пербичный (обработанный 6 кондиционере) бозбух

/ —теплообменник; 2—фильтр: 3—вентилятор осевой; 4—вентилятор центробежный; 5— распределительная камера; 6 — эжектнруютне сопла; 7—во:ід’хонод первичного воздуха; 8- ванночка с открытой поверхностью увлажнения; !/- форсуночный увлажнитель; ///—вентилятор с центробежным увлажнителем; //—увлажнитель с электропри­водом; 12 -поддон.

В системах с эжекционными н вентиляторными доводчиками увлажнение производится в центральном

кондиционере.

КОМНАТНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

и обратной подводками от стояка. Настенная конструкция при­боров — менее индустриальна так как требует на стройке креп­ления к наружной стене теплообменника, деталей и установки кожуха.

Забор наружного воздуха может осуществляться непосредст­венно через отверстия в наружных стенах или при помощи вса­сывающих воздухозаборных вертикальных шахт к каждому при­бору.

Наружный воздух может также первоначально обрабатыва­ться в центральном кондиционере и для вторичной обработки нагнетаться к климатическим приборам.

Простым является непосредственное присоединение кондици­онера к воздухозаборному отверстию, которое предусматрива­ется при изготовлении панелей наружных стен.

К недостаткам такого подсоединения следует отнести слож­ность уплотнения патрубка кондиционера к стенке воздухоза­борного отверстия. Большое количество отверстий забора на­ружного воздуха с решетками бывает нежелательным с архи­тектурной точки зрения. Приток наружного воздуха здесь зави­сит от ветрового и теплового напоров. При централизованной подаче воздуха к комнатным кондиционерам значительно улуч­шаются условия очистки наружного воздуха, предотвращается возможность проникновения шума с улицы через воздухозабор­ное отверстие и опрокидывание циркуляции внутри помещения.

При централизованной обработке наружного воздуха созда­ется возможность регулирования влажности.

Для снабжения климатических приборов холодной и горячей водой рационально использовать сеть централизованного тепло — хладоснабження от абсорбционной бромисто-литиевой маши­ны [29].

Одним из наиболее простых и экономичных способов охлаж­дения для районов е сухим жарким климатом является испари­тельное охлаждение воды в потоке сухого воздуха; Охлажден­ная в результате испарения вода служит источником охлажде­ния воздуха. Пределом испарительного охлаждения является температура воздуха по мокрому термометру. При прямом испа­рительном охлаждении происходит непосредственный контакт наружного воздуха и воды в адиабатическом процессе. Контакт воздуха с водой может осуществляться в центральных форсу­ночных камерах орошения для центральных систем и в орошае­мом слое в местных установках. В обоих случаях работа проис­ходит на рециркуляционной воде с подпиткой от водопровода. При прямом испарительном охлаждении одновременно с пони­жением температуры воздуха происходит повышение его влаго — содержания. Когда нежелательна подача воздуха со значитель­ным влагосодержанием, можно применять косвенное испари— тельное охлаждение, при котором основной поток воздуха ох-

Лаждается в поверхностном теплообменнике. Значительно боль­шая эффективность охлаждения воздуха может быть получена в установках с косвенным и прямым испарительным охлажде­нием (рис. 11).

Наружный воздух в нейтральном кондиционере очищается в фильтре 5 и поступает к калориферу 1, где охлаждается при постоянном влагосодержании. В калорифер 1 центрального кон­диционера и комнатные зжекционные доводчики поступает вода, прошедшая испарительное охлаждение во вспомогательной фор-

КОМНАТНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Рнс. И. Схема испарительной установки охлаж­дения возлуха тля системы с эжекшюннымм доводчиками:

/ калопифеп*. 2- насос: 3—поддон: 4— вентилятор-.

воздушный фнльтп: f—водяной фильтр: 7—вспомога­

тельная форсуночная камера; форсуночная камера орошения.

суночной камере 7. Так как температура воды всегда выше тем­пературы точки росы наружного воздуха, то конденсации паров воды из воздуха не будет. После охлаждения в калорифере на­ружный воздух поступает в форсуночную камеру орошения. Тем­пература мокрого термометра предварительно охлажденного на­ружного воздуха будет ниже, и поэтому достигается более глу­бокое испарительное охлаждение воздуха рециркуляционной во­дой. После этого первичный воздух подается к комнатным эжек — ционным кондиционерам.

В табл. 14 приведены температуры приточного первичного воздуха, выходящего после обработки. Эти температуры полу­чены за счет нагрева воды в теплообменнике на 3°С при мини­
мальной разности температур в 3° между температурой выходя­щей из теплообменника воды, и охлажденным воздухом, с даль­нейшим увлажнением воздуха в адиабатической камере до от­носительной влажности 90% [30].

Таблица 14

Температу­ра наруж­ного возду­ха, град С

Температура охлажденного приточного возду­ха при относительной влажности наружного воздуха, проц.

10

15

20

25

30

35

40

40

15

17

20

■ 22

24

25

27

35

12

15

17

19

21

22

23

30

10

12

14

16

17

18

19

Так как обычно теплообменники подбираются по летнему ре­жиму, определим максимальную температуру горячей воды, ко­торую нужно подавать, к климатическим приборам в зимний пе­риод. Количество тепла, отдаваемого кондиционером в помеще­ние, считая, что температура рабочих жидкостей меняется по линейному закону [12] для режима нагрева QHarp и охлаждения QoX’.l т определяется из формул:

О

■'(

нагр

‘-нагр

Quarp — А"нагр

. в г; (58)

. ушм

!1

2Ч7,,

Qoi. i — Ктл ‘Fit*

(59)

вт

"см

2Й7В|

2W.

где К нагр и Ко:

-коэффициенты теплопередачи теплообмен­ника соответственно на режиме нагрева и охлаждения, вт/м2;

ІТ. в

F—поверхность теплообменника (подобран­ного по летнему режиму), м2; и 4.в —соответственно температуры подачи тепло­носителя в зимний период и хладоносителя в летний период.

Температура хладоносителя в среднем принимается гх.3 = 10JC и if£eMT — соответственно температуры смеси наружного н рециркуляционного воздуха В ЗИМНИЙ И летний период, й^волы И М^возд — соответственно водяные эквиваленты теплохладоносите — ля и воздуха

WBQW * ^еоды » tfW. ( ^ .

Здесь ct и с2—удельная теплоемкость кджікг • град С.

Овояы и Gвозя—масса часового расхода воды и воздуха, /сг/ч. Удельная теплоемкость воды в пределах от 10 до 70°С раз­нится максимум на 0,5%, удельная теплоемкость воздуха от 0 до 60°С постоянна.

При постоянной воздухопроизводительности климатического прибора кг/ч и при постоянном расходе воды (проходящей че­рез теплообменник) в системе теплохладоснабжения величины й7 возд и Й7В0ДЫ для зимнего и летнего режима одинаковы. Нагрузки охлаждения и нагрева между собой связаны коэффи­циентом пропорциональности Ъ

Qox., = b • Qhагр (60)

Решая совместно уравнения (58) и (59) при /(нагр =Ко*я полу­чим температуру теплоносителя в общем виде

/г, = /с»’ — Гград С (61)

О

Поправку, учитывающую изменение направления теплового потока на коэффициент явной теплопередачи Е. Е. Карпис [31] принимает 0,9. Таким образом приближенно можно считать /(охл = 0,9/С нэп •

Проведенные нами расчеты по определению зимних и летних тепловых нагрузок для различных климатических районов по формулам (16) и (17) показали, что

Qox., = (0,3-н 2) Quarp ■ вт. (62)

Величины /Зсимм и t™T при постоянных температуре внутрен­него воздуха и соотношении смеси наружного и рециркуляцион­ного воздуха зависят от наружной температуры. При /вим *

= 20°С, 0’ет =24°С н соотношении смеси наружного и рецирку­ляционного воздуха 1:3, при наружных зимних температурах 0-н40°С = 15,5-^-5° н наружных летних температурах 30 4-

-M0°C t™ = 25.5-е28°С.

Максимальная температура 7),авкс будет при Q0x., = 0,3 QHarp.

Решая для этого случая совместно уравнения (58), (59) при максимальных значениях=15,5°С и =28°С и принимая

ДЛЯ средних условий, ЧТО ^ /“оды ~ 4°С И-^— =-^/Возд =

и»ОДЫ возд

= 10°С, получим /*вкс =71°С.

При вычислении по формуле (61) /”акс =75,5°С.

Фактически температура теплоносителя во всех случаях для зданий, оборудованных комнатными климатическими приборами, подобранными по летнему режиму, не превысит 70°С. Таким об­разом системы, оборудованные климатическими приборами, можно подключать к низкопотенциальным источникам тепло­снабжения.

Для увлажнения воздуха в климатических прибо­рах могут быть использованы различные типы увлажнителен. Приборы могут снабжаться простейшими увлажнителями в ви­де открытых поверхностей испарения. Энергией для распыления воды может служить давление водопровода, специальный инди­видуальный привод, или использоваться электромотор вентиля­тора.

Представляют интерес распылители, использующие энергию сжатого воздуха пневматической системы автоматического регу­лирования. ГІарфюмеризацию воздуха в климатических прибо­рах можно производить совместно с увлажнением. Имеются данные, что испарение в воздухе триэтиленгликоля снижает пе­ренесение инфекций. Полагают, что когда этиленгликоль входи г в соприкосновение с частицами пыли, освобождающаяся скры­тая теплота вызывает мгновенное повышение температуры и убивает микробы.

Для сокращения расхода металла по сравнению с радиато­рами теплообменники приборов рационально изготавливать из оребренных поверхностен. Сравнение веса 1 м2 поверхности на­грева радиатора и теплообменников из различных оребренных трубок приведено в табл. 15.

Таблица 15

Теплообменник

Радиатор

М-140

Спирально-

оребренная стальная j

Латунная трубка с проволоч­ным ореб — рением 019X17

! Алюминиевая ‘трубка с накатны — 1 мп ребрами, 0

трубка

022X17

j 22X19 1

17,6X16

Вес в кг 1 .и2 поверх­ности нагрева

30

3,87 ;

3,76

1

2,94

0,98

Экономическая эффективность теплообменников обычно оп­ределяется по тепловому напряжению металла. При расчетной разности температур 64,5°С тепловое напряжение металла для чугунных радиаторов типа М-140 составляет 63 кдж, для бетон­ных отопительных панелей со змеевиками нз тонкостенных элек — тросварных труб — 346 кдж, а для приборов с теплообменника­ми нз стальных оребренных трубок — 630 кдж. Анализ показы­вает значительные преимущества алюминиевых теплообменников с накатными ребрами.

В работе поверхностных теплообменников летом наблюдают­ся два режима — «сухой», без выпадения конденсата, и «влаж­ный» с конденсацией паров на поверхности.

При сухом режиме начальная температура охлаждающей воды, подаваемой к теплообменнику кондиционера, должна быть равна или несколько выше температуры точки росы воздуха, об­рабатываемого в кондиционере.

При влажном режиме происходит не только удаление яв­ного тепла нз воздуха, но и уменьшение его влагосодержания. Для этого начальная температура воды, подаваемой к поверх­ностному воздухоохладителю, должна быть ниже температуры точки росы обрабатываемого воздуха. Теплообмен связан с мас- сообменом и требуется установка поддонов для сбора конденса­та и дренажный трубопровод.

Очистку воздуха в климатических приборах возможно произ­водить губчатыми воздушными фильтрами из пенополиуретана (ППУ)*. Для возможности использования ППУ в воздушных фильтрах он подвергается специальной обработке в целях уве­личения его воздухопроницаемости. Регенерация материала про­изводится путем его промывки.

Для обеспечения бесшумной работы приборов с вентилято­ром необходимо применять малошумные вентиляторы, малошум­ные однофазные микродвигатели.

В табл. 16 и 17 приведены технические характеристики осе­вых вентиляторов и однофазных микроэлектродвигателен на напряжение 110 или 220 в, которые могут быть применены для климатических приборов до изготовления промышленностью специальных конденсаторных электродвигателей серии ДВЕ.

Таблица 1G

Марка вентиляторз

Произво­дитель­ность, лг ч

Потреб — 1 ляемая j мощ­ность, вт

,, 1 Материал Число 1 г оборотов 1! зкаметр.

‘крыльчатки, в 1 мин j мм

!

Вес, кг

Цвухскоростной вентиля­

1

j

і

тор ВД-1 ЯЭ. МЗ.

180

11

1200

Резина, 180

1,1

420

•21

2400

|То же, 180

ВН-4, ЯЭМЗ

420

21

2650

(Резина, 160

1,1

вэ-з, хэмз

210

! 35

1500

[Сталь, 160

1,8

ХЭМЗ со штампован­

1

ной пластмассовой

крыльчаткой Харь­

L

ковского завода кон­

1

її Іластмасса

диционеров

400

! 35

1500

200

!’

1.8

* НИИСТ. «Подготовка и применение губчатых воздушных фильтров из пенополиуретана». М.. 1963.

Таблица IT

Марка

электродвигателя

Число оборотов в мин

Мощность. ВТ

Вес, кг

ДВА-УЗ

ДВА-У4

ДВС-У1

ДПА-У2

30

5

12

67

1410

695

1500

1310

3,9

4,4

4.2

4.2

Для поддержания постоянной температуры в помещениях, где устанавливаются комнатные климатические приборы, жела­тельно предусматривать автоматическое регулиро­вание. Применение автоматического регулирования дает эко­номию в расходе тепла до 20—25% [32]. Принципиальные техно­логические схемы электрического автоматического регулирова­ния представлены на рис. 12. На рис. 12, а изображена схема

ЛТ

шг

О—

РП

ЛР

HL,

-3-

fx’|

ЛР

=S“’

.3— —

-ІХІ

РП

ЛТ,

*т П %

—rOtefk-

•— хг— г—— Со

• /7 ЛТ д

-Ш-

др

П ЛТ ёР

->0-0i————

КОМНАТНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

“Si

іжз

Рис. 12. Принципиальные схемы автоматического регулирования климатических приборов: а—двухпозицнонное регулирование вентилем на теплохладоиоснтелс; б—двухпознцпон — ное регулирование вентилятором; в—двухпозицношюе электрическое регулирование пода­чи воды вентилем с автоматическим переключением режимов; г—двухпозиционное регу­лирование вентилятором кондиционера и клапаном наружного воздуха; д—регулирование температуры воздуха путем управления трехходовым краном на теплохладоноснтелс.

двухпознцноиного регулирования вентилем на теплохладоносіг — теле. Переключателем (П) включается режим автоматического регулирования на зимнее пли летнее время. Командным орга­ном служит датчик температуры (ДТ). При повышении или по­нижении температуры относительно настройки на датчике им­
пульс через промежуточное реле (РҐІ) передается к двухпози­ционному исполнительному механизму ДР, который открывает или закрывает проход тепло — или холодоносителя. Для предо­хранения теплообменника от замерзания клапан не должен пол­ностью закрываться. Аналогичная схема двухпозиционного регу­лирования вентилятором (рис. 12, б) — импульсом от датчика температуры (ДТ) через промежуточное реле (РП) включается, переключается скорость вращения или останавливается венти­лятор. Это наиболее простая и удобная схема для регулирова­ния неавтономных кондиционеров.

Схема двухпознционного электрического регулирования по­дачи воды вентилем, с автоматическим переключением с зимне­го режима на летний п наоборот, представлена на рпс. 12, в. Эта схема может нантн применение при необходимости строгого со­блюдения температуры воздуха в переходной период. Поворотом ручного переключателя (II) через промежуточное реле (РП) включается вентилятор и обеспечивается регулирование венти­лем от датчика температуры (ДТі). При выключенном вентиля­торе прекращается подача воды к теплообменнику, что препят­ствует конденсации влаги в летний период, когда кондиционер выключен. Датчик температуры ДТг предназначен для переклю­чения датчика ДТі с режима отопления на охлаждение при из­менении температуры обратной воды. Схема двухпознционного регулирования вентилятором кондиционера и клапаном наруж­ного воздуха показана на рпс. 12, г. При пуске вентилятора кла­пан автоматически открывается, а при остановке — закрывается. Пропорциональное регулирование температуры воздуха путем управления трехходовым краном на теплохладоноснтеле изобра­жено на рис. 12, д. Командным органом служит пропорциональ­ный датчик температуры типа ТПД (пли ТПК). Через баланс­ное реле (БР) импульс передается на исполнительный механизм (ИМ).

При наличии сети сжатого воздуха для увлажнения или дру­гих нужд можно применять пневматические и электро-пневмати — ческне схемы автоматического регулирования.

Климатические приборы обычно устанавливаются у наруж­ных стен под окнами, при этом в зимнее время приточный воз­дух хорошо задерживает ниспадающий от окон холодный воз­душный поток.

Установка климатических приборов у наружных стен при нижней раздаче приточного воздуха особо желательна для по­мещений со значительными поверхностями наружных огражде­нии или остекления. Однако при такой раздаче воздуха увели­чивается тепловая нагрузка помещения за счет обдувания внут­ренней поверхности наружных ограждений и. следовательно, из­менения ее температуры и увеличения коэффициента теплопере­ходи. Подоконная раздача воздуха особенно эффективна при

двойном остеклении и использовании летом солнцезащитных устройств.

Рассмотрим зависимости ‘ между температурой приточного воздуха, кратностью циркуляции и тепловой нагрузкой помеще­ния. Теплоотдача климатического прибора в помещении (рецир­куляционный режим) равна

Q7 = Gpeu ■ с (/пр — О вт, (63)

где Орец.—расход рециркуляционного воздуха, кг]ч

с—удельная теплоемкость воздуха, кдж! кг • град tпР —температура приточного воздуха;

/в—температура воздуха помещения.

При режиме отопления /Пр >/в, при режиме охлаждения („р < <Ув. Расход воздуха в кг[ч Gpeu =Трец — р, где р—плотность воздуха, кг! м3.

Кратность циркуляции К“ирк = рец

TOC o "1-5" h z р у

где V—внутренний объем помещения, М3.

Трец = К“ирк ■ V М31ч ;

QT = К“ирк • V • Р • с (/“пр — ta) в т. (64)

Удельная тепловая нагрузка помещения

От.

ат = —— вт я‘ .

4 V

Разделив левую и правую части уравнения (64) на V’, полу­чим

<7т = АГ“ирк • р • с (/пр — 4 )erjM3 . (65)

Из последнего выражения получим следующие зависимости для режимов отопления и охлаждения:

Реже — I! Ы

отопления охлаждения

Чот — КрИРК ■с • Р Рпр — (з ); Ьа = К““рк • С • ? (/„ — /Пр ):

у^-цирк _ ______________ ^от___________ . у^-цирк 9охл

р с • Р (<пр — *в ) Р с • ? (*В — <пр )

у от ___ д__ р_______________________ дОХ.1 _ д ___________________________________ 4рхЛ.______

пр с • Р • КрИрк ‘ пр в с • о • Д’“"рк

Проведенные расчеты, результаты натурных и специальных исследований [34] позволяют сделать вывод, что наиболее прием­лемой кратностью циркуляции следует считать

К™ рк =8-т-12.

На рис. 13 представлена графическая зависимость уравнения (65) для зимнего (при tu = 18“С) и летнего режима (при tB = = 25СС).

Так как нагрузка охлаждения является превуалирующей, то границы, в которых охлаждение экономично, видны из рис. 13, б. Чрезмерное повышение <7охл показывает, что уже при разработ­ке проекта необходимо предусмотреть мероприятия для сниже­ния нагрузки охлаждения.

КОМНАТНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Рис. 13. График іПВПСіГЮСТ»! кратности циркуляции иолдуха п улелытп теч — ловст характеристики помещения от температ)ры приточного nuuxxa:

График ка рис. 13 при подоконной установке приборов огра­ничен максимальной температурой приточного воздуха, допус­каемой температурным перепадом между приточным н комнат­ным воздухом и кратностью циркуляции.’

Распределение приточного воздуха в помещении зависит от критерия Архимеда, который представляет собой соотношение между подъемной сплои, вызванной изменением плотности, и инерционной силой единицы объема движущейся жидкости.

е d if

Аг = ——у (66)

L 0 окр

где g—ускорение силы тяжести, .11/сек2;

d3 —эквивалентный (по площади) диаметр живого сечении приточного отверстия, .и;

1’0 -скорость воздуха при выходе из приточного отверстия, м/сек;

J/p—рабочая разность температур;

Гокр —температура окружающего воздуха, град К.

Критерий Архимеда является единственным критерием, опре­деляющим искажение оси струи, обуславливаемое гравитацион­ными силами. Полагая, что для оси неизотермической струи за­кон изменения максимальной скорости и температуры тот же, что и для изотермической по И. А. Шепелеву [33], максималь­ная относительная ордината струп холодного воздуха, направ­ленной вертикально вверх,

f

0,35

TOC o "1-5" h z. У макс. — —з » (6/ )

у УГ(Лг)’

где а—коэффициент турбулентной структуры струн.

При настилании струи на стену

— v 0,5

Умакс. = “ = “з • (68)

V а (Агу

Ниже приведены примеры расчета воздушных струн при по­даче воздуха климатическими приборами в летнее время.

Пример 1. Через подоконный кондиционер вертикально вверх подается струя воздуха с температурой fo = 20°C. Размер приточного отверстия конди­ционера, расположенного на высоте 0,7 м от пола, — 40У20 с. н, скорость по­дачи воздуха—1 м’сек. Температура воздуха помещения /8 = +25~С. Коэф­фициент турбулентной структуры струп а = 0,16. Определить максимальное расстояние от пола, па которое поднимается поток.

Критерий Архимеда

TOC o "1-5" h z A t Ьп 9,81 (20 — 25) О,’20

1) А г = с — — • —— =—————————— =- — 0,033;

ь Гокр. & (273 + 25)- 1,0

2) максимальная орлппата хололпоп струн, направленной вертикально вверх,

__ 0.35 у у 0.35

Ум*"с — ”7—’——- ’ — Ум;м;с “——- =—————— = *“о = 6,25;

-^ 0,2 3________________________

а (Аг)- 0 ) 0,16 (0,033)-

ij — н м з с t * bv —- 6,2о ■ 0,2 — 1,2о. и.

Расстояние от мел;: до точки максимального г. одьсма потока

0. 70+1.25 .и=1,95 зі.

Пример 2. В жилую комнату площадью г„ =5×3=15 .и-, высотой 2,5 м, комнатным кондиционером (высотой h = 0,7 м), оборудованным двухскорост — пым вентилятором, вертикально вверх настилающим потоком по окну пода­ется а) Дс=200 .•+ ■/, или б) До”300 м3[ч воздуха при рабочей разности тем — пераг’.р J /р еоотвстстрснпо 10 п 7е (рпс. 14). Температура воздуха в поме­щении Гокр =298=К. Коэффициент турбулентной структуры струп а=0,2. Объем комнаты 37.5 зР. Кратность циркуляции.

200 300

к™г*’ = = 5,3; б) кГк =177 = 8-а

Определить условия подачи воздуха (высота зоны пребывания человека И-2= 1,8 м).

1. Необходимая длина факела (см. рис. 14)

,’=#-г 0,708В + (#1—я2) = 1,8 • 0,708 • 5+ (2,5—1,8) =6,25 м.

КОМНАТНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Рис. 14, Распределение воздуха в комнате, оборудованной подокон­ным кондиционером.

2. Максимальная площадь выпускного отверстия определяется из уравне­нии (66) [34]:

1Л-І

0,000068 ■ L,

а) Ломакс =0’785

I

.—І?.. ■ ) ‘а ■ Р Т

пкр

1,14

0,0036 м3;

:0,785

г 10

208

0,000068 • 200

1 0.2 • 6,25"’

O. f00068 • 30G

/ 7

1 ,14

, — 0,007 м3.

б) С. макс = 0 >”85

а) “ f. m ■ збоо. “ 0,0036 • 3600 “1 ,Б5 м’сек:

300

б) «чин = —;;—т.—= 0,007 м’сек.

’ мин Д007 ■ 3600

4. Относительное расстояние S исходного сечешш от выходного

TOC o "1-5" h z а ■’S а • I 0,2 • 6,25

S =———- =———- — =— = 0.007 .

V F „ V F „ У 5 • 3

5. Эквивалентный диаметр выпуска:

a) ds =1,128 У Fm c = 1,128 / 0,0036 = 0,077 м;

б) d3 = 1,128 — ]/‘0ДЮ70 = 0,094 м.

-Ср. р — ,_____________ = 0,0125 місек ;

6. Средняя скорость расхода воздуха по графику, составленному по дан­ным В. А. Бахарева и В. Н. Трояновского [34], имеет при S=0,322:

^0

* <^Э

0,407 •

1,55 •

0,077

/

5 • 3

0,407 •

1,28 •

0,094

«ср. р • V F»

б) v =———————- —- 0,0116 м сек.

Р’Р /5-3

Найденные скорости ниже комфортных (0,125—0,175 м;сек). Разность тем­ператур в конце струп по сравнению со средней в обслуживаемой зоне не должна превышать 0,5’С (допустимые СНпП колебания температуры в об­служиваемой зоне J t= ± 1СС).

ср. р

v„ ‘ 1,55

її „ 0,0125

-t 1 — — г-^r-= 0,008<0,5°С.

НЕАВТОНОМНЫЕ КОНДИЦИОНЕРЫ

На рис. 15—17 представлены разработанные нами комнат­ные неавтономные кондиционеры. Корпуса кондиционеров изго­товлены из древесно-стружечных плит, решетки для рецирку­ляционного н приточного воздуха — пластмассовые. Передняя стенка кондиционера — съемная (выдвижная, рис. 17 или подъ­емная, рис. 16).

Для наглядности кондиционеры на рис. 17 представлены без передних стенок и с поднятыми крышками. Кондиционеры из­готовлены вместе со столиком для книг. Размеры кондицноне-
ров: высота 700 мм, ширина 240 мм, длина 500 мм (вместе со столиком — 1100 мм). Различная. тепло — и холодопроизводитель — ность кондиционеров достигается применением соответствующих теплообменников. Конструкцией предусмотрена возможность выемкн фильтра для промывки теплой водой или замены вен­тилятора с электродвигателем (электропроводка на разъемных соединениях) —для смазки подшипников электродвигателя.

КОМНАТНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Рис. 16 Неавтономный кондици­онер с фильтром:

1—теплообменник- 2—вентилятор на я до­ска; 3—вентилятор; 4—фильтр; 5—руко­ятка утепленного клапана: б—поддон; 7—пакетным перекл ючатель.

КОМНАТНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Рас 15. Комнатный неавто­номный кондиционер. Общин вид.

Влага, выпадающая с поверхности теплообменника летом, при охлаждении воздуха попадает в поддон и удаляется через дренажный трубопровод. Утепленным клапаном регулируется количество поступающего наружного воздуха. Смесь наружного и рециркуляционного воздуха нагревается или охлаждается в теплообменнике и вентилятором нагнетается в помещение.

Пакетным переключателем устанавливается работа кондици­онера по зимнему или летнему режиму, автоматически или вруч­ную.

Кондиционеры II типа (рис. 17, а), III типа (рис. 17,6) и IV типа (рис. 17,в) —с направляющими жалюзи без фильтров. В этих кондиционерах две половины вентиляторной доски съем­ные для возможности беспрепятственной работы теплообменника кондиционера зимой на естественном побуждении. Регулирова­ние осуществляется автоматически или вручную по воздуху — пуском пли остановкой вентилятора.

КОМНАТНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

КОМНАТНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Рис 17. Комнатные неавтономные кон­диционеры с направляющими жалюзи а—тип II; б—тип III; в—тип IV: /—напрззтя — гоїцне жалюзи. 2— пакетный переключатель: 3—вентилятор; 4—съемная панель вентилятор­ной доски: 5—теплообменник; 6— коробка за­бора наружного воздуха; 7—рукоятка клапана, регулирующего подачу наружного воздуха; S— поддон*

Теплообменники кондиционеров состоят из последова­тельно соединенных при помощи калачей оребренных трубок. Характеристика их представлена в табл. 18.

нар

Характеристика трубок и теплообменников

Наружный диаметр труб. Внутренний диаметр труб dСн. Высота ребра h…. Диаметр оребренной трубки D. Внутренняя поверхность 1 .и трубки Наружная поверхность 1 м трубки

К ‘

Коэффициент оребрення Кор

Шаг спирали оребрения Толщина ребра

Относительное живое сечение для про­хода воздуха (при зазоре между краями ребер соседних трубок 1 .чиї) Вес 1 м оребренной трубки…. Вес 1 — и2 поверхности нагрева оребренной

трубки………………………………………………

Стоимость 1 м оребренной трубки. Живее сечение теплообменника для про­хода воздуха при горизонтальном, ко­ридорном расположении трубок по

6 шт. в одном ряду……………………………….

Фасадное сечение теплообменника для прохода воздуха Fc. …

Живое сечение для прохода хладоноси-

теля тр…………………………………………………

Поверхность одного ряда труб

Единица

измере­

ния

Стальные спирально — оребрен — ные трубки

Алюминие­вые трубки с накатны­ми ребра­ми[1]

мм

22

22

я

18

19

я

10

,8

42

38

м-

0,0534

0,0598

;

0,606

0,511

11,85

9,14

мм

4,4

3,4

»

0,7

1,1

(верх—0,6 низ—1,6)

в

0,39

0,31

кг

2,34

1,5

3,87

2,94

руб.

1.0

)

1

1

2,0

.и2

1

0,049

і

0,0307

0,108

0,098

0,000253′ 0,00028

1,53 ; 1,31

Технические характеристики неавтономных кондиционеров 4-х типов конструкции НИИЭП приведены в табл. 19.

В качестве паспортных условий приняты расчетные парамет­ры для зимнего режима по данным Промстронпроекта: темпе­ратура наружного воздуха /н =—30°С, температура помещения? В=20СС; относительная влажность ср = 40%; для летнего режима по данным Ш<БХЛ /Н = +ЗГС, tp=40% и /в = 25°С д>=48%-

Наружный и рециркуляционный воздух смешиваются в про­порции 1 : 3. Расчетный перепад воды — теплоносителя 70—60°, холодоносителя 8 — 12° при постоянном ее расходе 500 /сг/ч.

Таблица 19

Тип кондиционера

I

И

III

IV

Характеристика

кондиционера

Вентилятор с рези­новой крыльчаткой 0180 мм і электродви­гатель ДВА-У4, те­плообменник из алюминиевых на­катных трубок /=*«1,17 ж*

Вентилятор с рези­новой крыльчаткой О 180 мм, электро­двигатель ДВС-VI, теплообменник из алюминиевых на­катных трубок 34 ж*

Вентилятор с рези­новой крыльчаткой 0 180 мм, электро­двигатель ДВА-УЗ, теплообменник из стальных навивных трубок /=•«2,42 ж*

Вентилятор с пласт­массовыми лопас — ‘ тями, электродви — ; гатель ХЭМЗ, теп­лообменник из алю­миниевых накатных трубок г=*2,34 м*

Скорость враще­

ния вентилятора,

об/мин

695

1500

1410

1500

Мощность элек­

тродвигателя, ВТ.

5

12

30

30

Общая произво­

дительность по воз­

духу, — и3/ч.

130

200

250

300

Максимальное

чолнчество наруж­

ного воздуха,

иъ’час

40

70

80

100

Среднеарифме­

тическая разность

температур при ох-

‘іаждении, град С.

12,2

12,4

12,35

12,2

Среднеарифме­

тическая разность

температур при

обогреве, град С.

38,5

38,5

38,5

38,5

Хладопронзво-

цнтельность по яв­

ному теплу, вт.

210

630

490

760

Хладопроилеодгг-

гельность по пол­

ному теплу, вт

450

700

860

1000

Теплопроизводи-

гельность, вт.

730

2100

1620

2520

Средняя скорость

оыхода приточно­

го воздуха, м/сек.

0,5

1,0

1,2

1.6

Графическая зависимость для определения коэффициента теплопередачи К втім2 алюминиевых и стальных теплообменни­ков кондиционеров в зависимости от расхода воды С, получен­ная экспериментально, приведена на рис. 18. Испытания про­водились при средней температуре хладоносителя 10°С, при ско­рости воды в теплообменнике выше 0,6—0,7 м/сек.

Коэффициент теплопередачи почти не изменялся, что под­тверждает исследование О. А. Кокорина [35].

Результаты аэродинамических испытаний кондиционеров в лабораторных условиях приведены в табл. 20 її в натурных усло­виях — в табл. 21.

КОМНАТНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Пронзвоіитгльность кондиционеров по воздуху находится в предетах от 12о до 335 м3/ч (на стороне всасывания при = = 20°С). Производительность кондиционера с увеличением ко­личества рядов теплообменника от одного до двух сокращается на 12%.

КОМНАТНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

ги- і г іу,—— ,————— ,—— 1—….———- 1—— 1 V/м/сек

йі 0203 04 0506 0.7

TunUIt— 1——————— —— 1 1 W м/сек

ап 0.22 0.33 C44 S.55 0.66 0.77

• Скорость Jjct;

Рис. 18. Зависимость коэфоиппента теплопередачи коилншюнероп от

расхода воды:

Тип 1. II. IV—тепл шпмі—!іії"к а. тюминаевм;!. тип 1!Т —тептообменнпк сильной.

Соотношение рециркуляционного и наружного воздуха нахо­дится в пределах 2.1 : 1 до 2.57: 1, т. е. наружного воздуха по­ступает от 32 до 28% общей производительности кондиционера. Количество наружного воздуха составляет от 37 до 100 м3/ч, т. е. обеспечивает санитарную норму для помещений, в которых на­ходится от 1 до 4—5 человек. Результаты испытаний в натурных условиях показали, что общая производительность кондиционе­ра по воздуху почти не изменяется от положения регулировочно­го клапана на наружном воздухе.

^а®лица 20

Характеристика кондиционера

>т «3

с — ч

<U ІЙ

с.

о s 2

Расход воздуха.

кг {к

о

5

о

о * о г О 5=

о за

Тип

крыль­

чатки

§,2 а о а. я = я Я о си Я

О

X

£

а.

О со а, к

5 со г — С-

а.

с

■Тип элек- тродвига-

|Характе — | ристика j теплооб — Iменника

Примеча­

ние

Алюми­

ниевый

От-

крыт 150 105

: Резино­вая

I ДВА-У4

45

5 ■ Є95

0 = 180 одноряд­ный

1X6

мм

Алюми­ниевый двухряд­ный

2X6

ДВС-У1

250 180

12

70

1500

То же

Стальной

двухряд­

ный

2X5

Ш ДВА-УЗ

300 ‘ 210 ! 90 і

30

1410

Алюми­ниевый Пласт — двух — массовая ‘ ряди ы и

2X0

350 270 1 80

[V ХЭМЗ

30

1500

Вентиля­тор кли- матпзера Харь­ковского завода конди­ционеров

Во время испытаний при скорости воздуха в отверстии забо­ра наружного воздуха с = 0,67—0,79 м/сек, количество поступаю­щего наружного воздуха по сравнению с испытаниями в лабо­раторных условиях увеличивалось на 10—50%.

При закрытом положении регулировочного клапана из-за не­плотности его примыкания к коробке забора наружного возду­ха проходит 5,5—10% общей воздухопроизводнтельности.

Открытие регулировочного клапана на 50% незначительно влияет на соотношение рециркуляционного и наружного возду­ха. Скорость выпуска приточного воздуха по длине приточной решетки неравномерна. В центре кондиционера скорость выпус­ка на 20% меньше, чем у краев приточной решетки.

Характеристика кондиционера

Расход воз­духа, кг/ч

Режим ра­боты или положение регулиро­вочного клапана

I §

о

о.

° аг

VO І

° 5

° а

U Щ

о

о.

а І

5 і

5L 5 SgS

Stf Я

2 «з =

CL 14 — «О т CJ

X н г

Ч

Е.

* S — X

“ г— = ОЭ

4 о о

14 О О. Я

5 о <и я 0.0

Примечание

о

£ ° — С— 0.0

О

£

I В

1500 Рези- Алю. чн — j Закрыт 250| 230 новая | ниевый 0 = двухряд — І 180 ‘ ный 1 мм 2X6

30

94

75

ДВС-

УІ

12

I Открыт на 100 % і 250. 156

Открыт на 50 0/„

В отверстии забора на­ружного воздуха v= 0,74 м/сек Неработаю­щее* поло­жение вен­тилятора

175

250

і

Естествен­ная рецир­куляция

135)

135

Ш

ДВА-

УЗ

двухряд­

Открыт

300

200

ный

на IOOj*J0

і

2Хо

Открыт на 50 °/0

300

220

1500 Пласт­

Алюми­

Закрыт

360

340

масс о-

ниевый

Открыт

■ вая двухряд-

на 100 70

360

210

1

і

j

ныи

2X6

Открыт на 50 °/о

360

250

. ■

І 1

1

1 і

Естествен­ная рецир­куляция

140

140

і

і 1

і

і і

То же j

104

104

Стальной

300 270

30

80

20

1201 ружкого І воздуха ‘ t;=0,79 м/сек

110

30 1410

30

100

В отверстии забора на­ружного воздуха t;=0.67 м/сек

В отверстии забора на-

IV

ХЭМЗ

Неработаю­щее* поло­жение вен­тилятора

Работающее

положение

вентилятора

Уровни шума, создаваемого в помещениях кондиционерами, замерены в процессе строительства до оклейки внутренней по­верхности кондиционеров пенополиуретаном и тщательной при­гонки.

‘ На вентиляторной доске открыт проход воздуха мнмо вентилятора.

На рис. 19 представлены спектры шума, создаваемы^ рабо­тающими кондиционерами типа I, III, IV на расстоянии 15 м от пола и кондиционера, а также нормативные предельные спект­ры шума для жилых помещений в соответствии с «Санитарными нормами допускаемых уровней шума в жилых домах». Уровень шума при включенном кондиционере (собственный шум помеще­ния) равен 42 дб. Общий уровень шума в комнате при работе кондиционера колеблется в пределах 53—59 дб. Превышение до­пускаемого шума в дневное время (нормативная кривая ПС-35) в области низких частот составляет 5—12 дб и в области высо­

КОМНАТНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Рис. 20. Зависимость сопротивле­ния по воде от расхода для кли­матических приборов:

ких частот до 4 дб.

б октаднух еслосо* б ги

Рис. 19. Спектры шума, создаваемые неавтономными кондиционерами;

I. Ш. IV—типы кондиционеров.

КОМНАТНЫЕ КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

/—стальной двухрядный теилообмс’и — ник in Г2 трубок-. 2—то же. in 10 тру­бок (тип III): 3—алюминиевый дих — рядный теплообменник нз 12 трубок (тип II и IV); 4—стальной оаноряднші теплообменник из б трубок; 5—алюмп — ииевый однорядный теплообменник из б трубок (тип /).

Необходимо принимать все меры шумоглушения, в том числе крепление электромоторов на гибких амортизаторах. Желатель­но также применять однофазные конденсаторные электродвига­тели типа АВЕ. Электродвигатели этого типа обеспечивают уровень шума в пределах 48—50 дб (в закрытом исполнении на подшипниках скольжения).

Испытания показали, что открытие и закрытие клапана за­бора наружного воздуха незначительно (до 2 дб) и без законо­мерности влияет на уровень шума помещения.

На рис. 20 представлена зависимость сопротивления теплооб­менников кондиционеров при различных расходах воды.

Опытные образцы описываемых кондиционеров с автомати­кой, изготовленных по индивидуальному заказу, стоят 120 руб.

1 шт., при серийном изготовлении их стоимость будет — 50— 60 руб.

Предварительные подсчеты показывают, что общие затраты на систему кондиционирования с неавтономными подоконными кондиционерами при серийном изготовлении без учета стоимости холодильных устройств окажутся на 30—50% выше затрат на систему отопления с радиаторами.

Учитывая, что система кондиционирования воздуха одновре­менно выполняет функции приточной вентиляции, можно счи­тать, что затраты на сооружение системы кондиционирования воздуха в ряде зданий окажутся такими же, как и на сооруже­ние системы отопления и приточной вентиляции (без учета стои­мости холодильных устройств).

Posted in МИКРОКЛИМАТ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *