Кондиционеры доводчики эжекционные что это такое
Эжекционные доводчики и охлаждающие балки в системах приточно-вытяжной вентиляции
Автор: Антон Виноградов
Наша компания стремится оснащать свои объекты наиболее комфортными и технологичными системами вентиляции, которые обладают максимальными показателями энергетической эффективности. В связи с этим мы хотим познакомить читателей с одним из климатических решений, позволяющим достигать максимальные показатели комфорта и энергосбережения. Речь идет о водяных климатических системах: эжекционных доводчиках и охлаждающих балках.
Создание по-настоящему комфортного внутреннего климата в помещениях представляет собой сложную задачу. Дело в том, что ощущение человеком внутреннего микроклимата в помещении всегда разное и зависит от одежды, его вида деятельности, эмоционального и физического здоровья. К примеру, исследования в этой области показали, что при работе сидя, находясь в костюме, большинство людей чувствуют, что им холодно, когда оперативная температура в помещении ниже +17°С. И чувствуют, что им жарко, если температура в помещении поднимается выше 26°С.
Ощущение комфорта улетучивается, как только теплоизбытки в помещении поднимают общую температуру воздуха выше верхнего предела комфортной температуры. Поэтому для обеспечения комфорта в помещениях возникает потребность в холоде, которая характеризуется величиной теплоизбытков помещения, которые необходимо удалять, чтобы температура в помещении стала ниже максимально разрешенной. Для удаления теплоизбытков применяются климатические системы, которые можно разделить на 3 категории:
В данном обзоре мы рассмотрим подробнее именно комбинированные водяные системы охлаждения и сравним их с другими, более привычными — чиллер-фанкойлами, сплит-системами и системами снятия теплоизбытков помещения объемами воздуха.
Что такое водяные климатические системы? Это современные системы, в которых основным тепло- и холодоносителем является вода и воздух. Охлаждение или нагрев воздуха в помещении происходит в таких системах за счет эжекции — форсирования конвекции. В эжекционных доводчиках чистый вентиляционный воздух подается в помещение через сопла эжекционного аппарата с высокой скоростью, увлекая за собой воздух из помещения, заставляя его предварительно пройти теплообменник охлаждения либо обогрева (см. рисунок ниже).
Наша компания использует водяные климатические системы в приточно-вытяжных вентиляционных системах, основу которых составляет надежное вентиляционное оборудование шведской компании Swegon. Компания Swegon дает 5-ти летнюю гарантию на всю систему вентиляции при условии, что все компоненты созданной вентиляционной системы будут созданы на базе этого производителя. Важно сказать, что ни одна компания в мире не дает таких длительных гарантийных сроков эксплуатации.
Поэтому в целях обеспечения максимальных гарантийных сроков эксплуатации наряду с приточно-вытяжными вентиляционными установками Swegon нами применяются агрегаты Swegon, работа которых основана на принципе эжекции.
Для эффективного охлаждения помещений в системах приточно-вытяжной вентиляции нами используются активные охлаждающие балки.
А ниже можно увидеть еще одну разновидность эжекционных доводчиков. Речь идет о фасадной системе PRIMO.
Этот эжекционный доводчик может встраиваться в подоконник, в пол или может размещаться под потолком.
А здесь можно увидеть комфортный модуль PARASOL, который также является эжекционным доводчиком.
На нашем сайте в разделе систем охлаждения можно подробнее ознакомиться с техническими характеристиками, принципами работы и особенностями функционирования различных эжекционных доводчиков и охлаждающих балок.
Сравнение различных систем
Рассмотрим подробнее разные системы для снятия теплоизбытков помещения в сравнении.
Свежий воздух
Первый важный критерий, по которому мы предлагаем оценить климатические системы — это наличие свежего приточного воздуха в помещении. Для систем со снятием теплоизбытков объемами воздуха и водяной климатической системы обеспечение помещения свежим приточным воздухом является неотъемлемым условием работы этих систем. Климатические системы на базе фанкойлов или сплит-систем свежий приточный воздух не доставляют в помещения, а охлаждают и «гоняют» один и тот же воздух внутри помещения. А если в помещение необходимо доставить свежий приточный воздух, то в дополнение к фанкойлам и сплитам устанавливается отдельная приточно-вытяжная вентиляционная система.
Вторым сравнительным критерием комфортной эксплуатации являются шумовые характеристики климатической системы. Самыми бесшумными системами являются системы со снятием теплоизбытков объемами воздуха и водяная климатическая система (т.е. эжекционные доводчики), т.к. в них отсутствуют шумящие агрегаты (вентиляторы, жужжащие конденсатные насосы).
Электропитание
Третья особенность водяной климатической системы вытекает из второй — это отсутствие необходимости прокладки линий электропитания для ее агрегатов, тогда как в случае с системами на базе фанкойлов или сплит-систем прокладки электропитания избежать не удастся — для вентиляторов и насосов фанкойлов и кондиционерных блоков необходимо электроснабжение.
Фильтры
В агрегатах водяных климатических системах и в системах со снятием теплоизбытков объемами воздуха отсутствуют фильтры внутри обслуживаемых помещений (внутренние блоки сплит-систем и агрегаты фанкойлов оборудованы фильтрами). Эта особенность избавляет заказчика от дополнительных затрат на обслуживающий персонал, который будет готовить систему перед сезоном эксплуатации, чистить фильтры, ремонтировать и обслуживать вентилятор и насос дренажа.
Система дренажа
У водяной климатической системы, в отличие от систем на базе фанкойлов или сплит-систем, отсутствует система дренажа, т.к. она работает в безконденсатном режиме. А это значит, что при эксплуатации эжекционных доводчиков не будет проблем, связанных с организацией отвода конденсата, соблюдением уклона дренажных труб, защиты от запаха и бактерий.
Еще в водяной климатической системе на базе эжекционных доводчиков мы не «сливаем» холод в конденсат (речь идет о холодной воде, образующейся на конденсационных блоках), благодаря чему в данной системе можно снизить капитальные затраты на холодильный агрегат (чиллер), а в некоторых случаях можно перейти на типоразмер оборудования ниже, потому что явный холод, переданный в помещение от эжекционного доводчика, равняется полной холодильной мощности. Для сравнения: в системе на базе фанкойлов или сплит-систем «сливается» в конденсат порядка 20-30% холодильной мощности агрегата.
Регулировка и автоматика
При организации в здании климатической системы со снятием теплоизбытков воздухом нет возможности поддерживать заданную температуру в отдельном помещении, в отличие от систем на базе фанкойлов, сплит-систем и водяной климатической системы, так как их агрегаты, влияющие на охлаждение или нагрев воздуха, расположены в обслуживаемых помещениях или вблизи них. Т.е. система со снятием теплоизбытков воздухом создает фоновую температуру в помещениях дома. Однако возможность и регулировки температуры воздуха с помощью системы снятия теплоизбытков воздухом в отдельных помещениях есть. Это достигается путем изменения расхода воздуха по помещениям (т.е. организуется система с переменным расходом воздуха), что удорожает систему в целом. Поясняем:
Вследствие того, что водяная климатическая система способна как охлаждать, так и отапливать помещение, поэтому она оборудуется системой автоматики, которая точно следит за температурой в помещении и не допускает одновременной работы охлаждения и нагрева (к примеру, работу сплит-системы или системы на базе фанкойлов очень сложно согласовать с работой системы отопления).
Теперь для наглядности все сравнительные данные по трем климатическим системам мы оформим в таблице.
Критерии для сравнения | Система со снятием теплоизбытков объемами воздуха | Система со снятием теплоизбытков фанкойлами и сплит-системами | Система со снятием теплоизбытков водяной климатической системой |
Наличие притока свежего воздуха в помещение | + | — | + |
Отсутствие шумящих агрегатов внутри обслуживаемых помещений (вентилятор фанкойла) | + | — | + |
Отсутствие необходимости прокладки электропитания | + | — | + |
Отсутствие необходимости чистки фильтров и обслуживания | + | — | + |
Отсутствие необходимости прокладки системы дренажа и холодоносителя | + | — | +/- |
Регулирование температуры в обслуживаемом помещении** | +** | + | + |
** — регулировка температуры в обслуживаемом помещении возможна путем изменения объема воздуха, подаваемого в помещение. В этом случае данная система становится системой с переменным расходом воздуха.
Вывод
Климатическая система со снятием теплоизбытков объемами воздуха хорошо подходит для зданий и помещений с небольшими теплоизбытками. Она может быть установлена в частном жилье, коттеджах и квартирах.
Системы на базе фанкойлов или сплит-системы лучше устанавливать в помещениях с большими теплоизбытками, где нужно форсировать охлаждение. Они могут применяться в магазинах, супермаркетах и офисах с большим остеклением.
Рекомендация Swegon
Компания Swegon рекомендует применение водяных климатических систем (эжекционных доводчиков, охлаждающих балок) типа Primo, Parasol, Baltic и других для организации комфортного климата в жилых помещениях квартир, коттеджей, других типов частного жилья, а также в помещениях офисного типа, гостиниц, объектов здравоохранения и им подобных.
Для обеспечения максимальной надежности работы климатической системы в целом и достижения высоких показателей энергосбережения, данные системы рекомендуется применять с автоматикой производства Swegon.
Потолочный эжекционный доводчик = охлаждающая балка
Часто в интернете пользователи ищут отличия между эжекционными доводчиками и охлаждающими балками. Дело в том, что отличия отсутствуют, так как охлаждающая балка и является потолочным эжекционным доводчиком, используя принцип эжекции для втягивания внутрь и смешивания воздуха внутри своего корпуса без вентиляторов.
Доводчики эжекционные
Эжекционные доводчики «Technoheat» для обогрева, охлаждения и вентиляции воздуха.
Эжекционные доводчики «Technoheat» являются климатическими приборами, назначение которых — децентрализованный обогрев или охлаждение воздуха в помещении посредством наружного приточного воздуха без применения вентиляторов.
Доводчик состоит из камеры первичного воздуха, блока эжекционных сопел, смесительной камеры, входного патрубка первичного воздуха.
Следует отметить, что, в отличие от классических радиаторов отопления и внутрипольных конвекторов температура подаваемого в радиатор теплоносителя не превышает 40˚С, а в «летнем режиме» температура хладоносителя составляет 14˚С, что исключает образование конденсата.
Таким образом, доводчик эжекционный объединяет в одном конструктивном решении возможность обеспечения воздухопритока, элементов системы отопления и охлаждения внутреннего воздуха. Он может крепиться внутри конструкции пола (внутрипольный), на стене (настенный), на потолке (потолочный).
Преимущества эжекционных доводчиков «Technoheat»
Подоконная эжекционная система высота оборудования с коммуникациями 450 мм
Скрытое за потолочное размещение высота аппарата 200 мм
Эжекционный доводчик, встраиваемый в конструкцию пола
Возможный комплект поставки:
Эжекционные доводчики в СКВ гостиниц
В этой статье описываются методы повышения санитарно-гигиенических качеств воздушной среды и снижение расходов энергии при работе СКВ в номерах гостиниц
Для обслуживания номеров гостиниц в странах Европы широко применяются системы кондиционирования воздуха (СКВ) с установкой под окнами эжекционных доводчиков (ДЭ). Например, на фото 1 показана иллюстрация гостиницы «Дунай Интерконтиненталь» (город Будапешт), в номерах которой под окнами смонтированы ДЭ. Принцип работы ДЭ показан на рис. 1.
От центрального кондиционера по системе воздуховодов подготовленный приточный наружный воздух поступает в первичную камеру ДЭ 1 в количестве санитарной нормы для обитаемой комнаты гостиничного номера. Санитарная норма приточного наружного воздуха выходит из сопел 2 и через оребрения теплообменника 3 эжектирует из обитаемой зоны номера внутренний воздух 4. Температура воздуха в номере контролируется датчиком, который имеет импульсную связь с автоматическими клапанами на трубопроводах подачи в теплообменник 3 горячей или холодной воды. В холодный период года в номере поддерживается комфортная температура воздуха tв от 20 до 22 °C.
При tв = 20 °C в теплообменник 3 подается расчетный расход горячей воды. При достижении температуры tв 22 °C автоматический клапан закрывает поступление в теплообменник 3 горячей воды. При дальнейшем возрастании tв до 23 °C датчик контроля температуры воздуха подает команду на начало поступления в теплообменник 3 холодной воды.
При возрастании температуры tв до 25 °C в теплообменник 3 поступает расчетный расход холодной воды. Жильцы номеров могут сами настраивать датчик на желаемую температуру внутреннего воздуха tв в обитаемой комнате.
Смесь приточного наружного и эжектируемого внутреннего воздуха через приточную решетку эжекционного доводчика 5 поступает в обслуживаемое помещение. Вытяжка загазованного и влажного воздуха осуществляется из верхней зоны санузла, располагаемого рядом с входным тамбуром в номер.
В холодном климате большинства районов России энергетически целесообразно использовать теплоту вытяжного воздуха для нагрева санитарной нормы приточного наружного воздуха. Поэтому предлагается энергосберегающая система СКВ с двухступенчатой рекуперацией тепла вытяжного воздуха, принципиальная схема которой для обслуживания номеров гостиниц показана на рис. 2.
В центральном приточном агрегате готовится суммарный расход приточного наружного воздуха ΣLпн, который очищается в фильтре 6 и нагревается от теплоты выбросного вытяжного воздуха ΣLу в двух ступенях рекуперации. В первой ступени рекуперации наружный воздух нагревается в теплоотдающем теплообменнике 7, в трубки которого от работы насоса (на рис. 3 не показан) поступает антифриз, нагретый в трубках теплообменника 8, где охлаждается и осушается влажный теплый вытяжной воздух ΣLу, забираемый вытяжным вентилятором 12 из санузлов гостиничных номеров. В расчетных условиях, благодаря утилизации теплоты вытяжного воздуха в теплоизвлекающем теплообменнике 8, приточный воздух в теплоотдающем теплообменнике 7 нагревается на 22 °C.
Во второй ступени рекуперации, от работы компрессора (на рис. 2 не показан), между теплообменниками 9 и 10 циркулирует рабочий агент (обычно фреон). В режиме нагрева приточного наружного воздуха ΣLпн, в теплообменник 9 компрессором нагнетаются горячие пары фреона. При прохождении со стороны оребрения трубок теплообменника 9 холодного воздуха происходит охлаждение в трубках фреона и переход его паров в жидкое состояние. При охлаждении и конденсации фреона в трубках теплообменника 9 температура приточного наружного воздуха со стороны оребрения трубок повышается на 14 °C. Жидкий фреон с помощью компрессора через терморегулирующее автоматическое устройство (не показан), поступает в трубки теплообменника 10 при низком давлении. Это обуславливает кипение фреона в трубках теплообменника 10 и дальнейшее охлаждение и осушение вытяжного воздуха.
Охлажденный и осушенный вытяжной воздух Lу посредством работы вентилятора 12 выбрасывается в атмосферу, а нагретый приточный наружный воздух Lпн по присоединительным воздуховодам 1 поступает в ДЭ.
Отличительной особенностью применения ДЭ под окном номера в гостинице по схеме на рис. 2 по сравнению со схемой на рис. 1, является эжекция внутреннего воздуха из верхней зоны номера с его спуском по поверхности остекления окна. Под потолком в номере зимой воздух имеет температуру до 24 °C и его эжекция в ДЭ по поверхности холодного остекления окна обеспечивает нагрев холодного стекла. Это исключает обмерзание и обеспечивает снижение отрицательной радиации от поверхности остекления зимой, что улучшает тепловую комфортность людей в номере.
Второй отличительной особенностью является поступление приточного воздуха от ДЭ непосредственно в зону обитания людей. От людей, отделочных материалов и бытового оборудования выделяются тепло, водяные пары, вредные газы и запахи, которые имеют температуру выше tв. Поэтому эти вредные выделения поднимаются под потолок и через вытяжное отверстие в санузле удаляются от работы вытяжного вентилятора 12.
При традиционной схеме вентиляции, когда приточный воздух поступает в обитаемое пространство гостиничного номера из верхней зоны помещения, происходит вовлечение приточной струей поднимающихся вверх вредных выделений и возвращение до 60 % этих «вредностей» обратно в зону обитания людей. Такая организация воздухообмена значительно ухудшает санитарно-гигиенические качества воздушной среды в зоне нахождения людей.
В схеме на рис. 2 приточный воздух вытесняет «вредности» под потолок, что отвечает наиболее качественной, по санитарно-гигиеническим требованиям, схеме «вытесняющей вентиляции». В летний период года приточный наружный воздух Lпн нужно охлаждать и осушать. В этом режиме насос первой ступени рекуперации останавливается и прекращает циркуляцию антифриза через теплообменники 7 и 8.
Во второй ступени рекуперации автоматический четырехходовой вентиль (на схеме рис. 2 не показан) переключает направление движения фреона. Первоначально компрессор нагнетает горячие пары в трубки теплообменника 10. Проходящий со стороны оребрения трубок теплообменника 10 вытяжной воздух Lу обеспечивает отвод теплоты конденсации фреона. Жидкий фреон через терморегулирующее устройство поступает в трубки теплообменника 9. При кипении фреона в трубках теплообменника 9, проходящий со стороны оребрения приточный воздух Lпн охлаждается и осушается. Изменением числа оборотов электродвигателя компрессора достигается требуемое охлаждение приточного воздуха и снижение суточных расходов электроэнергии на поддержание комфортного микроклимата в гостиничном номере.
В отечественной практике получили применение местно-центральные СКВ с вентиляторными доводчиками-фанкойлами. На рис. 3 представлена принципиальная схема такой СКВ.
За подвесным потолком коридора смонтирован приточный воздуховод 1. От него через отвод, глушитель и регулятор расхода 3, санитарная норма приготовленного приточного наружного воздуха через приточную камеру 6 поступает к приточной решетке, расположенной под потолком жилой комнаты гостиничного номера. За подвесным потолком входного тамбура смонтирован вентиляторный доводчик-фанкойл 4. Через решетку 5 рециркуляционный воздух из тамбура забирается в фанкойл 4. В последнем имеется теплообменник, который по двухтрубной схеме соединен трубопроводами с источником снабжения горячей водой с температурным перепадом 80–65 °C. Работа фанкойла 4 обеспечивает воздушное отопление номера. Для устранения обмерзания и отрицательной радиации от остекления окон в их нижней части установлены электроконвекторы 11.
Вытяжка загазованного, отепленного, влажного воздуха осуществляется через вытяжное устройство по отводу 9, присоединенному к магистральному вытяжному воздуховоду 10. Для экономии электроэнергии в проекте принято, что вытяжка начинает работать только с включением освещения санузла. Из-за подобного «периодического» режима работы вытяжки вредные выделения в таких помещениях будут накапливаться и попадать непосредственно на рециркуляцию в фанкойл.
Расположение рециркуляционной решетки 5 в подвесном потолке тамбура, напротив двери в санузел, создает условия, при которых большую часть времени суток в фанкойл 4 забирается на рециркуляцию загрязненный и влажный воздух из санузла 7. Это приводит к значительному ухудшению санитарно-гигиенических качеств приточного воздуха, поступающего в жилую комнату гостиничного номера.
Снабжение теплообменников фанкойлов 4 осуществляется по четырехтрубной схеме. В переходный период года номера на облученном солнцем фасаде гостиницы нуждаются в охлаждении. В теплообменники фанкойлов 4 этих номеров поступает холодная вода и охлаждается рециркуляционный воздух.
В номерах со стороны фасадов, находящихся в тени, требуется отопление, что достигается поступлением в теплообменник фанкойлов 4 горячей воды. В табл. 4 [1] на стр. 20 приведены удельные показатели расхода тепла и холода в СКВ гостиницы. В каждый номер общей площадью 40 м2 подается 100 м3/ч приточного наружного воздуха. На расчетный нагрев этого воздуха до tв = 20 °C (климат Москвы, при tнх = –28 °C) требуется Qт.пн = 100 × (20 + 28)/3,6 = 1733 Вт.
На СКВ по данным табл. 4 [1] расходуется тепла 84 Вт/м2, что на номер площадью 40 м2 составит Qт.СКВ = 3360 Вт. Эти расчеты показывают, что в проекте СКВ нет энергосберегающих мероприятий. В предлагаемом нами варианте, с применением в номерах эжекционных доводчиков (ДЭ) и использованием в СКВ схемы с двухступенчатой рекуперацией тепла вытяжного воздуха, в номера к ДЭ будет поступать приточный наружный воздух, нагретый с tнх = –28 °C до tпн = 8 °C. Расход тепла в ДЭ на догрев воздуха до tв = 20 °C составит Qт.предл = 100 × (20 – 8)/3,6 = 407 Вт.
По сравнению с традиционной схемой СКВ для гостиниц, описанной в статье, расход тепла на нагрев санитарной нормы приточного наружного воздуха в СКВ с ДЭ по предлагаемой схеме понизился в 1733/407 = 4,3 раза.
Дополнительным преимуществом СКВ по предлагаемой схеме является поступление приточного воздуха в зону обитания людей в номере и исключение возможности смешения приточного воздуха с загазованным и влажным воздухом из санузла, как это имеет место в схеме СКВ по рис. 3. Кроме этого, в теплый период года температура и энтальпия вытяжного воздуха, удаляемого вытяжной вентиляцией, будет значительно выше чем tв = 25 °C. Это обеспечивает до 40 % снижение расхода холода на отведение расчетных теплопритоков в номерах гостиниц.
1. Flakt. Catalogue 84. Air Conditioning Systems for Hotels
Эжекционные доводчики в системах кондиционирования воздуха гостиниц
Эжекционные доводчики в системах кондиционирования воздуха гостиниц
Принцип работы СКВ с эжекционными доводчиками. СКВ с эжекционными доводчиками и двухступенчатой рекуперацией тепла вытяжного воздуха.
Сравнение СКВ с эжекционными доводчиками и двухступенчатой рекуперацией тепла вытяжного воздуха и местно-центральной СКВ с вентиляторными доводчиками (фанкойлами)
Принцип работы эжекционных доводчиков
Для обслуживания номеров гостиниц в европейских странах широко используются системы кондиционирования воздуха (СКВ) с эжекционными доводчиками (ДЭ), установленными под оконными проемами помещений. Примером может послужить отель «Дунай Интерконтиненталь» в Будапеште (рис.1).
Рис. 1. Гостиница «Дунай Интерконтиненталь»
От центрального кондиционера на крыше здания подготовленный приточный наружный воздух по вертикальным каналам через отводы 1 (рис.2) поступает к ДЭ в количестве, соответствующем санитарной норме для обитаемой комнаты гостиничного номера. Этот объем приточного наружного воздуха выходит из сопел 2 и через оребрения теплообменника 3 эжектирует внутренний воздух 4 из обитаемой зоны номера. Температура воздуха в номере контролируется датчиком, который имеет импульсную связь с автоматическими клапанами на трубопроводах подачи в теплообменник 3 горячей или холодной воды. В холодное время года в номере поддерживается комфортная температура воздуха tв от 20 до 22°С. При tв=+20°С в теплообменник 3 подается расчетный расход горячей воды. При достижении tв=+22°С автоматический клапан закрывает поступление горячей воды в теплообменник 3. При дальнейшем возрастании tв до 23°С датчик контроля температуры воздуха подает команду на начало подачи в теплообменник 3 холодной воды. При возрастании tв до 25°С в теплообменник 3 поступает уже расчетный расход холодной воды. Жильцы номеров могут самостоятельно настраивать датчик контроля на желаемую температуру внутреннего воздуха tв в обитаемой комнате.
Смесь приточного наружного и эжектируемого перемещаемого внутреннего воздуха через эжекционный доводчик поступает в обслуживаемое помещение. Вытяжка загазованного и влажного воздуха осуществляется из верхней зоны санузла, располагающегося рядом с входным тамбуром номера. В холодном климате большинства регионов России энергетически целесообразно использовать теплоту вытяжного воздуха на нагрев санитарной нормы приточного наружного воздуха.
Рис. 2. Принципиальная схема работы эжекционных доводчиков, смонтированных под окнами в гостинице «Дунай Интерконтиненталь»
1 – поступление санитарной нормы наружного воздуха от центрального приточного агрегата; 2 – выход из сопел наружного воздуха, количество которого отвечает санитарной норме; 3 – теплообменник, снабжаемый горячей или холодной водой из централизованых источников; 4 – выбрасываемый из помещения воздух.
СКВ с эжекционными доводчиками и двухступенчатой рекуперацией тепла вытяжного воздуха
В России разработана энергосберегающая СКВ с эжекционными доводчиками и двухступенчатой рекуперацией тепла вытяжного воздуха. На рис. 3 показана принципиальная схема этой системы для обслуживания гостиничных номеров.
В холодном климате большинства регионов России энергетически целесообразно использовать теплоту удаляемого воздуха для нагрева санитарной нормы приточного наружного воздуха.
В центральном приточном агрегате готовится суммарный расход приточного наружного воздуха ΣLпн, который очищается в фильтре 6 и нагревается от теплоты удаляемого воздуха ΣLу в двух ступенях рекуперации. В первой ступени наружный воздух нагревается в теплоотдающем теплообменнике 7, в трубки которого подается насосом (на рис. 3 не показан) антифриз, нагретый в трубках теплообменника 8, где охлаждается и осушается влажный теплый удаляемый воздух ΣLу, забираемый вытяжным вентилятором 12 из санузлов гостиничных номеров. В расчетных условиях благодаря утилизации теплоты удаляемого воздуха в теплоизвлекающем теплообменнике 8 приточный воздух в теплоотдающем теплообменнике 7 нагревается на 22°Ñ.
Во второй ступени рекуперации с помощью компрессора (на схеме рис. 3 не показан) между теплообменниками 9 и 10 циркулирует рабочий агент (обычно фреон R-22). В режиме нагрева приточного наружного воздуха ΣLпн в теплообменник 9 компрессором нагнетаются горячие пары фреона R-22. При прохождении холодного воздуха со стороны оребрения трубок теплообменника 9 в трубках происходит охлаждение фреона R-22 и его пары переходят в жидкое состояние. В ходе этого процесса температура приточного наружного воздуха со стороны оребрения трубок повышается на 14 °С. Жидкий фреон R-22 с помощью компрессора через терморегулирующее автоматическое устройство (на схеме рис. 3 не показано) поступает в трубки теплообменника 10 при низком давлении. В результате фреон в этих трубках закипает, и происходит дальнейшее охлаждение и осушение вытяжного воздуха. Охлажденный и осушенный вытяжной воздух ΣLу вентилятором 12 выбрасывается в атмосферу, а нагретый приточный наружный воздух ΣLпн по присоединительным воздуховодам 1 поступает в эжекционный доводчик.
Отличительной особенностью использования эжекционного доводчика под окном гостиничного номера по схеме рисунка 3 в сравнении с системой, представленной на рисунке 2, является эжекция внутреннего воздуха из верхней зоны номера с его спуском по поверхности остекления окна. Под потолком в номере зимой воздух имеет температуру до 24 °С и его всасывание в ДЭ по поверхности холодного остекления окна обеспечивает нагрев холодного стекла. Тем самым исключается обмерзание и обеспечивается снижение отрицательной радиации от поверхности остекления, что, в свою очередь, создает более комфортные условия в номере.
Другой отличительной особенностью является поступление приточного воздуха от эжекционного доводчика непосредственно в зону обитания людей. Отделочные материалы, бытовое оборудование и люди в помещении выделяют тепло, водяные пары, вредные газы и запахи, имеющие температуру выше температуры воздуха tв. Поэтому указанные вредные выделения поднимаются под потолок и через вытяжное отверстие в санузле удаляются с помощью вытяжного вентилятора 12.
Если приточный воздух подавать из верхней зоны помещения, то он вовлекает в свою струю поднимающиеся вверх вредные воздушные массы, и в результате до 60% вредного потока возвращается в зону обитания людей. Такая конфигурация воздухообмена значительно ухудшает санитарно-гигиенические качества воздушной среды в помещении.
Отделочные материалы, бытовое оборудование и люди выделяют тепло, водяные пары, вредные газы и запахи, имеющие температуру выше температуры воздуха и поэтому поднимающиеся к потолку.
В схеме на рис. 3 приточный воздух вытесняет под потолок загрязненные воздушные массы, что, согласно санитарно-гигиеническим требованиям, отвечает наиболее качественной конфигурации «вытесняющей вентиляции».
В летнее время приточный наружный воздух ΣLпн необходимо охлаждать и осушать. В этом случае насос первой ступени рекуперации останавливается и прекращает циркуляцию антифриза через теплообменники 7 и 8. Во второй ступени рекуперации автоматический 4-ходовой вентиль (на рис. 3 не показан) переключает направление движения фреона R-22. Первоначально компрессор нагнетает горячие пары в трубки теплообменника 10. Проходящий со стороны оребрения трубок этого теплообменника вытяжной воздух ΣLу обеспечивает отвод теплоты конденсации фреона. Жидкий фреон через терморегулирующее устройство поступает в трубки теплообменника 9. При кипении фреона в его трубках проходящий со стороны оребрения приточный воздух ΣLпн охлаждается и осушается. Изменением скорости вращения электродвигателя компрессора достигается требуемое охлаждение приточного воздуха и снижение суточных расходов электроэнергии на поддержание комфортного микроклимата в гостиничном номере.
Местно-центральные СКВ с вентиляторными доводчиками (фанкойлами)
Рис. 4. Принципиальная схема СКВ в гостинице с использованием местных вентиляторных доводчиков (фанкойлов)
В отечественной практике используются местно-центральные СКВ с вентиляторными доводчиками (фанкойлами). На рис. 4 представлена принципиальная схема такой СКВ [2]. За подвесным потолком коридора смонтирован приточный воздуховод 1. Санитарная норма приготовленного приточного наружного воздуха, поступая через отвод, глушитель и регулятор расхода 3, проходит через приточную камеру 6 и направляется к приточной решетке, расположенной под потолком жилой комнаты гостиничного номера. За подвесным потолком входного тамбура смонтирован вентиляторный доводчик (фанкойл) 4. Через решетку 5 рециркуляционный воздух из тамбура забирается в фанкойл 4, где находится теплообменник, соединенный по двухтрубной схеме с источником снабжения горячей водой с температурным перепадом 80-65 °С. Работа фанкойла 4 обеспечивает воздушное отопление номера. Для устранения обмерзания и отрицательной радиации от остекления окон в их нижней части установлены электрические конвекторы 11.
Вытяжка загазованного отепленного влажного воздуха осуществляется через вытяжное устройство по отводу 9, присоединенному к магистральному вытяжному воздуховоду 10. Для экономии электроэнергии в схеме принято, что вытяжка из санузла 7 осуществляется не постоянно, а периодически. Как отмечается в статье [2], большую часть времени будет создаваться положительный дисбаланс, так как система вытяжки работает только при включении света в ванной.
Расположение рециркуляционной решетки 5 в подвесном потолке тамбура напротив двери в санузел создает условия, при которых большую часть суток загрязненный и влажный воздух из санузла 7 забирается в фанкойл 4 на рециркуляцию. Это приводит к значительному ухудшению санитарно-гигиенических характеристик приточного воздуха, поступающего в жилую комнату гостиничного номера.
Снабжение теплообменников фанкойлов 4 осуществляется по 4-трубной схеме. В переходный период года номера на облученном солнцем фасаде гостиницы нуждаются в охлаждении. В теплообменники фанкойлов 4 соответствующих номеров поступает холодная вода и снижается температура рециркуляционного воздуха. В номерах со стороны фасадов, находящихся в тени, требуется отопление, обеспечиваемое подачей горячей воды в теплообменник фанкойлов 4.
Qт.пн. = 100•1,3•1 (20+28)/3,6 = 1733 Вт.
QтСКВ = 40•84 = 3360 Вт
Эти расчеты показывают, что в проекте СКВ [2] не предусмотрены энергосберегающие мероприятия.
QТ.ДЭ = 100•1,22•1 (20 – 8)/3,6 = 407 Вт
В сравнении с традиционной схемой СКВ для гостиниц [2] расход тепла на нагрев санитарной нормы приточного наружного воздуха в СКВ с ДЭ (рис. 3) значительно снизится и будет в 4,3 раза меньше (1733 Вт/407 Вт = 4,3).
Дополнительным преимуществом СКВ с ДЭ по схеме, приведенной на рис. 3, является поступление приточного воздуха в жилую зону номера и исключение возможности смешения приточного воздуха с загазованным и влажным воздухом из санузла, как это имеет место в схеме СКВ по рис. 4. Кроме того, в теплое время года температура и энтальпия воздуха, удаляемого вытяжной вентиляцией, будут значительно выше tв = +25 °С. Тем самым обеспечивается снижение расхода холода на отведение расчетных теплопритоков в номерах гостиниц до 40%.
Литература, использованная при подготовке материала:
Олег Кокорин,
старший научный консультант ЗАО «Обитель», д.т.н., профессор
Игорь Лимонтов,
менеджер по развитию бизнеса ЗАО «Обитель»