Введение

   Постоянное и всестороннее улучшение условий труда, быта и отдыха трудящихся является главной социальной задачей Советского государства. Важную роль в создании этих условий и повышении производительности труда играют системы вентиляции (СВ) и системы кондиционирования воздуха (СКВ).

   В производственных помещениях СКВ создают тепловлажностные условия, подвижность и чистоту воздушной среды, необходимые для технологического процесса. В таких отраслях, как химическая, текстильная, легкая, пищевая, металлообрабатывающая, приборостроительная, оптическая, электронная, радиотехническая, полиграфическая и в ряде других технологическое КВ получило широкое распространение. Области и объем применения СКВ в промышленных и гражданских зданиях постоянно расширяется. Выпуск основного оборудования для СКВ с 1960 по 1970 г. возрос более чем в 6 раз.

   Разнообразие кондиционируемых помещений и требований к СКВ, значительные капиталовложения и большая энергоемкость этих систем потребовали разработки и применения новых, более экономичных схем обработки воздуха и методов регулирования его параметров. Для производств с быстроизменяющейся («гибкой») технологией, научно-исследовательских учреждений, административных и общественны зданий с большим остеклением, периметральным расположением помещений, объектов с периодическим режимом работы характерна изменчивость тепловых ∑Qизб и влажностных нагрузок ∑Wизб. Для достижения постоянства или требуемого закона изменения параметров воздушной среды при этих условиях особое значение приобретает автоматическое регулирование.

   Если рассматривать в качестве регулируемого параметра температуру внутреннего воздуха tв.ср, то ее постоянство в соответствии с соотношением tв.ср = tпр + 3,6∑Qизб/срG можно обеспечить:

- изменением температуры приточного воздуха tпр при неизменном его расходе G; такой метод регулирования называют качественным;

- изменением расхода G приточного и удаляемого воздуха при неизменной температуре tпр; этот метод называют количественным регулированием.

   Аналогичное регулирование можно использовать для поддержания влагосодержания dв.ср = dпр + ∑Wизб/срG и тем самым относительной влажности воздуха в помещении φв (при постоянной tв.ср).

   В настоящем времени в технике КВ бóльшее распространение получило качественное регулирование. Методам регулирования посвящено много работ [32, 40, 54, 21, 29 и др.]. В этих работах отмечается, что в зависимости от производительности СКВ, колебания нагрузки, зонирования и других показателей удается реализовать ряд преимуществ количественного метода регулирования параметров:

- снижается расчетная производительность многозональных СКВ и холодопроизводительность установок; если при качественном регулировании расчетная нагрузка определяется как сумма максимальных нагрузок, то при количественным регулировании она определяется максимальной суммой часовых нагрузок. Это сокращает капитальные и эксплуатационные затраты на СКВ и холодильные установки, уменьшает площади, занимаемые оборудованием и т.п.;

- сокращаются эксплуатационные затраты тепла, холода и электроэнергии, сопутствующие снижению расходов приточного и вытяжного воздуха; снижаются тепловые мощности и затраты на фильтры;

- упрощаются конструктивные решения, освобождаются площади, занимаемые бойлерами с автоматикой, трубопроводами и арматурой к зональным доводчикам, упрощается аэродинамическая наладка расходов в ответвлениях и зональных доводчиков;

- обеспечивается бóльшая гибкость эксплуатационных режимов работы СКВ, допускается присоединение и отключение ответвлений без нарушения режима работы остальных; воздушный клапан имеет меньшую инерционность, чем доводчик-калорифер;

- в правильно рассчитанной схеме воздухораспределения снижение расхода воздуха в зимнем режиме уменьшает среднюю подвижность воздуха, это имеет положительное гигиеническое значение, с другой стороны, при снижении подвижности уменьшается коэффициент турбулентного обмена [50], повышается эффективность улавливания местными отсосами вредных веществ и уменьшается их испарение с открытых поверхностей.

   Логическая обоснованность количественного регулирования состоит в том, что не допускается перерасход приточного и вытяжного воздуха. Количество воздуха как бы «следит» за тепловой (или влажностной) нагрузкой помещения.

   Отмеченные преимущества привлекают к этому методу регулирования внимание специалистов по кондиционированию воздуха и вентиляции. Постепенно количественное регулирование находит все более широкое применение. В обзоре техники КВ [15] отмечается, что повышение эффективности СКВ достигается применением количественного регулирования. В решениях VI научно-технического совещания по КВ (1973 г.) количественное регулирование отмечено как перспективное и рекомендовано к широкому применению. Для условий США, где СКВ потребляют 18% производимой электроэнергии, количественное регулирование считают основным путем снижения энергозатрат [62]. W.Grath указывает [55], что по английским прогнозам к 1985 г. бóльшая часть СКВ будет работать с переменным расходом воздуха.

   В отечественной и зарубежной литературе отмечается применение количественного регулирования в зданиях различного назначения: научно-исследовательских институтах [14, 30, 32], административных зданиях [19, 13, 58, 59], общественных зданиях различного назначения [13, 16, 56], на текстильных предприятиях, заводах химического волокна [6, 28, 43] и в других производствах [10, 54, 57], а также в животноводческих и птицеводческих помещениях.

   Уже в настоящее время количественное регулирование предусматривается в проектах таких ведущих институтов, как Промстройпроект, ГПИ-1, Проектпромвентиляция и др. Практическое применение количественного регулирования основывается на теоретических м экспериментальных исследованиях процессов и оборудования, специфического для количественного регулирования. Среди них:

- разработка теоретических основ, схем и методов оценки экономических показателей количественного метода регулирования;

- разработка и исследование оборудования для центрального регулирования производительности вентиляторов и зонального регулирования расходов в ответвлениях;

- исследование и разработка методов расчета систем воздухораспределения при переменных расходах воздуха;

- исследование и разработка методов расчета переменных аэродинамических режимов (ПАР) в разветвленных вентиляционных сетях многозональных СКВ и методов устранения ПАР;

- теоретические и экспериментальные исследования помещения как объекта регулирования температуры, а также динамических характеристик оборудования СКВ и воздуховодов.

   К настоящему времени отечественная промышленность наладила серийный выпуск специфического для количественного регулирования оборудования и средств автоматизации. Это, прежде всего, индукторные муфты скольжения, направляющие аппараты для вентиляторов разных номеров, воздушные клапаны с электро- и пневмоприводом, современные конструкции терморегуляторов, дифманометры на различные перепады давлений, командные приборы к ним и др.

   При написании книги автор стремился на основании системного подхода дать общие представления и разносторонний анализ процессов, происходящих в СКВ с количественным регулированием. Приводимые теплофизические, аэродинамические, климатологические и экономические расчеты позволяют представить и оценить проблему комплексно.

   Настоящая работа не претендует на исчерпывающее освещение всех вопросов, связанных с проблемой количественного регулирования. По мнению автора, ряд вопросов еще ждет своего решения, а именно:

- комплексные сравнительные исследования воздухораспределительных устройств и методы расчета систем воздухораспределения при переменных расходах воздуха;

- статические и динамические характеристики основного оборудования СКВ (калорифер, форсуночная камера) при переменных расходах воздуха и схемы регулирования этого оборудования;

- работа СКВ с количественным регулированием совместно с другими системами: СКВ с количественным регулированием, локализующая вентиляция, системы доувлажнения и др., а также количественное регулирование относительной влажности воздуха в помещениях с переменными влаговыделениями;

- натурные исследования характерных схем СКВ и зонирование помещений при переменных расходах воздуха.

   Кроме того, требует накопления, анализа и обобщения пока еще недостаточный опыт наладки и эксплуатации таких систем.

   При работе над книгой автор использовал материалы собственных теоретических и экспериментальных исследований и разработок, выполненных на протяжении 1964 – 1974 гг. в Ленинградском инженерно-строительном институте и Ленинградском технологическом институте холодильной промышленности, а также материалы других исследований.

 

 

📚 Представляем вашему вниманию фундаментальное издание, посвящённое проектированию и расчёту систем кондиционирования воздуха и вентиляции с количественным регулированием. В книге обобщены теоретические и экспериментальные разработки автора, выполненные в 1964–1974 годах, а также накопленный отечественный и зарубежный опыт. Это не просто сборник формул– это системный взгляд на энергоэффективные решения, которые уже сегодня становятся стандартом в климатической технике.

📚 Ваш ключ к современным методам проектирования СКВ

Книга предлагает инженеру-проектировщику стройную методологию перехода от традиционного качественного регулирования (изменение температуры при неизменном расходе) к более гибкому и экономичному количественному регулированию– управлению расходом воздуха при постоянной температуре притока. Такой подход, рекомендованный ещё на VI научно-техническом совещании по КВ (1973 г.) и активно внедряемый ведущими проектными институтами, позволяет:

  • снизить расчётную производительность многозональных СКВ и холодопроизводительность установок;

  • сократить капитальные и эксплуатационные затраты на тепло, холод и электроэнергию;

  • упростить конструктивные решения и аэродинамическую наладку;

  • обеспечить гибкость эксплуатации– подключать и отключать ответвления без нарушения общего режима;

  • улучшить гигиенические показатели (подвижность воздуха) и эффективность местных отсосов.

🔬 Что вы найдёте в книге?

На страницах издания систематизированы основные понятия, расчётные схемы и алгоритмы для систем, работающих с переменным расходом воздуха. Подробно рассматриваются:

  • Методика экономического сравнения количественного и качественного методов регулирования– с цифрами, обоснованиями и критериями выбора.

  • Физико-математический анализ суточных и сезонных колебаний тепловой нагрузки помещения, а также нерегулируемого температурного режима– это позволяет прогнозировать поведение системы в реальных условиях.

  • Новый метод определения расчётной тепловой нагрузки с учётом теплоаккумуляции ограждающих конструкций и допустимого кратковременного превышения температуры– более точный, чем традиционные подходы.

  • Основы расчёта процессов и выбора оборудования при переменных расходах воздуха– от вентиляторов до воздушных клапанов с электро- и пневмоприводом.

  • Рекомендуемый порядок расчёта и практические примеры для каждой ключевой задачи– вы сможете сразу применить знания в своей работе.

Особое внимание уделено вопросам аэродинамики разветвлённых сетей, методам устранения переменных аэродинамических режимов (ПАР) и динамическим характеристикам оборудования (калориферы, форсуночные камеры) при изменяющихся расходах.

🏆 Кому адресована эта книга?

Издание станет незаменимым помощником для широкого круга специалистов:

  • Инженеры-проектировщики систем вентиляции и кондиционирования– получат готовые алгоритмы и обоснованные рекомендации по выбору оптимальных схем.

  • Специалисты по автоматике и управлению– найдут детальный анализ объектов регулирования и принципов построения систем контроля.

  • Экономисты и технические эксперты– оценят методики сравнения затрат и расчёта эффективности капиталовложений.

  • Научные сотрудники и преподаватели– используют богатый фактический материал, включая данные климатологии, теплофизики и аэродинамики.

  • Магистранты и аспиранты– получат систематизированную базу для курсовых, дипломных и диссертационных работ по энергосберегающим технологиям.

 Книга станет вашим постоянным спутником – от эскизного проекта до пусконаладки, от учебной аудитории до реальной стройки. Используйте её как универсальный инструмент для повышения надёжности, экономичности и качества создаваемых систем микроклимата.