Кондиционирование воздуха

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 

высшего образования 

«Оренбургский государственный университет» 

И.А. Оденбах 

КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ 
ВОЗДУХА 

Учебное пособие 

Рекомендовано ученым советом 

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения 

высшего образования «Оренбургский государственный университет» 

для обучающихся по образовательным программам высшего образования 

по направлению подготовки  08.03.01 Строительство 

Оренбург 
2022 

УДК 697.94(075.8) 
ББК 38.762.3я73 
        О 41 

Рецензент – генеральный директор ООО «Виктори Альянс» 
 Р.И. Султангузин 

О 41 

Оденбах, И.А. 
Кондиционирование воздуха [Электронный ресурс] : учебное 
пособие / И.А. Оденбах ; Оренбургский гос. ун-т. – Оренбург : 
ОГУ, 2022. – 1 электрон. опт. диск (DVD-ROM) : зв., цв. ; 
12 см. – Систем. требования: Intel Core или аналогич.; 
Microsoft Windows 7 ; 512 Мб ; дополнительные программные 
инструменты: Adobe Acrobat Reader XI. – Загл. с этикетки 
диска. – Текст: электронный.
ISBN 978-5-7410-2892-6  

Учебное пособие по кондиционированию предназначено для обучающихся строительных и инженерных направлений очной, заочной и ускоренной форм обучения, для магистрантов и слушателей межотраслевого 
регионального центра повышения квалификации и профессиональной переподготовки специалистов заочной формы обучения и для самостоятельной работы обучающихся. 
Настоящее учебное пособие является расширенным курсом лекций, 
которые читаются в Оренбургском государственном университете. 
Настоящее пособие позволит освоить курс "Кондиционирование" 
обучающимся всех профилей университета, которые изучают этот курс 
по очной, заочной и ускоренной формам обучения, магистрантам и обучающимися межотраслевого регионального центра повышения квалификации и профессиональной переподготовки специалистов заочной и ускоренной форм обучения. 

УДК 697.94(075.8) 
 ББК 38.762.3я73 

ISBN 978-5-7410-2892-6  

© Оденбах И.А., 2022 
© ОГУ, 2022  

Содержание 

 
Введение ............................................................................................................................................ 5 

1 Общие понятия ............................................................................................................................. 6 

2 Процессы автоматизации кондиционирования воздуха .................................................... 11 

3 Составление балансов ............................................................................................................... 13 

4 Центральная СКВ, работающая на наружном воздухе ЦН-1 ............................................ 15 

4.1 Применение СКВ ЦН-1 ..............................................................................................................15 

4.2 Построение процессов в Id-диаграмме .....................................................................................15 

4.2.1 Построения в теплый период года .........................................................................................15 

4.2.2 Построения в холодный период года ....................................................................................17 

4.3 Расчётные нагрузки для подбора оборудования .....................................................................19 

5 Работа СКВ ЦН-1 в ХП в нерабочее время ........................................................................... 21 

6 Центральная однозональная СКВ ЦР-1 с постоянной рециркуляцией .......................... 23 

6.1 Назначение СКВ ЦР-1 ................................................................................................................23 

6.2 Процессы обработки воздуха в СКВ ЦР-1 на Id-диаграмме ..................................................23 

6.2.1 Процессы обработки воздуха в СКВ ЦР-1 в тёплый период года ......................................23 

6.2.2 Процессы обработки воздуха в СКВ ЦР-1 в холодный период года .................................25 

6.3 Расчётные нагрузки для подбора оборудования .....................................................................26 

6.4 Режимы работы СКВ ЦР-1 ........................................................................................................28 

6.5 Частный случай работы системы ЦР-1 ....................................................................................28 

7 Центральная однозональная схема СКВ ЦР-3 с переменной рециркуляцией ............... 30 

7.1 Применение СКВ ЦР-3 ..............................................................................................................30 

7.2 Процессы обработки воздуха в СКВ ЦР-3 на Id-диаграмме ..................................................30 

7.2.1 Процессы обработки воздуха в СКВ ЦР-3 в тёплый период года ......................................30 

7.2.2 Процессы обработки воздуха в СКВ ЦР-3 в холодный период года .................................31 

7.3 Расчётные нагрузки для подбора оборудования .....................................................................33 

7.4 Работа СКВ ЦР-3 в динамике ....................................................................................................33 

7.5 Режимы работы СКВ ЦР-3 ........................................................................................................36 

7.6 Частные случаи работы СКВ ЦР-3 в зависимости от наружного климата ...........................36 

7.7 Общие вопросы для основных схем решений систем кондиционирования воздуха, 

регулируемых по постоянным параметрам за камерой орошения ..............................................38 

7.7.1 Регулирование при поддержании различных параметров воздуха в помещении .............38 

7.7.2 Поддержание постоянных параметров в помещении при переменных влаговыделениях39 

8 Контроль параметров. Установка датчиков ......................................................................... 40 

9 Автоматическая защита воздухонагревателей от замораживания .................................. 41 

10 Многозональные системы кондиционирования воздуха ................................................. 43 

10.1 Многозональная схема МН-1 ..................................................................................................43 

10.1.1 Применение СКВ МН-1 ........................................................................................................44 

10.1.2 Построение процессов обработки воздуха в Id-диаграмме ...............................................45 

10.2 Многозональная схема МН-2 ..................................................................................................45 

10.2.1 Расчётные нагрузки для подбора оборудования ................................................................47 

10.2.2 Преимущества и недостатки МН-2 ......................................................................................47 

11 Комбинированные системы КСКВ ....................................................................................... 49 

11.1 Комбинированная СКВ КС-1 ..................................................................................................49 

11.1.1 Четырёхтрубная схема ..........................................................................................................51 

11.1.2 Трёхтрубная схема.................................................................................................................51 

11.1.3 Двухтрубная схема ................................................................................................................51 

11.1.4 Процесс обработки воздуха КС-1 в Id-диаграмме .............................................................52 

11.2 Качественно-количественное регулирование СКВ ККР ......................................................52 

11.2.1 Применение СКВ ККР ..........................................................................................................53 

11.2.2 Способы регулирования СКВ ККР ......................................................................................54 

11.2.3 Построение процессов обработки воздуха СКВ ККР в Id-диаграмме .............................54 

12 Схема СКВ ККР без калорифера II-ого подогрева ............................................................ 58 

12.1 Схема ЦН-2 ...............................................................................................................................58 

12.1.1 Процесс обработки воздуха в Id-диаграмме .......................................................................59 

12.2 Схема ЦР-4 ................................................................................................................................60 

12.2.1 Процессы построения в Id-диаграмме .................................................................................61 

12.3 Схемы кондиционирования воздуха без калориферов второго подогрева.........................61 

12.4 СКВ с количественным и качественным регулированием ...................................................61 

13 Современное кондиционирование воздуха ......................................................................... 71 

Список использованных источников ............................................................................................102 

Введение 

 

 

 
Настоящее учебное пособие является расширенным курсом лекций, кото
рые читаются в Оренбургском государственном университете. 

 
Область применения кондиционирования в настоящее время очень широ
ка, и для описания всех её технических приложений, даже в кратком виде, по
требуется большая работа. В данном учебном пособии не задавалась цель дать 

подробное изложение всех вопросов, которые входят в общий курс кондицио
нирования для строительных и технических специальностей вуза, так как мно
гие разделы этой дисциплины выделены в настоящее время в отдельные курсы. 

 
Настоящее пособие позволит освоить курс "Кондиционирование" обуча
ющимся всех профилей университета, которые изучают этот курс по очной и 

заочной формам обучения. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Общие понятия 

 

 

Кондиционирование воздуха – это автоматическое поддержание в закры
тых помещениях всех или отдельных параметров воздуха – температуры, отно
сительной влажности, чистоты, скорости, движения и качества воздуха, для 

обеспечения оптимальных метеорологических условий благоприятных для са
мочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечения сохранно
сти ценностей. 

Чем кондиционирование отличается от вентиляции? 

Вентиляция – это обмен воздуха в помещениях для удаления избытков 

теплоты, влаги и других веществ для обеспечения допустимого микроклимата и 

качества воздуха в обслуживаемой и рабочей зоне при средней необеспеченно
сти 400 ч/год при круглосуточной работе и 300 ч/год при односменной работе в 

дневное время. 

Система вентиляции отличается от системы кондиционирования целью 

создания, т. е. назначением: 

– назначение вентиляции – это организация воздухообмена – приток / вы
тяжка, для ассимиляции вредностей и поддержания допустимых условий мик
роклимата - обязательно обеспечивается количество воздуха; 

– назначение системы кондиционирования – это автоматическое поддер
жание одного или всех параметров внутреннего воздуха на заданном уровне 

для обеспечения оптимальных условий микроклимата – обязательно обеспечи
вается качество воздуха. 

Так как обе эти системы обеспечивают воздушный комфорт, то практиче
ски всегда они связаны между собой и представляют единое целое, но при этом 

система кондиционирования всегда представляет из себя технически более 

сложную систему. 

Исключение составляет воздухоохлаждение в сплит-системах. 

Параметры систем кондиционирования воздуха: 

1. Температура воздуха по сухому термометру t, (°С); 

2. Относительная влажность воздуха, (%); 

3. Подвижность воздуха, (м/с); 

4. Влагосодержание d, (гвл/кгсух. в); 

5. Энтальпия I, (кДж/кг); 

6. Температура теплоносителя: 

– температура подачи T1, (°С); 

– температура обратной воды T2, (°C); 

7. Температура холодоносителя: 

– температура подачи Х1, (°С); 

– температура обратной воды Х2, (°C); 

– температура в рециркуляции Xр, (°С). 

Факторы, определяющие внутренние условия кондиционирования воздуха 

внутренних помещений 

Параметры воздуха в помещении могут быть оптимальными и допусти
мыми. 

Основные численные значения температуры, относительной влажности и 

подвижности воздуха для различных периодов года: 

Допустимые параметры: 

а) в холодный и переходный периоды года (далее - ХП и ПП): 

18 < tп < 22, (°С); 

б) в тёплый период года (далее - ТП): 

tп = tн + 3 ≤ 33, (°С); 

Оптимальные параметры: 

а) в холодный и переходный периоды года: 

20 <tп < 22 (22 < tп < 24), (°С); 

б) в тёплый период года: 

22 < tп < 24, (°С); 

В случае невозможности поддержания допустимых параметров, по требо
ваниям заказчиков или техническим требованиям, поддерживают оптимальные 

параметры. В таких случаях в ТП воздух должен быть охлажден или осушен 

перед подачей в помещение. В ХП можно достигать требуемой температуры с 

помощью систем вентиляции, изменяя величину нагрева наружного воздуха в 

воздухонагревателе вне зависимости от тепловыделений в помещении. При 

этом поддержание относительной влажности не представляется возможным. В 

таких случаях необходимо применять системы кондиционирования воздуха. 

Система кондиционирования воздуха (далее - СКВ) – это комплекс тех
нических средств для тепловлажностной обработки воздуха, а также изменения 

других характеристик, его количества, перемещение по каналам и воздухово
дам, распространение в помещении, приготовления теплоты и холода, средств 

автоматизации и дистанционного управления и контроля. 

Аппараты, в которых осуществляется тепловлажностная обработка воз
духа и автоматическое регулирование метеорологических параметров в поме
щении, называются кондиционерами. 

Область применения СКВ: 

1. Комфортное кондиционирование: для обеспечения комфортных усло
вий труда и отдыха человека или обеспечения оптимальных параметров возду
ха в общественных и административных зданиях. 

2. Технологическое комфортное кондиционирование: применяется для 

создания и поддержания по техническим требованиям соответствующих мик
роклиматических условий, а также достаточно комфортных условий для работ
ников и обслуживающего персонала. 

3. Технологическое кондиционирование: для поддержания заданных па
раметров воздуха в зависимости от технологического процесса, при этом ком
фортные условия для человека не поддерживаются, т. к. считается, что человек 

находится в зоне технологического помещения кратковременно. 

Классификация СКВ 

По назначению: 

I-ого класса – для обеспечения метеоусловий, которые требуются для 

технологического процесса при экономическом обосновании или по требовани
ям нормативной документации. 

II-ого класса – для обеспечения метеоусловий в пределах оптимальных, 

санитарных или технических норм. 

III-его класса – для обеспечения метеоусловий в пределах допустимых 

норм, если они не могут быть обеспечены системой вентиляции или для про
межуточных условий между допустимыми и оптимальными в соответствии с 

техническим обоснованием. 

По сезонности действия: 

– сезонного действия; 

– круглогодичного действия. 

Сезонность действия определяется по техническим требованиям или тре
бованиям заказчика. 

По регулируемому параметру: 

– по температуре tп, (°С); 

– по относительной влажности, (%); 

– по температуре t, (°С), и относительной влажности (%). 

По схеме обработки воздуха: 

– прямоточные, т. е. обрабатывается только наружный воздух. Применя
ют, если недопустима рециркуляция; 

– с полной рециркуляцией – применяют, если в обслуживаемом помеще
нии отсутствуют вредности; 

– с частичной рециркуляцией. Обрабатывают смесь наружного и рецир
куляционного воздуха, чтобы достичь экономии теплоты зимой и холода летом. 

По степени централизации: 

– центральные – все оборудование установлено вне обслуживаемого по
мещения; применяют для больших помещений или для группы помещений с 

одинаковой тепловлажностной нагрузкой; 

– местные: 

а) автономные – имеют встроенные теплообменники (далее - ТО), холо
дильные машины и т. д.; применяют для небольших помещений, оборудование 

устанавливают в обслуживающем помещении; 

б) неавтономные – требуют подвода тепло- и холодоносителя. 

– комбинированные – применяют, если центральные системы не обеспе
чивают тех или иных параметров воздуха. 

По количеству зон обслуживания: 

– однозональные – площадь обслуживаемой зоны меньше 2500 м2 и длина 

зоны меньше 60 м; 

– многозональные – если площадь обслуживаемой зоны больше 2500 м2 и 

длина зоны больше 60 м. 

По регулированию производительности: 

– с постоянным расходом воздуха; 

– с переменным расходом воздуха. 

По количеству каналов, транспортирующих воздух: 

– одноканальные; 

– двухканальные. 

По давлению: 

– низкого давления (до 1000 Па); 

– среднего давления (от 1000 до 3000 Па); 

– высокого давления (более 3000 Па). 

По скорости движения воздуха в воздуховоде: 

– низкоскоростные (менее 8 м/с); 

– высокоскоростные (более 8 м/с). 

По способу холодоснабжения: 

– с непосредственным испарением хладагента в ТО; 

– с промежуточным хладагентом. 

По способу теплоснабжения: 

– непосредственное сжигание топлива в ТО; 

– с промежуточным теплоносителем. 

2 Процессы автоматизации кондиционирования воздуха 

 

 

В основу большинства СКВ положены следующие принципы, которые 

позволяют автоматизировать процессы тепловлажностной обработки воздуха: 

1) разбивка всех систем кондиционирования воздуха на несколько узлов 

регулирования; 

2) независимость регулирования каждого из узлов друг от друга; 

3) регулирование узлов СКВ по температуре; 

4) значение регулируемого параметра принимают постоянным, из – за че
го построение схем кондиционирования воздуха основано на двухузловом 

принципе регулирования. 

Задача первого узла регулирования – это зафиксировать влагосодержание 

приточного воздуха при постоянных влаговыделениях в помещении и постоян
ной производительности, тем самым зафиксировав влагосодержание воздуха в 

помещении. 

Задача второго узла регулирования – это поддержание заданной темпера
туры в помещении за счёт внесения различного количества теплоты. 

Наружный воздух в независимости от помещения обрабатывают так, что
бы значение температуры и относительной влажности были постоянными в 

любой период года. Для обработки воздуха используется так называемый 

«мокрый аппарат», в котором происходит процесс тепловлажностной обработ
ки воздуха. Им может использоваться камера орошения (далее - КО) или по
верхностно-орошаемый воздухоохладитель. 

При достаточной подаче воды в КО фактически процесс обработки воз
духа заканчивается при относительной влажности, равной около 95 %. 

Первый узел фиксирует параметры наружного воздуха после «мокрого 

аппарата», тем самым косвенно поддерживая постоянную относительную 

влажность воздуха в помещении. 

Процесс обработки воздуха в КО водой с постоянной температурой изоб
ражается на Id-диаграмме лучами, лежащими в пределах криволинейного тре
угольника, у которого одной стороной является кривая насыщения         , 

а двумя другими - касательные к этой кривой. Обработка воздуха может произ
водиться по политропам и адиабатам. 

Тепловой и влажностный процесс обработки воздуха происходит в мок
рых аппаратах, которыми могут являться камеры орошения и поверхностно 

орошаемые теплообменники. 

Наибольшее распространение получили камеры орошения. 

В реальных процессах обработки воздуха его относительная влажность не 

достигает 100 %. Причиной этого является: 

– изменение температуры воды; 

– кратковременность контакта воздуха с водой.