Рабочее пространство. Часть 1. Воздухообмен
40

Основным источником диоксида углерода являются люди. В замкнутом пространстве концентрация углекислого газа может составлять несколько тысяч частей на миллион (ppm), в то время как на открытом воздухе — около 380 ppm. Высокий уровень двуокиси углерода в помещении обычно образуется из-за плохой вентиляции.

Знаете ли вы...
...что воздух является самым важным элементом для жизни? Человек может обходиться без пищи больше месяца, а без воды – около недели, но без воздуха человек может прожить не более трех-пяти минут.
И для жизни нам необходимо много воздуха!
Мы можем легко обходиться двумя литрами воды в сутки, однако, за это время мы вдыхаем не менее 20000 литров воздуха. В помещении с плохой вентиляцией воздух быстро расходуется, а содержание углекислого газа стремительно повышается. Следствием этого являются утомление и снижение производительности труда.

Глоток свежего воздуха

Причинами утомляемости офисных сотрудников в течение дня долгое время считали неполноценный сон и плотный обед. Однако большее влияние на концентрацию внимания и способность принимать решения влияют высокие уровни углекислого газа в помещениях.
Основным источником диоксида углерода являются люди. В замкнутом пространстве концентрация углекислого газа может составлять несколько тысяч частей на миллион (ppm), в то время как на открытом воздухе — около 380 ppm. Высокий уровень двуокиси углерода в помещении обычно образуется из-за плохой вентиляции.
Результаты наблюдений показывают, что концентрация углекислого газа в офисах, как правило, не превышает 1000 ppm, исключение составляет конференц-залы, в которых группа людей может находиться в течение длительного времени. В конференц-залах, концентрация углекислого газа может достигать от 1000 до 3000 ppm.
Несмотря на то, что такие уровни безопасны для здоровья человека, они существенно снижают способность мыслить и принимать решения.
Согласно европейским стандартам, содержание углекислого газа в свежем воздухе не может превышать 800 ppm. Большее его содержание доставляет дискомфорт и может стать причиной серьезных заболеваний.

Для повышения работоспособности

Основная цель вентиляции помещений заключается в использовании надлежащего воздухораспределительного оборудования и его автоматизации для удаления отработанного загрязненного воздуха, и замены его чистым, соответствующим требованиям санитарных норм.
Наиболее важная характеристика вентиляционных систем – в расход воздуха, который может быть переменным или постоянным. На основании этого критерия системы делят на два класса: системы с постоянным (CAV) расходом и системы с переменным (VAV) расходом. Данная классификация может быть применена и к компонентам системы, так как технически, возможно комбинирование двух типов оборудования, в рамках одной системы, для обслуживания различных зон. Выбор типа системы должен базироваться на общей концепции инженерии здания.
Эксплуатация системы будет экономичной только при регулировании производительности установки и распределительной сети в соответствии с фактической потребностью. Система автоматизации здания, как основной инструмент эффективного управления, в случае систем с переменным расходом заслуживают особого внимания.
Знаете ли вы...
...что снижении производительности вентилятора на 20% потребление электроэнергии уменьшается в два раза, до 50%. Использование преобразователей частоты позволяет снизить потребление электроэнергии в среднем на 30% при выборе оптимального способа управления.
Для обеспечения требуемого качества воздуха при низком энергопотреблении необходимо осуществлять регулирование и мониторинг всех потоков воздуха внутри системы. Для решения данной задачи применяются специальные воздухорегулирующие устройства.

Системы с постоянным расходом

Системы с постоянным расходом воздуха обеспечивают постоянный расход воздуха в каждом помещении или зоне. Как правило, значение расхода в данном случае рассчитано для условий максимальной нагрузки, а система вентиляции всегда работает в режиме 100% мощности. Системы данного класса могут существенно отличатся друг от друга с технической точки зрения, а также с точки зрения эксплуатационных расходов.
I. Системы с воздушными заслонками и постоянной скоростью вращения вентилятора
Ввод в эксплуатацию данной системы представляет собой достаточно долгий и сложный процесс. Необходимо выполнить регулировку расхода воздуха на каждом участке сети воздуховодов и на всех распределительных устройствах. Положение заслонок (шиберов) настраивается в зависимости от существующих отклонений от расчетных величин. Измерение и регулировка, выполняются повторно до тех пор, пока на каждом участке не будет достигнут требуемый расчетный расход. В процессе эксплуатации расход воздуха уменьшается, так как происходит постепенное засорение фильтров.
II. Системы с механическими регуляторами и постоянной скоростью вращения вентилятора
Достаточно легкая процедура наладки системы, нет необходимости в измерении расхода воздуха на всех участках сети воздуховодов. Необходимо задать достаточно высокую скорость вращения вентилятора для того, чтобы давление для всех регуляторов и для расчётной потери давления в системе было достаточным.
III. Системы с воздушными заслонками и переменной скоростью вращения вентилятора
Как и в первом случае, система требует сложной процедуры регулирования заслонок. Алгоритм регулирования скорости вентилятора обеспечивает поддержание уровеня давления в сити воздуховодов, при котором будет обеспечен постоянный расход воздуха. Если фильтры не засорены и потери давления минимальны, производительность и энергопотребление вентилятора будет ниже.
IV. Системы с механическими регуляторами и переменной скоростью вращения вентилятора
Данные системы имеют преимущества перед системами описанными выше. Они не требуют сложных процедур настройки и регулировки, имеют более высокую энергоэффективность работы. При изменении условий, достаточно откорректировать значения настроек регуляторов.

Системы с переменным расходом

Особенно важной задачей систем вентиляции зданий является поддержание необходимого качества воздуха в помещениях и экономичность функционирования. Достичь этого можно с помощью систем с переменным расходом воздуха. Отличительной особенностью данных систем от систем с постоянным расходом является возможность регулирования объема воздуха, подаваемого в каждое помещение. В каждое помещение или рабочую зону поступает объем воздуха, минимально необходимый для поддержания требуемых критериев комфорта. В случае, если помещение в определенный момент времени не используется, подача воздух в него может быть полностью прекращена. Регулирование потоков воздуха выполняется с помощью специальных электромеханических устройств и оборудования системы автоматизации здания (BMS).
В общих случаях системы с переменным расходом обеспечивают:

  • оптимальное качество воздушной среды;
  • независимое автоматическое регулирование для каждого помещения или зоны;
  • возможность полного отключения (перекрытия) ответвлений воздуховода;
  • изменение расхода в диапазоне между минимальным и максимальным значениями, или переключение между функциональными режимами;
  • возможность изменения значений уставок регулирования.

  • Максимальная энергоэффективность данных систем достигается за счет регулирования скорости вращения вентилятора. Статическое давление в контрольной точке воздуховода принимается в качестве регулируемой величины. Системы, определяющие и оптимизирующие положение всех регуляторов, более эффективны.

    Комбинированные системы

    В одной системе могут сочетаться участки с переменным и постоянным расходом. Регулирующие устройства для переменного и постоянного расхода воздуха могут быть расположены рядом на одном участке.

    Управление воздухом: стратегии регулирования

    Функциональные зоны офиса, как правило, делятся на разные зоны обслуживания. Регуляторы расхода воздуха реагируют на изменение его качества и адаптируют расход воздуха под требования каждой зоны, в то время как частотные преобразователи контролируют скорость вращения вентилятора в зависимости от потребности в свежем воздухе. Это экономит ценную электроэнергию и значительно сокращает «стоимость воздухораспределения».
    Стратегия управления центральным кондиционером зависит от загруженности офиса и основана на регулировании объема расхода воздуха и его качестве. При использовании воздушно-водяной системы температура регулируется водяной частью этой системы. Только при пиковых нагрузках регулирование расхода воздуха включается в общую систему управления температурой помещения.