Проектирование систем кондиционирования и вентиляции

Этапы проектных работ.

Проектирование СКВ ведется в основном в два этапа.

1-й этап- так называемый проект ТЭО (технико-экономическое обоснование). На этой стадии проектирования по укрупненным показателям производят выбор и технико-экономическое обоснование типа системы, определяют технические площади для установки этого оборудования, а также определение в первом приближении ее основных характеристик: производительности по воздуху, холоду и теплу, типа и числа центральных или автономных кондиционеров, их расположения, типа и расхода тепло и хладоносителей, типа и числа холодильных машин, насосов, установленной мощности электрооборудования, массы системы. При этом устанавливают предварительную стоимость системы. Разрабатывают принципиальную (предварительную) схему системы. Ранее в практике проектирования за этапом ТЭО следовал технический проект. С появлением блочного оборудования эти две стадии проектирования объединены и теперь в практике проектных организаций это ТЭО. В коммерческих фирмах – это технический проект. После утверждения заказчиком ТЭО разрабатывают рабочий проект – это наиболее ответственная стадия проектирования.

2-й этап – рабочий проект разрабатывается на основании строительных планировок, теплотехнических характеристик строительных конструкций и технологического (подробного со спецификацией) задания. Производят расчет тепловлаговыделений и на его основании расчет воздухообмена для каждого помещения, обеспечивающий требуемые параметры. Подбирают оборудование (с определением всех его характеристик), обеспечивающее необходимый воздухообмен и потери напора в сети. Окончательно выбирают тип и принципиальную схему системы и определяют ее характеристики, количество воздухораспределителей и т. д.

Вычерчивают планы с нанесением оборудования и разводкой сетей воздуховодов и трубопроводов.

Далее чертят аксонометрические схемы сетей воздуховодов и трубопроводов. Выполняют аэродинамические и гидравлические расчеты. Определяют уровень шума. Заполняют спецификации по оборудованию, материалам, арматуре и т. д. с указанием фирмы-изготовителя и стоимости. После согласования заказчиком проекта в СЭС и пожарной инспекции, если есть замечания по проекту, вносят коррективы. На основе этой документации производят заказ оборудования.

На этом стадия проектирования заканчивается.

Рабочие чертежи передаются монтажникам на объект. После окончания монтажных работ монтирующими организациями составляются исполнительные чертежи и исполнительная сертификация.

Зачем нужны системы кондиционирования?

Кондиционирование воздуха — это процесс установления и поддерживания в комнате определенных параметров микроклимата. Отсюда и выплывает что системы кондиционирования — это комплекс технических средств, что обеспечивают автоматическое поддержание необходимых параметров микроклимата в помещении. Что касается этих параметров, то каждое помещение имеет свои, и их легко найти в СНиП или других нормативных документах.

Зачем нужны эти системы? Для улучшения самочувствия сотрудников, клиентов и т.д.

Согласитесь, когда на улице + 30ºС, без систем кондиционирования люди не будут такими же активными чем при +20ºС, созданных системами кондиционирования. Oни стали настоящим спасением для людей во всех сферах деятельности начиная от продавцов и заканчивая водителями. 

Невзирая на огромный выбор систем кондиционирования, их принцип работы практически одинаковый. Главным заданием этих систем, как вы уже поняли, является забор тепла из здания и выброс его на улицу. Некоторые виды оснащены еще и противоположной функцией: осенью и зимой они греют воздух.

Этапы проектирования

Нам повезло, и заказчик оказался совестный, поэтому рассчитывать воздухообмен в офисах получилось по теплоизбыткам, как и следует. Но был и случай, когда кроме чертежа нам не дали ничего, тогда воздухообмен рассчитывали по площади помещений , а на кондиционирование теплопритоки брали 100Вт/м2. Но это не совсем правильно, поэтому рассмотрим расчет вентиляции и кондиционирования офисов по нормам. Напомним, что в кабинетах должна присутствовать и приточная и вытяжная системы вентиляции, и отговорку «можно открыть окна» необходимо сразу-же пресекать. Не менее важным моментом является выбор: сделать поэтажную вентиляцию или же центральную. Ведь от этого зависит цена на эксплуатацию системы. К счастью, наш офис занял всего один этаж и над этим задумываться не пришлось. Немаловажную роль играет схема распределения воздуха. На данный момент наиболее правильной считается подача воздуха из-под пола сразу в рабочую зону.

Воздухообмен по теплоизбыткам

 Формула расчета по дополнению Ф наведена в статье «Расчет воздухообмена«, где расписаны все ее составляющие:

L=3,6•Q_изл/(ρ•c•(t_уд–t_пр)) (м3/час)

Формулы расчета теплопоступлений также известны, поэтому наведем реальный пример. 

Офис находился на последнем этаже здания, состоял из 5 кабинетов и кухни. И так, в кабинете работает 8 людей, в наличии 8 компьютеров, 2 принтера, 1 ксерокс, также одна внешняя стена в которой 2 окна и выход на лоджию с ориентацией на Восток.

Расчет приточно-вытяжной системы кондиционирования офисов

Имея приточно-вытяжную систему кондиционирования офисов мы выбрали схему подачи воздуха сверху вверх, дабы подаваемый воздух, доходя до рабочей зоны, успел перемешаться с внутренним.

Выбираем главную магистраль и производим аэродинамический расчет. У нас получилась такая таблица

Далее рассчитываются все остальные участки и увязываются. В этот момент уже может быть сделан чертеж разводки вентиляции по этаже. 

Подбор оборудования для системы кондиционирования офисов

Имея необходимую производительность и потери давления в системе, очень легко подобрать оборудование любой фирмы. В каталогах производителей шаг за шагом описано как подобрать нужный вам вентиляционный агрегат.

Сейчас не будем на этом останавливаться. Мы подобрали приточно-вытяжную установку с перекресточным рекуператором, электрическим нагревателем и теплообменником охлаждения прямого испарения с каплеуловителем. 

Она вполне соответствует необходимым характеристикам, а рекуператор позволяет экономить заказчику. 

Завершающий этап проектирования системы вентиляции и кондиционирования офисов

После подбора оборудования нужно его разместить и подобрать к нему автоматику. У нас вентустановка и ККБшки размещались на крыше.

Необходимо выполнить чертеж размещения оборудования, аксонометрическую схему и сделать спецификацию. На этом проект систем вентиляции и кондиционирования офисов можно считать завершенным. Чертежи в основном исполняются в программе AutoCAD, бывает в КОМПАСЕ. Большую популярность сейчас обретают MagiCAD  и Revit, которые помогают продемонстрировать заказчику систему в 3D. А в MagiCAD даже можно сделать аэродинамический расчет, или хотя бы посмотреть коэффициенты местных сопротивлений.

Существует множество вариантов исполнения систем кондиционирования и вентиляции воздуха. Мы также предлагали заказчику систему с фанкойлами, стеновые рекуператоры в каждый кабинет, кондиционирование сплит-системами и даже использование тепловых насосов. Поэтому не бойтесь экспериментировать в своих проектах! Только следите, чтобы не выходить за рамки принятых норм и бюджета.

Этапы проектирования системы

Проектирование кондиционирования на производственных и общественных объектах стоит доверить квалифицированным специалистам. От правильности разработки проекта зависит эффективность и производительность будущей установки.

На начальном этапе проектировщики изучают объект. Обязательно составляют план кондиционирования.

При этом учитывают внутренние и внешние тепловые воздействия, а именно:

• наличие в помещении нагретых жидкостей, веществ или материалов;
• поступление тепла с улицы в теплый сезон;
• выделение тепловой энергии рабочим оборудованием в производственных помещениях;
• тепло, которое выделяет человек в процессе жизнедеятельности;
• воздействие солнечных лучей;
• нагревание воздуха отопительными приборами и светильниками.

Летом все источники тепловой энергии нужно нейтрализовать, а зимой учитывать их при планировании нагрузок на оборудование кондиционирования.

Процесс проектирования делится на несколько этапов:

1. Определение нормального воздухообмена в каждом помещении.
2. Выявление источников тепловой энергии.
3. Составление перечня дополнительных требований к системе кондиционирования.
4. Подбор проекта с учетом условий эксплуатации здания.
5. Несколько вариантов экономического обоснования проектных решений.
6. Сверка проекта с первоначальными требованиями.
7. Детальная разработка проекта.
8. Согласование проектной документации.

После согласования с заказчиком проект передают в руки монтажников, которые произведут установку и подключение оборудования кондиционирования.

Начало проекта

Начать проект вентиляции офисов не так-то и просто, ведь заказчик вентиляцию по-нормам хочет, а все необходимые данные давать не спешит. Так вот для начала проектирования систем вентиляции и кондиционирования офисных помещений по нормам необходимо знать:

• климатические данные, и данные о местоположении здания (ориентация по сторонам света)
• назначение каждого помещения
• количество людей и время их пребывания на рабочем месте
• если не категорию работ, то вид деятельности рабочих
• размеры и конструкцию окон
• разрешено ли курение и указать помещения, где разрешено
• дополнительные пожелания по оборудованию
• если рассчитывается система кондиционирования, тогда еще необходимо знать конструкцию стен, перекрытия и полов
• чертеж здания с указанными назначением площадями каждого помещения

После чего можно приступать к работе. Все рекомендации по проектированию и кратности воздухообмена для офисов указаны в нормах, в данном случае это: СНиП 31-05-2003, СНиП 41-01-2003 ДБН В.2.5-67:2013 и ДСТУ EN 13779:2007. В этих нормах даже заложен тот момент, когда вам не дают количество людей, а только площадь. В ДБНе это дополнение Х, где указан минимальный удельный приток воздуха на метр площади. В рабочий кабинет приток составляет 4м3/см2.

Получив все необходимые данные и ознакомившись с нормативной литературой и рекомендациями по проектированию офисов, можно приступать к проекту! 

Правила выбора системы кондиционирования воздуха

При выборе системы кондиционирования рассматриваются всевозможные ее варианты. Рекомендуется сделать акцент на трех разновидностях системы. В частности, требуется разносторонний анализ проблемы с учетом разных вариантов и требований, предъявляемых к той или иной системе.

Особенное внимание необходимо уделить следующим требованиям:

• Санитарным. В данном случае должны поддерживаться установленные температурно-влажностные параметры. Точная регулировка влажности является главной причиной увеличения стоимости системы кондиционирования. Система транспортировки воздушной массы может быть естественной или принудительной. Для высвобождения воздуха можно использовать вытяжную систему или насосное оборудование.
• Архитектурно-строительным. Кондиционеры могут устанавливаться с применением различных способов. Самым популярным из них является уличная или фасадная установка внешнего блока с подключением внутреннего блока, находящегося внутри здания. Альтернативным вариантом является потолочная сплит-система. Если сооружение имеет большие габариты, целесообразным является монтаж центрального кондиционера в кровельной части здания. Также строительные требования связаны с возможностью установки воздушных каналов и коммуникационных элементов.
• Противопожарным. Данные требования градируются по нескольким категориям. Обычные помещения относятся к категории “Д”, взрывопожароопасные – к категории “А” и “Б”, а пожароопасные – к категории “В”. Организация всевозможных мероприятий осуществляется с учетом той или иной категории помещения.
• Эксплуатационным. Необходимо выбрать методику управления системой: централизованную посредством пульта дистанционного управления или автономную с мануальным изменением рабочих параметров.

Разновидности промышленных систем кондиционирования

Для контроля микроклимата на производственных объектах используют следующее многофункциональное оборудование:

1. Мультиспит-системы – это агрегаты, состоящие из различного взаимосвязанного оборудования. Главный блок устанавливают снаружи здания, а несколько внутренних блоков распределяют потоки подготовленного воздуха по помещениям. При проектировании этой системы учитывают влажность воздуха в сооружении и температурные показатели. Все приборы подключены к единому воздуховоду, но каждый из них может работать независимо. Настройку работы ведут с центрального пульта управления. Существуют отдельные дистанционные пульты для настройки работы блоков в каждом помещении.
2. В системах чиллер-фанкойл в качестве хладагента используют воду или антифриз. Их чаще применяют в фармацевтической и пищевой промышленности. Чиллер – это внешний блок. К одному чиллеру можно подключать несколько фанкойлов (внутренних блоков). Последние бывают напольные, настенные, потолочные, кассетные и канальные.
3. Руфтопы – это моноблочные конструкции, которые одновременно выполняют функции вентиляции. Для притока воздуха устанавливают распределительные решетки. Их применяют на крупных объектах. Руфтопы компактные, надежные и работают практически бесшумно.
4. Центральные кондиционеры относят к категории неавтономного оборудования. Они работают с использованием внешнего источника тепла или холода, могут охлаждать воздух в помещении, обогревать его или выполняют функции вентиляции. Обычно центральный кондиционер эксплуатируют вместе с чиллерами.
5. Прецизионные кондиционеры устанавливают в музеях, научных лабораториях, архивах, на объектах химической промышленности и в библиотеках. Они точно поддерживают заданные параметры микроклимата в помещениях. Оборудование монтируют в специальные шкафы внутри построек. Срок службы агрегатов доходит до 15 лет, а мощность не превышает 100 кВт.

Технические аспекты выбора систем кондиционирования воздуха

С технической точки зрения для запуска процесса кондиционирования необходимо организовать систему кондиционирования воздуха. Под такой системой понимают набор оборудования и узлов, которые позволяют смешать, нагреть или охладить, и распределить воздушный поток. Отличительной чертой современных систем кондиционирования является наличие автоматики, контрольных систем и дистанционного управления. Существует множество параметров, отличающих системы кондиционирования.

Сейчас актуальным является распространение:

• оконных кондиционеров моноблочного типа;
• сплит-систем;
• мульти сплит-систем;
• высокоточных (прецизионных) кондиционеров;
• центральных и крышных кондиционеров;
• промышленных систем “чиллер-фанкойл”;
• приточно-вытяжных систем.

Современное здание трудно представить без системы кондиционирования воздуха, играющей одну из главных ролей в организации его микроклимата. Низкое качество уличной воздушной массы стало причиной предъявления строгих требований к микроклимату таких объектов. При этом в основу создания современной системы кондиционирования должны быть заложены энергосберегающие технологии.

При проектировании вышеуказанных систем команда специалистов «Балтик-Комфорт» учитывает конструкционные особенности строительного объекта и план расположения помещений

Кроме того, во внимание берется техническое задание, в котором прописаны все требования и пожелания заказчика. Грамотное проектирование системы кондиционирования воздуха позволяет создать благоприятную атмосферу во всех помещениях здания.

На стартовом этапе проектирования кондиционирования изучаются предоставленные заказчиком документы.

Начало работ по проектированию системы кондиционирования воздуха

Чтобы начать проектные мероприятия, необходимо располагать:

• архитектурно-строительным планом строительного объекта;
• технологическим проектом (если проект разрабатывается для зданий производственного или торгового типа);
• предпочтениями и требованиями заказчика.

Эти данные служат основой для выполнения инженерных расчетов по внутреннему и внешнему температурным режимам, качеству обработки воздушного потока, нагрузкам на оборудование. После этого следует выбрать схему воздушного обмена.

Далее, на основании предпочтений заказчика выбирается оборудование: кондиционеры, сплит-системы, холодильные машины, теплообменники, трубопроводы и прочие обязательные комплектующие. На заключительном этапе происходит подготовка и выдача готовой проектной документации и сопутствующих документов.

Расчет теплового баланса помещения.

Составление теплового и влажностного баланса для кондиционируемого помещения производится общеизвестными методами, принятыми в отопительно-вентиляционной технике. Здесь должны быть учтены все факторы, влияющие на изменение состояния воздушной среды помещения.

Для составления теплового баланса помещения необходимо определить все поступления и потери тепла в помещении.

В помещениях различного назначения действуют две основные категории тепловых нагрузок:

• тепловые нагрузки, возникающие снаружи помещения (наружные);
• тепловые нагрузки, возникающие внутри зданий (внутренние).

Наружные тепловые нагрузки представлены следующими составляющими:

• теплопоступления или теплопотери в результате разности температур снаружи и внутри здания через стены, потолки, полы, окна и двери. Разность температур снаружи здания и внутри него летом является положительной, в результате чего имеет место приток тепла снаружи во внутрь помещения; и наоборот – зимой эта разность является отрицательной и направление потока тепла меняется;
• теплопоступления от солнечного излучения через застекленные площади; данная нагрузка проявляется в форме ощущаемого тепла; солнечное излучение всегда создает положительную нагрузку как летом, так и зимой. Летом эта нагрузка должна быть компенсирована, а зимой она незначительная и интегрируется с теплом, вырабатываемым установкой искусственного климата;
• наружный вентиляционный воздух и проникающий в помещения воздух (за счет инфильтрации) может иметь также различные свойства, которые, однако, почти всегда контрастируют с метеорологическими требованиями помещений: летом горячий и влажный (в некоторых широтах наоборот – сухой) наружный воздух существенно влияет на работу установки, охлаждающей и осушающей воздух; зимой холодный и сухой (или наоборот -влажный) наружный воздух должен быть подогрет и увлажнен. И только в промежуточный период между двумя этими временами года наружный воздух может в какой-то мере быть использован в форме бесплатного охлаждения помещений.

Следует отметить, что наружные тепловые нагрузки могут обладать различными свойствами, то есть могут быть положительными и отрицательными в зависимости от времени года и времени суток. Внутренние тепловые нагрузки в жилых, офисных или относящихся к сфере обслуживания помещениях слагаются в основном из:

• тепла, выделяемого людьми;
• тепла, выделяемого лампами и осветительными приборами, электробытовыми приборами: холодильниками, плитами и т. д. (в жилых помещениях);
• тепла, выделяемого работающими приборами и оборудованием: компьютерами, печатающими устройствами, фотокопировальными машинами и пр. (в офисных и других помещениях);

В производственных и технологических помещениях различного назначения дополнительными источниками тепловыделений могут быть:

• нагретое производственное оборудование;
• горячие материалы, в том числе жидкости и различного рода полуфабрикаты;
• продукты сгорания и химических реакций.

Все перечисленные внутренние тепловые нагрузки являются всегда положительными, и поэтому в летний период они должны быть устранены, а зимой за их счет снижается нагрузка на установки обогрева.

Важные факторы при составлении проекта

На первоначальном этапе важно правильно рассчитать тепловую нагрузку. Для этого надо учесть количество поступающего тепла внутрь здания и его потери

Тепловые нагрузки могут быть внутри и снаружи объекта. Внешние тепловые нагрузки зависят от следующих факторов:

• Сезонность. Температура внутри помещения зависит от температуры внешней среды. Летом в помещении становится значительно теплее, чем зимой. Поступление тепла или его потери происходят через стены, потолки, окна, двери. Таким образом, возникает разность температур, которая определяет направление воздушных потоков;
• Солнечный свет. Если здание бизнес центра имеет большую площадь остекления, то проникновение потоков солнечного тепла будет максимальным. В зимнее время это особой роли не играет, а вот в летнее требуется компенсация за счет мощности оборудования;
• Естественная вентиляция. Этот фактор присутствует всегда. При открывании дверей наружный воздух всегда проникает внутрь, и его температура отличается от температуры в помещении. Поступающий воздух может изменить работу системы кондиционирования.

Внешние тепловые нагрузки зависят от:

• Количества людей, находящихся внутри;
• Технического оборудования и приборов.

При составлении проекта учитывается тот факт, что в разных помещениях температурный фон неодинаков. Выравнивание произойдет при интенсивном воздухообмене. Тщательно подбираются места установления воздуховодов и оборудования с учетом свободного доступа к ним при сервисном обслуживании.

Важным этапом является расчет обмена воздушных масс в помещении. Он составляет основу всех дальнейших вычислений. От правильного расчета зависит выбор климатического оборудования и его дальнейшее функционирование.

Подготовка технического задания

Чтобы подобрать и рассчитать параметры инженерных устройств, необходимо располагать следующими данными:

• показателями, от которых зависит тепловое поступление и тепловые потери посредством внешних конструкций здания;
• ориентацией строительного объекта с учетом розы ветров;
• уровнем солнечного излучения посредством остекления;
• количеством находящихся в здании посетителей;
• количеством осветительного оборудования;
• количеством и типами бытового электрооборудования, расположенного в помещениях здания;
• количеством и типами компьютерного оборудования и оргтехники внутри каждого помещения объекта;
• количеством производственного оборудования, установленного в здании;
• строительными чертежами здания.

Кондиционирование небольшого офиса

1. Настенная сплит-система 

Настенная сплит-система является одним из наиболее популярных решений при кондиционировании небольших офисных помещений (до 70 м²). Настенный кондиционер состоит из 2-х блоков: внутреннего и внешнего, которые соединяются с помощью медного трубопровода. Внутренний блок устанавливают в помещении, наружный блок выносится на крышу, балкон, фасад и так далее. Именно в наружный блок встроен компрессор, основной источник шума, поэтому в помещении сплит-системы никакого шума не производят.

К достоинствам этого варианта может отнести небольшие размеры, простоту конструкцию, низкий уровень шума, высокую эффективность, простую и оперативную установку.

Но есть и некоторые недостатки. Один настенный кондиционер способен обслуживать только одно помещение. Если вы хотите обеспечить кондиционирование сразу нескольких помещений, придется приобретать и устанавливать сразу несколько сплит-систем (по числу помещений).

2. Кассетная сплит-система 

Не просто эффективны, но и привлекательны. Внутренний блок кассетной сплит-системы прячется под подвесным потолком, таким образом, не вносит дисгармонию в существующий интерьер помещения.

Кроме того, благодаря своему удачному расположению кассетные сплит-системы способны обеспечивать равномерный воздухообмен в помещении, распределяя воздух по 4-ем направлениям. Однако установить такие системы можно только в помещениях с высокими потолками – при монтаже кассетных систем будьте готовы к тому, что значительная часть высоты помещения будет «съедена».

Составляющие проекта системы кондиционирования воздуха

Проект системы кондиционирования состоит из:

• спецификации оборудования и комплектующих устанавливаемых на объекте систем кондиционирования;
• пояснительной записки;
• ведомости проектной документации;
• общих сведений и условий, касающихся строительного объекта;
• расчета внутренних и наружных тепловых притоков;
• таблиц подробного описания инженерных систем, установленных в помещениях здания;
• схем расположения оборудования на объекте, объединенных в единый план;
• аксонометрических схем.

Составление проекта системы кондиционирования является сложным расчетным процессом, который непосредственно влияет как на денежные расходы при установке системы, так и на качество дальнейшего ее использования с учетом надежности и эффективности.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin