Данная глава взята из книги С. В. Брух "VRF-системы кондиционирования воздуха. Особенности проектирования, монтажа, наладки, сервиса"
Купить книгу можно здесь.
Велика ли вероятность разгерметизации системы? На первый взгляд - крайне низка. Но на моей практике было три случая полной утечки фреона из 16 систем за три года. Самый показательный случай был таким. Через офисное помещение проходили транзитные трубопроводы VRF-систем на все здание. Система отработала лето в режиме холода и осенью была переключена на тепло. Давление на газовом трубопроводе летом было около 4 бар (фреон R22), а осенью, в связи с переключением на тепло, повысилось до 20. Участок трубопровода был, по-видимому, дефектный, не выдержал скачка давления и лопнул. Работники офиса хлопок слышали, но не придали ему значения. Служба эксплуатации (то есть я) узнала о проблеме на следующий день, когда стали поступать звонки от работников другого помещения, обслуживаемого неисправной системой. После осмотра трубопровода стало понятно, что случилось. Повезло, что площадь офиса была достаточно большая для превышения аварийной концентрации фреона. Если бы офис был сильно меньше или объем фреона в системе был больше — все могло закончиться очень печально.
VRF-системы относятся к классу систем кондиционирования с непосредственным испарением хладагента во внутренних блоках (местных
кондиционерах). Поэтому в случае аварийной разгерметизации фреонового контура может произойти попадание хладагента в зону дыхания людей, находящихся в обслуживаемых помещениях. Фреон R410A тяжелее воздуха, не является токсичным веществом и в небольших концентрациях безвреден для человеческого организма. Однако R410A не поддерживает дыхание, в случае попадания человека в зону заполнения фреоном происходит удушье и потеря сознания. Если в течение 10 минут человека не эвакуировать из данного помещения, помочь ему будет уже невозможно.
Если для некомбинированных фреоновых систем кондиционирования количество хладагента в пределах одного контура не превышает 20 кг, то для комбинированных VRF-систем (рис. 1) эта цифра уже значительно больше и доходит до 60 кг. Обязательным условием проектирования VRF-систем должна быть проверка на аварийную концентрацию хладагента в обслуживаемых помещениях. Процесс определения концентрации хладагента в случае аварийного выброса производится следующим образом.
1. Определить критичное (расчетное) помещение. Как правило, это минимальное по объему помещение, в котором могут находиться люди,
в одной VRF-системе (рис. 2).
2. Определить объем воздуха V в данном помещении. Объем измеряется
по ограждающим строительным конструкциям. Допустим, площадь самого маленького помещения составляет 12 м2 при высоте от пола до потолка 2,7 м. Значит, объем этого помещения равен 32,4 м3.
3. Определить количество хладагента в системе по формуле:
Примечание. Если в одном помещении установлено два внутренних блока от разных VRF-систем, необходимо учитывать суммарное количество хладагента.
Количество хладагента у любого производителя зависит от мощности наружного блока и от длины магистралей. Для укрупненного расчета
можно пользоваться следующей формулой (для R410А):
Допустим, наша система содержит два наружных блока суммарной
мощностью 80 кВт. Максимальная длина магистралей 100 метров. Тогда
общее количество хладагента в системе равно:
4. Определить концентрацию хладагента в критичном помещении по
формуле:
Величина L учитывается только при постоянной работе механической вытяжки из рассматриваемого помещения. Если гарантии в постоянной работе вытяжки нет, лучше в расчет данную величину не вводить.
В нашем случае в помещении постоянно работает механическая вытяжная вентиляция, которая удаляет из него 80 м3/ч воздуха. Тогда концентрация фреона в случае аварийного выброса будет:
5. Теперь нужно сравнить полученную концентрацию с предельно допустимой концентрацией аварийного выброса С_пдк. Для разных хладагентов величины С_пдк разные (табл. 2).
В нашем случае применен хладагент R410А. Концентрация фреона в контрольном помещении при аварийном выбросе С_фр превысит С_пдк более чем в 2 раза: 1,05/0,42=2,39. В таком виде VRF-систему оставлять нельзя, необходимо принять меры по обеспечению безопасности людей в случае аварийного выброса фреона.
Какие существуют варианты выхода из сложившейся ситуации? Вариант 1 — самый простой и эффективный. Необходимо разбить комбинированную систему на несколько независимых таким образом, чтобы количество фреона в одной системе не могло привести к превышению аварийной концентрации даже в самом маленьком помещении. Для этого удобно пользоваться следующей таблицей (табл. 3).
В нашем примере при площади критичного помещения 12 м2 необходимо использовать наружный блок с мощностью до 28 кВт.
Вариант 2. Необходимо обеспечить проемы вверху и внизу дверей площадью не менее 0,15 % от площади помещения (рис. 3). Если у нас площадь помещения 12 м2, то нам необходимы отверстия общей площадью 12х0,0015=0,018 м2.
Вариант 3. Необходимо во всех критичных помещениях установить
датчик-газоанализатор на используемый фреон и отдельную систему
аварийной вентиляции. В случае превышения ПДК фреона датчик дает
сигнал на систему оповещения людей и на включение аварийной вентиляции помещений (рис.3).
Выше была описана европейская методика ЕМ 378-1. В наших нормативных документах также есть требования по определению аварийной концентрации хладагента в помещениях. СНиП 41-01-2003 п. 9.5 Г говорит по этому поводу следующее: «Поверхностные воздухоохладители (испарители хладонов) ..., а также кондиционеры автономные моноблочные, раздельного типа и с регулируемым объемом хладона допускается применять: если масса хладона при аварийном выбросе его из контура циркуляции в меньшее из обслуживаемых помещений не превысит допустимой аварийной концентрации (ДАК) 310 г на 1 м3 расхода наружного воздуха, подаваемого в помещение, или на 1 м3 объема помещения при отсутствии общеобменной приточно-вытяжной вентиляции...Значение ДАК допускается принимать по данным производителя хладона при наличии гигиенического сертификата".
Конечно, к этому определению существуют вопросы. Например, какой имелся в виду расход воздуха - в час, за 10 минут или какой-то другой?
Существует еще один подход к определению аварийной концентрации фреона. Он встречается в каталогах производителей VRF-систем.
- Необходимо определить строительный объем V самого малого помещения в пределах одной VRF-системы.
- Определить количество фреона М в пределах одной VRF-системы.
- Разделить полученное количество фреона М на строительный объем помещения V.
- Сравнить с предельной концентрацией 300 г/м3. Если получилось больше - принять перечисленные выше меры.
В данной методике не учитывается удаление паров хладагента системами механической вентиляции и предельная концентрация для R410A принята не 420 г/м3, а 300 г/м3, поэтому допустимый объем хладагента в VRF-системе получается в 1,5 раза меньше, чем в методике EN 378-1.
Выводы
При проектировании VRF-систем часто не учитывают возможность аварийного выброса фреона в обслуживаемые помещения. Хотя с точки зрения безопасности это нужно делать ОБЯЗАТЕЛЬНО. Для небольших помещений (20 м2 и менее) превышение ПДК при аварийном выбросе фреона наступает уже при холодопроизводительности одной системы 45 кВт (ориентировочно). Следовательно, при проектировании объектов с большим количеством маленьких помещений лучше использовать несколько холодильных контуров с максимальной холодопроизводительностью одного наружного блока 40 — 45 кВт. Разбивать холодильный контур на более мелкие наружные блоки (например, 22 кВт и 22 кВт) не имеет смысла, т. к. повышается стоимость 1 кВт холода.
Благодарим за внимание!
08.12.2022
Подписывайтесь на нас в Telegram!
Чат Telegram-канала доступен по ссылке.
Отправить пожелания, замечания, Ваши технические решения, справочную литературу и другую полезную информацию Вы можете на электронный адрес: ovik-projekt@yandex.ru