Кондиционирование воздуха в складских помещениях
Ю. Полярин, канд. техн. наук
Кондиционированием воздуха (от лат. conditio – условие) называется создание и автоматическое поддержание в помещении оптимальных параметров микроклимата – температуры, влажности, уровня чистоты и подвижности воздуха. Достижение заданных параметров осуществляют с помощью комплекса технических средств, называемых системами кондиционирования воздуха (СКВ), которые должны выполнять такие задачи, как очистка, нагрев, охлаждение, увлажнение и осушка воздуха. СКВ включают в себя технические средства приготовления, перемещения и распределения воздуха, создания холода, а также средства хладо- и теплоснабжения, автоматики, дистанционного управления и контроля.
Системы кондиционирования выполняют в соответствии с требованиями СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», СНиП 31-04-2001 «Складские здания», СНиП 2.01.02-85 «Противопожарные нормы», СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений», ГОСТ 12.1.005–88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». В складских помещениях допускается организация кондиционирования воздуха (при экономическом обосновании) по требованиям технологии хранения грузов, если заданные параметры воздушной среды в них не обеспечиваются общеобменной вентиляцией, в том числе вентиляцией с испарительным охлаждением воздуха.
В складских помещениях с кондиционированием предусматривают воздушные и воздушно-тепловые завесы у наружных дверей, ворот и технологических проемов. СКВ больших складских помещений обслуживаются, как правило, комплексными автоматизированными системами управления. Автоматизированная система поддерживает заданное состояние воздуха в помещении независимо от колебаний параметров окружающей среды.
Общепринятой классификации СКВ до сих пор не существует. Это связано с многовариантностью принципиальных схем и характеристик, зависящих и от технических возможностей систем, и от объектов применения кондиционируемых помещений.
Системы кондиционирования подразделяют по следующим признакам:
• основное назначение объекта применения – комфортные и технологические;
• принцип расположения – центральные и местные;
• наличие собственного источника тепла и холода – автономные и неавтономные;
• принцип действия – прямоточные, рециркуляционные и комбинированные;
• способ регулирования – с качественным (однотрубным) и количественным (двухтрубным) регулированием;
• степень обеспечения метеорологических условий – первого, второго и третьего классов;
• количество обслуживаемых помещений – однозональные и многозональные;
• давление, развиваемое вентиляторами кондиционеров, – низкого, среднего и высокого давления.
Комфортные СКВ рассчитаны на создание в помещениях температурно-влажностных условий и подвижности воздуха, отвечающих санитарно-техническим, гигиеническим требованиям и нормам.
Технологическое кондиционирование производственных помещений, в том числе складских, создает параметры воздушной среды, соответствующие технологии производства и хранения материальных ценностей. Наибольшее распространение получили центральные СКВ. Они оборудованы неавтономными кондиционерами, снабжаемыми извне холодом, теплотой и электроэнергией, и имеют большую производительность – от 10 до 250 тыс. м3/ч. Местные СКВ устанавливают непосредственно в обслуживаемом помещении.
В автономных системах у каждого кондиционера имеется своя система теплохолодоснабжения; в неавтономных системах теплохолодоснабжение осуществляют с помощью централизованных, единых для всего объекта генераторов тепла и холода, от которых через разветвленную сеть тепло- и/ или хладоноситель подводится к отдельным кондиционерам. Прямоточные СКВ полностью работают на наружном воздухе, который сначала обрабатывается в кондиционере, а затем подается в помещение. Рециркуляционные системы функционируют без притока или с частичной подачей (до 40%) свежего воздуха или на рециркуляционном воздухе (от 60 до 100%).
Кондиционирование воздуха по степени обеспечения метеорологических условий подразделяется на три класса. Первый класс обеспечивает требуемые для технологического процесса параметры в соответствии с нормативными документами, второй класс – оптимальные санитарно-технические нормы или требуемые технологические, третий класс – допустимые нормы, если они не могут быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного охлаждения. Однозональные центральные СКВ применяют для обслуживания больших помещений с относительно равномерным распределением тепла, влаговыделений, многозональные – для обслуживания больших помещений с неравномерно расположенным оборудованием.
По давлению, создаваемому вентиляторами, СКВ подразделяются на системы низкого давления (до 100 кгс/м2), среднего (от 100 до 300 кгс/м2) и высокого давления (свыше 300 кгс/м2).
Типы кондиционеров
Широкое применение в складских помещениях получили центральные кондиционеры – неавтономные устройства, которые снабжаются извне холодом (путем подвода холодной воды или незамерзающих жидкостей), теплом (путем подвода горячей воды или пара) и электроэнергией для привода вентиляторов, насосов, запорно-регулирующих аппаратов на воздушных и жидкостных коммуникациях и т. д.
Современные центральные кондиционеры производятся в секционном исполнении и состоят из унифицированных типовых секций (трехмерных модулей), предназначенных для регулирования, смешивания, нагрева, охлаждения, очистки, осушки, увлажнения и перемещения воздуха. Отдельные секции герметично соединены между собой. Корпус кондиционера выполнен на базе каркаса из алюминиевых профилей. Основными элементами компоновки центрального кондиционера являются вентиляторная секция, блоки охлаждения, нагрева, увлажнения, фильтрации, шумопоглощения и теплоутилизации. Размеры секций (блоков) унифицированы и зависят от расхода и скорости обрабатываемого в кондиционере воздуха. Примером такой конструкции являются кондиционеры центральные каркасные типа КЦК производства ОАО «Воздухотехника» (г. Москва) для создания микроклимата в соответствии с технологическими требованиями, предъявляемыми к помещению. Типоразмерный ряд этих кондиционеров представлен 11 моделями: КЦК-1,6; -3,15; -5,0; 6,3; -10,0; -12,5; -20,0; -31,5; -40,0; -63,0; КЦК-80,0 номинальной производительностью от 1,6 до 80 тыс. м3/ч.
Управление кондиционером, поддержание заданных параметров воздуха на выходе из кондиционера или в обслуживаемом помещении, отслеживание аварийных ситуаций, пуск и остановка осуществляются с помощью системы автоматики. Кондиционеры поставляют с типовыми комплектами автоматики, куда входят шкаф управления и автоматики (ШАУ), периферийные исполнительные устройства и датчики.
Центральные кондиционеры (26 стандартных установок) предлагает фирма «ЙОРК Интернэшнл» (г. Москва). Кондиционеры с любой степенью автоматизации с расходом воздуха от 0,3 до 23 м3/с и давлением до 2500 Па полностью комплектуют из типовых блоков по месту их размещения.
Из зарубежных производителей можно отметить группу компаний Теbа (Турция), фирмы LG (Респ. Корея) и Panasonic (Япония).
Выбор систем кондицинирования
Для выбора оптимального варианта СКВ в складских помещениях необходимо провести технико-экономический анализ нескольких возможных вариантов (двух-трех и более). Для этого всесторонне рассматривают и оценивают объект по предъявляемым к нему требованиям, основными из которых являются санитарные, технологические, строительные, противопожарные, эксплуатационные, экономические. Особенно важны требования к надежности оборудования при точном поддержании микроклиматических параметров различных технологических процессов хранения.
Санитарные требования:
• поддержание определенной температуры или температуры и влажности;
• подача в помещение свежего воздуха (естественным или механическим путем) или использование рециркуляционных систем;
• удаление воздуха через местные отсосы или общеобменной вытяжкой.
Строительные требования:
• возможность установки наружного кондиционера на фасаде здания центрального кондиционера, например на техническом этаже, и т. д.;
• возможность прокладки по зданию или помещению коммуникаций – воздуховодов, трубопроводов (особенно в реконструируемых зданиях);
Противопожарные требования:
• устанавливаются исходя из категории помещений (нормальные условия – помещения категории Д, пожароопасные – категории В или взрывоопасные – категорий А и Б и соответствующих этим категориям проектных решений (установка обратных и огнезадерживащих клапанов, раздельная установка блоков оборудования, разные схемы прокладки коммуникаций).
Эксплуатационные требования:
• допустимость обслуживания и управления системой с центрального пульта управления либо автономное управление (регулировка параметров вручную).
Экономические требования:
• оптимизация цены путем сравнения в проекте оборудования разных производителей и разных классов;
• разработка для объекта нескольких принципиальных вариантов систем на базе различных типов оборудования и проведение их сравнительной оценки.
Технологические требования:
• создание и автоматическое поддержание в складских помещениях оптимальных параметров микроклимата.
Оптимальные параметры воздуха в некоторых складских помещениях были приведены в статье «Микроклимат помещений». При хранении ряда промышленных и продовольственных товаров требуется обеспечить параметры микроклимата в пределах норм, указанных в табл. 1 этой статьи. Применение в таких случаях СКВ, несмотря на определенные затраты, окупается. Например, при их использовании потери при хранении консервов и продовольственных товаров снижаются на 0,25...0,45%, картофеля – на 9...14%, табака – на 1,3%.
Для выбора оптимальной СКВ приходится решать многообразные профессиональные задачи. В настоящее время их успешно решает компания «Евроклимат», одна из ведущих фирм на российском рынке. Компания осуществляет полный цикл проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха на базе современного оборудования известных отечественных и зарубежных производителей, проводит монтаж и пусконаладочные работы.