Некоммерческое
партнерство
инженеров
Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(495) 984-99-72 НП "АВОК"

(495) 107-91-50 ООО ИИП "АВОК-ПРЕСС"

АВОК ассоциированный
член
Summary:

Границы применимости активных климатических балок в офисных помещениях

Limits of Applicability of Active Climate Control Beams in Offices

A. A. Borodkin, Technical Director at LLC "Engineering Bureau VINDEKO"; V. V. Ustinov, General Director at LLC "Lindab"

Keywords:active climate control beam, microclimate, total cooling capacity, air flowrate, heat flow density

The purpose of this article is to define the limits of applicability of active climate control beams within the current RF norms on airflow per person and density of seating occupation of people per 1 m2 of premises. 

Описание:

Цель данной статьи – определение границ применимости активных климатических балок в условиях действующих в РФ нормативов по расходу наружного воздуха на человека и плотности посадки людей на 1 м2 помещения.

Границы применимости активных климатических балок в офисных помещениях

Цель данной статьи – определение границ применимости активных климатических балок в условиях действующих в РФ нормативов по расходу наружного воздуха на человека и плотности посадки людей на 1 м2 помещения.

Помещение и требования к параметрам микроклимата

Анализ выполняется для офиса открытой планировки с размерами: длина по фасаду – 20 м, глубина – 6 м, высота подвесного потолка – 3 м, площадь – 120 м2.

Время реверберации в офисе: 1 с.

Высота рабочей зоны принята равной 1,3 м.

Допустимый уровень звукового давления на отметке 1,3 м: 35 дБ (А).

Допустимая скорость струи воздуха на входе в рабочую зону не более 0,25 м/с.

Температура воздуха в помещении: 25 °C.

Исходные данные по нагрузкам на систему кондиционирования

Подбор балок выполняется для нескольких сценариев по плотности посадки людей в помещении – 10, 8 и 6 м2/чел, чему соответствует 20, 15 и 12 сотрудников в офисе площадью 120 м2.

В соответствие с СП 60.13330.2012 расход воздуха на одного человека принят равным 60 м3/ч.

В расчетах приняты три характерные для офисов величины плотности посадки сотрудников – 10, 8 и 6 м2/чел, или 20, 15 и 12 сотрудников в офисе.

Активные климатические балки

Примем температуру приточного воздуха равной 18 °C, температуру хладоносителя на входе в балку – 15 °C (в системе с климатическими балками хладоноситель всегда должен быть выше точки росы в помещении).

Расстановка климатических балок в помещении

Рисунок 1.

Расстановка климатических балок в помещении

Если использовать балки длиной 2,4 м – в помещении заданной планировки можно разместить не более семи рядов балок по две балки в ряду, итого – 14 балок, как показано на рис. 1. Большее количество рядов будет означать сокращение расстояния между климатическими балками и, как следствие, приведет к превышению по отношению к норме подвижности воздуха в рабочей зоне.

Основной характеристикой активной балки является величина полной холодопроизводительности. Для ее расчета целесообразно обратиться к программе расчета производителей балок. Предварительно необходимо определиться с величиной располагаемого напора по приточному воздуху и величиной допустимого падения давления на жидкостной линии. Ограничим первую величину значением 100 Па, а вторую – 10 кПа.

Часто производители предлагают несколько вариантов балок с разным диаметром труб в теплообменниках. Чаще всего применяются трубы двух диаметров – 12 и 15 мм.

С помощью программы подбора были определены пары значений: полная холодопроизводительность балки и расход на балку во всем допустимом диапазоне изменения расхода воздуха. Для балки с диаметром труб 12 мм данные расчета представлены в табл. 1, для диаметра 15 мм – в табл. 2.

При отсутствии опыта проектирования систем кондиционирования воздуха на основе климатических балок перед проектировщиком возникает вопрос: какой расход воздуха на единичную балку выбрать в качестве хорошего первого приближения? Из анализа данных, представленных в табл. 1 и 2, казалось бы, нужно ориентироваться на большие расходы воздуха, так как с ростом расхода растет и холодопроизводительность балки. Однако это не совсем верно.

При плотности заполнения помещения, равной 10 м2/чел, и расходе воздуха на одного человека 60 м3/ч расход воздуха, подаваемый в офис балками, будет ограничен величиной 720 м3/ч. Задаваясь количеством балок в офисе, можно определить соответствующий этому количеству расход на единичную балку. Используя данные табл. 1, 2, каждому расходу воздуха можно поставить в соответствие холодопроизводительность балки; если умножить последнюю на соответствующее количество балок – можно определить величину холодопроизводительности всех балок. Разделив последнюю на площадь помещения, получим значение предельного удельного теплового потока в помещении, которое способно ассимилировать выбранное количество балок. Результаты этих операций представлены на рис. 2, 3, для диаметров труб теплообменника балок, равных 12 и 15 мм соответственно.

Данные, представленные на рис. 2, 3 свидетельствуют, что в офисах с плотностью теплового потока, превышающей 100 Вт/м2, и плотностью заполнения 10 м2/чел и более активные климатические балки применять нецелесообразно. Ассимиляция большего количества теплоты возможна только при увеличении  расхода воздуха на одного человека более 60 м3/ч.

Зависимость плотности теплового потока в помещении и расход на единичную балку

Рисунок 2.

Зависимость плотности теплового потока в помещении и расход на единичную балку (12 мм) в зависимости от количества балок для плотности заполнения помещения 10 м2/чел

Повторяя процедуру, описанную выше, были определены величины максимальной  плотности теплового потока для других плотностей посадки людей при неизменном количестве балок, равном 14 единицам. Результаты расчета представлены в табл. 3.

Зависимость плотности теплового потока в помещении и расход на единичную балку

Рисунок 3.

Зависимость плотности теплового потока в помещении и расход на единичную балку (15 мм) в зависимости от количества балок для плотности заполнения помещения 10 м2/чел

Как видно из табл. 3, при снижении  плотности посадки людей менее 10 м2/чел область применения активных климатических балок расширяется на офисы с плотностями теплового потока более 110–140 Вт/м2.

Необходимо также отметить, что замена диаметра труб теплообменника на больший диаметр с целью увеличения холодопроизводительности балок вызывает необходимость увеличения расхода хладагента не менее чем в 2,5 раза.

Определенный интерес представляет информация о количестве явного тепла, снимаемого единичной балкой для наиболее эффективного режима эксплуатации. Так вот, балка при оптимальных расходах воздуха с теплообменником длиной 2,1 м снимает не более 1200 Вт явного тепла.

Выводы

1. Активные климатические балки нецелесообразно применять для кондиционирования помещений с удельными теплопритоками, превышающими значения, указанные в табл. 3.

2. Попытка снизить эксплуатационные затраты путем снижения расхода воздуха на одного человека менее 60 м3/ч в системах кондиционирования на базе активных климатических балок возможна только в помещениях с плотностями теплового потока 80 Вт/м2 и ниже или при плотности посадки людей 8 м2/чел и меньше.

3. Активные климатические балки по сравнению с вентиляторными доводчиками позволяют ассимилировать меньшее количество тепла на погонный метр теплообменника, поэтому для удаления одного и того же количества тепла их поверхность теплообмена должна быть в несколько раз больше.

купить online журнал подписаться на журнал
Поделиться статьей в социальных сетях:

Все иллюстрации приобретены на фотобанке Depositphotos или предоставлены авторами публикаций.

Статья опубликована в журнале “АВОК” за №5'2020

PDF pdf версия


Статьи по теме

Реклама
Реклама на нашем сайте
Яндекс цитирования

Подписка на журналы

АВОК
АВОК
Энергосбережение
Энергосбережение
Сантехника
Сантехника
Сертификационный центр АВОК
Реклама на нашем сайте
Онлайн-словарь АВОК!