Системы кондиционирования воздуха для помещений искусственных катков

Расход тепла в калорифере на нагрев приточного наружного воздуха до температуры притока t_n = 17° С составит

Сравнение показывает, что  благодаря забору на вытяжку отепленного воздуха из верхней зоны удается сэкономить более 50% тепла на нагрев приточного наружного воздуха.

На рис. 3.12 показаны режимы обработки приточного воздуха в  СКВ с подачей приточного воздуха  к зрителям. Сравнения двух рассматриваемых  СКВ с различным способом организации воздухообмена и режимов работы технологических блоков кондиционеров показывает, что более энергоемкой является традиционная схема приготовления и раздачи приточного воздуха. Для этой схемы требуются следующие аппараты.

В кондиционере необходимо осуществление режима охлаждения и осушения приточного наружного воздуха (см. режим по построению на рис. 3.9 в правой части I—d диаграммы). Для реализации требуемого режима охлаждения и осушения приточного воздуха в составе кондиционера должен быть достаточно глубокий воздухоохладитель с наличием сепаратора и поддона для сбора, выпадающего в режиме осушения конденсата. На рис. 3.13 представлена принципиальная схема приточного и вытяжного агрегатов в СКВ обслуживания трибун зрителей с организацией воздухообмена по традиционной схеме сверху вверх. В рабочем режиме кондиционер работает по прямоточной схеме. В ночные часы или в отсутствие зрителей кондиционер может работать в режиме рециркуляции для подогрева или охлаждения внутреннего воздуха.

Во втором энергосберегающем варианте состав кондиционера отличается воздухоохладителем уменьшенной глубины, так как «точный наружный воздух охлаждается при постоянном влагосодержании (см. построение на рис. 3.11). Это упрощает и удешевляет кондиционер. Остальные элементы приточно-вытяжных агрегатов принципиально одинаковы в сравниваемых вариантах.

Рис. 3.13. Принципиальная схема приточно-вытяжного агрегатов в СКВ обслуживания трибун зрителей: 1 — клапан забора наружного воздуха L_nH = L_n; 2 — карманный фильтр EU5; 3 — теплоотдающий теплообменник установки утилизации; 4 — камера смешения для прохода рециркуляционного воздуха L_{y рец} в режиме дежурного отопления; 5 — воздухоохладитель с поддоном; 6 — калорифер; 7 — приточный вентилятор; 8 — фильтр EU3; 9 — тепло отдающий теплообменник установки утилизации; 10— вытяжной вентилятор; 11 — воздушные клапаны выброса вытяжного воздуха в атмосферу; 12 — воздушный клапан открытия рециркуляции в режиме воздушного отопления

 

Использование помещения искусственного катка без льда для проведения концертов.

Ледяная арена освобождается  от льда и частично трансформируется в сцену и дополнительные зрительские места. Для обеспечения комфортных условий при использовании помещения для кондиционеров рекомендуется включить в работу СКВ зоны катка и зрительских трибун. Режим работы СКВ зрительских трибун будет одинаковым с режимами, рассмотренными в п. 3.3.5.

Режим работы кондиционеров зоны катка зависит от проводимых мероприятий. Параметры приточного воздуха, подаваемого через сопла, уточняются по характеру проводимого мероприятия, числу зрителей и артистов. Наличие специальной осветительной аппаратуры на сцене потребует учета этого фактора при определении параметров приточного воздуха. В зависимости от режимов и параметров потребуется изменение направленности части приточных струй путем поворота сопел.

В зоне зрителей на трибунах на стационарных местах подала приточного воздуха осуществляется по принятой схеме организации воздухообмена и не зависит от проведения мероприятия. По энергетическим и санитарно-гигиеническим показателям предпочтение следует отдавать режимам подачи приточного воздуха непосредственно к зрителям.

В зоне арены и сцены  сохраняется сопловая подача приточного воздуха, но параметры притока t_u и /_п должны быть уточнены по числу зрителей на арене и числу артистов на сцене, мощности дополнительной осветительной и электропотребляющей аппаратуры. После дополнительных расчетов возможно изменение направленности струй из сопел.

Определенные трудности  в выборе режимов работы СКВ создаются при использовании арены в качестве места выступления ансамблей, которые сопровождаются танцами зрителей, заполняющих стоя арену. При выполнении современных быстрых танцев от танцующих людей выделяется тепла и влаги выше нормы исполнения тяжелой работы.

Проведем оценку возможных  режимов работы центральных СКВ, обслуживающих зону арены. Из п. 3.3.2 следует, что применяется два приточных агрегата производительностью по воздуху

17000 м³/ч каждый. Примем, что в зоне оборудованной под сцену арены находится 40 человек артистов и вспомогательного персонала, для которых необходимо подавать по 80 м³/ч приточного наружного воздуха. Подача L_nн._сц на сцену составит

Производительность по воздуху  двух кондиционеров для зоны

ледяного поля принята 34000 м³/ч. За вычетом расхода приточного наружного воздуха на сцену располагаемая производительность для зоны зрителей на арене составит

На одного зрителя требуется  подача сан нормы в 20 м³/(чел • ч). Тогда оставшаяся производительно с двух кондиционеров может обеспечить сан норму для следующего числа зрителей:

1540 чел должна служить для организаторов представлений предельной величиной зрителей, заполнявших арену. рассмотрим вариант, когда артисты и зрители на арене выполняют тяжелую работу и тепло- и влаговыделения от них составят

В теплый период года в зоне арены и сцены поддерживаются комфортные параметры воздуха: t_B — 25°С; (р_в = 60%; d_B = = 12 г/кг. В зоне сцены площадью 300 м² может быть освещение с интенсивностью не менее освещения игрового поля: 35.7 Вт/м . Освещенность сцены составит Q_T._OCn = F_C11 х q_0CB = 300 х 35,7 = = 10710 Вт. Явные тепловыделения от артистов.

Общие теплоизбытки на сцене: Е Фт.изб.сц = = 10710 х 0,6 + 4200 = 10626 Вт. Общие влагоизбытки на сцене: Е_влхц = 40 х 295 = 11800 г/ч.

Определим требуемую поглотительную способность приточного воздуха  при струйной подаче на сцену Ь_Пн(мин) = 3200 м³/ч

 

В зоне расположения 1540 чел  зрителей в положении стоя и танцующих  па арене тепло- и влаговыделения составят

Определим требуемую поглотительную способность приточного воздуха  при струйной подаче на арену, заполненную танцующим

Проведенный анализ показывает, что в теплый период года кондиционеры зоны обслуживания арены (бывшего ледяного поля) должны работать по прямоточной схеме L_n = L_nH. Схема приточно-вытяжного агрегата отвечает рис. 3.8, но при полностью закрытом клапане для рециркуляции внутреннего воздуха и полностью открытом клапане для выброса вытяжного воздуха в атмосферу в камере 8.

Из данных в работе [3, на с. 108. табл. 5.2] можно сделать вывод, что при подаче приточного воздуха  струями под углом 20°, высоты не менее 4 м при отношении теплоизбытков 0,3 показатель эффективности воздухообмена  может быть принят Kl = 1,8.

Наибольший требуемый  перепад по восприятию вредностей характерен для зоны арены, где танцуют зрители и имеют место значительные влаговыделения. Из преобразованного выражения получим требуемое влагосодержание приточного воздуха;

приняв вычисленное Ad_ac = d_y — d_u = 12,3 г/кг, получим

Или для рассматриваемого примера для арены с танцующими зрителями по формуле получим:

На рис. 3.14 на I—d диаграмме построен расчетный режим работы кондиционера L_nH = 17000 м³/ч в зоне арены в теплый период года при заполнении 1500 м² арены 1540 танцующих. Принимаем начальные параметры воздуха по параметрам Б: t_H = 28.5 °С; н = 10 г/кг; /_н = 54 кДж/кг. Для поглощения расчетного количества влаговыделений согласно выше проведенным расчетам необходимо охладить и осушить приточный воздух до влагосодержания d_ox = d_n = 5,2 г/кг. При этом температура охлаждения воздуха должна быть t_ox = 6,3 °С при /_ох = 20 к Д ж/кг.

 

Рис. 3.14. Построение на I—d диаграмме расчетного режима работы СКВ зоны арены, превращенной из ледяного поля в танцевальную площадку и сцену в теплый период года в климате Москвы

 

 

 

 

Расход холода на работу двух кондиционеров, обслуживающих  арену с танцующими зрителями, составит

Имеющаяся мощность холодильных  машин, обеспечивающих образование  льда на площади 1800 м ледяного поля, составляет порядка 600 кВт • ч. Это  показывает, что существующей мощности будет вполне достаточно для работы двух СКВ, обслуживающих арену со зрителями.

Расчет мощности воздухоохладителя  в кондиционере по схеме на рис. 3.8 необходимо проверить на оба режима охлаждения в теплый период года приточного воздуха. За расчетный режим принимаем вариант с наибольшим расходом холода и требуемой поверхности воздухоохладителя.

Получение требуемой температуры  приточного воздуха t_n = 16,2 °С достигается нагревом в калорифере охлажденного и осушенного воздуха (процесс П-Ox на рис. 3.14). Тепло для нагрева приточного воздуха энергетически целесообразно использовать от конденсатора холодильных машин. На рис. 3.14 на I—d диаграмме в пересечение линий t_y = 32°С и dy = 17,5 г/кг находим параметры удаляемого вытяжного воздуха под потолком помещения арены (точка У). В зону сцены будет поступать санитарная норма приточного воздуха согласно расчетам L_nH = 3200 м³/ч. Из данных расчетов требуемые поглотительные способности приточного воздуха на сцену должна быть Д£_ас ⁼ Ю°С; Дd_ac = 3,1 г/кг.

Приточный воздух о г кондиционеров в теплый период года будет иметь те же параметры притока t_n = 16,2 °С и d_n = 5,2 г/кг, как это показано построением на рис. 3.14. В работе [3, в табл. 5.2] показано, что при изменении положения сопел и направлении струи, близком к горизонтальному, получим затухающие потоки выше рабочей зоны при Ki = 1,1- Из преобразованного выражения (Кы) можно получить величину получаемого влагосодержания воздуха в рабочей зоне нахождения людей на сцене:

Для рассматриваемого притока  для сцены по (3.29) получим:

Для температуры воздуха  в зоне сцены при близком к  горизонтальному направлению струи, получим температуру в рабочей зоне сцены:

На рис. 3.14 в месте пересечения t_B = 25,3°С и d_B = 8,0г/кг получим точку В_сц, отвечающую комфортным условиям воздушной среды в рабочей зоне работы артистов. Путем увеличения угла наклона сопел от горизонтального направления можно увеличить величину показателя Кь и изменить £_в._сц и с?_в._сц. Принципиально возможно приточные сопла в зоне сцены снабдить электроприводами, которые будут управляться по датчику контроля температуры воздуха на сцене.

В холодный период года при t_B — 20 °С от танцующих зрителей от одного человека выделяется: явного тепла 130 Вт; влаги 240 г/ч. От 1540 танцующих зрителей тепло- и влаговыделение в холодный период года составят

Трансмиссионные теплопотери  через перекрытие в зоне арены составляют 36000 Вт. Теплоизбытки по явному теплу составляют

Определяем требуемую  поглотительную способность приточного воздуха при струйной подаче на танцующих  на арене зрителей

Для выполнения санитарно-гигиенических  требований круглый гол при использовании арены площадью 1800 м² для временных зрительских мест и сцены оба кондиционера подают через сопла санитарную норму приточного воздуха, равную их суммарной производительности 34000 м³/ч. Согласно проведенным выше расчетам на сцену подается 3200 м³/ч. От 40 человек выделяется тепло и влага: явное тепло О_{т.изб.сц} — 40 х 130 = 5200 Вт = 40 х 240 = 9600 г/ч соответственно. От освещения поступает на сцену количество теплоты Q-_{г.изб.час} = 300 х 35,7 = = 10710 Вт. Теплопотери через перекрытие оцениваем 7200 Вт. Общее выделение явного тепла на сцене:

 

Определяем поглотительную способность по приточному воздуху в зону сцены

'

Режим работы кондиционеров  рассчитываем для зоны арены с  танцующими зрителями. По выражению (3.28) определяем требуемую температуру приточного воздуха:

В кондиционере нагревается  наружный воздух, который в расчетных условиях холодного периода года имеет d_n = d_n — 0,6 г/кг. Тогда влагосодержание удаляемого воздуха составит d_y — d_n + Ас/_ас = 0,6 -Ь 9,7 ⁼ 10,3 г/кг.

 

Рис. 3.15. Режимы работы СКВ  в зоне арены для проведения представлений  с танцами зрителей на свободной  части арены в холодный период года в климате

Москвы

 

На рис. 3.15 на I—d диаграмме находим следующие параметры: точка Hi — t_ai = — 26 °С; d_H\ = 0,6 г/кг, точка К_л — \ = 12 °С; dn = 0,6 г/кг; точка Y]_ — t_y = 27,3 °С; d_y = 10,3 г/кг.

 

Соединяем прямой линией точки  П и У. В пересечении прямой У с изотермой 1_Ъ = 20°С получаем у>_в = 38%, что отвечает условиям теплового комфорта в холодный период года. В зоне сцены в холодный период года сопла устанавливаются еще ближе к горизонтальному положению и Kl = 1* Определяем параметры воздуха на сцене в расчетных условиях холодного периода года

Для сокращения расхода тепла  на нагрев приточного воздуха в кондиционере применяется установка утилизации теплоты выбросного воздуха. На рис. 3.15 процесс У1-У2 отвечает режиму работы теплоизвлекающего теплообменника в вытяжном агрегате, а процесс Н1-Н2 — режиму нагрева приточного наружного воздуха в теплоотдающем теплообменнике.

Часто арена при проведении концертов используется в качестве дополнительной площади для сидения  до 1500 зрителей. Физические и нервные нагрузки зрителей при просмотре концертов можно отнести к отдыху и тепло- и влаговыделения при t_B = 25 °С составляют