Теплонадходження від ламп та освітлювальних приладів
Тепловступлення та тепловтрати. В даний час в основному використовуються два типи освітлювальних приладів: лампи розжарювання та люмінісцентні лампи.
Теплопоступлення від ламп та освітлювальних приладів.
Теплонадходження від ламп розжарювання (Qосв) визначаються за формулою:
Nосв - настановна потужність ламп.
де h = 0,92-0,97 - коефіцієнт переходу електричної енергії в теплову;
Nосв = 50–100 Вт/м2.
Світлове навантаження має бути задане. Якщо вона невідома, то для попередніх розрахунків для добре освітлених приміщень можна приймати
У деяких приміщеннях, особливо в таких, як магазини, виставкові зали, торгові зали та ін., навантаження від освітлювальних приладів становить істотну частину загального теплового навантаження. У торговельній справі освітлення є визначальною умовою для успішного продажу, і освітлення організоване, головним чином, усередині приміщення. Крім того, у сучасних установах освітлення підтримується у робочому стані протягом цілого робочого дня. Однак необхідно враховувати, що тепловиділення від освітлювальних приладів можуть і не збігатися за часом з тепловиділеннями від сонячної радіації та ін.
У разі використання люмінісцентних ламп приймають h=0,5–0,6.
Наведемо три типові випадки:
Щоб визначити кількість тепла, що виділяється в навколишній простір, необхідно також враховувати тип освітлювальних приладів, що встановлюються на підвісній стелі.
Приміщення з підвісною стелею, що вентилюється. Підвісна стеля використовується як витяжний короб, а навколишнійповітря приміщення надходить у короб через спеціальні отвори або решітки (мал. . близько 40% тепла, що виділяється надходить безпосередньо в приміщення. З решти 60% частина тепла виноситься обмінним повітрям (близько 30-40%), а решта тепло (20-30%) згодом теж надходить до приміщень, що в сумі становить 60–70% від усього виділеного тепла.
Приміщення з підвісною стелею, що не вентилюється. Елементи освітлення вбудовані в підвісній стелі (рис. . При такій установці 50% тепла, що виділяється, йде безпосередньо в приміщення, а решта 50% спочатку затримуються на деякий час в самій підвісній стелі і тільки потім надходять в приміщення. Таким чином, всі 100% виділеного тепла надходять до приміщення Мал.. Невентильована стеля з вбудованим освітлювальним плафоном 100% виділеного тепла надходять в навколишній простір: 50% безпосередньо та інші 50% побічно
Пряме надходження тепла до приміщення становить до 30%, з решти виділеного тепла (70%) близько 40–50% відбирається витяжним повітрям, тоді як 20–30% повертається до приміщення, тому кількість тепла, що надходить до приміщення, становить 50 % від загального.
У приміщенні з вентильованою стелею і з витяжкою через плафон (мал. . Мал. вентильована стеля з витяжкою повітря через плафон
Дана експрес-методика в основному використовується для розробки ВКВ на базі нескладного (в проектному відношенні) кліматичного обладнання, такого як кондиціонери спліт-систем, а також кондиціонери віконного типу і моноблочного виконання.
Ущодо деяких установ можуть застосовуватись коефіцієнти одночасності використання освітлення з урахуванням відсутності службовців. Спрощена експрес-методика розрахунку теплоприток.
Основні теплопритоки до приміщення складаються з наступних складових:
Для підбору необхідного по холодопродуктивності кондиціонера треба розрахувати тепло, що надходить у приміщення від сонячної радіації, освітлення, людей, оргтехніки тощо.
Теплопритоки, що виникають за рахунок різниці температур усередині приміщення та зовнішнього повітря, а також сонячної радіації Q1, розраховуються за формулою:
S - площа приміщення;
де V=S·h - обсяг приміщення;
qуд - питоме теплове навантаження, приймається:
h - висота приміщення;
35 Вт/м3 - середнє значення;
30-35 Вт/м3 - якщо немає сонця в приміщенні,
Теплопритоки, що виникають за рахунок оргтехніки Q2, що знаходиться в ньому.
35-40 Вт/м3 - якщо велике скління з сонячного боку;
Теплопритоки, які від людей, що у приміщенні Q3.
В середньому береться 300 Вт на 1 комп'ютер у повній комплектації (або 30% потужності обладнання).
1 людина - 100 Вт (для офісних приміщень),
Зазвичай для розрахунків приймається:
100–300 Вт (для ресторанів, приміщень, де люди займаються фізичною працею),
Qзаг = (Q1 + Q2 + Q · 1,2 Вт.
До підрахованих теплоприток додається 20% на невраховані теплопритоки:
Завдання вибору системи кондиціювання чи вентиляції має вирішуватися з урахуванням техніко-економічного порівняльного аналізу кількох можливих варіантів (2-х, 3-х і більше).
У разі використання в приміщенні додаткового тепловиділяючого обладнання (електропліт,виробничого обладнання тощо) відповідне теплове навантаження має бути також враховано в даному розрахунку. Принципи вибору систем кондиціювання повітря та вентиляції.
Для цього необхідно всебічно розглянути і оцінити об'єкт за вимогами, що пред'являються до нього, основними серед яких є:
Слід зазначити, що підтримка вологості суттєво подорожчає проект.
• Необхідно підтримувати певну температуру або температуру та вологість.
• Видаляти повітря через місцеві відсмоктувачі або загальнообмінною витяжкою (у виробничому корпусі) або з використанням природної витяжки (в житлових приміщеннях).
• Подавати в приміщення свіже повітря (природним або механічним шляхом) або використовувати рециркуляційні системи.
• Можливість встановлення зовнішнього блоку кондиціонера на фасаді будівлі, а внутрішнього блоку кондиціонера – у приміщенні (шафні кондиціонери) або у підшивній стелі (спліт-система із припливом свіжого повітря).
• Можливість прокласти по будівлі або приміщенню комунікації повітроводів, трубопроводів (особливо в будівлях, що реконструюються).
Можливість встановлення центрального кондиціонера на технічному поверсі або покрівлі кондиціонера Roof-Top на даху будівлі.
чи допустиме обслуговування та керування системою з центрального пульта керування чи необхідно керувати (регулювати параметри) автономно (наприклад, у разі, коли одна частина приміщень орієнтована на південь, інша — на північ) та необхідно забезпечити роздільні режими роботи обладнання на групи приміщень.
Особливо важливими є вимоги до надійності в прецизійному кондиціонуванні за точної підтримки мікрокліматичних параметрів різних технологічних процесів.
Необхідно оптимізувати ціну,порівнюючи у проекті обладнання різних виробників та різного класу. Для об'єкта потрібно розробити кілька важливих варіантів систем з урахуванням різних типів устаткування й провести порівняльну оценку.Проектирование систем кондиціонування повітря.
Розробка системи кондиціювання офісного приміщення на базі кондиціонерів спліт-систем
У приміщенні є можливість природного провітрювання, тому не потрібно проектувати припливно-витяжну вентиляцію, а доцільно встановити кондиціонер спліт-системи, що працює на рециркуляційному повітрі.
Підбір кондиціонерів спліт-систем розглянемо на прикладі офісного приміщення площею S = 20 м2, висотою = 3 м, в якому знаходяться 2 комп'ютери і працюють 3 людини.
Для вибору кондиціонера по холодопродуктивності необхідно розрахувати теплонадлишки в приміщенні, які входять тепло від людей, від оргтехніки, від освітлення і т.д.
Компресорно-конденсаторний блок такого кондиціонера встановлюється поза приміщенням на вулиці, а в приміщенні встановлюється внутрішній блок спліт-системи. Між собою внутрішній та зовнішній блоки пов'язані фреоновими трубопроводами в ізоляції.
Q1 = S · h · q = 20 · 3 · 35 = 2100 Вт
Теплонадходження для приміщення, що розглядається, розраховуємо за експрес-методикою:
Q3 = 100 · 3 = 300 Вт
Q2 = 300 · 2 = 600 Вт
Модель кондиціонера спліт-системи вибираємо з типового ряду за найближчим (з урахуванням запасу) значенням холодопродуктивності.
Qобщ = 2100 + 600 + 300 = 3000 Вт
Технічні рішення, реалізовані в даних моделях, включають:
Для забезпечення круглорічної роботи кондиціонера зупинимо свій вибір на устаткуванні фірми DELONGHI, т.к.кондиціонери цієї фірми ефективно працюють у режимі «теплового насоса» в холодну пору року. Ряд технічних рішень, реалізованих у конструкції кондиціонерів DeLonghi, забезпечує роботу за низьких температур зовнішнього повітря (до tн=–20°С).
Автоматичне зниження швидкості обертання вентилятора зовнішнього блоку дозволяє зберегти характеристики роботи конденсатора при низьких температурах.
Мікропроцесор та всі системи контролю та управління розташовані у внутрішньому блоці. За рахунок цього значно підвищується надійність роботи автоматики, тому що всі елементи знаходяться в зоні позитивних температур.
Підігрів картера компресора у зовнішньому блоці забезпечує пуск та безпечну роботу взимку.
Система управління не допускає утворення льоду на зовнішньому блоці. Мікропроцесор включає режим розморожування в момент можливого утворення інею (у інших кондиціонерів режим розморожування включається після появи крижаного наросту, і більшість електроенергії витрачається на розпалювання льоду).
У офісному приміщенні, що розглядається нами, немає фальш-стелі, тому немає можливості встановити спліт-систему прихованої установки. Ми зупинимося на моделі СР-30 настінного типу, тому що по холодопродуктивності Nх = 3,5 кВт це найближче (з урахуванням запасу) значення до розрахованих теплонадлишків приміщення. Моделі «СР» відрізняються витонченим дизайном та ідеально підходять до інтер'єру сучасного офісу.
Зовнішній блок кондиціонера виготовлений із морозостійких матеріалів.
Внутрішній блок кондиціонера встановлюємо на стіні на висоті h=2,5 м, тобто вище за робочу зону приміщення.
Комфортні умови у приміщенні великою мірою залежить від правильного розподілу повітряного потоку. Якщо потік холодного повітря, що виходить з кондиціонера, спрямований вниз іпотрапляє на людину, це несприятливо позначається на її здоров'ї. Кондиціонер СР-30 має спеціальну конструкцію повітророздавального пристрою. На виході повітря з внутрішнього блоку кондиціонера встановлені шторки, що подають, конструкція яких дозволяє направити потік повітря горизонтально, що сприяє рівномірному поширенню охолодженого повітря по всьому приміщенню.
Між внутрішнім та зовнішнім блоками прокладаються фреонові трубопроводи та електричний з'єднувальний кабель. Від внутрішнього блоку трубки разом із кабелем опускаються вниз стіною до позначки установки зовнішнього блока. Для проходження траси через зовнішню стіну в ній свердлиться отвір 60 мм і через нього трубопровід виводиться на вулицю для підключення до зовнішнього блоку. Потім отвір герметизується. Якщо монтаж кондиціонера ведеться у вже відремонтованому приміщенні, трубопроводи та кабель закриваються декоративними коробами. Якщо ж монтаж кондиціонера ведеться до ремонту приміщення, то є можливість усі комунікації сховати у стіні. Для цього робиться штроба 100 ґ 60 мм, в якій прокладаються всі трубки та кабель, і після закінчення монтажу кондиціонера штроба заштукатурюється.
Зовнішній блок встановлюється на вулиці, на стіні будівлі під вікном (для зручності монтажу та обслуговування кондиціонера).
У нашому прикладі (Рис. приміщення знаходиться занадто далеко від системи каналізації, і немає можливості прокласти дренажну трасу з постійним ухилом, тому дренажна трубка виводиться на вулицю. Дренаж прокладається разом з фреоновим трубопроводом і закривається одним декоративним коробом. Через отвір в стіні разом з фреоновим трубопроводом дренажна трубка виводиться на вулицю.Ми зупинили свій вибір на моделі СР-30, яка може працювати принегативних температурах, тому не виключена можливість включення його в режим охолодження, коли на вулиці температура повітря буде нижчою за 0°С. Для запобігання замерзанню конденсату та утворення крижаної пробки на виході дренажної трубки зі стіни встановлюється спеціальний обігрівач дренажу. Конструкція цього пристрою заснована на роботі саморегулюючого нагрівального кабелю.
Під час роботи кондиціонера у режимі охолодження у внутрішньому блоці утворюється конденсат, тому необхідно передбачити відведення конденсату (дренажу) від внутрішнього блоку. Дренаж можна підключити до системи існуючої каналізації, якщо вона знаходиться десь поблизу. При цьому дренажну трасу необхідно прокласти з постійним ухилом (10 мм на 1 м довжини), а якщо виконати це неможливо, необхідно встановити на дренажній лінії спеціальний дренажний насос, який забезпечить необхідний напір у системі відведення конденсату. Мал. 4.
Для моделі СР-30, споживана потужність якої 1,2 кВт, встановлюється однофазний автоматичний вимикач на 10 А. Величина струму відсікання вимикача повинна становити не менше 7-ми значень номінальних струмів.
Для підключення кондиціонера спліт-системи до однофазної електромережі (220, 50 Гц) необхідно встановити для нього в розподільчому щиті персональний автоматичний вимикач і прокласти трижильний кабель до місця встановлення кондиціонера.