Основными параметрами микроклимата являются: температура воздуха; относительная влажность воздуха; подвижность (скорость движения) воздуха; концентрации вредностей в воздухе. Сюда же можно отнести такой параметр, как шумность, или, звуковое давление. Существуют два диапазона значений для каждого параметра - допустимые параметры и оптимальные параметры. Значения, выходящие за пределы обоих диапазонов являются недопустимыми.
Все значения параметров микроклимата являются строго нормированными. Основным нормативным документом являются «Строительные Нормы и Правила» - СНиП. Для систем вентиляции и кондиционирования воздуха это СНиП 2.04.05 - 91 *У «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». Значения параметров, изложенные в СНиПе, базируются на данных соответствующих ГОСТов. В некоторых вопросах необходимо учитывать требования СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений». Также, на стадии проектирования, следует учитывать требования СНиПов по каждому конкретному типу зданий и сооружений.
Параметры микроклимата постоянно изменяются, т.к. в помещениях постоянно выделяются те или иные вредности. Основными являются: теплота - влияет на изменение температуры воздуха и относительной влажности;
влага - влияет на изменение температуры воздуха и относительной влажности;
углекислый газ - СO2 - необходимо удалять, т.к. вреден для здоровья;
прочие (как правило, технологические) вредности - могут быть вредны для здоровья.
При расчете систем вентиляции и кондиционирования необходимо учитывать все эти вредности. Однако основной из них является теплота.
Источники теплоты в помещении подразделяются на внешние и внутренние. К внешним относятся:
поступления теплоты от солнечной радиации;
поступления теплоты с инфильтрующимся воздухом.
Внешние источники теплоты являются наиболее значительными в плане объемов поступлений.
К внутренним источникам относятся:
тепловыделения от людей, находящихся в помещении (каждый человек в процессе жизнедеятельности выделяет теплоту, причем, чем активнее он себя ведет, тем больше выделяется теплоты);
тепловыделения от освещения (каждый осветительный прибор, даже люминесцентная лампа, выделяет при работе теплоту);
тепловыделения от оборудования, находящегося в помещении (в том числе -технологического).
Для правильного обеспечения параметров микроклимата необходимо чтобы теплота, поступающая от этих источников, полностью удалялась из помещения. То же можно сказать и о других вредностях.
Человек, в процессе жизнедеятельности, выделяет не только теплоту, но, также, влагу и углекислый газ. В подавляющем большинстве случаев выделения этих веществ, по сравнению с выделениями теплоты, ничтожно малы и для их удаления вполне хватает проветривания и естественной вентиляции, а расчет систем кондиционирования производится на удаление теплоты.
Однако, в некоторых случаях, в помещении могут присутствовать значительные выделения влаги (например, кухни, в т.ч. и домашние, бассейны и т.п.). В таких случаях необходимо производить расчет систем вентиляции и кондиционирования воздуха как на удаление теплоты, так и на удаление влаги и, в качестве основного, выбирать вариант с наибольшим необходимым количеством подаваемого воздуха.
То же самое можно сказать и о тех случаях, когда в помещении выделяются какие-нибудь технологические вредности (например, ядовитые газы взрывоопасные вещества и т.п.).
И, конечно, в любом случае следует помнить о том, что норма подачи свежего воздуха для дыхания составляет 60 м3 /ч на одного человека. Исключением являются места с кратковременным (до 3-х часов) пребыванием людей (кинотеатры, театры). В таких заведениях норма подачи свежего воздуха составляет 20 м3/ч на одного человека.
Для того чтобы обеспечить необходимые параметры воздуха в помещении, его необходимо надлежащим образом обработать. В системах вентиляции и кондиционирования воздуха существуют два типа обработки воздуха - тепловая и влажностная. Чаще всего, такая обработка производится совместно, т.е. происходит тепловлажностная обработка воздуха.
К тепловой обработке воздуха относится охлаждение и нагревание воздуха. К влажностной - осушение и увлажнение.
Охлаждение воздуха - это удаление из него избытков теплоты. Соответственно нагревание - подвод к воздуху недостающего количества теплоты.
Как известно, теплота переходит от тел с большей температурой, к телам с меньшей температурой. Кроме того, независимо от температуры, при испарении вещество всегда забирает теплоту из окружающей среды, а при конденсации всегда отдает теплоту. Именно на этих свойствах веществ и построены все известные способы тепловой обработки воздуха.
Нагревание воздуха всегда производится на основе разности температур - за счет более
горячей нагревательной поверхности калорифера - будь то поверхность трубок с горячей водой
или разогретая спираль электрокалорифера.
Охлаждение воздуха производится двумя способами:
за счет контакта с более холодной поверхностью - трубки с холодной водой или фреоном в теплообменнике, непосредственно холодная вода в оросительной камере;
за счет испарения воды в объеме воздуха — так называемое испарительное охлаждение. Такой процесс происходит в испарительной камере. При этом из форсунок разбрызгивается под очень большим давлением и очень мелкими капельками. Каждая такая капелька, выходя из форсунки и попадая в камеру, где давление значительно ниже, мгновенно испаряется, забирая, при этом, теплоту из проходящего воздуха. При этом сама вода может быть не охлажденной.
Осушение воздуха производится двумя основными способами:
при контакте с холодной поверхностью, температура которой ниже температуры «точки росы». При этом влага, содержащаяся в воздухе, начинает конденсироваться, т.е. удаляться из воздуха. Контакт может быть как с трубками, в которых течет холодная вода или фреон, так и непосредственно с холодной водой в оросительной камере. Однако, при таком способе, как правило, воздух необходимо нагревать после осушения - ведь, во-первых, он сильно охлаждается, а, во-вторых, свойства воздуха таковы, что при низких температурах, даже небольшое влагосодержание приводит к достаточно высокой относительной влажности.
при контакте со специальными веществами - сорбентами. Как правило, это твердые соли некоторых веществ, которые обладают повышенной гигроскопичностью, т.е. способностью поглощать влагу. Однако бывают и жидкие сорбенты. Следует отметить, что при таком способе осушения температура воздуха не изменяется, следовательно, нет необходимости догревать воздух.
Увлажнение также производится двумя основными способами: насыщенным водяным паром. При этом, пар выпускается прямо в поток воздуха и«растворяется» в нем, увеличивая влагосодержание и относительную влажность воздуха;
при контакте с водой. Испаряясь, вода не только охлаждает воздух, но и увлажняет его.