Эффективная работа систем кондиционирования и вентиляции отелей

     Введение

Системы кондиционирования и вентиляции отелей находятся среди наиболее важных факторов, влияющих на комфорт постояльцев.

Управление этими конфликтными c экономией энергии системами является сложной задачей для работников отеля. В этой статье объясняются некоторые наиболее важные аспекты работы систем вентиляции и кондиционирования отелей, наиболее распространенные способы сокращения эксплуатационных затрат и последствия использования этих способов для экологических условий в отеле.

Основные темы:

• Воздушный баланс здания, который является наиболее важным параметром для правильной работы системы вентиляции здания.

• Система производства и распределения охлажденной воды, которая является сердцем системы кондиционирования здания.

     Воздушный баланс здания

Основной принцип воздушного баланса здания состоит в том, что объем поступающего в здание воздуха снаружи должен соответствовать объему выходящего из него воздуха. В идеале объем наружного воздуха, подающегося через системы вентиляции и кондиционирования здания, должен превышать объем выходящего воздуха, чтобы обеспечить некоторое избыточное давление внутри здания. Это предотвращает неконтролируемую инфильтрацию наружного воздуха на входах и выходах.

Боле того, каждое помещение в здании (например, ресторан, конференц-зал) должно иметь свой воздушный баланс, чтобы избежать неконтролируемого “перетока” воздуха из одного помещения в другое.

Если вы не управляете системами кондиционирования и вентиляции вашего здания как следует, они не будут правильно работать.

Здания ремонтируются и работники часто меняются, потому важно поддерживать точный учет текущего статуса здания. Эти данные можно использовать для улучшения эффективности эксплуатации здания и дальнейшего планирования его реконструкции.

Важно, чтобы технические работники отеля понимали принцип работы системы – какие области здания работают нормально, в каких есть избыток мощности, а в каких проблемы.

Тепловая нагрузка от обработки наружного воздуха является наибольшей составляющей общей тепловой нагрузки отеля. Соблазн состоит в том, чтобы прикрыть наружные воздушные заслонки центрального кондиционера и уменьшить предварительное кондиционирование воздуха для снижения затрат.

Также системы компенсации удаления воздуха для кухонь обычно выключены, из-за попадания горячего влажного воздуха в кухню.

Несмотря на выключенные вытяжные системы, в здание будет поступать наружный воздух через входы и выходы. При выключенной приточной вентиляции общий объем входящего наружного воздуха в целом будет меньше расчетного, это из-за дополнительной статической нагрузки на вытяжные вентиляторы, которая сокращает объем вытяжного воздуха. Это сокращение объема вытяжного воздуха приводит к ухудшению качества воздуха в помещении – будь то кухня, туалет номера или конференц-зал.

Обратные воздуховоды центрального кондиционера могут быть меньшего размера для подачи общего объема перемещаемого воздуха. Первой проблемой будет повышенный шум на решетках возвратного воздуха. Увеличение статического давления может вызвать сокращение общего объема подачи воздуха от центрального кондиционера. Это также приведет к недостаточной подаче воздуха в области на конце воздуховода и соответствующем ухудшении заданных комфортных условий.

Наружный воздух высокой температуры и высокой влажности, поступающий в здание для компенсации работы вытяжных систем, затем становится тепловой нагрузкой помещения, а не охлаждается. Тогда в зоне инфильтрации теряются заданные условия по температуре и влажности.

Даже если охлаждающая секция центрального кондиционера имеет достаточную производительность для поддержания температурных условий вдали от места инфильтрации, ей может не хватить скрытой мощности для поддержания влажности на заданном уровне.

Это может привести к образованию плесени и конденсата, особенно в диффузорах подачи воздуха, где влажный комнатный воздух конденсируется на холодной поверхности диффузора. Плесень не видна, но более важно, что это неблагоприятно для здоровья гостей отеля. Споры легко попадают в потоки воздуха и распространяются системами кондиционирования и вентиляции. Конденсат может также повредить окружающие поверхности и вызвать дальнейшие проблемы, если будет капать с диффузоров.

Кондиционеры предварительного охлаждения наружного воздуха являются наилучшим способом контроля влажности в зданиях с постоянными и высокими требованиями к наружному воздуху. Большие централизованные охлаждающие батареи (обычно восьмирядные) эффективно удаляют влагу из воздуха. Комнатным доводчикам остается только справиться с тепловой нагрузкой помещений.

Недостаток таких систем в том, что они не достаточно хорошо подходят для центральных кондиционеров с различными часами работы, а место для прокладки трубопроводов для подачи охлажденного воздуха на разные кондиционеры, не всегда имеется в отеле.

Где они чаще всего используются в отелях – это комнаты для гостей. У кондиционеров в комнатах для гостей скрытая холодопроизводительность минимальная, потому с использованием центральной системы предварительного охлаждения наружного воздуха можно поддерживать заданную влажность в помещении. Важно, чтобы эти системы предварительного охлаждения работали круглосуточно для обеспечения нормально работы вытяжных систем ванных комнат.

Рестораны и кухни (в меньшей степени прачечные) должны учитываться особым образом при рассмотрении воздушного баланса отеля. Зачастую это наиболее проблематичные части отелей из-за высоких требований к наружному воздуху для посетителей ресторана и поддержки работы вытяжной системы кухни.

В прошлом компенсационный воздух для кухонь обеспечивался прямой подачей наружного воздуха в кухню. Затем обеспечивалось местное охлаждение для облегчения условий работникам подобных помещений. Это обычно приводит к появлению конденсата в помещении кухни и недовольству работников из-за высокой температуры и влажности. Часто системы компенсации воздуха выключены, потому компенсационный воздух уходит из помещения ресторана и окружающих помещений, что далее приводит к потере заданных условий в ресторане.

     Система производства и распределения охлажденной воды

Обычно назначение различных помещений в отеле меняются несколько раз за время срока службы здания. Почти всегда увеличивается необходимая им холодопроизводительность. Потому необходимо следить за общей тепловой нагрузкой здания относительно мощности центральной установки (включая чиллеры, насосы, градирни и системы управления). Зачастую в старых отелях мощность системы остается прежней, нагрузки растут, и система распределения не может справиться с новой нагрузкой.

Старые здания могут быть спроектированы на одноконтурной системе подачи охлажденной воды. Это означает, что циркулирует постоянный объем охлажденной воды (для соответствия требованиям чиллера по постоянному протоку) и нагрузка регулируется трехходовыми клапанами на центральных кондиционерах и фанкойлах.

В современных отелях циркуляционный контур чиллера разделяется. Это обеспечивает постоянный проток воды через работающий чиллер, и переменный проток по системе распределения. Это достигается путем использования двухходового регулирующего клапана на каждом кондиционере и позволяет значительно сэкономить затраты на перекачку охлажденной воды при частичной нагрузке, а также дает возможность чиллеру работать с максимальной эффективностью. Экономию можно увеличить путем использования насосов с переменной частотой вращения, которые контролируются датчиками перепада давления.

Часто возникает заблуждение в том, что недостаток охлаждения помещения возникает по причине низкого расхода охлажденной воды – зачастую причина не в этом.

При достаточном потоке охлаждающая секция центрального кондиционера может не отводить необходимый объем тепла в охлажденную воду. Возможной причиной может быть загрязнение внутренней поверхности змеевика из-за плохой очистки воды и загрязнения наружной поверхности змеевика из-за плохой фильтрации воздуха и обслуживания фильтра.

Это приводит к тому, что охлажденная вода выходит из охлаждающего змеевика более холодной, чем требуется. Эффективность чиллера и холодопроизводительность снижаются, поскольку вода на возврате более холодная, чем было задано, а чиллер контролирует фиксированную температуру на выходе.

Разница температур хладоносителя сокращается, а поток через охладитель остается прежним, потому общая холодопроизводительность ЦК сокращается. Если системе задана разница температур в 6°C , а она сокращается до 4°C из-за воды на возврате более низкой температуры, теряется 33% холодопроизводительности чиллера.

Это может даже привести к преждевременному запуску другого чиллера и насосов и дальнейшему сокращению эффективности системы.

Попытка увеличить расход охлажденной воды на кондиционер с недостатком охлаждения воздуха, почти наверняка приведет к недостатку расхода в другой зоне и дальнейшему обострению ситуации с низкой температурой охлажденной воды на возврате в чиллер.

Важно следить за тем, чтобы охлаждающая секция не получала большего объема охлажденной воды, чем позволяют ее характеристики. Вот почему правильная установка балансировочных клапанов важна для ограничения общего объема потока охлажденной воды, когда регулирующий клапан полностью открыт. Регулирующие клапаны имеют лишь фиксированные размеры, которые редко идеально подходят к требованиям по расходу воды, потому сам регулирующий клапан не может ограничить поток воды через охладительную секцию до необходимой величины, когда он полностью открыт.

Также следует регулярно проверять работу самих регулирующих клапанов. Часто встречаются неработающие регулирующие клапана, которые были полностью открыты вручную. Потому большую часть времени змеевик получает больший объем воды, чем необходимо, а температура охлажденной воды на возврате ниже, чем было задано.

Заданная комнатная температура также должна поддерживаться в разумных пределах. Зачастую в комнатах с настенными пультами постояльцы устанавливают минимальную температуру, надеясь на более интенсивное охлаждение. Однако, при полностью открытом регулирующем клапане центральный кондиционер обеспечивает максимальную холодопроизводительность, но позже, когда нагрузка снизится, кондиционер продолжит пытаться поддерживать заданную низкую температуру, оставляя регулирующий клапан полностью открытым. При этом расходуется больше энергии и может возникнуть проблема появления конденсата.

Это также значит, что кондиционер забирает значительно больше охлажденной воды, чем ему необходимо, оставляя меньшее ее количество для остальных блоков, которым она может быть на самом деле необходима. Как пример, типичному кондиционеру может потребоваться примерно в два раза больший объем потока охлажденной воды, чем задано, чтобы температура нагнетаемого воздуха понизилась на 1°C.

Повышение температуры воды на выходе из чиллера является одним из наиболее эффективных путей повышения эффективности чиллера. Это можно сделать путем повышения заданной температуры на чиллере или путем ручного ограничения числа работающих чиллеров (если мощность чиллера превышена, он не может поддерживать заданные параметры, потому температура воды на выходе возрастет).

Этот способ помогает, когда система работает при частичной нагрузке и полная нагрузка не нужна ни одному кондиционеру. Наилучшим образом это можно контролировать с помощью системы автоматизации здания, когда будет проводиться мониторинг условий во всех его частях.

Все охлаждающие секции кондиционеров при расчете имеют заданную температуру для входящей охлажденной воды. Если эта температура при эксплуатации превышается, центральный кондиционер не дает своей производительности. Потеря производительности по ощутимому теплу (способность поддерживать комнатную температуру) змеевика примерно пропорциональна повышению температуры воды. Однако, потеря скрытой производительности секцией охлаждения значительно больше, чем потеря производительности по ощутимому теплу.

Высокая влажность в помещении, конденсация, плесень и потеря заданной температуры чаще всего возникают, когда на кондиционер подается вода более высокой температуры.

Автор - Дерек Ангус (Derek Angus), BE Mech, MIEAUST, MAIRAH, RPEQ