Исследование действующей системы кондиционирования воздуха Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

В. П. Гаврилкин, А. Г. Гаврилкина

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Микроклиматические параметры производственной среды - это сочетание температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха. Показатели микроклимата должны обеспечивать сохранение теплового баланса человека с окружающей средой и поддержание оптимального или допустимого теплового состояния организма.

Эти параметры в значительной степени влияют на функциональную деятельность человека, его самочувствие, здоровье, а также на надежность работы вычислительной техники.

В производственных условиях характерно суммарное действие микроклиматических параметров. С целью создания нормальных условий для персонала и оборудования установлены нормы производственного микроклимата. Эти нормы определяются нормативными документами, действующими на всей территории России для предприятий всех форм собственности.

Оптимальные параметры микроклимата на рабочих местах должны соответствовать величинам, приведенным в «Санитарных правилах и нормах» - СанПиН 2.2.4.548-96 [1], применительно к выполнению работ различных категорий в холодный и теплый периоды года.

Перепады температуры воздуха по высоте и по горизонтали, а также изменения температуры воздуха в течение смены при обеспечении оптимальных величин микроклимата на рабочих местах не должны превышать 2 °С и выходить за пределы величин, указанных в «Санитарных правилах и нормах» - СанПиН 2.2.2.542-96 [2].

В условиях астраханского климата поддержание нормативных параметров микроклимата без систем кондиционирования воздуха невозможно. К сожалению, в процессе эксплуатации установок кондиционирования воздуха выявляются ошибки, приводящие к нарушениям работы систем кондиционирования, следствием которых является несоблюдение нормативных параметров воздуха в обслуживаемых помещениях.

Основной целью исследования действующей системы кондиционирования воздуха является проверка соответствия действительных параметров микроклимата нормативным требованиям и выявление ошибок проектирования, монтажа или эксплуатации, изменяющих работу системы кондиционирования воздуха.

Исследуемая система кондиционирования воздуха обеспечивает обработку и подачу приточного воздуха в центральную операторную Астраханского газоперерабатывающего завода (АГПЗ).

В помещении кондиционеров установлены центральный секционный кондиционер для обработки приточного воздуха производительно-

стью по воздуху 69 150 м3/ч и вентиляционный агрегат с воздушным фильтром для подачи в систему наружного воздуха производительностью 23 250 м3/ч фирмы Airwell (Франция).

По проекту предусмотрено смешение рециркуляционного воздуха с температурой 24 °С и относительной влажностью 50 % в количестве 46 040 м3/ч и наружного воздуха с температурой 33 °С и относительной влажностью 38 % в количестве 23 110 м /ч, в результате которого получается воздух с температурой 27 °С и относительной влажностью 46 % в количестве 69 150 м3/ч. Далее этот воздух проходит через пылевой фильтр, воздухоохладитель, где охлаждается до температуры 14 °С и относительной влажности 90 %, затем дополнительно обрабатывается в угольном фильтре и по магистральному воздуховоду направляется к операторной и электрощитовой.

Скорость воздуха в магистральных воздуховодах 10 м/с.

Снабжение холодом системы кондиционирования обеспечивается водоохлаждающими машинами фирмы Carrier (Франция).

Для определения тепловой нагрузки на помещение операторной используется методика, приведенная в [3, 4]. Тепловая нагрузка операторной АГПЗ составляет 88 кВт, из которых 64 % приходится на приток тепла через ограждающие конструкции, 18 % - от оборудования, 16 % - от осветительных приборов и 2,5 % - от персонала.

Для оценки эффективности работы системы кондиционирования воздуха проведены замеры температуры и относительной влажности воздуха в операторной. Замеры проводились в июле-августе 2002 г. Температура наружного воздуха в эти периоды - +32...+35 °С. Температура воздуха на выходе из кондиционера - +18. +20 °С.

Измерительный прибор - термометр-гигрометр цифровой «Viking», степень точности измерений температуры - 0,2 °С, относительной влажности - ±2 %.

Замеры параметров в операторной производилось в узловых точках (рис. 1) пересечения пяти поперечных (1, 2, 3, 4, 5) и четырех продольных (А, Б, В, Г) сечений на высотных отметках: 0,8; 1,5; 2,5; 3,0 м (Н1, Н2, Н3, Н4), в соответствии с Методическими указаниями Минздрава СССР «Санитарно-гигиенический контроль систем вентиляции производственных помещений» (утв. Главным государственным санитарным врачом СССР от 5.09.1987 г. № 4425-87).

Усредненные значения температур и относительных влажностей в поперечных сечениях операторной даны на рис. 2 и в таблице.

0

0

0

0

0

АЬ

Е-

В-

&

±т-

I

План операторной

І

Воздухораспределители

_1_

Рабочий стол

I

I

I

I [ I

=Е

її лі

і

і

Диффузоры вытяжные

шш

Панель приборов

Рис. 1. Схема расположения точек замеров параметров воздуха в операторной

Рис. 2. Температурная ситуация воздуха в поперечном сечении операторной АГПЗ (представлены температуры в характерных точках)

Усредненные по периоду обследования значения температур и относительных влажностей во всех точках поперечных сечений операторной

Температура наружного воздуха 34,6 °С, относительная влажность 37 %

Высота, м Сечение Поперечное сечение 1

А Б В Г

г, °С ф, % г, °С ф, % г, °С ф, % г, °С ф, %

3,0 Н4 29,9 65 21,7 70 26,7 72 26,9 68

2,5 Н3 29,2 60 23,6 59 26,5 68 27,1 65

1,5 Н2 28,8 58 26,4 54 28,0 62 28,6 61

0,8 Н1 29,1 55 27,4 52 29,5 54

Температура наружного воздуха 34,6 °С, относительная влажность 37 %

Высота, м Сече- ние Поперечное сечение 5

А Б В Г

г, °С ф, % г, °С ф, % г, °С ф, % г, °С ф, %

3,0 Н4 28,3 65 24,8 70 25,4 72 27,6 68

2,5 Н3 27,5 60 25 59 25,4 68 27,6 65

1,5 Н2 26,7 58 25,6 54 25,5 62 27,1 61

0,8 Н1 26,9 55 25,8 52 26,8 54

Среднеобъемная температура воздуха в операторной составляет ¿в = = 26,1 °С, температура воздуха, выходящего из кондиционера ¿п = 18,4 °С, средняя температура воздуха на выходе из воздухораспределителей ¿о = = 23,5 °С.

По результатам замеров температура воздуха на выходе из воздухораспределителей от 1 до 5 сечения увеличивается.

Действительные процессы обработки воздуха в системе кондиционирования для операторной (рис. 3) отличаются от проектных.

I 1:с=27оС н=34,6°С\_тт х\ &

- 1в=26оС —Вн *Т 1о=23,5°С « |/ ^

О* - Ш=18,4оС -< 7 °°, 6 П * ф=1 б) а

Рис. 3. Процессы обработки воздуха в кондиционере: а - по проекту; б - в действительности:

Н - состояние наружного воздуха; В - состояние воздуха в операторной; С - состояние смеси наружного и рециркуляционного воздуха; П - состояние приточного воздуха. Процессы: Н-С-В - смешение наружного и рециркуляционного воздуха; С-П - охлаждение и осушение приточного воздуха в воздухоохладителе; П-В -процесс ассимиляции теплоизбытков в помещении операторной

Это объясняется тем, что воздуховод к распределителям проходит в подпотолочном пространстве и не изолирован (рис. 4).

1н=34,6оС

Я

□□

Кровля

1і=52.3оС

іяяяяяя яяяяяі

13=43.9оС

12=46оС

Воздуховод

Потолок

1п= 18,4оС

Воздух

приточный

V

Рис. 4. Распределение температур воздуха в подпотолочном пространстве и в воздуховоде

При воздействии на кровлю солнечной радиации избыточная разница температур = 17,7 °С [5].

Тогда, при температуре наружного воздуха tн = 34,6 °С, температура внешней поверхности кровли равна t1 = 52,3 °С.

Конечная температура воздуха tо в воздуховоде составляет = 22,3 °С, близка по значению к замеренной (таблица) и значительно превышает проектное значение (tо проект = 14 °С).

Несоответствие температуры воздуха на выходе из кондиционера связано с недостаточностью холодопроизводительности водоохлаждающей машины, что подтверждается замером температуры воды на выходе из испарителя холодильной машины (^ = 14 °С вместо 7 °С по паспортным данным).

Система центрального воздуховода не обеспечивает требуемого распределения потоков воздуха.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.4.548-96. - М.: Изд-во ЦНТП, 1996. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.2.542-96. - М.: Изд-во ЦНТП, 1996.

Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Строительные нормы и правила СНиП 2.04.05-91*. - М.: Изд-во ЦНТП, 1994.

Внутренние санитарно-технические устройства. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Справочник проектировщика. - Ч. 3. - Кн. 1. - М.: Строй-издат, 1992.

Строительная теплотехника. Строительные нормы и правила СНиП 11-3-79 . - М.: Изд-во ЦНТП, 1995.

1о=22,3оС

1

2

3

4

5