Строительные технологии

Наладка и регулирование систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Общие сведения

Испытание и наладка воздухораспределительных устройств осуществляется в тех случаях, когда по результатам санитарно-гигиенического обследования помещения параметры воздуха в рабочей зоне или зоне возможного пребывания людей не соответствуют установленным санитарным нормам или технологическим требованиям. Цель наладки воздухораспределительных устройств — обеспечить в рабочей зоне помещения требуемые по нормам подвижность воздуха и равномерное распределение температуры.

Наладка воздухораспределительных устройств является завершающим этапом наладки систем вентиляции или кондиционирования воздуха и выполняется при следующих условиях:

1.         Общее количество подаваемого в помещение и удаляемого из него воздуха соответствует проектным данным или количествам, установленным в результате выполнения наладочных работ.

2.         Количество воздуха, подаваемого через каждый воздухораспределитель, установленный в данном помещении, соответствует расчетным значениям.

3.         Фактические значения теплоизбытков в помещении и рабочая разность температур соответствуют проектным.

Соблюдение требований п. 3 обязательно при наладке воздухораспределения систем кондиционирования воздуха. При наладке воздухораспределения систем приточной вентиляции расхождение в значениях фактических теплоизбытков с принятыми по проекту допускается в пределах не более 20—25%

В производственных помещениях (цехах) большого объема при равномерном распределении по площади источников тепловыделений и однотипных воздухораспределительных устройств испытание и наладку воздухораспределителей допускается осуществлять в одном или двух смежных строительных модулях здания, определяемых сеткой колонн. В зданиях общественно-коммунального назначения, имеющих большое число однотипных модульных помещений, .испытание и наладку воздухораспределения производят в одном из помещений каждого модуля здания.

Результаты испытаний, проведенных в отдельных модулях здания, а также разработанные на основе этих испытаний мероприятия по наладке распространяются на все аналогичные модули данного здания.

Подготовительные работы и последовательность их проведения

1. Ознакомление по справочным данным с характеристикой воздухораспределительного устройства и начальной расчетной температурой подаваемого воздуха для предварительного воспроизводства на плане и в разрезе помещения (модуля) предполагаемой траекторией струи и схемы циркуляции воздуха в помещении. При отсутствии опыта предварительные данные о траектории струи, ее классификации (компактная, веерная, плоская, стесненная, настилающаяся и др.), а также о вероятной схеме циркуляции воздуха в помещении могут быть составлены по данным, приведенным в «Инструкции по выбору и расчету систем воздухораспределения» серия АЗ-669.

2.         Нанесение предполагаемой траектории приточных струй и схемы циркуляции воздуха в помещении на план и разрез помещения условными обозначениями в виде стрелок, показывающих направление движения воздуха.

3.         Проверка и корректировка предварительно намеченных траекторий приточных струй и схемы циркуляции воздушных потоков в помещении методом визуальных наблюдений. В зависимости от размеров помещений и местных условий визуальные наблюдения осуществляются задымлением воздуха по зонам или наблюдениями за направлением отклонения тонкой нити длиной 2—4 м, закрепленной на конце державки.

4.         Определение зоны прямого (непосредственного) воздействия приточных струй, в пределах которой скорости колеблются от максимальной расчетной до 0,5 ее значения.

При визуальных наблюдениях особое внимание следует уделить выявлению пространств рабочей зоны с максимальными значениями скорости движения воздуха в них. Расположение этих пространств, как правило, наблюдается в местах внедрения приточных струй в рабочую зону и в местах образования настильных обратных потоков и завихрений, возникающих при слиянии двух параллельных или направленных под острым углом струй. В отмеченных пространствах с повышенными скоростями воздуха при составлении программы испытания предусматривается расположение контрольных точек для измерения параметров воздуха.

5. Составление программы испытания с уточнением расположения и числа контрольных точек и измеряемых параметров (температуры, влажности, подвижности) назначается в зависимости от размера помещения, равномерности теплонапряженности по его площади, числа рабочих мест и расположения оборудования.

Ориентировочное число контрольных точек определяют следующим образом. Площадь пола помещения условно разбивают на квадраты или прямоугольники (в зависимости от формы помещения) с шагом, равным 0,05—0,1 размера сторон помещения. Контрольные точки располагают в центре каждого квадрата (прямоугольника), а также у постоянных рабочих мест. Кроме того, контрольные точки располагают в местах внедрения приточных струй в рабочую зону и в местах с повышенной подвижностью воздуха, выявленных визуальными наблюдениями.

В контрольных точках параметры воздуха измеряют на верхнем уровне рабочей зоны, т.е. на высоте 1,5—2 м от отметки пола или рабочей площадки. Выбранное расположение контрольных точек, снабженных порядковыми номерами, наносят принятыми условными обозначениями на планы помещений или модулей. Число повторных измерений (циклов) параметров воздуха устанавливается программой работ в зависимости от назначения помещений и местных условий. При наладке вентиляции в помещениях промышленных предприятий ограничиваются двумя-тремя циклами измерений, осуществляемых после наладки и фиксирующих достижение в рабочей зоне требуемых по санитарным нормам условий. Температура и подвижность воздуха измеряются одновременно в каждой точке электротермоанемометром. При определении относительной влажности воздуха измеряют температуру воздуха «по сухому» и «мокрому» термометрам аспирационным психрометром.

Проведение испытания и обработка материала

Число участников испытания определяют в зависимости от числа намеченных контрольных точек и необходимости обеспечить максимально одновременную регистрацию параметров воздуха во всех точках. При этом учитывают, что два техника-наладчика (одно звено) должны измерить и записать в рабочий журнал значения температуры, влажности и подвижности воздуха. Для выполнения этой работы и на переход от одной точки до другой необходимо около 5 мин, а общая продолжительность одного цикла измерений при достаточной стабильности теплового или влажностного режима помещения не должна превышать 20—30 мин.

Наладка воздухораспределительных устройств

Если по данным фактические параметры воздуха в рабочей зоне помещения или значения коэффициентов, характеризующих степень равномерности распределения этих параметров по площади, будут до выполнения наладочных работ существенно отличаться от принятых по проекту (или от действующих санитарных норм), то система воздухорас-пределения подлежит наладке.

На первом этапе наладки определяют степень неравномерности скоростей воздуха на выходе его в помещение из воздухораспределителя по предварительно установленному скосу или отклонению задымленной приточной струи от заданной траектории. Скорость воздуха измеряют электротермоанемометром, чашечным или крыльчатым анемометром или пневмометрической трубкой. Прибор выбирают в зависимости от конструкции воздухораспределителя. Данные измерения являются ориентировочными и могут быть использованы только для выявления общей картины распределения поля скоростей. Точки измерения, в зависимости от формы воздухораспределителя, располагаются по двум взаимно перпендикулярным диаметрам или осевым линиям сторон в плоскости воздуховыпускного отверстия. Необходимость выравнивания скоростей определяются степенью их колебания, которая не должна превышать ±30% среднего значения скоростей. При большей неравномерности скоростей аэродинамические характеристики воздухораспределителей, принимаемые при их расчете, искажаются, и в связи с этим заданные расчетные параметры воздуха в рабочей зоне помещения не могут быть обеспечены.

Неравномерность поля  скоростей   (образование скошенного потока воздуха) вызывается, как правило, отсутствием спрямляющего Участка  воздуховода  до  воздухораспределителя.    Чтобы  получить требуемое  поле  скоростей,  длина  спрямляющего  участка    должна быть равна не менее 3—4 диаметрам патрубка воздухораспределителя. Образование неравномерного поля скоростей особенно характерно для воздухораспределителей с малыми значениями коэффициентов местного сопротивления и работающих без существенного подпора в сети.

При наладочных работах возможность выравнивания поля скоростей устройством спрямляющих участков перед воздухораспределителями по конструктивным соображениям, как правило, исключается. Более реальным мероприятием является искусственное увеличение сопротивления проходу воздуха через воздухораспределители для повышения подпора в сети и выравнивания распределения по ней воздуха. Последнее достигается установкой между фланцами воздухораспределителей и примыкающих к ним патрубков перфорированных листов, металлических сеток, сокращающих площадь живого сечения для прохода воздуха или диафрагм. Необходимое живое сечение перфорации или ячеек сеток определяется экспериментально методом подбора. Круглые диафрагмы подбирают соответствующим пересчетом сети с учетом фактического значения коэффициента местного сопротивления (КМС) данного воздухораспределителя.

Воздухораспределительные устройства по своему назначению подразделяются на следующие основные типы: регулирующие решетки; потолочные воздухораспределители (плафоны, анемостаты); воздухораспределители перфорированные; воздухораспределители для сосредоточенной подачи воздуха.

Особенности наладки различных типов воздухораспределителей

Регулирующие решетки. Конструкция регулирующих решеток позволяет регулировать количество воздуха, изменять направление выпуска (струи) и угол раскрытия выходящего воздушного потока. Это обеспечивается соответствующими конструктивными решениями решеток. Например, регулирующая решетка типа РР состоит из двух основных элементов:

запорно-регулирующей решетки, включающей многостворчатый регулятор расхода и направляющий аппарат 2 в виде ряда неподвижных ребер, обеспечивающих выпуск воздуха под прямым углом к плоскости решетки;

приточного насадка, являющегося комплектующим элементом к запорно-регулирующей решетке.

Решетки комплектуются следующими типами приточных насадок:

регулятором направления 3, позволяющим поворотом направляющих створок отклонять выходящий поток в вертикальной плоскости на угол до 30° от горизонтальной оси;

рассеивающей решеткой 4, увеличивающей угол раскрытия выходящего воздушного потока в горизонтальной плоскости;

декоративной решеткой 5, предназначенной для улучшения архитектурно-эстетического  оформления   приточного  отверстия.

Наладки воздухораспределения с помощью регулирующих решеток производят по следующей схеме. После распределения воздуха по воздуховодам, питающим воздухораспределители при полностью открытых регуляторах расхода на решетках, приступают к общему распределению воздуха по решеткам В зависимости от схемы установки решеток соответственно ведут и регулировку При магистральной схеме установки решеток в воздуховоде регулировку начинают с первой по направлению движения воздуха решетки От регулировав требуемое количество воздуха, повернув специальным ключом регулятор расхода на определенный уюл, регулируют следующую по направлению движения воздуха решетку и т д. Отрегулировав все решетки данного ответвления воздуховода, проверяют еще раз количество воздуха на первой решетке. Если расхождения по сравнению с первым замером не превышают 10%, то дальнейшую подрегулировку можно не производить. В случае больших расхождений необходимо в том же порядке произвести подрегулировку. Общее количество воздуха, выходящее из решетки, измеряют анемометром с помощью вспомогательного приставного патрубка длиной в один колибр, соответствующего по габаритам размеру решетки. Анемометр необходимо равномерно водить в течение всего времени измерения по площади патрубка, так как воздушный поток может быть неравномерным

При тупиковой схеме расположения регулирующих решеток регулировку общего количества воздуха начинают с последней решетки по направлению движения воздуха, расположенной на данном ответвлении воздуховода. В этом случае вторичные замеры после регулировки всех решеток на данном ответвлении, как правило, дают значительные расхождения и возникает необходимость во второй, а иногда и в третьей подрегулировке

После распределения воздуха по решеткам выравнивают воздушный поток, выходящий из решеток. Регулировку равномерности ведут подгибанием направляющих пластин до тех пор, пока скорости воздуха в каждой вертикальной ячейке решетки не будут одинаковыми. При этом пластины регулятора направления 3 устанавливают строго горизонтально, а рассеивающую решетку 4 или декоративную 5, если они применяются, при выравнивании воздушного потока, снимают. Регулирование равномерности скорости воздушного потока ведут с точностью 10% требуемой средней скорости.

Скорость измеряют электротермоанемометром или микроанемометром, следя за тем, чтобы носик пневмометрической трубки был установлен строго перпендикулярно решетке и на уровне кромки направляющих пластин

Следует учитывать, что при установке рассеивающих решеток 4 может уменьшиться общее количество воздуха, подаваемого через решетки из-за некоторого увеличения их местного сопротивления. Если количество воздуха уменьшается более чем на 10%, увеличивают общий расход воздуха на данное ответвление воздуховода, до восстановления прежнего расхода по каждой решетке.

Отрегулировав равномерность скорости воздушного потока, регулируют направление приточного факела Для этого в зависимости от выбранной схемы поворотом жалюзи регулятора направления 3 придают факелу направление в горизонтальной плоскости Затем, если это предусмотрено схемой, устанавливают рассеивающую решетку 4, создающую веерную струю. Иногда рассеивающие решетки снабжаются поворотными жалюзи. Поворотом жалюзи придают факелу веерную форму с требуемой дальнобойностью. Затем в соответствии с намеченной программой работ измеряют фактические параметры воздуха, установившиеся в рабочей зоне помещения. Обработанные результаты этих измерений заносят в табл. и сопоставляют с соответствующими показателями, принятыми по проекту или установленными санитарными нормами. Если эти показатели сходятся, наладка считается законченной. В противном случае проводят подрегулировку системы воздухораспределения.

При регулировании решеток необходимо учитывать требования, обеспечивающие бесшумность выписка воздуха, определяемого значением допустимых скоростей воздуха на входе в решетку

Воздухораспределители потолочного типа. Особенность воздухораспределителей потолочного типа в отличие от регулирующих решеток заключается в том, что большая часть из них равномерно распределяет скорости воздуха на выходе его в помещение. Это исключает необходимость устраивать регуляторы неравномерности и выполнять при наладке соответствующую регулировку. Кроме того, у значительной группы потолочных воздухораспределителей, принцип работы которых основан на создании закрученных струй  (типа ВЭЦ, ВЭС, ВЭПа, ВПЭП и др.), благодаря повышенному значению коэффициента их местного сопротивления подпор, образующийся в сети, в большинстве случаев исключает необходимость устраивать регуляторы расхода воздуха и производить при наладке соответствующую количественную регулировку.

В отдельных случаях при тупиковых схемах установки воздухораспределителя расход регулируется с помощью дроссель-клапа-80£ или шайб, устанавливаемых на тупиковых участках, гидравлически не увязанных при расчете сети. У всех остальных типов воздухораспределителей и тем более при их установке по магистральной схеме наличие регуляторов расхода является обязательным .

У большинства потолочных воздухораспределителей отечественного производства (рис. III.12), а также зарубежного регулятором расхода является закрепленный на шарнире щиток 3, положение которого при регулировке устанавливается вращением штока /, соединенного со щитком изгибающейся пружиной 2. Шток вращся специальным ключом, вставляемым в шток со стороны помещения. При наличии у воздухораспределителя регулирующего экрана 5, предназначенного для изменения направления струи, управление им осуществляется винтами 4. Если у воздухораспределителей отсутствуют регуляторы расхода и возникает необходимость в регулировке, используются средства, рекомендованные для приточных решеток. Последовательность осуществления количественной регулировки приточных воздухораспределителей и порядок проведения испытания те же, что и при воздухораспределении с выпуском воздуха через решетки.

Воздухораспределители перфорированные. Воздухораспределители перфорированные изготавливают в виде перфорированных панелей, располагаемых, главным образом, в плоскости подшивных потолков или у стен, а также в виде круглых воздуховодов с частично перфорированной поверхностью.

Основные значения коэффициентов живого сечения перфорированной поверхности следующие: для панелей 0,092—0,002; для воздуховодов 0,092—0,046.

Цель наладки перфорированных устройств — создать равномерное распределение воздуха по перфорированным панелям или воздуховодам. При неравномерном распределении воздуха, когда скорости выхода воздуха на различных участках отличаются друг от друга более чем на 25—30%, все преимущества перфорированных устройств теряют свой смысл, так как в рабочей зоне образуются участки с повышенной подвижностью воздуха или с пониженной температурой.

Для распределения воздуха по потолочным или пристенным панелям, как правило, предусматривают сеть воздуховодов, которая обеспечивает подачу к каждой изолированной панели заданного количества воздуха специальным патрубком с регулирующими устройствами. В противном случае при выпуске приточного воздуха по всей площади перфорированного потолка получить нужный эффект не удается. Скорости выхода воздуха на отдельных участках перфорации  потолка  могут в  несколько  раз  превышать  заданные.

То же относится и к перфорированным воздуховодам. Для равномерного распределения воздуха по отдельным секциям перфорированного воздуховода необходима соответствующая регулировка расходов воздуха. В противном случае при больших начальных скоростях движения воздуха в корне воздуховода первые перфорированные его участки будут работать на подсос из помещения, а в средних и последних участках скорости возрастут и выйдут за пределы допустимых.

В отдельных случаях равномерное распределение скоростей движения воздуха по площади перфорированных панелей можно регулировать, сократив эту площадь экранами из жести, накладываемыми на перфорированную поверхность панели с внутренней ее стороны. После такой регулировки проверяют расход воздуха и в случае его сокращения производят подрегулировку установки с использованием сетевых регулирующих устройств Скорости движения воздуха для определения относительной равномерности их распределения по перфорированной поверхности измеряют крыльчатым анемометром, непосредственно приставляя к поверхности обечайку прибора.

Воздухораспределители для сосредоточенной подачи воздуха

Для сосредоточенной подачи воздуха чаще применяется возду-хораспределитель типа ВЭС, создающий закрученную струю. Как уже указывалось, воздухораспределители этого типа не требуют практически никакой регулировки. Возможные несоответствия фактических параметров воздуха в рабочей зоне помещения их проект-ннм значениям возникают вследствие несоблюдения при монтаже расчетного угла наклона воздухораспределителя к линии горизонта или ошибок, допущенных при расчете воздухораспределения.

Соответствие расчетного угла установки воздухораспределителя   фактическому следует Проверять до  начала наладочных работ.

Если при наладке воздухораспределителя фактическое количество подаваемого в помещение воздуха соответствует фактическому значению теплоизбытков, а также правильно запроектирована система воздухораспределения, то в результате наладки принятые проектом параметры для рабочей зоны помещения будут обеспечены. При производстве наладочных работ могут иметь место и такие характерные случаи:

1) к моменту наладки системы теплоизбытки еще не достигли проектного уровня, а составляют только часть его;

2) фактические теплоизбытки  превышают проектные значения;

3) после наладки при достигнутом соответствии фактических количеств подаваемого воздуха и других параметров, определяющих работоспособность системы воздухораспределения, их расчетным значениям» в помещении отмечается недогрев рабочей зоны помещения при температуре подаваемого воздуха выше температуры окружающей среды или образование мест с дискомфортными условиями (повышенная подвижность воздуха и низкие температуры) при температуре подаваемого воздуха ниже температуры окружающей среды.

В зависимости от того, с каким из этих случаев встречаются при наладке, принимаются и соответствующие решения.

В первом случае, т. е. когда теплоизбытки в помещении к моменту наладки системы еще не достигли проектного уровня (не установлено оборудование или не освоен технологический процесс), но в дальнейшем он будет достигнут, наладку производят согласно вышеприведенной схеме, сохранив заданное количество воздуха, но уменьшив его рабочую разность температур. В этом случае не следует уменьшать количество приточного воздуха и делать пересчет системы до достижения полной тепловей нагрузки в помещении.

Однако могут встретиться случаи, когда теплоизбытки в помещении не достигли проектного уровня и их увеличение не предполагается (например, изменился технологический процесс, заменено оборудование и т. д.). В этом случае, зная действительные теплоизбытки в помещении (расчетные или результаты проведенного воздушного теплового баланса), не приступив к наладке, производят соответствующий пересчет всей системы воздухораспределения и после выполнения необходимых монтажных работ осуществляют наладку по вышеприведенной схеме.

Чаще встречается второй случай, когда фактическая тепловая нагрузка  превышает расчетную  ассимиляционную способность системы и не соответствует принятой схеме воздухораспределения. Здесь также, зная действительные теплоизбытки, начинают с полного пересчета системы. Вначале рекомендуется рассчитать вариант с увеличением рабочей разности температур при том же количестве приточного воздуха. Затем, если этого окажется недостаточно, увеличивают количество приточного воздуха. При этом следует помнить, что каждая схема воздухораспределения имеет ограниченные возможности, за пределами которых в рабочей зоне помещений уже не могут быть обеспечены условия, заданные санитарными нормами. В этом случае повышается подвижность воздуха в рабочей зоне, увеличиваются отклонения локальных значений температур от заданных. Поэтому, если расчет показывает, что возможности этой схемы воздухораспределения уже полностью исчерпаны, то необходимо переходить на другую систему, даже если это вызовет значительные переделки. Если средствами наладки невозможно обеспечить требуемые параметры воздуха в рабочей зоне, то перепроектирование систем по материалам наладки выполняет проектная организация (автор проекта).

В третьем случае возникновение указанных явлений является следствием закономерностей развития неизотермических струй, при которых нагретая струя, изгибаясь, направляется вверх, а охлажденная струя падает вниз. При этом общая длина траектории струи, а также средняя температура воздуха в ее сечении находятся в прямой зависимости от начальной скорости выпуска воздуха. С увеличением скорости длина траектории увеличивается, а средние температуры воздуха в сечении струи уменьшаются при нагретых струях и повышаются при охлажденных.

При расчете воздухораспределителей закономерности неизотермических струй, естественно, учитываются. Однако в связи с приближенностью этих расчетов принятые ими параметры воздуха в рабочей зоне помещений без предварительного проведения наладочных работ обеспечиваются далеко не во всех случаях.

При производстве наладочных работ для достижения требуемых параметров воздуха в рабочей зоне можно использовать следующие средства: изменить направления приточных струй, увеличить или уменьшить начальные скорости выпуска воздуха, а также оба средства одновременно. При выборе средств наладки учитывается также трудоемкость монтажных работ.

В описанном выше третьем случае недогрев рабочей зоны при подаче воздуха нагретыми струями можно устранить увеличением угла наклона струй вниз, а возможно, одновременно и увеличением начальных скоростей выпуска воздуха в помещение до значений, при которых струи воздуха достигают рабочей зоны. В местах внедрения струи в помещения параметры воздуха должны соответствовать санитарным нормам. При подаче воздуха охлажденными струями, когда в рабочей зоне помещения образуются дискомфортные участки, их устраняют подачей воздушных струй под углом вверх, превышающим первоначальный. При этом также может возникнуть необходимость изменить начальные скорости выпуска воздуха в помещение.

Сезонная наладка и регулировка систем воздухораспределения

При наладочных работах с изменением свойств неизотермических приточных струй в зависимости от рабочего перепада температур необходима сезонная регулировка систем и, в частности, воздухораспределительных устройств. При наладке систем кондиционирования воздуха в помещениях с повышенными требованиями к подвижности воздуха и равномерному распределению температур по площади, как правило, точно соблюдают заданные параметры воздуха и обязательно выполняют сезонную регулировку.

В этом случае программой работ по согласованию с заказчиком предусматриваются соответствующие испытания, наладка и сдача системы на эффект в теплый, холодный, а в некоторых случаях и в переходный периоды года. По результатам этих испытаний разрабатывают соответствующие указания для осуществления сезонной регулировки системы. Эти указания включают в состав рабочей инструкции по эксплуатации, являющейся обязательным приложением к техническим отчетам по наладке систем кондиционирования воздуха.