|
|
Сложившиеся в современной
технической литературе представления о принципах классификации, предложенных
разными авторами, имеют ряд общих признаков, но в то же время и некоторые
отличия. Как справедливо отмечает А. А. Рьщкевич [27], «результатом любой
классификации обычно является перечень каких-либо технических решений,
позволяющих находить каждому из них свое место». Для систем кондиционирования
и вентиляции, решения которых базируются на учете большого числа исходных
данных, а также ограничений, разработать такую классификацию весьма сложно.
Неслучайно поэтому в литературе нет однозначного решения этого вопроса.
Многие известные авторы, такие, как Б. В. Бар- калов, Е. Е. Карпис, А. А.
Гоголин, А. В. Нестеренко, Е. В. Стефанов, П. В. Участкин, О. Я. Кокорин, В.
Н. Языков и др., предложили разные методы классификации. Отдать предпочтение
какому-нибудь из них затруднительно, так как каждый отражает то многообразие
решений систем, которое сложилось в результате их проектирования и
исследования, а также те цели, которые ставили авторы.
В связи с таким общим выводом А. А. Рымкевич для
обоснования принципов классификации систем предлагает прежде всею дать
классификацию определяющих исходных данных, в которых сосредотачивается все
то существенное, что может повлиять на решение систем и их
технико-экономические показатели. В предлагаемой А. А. Рымкевичем
классификации исходные данные разделены на пять групп. Первую группу образуют
внутренние и внешние условия функционирования объекта, а именно:
конструктивно-компоновочные решения, нормируемые параметры воздуха в
помещении, данные о наружных параметрах, данные о нагрузках (тепловой, влаж-
ностной и газовой), обобщенные в классы. На основе этих данных удается
систематизировать возможные технологические схемы систем. Как известно,
наибольшая сложность возникает при наличии множества помещений с разными
параметрами воздуха и разными закономерностями изменения нагрузок в течение
годового цикла работы объекта. Во вторую группу входят специальные
ограничения по степени децентрализации систем, обуславливающие применение
центральных (общеобменных) или местных приточных и вытяжных систем. Это
определяется конструктивно-планировочными решениями здания, особенностями
функционирования объекта, технологией производства, характером выделяющихся
вредных веществ. В третью и четвертую группу включены сведения о возможных
решениях систем тепло- и хладоснабжения. В качестве источников теплоты могут
использоваться естественные (солнечная энергия, геотермальные воды) и
искусственные источники (при сжигании топлива и на основе использования
электроэнергии), а также «отбросная» теплота. Источники холода могут быть
основаны на естественных источниках низкотемпературной воды, искусственных
источниках с применением холодильных установок и за счет
воздушно-испарительного эффекта охлаждения воды. Особое значение имеют
различные способы аккумуляции теплоты и холода, например, при использовании
воздухозаборных каналов, проложенных в грунте. Кроме указанных групп имеется
еще одна (пятая), в которой учитываются технические характеристики отдельных
элементов систем и систем тепло- и хладоснабжения.
В свете изложенного рассмотрим один существенный для
дальнейшего изложения вопрос, пока не нашедший достаточного разъяснения в
литературе. В данной книге рассматриваются характерные решения автоматизации
как для систем вентиляции, так и для систем кондиционирования воздуха, не
делая разницы между этими системами, а, наоборот, подчеркивая общность задач
и принципов подхода. Различие между кондиционированием и вентиляцией можно
представить из сравнения формулировок, приведенных в СНиП 1-2 «Строительная
терминология»: «Кондиционирование воздуха — создание и автоматическое
поддержание в закрытых помещениях температуры, относительной влажности,
чистоты, состава и скорости движения воздуха, наиболее благоприятных для
самочувствия людей, ведения технологических процессов, работы оборудования и
приборов, хранения материалов»; «Вентиляция — естественный или искусственный
регулируемый воздухообмен в помещениях (закрытых пространствах),
обеспечивающий создание воздушной среды в соответствии с
санитарно-гигиеническими и технологическими требованиями». Анализ приведенных
определений не вскрывает признаков, предопределяющих различие систем.
Различие систем кондиционирования и вентиляции иногда
является предметом обсуждения. Достаточно объективный ответ можно получить на
основе системного анализа — рассмотрения исходных данных. Различие заключается
в том, что эти системы могут поддерживать в помещениях разные параметры и с
разной точностью при разных видах и закономерностях изменения нагрузок. Кроме
того, различаются наружные расчетные параметры и область расчетного наружного
климата при проектировании этих систем, различаются ограничения,
накладываемые на эти системы, оборудование и средства управления.
Рассмотрим наиболее характерные исходные данные объектов и
те решения по автоматизации (точнее, регулированию), которые можно принимать
в этих случаях. Отметим, что практически все составляющие исходных данных
влияют на решения систем регулирования. Для систематизированного изложения
рассмотрим характерные исходные данные.
Заданные параметры, необходимость их индивидуального
изменения наряду с архитектурно-строительными решениями здания влияют на
применение одно - или многозональных по регулированию систем. Способ задания
параметров совместно с нагрузками определяет совокупность режимов работы
системы и алгоритм ее функционирования. Если выбирают зависимые регулируемые
параметры, то это приводит к зависимости контуров регулирования. Например,
изменение тепловой нагрузки помещения влияет не только на температуру
воздуха, но и на относительную влажность как регулируемый параметр.
Неравномерность (распределенность) параметров в помещении и характерных
местах системы затрудняет измерение характерного (среднего, балансового)
значения параметра, а. малая скорость (подвижность) воздуха в помещении
приводит к значитель - ной инерционности первичных преобразователей. Величина
допустимого отклонения параметра может быть различной. Если она сравнительно
велика, то применяют традиционные решения и серийные приборы автоматизации.
Если же заданное отклонение достаточно мало, то применяют специальные решения
(см. п. 1.7). В зависимости от заданного закона изменения параметра применяют
системы стабилизации или программного регулирования.
Нагрузки помещения различают по видам, составляющим и их
долям, закономерностям изменения (распределения) и корреляционной связи составляющих
одного или разных видов. Тепловая и влаж- ностная нагрузки ассимилируются
приточным воздухом, а газовая — наружным. Наиболее простые решения можно
применять в том случае, если нагрузка постоянная. При переменной тепловой
нагрузке температуру в помещении требуется стабилизировать. Неравномерность
тепловой нагрузки в пространстве требует пропорциональных этой нагрузке
локальных расходов воздуха. При переменном и значительном облучении рабочих
мест температура в помещении должна выбираться переменной. В этих условиях и
при наличии преобладающей составляющей тепловой нагрузки может оказаться
эффективным регулирование по отклонению с коррекцией по нагрузке. Величина и
диапазон изменения влажностной нагрузки предопределяют допустимость
косвенного поддержания влажности.
Во многих случаях газовая нагрузка, определяющая расход
наружного воздуха, принимается постоянной. В случае ее изменения надо
стремиться управлять расходом наружного воздуха, что позволило бы сократить
расходы теплоты и холода системами. Нагрузки помещения при автоматизации
систем являются возмущающими воздействиями, которые отклоняют регулируемые
параметры от их заданных значений, и компенсируются управляющими
воздействиями. Поэтому экстремальные (минимальное и максимальное) значения
каждой из нагрузок определяют соответствующие значения управляющих
воздействий, т. е. расходов теплоты, холода и влаги. Соотношение средних
относительных величин тепловой и влажностной нагрузок влияет на согласование
управляющих воздействий , с регулируемыми параметрами. Правильное решение
позволяет рационально использовать расходы теплоты и энергии (см. п. 5.1).
Важны и корреляционные связи. Так, доля поступлений теплоты от солнечной
радиации в тепловой нагрузке помещений одного фасада учитывается при выборе
индивидуального или пофасадного регулирования температуры. Большая доля
внутренних тепловыделений в тепловой нагрузке помещения и их случайный
характер изменения требуют зонирования (по регулированию). Большая доля
тепловыделений людей в тепловой нагрузке во многих случаях означает, что
тепловая и влажностная нагрузки меняются взаимосвязанно, в ряде объектов
аналогично изменяется и газовая нагрузка. В последнем случае вместе с
производительностью системы пропорционально изменяется минимальный расход
наружного воздуха. При независимом изменении нагрузок система управления
должна независимо управлять расходами приточного и наружного воздуха.
Можно привести и другие примеры влияния исходных данных на
решения по управлению системой.
|