Как таковых, нормативных документов, дающих определение "климатическому оборудованию" ("климатической технике"), нет, как и не существует климатической отрасли.
Участники современного рынка техники климатическим стали называть оборудование для:
1. систем кондиционирования (бытовые, полупромышленные и промышленные кондиционеры),
2. систем вентиляции (бытовая и промышленная),
3. систем отопления (водяное, воздушное),
4. систем теплотехники (бытовые и промышленные обогреватели),
5. систем водоснабжения и канализации,
6. систем осушения, увлажнения, очищения воздуха,
7. систем пылеудаления.
Это основные направления климатической техники.
Появление словосочетания "климатическое оборудование" уходит в строительное проектирование. Одним из главных разделов в строительном проектировании являлось и является организация инженерных сетей, в числе которых находятся и вышеперечисленные системы.
Все они призваны обеспечить комфортную жизнедеятельность человека, а именно - создать определенный микроклимат в здании со своими параметрами температуры, влажности, чистоты и утилизации отходов жизнедеятельности. Для проектирования микроклимата в здании используются данные науки климатологии, сведенные в свод правил "Строительная климатология СП 131.13330.2012, СНиП 23-01-99".
Все оборудование, которое используется в инженерных системах здания, управляющих климатом, регулирующих температуру, влажность, чистоту воздуха и воды, можно называть климатическим оборудованием.
В этой статье мы попытаемся выявить наиболее важные аспекты, на которые необходимо обратить внимание при выборе климатического оборудования, которое входит в состав каждой из перечисленных выше систем.
1. Системы кондиционирования (бытовые и промышленные):
На что стоит обратить внимание, чтобы выбрать оптимальную модель кондиционера для квартиры, офиса или производства:
· Необходимо сразу определиться, какая конструктивная схема будет максимально соответствовать имеющимся условиям эксплуатации в вашем помещении (сплит-система, оконная, напольная система, напольно-потолочная, кассетная, канальная, колонная, мультизональная)
По способу монтажа кондиционеры можно разделить так же на несколько групп:
1. Сплит-система (внутренний блок кондиционера располагается на стене);
2. Оконные (моноблочные). Характеризуются монтированием в проем окна, таким образом, при котором одна его часть с компрессором выходит наружу, на улицу, а часть, где расположена панель управления, размещается в помещение. Современные модели оконных кондиционеров мало шумят и доступны по цене, в отличие от своих прародителей.
3. Напольные (моноблочные). Основное достоинство данного типа – легкость, и простота монтажа. Так же к преимуществу напольного моноблочного вида техники климатического контроля в помещении относят его мобильность. Они оснащены специальными колесиками, благодаря которым их легко можно перемещать с одной комнаты в другую. Имеют и недостатки, которые заключаются в высокой шумности, они дороже и холодо-производительность такой системы ниже.
4. Напольно-потолочные. Сплит-системы этого типа отличаются универсальной возможностью монтажа как на потолке, так и на стене с установкой на пол. Такая возможность необходима для помещений с «непростой» или «оригинальной» планировкой, для больших помещений, которые имеют обычные потолки. К основному преимуществу данного типа относят горизонтальное распределение охлажденного воздуха, без непосредственного воздействия на людей, которые находятся в данной комнате.
5. Кассетный тип. Такие кондиционеры монтируются на подвесных потолках. Охлажденный воздух распределяется через низ блока, а верхняя блочная часть скрыта в межпотолочном пространстве. Благодаря тому, что нижняя часть блока сливается с обычной потолочной плиткой, данное климатическое оборудование отлично вписывается в любой интерьер. Кондиционеры кассетного типа монтируются в тех помещениях, которые имеют большую площадь. Это связано с тем, что они равномерно распределяют очищенный охлажденный воздух по четырем направлениям.
6. Канальный тип. Он монтируется за подвесным потолком. Благодаря данному размещению, полностью скрывается внутренний блок. Охлажденный воздух размещается в воздуховодной системе и межпотолочном пространстве. Один такой кондиционер может обслуживать одновременно несколько помещений без необходимости установки внутреннего блока в каждом помещении. В основном свое применение канальный тип кондиционеров находит в помещениях, в которых необходимо скрыть оборудование климатической установки.
7. Колонный тип. Данный тип кондиционера характеризуется мощными центробежными вентиляторами, благодаря которым создается целенаправленный поток воздуха. Его воздушная струя имеет от 5 м до 12 м длины. Это позволяет равномерно охлаждать помещения с большой площадью (кафе, рестораны, большие магазины, супермаркеты).
8. Мультизональные промышленные кондиционеры. (URV, VRF системы). Дизайн кондиционеров здесь уходит на второй план, а на первый приходит – обеспечение оптимальной температуры воздуха в помещении. Такие кондиционеры монтируют в помещениях с большой площадью. Эти системы создают собственный личный микроклимат благодаря изменению объема хладагента (фреона). Они очень точно регулируют температурные показатели (до 0,5ºС). Устанавливаются в административных, офисных, промышленных зданиях, элитных многоквартирных домах и коттеджах, гостиницах.
· Далее важным параметром климатической техники являются ее мощностные возможности: то есть соответствие мощности системы конфигурации помещения. При этом необходимо учитывать не только площадь помещения, его конфигурацию, но и высоту потолков, площадь и характер остекления, ориентацию остекления (солнечная/теневая сторона), функциональное предназначение помещения, количество одновременно находящихся в помещении людей, количество и характер оборудования, которое размещается и работает в помещении. Другими словами, мощности кондиционеров, которые будут установлены в одинаковых по площади квартире, небольшом офисе, серверной, производственном цеху или небольшом магазине будут отличаться в несколько раз.
· Особенности планируемой эксплуатации – будет ли техника задействована только для охлаждения воздуха, или же необходима и функция нагрева. Дело в том, что современный кондиционер – это по-настоящему универсальное, многофункциональное и умное устройство. Помимо охлаждения воздуха, кондиционер может осушать, увлажнять и подогревать воздух, а некоторые модели могут еще и осуществлять «подмес» свежего уличного воздуха в обслуживаемое помещение. Если функция «подмеса» свежего воздуха достаточно дорогая и игрушка, и с ней вполне может справиться система вентиляции, то подогрев воздуха – достаточно стандартная и полезная функция, особенно в межсезонье, когда весной центральное отопление уже отключено, а в помещениях еще достаточно прохладно, или в конце лета или осенью, когда отопление еще не включено, а в помещениях уже достаточно холодно. Однако, для серверных помещений и дата центров обычно подбирается оборудование только рассчитанное на работу на холод. Очевидно, что оборудование серверных круглосуточно выделяет массу тепла и такие помещения уж точно не нужно отапливать, а только охлаждать, 24 часа в сутки, 7 дней в неделю.
· Следует принять во внимание энергоэффективность оборудования – от этого зависит экономичность его эксплуатации. В основном энергоэффективности можно добиться используя инверторные (с плавным регулированием мощности охлаждения) модели кондиционеров, а так же дополнительные функции, которые так или иначе автоматизируют процессы управления климатом.
Инверторные модели позволяют экономить 30-35% (операционные расходы, OPEX. от английского словосочетания operating expenses — повседневные затраты компании для ведения бизнеса, производства товаров и услуг.) электроэнергии по сравнению с неинверторными моделями. (Это происходит ввиду того, что компрессор работает бесперебойно. А как известно, максимальное количество энергии потребляется при запуске. Компрессору не нужно стартовать несколько раз. За счёт этого и происходит экономия энергии.) В масштабах функционирования даже нескольких офисных помещений такая экономия уже является хорошим бонусом не смотря на то, что инверторные модели кондиционеров дороже обычных на 30-40% (капитальные затраты CAPEX от английского словосочетания CAPital EXpenditure — капитал, использующийся компаниями для приобретения или модернизации физических активов (жилой и промышленной недвижимости, оборудования, технологий)), особенно актуально это при модернизации действующих климатических систем. Еще к нескольким положительным аргументам в пользу «инверторов» можно отнести: 1. их надежность и долговечность, этот тезис основывается на той же системе бесперебойной работы; 2. Отсутствие шумов (этому свидетельствуют не человеческий слух, который устроен так, что может не заметить разницы в работе инверторного и обычного кондиционера, а измерения специальными приборами – шумомерами). Кстати, к условиям труда на иностранных предприятиях, размещенных в России, приковано пристальное внимание отделов по охране труда. С целью минимизации рисков связанных с охраной труда, предприятия готовят комплексы мероприятий по обеспечению нормативных условий труда, в том числе и по шумности в помещениях. В моей практике был непростой опыт работы с одним из иностранных предприятий, где в техническом задании параметру шумности работы климатической системы уделялось пристальное внимание, и из множества производителей техники, которые присутствуют на современном рынке только 2 смогли удовлетворить запросы данного Заказчика.
· Так же при выборе дорогостоящего оборудование чрезвычайно важное значение имеет его класс и рейтинг компании-производителя. Все понимают, что климатическое оборудование – это не игрушка, и его покупают не на 1-2 года. При этом, монтаж климатического оборудования это достаточно сложная процедура, стоимость которой может составить до 60% от стоимости оборудования. В случае выхода из строя оборудования стоимость демонтажных работ может составить до 50% стоимости монтажа. Если эти аргументы помножить на то, что работы по монтажу и демонтажу должны быть выполнены опытными специалистами, получается, что экономить на качестве в данном случае не самая хорошая идея. Практика подсказывает, что лучше довериться опытным производителям, которые немалые средства вкладывают не только в качество производства, но и в научно-исследовательские разработки, техническую поддержку, чтобы не стоять на месте, удовлетворяя новые запросы заказчиков
2. Системы вентиляции (бытовые и промышленные):
Для организации любого производства кроме средств и предметов труда, обязательно нужно брать во внимание и условия организации труда работников. Одним из основных факторов влияющих на безопасное пребывание людей на производстве является вентиляция воздуха.
Вентиляция производства – комплекс мер, направленных на организацию и поддержание стабильного воздухообмена в производственных помещениях.
Работающие машины и агрегаты, производственные процессы это основные источники попадания в воздух самых различных загрязнений. Вентиляционные системы призваны в основном, минимизировать негативное влияние загрязнений воздуха на здоровье людей. Кроме того общеизвестно, что недостаток свежего воздуха понижает производительность и способность переносить физические нагрузки.
В целях обеспечения нормативной производительности труда, исключения травматизма вентиляции объектов необходимо уделять пристальное внимание. По большому счёту вентиляция это всего лишь обеспечение притока свежего воздуха и удаление отработанного, но этот процесс включает в себя целый комплекс разнообразных технологических решений.
Чтобы правильно выбрать вентиляционную систему (далее – ВС) необходимо учесть:
1. присутствие в помещениях вредных испарений,
2. загазованность;
3. температурный режим;
4. условия труда;
5. параметры помещения и его технические характеристикм.
Сразу стоит сказать, что универсальное решение по ВС может существовать только в дух абсолютно одинаковых помещениях, если конфигурация помещений будет отличаться, то в ВС будут отличаться. Сейчас существует множество вентсистем, которые отличаются по функциональности и по стоимости.
Вентсистема - это очень сложный механизм, который не только обеспечивает чистый и свежий воздух в помещении, а следовательно высокую производительность не только оборудования, но и сотрудников, а так же их хорошее самочувствие
Она позволяет управлять многими параметрами для создания оптимальных климатических условий в зависимости от времени или части помещения. При выборе системы необходимо сразу взвесить, как будет управляться система вентиляции:
- механически (тогда на предприятии должен быть человек или группа людей, в обязанности которых входит данная процедура);
- или же система будет автоматизированной, соответственно потребует больше капитальных затрат при монтаже и пуско-наладке, однако она позволит оптимизировать процесс и снизить эксплуатационные расходы в будущем. Такой подход позволяет минимизировать участие человека в управлении и снизить риск «человеческого фактора». Автоматическое управление подразумевает установку датчиков, регистрирующих температуру/влажность воздуха, концентрацию вредных веществ, степень задымленности или загазованности. Все датчики связаны с блоком управления, который благодаря заданным настройкам включает или отключает оборудование. Таким образом, автоматизация помогает соблюдать требования санитарных норм, быстро реагировать на аварийные ситуации и экономить значительные средства. Но, здесь важно понимать, что даже самая лучшая автоматизированная система должна стоять на обслуживании в специализирующейся на этом организации. Это нужно для того, чтобы при возникновении нештатной ситуации – её оперативно локализовали с минимальными потерями для производства.
Поскольку главной задача промышленной вентиляции является обеспечение постоянного присутствия в помещениях чистого воздуха (без примесей, запаха и вредных компонентов). Поэтому её выполнение можно достичь 2-я путями:
1. удалением загрязненных воздушных масс из цехов и обеспечением притока свежего воздуха.
2. поддержанием определенного микроклимата. А именно, оптимизация температурного режим и влажности воздуха.
Профессионально спроектированная система вентиляции обладает следующими преимуществами:
· персонал меньше болеет
· повышается производительность труда
· поддерживается благоприятный микроклимат
· на оборудовании не скапливается влага, металл не окисляется и не корродирует
· соблюдаются требования к производственным процессам.
Классификация производственной вентиляции по типу действия
Существуют разные типы производственной вентиляции. Классифицируются они по следующим параметрам:
· способу организации притока и оттока воздушных масс (естественная, принудительная);
· по функциональности (приточная, вытяжная, приточно-вытяжная);
· способу организации (местная, общеобменная);
· конструктивным особенностям (бесканальная, канальная).
Если углубиться в проблему выбора вентиляционных систем для производства, то необходимо в первую очередь упомянуть о наиболее доступных системах вентиляции. Это даже не система вентиляции, а комплекс мер на организацию вентиляции помещений. Естественное перемещение и распределение воздуха происходит без внешнего принуждения, только под воздействием перепада температур и атмосферного давления снаружи и внутри помещения
Таким образом, самой простой и экономически выгодной является естественная вентиляции. Она основана на законах физики, когда более нагретые слои воздуха, поднимаясь вверх, вытесняют холодные.
Главный недостаток таких систем – зависимость времени года, погодных условий и ограниченная область применения (подходит для ограниченного круга производств). Для организации естественной вентиляции в производственных цехах устраивают 3 уровня регулируемых проемов (форточки). Первые 2 устраивают на высоте 1-4 м от пола, 3 уровень - под потоком или в светоаэрационном фонаре. Свежий воздух поступает через нижние проемы, а грязный вытесняется через верхние. Интенсивность воздухообмена регулируется за счет открывания/закрывания форточек. Использовать естественную вентиляцию можно только для одноэтажных зданий.
Вытяжка загрязнённого воздуха происходит за счёт фрамуг и вентиляционных шахт. Фрамуги выполняют роль тепловой заслонки, открытие и закрытие которой регулирует давление воздуха в вентиляционных потоках. В качестве дополнительного регулятора давления проектируются специальные отверстия, снабжённые жалюзийными створками:
· чуть выше уровня пола — стимулирующие приток воздуха,
· чуть ниже уровня потолка — оптимизующие его отток.
Для повышения эффективности вентиляции на выходе из помещений устанавливаются дефлекторы, специальные расширительные насадки, вытягивающие отработанный воздух из помещения. Этому же способствуют и оконные фрамуги.
В летнее время роль приточных воздушных каналов выполняют открытые ворота, проёмы в наружных стенах и двери. В холодное время года на складах высотой до 6-ти метров раскрываются лишь проёмы, находящиеся на высоте не менее 3-х метров от нулевой отметки. При высоте более 6-ти метров низ вентиляционных проёмов проектируется на расстоянии 4-х метров от уровня пола. Все проёмы оснащаются водоотталкивающими козырьками, отклоняющими, к тому же, приточные струи воздуха вверх.
Необходимо помнить, что если концентрация вредных веществ в наружном воздухе на 30% превышает предельно допустимые нормы, естественная вентиляция не используется.
Принудительная вентиляция – более эффективная система, включающая набор оборудования и инженерных сетей. Однако за эффективность нужно платить, так как это связано с приобретением дорогостоящего оборудования и потреблением большого количества электроэнергии.
Только приточная или только вытяжная вентиляция используются крайне редко (в основном на производствах, где загрязненность воздуха невелика). Гораздо чаще встречаются приточно-вытяжные системы, обеспечивающие более равномерный воздухообмен.
Общеобменная вентиляция организуется на крупных производствах. В зависимости от производственных процессов и состава воздуха может использоваться в комплексе с другими системами. Она отвечает за воздухообмен и очистку воздуха всего помещения.
Местная вентиляция, в отличие от общеобменной, следит за чистотой воздуха в определенных зонах – например, над участком сварки или покраски. Этот тип выбирается в том случае, если общеобменная не справляется с вентиляцией во всех помещениях.То есть с помощью местных отсосов можно решить только локальные задачи в месте образования вредных веществ. Но удержать и нейтрализовать такие воздушные потоки полностью, препятствуя их распространению по всему помещению, не удается. Тут необходимы дополнительные элементы, такие как вытяжные зонты.
Комбинация местной вытяжной и приточной общеобменной систем производит следующий эффект: забирая загрязненный воздух, вытяжная система не дает ему распространиться по помещению, а приточная обеспечивает приток свежего воздуха (может комплектоваться фильтрами и системами подогрева или рекуперации).
Канальная вентиляция подразумевает организацию коробов или труб большого сечения, предназначенных для транспортировки воздуха. Бесканальные системы – совокупность вентиляторов и кондиционеров, встраиваемых в проемы стен или перекрытий.
Проектирование и монтаж
Для обеспечения максимально качественной вентиляции, необходимо выполнять ее проектирование и монтаж уже на этапе строительства. Только так можно учесть все меры безопасности, правильно спроектировать вытяжные зоны.
Проектирование систем производственной вентиляции имеет свою специфику. Как уже говорилось выше, не существует универсального оборудования, способного удовлетворить потребности всех типов производств. При проектировании в расчет берется множество данных, и алгоритм решения задачи следующий:
1. Расчет необходимого воздухообмена.
2. Подбор оборудования, поддерживающего расчетные параметры.
3. Расчет воздуховодов.
На первом этапе проектирования разрабатывается техническое задание (ТЗ). Оно составляется заказчиком и включает требования к параметрам воздуха, особенности технологических процессов, которые будут происходить впомещениях, задачи системы.
ТЗ должно содержать следующие данные:
· архитектурный план объекта с привязкой по местности;
· строительные чертежи здания, включая общий вид и разрезы;
· количество работающего персонала в одну смену;
· режим работы объекта (односменный, двусменный, круглосуточный);
· особенности технологических процессов;
· потенциально опасные зоны с привязкой на плане;
· требуемые параметры воздуха (температура, влажность) в зимнее и летнее время
· параметры оборудования, планирующегося к работе в помещениях.
Расчет требуемого воздухообмена ведется по следующим направлениям:
· подача свежего воздуха по санитарным нормам (по нормам на одного человека 20-60 м³/ч);
· ассимиляция тепла (Ассимиляция — воздухообмен, в результате которого воздух удаляется из обрабатываемого помещения, уступая место воздуху, подаваемому снаружи);
· ассимиляция влаги;
· разбавление воздуха до предельно допустимых концентраций вредных веществ.
За основу берется самый большой воздухообмен, полученный в результате описанных выше расчетов.
Кроме этого, согласно СНиП («Вентилирование специальных и производственных зданий») на опасных производствах необходимо предусмотреть систему аварийной вентиляции. Аварийная ситуация может возникнуть при аварийном выбросе взрывоопасных или ядовитых газов, пожаре. Она представляет полностью самостоятельную установку вытяжного типа и рассчитывается таким образом, чтобы при работе с обычной системой обеспечивался 8-кратный воздухообмен за 1 час. В помещениях категории В,Г и Д аварийная вентиляция должна иметь принудительно побуждение. В качестве аварийной допускается использование общеобменной системы с дополнительными вентиляторами.
Однако, случается и так, что необходим монтаж системы вентиляции в уже построенном здании (например, чтобы приспособить помещение, которое было построено десятки лет назад и функционально имело другое предназначение, нежели сейчас). Например, очень часто производственные цеха и сетевые магазины розничной торговли (Пятерочка, Магнит, Дикси) осуществляют «посадку» своих площадей в некогда складских, жилых, административных помещениях. Естественно, такие помещения не отвечают нынешним нормам организации труда и осуществления профильной деятельности. Поэтому такие помещения претерпевают существенные изменения не только архитектурно, но и в части касающейся инженерных систем, неотъемлемой частью которых является и вентиляция. В этом случае учитываются все условия, в которых будет эксплуатироваться система, а так же последующее назначение самого помещения. Выбор оборудования всегда зависит от взрыво- и пожароопасности помещения.
На выбор оборудования при монтаже вентиляции производственных помещений оказывает влияние тип производства и количество выделяемых вредных веществ, параметры самого помещения, и расчетная температура для холодного и теплого времени года. Исходя из этих параметров формируется техническое задание на проектирование вентиляционной системы.
Но даже качественно оформленное техническое задание не гарант качественного проекта. Расчет, проектирование и последующий монтаж вентиляции это не самая тривиальная задача, которая должна выполняться квалифицированными специалистами, у которых за плечами есть необходимый багаж знаний и накопленный годами опыт. Более того, система вентиляции еще и взаимоувязана с электроснабжением, системой пожарной сигнализации, системой пожаротушения и кондиционирования.
После монтажа перечисленных систем важно грамотно провести не только пуско-наладку каждой системы отдельно, но перед сдачей в эксплуатацию провести комплексное опробование систем в совокупности, моделируя различные ситуации, в том числе и аварийные.
Часто, когда на объекте реконструкции или капитального строительства работают несколько субподрядчиков, ответственных за разные системы, по отдельности системы они могут быть смонтированы идеально, но в комплексе они могут не стыковаться друг с другом. Поэтому задача генподрядчика (или авторского надзора заказчика) довести работу разных субподрядчика до логического завершения, результатом чего будет готовая к эксплуатации инженерная система объекта.
Главному инженеру предприятия не будет открытием, что вентиляционные системы являются одним из основных потребителей электрической и тепловой энергии, поэтому внедрение мер энергосбережения позволяет снизить себестоимость выпускаемой продукции. К наиболее эффективным мерам можно отнести использование систем рекуперации воздуха, рециркуляции воздуха и эл/двигателей с отсутствием «мертвых зон».
Принцип рекуперации основан на передаче тепла вытесняемого воздуха теплообменнику, в результате чего снижаются расходы на отопление. Наиболее распространение получили рекуператоры пластинчатого и роторного типа, а также установки с промежуточным теплоносителем. КПД этого оборудования достигает 60-85%.
Принцип рециркуляции основан на повторном использовании воздуха после его фильтрации. При этом к нему подмешивается часть воздуха извне. Эта технология применяется в холодное время года в целях экономии расходов на отопление. Она не применяется на вредных производствах, в воздушной среде которых могут присутствовать вредные вещества 1,2 и 3 классов опасности, болезнетворные микроорганизмы, неприятные запахи и там, где велика вероятность возникновения аварийных ситуаций, связанных с резким увеличением концентрации в воздухе пожаро- и взрывоопасных веществ.
Учитывая, что большинство электродвигателей имеют так называемую «мертвую зону», их правильный подбор позволяет экономить электроэнергию. Как правило «мертвые зоны» появляются во время пуска, при работе вентилятора в холостом режиме или когда сопротивление сети значительно меньше того, что требуется для его корректной работы. Для того чтобы избежать этого явления применяют двигатели с возможностью плавной регулировки оборотов и с отсутствием пусковых токов, что позволяет экономить энергию при запуске и в процессе работы.
На основании вышеизложенного мы делаем вывод, что самое главное при планировании и организации вентиляционной системы – это выбор грамотной проектной организации с многолетним опытом работы, подтвержденным портфолио введенных в эксплуатацию объектов. Еще лучше, чтобы от проектной организации на объекте так же функционировал и авторсий надзор за строительством.
Если статья была полезной, поделитесь ею с друзьями, и мир станет немного лучше.
