Системы кондиционирования воздуха на эжекторных диффузорах

Рисунок 1. Снаружи — эффектный внешний вид, внутри — высокие технологии: 3-й павильон

В 2001 году завершилось строительство третьего павильона Выставочного центра во Франкфурте, который с тех пор стал визитной карточкой этого крупнейшего выставочного комплекса. Павильон представляет собой здание очень внушительных размеров: площадью 130x210 метров и высотой до 45 метров. Масса покрывающей его алюминиевой крыши составляет 3000 тонн. На двух этажах павильона расположены офисы, конференц-залы, помещения для торжественных мероприятий и более 39000 м2 выставочной площади. Помимо выставок, здесь проводятся спортивные соревнования, концерты и шоу.

Такая многофункциональность объекта обусловила особо жесткие требования к системе кондиционирования и вентиляции павильона. Установленная здесь во многом уникальная СКВ спроектирована и смонтирована на базе эжекционного оборудования TROX, работающего на рециркуляцию. Общий расход воздуха составляет 4 миллиона м3/ч, общая холодопроизводительность достигает 15 МВт. При ее проектировании исходным и основным требованием было следующее: надежно скомпенсировать теплоизбытки, достигающие 200 Вт/м2, так, чтобы экспоненты и посетители выставок не могли пожаловаться на сквозняки, но чтобы при этом воздух в павильоне был свежим, а температура - комфортной. Более того, капитальные и дальнейшие эксплуатационные затраты на вентиляционные установки и установки кондиционирования воздуха должны быть снижены, а площади, ими занимаемые, значительно уменьшены по сравнению с обычной практикой. Поэтому владельцы здания, генподрядчик и специалисты-проектировщики сделали совместный выбор в пользу неординарного решения и спроектировали для 2-х расположенных друг над другом выставочных залов, площадь каждого из которых составляет примерно 20000 м2, воздухо-водяную систему, работающую по принципу эжекции, вместо "классической" системы кондиционирования, использующей только воздух.

Рисунок 2. Внутреннее пространство 3-го павильона

В верхнем зале павильона находятся 5 так называемых инженерных мостов, подвешенных на тросах к потолку на высоте от 12 до 14 м. Они расположены по продольной оси зала, повторяя линии потолка. На мостах установлено осветительное оборудование, увлажнители, звукоусилительная аппаратурой и система дымоудаления, а также эжекционные установки СКВ зала.

На все 340 эжекционных установок в обоих залах подается до 800 000 м3/ч наружного воздуха. Он обрабатывается в 20 кондиционерах до температуры от 16°С (для охлаждения) и до 28°С (для обогрева). Этот "первичный поток", "производимый" на 2?х центральных технических установках, поступает на эжекционные установки по приточным воздуховодам большого диаметра. Здесь, из-за того, что скорость потока на выходе из сопла велика, 1 м3 этого "первичного потока" "всасывает" приблизительно 4 м3 теплого воздуха, находящегося у диффузора ("вторичный поток"). Во время этого процесса, "вторичный поток" проходит в эжекционной установке через 2 теплообменника, в которых циркулирует холодная вода, где он охлаждается и смешивается с "первичным потоком", составляя вместе общий расход приточного воздуха.

Рисунки 3 и 4. На параллельных "инженерных мостах"вместе с эжекторными установками размещены осветительные приборы, система звукоусиления и система дымоудаления

В нижней части каждой эжекционной установки есть диффузор для подачи приточного воздуха в помещение. Направление потока в каждом диффузоре может плавно регулироваться от "вертикально вниз" до "под углом 45°", в зависимости от текущей тепловой нагрузки. При больших теплопоступлениях используется рассеянная веерная струя: холодный приточный воздух медленно поступает вниз от эжекционной установки, в то время как в промежуточных зонах медленно поднимается вверх теплый воздух из рабочей зоны, который "всасывается" холодным воздухом у диффузора, обрабатывается в эжекционной установке и так далее.

Если зал необходимо обогреть, задается направление потока из диффузора "вертикально вниз", чтобы создать струю теплого приточного воздуха с максимальной дальнобойностью, способную достигнуть рабочей зоны.

Эжекционный диффузор с теплообменником охлаждения и нагрева серии IDH TROX сконструирован для использования в больших помещениях и применяется для удаления тепловых нагрузок, используя комбинацию воздушной и водяной систем. Он состоит из встроенной смесительной камеры и круглых патрубков для подвода первичного приточного воздуха. Первичный воздух выходит из смесительной камеры через сопла, вызывая разрежение в камере, которое принуждает вторичный воздух в помещении пройти сквозь смесительную камеру по вертикальному водяному теплообменнику, таким образом охлаждаясь или нагреваясь. Далее этот воздух перемешивается с первичным воздухом и распределяется по помещению.

В режиме охлаждения общий воздух выводится через направляющие элементы, которые могут быть установлены для обеспечения горизонтального воздухообмена или воздухообмена под углом. В режиме нагрева электропривод открывает направляющие элементы, обеспечивая воздухообмен вертикально вниз.

Входные патрубки теплообменника закрыты специальными крышками из перфорированного металлического листа. Под теплообменником имеется поддон для конденсата. Монтировать изделие можно при помощи подвешивания за имеющиеся отверстия на верхней кромке корпуса.

Корпус, камера разрежения, смесительная камера, направляющие воздух элементы и перфорированная лицевая часть изготовлены из оцинкованной листовой стали.

Сопла первичного воздуха - из алюминия, теплообменник имеет медные трубки с профилированными алюминиевыми охлаждающими ребрами.

Стандартное покрытие корпуса - оцинкованное, по отдельному заказу выполняется порошковая окраска белого (RAL 9010) или черного (RAL9005) цвета.

1. Корпус 2. Патрубок первичного приточного воздуха 3. Перфорированная лицевая часть воздухораспределителя 4. Выходные сопла первичного воздуха 5. Теплообменник (диаметром подсоединения 15 мм) 6. Поддон для конденсата с конденсатными трубками ( 10 мм) 7. Электропривод 8. Регулируемые направляющие воздуха

Эти решения для системы вентиляции, используемые в первое время для контроля температурных условий в таком внушительном по размерам зале, первоначально многократно тестировались и оптимизировались по тепловой производительности, по степени подвижности воздуха, по шуму - как при помощи множества экспериментов, проведенных в лабораторных условиях, так и путем математических вычислений. "Когда оптимизированная модель стала удовлетворять нашим целям, мы начали строить модель в "один к одному" - рассказывают Хорст Нидлих, директор инженерных выставок, и Антон Хайзлер, директор по управлению инфраструктурой Выставочного центра во Франкфурте. "Для этих целей мы арендовали зал в старом выставочном центре Лейпцига, так как только в этом зале была необходимая нам высота потолков - 16 м. Там мы смонтировали экспериментальную систему, и модель заработала как часы. В результате, как и планировалось, эжекционная система была смонтирована в нашем 3-м павильоне, и она великолепно зарекомендовала себя во время проведения масштабных мероприятий.

Воздух подается на 340 эжекционных установок 2-мя центральными техническими установками, расположенными в восточном и западном концах зала. Они - "зеркальное отображение" друг друга и состоят из 20 RLT центральных кондиционеров, являющихся основным элементом установки. На них поступает до 800 000 м3/ч наружного воздуха, который обрабатывается в них и передается в качестве "первичного потока" на эжекционные установки. Для охлаждения "первичного потока" и обеспечения поступлений холодной воды в эжекционные установки в систему включены 6 чиллеров с общей холодопроизводительностью в 10 МВт.

Производительность по "первичному потоку" каждой эжекционной установки составляет 2300 м3/ч, холодопроизводительность (включая охлаждение "вторичного потока") составляет почти 19 кВт. Если вместо охлаждения необходим обогрев, тепло поступает из районной системы теплоснабжения через большие теплообменники.

"Располагая постоянной холодопроизводительностью в 10 МВт и контролирующими датчиками, установленными как на вырабатывающем холод оборудовании, так и по всей системе для эффективного регулирования на конкретных участках, мы чувствуем себя прекрасно экипированными", - говорит ответственный за инфраструктуру Центра А. Хайзлер. Такой холодопроизводительности оказывается недостаточно только во время проведения сразу нескольких крупных мероприятий. В этих случаях мы арендуем на время проведения мероприятий установки жидкостного охлаждения с производительностью до 5 МВт и добавляем охлажденную в них воду в наши приточные системы.

Отдельного внимания заслуживают так называемые "отводы" - дополнительные элементы системы кондиционирования. Это трубопроводы с охлаждающей водой, проложенные под полом первого этажа и между этажами, которые могут обеспечить подачу охлаждающей воды непосредственно на стенды экспонентов. Такая конструкция позволяет в индивидуальном порядке снизить температуру воздуха в офисе, в переговорной и в гостевой зоне даже при условии значительных теплопоступлений.

Статья подготовлена отделом маркетинга ООО "TROX Климатехника"

наши проекты
  • АПИК
  • Университет климата
  • Выставка «Мир климата»
  • АПИК-тест