Теплоснабжение. В качестве теплоносителя для снабжения теплотой воздухонагревателей систем кондиционирования воздуха, как правило, применяют воду. В отдельных случаях используют пар низкого давления, но при этом устанавливают в обводном канале возухонагревателей воздушные каналы, регулирующие температуру подогреваемого воздуха.
Воздухонагреватели первого подогрева присоединяют к водяным тепловым сетям по непосредственной схеме. Качественное регулирование теплоотдачи воздухонагревателей в зависимости от температуры наружного воздуха осуществляется в этом случае централизованно в соответствии с температурным графиком работы теплосети.
Воздухонагреватели второго подогрева и местных или зональных доводчиков снабжаются водой с постоянной температурой.
Для приготовления воды с постоянной температурой используют смесительные установки (рис. 1).
Рис.1. Принципиальная схема смесительной установки теплоснабжения
воздухонагревателей второго подогрева:
1 - воздухосборник; 2 - воздухонагреватель второго подогрева; 3 - насос
По этой схеме вода из подающей линии теплосети проходит через автоматический клапан К2, смешивается с частью воды, возвращающейся из воздухонагревателей. Циркуляция воды в контуре создается насосом. Клапаном К2 управляет терморегулятор РТ, поддерживающий постоянную температуру воды перед воздухонагревателями. После воздухонагревателей вода частично отводится в обратную линию теплосети, а частично на рециркуляцию к насосу через обратный клапан OK1.
Для регулирования теплоотдачи воздухонагревателей устанавливают клапаны К1, которыми управляет РТ2 системы кондиционирования воздуха. При частичном или полном закрытии этих клапанов вода также частично или полностью поступает по обводной линии с регулятором К3. В теплый период года, когда температура воды в теплосети поддерживается на постоянном уровне, смесительная установка отключается, и циркуляция воды через воздухонагреватели осуществляется по обводной линии у насоса.
Расчетную температуру воды, подаваемой к воздухонагревателям второго, местного или зонального подогрева, обычно принимают в пределах 60-70 °С. Температура обратной воды 40-50 °С.
Теплоноситель с постоянной температурой можно приготавливать с помощью водоводяных теплообменников по независимой, закрытой схеме (рис. 2). По этой схеме вода из подающей линии теплосети поступает через клапан К2 в водоводяной теплообменник, где нагревает воду до заданной температуры (обычно 60 °С). Обратная вода из теплообменника отводится в обратную линию теплосети. Постоянная температура воды, подаваемой в воздухонагреватели, поддерживается терморегулятором РТ, который управляет клапаном К2.
Рис.2. Принципиальная схема смесительной установки теплоснабжения воздухонагревателей
второго подогрева, закрытая с водоводяным теплообменником:
1 - расширительный бак; 2 - водоводяной теплообменник;
3 - воздухонагреватель второго подогрева; 4 - воздухосборник; 5 - насос
Насос создает циркуляцию воды в замкнутом контуре: насос - водоводяной теплообменник - воздухонагреватели - насос. Теплоотдача воздухонагревателей регулируется терморегулятором РТ2 системы кондиционирования, который воздействует на клапан К1, с помощью которого изменяется расход воды. При этом изменяется расход воды, протекающий по обводной линии с регулятором К3. Замкнутый контур вторичного теплоносителя снабжается расширительным баком с необходимыми трубопроводами. Температура обратной воды после воздухонагревателей принимается равной 40 °С.
Установки с водоводяными теплообменниками дороже, чем смесительные установки, поэтому их применяют, как правило, только в тех случаях, когда по условиям гидравлического режима тепловых сетей требуется независимая схема присоединения, а также, когда теплоносителем является пар.
Холодоснабжение. Холодоносителем для системы кондиционирования воздуха, как правило, служит вода от холодильных установок и значительно реже от естественных источников холода.
К естественным источникам холода относятся артезианская вода, вода холодных рек и озер и естественный лед.
Артезианскую воду и воду из других естественных источников применяют, когда она имеется в требуемом количестве с достаточно низкой температурой и обеспечивает получение необходимых параметров воздуха при нагреве воды в кондиционере не менее чем на 3 °С. Для непосредственного контакта с воздухом вода должна быть питьевого качества. Артезианская вода имеет постоянную и достаточно низкую температуру, что делает ее хорошим, устойчивым и надежным источником холодоснабжения. Так, в Москве температура артезианской воды равна 8-9 °С, в Санкт-Петербурге 10-11 °С.
Из артезианской скважины холодная вода подается в кондиционер (камеру орошения или поверхностный воздухоохладитель). Отепленная в кондиционере вода может использоваться для технических нужд, выбрасываться в канализацию или подаваться в так называемую диффузионную скважину, через которую поступает в толщу земных пород, где вновь приобретает качества артезианской.
Вода холодных рек и озер по своим качествам и особенносям использования в системах кондиционирования воздуха приближается к артезианской, однако ее наличие определяется климатическими и географическими особенностями районов.
Лед для систем кондиционирования воздуха намораживается в бунтах толщиной 2,5-3 м в зимний период и закрывается слоем теплоизоляции на теплое время года. При помощи льда охлаждается вода, подаваемая в кондиционер для охлаждения воздуха. Она охлаждается в специальных теплообменниках. Непосредственный контакт между льдом и воздухом, обрабатываемым в кондиционерах, не допускается по санитарно-гигиеническим соображениям. Естественный лед применяется для небольших систем с расчетной потребностью в холоде до 650 000 кДж/ч в районах севернее линии Санкт-Петербург - Волгоград - Алма-Ата.
Вода в системах испарительного охлаждения (брызгальных бассейнах, градирнях, камерах орошения) охлаждается в результате подачи скрытой теплоты при испарении воды в воздухе и используется в системе кондиционирования.
Системы испарительного охлаждения эффективны в районах с жарким и сухим климатом. Однако этого охлаждения недостаточно для использования при кондиционировании. Поэтому системы испарительного охлаждения обычно сочетают с системами искусственного холодоснабжения для отвода теплоты от конденсатора холодильных машин. Воду, подаваемую в кондиционер, охлаждает в этом случае холодильная машина.
Холодоносителем в большинстве случаев является вода. При необходимости глубокого охлаждения воздуха в качестве холодоносителя используют рассолы хлористого кальция. В центральных кондиционерах небольшой производительности можно использовать испаритель компрессионной холодильной машины в качестве поверхностного воздухоохладителя.
В качестве искусственных источников холодоснабжения систем кондиционирования воздуха используют компрессионные, абсорбционные и пароэжекторные холодильные установки. Наиболее распространены компрессионные холодильные машины (рис. 3).
Рис.3. Принципиальная схема холодоснабжения системы кондиционирования воздуха:
1 - бак отепленной воды; 2 - камера орошения; 3 - регулирующий клапан; 4 - бак холодной воды;
5 - испарители холодильных машин; 6 - конденсаторы холодильных машин; 7- брызгальный бассейн;
8 - насосы системы испарительного охлаждения; 9 - компрессоры холодильных машин;
10 - насос холодильной установки
Отепленная в кондиционерах вода поступает в бак отепленной воды, из которого насосами холодильной установки подается в испарители холодильных машин. Из них охлаждаемая вода направляется в бак холодной воды, являющейся аккумулятором холода, из которого по мере необходимости насосами кондиционеров подается в камеры орошения или в воздухоохладители для обработки воздуха.
В системе холодоснабжения обычно используют несколько холодильных машин, что обеспечивает их работу на оптимальных режимах в зависимости от потребности холода в различные периоды, а также лучшие условия эксплуатации систем.
Аккумулятор холода в системе холодоснабжения необходим для экономичной работы холодильных машин. Применение аккумулятора холода позволяет использовать холодильную станцию с меньшей часовой производительностью, чем максимальная часовая потребность в холоде. В этом случае холодильные машины могут работать периодически на наиболее оптимальных режимах, создавая запас холода в аккумуляторе на некоторый период работы кондиционеров. Управление работой системы холодоснабжения осуществляется системой автоматики.
