KOMFORT CIEPLNY, ZASADY OBLICZEŃ I URZĄDZENIA

KOMFORT CIEPLNY, ZASADY OBLICZEŃ I URZĄDZENIA
Technika klimatyzacyjna dla praktyków

Główne zagadnienia i tematy książki
Czynniki chłodnicze. Klimat zewnętrzny i komfort cieplny. Zyski ciepła i obciążenia chłodnicze. Układy wentylacyjne i klimatyzacyjne. Wybrane urządzenia klimatyzacyjne. Układy chłodnicze bezpośrednie dla klimatyzacji. Układy sterowania i monitorowania w klimatyzacji.

SŁOWO WSTĘPNE
Wydawnictwo SYSTHERM specjalizujące się w propagowaniu prac w zakresie inżynierii środowiska przedstawia Państwu kolejny tytuł - „Technika klimatyzacyjna dla praktyków. Komfort cieplny, zasady obliczeń i urządzenia”.
Książka jest poradnikiem, opracowanym przez zespół autorski, z którym współpracuję od wielu lat. Osobami tymi są: dr inż. Grzegorz Krzyżaniak, przy znaczącym udziale m.in. prof. zw. dra hab. inż. Edwarda Szczechowiaka, dra inż. Mieczysława Porowskiego i dra inż. Andrzeja Odyjasa - liczących się w branży ekspertów i projektantów, a jednocześnie pracowników naukowo-dydaktycznych Zakładu Ogrzewnictwa, Klimatyzacji i Ochrony Powietrza, Instytutu Inżynierii Środowiska Politechniki Poznańskiej. Tekst wzbogacają rozdziały opracowane przez wybranych producentów aparatury i urządzeń oraz nowych technologii stosowanych w klimatyzacji, chłodnictwie i wentylacji. W części wstępnej przedstawiono wybrane zagadnienia z termodynamiki, ze szczególnym uwzględnieniem problemów związanych z klimatyzacją, takich jak własności i przemiany powietrza wilgotnego, sprężarkowe i absorpcyjne obiegi chłodnicze oraz czynniki chłodnicze stosowane w układach chłodzenia w klimatyzacji. Dalej przedstawiono niezbędne wielkości i zakres obliczeń przy projektowaniu instalacji klimatyzacyjnych. Podano metody wyznaczania zysków ciepła pomieszczeń. W oparciu o przeprowadzoną klasyfikację układów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych dokonano ich przeglądu pod kątem rozwiązań konstrukcyjnych i zasad działania. W kolejnych rozdziałach omówiono urządzenia realizujące procesy obróbki powietrza, takie jak: nagrzewanie, chłodzenie, nawilżanie i osuszanie. W rozdziale poświęconym wybranym urządzeniom klimatyzacyjnym scharakteryzowano m.in. klimakonwektory wentylatorowe, sufity i belki chłodzące. W dalszej części omówiono urządzenia stosowane w metodach bezpośredniego chłodzenia powietrza, takie jak: systemy VRV, klimatyzatory typu Compact i Split. Wiele miejsca poświęcono układom sterowania, monitorowania i regulacji automatycznej urządzeń i central klimatyzacyjnych oraz wentylacyjnych. Kierujemy powyższy tytuł do określonej grupy czytelników – specjalistów z branży klimatyzacyjnej, wentylacyjnej i chłodniczej, mając nadzieję na ułatwienie im pracy. Zainteresowani jesteśmy także odbiorem czytelniczym środowisk akademickich, w tym zwłaszcza studentów. Dziękuję całemu Zespołowi Autorskiemu za podjęcie inicjatywy wydawniczej i za włożony wkład w powstanie książki. Szczególne słowa podziękowania kieruję do prof. dra inż. Wiktora Wasiluka za przygotowanie opinii naukowej i recenzji książki oraz prof. zw. dra hab. inż. Edwarda Szczechowiaka za rady i szczegółową analizę tekstu. W tym miejscu dziękuję w imieniu autorów i swoim własnym wszystkim firmom za zgodę na umieszczenie danych technicznych ich wyrobów jako przykładów zastosowań.
Bolesław Gaziński

SPIS TREŚCI

Słowo wstępne
Recenzja

1. Wykaz oznaczeń

2. Jednostki wielkości fizycznych

3. Wybrane zagadnienia z termodynamiki
3.1. Powietrze wilgotne
3.1.1. Wielkości charakterystyczne
3.1.2. Przemiany powietrza na wykresie h-x
3.1.3. Mieszanie strumieni powietrza
3.2. Wybrane zależności z wymiana ciepła
3.3. Obiegi chłodnicze
3.3.1. Parowe obiegi sprężarkowe
3.3.1.1. Obiegi 1 - stopniowe
3.3.1.2. Obiegi 2 - stopniowe
3.4. Właściwości fizyczne materiałów stałych, cieczy i gazów
3.5. Absorpcyjne obiegi chłodnicze
3.5.1. Obiegi chłodziarki absorpcyjnej
3.5.2. Urządzenia absorpcyjne małej mocy
3.5.3. Urządzenia absorpcyjne o dużej mocy chłodniczej
3.5.4. Metoda obliczeń parametrów obiegu bromolitowej
3.5.4.1. Podstawy metody
3.5.4.2. Określenie parametrów termicznych roztworu roboczego i czynnika chłodniczego
3.5.4.3. Obliczenie węzłowych parametrów obiegu

4. Czynniki chłodnicze
4.1. Właściwości i zastosowanie
4.2. Właściwości fizyczne czynników chłodniczych R22, R134a, R404a, R407c, R409a, R410a i R419a
4.3. Zastosowanie czynników chłodniczych
4.4. Szkodliwe oddziaływanie czynników chłodniczych z grupy FCKW na środowisko
4.4.1. Efekt cieplarniany
4.4.2. Mechanizm powstawania „dziury ozonowej”
4.4.3. Zasady stosowania i eksploatacji urządzeń z czynnikami z grupy CFC i HCFC
4.5. Właściwości wodnego roztworu bromku litu
4.6. Czynniki chłodzące i nośniki ciepła
4.6.1. Czynniki chłodzące stałe
4.6.2. Czynniki chłodzące ciekłe
4.6.2.1. Woda lodowa
4.6.2.2. Zasobniki lodu
4.6.2.3. Solanki, sole solankowe
4.6.2.4. Glikole
4.6.2.5. Ergolid A i Ergolid EKO
4.6.2.6. Antifrogeny
4.6.3. Chłodziwa dwufazowe
4.6.3.1. Dwutlenek węgla
4.6.3.2. Lód zawiesinowy
4.6.4. Chłodziwa gazowe
4.7. Oleje do sprężarek chłodniczych

5. Klimat zewnętrzny i komfort cieplny
5.1. Parametry obliczeniowe powietrza zewnętrznego
5.1.1. Temperatury i wilgotności obliczeniowe powietrza zewnętrznego
5.1.2. Natężenie promieniowania słonecznego
5.2. Warunki komfortu cieplnego i jakość powietrza
5.3. Parametry powietrza wymagane przez wybrane technologie
5.3.1. Papiernie
5.3.2. Przemysł tytoniowy
5.3.3. Przemysł cukierniczy
5.3.4. Laboratoria
5.3.5. Przemysł mięsny i mleczarski
5.3.6. Warunki przechowywania owoców i warzyw
5.3.6.1. Temperatura
5.3.6.2. Wilgotność powietrza
5.3.6.3. Skład gazowy powietrza
5.3.6.4. Cyrkulacja i wymiana powietrza w komorze
5.3.7. Wymagane parametry powietrza w innych technologiach
5.4. Pomiary i sterowanie parametrami powietrza
5.4.1. Wprowadzenie 
5.4.2. Przyrządy pomiarowe
5.4.2.1. Pomiary temperatur
5.4.2.2. Pomiary ciśnień
5.4.2.3. Pomiary wilgotności powietrza
5.4.2.4. Rejestratory temperatury i wilgotności z czujnikami Testo 175-H2
5.4.2.5. Pomiary strumienia masy i objętości
5.4.3. Przyrządy i systemy do pomiarów i regulacji parametrów klimatu
5.4.3.1. Wymagania stawiane współczesnym systemom pomiarowym
5.4.3.2. Konstrukcja elektronicznych przyrządów pomiarowych
5.4.3.3. Termohigrometry (mierniki wilgotności i temperatury powietrza)
5.4.3.4. Termometry
5.4.3.5. Urządzenia i systemy do rejestracji parametrów klimatu
5.4.3.5.1. Nadzór klimatu w jednym punkcie - urządzenia stacjonarne
5.4.3.5.2. Nadzór klimatu w jednym punkcie - urządzenia przenośne
5.4.3.5.3. Nadzór klimatu w małych systemach - do 16-tu punktów pomiarowych
5.4.3.5.4. Nadzór klimatu w dużych systemach - powyżej 16-tu punktów pomiarowych
5.4.3.6. Regulatory parametrów mikroklimatu (klimatu)
5.4.3.6.1. Regulator klimatu LB-720C
5.4.3.6.2. Termohigrometr LB-701 z panelem odczytowo - sterującym LB-725
5.4.3.6.3. Regulator klimatu LB-760A
5.4.3.6.4. Regulator uniwersalny LB-600
5.4.3.7. Zdalny serwis urządzeń, transmisja danych
5.4.3.8. Eksploatacja przyrządów

6. Zyski ciepła i obciążenia chłodnicze
6.1. Wprowadzenie
6.2. Zyski ciepła
6.2.1. Zyski ciepła przez przegrody przeźroczyste w wyniku nasłonecznienia
6.2.2. Zyski ciepła przez przegrody nieprzeźroczyste w wyniku nasłonecznienia
6.2.3. Zyski ciepła jawnego od oświetlenia elektrycznego
6.2.4. Zyski ciepła od ludzi
6.2.5. Zyski ciepła od innych źródeł
6.2.5.1. Zyski ciepła od maszyn napędzanych silnikami elektrycznymi
6.2.5.2. Zyski ciepła jawnego z powierzchni cieczy
6.2.5.3. Zyski wilgoci od swobodnych powierzchni wody

7. Układy wentylacyjne i klimatyzacyjne
7.1. Klasyfikacja i charakterystyka układów klimatyzacyjnych
7.1.1. Rodzaje wentylacji
7.1.2. Układy wentylacji mechanicznej
7.1.3. Układy klimatyzacyjne
7.1.4. Podstawowe struktury układów klimatyzacyjnych
7.1.4.1. Układy jednoprzewodowe niskociśnieniowe z urządzeniami centralnymi
7.1.4.2. Układy dwuprzewodowe z urządzeniami centralnymi
7.1.4.3. Układy o dwustopniowym uzdatnianiu powietrza
7.1.4.4. Klimatyzatory
7.1.4.5. System rozdziału powietrza
7.2. Klimatyzacja i wentylacja wybranych obiektów
7.2.1. Centrale wentylacyjne dla pływalni krytych
7.2.1.1. Wprowadzenie
7.2.1.2. Komfort cieplny w basenach krytych
7.2.1.3. Temperatura powietrza
7.2.1.4. Wilgotność względna
7.2.1.5. Prędkość przepływu powietrza
7.2.1.6. Temperatura powierzchni przegród
7.2.1.7. Zawartość wilgoci w powietrzu w pływalni
7.2.1.8. Rozwój central wentylacyjnych dla pływalni krytych
7.2.1.9. Odzysk ciepła i sterowanie energooszczędne centrali basenowej firmy GEA
7.2.2. Klimatyzacja domów jednorodzinnych
7.2.2.1. Celowość i stosowanie metody odzysku ciepła
7.2.2.2. Odzysk ciepła w urządzeniach wentylacyjnych firmy VALLOX

8. Wybrane urządzenia klimatyzacyjne
8.1. Klimatyzatory
8.1.1. Ogólne wiadomości o klimatyzatorach
8.1.2. Zasada działania i budowa klimatyzatorów 
8.1.2.1. Klimatyzatory wentylacyjno - chłodzące i chłodząco – ogrzewające
8.1.2.2. Klimatyzatory pełnej klimatyzacji
8.1.3. Podzespoły klimatyzatorów
8.1.3.1. Układ chłodniczy
8.1.3.2. Nagrzewnica powietrza
8.1.3.3. Nawilżacz powietrza
8.1.3.4. Wentylator obiegu powietrza
8.1.3.5. Filtr powietrza
8.1.3.6. Elementy rozdziału powietrza
8.1.3.7. Elementy automatycznej regulacji
8.1.4. Wybór funkcji klimatyzatora oraz określenie jego parametrów
8.1.5. Możliwości montażu klimatyzatora w pomieszczeniu oraz organizacja przepływu powietrza w pomieszczeniu
8.2. Klimakonwektory wentylatorowe
8.3. Sufity chłodzące
8.3.1. Przegląd i klasyfikacja
8.3.2. Budowa i działanie systemów sufitów chłodzących
8.3.3. Sufity chłodzące działające z przewagą konwekcji
8.3.4. Sufity chłodzące działające z dużym udziałem promieniowania
8.3.5. Panelowe systemy sufitów chłodzących
8.3.6. System masywnych stropów chłodzących (wymienniki stropowe)
8.4. Belki chłodzące i moduły nawiewno – chłodzące
8.4.1. Belki chłodzące
8.4.1.1. Belki z kanałem powietrza pierwotnego
8.4.1.2. Belki konwekcyjne bez powietrza pierwotnego
8.4.2. Moduł nawiewno - chłodzący BRTa FLUSHLINE
8.4.3. Wykorzystanie belek chłodzących w klimatyzacji budynków
8.4.4. Dane techniczne belek chłodzących i modułów nawiewno – chłodzących

9. Układy chłodnicze bezpośrednie dla klimatyzacji
9.1. Podstawowe układy
9.1.1. Zasada działania
9.1.2. Urządzenia i zespoły chłodnicze w systemie bezpośrednim
9.1.3. Przykłady zastosowań systemów bezpośrednich w klimatyzatorach
9.1.4. Regulacja temperatury powietrza
9.2. Klimatyzatory typu kompakt, split i przenośne
9.2.1. Klimatyzatory lokalne
9.2.2. Klimatyzatory typu okiennego
9.2.3. Klimatyzatory typu Split
9.2.4. Klimatyzator przypodłogowy - podsufitowy
9.2.5. Klimatyzator ścienny
9.2.6. Klimatyzator kasetonowy
9.2.7. Klimatyzator kanałowy
9.2.8. Klimatyzatory Ścienne Multi typu Dual, Trial, Quadro – Split
9.2.9. Pilot zdalnego sterowania
9.2.10. Opcje i akcesoria
9.2.11. Klimatyzatory przenośne
9.3. System chłodzenia ze zmiennym strumieniem
9.3.1. Rozwój systemu VRV
9.3.2. Charakterystyka systemu – opis i zasada działania
9.3.2.1. DAIKIN VRV-K Inverter, VRV-K Heat Recovery i VRV-K Plus
9.3.3. Sterowanie
9.3.4. Odzysk ciepła
9.3.5. Zalety systemów VRV
9.3.6. Systemy typu VRV wśród innych producentów
9.3.6.1. MRV, MRV II firmy HAIER
9.3.6.2. System GMV firmy GREE
9.3.6.3. System MDV – Midea

10. Układy sterowania i monitorowania w klimatyzacji
10.1. Układy regulacji central wentylacyjnych i klimatyzacyjnych w oparciu o urządzenia firmy Siemens Building Technologies Sp.z o.o.
10.1.1. Wprowadzenie
10.1.2. Przykłady układów technologicznych wentylacji regulownych przez SyncoTM 700
10.1.2.1. Regulacja instalacji klimatyzacyjnej z nagrzewnicą wodną i chłodnicą z bezpośrednim odparowaniem
10.1.2.2. Przygotowanie wody lodowej wg zapotrzebowania
10.2. System sterowania i monitorowania urządzeń klimatyzacyjnych NEWEL 2 firmy DIGITEL
10.2.1. Funkcje systemu sterowania
10.2.2. System NEWEL 2
10.2.2.1. Struktura systemu
10.2.2.2. Programowanie z użyciem komputera PC
10.2.2.3. Programowanie bez komputera PC
10.2.3. Zastosowanie
10.2.3.1. Programowanie sterowania temperaturą pomieszczeń
10.2.3.2. Sterowanie pracą zespołów sprężarkowych
10.2.3.3. Sterowanie pracą wentylatorów skraplaczy
10.2.4. Monitorowanie działania urządzeń instalacji
10.2.4.1. Struktura monitorowania systemu NEWEL 2
10.2.4.2. Odczyt i zapis danych
10.2.4.3. Alarmy
10.2.5. Przykłady zastosowania systemów sterowania i monitorowania w klimatyzacji
10.2.5.1. Laboratoria badawcze
10.2.5.2. Komory doświadczalne
10.2.5.3. Komory klimatyczne
10.2.5.4. Komory doświadczalne z pełną regulacją klimatu
10.2.5.5. Komory laboratoryjno - badawcze

LITERATURA

RECENZJA
Książka zawiera łącznie ponad 280 stron i podzielona jest na 10 rozdziałów.
Adresowana jest do inżynierów i techników oraz do osób zawodowo związanych oraz zainteresowanych techniką klimatyzacyjną. Jest to zresztą zgodne z tytułem książki. W pierwszych trzech rozdziałach oraz w rozdz. 6, omówiono wybrane elementy podstaw teoretycznych w projektowaniu klimatyzacji z uwzględnieniem obiegów chłodniczych. Rozdział 4 poświęcony jest szczegółowemu omówieniu stosowanych czynników chłodniczych. W rozdziale 5 przedstawiono problemy związane z zapewnieniem odpowiedniego
stanu powietrza, wymaganego przez wybrane technologie, występujące w przemyśle papierniczym, tytoniowym, cukierniczym, mięsnym i mleczarskim oraz w chłodniach do przechowywania owoców i warzyw. W rozdziałach 7, 8 i 9, omówiono szczegółowo: zagadnienia związane z doborem różnych urządzeń klimatyzacyjnych (np. do hal krytych pływalni albo domów jednorodzinnych), budowę i działanie klimatyzatorów, budowę i działanie systemów sufitów chłodzących, klimakonwektory, układy chłodnicze w klimatyzacji, odzysk ciepła itp. Ostatni rozdział 10 opisuje układy sterowania i monitorowania w klimatyzacji. Książka jest bogato ilustrowana w zdjęcia i schematy wybranych urządzeń klimatyzacyjnych. Moim zdaniem książka ta wypełnia lukę w krajowej literaturze technicznej w zakresie klimatyzacji użytkowej, przeznaczonej dla obiektów przemysłowych i użyteczności publicznej. Zawarto w niej informacje, które właścicielom różnych obiektów użytkowych, a więc przyszłym inwestorom, mają pomóc przy wyborze koncepcji rozwiązania i doborze właściwych urządzeń. Należy przypuszczać, że książka ta zostanie również przychylnie przyjęta przez producentów i użytkowników, zajmujących się wyposażeniem budynków przemysłowych oraz obiektów użyteczności publicznej w instalacje klimatyzacyjne, systemy wentylacyjne i układy chłodzące. Może być również pomocna w zrozumieniu zasad prawidłowego rozwiązywania problemów, związanych z utrzymaniem właściwych warunków pracy, obsługi i wypoczynku osobom spoza „branży”, co ułatwi im podjęcie decyzji o inwestycji i późniejszą dyskusję z projektantem oraz wykonawcami.