Расчет системы кондиционирования для производственных помещений

Если верить статистике, то около 15% от затрат, связанных с возведением производственных объектов, уходит организацию системы кондиционирования воздуха (СКВ). Она представляет собой комплекс технических средств, в состав которого могут входить следующие приборы и оборудование:

1. Центральные и местные кондиционеры, кондиционеры-теплоутилизаторы
2. Вентиляционно-приточные и вытяжные агрегаты для подачи и циркуляции воздуха
3. Осевые, диаметральные, радиальные и прочие вентиляторы
4. Теплообменные устройства
5. Увлажнители и осушители воздуха

Проект кондиционирования цеха

6. Фильтры и очистители разного спектра действия. 
7. Устройства для глушения шума, возникающего при работе компрессора и иных агрегатов
8. Системы автоматики, блоки управления, прочее вспомогательное оборудование

Грамотно выстроенная система кондиционирования способна решать сразу несколько важных задач:

1. Создание среды, отвечающей гигиеническим и техническим требованиям, изложенным в действующей нормативной документации (ГОСТ 12.1.005-88, ГОСТ Р ЕН 13779-2007, СНиП 41-01-2003, СНиП 2.04.05-91, СанПиН 2.2.4.548-96 и т. д.)
2. Автоматическое поддержание оптимальной температуры воздуха и его уровня влажности
3. Контроль за сохранением внутри закрытого помещения условий, необходимых для протекания технологических процессов и комфортной работы персонала
4. Транспортировка и распределение по эксплуатируемой рабочей зоне чистого воздуха, прошедшего фильтрацию, обеззараживание и проведение обработки иного характера

Как правило, кондиционирование воздуха осуществляется вместе с вентиляцией и отоплением. Однако самые совершенные системы могут выполнять три эти функции, не требуя для каждой из них установки отдельных технических комплексов. 

Ключевым элементом СКВ являются кондиционирующие установки. Они бывают разных типов и подбираются по целому ряду важных параметров. Главным из них является мощность. При ее расчете крайне важно учесть все источники тепла, особенности эксплуатируемого  здания и климатические условия региона размещения. Ошибки в  расчетах могут обернуться серьезными тратами и снижением эффективности производственных процессов. Если мощность кондиционеров окажется недостаточной, то система будет работать на пределе своих возможностей и при этом так и не сможет обеспечить нужных параметров окружающей среды. Это приведет к быстрому износу рабочих элементов и другим неприятным последствиям. Переизбыток же мощности не менее вреден, так как становится причиной чрезмерной нагрузки на инженерные коммуникации и является источником неоправданных расходов на электроэнергию. Чтобы избежать столь опасных недочетов, доверьте подбор оборудования и проектирование СКВ профессионалам с многолетним опытом. Такие ждут вас в компании "Авитек Инжиниринг", где вам готовы оказать оперативную помощь в любом вопросе, касающемся обслуживания производственных помещений разного назначения.

Расчет системы кондиционирования воздуха: ключевые принципы и порядок работ

СКВ бывают центральными, местными неавтономными и автономными. По уровню давления, развиваемому вентиляторами, они делятся на системы низкого, среднего и высокого давления. Также существует классификация по типу действия. Согласно ей, СКВ могут быть прямоточным и рециркуляционными. Чтобы понять, какой тип оборудования подходит для конкретного объекта, и какой мощности должны быть установки, нужно определиться со следующими значениями.

1. Расчетные параметры внутреннего и наружного воздуха для теплого и холодного времени года
2. Объем выделяемых в процессе производства вредных веществ
3. Количество теплопоступлений
4. Уровень тепловых потерь производственного объекта
5. Объем избыточной теплоты внутри помещения
6. Расход кондиционируемого воздуха и кратность воздухообмена

На основе всех этих параметров составляется графическая диаграмма обработки воздуха, проводятся аэродинамические расчеты распределения воздушных масс, а также подбираются холодильные машины и кондиционеры с оптимальной холодопроизводительностью, определятся число вентиляторов, мощность их электродвигателей и другие важные рабочие характеристики будущей системы СКВ. 

Читайте также Промышленные чиллеры: особенности расчета и применения моделей с воздушным охлаждением

Параметры внутреннего и наружного воздуха для теплого, холодного и переходного времени года

Проект кондиционирования промышленного цеха

Преимущества водного пожаротушения

Эти значения можно найти в действующих СНиП. Утвержденные регламенты уже содержат в себе все необходимые численные параметры, которые подбираются в зависимости от следующих факторов:

• Назначение системы кондиционирования
• Климатические условия региона
• Технические характеристики обслуживаемого помещения
• Категория выполняемых работ

Подобрав актуальные числовые значения, можно с легкостью понять, какова средняя температура внутри и снаружи обслуживаемого объекта в разное время года.

Объем выделяемых в процессе производства вредных веществ

В этой части осуществляется расчет количества влаги и углекислого газа, который вырабатывается как работниками, находящимися внутри помещения, так и установленным оборудованием. Конкретные числовые значения во многом зависят от интенсивности труда. Расчетные данные для сотрудников, задействованных в легкой, средней и тяжелой работе, приведены в сводных таблицах действующих СНиПов. Вычисление же параметров воздухообмена для ликвидации вредных паров и газов осуществляется по следующей формуле.

Gв =Pв *Z / (Zв-Zп), где:

• Pв ― плотность воздуха
• Z ― объем вредных веществ, поступающих в помещение (количество грамм в час)
• Zв ― максимально разрешенная концентрация вредных веществ
• Zп ― концентрация вредных веществ в приточном воздухе

Количество теплопоступлений

Для расчета мощности системы кондиционирования важен объем тепла, выделяемого работающим оборудованием и системами освещения. Каждый из этих параметров рассчитывается по своим формулам. К примеру, количество тепла от работающего оборудования, оснащенного электрическим приводом, можно посчитать на основе следующей формулы:

 Qоб = 1000 * Nуст * n * kисп * kв, в котором:

• Nуст ― мощность электродвигателя для одной единицы
• n ― количество установок
• kисп ― коэффициент использования мощности электродвигателя
• kв ― коэффициент одновременности работы оборудования

Значения, полученные по этой формуле, не зависят от времени года.

Для расчета теплопоступлений от осветительных приборов используют другую формулу.

Qoc = 1000 * Noc * n * kв * a, в ней:

• Noc ― мощность одного осветительного прибора
• n ― число установок
• kв ― коэффициент одновременности работы осветительных приборов (зависит от времени года)
• a ― коэффициент, определяемый по типу осветительной установки (регламентируется СНиП)

Читайте также Проектирование и установка систем кондиционирования. Разновидности систем. Нормативы и методология монтажа.

Уровень тепловых потерь  

Главным источником теплопотерь являются окна, а также наружные ограждения (стены, полы, потолочные перекрытия). 

Рассчитать потери тепла, возникающие со стороны оконных проемов, можно по следующей формуле. 

Qост = Fост * k * (tв х - tн х ), где:

• Fост ― суммарная поверхность остекления
• k ― эмпирический коэффициент теплопередачи
• tв х ― расчетная температура воздуха внутри помещения
• tн х ―  расчетная температура воздуха снаружи помещения

Для расчета теплопотерь через стены, потолочные перекрытия и полы используется другое уравнение:

Qогр = Fогр * kогр * (tв х - tн х ) * n, где:

• Fогр ― суммарная поверхность наружных ограждений без учета площади дверных и оконных проемов
• kогр ― эмперический коэффициент теплопередачи
• tв х ― расчетная температура воздуха внутри помещения
• tн х ―  расчетная температура воздуха снаружи помещения
• n ― поправочный коэффициент, зависящий от характера рассчитываемого наружного ограждения

Обратите внимание, что теплопотери рассчитываются только для холодного времени года. Поэтому в формулах участвуют соответствующие расчетные значения температур. Используемые эмпирические коэффициенты (k, kогр и n) подбираются на основе действующих СНиПов.

Читайте также Зачем нужен проект системы кондиционирования воздуха и холодоснабжения?

Объем избыточной теплоты внутри производственного объекта.

Здесь нужно вычислить суммарный объем поступающего тепла и общее количество теплопотерь для конкретного времени года. Разница между этими величинами и будет считаться объемом избыточной теплоты.

Расход кондиционируемого воздуха и кратность воздухообмена

Если в помещении есть избыточность тепла, то массовый расход кондиционируемого воздуха вычисляется по следующей формуле:

Vв =Qизб / (Ср *(tв-tпр)), где:

• Qизб ― избыточная теплота внутри помещения
• Ср ― теплоемкость воздуха
• tв ― расчетная температура воздуха внутри помещения
• tпр ― расчетная температура приточного воздуха

Обратите внимание, что в этом выражении все переменные, кроме теплоемкости воздуха (Ср), являются сезонными, то есть рассчитываются отдельно для теплого и холодного времени года.

Вычислив расход кондиционируемого воздуха, можно переходить к определению кратности воздухообмена. Этот параметр указывает на число циклов обновления воздушной массы за 1 час. Кратность воздухообмена вычисляется по следующей формуле.

N = Vв / Vпом, где:

• Vв ― объем кондиционируемого воздуха
• Vпом ― объем помещения

Как быстро и безошибочно провести расчет мощности кондиционера

Проект кондиционирования цеха пищевой промышленности

Для вычисления рабочих параметров СКВ вы можете воспользоваться специальными сервисами и онлайн-калькуляторами, которые представлены в свободном доступе в сети Интернет. Однако полученные данные могут носить исключительно ознакомительный характер, так как для понимания типа подходящих кондиционеров, их мощности и производительности вентиляторов нужно обладать глубокими специфическими знаниями в области действующих технических и строительных норм, а также санитарно-гигиенических требований к воздуху в производственных помещениях.

Все это, а также богатый опыт в области проектирования систем различного уровня сложности есть у сотрудников “Авитек Инжиниринг”. Эксперты с высоким уровнем профессиональной подготовки помогут вам вычислить все необходимые рабочие параметры системы кондиционирования для производственного помещения и при этом гарантируют максимальную точность полученных значений. В расчетах будут учтены все детали и нюансы:

• Условия эксплуатации здания
• Климатические особенности региона и ориентация объекта
• Назначение обслуживаемого помещения
• Численность работников и периодичность их присутствия внутри производственной зоны
• Явные и скрытые тепловые нагрузки
• Источники поступления влаги и загрязнений

Полученные расчеты будут в полной мере соответствовать текущему техзаданию, а это значит, что вы сможете быть уверенным в эффективности и безопасности системы кондиционирования, построенной на базе этих данных. Кроме этого, сотрудникам “Авитек Инжиниринг” вы можете доверить дальнейшее проектирование и монтаж СКВ, а также других инженерных коммуникаций. Для начала работ над проектом просто оставьте заявку на сайте или по телефону.

Библиография

1. В.Г. Казаков, Е.Н. Громова "Расчет системы кондиционирования воздуха в производственном помещении"
2. Е.А. Комаров, Н.П. Ширяева, Д.С. Симонов "Проектирование кондиционирования воздуха"
3. Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации "Методика расчета энергетической эффективности систем кондиционирования при нестационарных теплопоступлениях"
4. ГОСТ 22270-76 (СТ СЭВ 2145-80) Оборудование для кондиционирования воздуха, вентиляции и отопления. Термины и определения
5. ГОСТ Р ЕН 13779-2007 Вентиляция в нежилых зданиях. Технические требования к системам вентиляции и кондиционирования
   
6. СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование
7. СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование
8. СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений