Расчетные параметры наружного воздуха

Расчетные параметры наружного воздуха принимают на основании СНиП 23-01-99. Рассмотрим влияние наружных условий на работу СКВ.

1. СКВ некоторую часть, а то и весь обрабатываемый воздух забирает снаружи. При этом параметры наружного воздуха (t_н, d_н) влияют на процессы обработки воздуха в кондиционере. При низких температурах наружного воздуха необходимо его нагревание, а при высоких − охлаждение. При низком влагосодержании наружного воздуха требуется увлажнение, а при высоком − осушение. Таким образом, процессы обработки воздуха зависят от параметров наружной среды. Это, в конечном счете, определяет условия выбора и работы оборудования СКВ и влияет на затраты тепла, холода и т.д.

2. Наружная среда через строительные ограждения воздействует на тепловой, влажностный, воздушный и газовый режимы кондиционируемого помещения. Температура наружного воздуха определяет теплопотери или теплопритоки в помещении. Большое количество тепла вносит солнечная радиация, поступающая в помещение через остекленные поверхности. Влажностный режим помещения определяется влагосодержанием наружного воздуха. Ветровые воздействия на помещение нарушают воздушный режим, изменяют газовый состав и содержание аэрозолей в нем. В каждом конкретном случае могут действовать либо все факторы, либо некоторые из них.

3. Кроме того, возможно еще одно воздействие. В одновентиляторных СКВ удаление воздуха из помещения в атмосферу происходит естественным путем. В помещении создают повышенное по отношению к атмосферному давление (подпор). Однако, эффект вытяжки воздуха оказывается переменным; на него оказывают влияние температура наружного воздуха и скорость ветра.

Таким образом, воздействие внешней среды на СКВ (объект и кондиционер) многообразно. Некоторые из воздействий можно устранить. Например, влияние ветровых и температурных воздействий на воздушный, тепловой и газовый режимы помещения снижают герметизацией притворов остекления и снижением его площади; созданием подпора в помещении за счет превышения механического притока над вытяжкой. Применяя двухвентиляторные СКВ, в которых удаление воздуха из помещения производит вытяжной вентилятор, устраняют влияние наружной температуры воздуха и скорости ветра на эффект вытяжки.

Для снижения теплопоступлений от солнечной радиации существуют различные приемы. Они сводятся к выбору ориентации остекленной поверхности по сторонам света, снижению площади остекления до разумных пределов, к применению специальных стекол, козырьков и пр. В ряде случаев теплопритоки через наружные ограждения снижают, используя более эффективную теплоизоляцию ограждений, уменьшая площадь остекления, блокируя цехи в одну строительную коробку и т.д. Все указанные меры приводят к тому, что влияние t_н и d_н на параметры воздушной среды помещения снижаются, а режим работы кондиционера становится более стабильным.

Изменяющиеся за определенный период сочетания t_н и φ_н образуют на I-d диаграмме некоторую область наружного климата (рис. 8). Естественно, что при определении этой области и ее границы надо располагать данными наблюдений за большой отрезок времени. Достаточным сроком наблюдений является период в десять лет. Расчетные параметры имеют три градации: А, Б и В как для теплого, так и для холодного периодов года. Расположение точек в I-d диаграмме, соответствующих этим параметрам, показано на рис. 8.

Параметры А принимаются:

в теплый период года − температура и энтальпия воздуха, более высокие значения которых в данном географическом пункте наблюдаются до 400 ч и менее в среднем в году. Расчетная температура соответствует средней температуре самого жаркого месяца в 13 часов;

в холодный период года − средняя температура наиболее холодного периода и энтальпия, соответствующая этой температуре в 13 часов.

Параметры Б принимаются:

в теплый период года − температура воздуха, более высокое значение которой в данном пункте наблюдается 220 ч и менее в году, энтальпия воздуха, более высокое значение которой наблюдается 200 ч и менее в году (в среднем по многолетним наблюдениям);

в холодный период года − средняя температура наиболее холодной пятидневки и энтальпия воздуха, соответствующая этой температуре и средней относительной влажности самого холодного месяца в 13 часов.

Параметры В принимаются:

в теплый период года − абсолютная максимальная температура и соответствующая этой температуре энтальпия воздуха, зарегистрированные наблюдениями за многолетний период в данном пункте;

в холодный период года − абсолютная минимальная температура и энтальпия, соответствующая этой температуре и средней относительной влажности самого холодного месяца в 13 ч.

Выбор параметров В в качестве расчетных приводит к значительным затратам на СКВ и холодильную установку. Это может быть оправдано лишь в том случае, если таким выбором параметров устраняется брак дорогостоящей продукции.

Расчетные параметры наружного воздуха для соответствующих районов строительства регламентируются СНиП 23-01-99: параметры А − для систем вентиляции и воздушного душирования для теплого периода года; параметры Б − для систем отопления, вентиляции и воздушного душирования для холодного периода года, а также для систем кондиционирования для теплого и холодного периодов года. Параметры наружного воздуха для переходных условий года следует принимать: температуру 10 °С и удельную энтальпию 26,5 кДж/кг.

Кроме указанных параметров, в расчетах учитывается амплитуда суточного изменения температуры наружного воздуха А_t (в июле), как разница между максимальной и минимальной температурами воздуха.

Рассмотрим понятие об области летних и зимних нарушений. Теплопоступления в помещении определяют при расчетной температуре t^Б_н.р, а холодопроизводительность − при расчетной энтальпии I^Б_н.р. Поэтому в случае, если температура превысит расчетную, возрастут теплопоступления, что может повлиять на увеличение всей тепловой нагрузки помещения. При энтальпии наружного воздуха, превышающей расчетную, и неизменной холодопроизводительности возрастет температура и энтальпия воздуха после охлаждения. Обе эти причины могут привести к превышению температуры в кондиционируемом помещении над заданной. Таким образом, превышение температуры в помещении возможно при температуре или энтальпии наружного воздуха выше расчетных. Исходя из этого, покажем на рис. 8 границу области летних нарушений. Она проходит через изотерму и изоэнтальпу для расчетных параметров Б. В зимнем режиме нарушения можно определить, проведя изоэнтальпу I^Б_н.р. Если летние нарушения в среднем продолжаются около 200 ч в год, то зимние − на порядок меньше. Имеет значение и то, как происходит превышение параметров наружного воздуха над расчетными. Можно представить, что нарушения продолжительностью 200 ч будут непрерывными или (в другом варианте) наблюдаться только в дневные часы некоторых суток. Наиболее «тяжелым» будет случай непрерывного (длительного) превышения параметра. В этом случае процесс становится стационарным и превышение температуры в помещении окажется наибольшим. В строительной климатологии нормируется целый ряд величин по температуре, относительной влажности, скорости ветра, радиации. Проектные решения, полученные без учета особенностей климата, могут оказаться ошибочными, что может привести к невозможности поддержания параметров воздуха.