Кондиционирование воздуха

(от латинского condicio — условие, состояние) Под термином «К. В.» обычно понимают создание и поддержание (главным образом автоматически) в закрытых помещениях и средствах транспорта параметров воздушной среды (температуры, относительной влажности, чистоты, состава, скорости движения и давления воздуха), наиболее благоприятных для самочувствия людей (комфортное К. В.), ведения технологических процессов, действия оборудования и приборов, обеспечения сохранности ценностей культуры и искусства и т. П. (технологическое К. В.). Системы К. В. Часто выполняют функции приточной вентиляции (См. Вентиляция). В тёплый период года они охлаждают и осушают воздух, в холодный — подогревают и увлажняют. Могут работать совместно с системами отопления или выполнять их функции.

Технологическое К. В. Осуществляется в изолированных замкнутых помещениях, капсулах и контейнерах. К. В. Впервые начали применять в конце 19 в. Для технологических целей в текстильной промышленности. В США в 1897 был запатентован один из основных аппаратов для увлажнения, осушки и охлаждения воздуха водой — форсуночная камера, а в 1906 предложен используемый в настоящее время метод регулирования влажности воздуха по его температуре точки росы (влагосодержанию) за форсуночной камерой. Комфортное К. В., предположительно, впервые применено в 1922 в кинотеатрах. В 30-х гг. Начали изготовлять так называемые автономные кондиционеры. В СССР К. В. Стали применять в 20-х гг. Главным образом в текстильной, а позже и в др. Отраслях промышленности.

Заводское производство кондиционеров и оборудования для систем К. В. Было организовано в начале 50-х гг. К. В. Предусматривается преимущественно в общественных и административных зданиях, поездах, самолётах, автомобилях, на судах — для обеспечения комфортных условий. В промышленных зданиях — для получения продукции, качества которой удовлетворяют требованиям стандартов, а также для обеспечения оптимальных условий труда и повышения его производительности при одновременном уменьшении производственного брака. В жилых домах (главным образом в южных районах). В шахтах и рудниках, в кабинах кранов, тракторов, комбайнов, экскаваторов и др. Машин — для облегчения условий труда. В научно-исследовательских учреждениях — для проведения экспериментальных работ в строго определённых воспроизводимых климатических условиях, в библиотеках, архивах, музеях, картинных галереях — для обеспечения наиболее благоприятных условий хранения книг, документов и произведений искусства.

В хранилищах пищевых и сельскохозяйственных продуктов — для создания и поддержания микроклимата, при котором достигаются минимальные потери продукции и сохраняются её вкусовые и питательные качества. В медицинских учреждениях — для поддержания требуемой чистоты воздуха и в лечебных целях. В сельскохозяйственных зданиях — для круглогодичного выращивания овощей, фруктов, цветов, выращивания и откорма птицы и др. Технологическое К. В. В промышленности устраивается с целью обеспечения постоянства влагосодержания материалов, скорости протекания химических и биохимических реакций, процессов кристаллизации, поддержания неизменных температуры и влажности, необходимых для испытания материалов в стандартных условиях, и др.

Технологическое К. В. Требуется, например, для помещений, в которых изготовляются и обрабатываются гигроскопичные материалы, т. К. Температура и относительная влажность воздуха оказывают большое влияние на ход технологических процессов, массу, внешний вид и качество материалов и изделий из них. Поддержание постоянной внутренней температуры необходимо при точной обработке инструментов, приборов с допусками порядка 2—3 мкм, т. К. Колебания температуры воздуха приводят к недопустимым отклонениям в размерах деталей в процессе их обработки. Относительная влажность воздуха (выше 55%), поддерживаемая в некоторых производственных помещениях, практически исключает возможность накопления электростатических зарядов, что особенно важно для производств со взрывоопасной средой.

К. В. Устраивается более чем в 200 видах производств различных отраслей промышленности. В ряде случаев уровень температуры воздуха внутри производственных помещений определяется комфортными условиями. Оптимальные комфортные параметры воздуха (удовлетворяющие санитарно-гигиеническим требованиям), регламентируемые в СССР Строительными нормами и правилами, указаны в таблице Нормируемые оптимальные параметры воздуха в рабочей зоне производственных помещений (на постоянных рабочих местах) и в обслуживаемой зоне общественных и жилых зданий ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | | | Холодный и переходный периоды  | Теплый период года (температура | | | | года (температура наружного | наружного воздуха 10 °С и выше) | | | Катего- | воздуха ниже 10 °С) | | | Помеще- | рия  |----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | ния и здания | работы | | относи- | Скорость | | относи- | скорость  | | | | темпера-  | тельная  | м/сек (не  | Темпера- | тельная | м/сек (не | | | | тура, °С | влаж- | более)  | тура, °С | влаж- | более) | | | | | ность, %  | | | ность, % |  | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Производ- | Легкая  | 18—21 | — | 0,2 | 22—25 | — | — | | ственные |----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | | Средней  | 16—18 | 60—40 | 0,3 | 20—23 | 60—40 | 0,3 | | | тяжести  | |  | | | |  | | |----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | | Тяжелая  | 14—16 | — | 0,3 | 17—20 | — | — | |---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| | Жилые и | | |  | | | |  | | обществен-  | —  | 19—21 | 60—40 | 0,3 | 22—25 | 60—40 | 0,3 | | ные  | | |  | | | |  | ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Системой К.

В. Называется совокупность технических средств, служащих для приготовления, перемещения и распределения воздуха, а также автоматического регулирования его параметров. Системы К. В. Оснащаются средствами для очистки от пыли, нагревания, охлаждения, осушения и увлажнения воздуха, автоматического регулирования его параметров, контроля и управления. В отдельных случаях системы К. В. Осуществляют также одорацию, дезодорацию, регулирование ионного состава (ионизацию), удаление избыточной углекислоты, обогащение кислородом (регенерацию) и бактериологическую очистку воздуха. Воздух приготовляется в кондиционерах. Различают системы К. В. Центральные и местные. Центральные системы, как правило, обслуживают несколько помещений, а местные — одно помещение или часть его.

Центральные системы снабжаются извне теплом (доставляемым горячей водой, паром, газом или электричеством), холодом (доставляемым холодной водой от холодильных машин, артезианских скважин, горных рек. Хладагентами или растворами солей) и электрической энергией для привода электродвигателей насосов, вентиляторов и компрессоров. Местные системы могут иметь собственные встроенные источники холода и снабжаться извне только электрической энергией для привода холодильных машин, вентиляторов и насосов и питания электрических воздухонагревателей и увлажнителей. В районах с сухим и жарким климатом применяют охлаждение воздуха за счёт испарения воды (испарительное охлаждение). По давлению, создаваемому приточными вентиляторами, различают системы низкого давления — до 1 кн/м2 (100 кгс/м2), среднего —от 1 до 3 кн/м2 и высокого—более 3 кн/м2.

Центральные и местные системы К. В. Бывают одно- и двухканальными. Одноканальная система низкого давления включает воздухоприготовительную установку — кондиционер, каналы и устройства для подачи кондиционированного и удаления отработанного воздуха и приборы автоматического регулирования, дистанционного контроля и управления. Центральные водовоздушные системы (как правило, одноканальные) снабжаются теплом и холодом от тепловых и холодильных станций по одно-, двух-, трёх- или четырёхтрубной системам трубопроводов. Системы К. В. Бывают прямоточные и с частичной рециркуляцией внутреннего воздуха. В прямоточных системах осуществляется обработка и перемещение только наружного воздуха, в системах с частичной рециркуляцией (для экономии тепла в холодное время и холода в тёплое время года) обрабатывается и перемещается смесь наружного и части внутреннего воздуха, извлекаемого из обслуживаемых помещений.

Необходимые температура и влажность воздуха в помещениях обеспечиваются соответственно воздухоподогревателями и аппаратами для осушки или увлажнения воздуха. В тёплое время года системы К. В. Иногда работают совместно с системами радиационного охлаждения. Удаление и рециркуляцию отработанного воздуха, а в ряде случаев и подачу кондиционированного воздуха в конце 60-х гг. Стали осуществлять через осветительные приборы с люминесцентными лампами. При этом выделяемое ими тепло используется для подогревания воздуха. Одноканальные системы выполняются с центральным качественным регулированием, с центральным или местным количественным регулированием, с местными или зональными доводчиками. В многоэтажных административных и гостиничных зданиях получают распространение одноканальные системы среднего давления с подоконными местными эжекционными кондиционерами-доводчиками.

Применение этих систем позволяет экономить тепло и холод за счёт рециркуляции внутреннего воздуха в пределах одного помещения, не прибегая к устройству центральной рециркуляции и, следовательно,— к прокладке рециркуляционных воздуховодов. Перспективны двухканальные системы, в которых по одному из каналов подаётся холодный воздух, а по другому — тёплый. В каждом помещении или вблизи него по команде терморегулятора в специальной смесительной коробке холодный и тёплый воздух смешивается в необходимой пропорции, и смесь с требуемой температурой вводится в помещение. В ж.-д. Вагонах, автобусах, автомобилях и самолётах, как правило, устраиваются одноканальные системы К. В., снабжаемые холодом от встроенных холодильных машин.

На судах применяются одно- и двухканальные системы среднего и высокого давлений. Устройство К. В. Обычно сопряжено с увеличением затрат на строительство и реконструкцию зданий. Однако в промышленных зданиях эти затраты во многих случаях быстро окупаются повышением производительности труда, улучшением качества продукции, снижением производственного брака. Работа многих промышленных предприятий и цехов в современных условиях без К. В. Практически невозможна (текстильная, табачная, фармацевтическая, электронно-вакуумная промышленность, точное приборостроение и машиностроение). В дальнейшем К. В. Получит широкое распространение. Этому способствуют развитие новых видов производств, остро нуждающихся в поддержании стабильных параметров воздуха.

Оснащение промышленных предприятий, научно-исследовательских и конструкторских организаций дорогостоящими точными приборами, механизмами и счётно-решающими машинами, правильная и безотказная работа которых возможна только при определенной температуре и влажности воздуха. Увеличение объёмов строительства закрытых общественных помещений для длительного пребывания больших количеств людей при необходимости обеспечения круглогодичной и рентабельной эксплуатации этих помещений. Применение больших поверхностей остекления в зданиях. Отсутствие окон и фонарей в некоторых типах промышленных зданий и т. П. Лит. Зворыкин М. Л., Черкез В. М., Установки кондиционирования воздуха и холодильники пассажирских вагонов, М., 1969.

Баркалов Б. В., Карпис Е. Е., Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях, М., 1971. Захаров Ю. В., Андреев Л. М., Оборудование судовых систем кондиционирования воздуха, Л., 1971. Е. Е. Карпис. Рис. 1. Принципиальная схема одноканальной системы кондиционирования воздуха низкого давления. 1 — воздушный клапан в канале наружного воздуха. 2 — канал рециркулируемого воздуха. 3 — воздушный фильтр. 4 — воздухоподогреватель. 5 — форсуночная камера. 6 — центробежный насос с электродвигателем. 7 — аппарат для регулирования производительности вентилятора. 8 — электродвигатель. 9 — центробежный вентилятор. 10 — шумоглушитель. 11 — канал подачи воздуха. 12 — местный воздухоподогреватель. 13 — канал отработанного воздуха. 14 — осевой вентилятор с электродвигателем.

15 — шахта для удаления отработанного воздуха в атмосферу. 16 — воздушный клапан. 17 — клапан на трубопроводе подачи холодоносителя. Рис. 2. Схема центральной одноканальной водовоздушной системы кондиционирования воздуха. А — с вентиляторным кондиционером-доводчиком, работающим на рециркуляционном воздухе и питаемым теплом и холодом от двухтрубной системы. Б — с вентиляторным кондиционером-доводчиком, работающим на смеси кондиционированного наружного и рециркулируемого воздуха. В — с эжекционным кондиционером-доводчиком, питаемым теплом и холодом от четырёхтрубной системы. Г — с эжекционным кондиционером-доводчиком, питаемым теплом и холодом от трёхтрубной системы. 1 — канал наружного воздуха. 2 — воздушный фильтр.

3 — калориферы второго подогрева. 4 — вентиляционный агрегат для перемещения кондиционированного воздуха. 5 — канал кондиционированного воздуха. 6 — насос, обслуживающий форсуночную камеру. 7 — калорифер первого подогрева. 8 — орошаемый поверхностный воздухоохладитель. 9 — шумоглушитель. 10 — трёхходовой автоматический клапан. I — теплопровод. II — холодопровод. III — общий обратный трубопровод. (Холодильная установка, приборы автоматического регулирования, дистанционного контроля и управления не показаны.).