Министерство образования Российской Федерации.

Творческая работа.

Тема: Системы кондиционирования и вентиляции.

Выполнил: Исаев А.Ю.

Научный консультант: Завьялов Ю.М. «СибАйр» (Системы кондиционирования и вентиляции)

Научный Руководитель: Завьялов Ю.М.

Оценка работы _.

ГЛАВА I. История создания кондиционеров.

ГЛАВА II. Классификация систем вентиляции.

ГЛАВА III. Классификация систем кондиционирования.

ГЛАВА IV. Упрощенная экспресс-методика расчета теплопритоков.

ГЛАВА V Расчеты предполагаемой мощности кондиционера.

Заключение.

Список источников информации.

Приложение.

Выяснить значение кондиционирования воздуха опираясь на историю создания кондиционеров.

Классифицировать системы вентиляции.

Классифицировать системы кондиционирования воздуха.

Вывести экспресс – методику расчета теплопритоков и, опираясь на нее, произвести расчет мощности кондиционера для помещения музыкального зала школьного отделения нашего лицея.

Теоретически данная тема представлена издательством «Евроклимат» в учебнике «Системы кондиционирования и вентиляции (теория и практика)», а так же в журнале «Мир климата», на основе материала которых и произведен анализ СКВ.

История создания кондиционеров.

Классификация систем вентиляции.

и т. д.)(Рис.2 стр.32).

^ Общеобменная приточная вентиляция.

^ Системы вентиляции влючают группы сомого разнообразного оборудования:

Классификация систем кондиционирования.

Упрощенная экспресс-методика расчета теплопритоков.

Расчеты предполагаемой мощности кондиционера.

На основе главы IV произведем расчеты предполагаемой мощности кондиционера для помещения музыкального зала школьного отделения нашего учебного заведения.

Р азмеры помещения:

9200 X 10310 X 3200.

Этот зал вмещает в себя (при условии комфортного пребывания людей) порядка 35 человек. => Q 3 = 150Вт · 35 = 5250Вт.

Итоговый теплоприток (Q) составляет:

Q = Q 1 + Q 2 + Q 3 , => Q = 10500 Вт + 300 Вт + 5250 Вт = 16050 Вт.

И прибавим ко всему этому еще 20% на неучтенные теплопритоки:

Q общ = 16050 · 120% = 19260Вт.

=> Мощность, которой должен обладать кондиционер, равна примерно 20 кВт. Из этого следует, что в это помещение следует поставить 2-е.

сплит-системы настенного типа (т.к. их максимальная мощность = 14 кВт) по 10кВт каждая, или одну сплит–систему потолочного типа, что более удобно по той причине, что ее можно расположить в центре комнаты и она будет довольно равномерно охлаждать воздух в помещении, поддерживая благоприятный микроклимат, а для правильной работы 2-х сплит-систем в одном помещении необходимо установить настенный пульт управления, который поможет синхронизовать работу кондиционеров и, опять-таки, приведет к равномерному охлаждению воздуха.

Заключение.

Индустрия климата стремительно движется вперед, и каждый год, месяц, день в мире вырастает число людей, активно использующих кондиционеры и прогрессивные системы вентиляции. Человек всегда стремится создать вокруг себя комфортные условия: удобное кресло, хорошее освещение, благоприятный микроклимат. Надеемся, что наша работа поможет решить вам некоторые проблемы, связанные с выбором и расчетами оптимальной системы кондиционирования и вентиляционной системы.

В ходе работы были использованы следующие источники:

«Системы вентиляции и кондиционирования, теория и практика», М. «ЕвроКлимат», 2000г.

Журнал «Мир Климата», Спецвыпуск «потребителю», М.

Журнал «Мир Климата» №15, М. «ЕвроКлимат», 2003г.

«Советский энциклопедический словарь», М. «Советская.

Беседа с представителями членов АПИК (Ассоциация Предприятий Индустрии Климата) // форум на сайте http://www.apic.ru/

Беседа с монтажниками СКВ.

Рис 1. Фрагмент вентиляционной установки.

Рис 2. Зонты-козырьки у нагревательных печей: а - у щелевого отверстия при выпуске через него продуктов горения; б - у отверстия, снабженного дверкой при выпуске продуктов горения через газовые окна.

^ Рис 3. Бортовые отсосы.

Рис 4. Схема местной вытяжной вентиляции.

Рис 5. Простейшие схемы вытяжной вентиляции: 1 - утепленный клапан; 2 - вентилятор; 3 - лопасти вентилятора; 4 - вытяжная шахта; 5 - шибер; 6 - электродвигатель; 7 - вытяжная сеть.

^ Рис 6. Фрагмент центрального кондиционера.

Рис 7. Чиллер с водяным охлаждением конденсатора.

^ Рис 8. Чиллер с воздушным охлаждением конденсатора.

^ Рис 9. Фанкойл напольного типа.

^ Рис 10. Кассетный кондиционер.

Рис 11. Типовая схема построения сплит-системы с приточной вентиляцией.

Рис 12. Внутренний блок сплит-системы напольного (колонного) типа.

В книге подробно изложены вопросы вентиляции и комфортного кондиционирования воздуха, свойств влажного воздуха, основы теории получения холода, измерения параметров и наладки холодильных машин, кондиционеров и вентиляционных сетей. Рассмотрены типовые конструкции, гидравлические и электрические схемы, функциональные особенности бытовых, полупромышленных, многозональных, центральных, прецизионных и других типов кондиционеров. В книге подробно освещаются методы монтажа, диагностики и устранения неисправностей климатического оборудования.

• Г.В.Нимич. В.А.Михайлов. Е.С.Бондарь
• Год: 2003
• Страниц: 626
• Формат : DjVu
• Размер: 10.6 Мб
• Качество: Хорошее
• Язык: Русский
• СКАЧАТЬ

Монтаж, эксплуатация и сервис систем кондиционирования воздуха

В книге изложены основные принципы организации и технологии производственного процесса возведения, эксплуатации и сервиса систем вентиляции и систем кондиционирования воздуха зданий и сооружений. Особое внимание уделено мероприятиям по подготовке к производству монтажно-сборочных работ, а также технологии монтажа систем вентиляции и кондиционирования индустриальным методом. Изложены процедуры индивидуального испытания и сдачи законченных монтажом систем вентиляции и систем кондиционирования воздуха. Рассмотрены работы, связанные с эксплуатацией и сервисом этих систем.

• Бурцев С.И. Блинов А.В.и др.
• Издательство: Профессия
• Год: 2005
• Страниц: 376
• Формат: djvu
• Размер: 15 Мб
• Качество: Хорошее
• Язык: Русский

Бытовые и автомобильные кондиционеры

В этой книге приводятся сведения о реализации систем вентиляции и кондиционирования воздуха в жилых и общественных зданиях, в автомобилях, а также технология монтажа и установки кондиционеров.

• В.И. Назаров, В.И. Рыженко
• Издательство: Оникс
• Год: 2006
• Страниц: 33
• Формат: PDF
• Размер: 1.7 Mb
• Качество: нормальное
• Язык: Русский

Вентиляция и кондиционирование воздуха

Книга выдающегося специалиста в области вентиляции и кондиционирования воздуха, заслуженного деятеля науки, доктора технических наук, профессора Е. В. Стефанова. В книге приведены общие теплофизические, аэродинамические и физико-гигиенические обоснования комфортных параметров микроклимата в кондиционируемых и вентилируемых помещениях, расчёты элементов систем, их принципиальные схемы и классификация систем вентиляции и кондиционирования по основным признакам. Эта книга была написана и издана ограниченным тиражом более 30-ти лет тому назад, но основные теоретические положения и практические рекомендации, опубликованные в ней, актуальны и сегодня. Издание входит в серию книг «Инженерные системы зданий» и предназначено для научных и инженерно-технических работников, студентов факультетов отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха высших учебных заведений.

• Е. В. Стефанов
• Издательство: АВОК Северо-Запад
• Год: 2005
• Страниц: 402
• Формат: DjVu
• Размер: 3,9 Mb
• Качество: хорошее
• Язык: Русский

Отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха

В книгу включены материалы, необходимые для проектирования жилых зданий со встроенно-пристроенными помещениями и коттеджей: отопление, вентиляция, дымозащита зданий и помещений, автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха, защита от шума, воздухораспределение, воздушно-тепловые завесы, расчет воздухообменов по выделяющимся вредностям и тепловыделениям и др. Рассмотрены примеры проектных решений систем ОВК помещений различного назначения, наиболее часто пристраиваемых или встраиваемых в жилые здания. Приведен подробный перечень всех нормативных документов, которыми необходимо пользоваться при проектировании зданий и встроенно-пристроенных помещений общественного назначения. Книга предназначена для специалистов в области проектирования систем вентиляции, кондиционирования и отопления, может использоваться в вузах в качестве учебного пособия. Ряд глав справочного пособия представляет интерес для монтажников и эксплуатационщиков.

• Стомахина Г.
• Издательство: -
• Год: 2003
• Страниц: 275
• Формат: DJVU
• Размер: 5.9 Mb
• Качество: хорошее
• Язык: русский
• СКАЧАТЬ

Современные системы кондиционирования

В книге содержатся данные о методах и принципиальных схемах аппаратов для сокращения расхода тепла и электроэнергии при круглогодовом функционировании систем кондиционирования воздуха в жилых, общественных и промышленных зданиях.
Даются технические показатели нового энергосберегающего оборудования и методы расчета их технических характеристик. Приводятся результаты технико-экономического анализа при сравнении различных методов обработки воздуха и схем систем кондиционирования.
Книга предназначена для широкого круга специалистов, работающих в области проектирования, монтажа, наладки и эксплуатации систем кондиционирования воздуха. Может служить учебным пособием для студентов строительного и политехни¬ческого профилей обучения.

• Кокорин О. Я.
• Издательство: ----
• Год: 2003
• Страниц: 272
• Формат: djvu
• Размер: 4.6 mb
• Качество: нормальное
• Язык: русский

Проектирование процессов кондиционирования воздуха

• Максимов Г.А.
• Издательство: Москва "Высшая школа"
• Год: 1961
• Страниц: 99
• Формат: djvu
• Размер: 1 mb
• Качество: нормальное
• Язык: Русский

ПРЕДИСЛОВИЕ
С уважением,
Генеральный директор компании
ЕВРОКЛИМАТ
Г.Ю. Горовой
Cистемы вентиляции и кондиционирования
Уважаемый читатель, книга «Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика» впервые
увидела свет в 2000 году. Именно тогда специалисты компании ЕВРОКЛИМАТ - одной из ведущих фирм на
российском рынке климатических систем - подготовили к печати первое издание будущего бестселлера. В то
время рынок климатического оборудования в России только начал развиваться и дефицит специальной
литературы ощущался наиболее остро. На этом фоне книга «Системы вентиляции и кондиционирования.
Теория и практика» стала настоящим прорывом. Это было первое пособие, в котором представлены необхо-димые
материалы для проектирования, монтажа и наладки систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
Время показывает, насколько необходимой и востребованной остается эта книга. За минувшие семь лет
она разошлась тиражом в 25000 экземпляров! Стоит добавить, что именно с книги «Системы вентиляции
и кондиционирования. Теория и практика» начиналась серия «Библиотека климатехника», ставшая столь
популярной среди специалистов отрасли и студентов профильных вузов.
Но время не стоит на месте: появляются новые виды оборудования для кондиционирования и вентиляции,
создаются принципиально новые климатические системы, меняются нормативы. Шагая в ногу со временем, мы
подготовили для вас книгу «Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика. Новая редакция».
Претерпев ряд серьезных изменений и дополнений, существенно увеличившись в объеме, эта книга стала еще
более актуальной и полезной современным специалистам в повседневной работе.
Наибольшей доработке подверглась техническая часть книги: современное климатическое оборудование,
принципы его работы и управления, типовые схемы различных систем кондиционирования. Рассмотрены новые
типы фреонов и современные компрессоры.
Полностью переработаны разделы, касающиеся чиллеров, центральных кондиционеров, кондиционеров
сплит-систем, автоматики. Отдельные главы посвящены мультизональным системам и крышным конди-
ционерам.
Большое внимание уделено методам повышения энергоэффективности холодильных машин и новым
систем кондиционирования - геотермальным системам, системам «водяная петля» и др.
Приведен обзор новых нормативных документов: СНиПов и ГОСТов, появившихся в последнее время.
Рассмотрены типовые ошибки при проектировании, монтаже и эксплуатации систем на базе компрес-
сорно-конденсаторных блоков и систем с чиллерами и фанкойлами.
В новую редакцию книги также вошли материалы курсов повышения квалификации проектировщиков,
которые проводятся специалистами компании ЕВРОКЛИМАТ совместно с Государственной Академией стро-
ительства и ЖКК России (Госстроем РФ).
Я надеюсь, что книга «Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика. Новая редакция»
поможет российским климатехникам лучше узнать и умело использовать современное климатическое оборудо-
вание, создавая комфортный микроклимат в жилых, общественных и производственных помещениях.
В заключение хочу выразить благодарность Ананьеву В.А., Балуевой Л.Н. и Мурашко В.П. - бессменным
авторам этой книги; Гальперину А.Д., Городову А.К., Еремину М.Ю., Звягинцевой С.М. и Седых И.В - участ-
вовавшим в подготовке первого издания; а также Веринчук Е.В., Макарову С.С., Свиридову В.А. и Усеинову С.З. -
принимавшим непосредственное участие в подготовке новой редакции книги.
Предлагаемая вниманию читателей книга является коллективным трудом специалистов
компании ЕВРОКЛИМАТ - члена Российской ассоциации инженеров АВОК.
Главная и важнейшая задача книги - дать специалистам знание о современных системах
кондиционирования и вентиляции зданий и особенностях их применения. Даже при первом
знакомстве с книгой становится очевидным, что она создана на основе долговременных
методических наработок ее авторов. Материал книги построен системно правильно и
тщательно отфильтрован. Очевидно, что книга является первым изданием в России, в кото-
ром изложены новейшие разработки в области систем кондиционирования и вентиляции воздуха.
Особая привлекательность работы авторов связана с тем обстоятельством, что в книге
изложены не только вопросы теории и сведения по нормативным документам, она также
содержит многочисленные примеры практического использования систем кондиционирования
и вентиляции. Безусловно, что эти примеры являются результатом практических разработок
компании ЕВРОКЛИМАТ, характеризуют профессионализм авторов и глубину их знаний.
Различные главы книги не равноценны с точки зрения насыщенности материалом, но вместе
с тем вдумчивый читатель сможет не только самостоятельно разобраться в материале книги,
но, что очень важно, и использовать его как руководство к практическим действиям.
Это издание вполне может стать настольной книгой для широкого круга специалистов:
проектировщиков, архитекторов, научных сотрудников, преподавателей ВУЗов и студентов,
для которых особенно остро ощущается дефицит современных материалов.
Появление таких изданий свидетельствует, что задачи, и идеи АВОК находят практичес-
кое воплощение в трудах ее членов. Хочется надеяться, что такие необходимые издания будут
появляться и впредь.
Президент АВОК,
профессор, член-корреспондент РААСН
ТАБУНЩИКОВ Ю.А.
Данная книга, написанная сотрудниками одной из ведущих компаний России в области
климатехники - ЕВРОКЛИМАТ, является первым обобщающим практическим пособием.
В ней представлен очень нужный материал для проектирования, монтажа и наладки систем
вентиляции и кондиционирования воздуха и их элементов.
Книга, безусловно, будет незаменима для проектных и монтажных организаций и для
персонала центров сервисного обслуживания таких систем. В ней много нового материала, и
поэтому она, несомненно, нужна специалистам, повышающим свою квалификацию в области
вентиляции и кондиционирования.
По существу, это первое издание, объединяющее вопросы теории и практики,
необходимые специалистам в повседневной работе. Хочется надеяться, что это издание –
не последнее, что в следующих изданиях будут учтены рекомендации профессионалов,
которые прочтут эту книгу, а новые виды оборудования будут представлены еще более
широко.
Профессор, д.т.н.,
академик РААСН,
заслуженный деятель Науки и Техники России
БОГОСЛОВСКИЙ В.Н.
Здоровье, работоспособность да и просто са-
мочувствие человека в значительной степе-
ни определяются условиями микроклимата и
воздушной среды в жилых и общественных
помещениях, где он проводит значительную
часть своего времени.
По мере насыщения зданий современны-
ми отопительно-вентиляционными система-
ми, осветительной техникой и разнообразным
электробытовым оборудованием все более
очевидным становится выражение: “Дом – это
машина для жилья”.
Если говорить о физиологическом воздей-
ствии на человека окружающего воздуха, то
следует напомнить, что человек в сутки
потребляет около 3 кг пищи и 15 кг воздуха.
Что это за воздух, какова его свежесть и чис-
тота, душно, жарко или холодно человеку в
помещении, во многом зависит от инженер-
ных систем, специально предназначенных для
обеспечения воздушного комфорта.
Среди таких систем можно выделить:
систему вентиляции, систему отопления (либо
комбинированную отопительно-вентиляци-
онную систему) и систему кондиционирова-
ния воздуха (СКВ). Воздушное отопление,
совмещенное с вентиляцией, создает в поме-
щении вполне удовлетворительный микро-
климат и обеспечивает благоприятные усло-
вия воздушной среды. СКВ представляет собой
систему более высокого порядка (с большими
возможностями). Принципиальное преиму-
щество состоит в том, что, помимо выпол-
нения задач вентиляции и отопления, СКВ по-
зволяет создать благоприятный микроклимат

(комфортный уровень температур) в летний,
жаркий период года благодаря использова-
нию в своем составе фреоновой холодильной
машины.
Таким образом, подготовка воздуха в СКВ
может включать его охлаждение, нагрев,
увлажнение или осушку, очистку (фильтрацию,
ионизацию и т.п.), причем система позволяет
поддерживать в помещении заданные
кондиции воздуха независимо от уровня и
колебаний метеорологических параметров
наружного (атмосферного) воздуха, а также
переменных поступлений в помещение тепла
и влаги.
Следует отметить, что системы конди-
ционирования по своему назначению под-
разделяются на комфортные и технологи-
ческие.
Комфортные СКВ предназначены для
создания и автоматического поддержания
температуры, относительной влажности, чис-
тоты и скорости движения воздуха, отвечаю-
щих оптимальным санитарно-гигиеническим
требованиям.
Технологические СКВ предназначены для
обеспечения параметров воздуха, в максималь-
ной степени отвечающих требованиям опре-
деленного производственного или техноло-
гического процесса.
Для того чтобы понять, насколько все-
таки жизненно необходимо поддержание в
помещении определенных метеорологических
параметров, рассмотрим более подробно
основные понятия, связанные с комфортным
кондиционированием.
1.1
14
Раздел I
а теплоощущения человека оказывают
влияние в основном следующие четыре фак-
тора: температура и влажность воздуха, ско-
рость его перемещения (подвижность) и тем-
пература ограждающих поверхностей
помещения. При различных комбинациях
этих параметров тепловые ощущения челове-
ка могут оказываться одинаковыми.
Необходимо иметь в виду, что, хотя теп-
лоощущение и определяется перечисленными
параметрами, не любое их сочетание обеспе-
чивает комфортные условия. Каждый из этих
параметров может быть изменен не произ-
вольно, а только в некоторых определенных
пределах, удовлетворяющих условиям ком-
фортных теплоощущений.
Знание допустимых пределов колебаний
температуры, влажности и подвижности воз-
духа позволяет регламентировать применение
тех или иных видов СКВ.
Если человек не ощущает ни холода, ни
перегрева, ни движения воздуха около тела,
метеорологические кондиции окружающей
его воздушной среды (с учетом температуры
поверхности ограждений) считаются в тепло-
вом отношении комфортными.
Иными словами, он чувствует себя ком-
фортно в том случае, когда от него нормаль-
но (без форсирования теплоотдачи) отводит-
ся столько тепла, сколько вырабатывает его
организм, т.е. комфортное теплоощущение
человека зависит от баланса между теплоге-
нерацией и теплопотерями в окружающую
среду. В результате теплогенерации и тепло-
потерь внутренняя температура человеческо-
го тела поддерживается на уровне 36,6– 36,8 °С
и управляется довольно сложным механиз-
мом автоматической терморегуляции
организма: уменьшением или увеличением
потока крови через кожный покров, а также
усиленным или заторможенным обменом ве-
ществ (расходом энергии). Температура кож-
ного покрова человека зависит от парамет-
ров окружающего воздуха и в среднем равна
33 °С.
На рис.1.1 представлены кривые, показы-
вающие изменение температуры кожного
покрова различных участков тела человека.
Как можно заметить, между разными
зонами существуют некоторые отличия тем-
пературных уровней. Традиционно средней
температурой считается температура лба, со-
Рис. 1.1
Изменение
температуры
кожного покрова
различных участков
тела в условиях покоя
в зависимости
от изменения
температуры
окружающей среды
1.2 ТЕПЛОВЫЕ КОМФОРТНЫЕ УСЛОВИЯ
§ 1.2.1 Н
Параметры
теплового
комфорта
15
Значение кондиционирования воздуха
ставляющая примерно 32 оС при температуре
окружающей среды 20-21 °С.
Благодаря автоматической терморегуля-
ции организма человек приспосабливается к
изменению параметров окружающего возду-
ха. Однако эта терморегуляция эффективна
лишь при медленных и малых отклонениях
параметров от нормальных, необходимых для
хорошего самочувствия. При больших и бы-
стрых отклонениях параметров воздушной
среды нарушаются физиологические функ-
ции организма: терморегуляция, обмен
веществ, работа сердечно-сосудистой и не-
рвной системы и т.п. При этом могут на-
блюдаться и серьезные отклонения в орга-
низме человека. Например, у людей, попавших
в условия “перегрева”, повышается темпера-
тура тела, резко снижается работоспособ-
ность, появляется повышенная раздражи-
тельность и т.п.
На диаграмме (рис. 1.2) приведена зависи-
мость производительности труда от измене-
ния температуры окружающей среды. Как
видим из графика, наблюдается резкое паде-
Рис. 1.2
Зависимость
производительности
труда от изменений
температуры
окружающей среды
ние показателей производительности труда
при превышении температуры более 26 °С.
Задача кондиционирования воздуха состо-
ит в поддержании таких параметров воздуш-
ной среды, при которых каждый человек
благодаря своей индивидуальной системе
автоматической терморегуляции организма
чувствовал бы себя комфортно, т.е. не заме-
чал влияния этой среды.
С гигиенической точки зрения наиболее
благоприятный уровень температуры, поддер-
живаемой в жилом помещении, составляет
22 °С, а допустимые колебания от 21 до 23 °С.
Более низкая температура воздуха, например
18 °С, рекомендуемая в нормативных материа-
лах при проектировании отопительных сис-
тем, оценивается как “прохладно” и “холодно”.
При этом следует отметить, что в микро-
климатических условиях, которые принято
считать “нормальными”, обычно до 10% людей
ощущают различную степень дискомфорта.
Это объясняется разными социальными усло-
виями жизни: привычным климатом, одеждой,
питанием, жилищными условиями и пр.
16
Раздел I
Известным исследователем параметров
комфорта и качества воздушной среды Оле
Фангером предложена формула теплового ба-
ланса между человеческим телом и окружаю-
щей средой. В этой формуле принимается за
основу теплообмен человека, находящегося в
покое, в состоянии температурного баланса с
внешней средой. При этом безразлично, како-
ва точно его температура. В этих условиях
вырабатываемое количество тепла равно теп-
лу, отводимому во внешнюю среду, из чего
следует:
M=W+ Q д+ Q к,
где
М – количество тепла,
вырабатываемого организмом, Вт/кв.м;
W – объем производимой
механической работы, Вт/кв.м;
Qд – общее количество тепла,
выделяемого при дыхании, Вт/кв.м;
Qк – общее количество тепла,
отводимого через кожу, Вт/кв.м.
Количество отводимого от человеческого
тела тепла зависит от нескольких переменных
параметров, и главным образом от следую-
щих:
􀁺 разницы температур (положительной
или отрицательной) между телом и окружа-
ющей воздушной средой;
􀁺 потерь (или получения) тепла от окру-
жающих стен;
􀁺 кожных испарений (охлаждения при
испарении);
􀁺 явных и скрытых потерь тепла при ды-
хании соответственно за счет теплопроводно-
сти и испарения.
Теплота, выделяемая организмом челове-
ка, передается в окружающую среду через
кожный покров радиационным теплообме-
ном, конвекцией, теплопроводностью (явная
теплота) и испарением (скрытая теплота), а
также путем выдыхания теплого воздуха.
Радиационный теплообмен происходит
между человеком и поверхностями огражде-
ний, его величина и направление зависят от
температуры этих поверхностей. Теплота, пе-
редаваемая конвекцией и теплопроводностью,
зависит от температуры, влажности и скорости
воздуха, вида и теплопроводности одежды.
Испарение влаги с поверхности тела че-
ловека (скрытый теплоотвод) осуществляет-
ся за счет разности парциальных давлений
водяных паров в насыщенном слое у поверх-
ности тела и в воздухе помещения. При этом
расходуется теплота (энергия) организма,
идущая на испарение влаги. Теплоотдача ис-
парением будет всегда тем больше, чем ниже
значение относительной влажности при дан-
ной температуре воздуха в помещении.
Уменьшение относительной влажности при-
водит к увеличению разности парциальных
давлений пара у поверхности тела человека и
в окружающем воздухе и тем самым к увели-
чению испарения.
Комфортные кондиции воздушной среды
могут иметь различные значения и зависят
главным образом от интенсивности труда,
совершаемого человеком, и его одежды.
В зависимости от состояния организма (сон,
отдых, умственная работа, мускульная работа
различной интенсивности) и параметров
окружающей воздушной среды каждый чело-
век в течение часа выделяет 330-1050 кДж
теплоты, 40-415 г влаги и 18-36 л углекис-
лого газа.
При постоянной температуре воздуха и
поверхностей ограждений с ростом физичес-
кой нагрузки на организм человека увеличи-
ваются общие тепловыделения и доля тепло-
ты, отводимой испарением влаги. При не-
изменной нагрузке и повышении температу-
ры окружающей среды уменьшается доля
явного теплоотвода, а теплоотвод испарением
возрастает при практически неизменных
общих тепловыделениях.
§ 1.2.2
Тепловой
баланс
человека
17
Значение кондиционирования воздуха
§ 1.2.3
Пример анализа
теплового
комфорта
В качестве примера рассмотрим, как в
практике зарубежного проектирования сис-
тем кондиционирования дается анализ тепло-
вого комфорта.
Для того чтобы определить количество
тепла, выделяемого организмом человека при
различных видах деятельности, вводится спе-
циальный показатель, получивший название
“Met” (от “метаболизм” - выделение тепла
внут-ри организма). При спокойном (нейт-
ральном) состоянии человека он равняется
величине 58 Вт/м2. В табл. 1.3 приведены
показатели Met при различных видах деятель-
ности.
Они обычно используются при оценке
количества тепла и при оценке условий ком-
фортного состояния. Например, для челове-
ка, работающего в спокойном режиме в офи-
се, этот показатель в среднем равняется 1 Met.
Одежда имеет теплоизоляционный эффект
в отношении передачи тепла во внешнюю сре-
ду. Чтобы иметь возможность это учитывать,
был введен специальный показатель, получив-
ший название “Clo” (сокращение от англ. clothing
- одежда). 1 Clo равен 0,155 м2.К/Вт.
В табл. 1.4 приведены показатели значе-
ния Clo и степени изоляции основных видов
одежды. Летний костюм имеет показатель
0,5 Clo, тогда как зимняя одежда может иметь
от 0,8 до 1,0 Сlo или более в зависимости от
типа материала.
Показатели являются условными и могут
видоизменяться в зависимости от типа мате-
риала и комплекта носимой одежды.
Для анализа соотношения вышеуказан-
ных параметров были разработаны сложные
математические формулы, с помощью кото-
рых можно прогнозировать показатели тем-
пературы и влажности, в большей степени
удовлетворяющие “условиям комфорта”.
Диаграмма, представленная на рис. 1.5, поз-
воляет прогнозировать условия комфорта,
которые могут удовлетворить большинство
людей с процентом недовольных ниже 10%.
На диаграмме учитывается вид выполня-
емой деятельности (вертикальные шкалы) и
изоляционные свойства одежды (горизонталь-
ные шкалы). В поле диаграммы изображены
несколько кривых “оптимальной температу-
ры”, которая соответствует средним показа-
телям температуры между температурой
внешней среды и средней температурой стен
при условии малой скорости движения воз-
духа.
Таблица 1.3
ТИПИЧНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОИЗВОДИМОГО ТЕПЛА, ВЫДЕЛЯЕМОГО ВНУТРИ
ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА (МЕТАБОЛИЗМ) ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
18
Раздел I
Таблица 1.4
ПОКАЗАТЕЛИ ТЕРМОИЗОЛЯЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ОДЕЖДЫ
Рис. 1.5
Диаграмма,
позволяющая
определить
температуру
комфортного
состояния
в зависимости
от одежды
и интенсивности
труда, производимого
людьми
В зависимости от производимой деятель-
ности и характера одежды определяется соот-
ветствующая оптимальная температура и вы-
числяются допустимые пределы колебания
температуры (в большую или меньшую
сторону) относительно установленного пока-
зателя. Например, если люди производят ра-
боту со степенью интенсивности 1,4 Met в зим-
нее время, имея одежду типа 1 Clo, то опти-
мальная температура должна составлять 21 °С
с допустимыми пределами колебания плюс-
минус 2 °С.
Летом в том же помещении и для тех же
людей, имеющих одежду типа 0,5 Clo, требуе-
мая оптимальная температура составляет 24 °С
(плюс-минус 2 °С).
В отношении одежды следует отметить,
что повышение изоляционных свойств на каж-
дые 0,1 Clo компенсируется понижением темпе-
ратуры на 0,6 °С. Скорость движения воздуха
внешней среды может изменяться в опреде-
ленных пределах для нейтрализации возмож-
ного повышения температуры. Допустимые
пределы колебания составляют 0,2-0,8 м/с.
19
Значение кондиционирования воздуха
ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ,
ВЛИЯЮЩИЕ НА КОМФОРТНОЕ СОСТОЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА
1.3
сли человек занимается физическим тру-
дом, то он выделяет пот. Тот, кто не выделя-
ет видимого пота, также выделяет влагу
(водяной пар), причем среднее количество
этой влаги составляет около 900 г в сутки.
Около трети этого количества выдыхается
через легкие, остальная часть выделяется ко-
жей. С другой стороны, человеческий организм
требует, чтобы выделяемая влага возмеща-
лась не только впитыванием ее из жидкостей и
пищи, поступающих в желудок, но и при
дыхании через легкие.
Поэтому очень важно, чтобы состояние
воздуха в помещении допускало дальнейшее
насыщение воздуха водяными парами, выде-
ляемыми находящимися в помещении
людьми, которые только при этом условии
могут чувствовать себя хорошо. Окружаю-
щий нас воздух будет поглощать водяной пар
до тех пор, пока не будет достигнуто такое
насыщение, после которого любое дополни-
тельное количество водяного пара начнет
выпадать в виде конденсата: воздух с очень
высоким содержанием водяного пара не мо-
жет поглотить излишнее количество водяно-
го пара, выделяемого человеком. Это вызыва-
ет обильное потение и утомление, так как
дыхание становится все более тяжелым, и
организм, пытаясь компенсировать потерю
влаги, выделяемой при чрезмерном потении,
поглощает все больше и больше жидкости.
Такое состояние воздуха преобладает в жар-
кие летние месяцы.
Влияние влажности воздуха на теплооб-
мен человека зависит от основных парамет-
ров микроклимата: температуры воздуха и
теплового излучения.
Высокая влажность в сочетании с высо-
кой температурой ухудшает теплообмен че-
ловека с окружающей средой, что приводит к
перегреву организма.
Наиболее оптимальной считается относи-
тельная влажность воздуха в диапазоне от 30
до 60%. Верхняя граница влажности состав-
ляет около 70%.
Превышение указанных параметров влаж-
ности воздуха в условиях как высоких, так и
особенно относительно низких температур
крайне нежелательно. При низком влагосодер-
жании воздуха, характерном для холодного
периода, возрастает отдача тепла человеком
за счет интенсивного испарения влаги с
поверхности тела, высыхают поверхности
слизистых оболочек дыхательных путей, что
способствует прониканию болезнетворных
микроорганизмов в органы дыхания, воспри-
имчивости организма к простуде и другим
заболеваниям.
Воздух с очень низким содержанием во-
дяного пара также оказывает неблагоприят-
ное воздействие на кожу человека: она стано-
вится сухой, шероховатой и может раст-
рескиваться от натяжения. Очень сухой воз-
дух обычно бывает зимой в теплых помеще-
ниях. Нижняя граница влажности составляет
около 20%. При более низких значениях влаж-
ности существенно возрастает дискомфорт и
опасность заболевания ринитами и фарин-
гитами у людей, постоянно находящихся в
условиях пониженной влажности воздуха в
помещении.
Для того чтобы избежать вредного влия-
ния чрезмерной влажности или, наоборот,
сухости воздуха, его необходимо осушать в
летние месяцы и увлажнять зимой. Этот дву-
сторонний процесс и является одной из основ-
ных функций системы кондиционирования
воздуха.
§ 1.3.1
Влажность
Е
20
Раздел I
Температура и относительная влажность
воздуха не определяют полностью теплофи-
зическое состояние среды. Немаловажное
значение играет подвижность воздуха.
Отсутствие движения воздуха в помеще-
нии или чрезмерно низкие его значения ассо-
циируются с плохой вентиляцией. Причина
неприятного самочувствия в плохо вентили-
руемом помещении объясняется тем, что при
отсутствии движения воздуха вокруг тела
человека образуется тонкая неподвижная
воздушная оболочка, которая быстро насы-
щается парами воды, принимает его темпе-
ратуру и уменьшает теплоотдачу.
Легкое движение воздуха сдувает обвола-
кивающий человека насыщенный водяными
парами и перегретый слой воздуха.
Если температура окружающей среды
ниже температуры тела человека, то с повы-
шением подвижности воздуха потеря тепла
человеком возрастает. Для сохранения ком-
фортных условий необходимо либо увеличить
относительную влажность воздуха, уменьшив
тем самым испарение, либо увеличить его
температуру.
В то же время чрезмерная подвижность
воздуха, особенно в условиях охлаждения,
вызывает увеличение теплопотерь конвекци-
ей и испарением и способствует быстрому ох-
лаждению организма.
Значение подвижности воздуха выбира-
ется в зависимости от характера деятельнос-
ти человека. Подвижность воздуха, кроме
того, оказывает существенное влияние на
состояние внутренней среды помещения: рас-
пределение температур и влажности по объе-
му помещения, наличие застойных зон и т.д.
Подвижность воздуха зависит от способа
организации воздухообмена, типа воздухо-
распределительного устройства, скорости
выпуска воздуха и его расхода. Влияние под-
вижности воздуха на комфортное состояние
человека необходимо рассматривать в сово-
купности с температурой и влажностью воз-
душной среды помещения.
Рекомендации наиболее известных авто-
ров в отношении минимально необходимой,
максимально допустимой и оптимальной под-
вижности воздуха в помещении представлены
в табл. 1.6. Рекомендации по скорости движе-
ния воздуха даны в зависимости от темпера-
туры воздуха в помещении.
В кондиционируемых помещениях при
высокой температуре воздуха летом суще-
ственное повышение его подвижности недо-
пустимо, так как вызывает ощущение диском-
форта (табл. 1.7).
При температуре воздуха 23-24 °С следует
считать допустимой скорость движения
воздуха до 0,15 м/с.
Еще одним важным компонентом ком-
фортного состояния является динамика из-
менения скорости движения воздуха. Установ-
лено, что люди более чувствительны к изме-
нениям скорости воздушных потоков, чем к
силе самих потоков. Существуют норматив-
§ 1.3.2
Подвижность
Таблица 1.6
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА
В ПОМЕЩЕНИИ ПО ДАННЫМ НЕКОТОРЫХ АВТОРОВ
21
Значение кондиционирования воздуха
ные ограничения изменений скорости воздуш-
ных потоков, при этом вводится термин
“интенсивность турбулентности”. Эта задача
представляется весьма сложной и не до конца
еще проясненной. Описанные комфортные
условия среды должны поддерживаться в
рамках так называемой “занятой зоны”. Эта
зона обычно располагается на расстоянии 0,6 м
от всех стен, дверей и окон в помещении до
высоты 1,8 м от пола.
Воздушный комфорт человека в закры-
том помещении определяется качественной
характеристикой комнатного воздуха, кото-
рая во многом зависит от количества посту-
пающего свежего атмосферного воздуха.
Жалобы на духоту и “нехватку кислоро-
да” нередко отмечаются как в помещениях с
недостаточным естественным воздухообме-
ном, так и в помещениях, уже оснащенных
различными системами вентиляции и конди-
ционирования воздуха. При анализе причин
ощущения несвежести воздуха в закрытых
помещениях, как правило, решается вопрос:
каким должен быть воздухообмен, чтобы был
обеспечен оптимальный газовый состав
воздуха в помещениях?
Рекомендуемый в работах большинства
исследователей объем свежего воздуха, кото-
рый необходимо подавать в помещения, уста-
новлен на основании количества углекислоты,
выделяемой человеком при дыхании в едини-
цу времени. Эта величина зависит от несколь-
ких переменных: температуры воздуха в поме-
щении, возраста человека, его деятельности.
В условиях комфортного кондициониро-
вания, когда газовый состав изменяется глав-
ным образом в результате жизнедеятельности
людей, критерием санитарного состояния
воздуха служит содержание в нем углекислого
газа (СО2). Допустимые значения концентра-
ции СО2 в помещении показаны в табл. 1.8.
В обычных условиях в состоянии покоя
человек поглощает в час около 19 л кислорода
и выделяет около 16 л углекислого газа.
Действие углекислого газа на организм
человека хорошо известно. Он участвует в
регуляции дыхания, кровообращения, газооб-
мена и т.д.
Избыток и недостаток СО2 во вдыхаемом
воздухе одинаково вредно отражаются на со-
стоянии организма. При недостатке СО2, ког-
да его допустимая концентрация КСО2 < 0,03%,
расстраивается работа указанных органов, а
при избытке, когда КСО2 > 1,5%, ощущаются
наркотическое действие, головные боли и т.п.
Установлено, что работоспособность и основ-
ные физиологические функции организма зна-
чительно не изменяются, если во вдыхаемом
воздухе КСО2 = 0,5x1,5%. Комфортной же зоне
соответствуют: КСО2 = 0,04x0,5%.
Процесс освежения внутреннего воздуха
целесообразно осуществлять за счет органи-
§ 1.3.2
Газовый состав
Таблица 1.7
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОЦЕНОК ТЕПЛООЩУЩЕНИЙ В ИССЛЕДОВАНИЯХ KOLLMAR
ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ПОДВИЖНОСТИ ВОЗДУХА
И ТЕМПЕРАТУРЕ В ПОМЕЩЕНИИ 23-24 °С
22
Раздел I
зации регулируемого притока наружного воз-
духа.
Действующими санитарными нормами
регламентируется подача в помещении на
одного человека 20–60 м3/ч свежего (приточ-
ного) воздуха.
Необходимость повышенной кратности
воздухообмена (количества смен воздуха в по-
мещении) отмечается многими исследовате-
лями гигиенических аспектов комфортного
кондиционирования. Так, например, отмеча-
ется, что в помещениях административных
зданий с кондиционированием воздуха ком-
форт обеспечивается при температуре возду-
ха в помещении 24 °С и кратности воздухооб-
мена до 12 смен воздуха в час. При повышении
температуры воздуха до 26 °С оптимальные
условия сохраняются лишь при кратности
воздухообмена, возрастающей до 15 смен в час.
При снижении температуры воздуха до 22 °С
величина воздухообмена должна, соответст-
венно, уменьшаться.
В жилых помещениях при увеличении
объемов подаваемого воздуха с 20 до 60 м3/ч
на человека отмечается улучшение функцио-
нального состояния организма, повышается
работоспособность.
Следовательно, с увеличением количества
поступающего в помещение воздуха на чело-
века и кратности воздухообмена прослежива-
ется достаточно четкое улучшение качества
воздушной среды.
Таблица 1.8
ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА (СО2)
В ВОЗДУХЕ ПОМЕЩЕНИЯ
23
Значение кондиционирования воздуха
ребования технологического кондициони-
рования воздуха базируются на производ-
ственной необходимости поддержания опре-
деленных параметров воздушной среды
(температуры, влажности и подвижности
воздуха) при ведении многих технологичес-
ких процессов в различных отраслях про-
мышленности, а также для обеспечения
работоспособности радиоэлектронного обо-
рудования, высокочастотных станков, при-
боров и т.п.
Определенное состояние воздуха является
необходимым, а часто и решающим условием
для осуществления многих, особенно новей-
ших, технологических процессов. Здесь наряду
с пищевой, текстильной, кожевенной, бумаж-
ной промышленностью необходимо выделить
производство электронных приборов, полу-
проводников, телерадиосистем, продукции
точного машиностроения и приборостроения,
промышленное производство искусственных
материалов, волокон и др. Создание в меди-
цинских учреждениях чистой, стерильной воз-
душной среды с заданными температурными
и влажностными условиями является важной
составляющей успешного лечения людей.
Большое значение имеет техника кондицио-
нирования в создании строго заданного тем-
пературно-влажностного режима на объектах
для переработки и хранения сельскохозяй-
ственной продукции, в животноводческих и
культивационных сооружениях. Существенное
значение имеют СКВ и для обеспечения бе-
зотказной работы мощных ЭВМ и теле-
фонных станций, при выполнении исследова-
ний в области биологии, физики, химии, при
работе с радиоактивными веществами, при
хранении измерительных эталонов и работе с
ними. Для сохранности культурных и истори-
ческих ценностей в зданиях и помещениях
также должны поддерживаться определенные
климатические условия, создаваемые СКВ.
Здесь перечислены далеко не все возмож-
ные примеры использования технологическо-
го кондиционирования, но и представленные
производственные отрасли и технологии
убедительно показывают, что значение кон-
диционирования воздуха из года в год возрас-
тает и находит все большее применение в высо-
котехнологичных отраслях.