Разработка системы кондиционирования для группы офисных помещений на базе чиллера-фанкойлов
Уважаемые читатели!
Редакция журнала продолжает публикацию отдельных глав книги «Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика», подготовленной специалистами компании «Евроклимат».
Исходные данные:
Офисные помещения (7 комнат) общей площадью 150 м2, высота помещения h = 3 м, подшивной потолок типа «Armstrong» — только в коридоре. В помещениях есть возможность естественного проветривания (путем открывания-закрывания окон (см. планировку помещений на рис. 1).
Фасад здания выходит на центральную улицу, и установка на фасаде наружных блоков сплит-систем не разрешается.
Для создания комфортных условий в офисах в данном случае самым оптимальным решением кондиционирования воздуха является система «чиллер-фанкойлы». Чиллер (холодильная машина) устанавливается на крыше здания, фанкойлы (доводчики) устанавливаются под потолком каждого помещения.
 |
| Рис. 1. План этажа |
Для обеспечения системы горячей водой (45–40°С) не только в летний, но и в переходный период времени, когда еще не функционирует система отопления, остановим свой выбор на чиллере с «тепловым насосом» типа WRAN фирмы CLIVET. Такой режим работы «тепло-холод» возможен за счет использования реверсивного холодильного контура (теплового насоса) с высокой энергетической эффективностью.
Внешний корпус чиллера изготовлен из сплава «Peraluman», пригодного для работы вне помещения. Блок WRAN оснащен микропроцессорной системой управления, которая позволяет настраивать, регулировать и оптимизировать все функции. Пульт дистанционного управления, подключаемый к микропроцессору, позволяет осуществлять все настройки и контролировать функционирование чиллера на расстоянии.
Внутренние блоки (фанкойлы) и наружный блок (чиллер) соединены между собой стальными водогазопроводными трубопроводами, которые необходимо заизолировать, чтобы избежать выпадения конденсата на стенках труб, когда по ним будет циркулировать хладоноситель с параметрами tподающ. = 7°С, tобрат. = 12°С (при работе системы в режиме охлаждения). Каждый фанкойл имеет поддон для сбора конденсата, от которого отводится дренажный трубопровод. Все дренажные трубопроводы соединены общим коллектором и подключены к существующей системе канализации. Все коммуникации прокладываются по коридору в зоне подшивного потолка. Для прокладки дренажного трубопровода необходимо обеспечить уклон 10 мм на 1 м длины.
 |
| Таблица 1 |
Для обеспечения циркуляции хладоносителя в системе устанавливается насосная станция.
Насосные станции фирмы CLIVET включают автоматику и всю необходимую технологическую обвязку. Они готовы к работе сразу же после подключения их к электрической и гидравлической системам.
Для определения типоразмеров входящего в систему кондиционирования оборудования следует произвести соответствующие расчеты.
Расчет теплоизбытков и подбор оборудования
Расчет тепловой нагрузки фанкойлов ведется на основании полученных данных о наличии в каждом помещении людей, оргтехники и др. источников выделения тепла.
 |
| Таблица 2 |
Определяем по каждому помещению общее количество теплоизбытков и из каталога фирмы DELONGHI выбираем по холодопроизводительности модели фанкойлов. Данные расчета и подбора фанкойлов приведены в табл. 2.
Исходя из суммарной холодопроизводительности всех фанкойлов (19,6 кВт), по каталогу фирмы CLIVET подбираем чиллер (с ближайшей большей холодопроизводительностью) — WRAN 91 (холод = 20,6 кВт, тепло = 23,1 кВт).
Выбор чиллера с «тепловым насосом» позволяет использовать систему кондиционирования в режиме обогрева в переходный период года, когда система отопления еще не включена.
На основании проведенного расчета теплоизбытков определены: Тепловая нагрузка всей системы составляет 19,6 кВт. Теплоноситель — вода с параметрами 7–12°С. Трубы стальные, водогазопроводные.
Чиллер WRAN 91 холодопроизводительностью 20,6 кВт без встроенного насосного контура. Фанкойлы — согласно таблице 1.
Гидравлический расчет системы
Целью гидравлического расчета является определение диаметров трубопроводов каждого участка системы и подбор насосной станции для устойчивой работы водяного контура.
Если используется чиллер со встроенной насосной станцией (гидравлическим контуром), то необходимо определить, достаточно ли его давления для нормальной работы системы.
Если используется чиллер без встроенной насосной станции (гидравлического контура), то по данным гидравлического расчета подбирается необходимая насосная станция.
В соответствии с планами помещений выполняется аксонометрическая схема системы «чиллер-фанкойлы», обозначаются номера участков и определяются их длины (рис. 2).
Расчет потерь давления должен быть произведен для наиболее удаленного фанкойла. В данном случае это фанкойл FС 30. Потери давления складываются из потерь по длине и потерь на местные сопротивления. Потери по длине определяются в соответствии с таблицами для расчета водопроводных труб. Потери на местные сопротивления могут быть приняты равными 30% от величины потерь по длине.
Рассмотрим методику гидравлического расчета на примере участка № 1 (см. рис. 2)
 |
Рис. 2 |
Участок № 1 — это участок между чиллером и первым по ходу воды фанкойлом. Его нагрузка — общая нагрузка системы:
Q1 = 19,7 кВт или
Q2 = 19,7 : 1,16 · 1000 = 16 982 ккал/ч.
Температурный перепад воды по каталогу на входе и выходе из фанкойла составляет Dt = 5°С (из каталога). Таким образом, можно вычислить расход воды на участке №
С — теплоемкость воды, равная 1 ккал/кг · С0.
G1= 16896/1·5=3376 кг/ч (0,939 л/с).
По таблице расчета системы водопровода, например из «Справочника проектировщика», подбираем диаметр трубопровода 32 мм, исходя из условия, что скорость воды не превышает 1 м/с.
Определяем удельную потерю давления по длине R (см., например, «Справочник проектировщика»). Она составляет 77 мм вод. ст./м.
а) Зная R и длину участка, можно вычислить сопротивление участка RґI, равное 385 мм вод.ст.
б) Далее аналогично производят расчет для всех участков, занося результаты в табл. 2.
в) Гидравлическое сопротивление фанкойла, равное 900 мм вод.ст., — определяется по каталогам.
г) Зная расход воды (общий) и выбранную марку чиллера, сопротивление теплообменника в самом чиллере можно определить по диаграмме из каталога CLIVET.
В данном примере гидравлическое сопротивление теплообменника составляет 28 кПа или 2800 мм вод.ст.
д) После сложения сопротивлений всех участков получаем общие потери давления в системе; прибавляем 30% — запас на местные сопротивления — и получаем необходимое давление, которое должна развивать насосная станция Dрн>=106 кПа.
DP = R1 + 30% (R1) = 8154 + 0,3 · 8154 =10600 мм вод. жт = 106 кПа
По диаграмме из каталога CLIVET определяем марку насосной станции М2, которая развивает давление в сети 135 кПа, то есть больше, чем 106 кПа.
Уважаемые читатели!
Этой публикацией заканчивается цикл статей из книги «Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика». В следующем номере мы познакомим Вас с новым изданием компании «Евроклимат» — «Холодильное оборудование для современных центральных кондиционеров.»