Теплонасос

СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Прежде чем обсуждать в деталях тепловые насосы, уделим некоторое внимание воздушному кондиционированию вообще. Кондиционирование воздуха, или управление климатом внутри здания не обязательно связано с тепловыми насосами, но почти всегда использует обычные холодильные машины. Ниже приведено сравнение обычных и теплонасосных систем воздушного кондицио­нирования общественных зданий.

Описание деталей многих систем воздушного кондиционирова­ния воздуха не приведены в этой книге. Необходимо лишь отме­тить, что кондиционирование воздуха применяется во всех про - мышленно развитых странах, где температура и влажность окру­жающего воздуха требуют искусственного регулирования. Неуди­вительно, что воздушное кондиционирование возникло в США, а в Англии им до последнего времени пренебрегали. Но кондициони­рование воздуха необходимо не только для улучшения среды оби­тания человека. Как будет показано в гл. 7, некоторые промыш­ленные процессы, особенно требующие снижения высокой влаж­ности, много выигрывают от применения обезвоживающего обору­дования. Сюда же относится и необходимость отвода тепла от больших компьютеров. Следует отметить, что подобные тепловые источники, требующие охлаждения, могут сами давать полезное тепло для обогрева здания по периметру.

Подробный обзор роли воздушного кондиционирования в слу­жебных зданиях был опубликован в статье [1]. Основные требо­вания для создания комфортных условий на рабочих местах та­ковы:

1. На рабочем месте должно быть прохладно.

2. Движение воздуха должно отвечать норме без заметных сквозняков. При повышени температуры или влажности скорость воздуха должна быть увеличена.

3. Относительная влажность не должна превышать 70% и должна быть возможно ниже.

4. Стены комнаты должны быть теплее, чем воздух в комнате.

5. Воздух на уровне головы не должен быть заметно теплее, чем на уровне пола, не должно быть также и избыточной радиа­ции на уровне головы.

6. Воздух не должен иметь запаха.

В Англии конторские работники, у которых сидячая работа, считают приемлемой температуру 20—22°С. Расход свежего воз­духа на человека в больших зданиях составляет 0,5 м3/мин. Крат­ность воздухообмена в комнате составляет 1—1,5 в час. Расчет теплового баланса включает тепловыделение человеком (около 100 Вт), находящимся в покое, а также тепло от освещения и др.

В отопительный. сезон внутренний воздух дополнительно увлаж­няется, а при охлаждении осушается. Системы кондиционирова­ния обычно включают различные виды фильтров. Это, в частно­сти, могут быть электростатические фильтры, в которых частицы
пыли электрически заряжаются, а затем проходят через канал, содержащий множество параллельных пластин, либо заземлен­ных, либо под высоким потенциалом. Заряженные частицы притя­гиваются к заземленным пластинам и осаждаются на них. Запах обычно устраняется фильтрами с активированным углем или уси­лением вентиляции.

Для упрощения монтажа систем воздушного кондиционирова­ния в старых и новых зданиях разработаны агрегированные си­стемы кондициоиирования. Такие системы выпускают в широком интервале размеров от нескольких тысяч тонн холодопроизводи- тельности для централизованных систем до автономных систем на

Одну комнату. Независимо от размеров все эти системы включают встроенный холо­дильный цикл и оборудование для прокачки воздуха (рис. 6.1). Здесь испаритель исполь-

Рис. 6.1. Система воздушного конди­ционирования.

/ — наружный воздух; 2 — фильтр; 3 — ис­паритель; 4 — компрессор; 5 — конденса­тор; 6 — дроссельный клапан; 7 — нагрева­тель (при необходимости); S — вентилятор; 9 — рецнркулирующий воздух.

Зуется непосредственно для охлаждения воздуха перед подачей в помещение. Вентилятор обеспечивает циркуляцию воздуха, пре­дусмотрена также и фильтрация воздуха. Следует, однако, отме­тить, что в этой системе имеется специальный источник тепла, не связанный с холодильным циклом и включаемый тогда, когда требуется отопление. Конденсатор холодильного цикла имеет либо водяное, либо воздушное охлаждение, и в рассматриваемой систе­ме его тепло не используется.

Такие системы полностью собирают на заводе-изготовителе; и на месте для них требуются только отдельные камеры для установ­ки с подключением электричества и в случае надобности воды.

Использование сбрасываемого тепла повышает энергетическую эффективность систем кондиционирования, превращая их в уст­ройства, которые мы в предыдущих главах рассматривали как теп­ловые насосы. Тепло, сбрасываемое в градирнях или других уст­ройствах, можно получать от конденсатора (см. рис. 6.1) вместо отдельного нагревателя. В этом случае восстанавливается тепло различных источников внутри здания — освещения, людей и обо­рудования.