Proiectarea sistemelor de climatizare a clădirilor: nuanțe importante și etapele întocmirii proiectului

Este greu să nu fii de acord că menținerea unei temperaturi confortabile în încăpere și un schimb bun de aer reprezintă baza unui microclimat normal într-o clădire de orice destinație. Echipamentele climatice moderne și aparatele pentru îmbunătățirea ventilației pot crea în doar câteva minute o atmosferă confortabilă în cameră – cu temperatura necesară și un prag acceptabil de umiditate.

Cu toate acestea, simpla montare a oricărui model de aer condiționat care vă place nu poate rezolva întotdeauna problema temperaturii excesiv de ridicate a aerului, nu sunteți de acord? De aceea, proiectarea profesională și competentă a sistemelor de climatizare a clădirilor reprezintă primul pas înainte de achiziționarea unor astfel de echipamente. Selectarea echipamentelor optime și instalarea lor în locul potrivit vor permite răcirea sau încălzirea aerului cu cel mai scăzut consum de energie și ținând cont de nevoile tuturor persoanelor prezente în încăpere.

În acest material vom analiza etapele principale de creare a unui proiect pentru un sistem eficient de climatizare a încăperilor, vom înțelege calculele care trebuie efectuate la planificare și vom afla cum să întocmiți o schemă corectă de termoreglare a aerului.

Necesitatea climatizării încăperilor

Sistemul de climatizare, la fel ca ventilația, joacă un rol imens în menținerea unei atmosfere confortabile pentru viața și munca oamenilor.

Pe lângă influența asupra oamenilor, regimul de temperatură și umiditatea se reflectă și asupra funcționării echipamentelor în birouri sau ateliere de producție. Valorile ridicate ale temperaturii cresc sarcina asupra utilajelor, ceea ce poate duce la defectarea anumitor componente.

De temperaturile ridicate suferă nu numai motoarele mașinilor-unelte. Echipamentele moderne, dotate cu electronică complexă, sunt destul de sensibile la regimul de temperatură.

Menținerea temperaturii necesare poate deveni, de asemenea, un fundament al siguranței. Depozitarea anumitor materiale în încăperi cu aer excesiv de încălzit este pur și simplu inacceptabilă. Pentru a reduce probabilitatea de incendiu, sistemul de răcire a aerului trebuie să funcționeze corect și să compenseze complet excesul de căldură internă și externă.

De ce este necesar să întocmiți un proiect?

Respectarea normelor necesare și calculul exact al sarcinii asupra sistemului de climatizare îi scutește pe utilizatori de o mulțime de probleme. În procesul de creare a planului, se iau în considerare un număr imens de factori care pot influența eficiența funcționării echipamentului. Fără a ține cont de aceste nuanțe, funcționarea componentelor sistemului de climatizare poate avea un randament inacceptabil de scăzut.

O abordare competentă a elaborării proiectului oferă posibilitatea de a îndeplini obiectivele principale, printre care se numără:

• menținerea temperaturii și umidității optime în clădire;
• alegerea celui mai potrivit echipament de climatizare și ventilație;
• posibilitatea de setare multizonală a regimului de temperatură;
• exploatarea blândă a echipamentului, care contribuie la rezistența la uzură a acestuia;
• organizarea direcției corecte a fluxurilor de aer;
• consumul extrem de redus de energie electrică pentru atingerea regimurilor de temperatură stabilite etc.

La proiectare, se iau în considerare și aspectele estetice ale instalării climatizatorului. Sistemul care răcește aerul poate fi integrat cu finețe în interior, dacă integrarea acestuia în încăpere este abordată cu competență și experiență.

Un climatizator montat estetic poate rămâne practic invizibil pentru oaspeți și poate să nu influențeze deloc conceptul general de design interior.

Etapa de planificare a sistemului de climatizare nu poate fi omisă, deoarece tocmai un plan clar permite elaborarea unei concepții eficiente de răcire a oricărei încăperi sau întregii clădiri, pregătirea desenelor necesare și a sarcinilor concrete pentru echipele de montaj, electricieni și alți specialiști.

Tipuri de sisteme de climatizare

Calculele și particularitățile concrete ale încăperii influențează alegerea sistemului de climatizare. În fiecare dintre acestea se folosesc anumite modele de climatizatoare, care pot fi împărțite în trei categorii largi: casnice, industriale, comerciale.

Sistemele în sine se împart în următoarele tipuri:

• complexe multizonale;
• sisteme split și multi-split;
• răcire centralizată;
• climatizare de precizie;
• sisteme chiller-fan coil;
• sisteme cu climatizatoare de tip canal sau de acoperiș etc.

Pentru uz casnic, cel mai des sunt alese sistemele multizonale, sistemele split și sistemele multi-split. Principala diferență a acestor complexe este numărul de unități interioare ale echipamentului.

Sistemul split presupune existența unui singur unitate interioară de răcire, multisplit-ul – a cinci, iar în cadrul complexului multizonal sunt integrate între 10 și 15 elemente, care funcționează datorită unei unități exterioare deosebit de puternice.

Sistemul multizonal de climatizare este una dintre cele mai eficiente metode de a răci aerul în încăperi de diverse destinații, datorită funcționării independente a unităților interioare și a puterii unității exterioare.

Elaborarea planului unui sistem eficient de climatizare se bazează pe calculul bilanțului termic al aerului, fiind luați în considerare toți factorii cheie care influențează microclimatul din interiorul clădirii.

Proiectarea respectă, de asemenea, documentele normative și ia în considerare cerințele sanitare, arhitecturale, de prevenire a incendiilor și alte cerințe.

Calcule pentru întocmirea planului sistemului

Pentru a selecta puterea optimă a unității exterioare active și a calcula numărul unităților interioare, se ia în considerare sarcina termică internă și externă asupra clădirii.

Sarcinile termice interne au întotdeauna o valoare pozitivă și reprezintă degajarea de căldură de la persoanele care locuiesc în casă, producerea de energie termică de la aparatele electrocasnice și sursele de iluminat. În încăperile comerciale sau de birouri, la această sarcină asupra sistemului de climatizare se adaugă căldura de la echipamentele consumatoare de energie, iar în clădirile de producție – degajarea de căldură de la lichide fierbinți, echipamente, precum și căldura generată în procesul reacțiilor chimice.

Sarcinile termice externe pot avea atât caracteristici negative, cât și pozitive. Astfel, sarcina externă reprezintă aporturi sau pierderi de căldură.

Conductoarele pierderilor și aporturilor de căldură sunt prezentate vizual în schema de mai sus. Săgețile roșii marchează fluxurile de pierdere a căldurii, iar cele albastre – pătrunderea frigului în clădire.

Sursele unei astfel de sarcini termice sunt:

• lumina solară care pătrunde prin geamurile termopan;
• căldura sau frigul, ale căror conductoare sunt pereții, ferestrele, podeaua, acoperișul și tavanul;
• pierderile și aporturile de căldură de la ventilația de alimentare.

Indicatorii cantitativi ai aceluiași tip de sarcină termică externă se pot modifica de la sarcini pozitive la negative pe parcursul zilei, de exemplu, la o amplitudine mare de variație a temperaturii aerului diurne și nocturne, și de la un sezon la altul. De exemplu, vara, diferența de temperatură dintre exterior și interior este nesemnificativă, astfel încât căldura pătrunde mai ușor în clădire. Iarna, are loc procesul invers, în care căldura părăsește mai repede construcția.

Calculul bilanțului termic al aerului permite selectarea echipamentelor necesare și planificarea locului potrivit pentru instalarea aparatului de aer condiționat.

Aparatele de aer condiționat moderne pot încălzi semnificativ aerul atunci când este necesar. Prin urmare, la proiectarea sistemului de aer condiționat, este important să se ia în considerare și zonele principale în care se observă pierderi mari de căldură.

La calcule se iau în considerare în mod obligatoriu factorii cheie care influențează aportul și pierderea de căldură:

• caracteristicile climatice ale zonei;
• materialele din care este construită clădirea;
• grosimea pereților și prezența izolației;
• numărul de camere din termopan și eficiența energetică generală a construcției ferestrei;
• orientarea clădirii față de punctele cardinale;
• prezența echipamentelor și aparatelor care produc căldură în timpul funcționării;
• numărul de persoane care locuiesc sau se află regulat în încăpere;
• numărul de camere din apartament sau casă etc.

Pe baza acestor considerente, nu este dificil de înțeles că doar un profesionist experimentat poate aborda cât mai exact și corect planificarea viitorului sistem de aer condiționat, deoarece în procesul de pregătire a proiectului trebuie prevăzute prea multe nuanțe specifice.

Etapele de realizare a proiectării

Întocmirea planului lucrărilor necesare se realizează în două etape consecutive, care includ pregătirea tuturor calculelor necesare, a devizului, a sarcinilor tehnice pentru specialiștii din domenii conexe și selectarea gamei de modele de echipamente potrivite.

Etapa #1 — pregătirea calculelor și a sarcinilor

Pregătirea constă în familiarizarea cu clădirea, amplasarea acesteia, particularitățile de construcție și alți factori.

Specialiștii întocmesc un studiu de fezabilitate tehnico-economic, pe baza căruia se selectează aproximativ tipul sistemului de aer condiționat. Acesta este descris simplificat.

Pe schema simplificată sunt prezentate elementele cheie ale sistemului de aer condiționat, blocurile de distribuție a agentului frigorific și blocurile principale de comandă a echipamentelor climatice.

Profesionistul propune echipamente potențial eficiente, care corespund cerințelor încăperii în funcție de caracteristicile de bază:

• puterea;
• capacității de răcire, încălzire și debit de aer.

După aceasta, se întocmește devizul lucrărilor viitoare. Dacă proiectul bazat pe studiul de fezabilitate (TEO) îl satisface pe proprietarul clădirii sau al apartamentului, etapa pregătitoare trece în faza de lucru.

Etapa #2 — selectarea echipamentelor potrivite

În această etapă, proiectarea se bazează pe calcule exacte care iau în considerare sarcina termică internă și externă, caracteristicile termotehnice ale obiectului. Calculele se efectuează individual pentru fiecare încăpere, după care se cunosc exact excedentele de căldură din fiecare zonă. Pe baza acestor date, se selectează echipamentul necesar pentru compensarea sarcinilor termice.

După alegerea aparatelor, începe proiectarea locurilor de instalare a aparatelor de aer condiționat, se oferă schema de distribuție a conductelor de aer, se pregătește un plan de lucrări tehnice pentru echipa de montaj și pentru electricieni.

Toate materialele pregătite sunt transmise clientului și furnizorului de echipamente climatice. După montaj, este recomandabil să se efectueze lucrări de punere în funcțiune, care vor ajuta la reglarea funcționării echipamentului.

Care sunt riscurile proiectării independente?

Fără experiența și cunoștințele necesare, este destul de dificil să întocmești personal un proiect pentru un sistem de climatizare.

Dacă nu se ia în considerare măcar un factor, de exemplu, orientarea apartamentului către nord sau prezența geamurilor termopan cu eficiență scăzută de reținere a căldurii, întregul sistem de climatizare va funcționa ineficient.

Indicatorii de economisire a energiei ai ferestrelor din metal-plastic depind de mai mulți factori: numărul de camere, prezența unui strat special etc. De aceea, este destul de dificil să calculezi singur pierderile și câștigurile de căldură.

În plus, echipamentul climatic poate fi supus unor sarcini mai mari, deoarece în procesul de climatizare, echipamentul va trebui să compenseze constant câștigurile de căldură necontabilizate de proiectant.

În general, orice neajuns în proiectul întocmit poate duce la probleme grave:

• funcționarea nejustificată a aparatului de aer condiționat într-o încăpere, în timp ce majoritatea membrilor gospodăriei se află în alte camere;
• consumului excesiv de energie electrică, care este utilizată pentru suprimarea căldurii necontabilizate de la iluminat sau aparate;
• imposibilității reglării zonale a temperaturii;
• achiziționării unui echipament prea puternic sau cu performanță scăzută;
• uzurii rapide sau defectării componentelor sistemului split din cauza sarcinii excesive etc.

De aceea, întocmirea schemei de climatizare chiar și pentru o locuință sau un birou mic ar trebui să fie încredințată profesioniștilor.

Economisirea de fonduri la proiectare se poate transforma în cheltuieli nejustificate în timpul exploatării echipamentului.

Concluzii și material video util pe această temă

Cinci tipuri de sisteme de climatizare cele mai răspândite, caracteristicile, diferențele și posibilitățile acestora sunt descrise în detaliu de lectorul din următorul videoclip:

Structura de bază a sistemelor de climatizare și recomandările pentru alegerea tipului potrivit sunt oferite de inginerul de ventilație și climatizare:

O abordare profesională a climatizării clădirilor permite asigurarea temperaturii, purității, umidității și mobilității aerului necesare, de care depind starea de bine și capacitatea de muncă a oamenilor, funcționarea echipamentelor complexe, conservarea mobilei sau a anumitor materiale.

Procesul de proiectare este destul de complex și laborios, de aceea trebuie abordat cu maximă responsabilitate. Tocmai de aceea, nu merită să planificați singur, ci să alegeți din timp o echipă de profesioniști care au experiență, reputație pozitivă și autorizație pentru efectuarea unor astfel de calcule.

Aveți întrebări legate de proiectarea sistemelor de aer condiționat? Adresați-le experților noștri și altor vizitatori ai site-ului în secțiunea de feedback. Lăsați comentariile dumneavoastră, împărtășiți experiența, participați la discuție.