При проектировании систем кондиционирования воздуха для небольших офисных помещений возникают проблемы выбора между системами центрального кондиционирования и сплит-системами. Микроклимат в офисных помещениях оказывает существенное влияние на работоспособность людей. Выбор оптимального варианта системы кондиционирования определяется планировкой помещений, архитектурой и ориентацией здания, внутренними тепловыми нагрузками.

Многие заказчики останавливают свой выбор на сплит-системах. Две основные причины в пользу сплит-систем: незначительные первоначальные затраты и экономия энергии. Однако, автономные системы на практике гораздо менее эффективные, чем центральные. Эксплуатационные расходы для сплитов выше, и, при этом, невозможно обеспечить в обслуживаемых помещениях хотя бы минимальную смену воздуха.

Системы центрального кондиционирования предусматривают качественное регулирование параметров микроклимата и подачу свежего очищенного воздуха. Системы обладают низкими эксплуатационными затратами, имеют долгий срок службы. Однако, они относительно дорогие, монтаж и наладочные работы требуют привлечения квалифицированных специалистов.

Очень показательным объектом в решении этой проблемы оказался офис общей площадью около 250 м2, в помещениях которого переменная солнечная радиация приводит к нестационарности процессов теплообмена во всех помещениях. Для помещений, расположенных на предпоследнем этаже высотного здания, специалистами МГСУ была запроектирована система кондиционирования воздуха на базе центрального кондиционера CDCM 56 фирмы WESPER (Франция) с воздухоохладителем прямого испарения и реверсивного компрессорно-конденсаторного агрегата. Функциональная схема системы кондиционирования приведена на рис. 1. Воздухообмен в помещениях рассчитан на ассимиляцию теплоизбытков. Основное оборудование размещено на последнем техническом этаже. Главной особенностью помещений является то, что часть их выходит окнами на юг – восток, а другая часть — юг – запад. Переменная солнечная радиация вызывает большие, неравномерные в течение дня, тепловые нагрузки.

Рис. 1. Функциональная схема системы кондиционирования офисных помещений.
1 — центральный кондиционер, 2 — компрессорно-конденсаторный агрегат, 3 — вытяжная установка, 4 — байпасный клапан, 5 — забор свежего воздуха, 6 — контур хладагента, 7 — контур теплоснабжения калорифера, 8 — забор наружного воздуха для охлаждения конденсатора

Для обеспечения круглогодичной работы, конденсаторный агрегат расположен в потоке вытяжного воздуха. Контур хладагента оборудован терморегулирующим вентилем, фильтром-осушителем, смотровым стеклом, реле высокого и низкого давления, соленоидным вентилем и обратным клапаном.

Кондиционер укомплектован всеми секциями, необходимыми для обработки воздуха: входной клапан, фильтр, водяной калорифер, воздухо охладитель прямого испарения, вентилятор.

Распределение воздушных потоков осуществляется по четырем магистральным воздуховодам. Параметры воздухообмена по помещениям приведены в таблице 1.

На техническом этаже на магистральных разветвлениях смонтированы четыре автоматических регулятора расхода воздуха с термостатами, установленными в обслуживаемых помещениях. Принципиальная схема системы приведена на рис. 2.

На центральном магистральном воздуховоде установлен байпасный клапан 14x12 (1). Управление регуляторами осуществляется с центрального управляющего блока (2). Принципиальная схема системы воздухораспределения приведена на рис.1.

Система с переменным расходом воздуха обеспечивает поддержание заданных параметров в каждом помещении при использовании установки кондиционирования с постоянным расходом. Расход подаваемого в помещения воздуха изменяется исходя из фактической температуры в помещении и заданных значений регулируемой величины. Управляющий блок (2) постоянно обменивается информацией с каждым клапаном и выбирает заданный режим работы. Избыток воздуха, который не требуется для кондиционирования помещений, возвращается непосредственно в кондиционер через байпасный клапан, обеспечивая постоянный расход воздуха через установку.

Рис. 2. Принципиальная схема системы с переменным расходом воздуха

Регулирующие и байпасный клапана имеют прочный сварной цилиндрический корпус. Заслонки, радиальной конструкции, с поворотом в пределах 90 градусов обеспечивают стабильное управление потоком воздуха. Каждый регулирующий клапан связан с термостатом, установленным в обслуживаемом помещении. Чувствительный элемент термостата измеряет температуру в помещении и изменяет положение заслонки таким образом, чтобы за счет количества подаваемого воздуха создать комфортную температуру. С термостата комфортные параметры передаются также на управляющий блок. Байпасный клапан управляется по сигналу датчика скорости/статического давления, перепуская излишки воздуха на вход в кондиционер.

Таблица 1. Параметры воздухообмена по помещениям

Управляющий блок координирует, контролирует и выполняет диагностику системы управления. Блок осуществляет обмен информацией между регуляторами и выбирает режим работы системы.

Таким образом, система с переменным расходом воздуха обеспечивает:

• подачу свежего воздуха, прошедшего очистку и термообработку в кондиционере;
• индивидуальное регулирование параметров микроклимата в каждом помещении;
• небольшое количество хладагента в системе;
• отсутствие трубопроводов хладагента и дренажа в помещениях. При этом, налицо низкая стоимость технологического оборудования, простота монтажа и обслуживания, а также высокая энергоэффективность (работа кондиционера оптимизируется в зависимости от наружных условий и нагрузок внутри помещения).

Наиболее перспективными объектами для систем с переменным расходом воздуха являются частные коттеджи, небольшие офисные и административные помещения, промышленные помещения, торговые комплексы малой площади.

Подготовлена техническим отделом компании «VENTRADE»

Статья предоставлена журналом "Мир климата" .

Журнал "Мир климата" Спецвыпуск "Проектировщику". "Система кондиционирования офисных помещений с переменным расходом воздуха"