Как делают микроклимат внутри зданий?

Как делают микроклимат внутри зданий?

погода и Климат на отечественной планете зависят от весьма многих факторов. Они очень сложны для моделирования — недаром для расчета прогноза погоды употребляются самые высокопроизводительные суперкомпьютеры, да и то их достоверность обычно не радует. И это лишь погода, что уж сказать о климате! В это же время утверждать, что климат и погода вне отечественного контроля, не совсем правильно.

Люди обучились подчинять себе климат, легко в более мелком (если сравнивать с планетарным) масштабе. В случае если на Земле климат создается воздухом с ее ветрами, океанами с их течениями, равнинами и горами континентов, то в строениях для этого приходится конструировать особые совокупности. О них «Популярной механике» поведал инженер отдела совокупностей кондиционирования компании Panasonic Иван Мясников.

Воздушное пространство

Любое строение — это закрытый количество воздуха. Потому, что он употребляется для дыхания, нужен постоянный приток свежего воздуха и отведение уже использованного, другими словами приточно-вытяжная вентиляция. В жилых строениях употребляется естественная вентиляция, потому, что простой тяги под действием перепада давлений на различных высотах в полной мере хватает для обновления воздуха в доме. (Кстати, потому, что пропускная свойство вентиляции в большинстве жилых многоквартирных строений, не считая разве что самых новых, вычислена именно на естественную тягу, ставить в простые квартиры принудительную вытяжку не имеет особенного смысла: в этом случае как раз сечение вентиляционных труб будет самым узким местом совокупности, и достигнуть большей производительности не удастся.)

В офисных, промышленных и публичных строениях естественная вентиляция уже не будет справляться с обновлением воздуха. В соответствии с русским санитарным нормам, совокупность приточно-вытяжной вентиляции обязана снабжать приток свежего воздуха в 40−60 м3 на человека в час (в Европе нормой считаются чуть меньшие количества).

Потому, что окна в современных офисных строениях, в большинстве случаев, не раскрываются, употребляется централизованная совокупность: это громадная вентиляционная машина на крыше, от которой по всем помещениям расходится совокупность труб громадного сечения (вентиляционных каналов). В несложном случае это два громадных вентилятора, один из которых откачивает «использованный» воздушное пространство на улицу (либо в нежилые помещения — коридоры, технические помещения), а второй подает свежий воздушное пространство снаружи. «В действительности воздушное пространство необходимо предварительно подготовить, — растолковывает Иван Мясников. — В большинстве случаев, снаружи и в температура окружающей среды отличаются.

Скажем, холодной зимний период отличие может составлять 20−40°C, и подаваемый воздушное пространство необходимо предварительно нагреть (в случае если этого не сделать, люди будут мёрзнуть, а вентиляционные каналы обмерзнут, на них образуется конденсат). И сделать это нужно с минимальными затратами энергии, в противном случае обогрев строения станет «золотым». Для этого в совокупности вентиляции употребляются теплообменники, каковые передают часть тепла от уже нагретого воздуха, выбрасываемого из строения, свежему (зимний период) либо напротив (летом)».

Кровеносная совокупность строения

Любое строение похоже на скелет живого существа. Каким бы прочным и высокотехнологичным оно ни было, оно не будет «жить» без «кровеносных сосудов» — коммуникаций, разносящих по всем помещениям электричество, воздушное пространство, тепло, тёплую и холодную воду. Исходя из этого верное проектирование климатической совокупности при постройке строения не менее важно, чем его этажные, размерные и прочностные характеристики.

Тепло

Теплообменники совокупностей вентиляции разрешают «спасти» только часть тепла (до 75%), и не смотря на то, что это существенно уменьшает затраты на последующий обогрев либо охлаждение, этого не хватает, дабы довести воздушное пространство до комфортной температуры. Исходя из этого для любого строения все равно требуется охлаждения и система отопления. Источники тепла смогут быть различные — от недорогого побочного тепла до дорогой электричества, но сейчас все чаще употребляются совокупности на базе тепловых насосов, энергоэффективность которых высока.

В отличие от подготовки воздуха, которая осуществляется централизованно (в теплообменнике вентиляционной совокупности), отопление либо охлаждение необходимо «доставить на место». Возможно, само собой разумеется, совместить отопление либо охлаждение с централизованной подготовкой воздуха, но такое ответ очень негибко: в разных помещениях различные люди предпочитают различную температуру, а при таковой схеме это реализовать нереально.

Несложный метод — установка в каждом помещении сплит-совокупностей кондиционирования, но это, по словам Ивана Мясникова, очень неэффективно с позиций затрат энергии и не всегда вероятно технически. Значительно лучше — климатическая совокупность с центральным и внутренними блоком в каждом помещении. В совершенстве внутренние блоки нужно устанавливать на выход вентиляционного канала, но это не всегда вероятно по конструктивным обстоятельствам.

Вода

Транспортировать тепло из помещения наружу возможно разными способами. Исторически первым показался способ, применяющий воду (либо антифриз — водный раствор этиленгликоля). Вода нагревается во внутренних блоках (фанкойлах), через каковые вентиляторы продувают воздушное пространство из помещения, и уносит тепло во внешние блоки (чиллеры), где посредством громадных вентиляторов передает тепло окружающему воздуху.

Из-за громадной теплоемкости воды таковой способ разрешает транспортировать огромные количества тепла и в некоторых случаях не имеет альтернатив. К примеру, такие совокупности широко применяются в том месте, откуда нужно отводить громадные тепловые потоки, — к примеру, в центрах обработки данных, где компьютерное оборудование выделяет десятки милионов ватт тепла.

Но для офисных и других публичных сооружений водяная совокупность охлаждения подходит не столь прекрасно. Для воды требуются трубы большого сечения и накопительные баки, а при повреждения совокупности тонны воды выливаются в помещение, нанося большой вред имуществу. К тому же при применении воды имеется риск замерзания ее в трубах внешнего контура на протяжении заморозков.

А раствор этиленгликоля нельзя использовать в жилых помещениях из-за безопасности, исходя из этого приходится конструировать еще более сложные двухконтурные совокупности. Помимо этого, у водяных совокупностей большая тепловая инерция, и скоро поменять температуру в помещении с их помощью не окажется, потому, что для охлаждения либо нагревания громадной массы циркулирующей воды кроме того на один-два градуса требуется достаточно долгое время. Регулировать производительность водяных совокупностей затруднительно, для этого употребляются сложные механические совокупности (муфты).

Текущая вода

Для сброса тепла в вохдух довольно часто употребляются комбинации разных способов. Скажем, один из самых действенных способов — это распыление ее охлаждение и воды за счет частичного испарения. Так, к примеру, трудятся градирни, охлаждающие воду для тепловых и АЭС. В офисных и публичных строениях для аналогичных целей употребляются водопады и фонтаны. Они не только действенно рассеивают тепло в вохдух, но и радуют взор визитёров.

Действительно, расплачиваться за это приходится повышенным расходом воды внешнего контура.

Как трудится трехтрубная VRF-совокупность кондиционирования

Фреон

Исходя из этого для современных офисных и публичных сооружений значительно чаще используются совокупности на базе фреонов — хладагентов с фазовым переходом. Это именно те самые центральные кондиционеры с одним внешним блоком (либо несколькими, объединенными в один гидравлический контур) и внутренними блоками в каждом помещении.

Не смотря на то, что фреоновые совокупности и занимают больше места, чем водяные, они требуют малого количества хладагента (десятки, максимум много килограмм), а при повреждении совокупности фреон , не нанося важных повреждений имуществу. Действительно, в некоторых случаях использование фреона ограничивается: при утечке в замкнутых помещениях он вытесняет воздушное пространство. Исходя из этого приходится конструировать совокупности безопасности — скажем, при обнаружении падения давления в контуре целый оставшийся фреон откачивают в особую емкость.

Современные кондиционеры относятся к совокупностям с переменным расходом хладагента — VRF (Variable Rate Flow). Это указывает, что любой внутренний блок имеет электронный клапан и информирует совокупности управления центрального внешнего блока, какое количества тепла ему необходимо подвести либо отвести. В отличие от водяных совокупностей, производительность внешнего блока возможно легко бесступенчато регулировать посредством инверторного управления скоростью работы компрессоров.

Это разрешает достигнуть высокой энергоэффективности.

VRF-совокупности смогут трудиться как на охлаждение, так и на нагрев — в режиме теплового насоса. Внешний блок наряду с этим трудится в одном из двух режимов — в зависимости от «результатов голосования» внутренних блоков. Но что делать, в случае если, как это довольно часто случается, «бухгалтерия мерзнет, а логистика потеет»?

Для этого были созданы особые трехтрубные совокупности, в которых кроме простых двух труб — газовой и жидкостной — имеется еще третья (так называемая парожидкостная). На входе в любой внутренний блок установлена совокупность клапанов, которая из трех существующих труб образовывает комбинацию двух нужных в данном помещении.

Такая совокупность разрешает всем внутренним блокам трудиться в своем режиме (нагрев либо охлаждение), наряду с этим внешний блок регулирует соотношение фаз (давление и температуру) в третьей трубе в зависимости от количества внутренних блоков, трудящихся в том либо другом режиме. В этом случае удается «убить двух зайцев» — добиться идеального климата и минимального энергопотребления.

Горящий газ

тепловые насосы и Кондиционеры — хорошее и весьма энергоэффективное ответ для микроклимата в разных строениях. Тепловой насос перекачивает в четыре-пять раза больше энергии, чем потребляет, но время от времени и эти 25% забрать легко неоткуда: подводимой электрической мощности не достаточно. Для отопления возможно, само собой разумеется, применять газ. Но что делать, в случае если требуется охлаждение?

Для таких случаев компания на данный момент создала особую серию VRF-совокупностей — Panasonic ECO G. Это кондиционеры (с возможностью работы в режиме теплового насоса для обогрева), в которых компрессор приводится не электродвигателем, а газовым двигателем внутреннего сгорания. Совокупности ECO G требуют небольшой электрической мощности для питания и запуска контроллера совокупности управления и к тому же смогут быть оснащены генератором, что по окончании запуска всецело снабжает всю нужную мощность.

Для еще большей эффективности летом возможно пропускать через совокупность охлаждения воду, покрывая потребность в тёплой воде (до четырех метров³ в час), а зимний период — подводить тепло от двигателя к тепловому насосу для обогрева помещения. Такая совокупность разрешает при современных стоимостях на электроэнергию и газ снизить цена эксплуатации в четыре-семь раз.

Статья «Четыре стихии климата» размещена в издании «Популярная механика» (№158, декабрь 2015).

КАК СДЕЛАТЬ БОЛЬШОЙ ВЕЧНЫЙ ТЕРРАРИУМ!


Темы которые будут Вам интересны: