Семенов Ю.В., авторский канал в Телеграм «Искусство хладотехники»
В предыдущей статье [1] автором было обращено внимание читателя на то, что одинаковые по содержанию таблицы П.1 СП «Отопление, вентиляция и кондиционирование» [2] (см. приложение 1) и 16.2 СП «Строительная климатология» [3] (см. приложение 2) названы по-разному.
Впервые эта таблица появилась в СП «Строительная климатология» редакции 2020 года (таблица 10.2), куда она перекочевала из действующего СП «Отопление, вентиляция и кондиционирование» (таблица П.1), в котором она называется «Энтальпия и влагосодержание наружного воздуха в теплый период года для расчета систем кондиционирования».
Но в СП «Строительная климатология» редакций 2020 и 2025 года ее почему-то переименовали, и она стала называться «Удельная энтальпия и влагосодержание наружного воздуха в теплый период года для проектирования систем холодоснабжения».
То есть в соответствии с СП [2] эти данные нужно применять для систем кондиционирования воздуха (СКВ), а в соответствии с СП [3] эти же данные нужно применять для систем холодоснабжения (СХС).
Попробуем разобраться:
— в чем различие этих систем,
— какие параметры наружного воздуха следует выбирать при проектировании этих систем.
Так как СКВ для климатических условий России применяются преимущественно в теплый период года, будем рассматривать параметры наружного воздуха для этого периода, как для СКВ, так и для СХС.
А в качестве источника холода для СХС будем рассматривать только парокомпрессионные холодильные установки.
О сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух…
А.С. Пушкин
Для начала обратимся к действующему СП «Отопление, вентиляция и кондиционирование» [2]. И тут нас ждет первое открытие: в СП нет определения, что такое система кондиционирования воздуха, хотя этот термин широко используется в технической литературе.
В СП [2] есть только определение, что такое кондиционирование воздуха (п. 3.1.14):
Кондиционирование воздуха: автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения) для обеспечения, главным образом, оптимальных параметров микроклимата, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечения сохранности ценностей.
Есть определение вентиляции (п. 3.1.2) и системы вентиляции (п. 3.1.23), отопления (п. 3.1.16) и системы отопления (п. 3.1.27), но определения СКВ нет.
Как в старом мультфильме: чай, чемодан, чебуреки, Чебоксары, Чебурашки нет. :)
Далее по тексту есть определения двух схем охлаждения воздуха:
— схемы непосредственного охлаждения (п. 3.1.30);
— схемы промежуточного охлаждения (п. 3.1.31).
С холодоснабжением ситуация противоположная. Есть только определение системы холодоснабжения (п. 3.1.28):
Система холодоснабжения: комплекс оборудования и устройств для производства холода и подачи его в воздухоохладители приточных установок и кондиционеров.
То есть, исходя из этого определения, СХС включает в себя только источник холода и систему его подачи к потребителям.
Вот и все, что мы можем узнать из СП [2] о СКВ и СХС.
В СП «Системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Правила эксплуатации» [4] также отсутствует определение, что такое СКВ, зато есть классификация этих систем (п.п. 6.1.5 и 6.1.6).
Даже в новом ГОСТ «Системы отопления, вентиляции и кондиционирования. Термины и определения» [5] нет понятия СКВ, зато есть следующие определения:
2.57 кондиционер воздуха (air conditioner): Комплекс оборудования для одновременного регулирования температуры воздуха, его относительной влажности, чистоты и подвижности.
2.64 оборудование для кондиционирования воздуха (air conditioning equipment): Воздухотехническое оборудование, обеспечивающее в помещении установленный температурно-влажностный и воздушный режим, с более чем одной термодинамической обработкой приточного воздуха.
Откуда следует, что это оборудование обеспечивает только обработку воздуха.
А, с другой стороны, есть следующее определение:
2.87 сплит-система (split system): Агрегат (доводчик) с непосредственным охлаждением (нагревом) воздуха в обслуживаемом помещении посредством парокомпрессионной холодильной машины, испаритель которой размещен во внутреннем блоке, установленном в помещении, а компрессор и конденсатор размещены в блоке, установленном снаружи.
Откуда следует, что эта СКВ включает СХС.
И, наконец, последнее открытие. Если Вы думали, что чиллер – это часть системы холодоснабжения, предназначенная для охлаждения хладоносителя, то Вы глубоко ошибались. Как гласит п. 2.112 ГОСТ [5], чиллер — это холодильная установка (машина) в моноблочном исполнении.
Итак, в действующих нормативных документах вообще нет определения СКВ, а определения конкретных реализаций (кондиционеров) не позволяют сделать однозначный вывод, включает ли СКВ в себя СХС, или это две разные системы, одна из которых (СКВ) обрабатывает воздух, а другая (СХС) производит и поставляет для нее холод (в виде хладоносителя или хладагента).
Придется обратиться к классике. В книге [6] СКВ определяется как активная, обычно регулируемая система, предназначенная для комплексного поддержания заданных параметров внутреннего воздуха, которые обеспечивают расчетные, часто оптимальные условия в помещениях зданий и сооружений.
В [6] СКВ представлена в виде двух взаимосвязанных контуров:
— главного контура, в котором обрабатывается и перемещается кондиционируемый воздух,
— дополнительного контура (системы тепло- и холодоснабжения).
Главный контур состоит из трех основных элементов:
— установки тепловлажностной обработки воздуха (кондиционера);
— системы воздуховодов и устройств для забора, распределения, удаления и рециркуляции воздуха;
— помещения, как объекта регулирования.
Дополнительный контур (система тепло- и холодоснабжения) также состоит из трех основных элементов:
— той же установки тепловлажностной обработки (кондиционера);
— распределительной системы тепла и холода;
— источников тепла и холода (теплообменники, холодильная установка и т.д.).
Установка тепловлажностной обработки воздуха (кондиционер) является одновременно элементом и главного и дополнительного контуров.
Таким образом, в соответствии с [6] СХС является неотъемлемой частью СКВ и должна рассматриваться как ее составная часть.
СХС, в свою очередь, может быть представлена в виде трех основных элементов [6]:
— генератора (источника) холода;
— потребителя (стока) холода;
— трубопроводов, передающих холод от генератора к потребителю.
Потребитель холода (воздухоохладитель, секция охлаждения) в общем случае расположен в установке тепловлажностной обработки воздуха, в которой, помимо секции охлаждения, могут находиться также секции нагрева, увлажнения, смешения и т.д.
Если применяется схема непосредственного охлаждения, воздух охлаждается кипящим хладагентом, поступающим от источника холода (холодильной установки).
Если применяется схема промежуточного охлаждения, воздух охлаждается хладоносителем, циркулирующим в замкнутом контуре между воздухоохладителем и источником холода (чиллером).
Таким образом, в соответствии с [6] СКВ отличается от СХС только наличием дополнительных к воздухоохладителю систем:
— тепловлажностной обработки воздуха (увлажнения, нагрева и т.д.);
— системы воздуховодов и устройств для забора, распределения, удаления и рециркуляции воздуха.
И если воздух в помещении обрабатывается только установленным в нем воздухоохладителем (например, внутренним блоком сплит-или VRF-системы), разницы между такой СКВ и СХС фактически нет.
Определение СХС как системы, включающей воздухоохладители, расположенные в обслуживаемых помещениях, соответствует также понятию СХС, используемому в холодильной технике, где источники и потребители холода вместе с трубопроводной системой рассматриваются как единая СХС.
Несмотря на отсутствие определения СКВ, в СП [2] присутствуют требования к определению параметров наружного воздуха для этих систем:
5.13 Заданные параметры микроклимата в помещениях жилых, общественных, административно-бытовых и производственных зданий следует обеспечивать в пределах расчетных параметров наружного воздуха для соответствующих районов строительства, принятых по СП 131.13330:
…
параметры Б ‒ для систем отопления, вентиляции и воздушного душирования в холодный период года, а также для систем кондиционирования в теплый и холодный периоды года.
Величину удельной энтальпии и влагосодержания наружного воздуха в теплый период года (параметры Б) следует принимать по приложению П (для систем кондиционирования представленных городов), а для других населенных пунктов – принимать максимальной из указанных для данного климатического района по приложению А СП 131.13330 (рисунок А.6).
Если мы заглянем в СП [3], то обнаружим там п. 4.2:
4.2 Расчетные параметры наружного воздуха для проектирования отопления,
вентиляции, кондиционирования и холодоснабжения следует принимать в соответствии с
разделом 16.
В этом разделе 16 «Климатические параметры для проектирования отопления, вентиляции, кондиционирования и холодоснабжения» присутствуют две таблицы:
— таблица 16.1 «Климатические параметры для определения параметров А и Б»;
— таблица 16.2 «Удельная энтальпия, кДж/кг, и влагосодержание наружного воздуха, г/кг, в теплый период года для проектирования систем холодоснабжения».
В первой таблице (рис. 1) приведена методика определения параметров А и Б для теплого и периода года, во второй — удельная энтальпия и влагосодержание воздуха для 36 крупных городов (см. приложение 2).
Рис.1. Таблица 16.1 СП [3]
Параметры воздуха для проектирования систем кондиционирования (параметры Б) (температуру и удельную энтальпию) необходимо определять следующим образом:
— расчетную температуру — по таблице 6.1, графа «Температура воздуха, °С, обеспеченностью 0,98»;
— расчетную удельную энтальпию (кДж/кг) по рисункам А.6 и А.8, на которых представлены:
— цветная карта районирования территории России по величине удельной энтальпии I с обеспеченностью 0,98, кДж/кг (параметр Б);
— цветная карта районирования по величине удельной энтальпии I с обеспеченностью 0,98, кДж/кг (параметр Б) Южного федерального округа и территории Дальнего Востока.
Для 36 крупных городов значения удельной энтальпии и влагосодержания воздуха приведены в таблице 16.2. Но в соответствии с названием таблицы эти параметры следует принимать при проектировании не СКВ, а СХС (!!!).
При этом, как было показано автором в предыдущей статье [1], параметры воздуха (энтальпия и влагосодержание), приведенные в таблице 16.2 СП [3] являются точной копией параметров из таблицы П.2 СП [2]. И они не соответствуют как фактическим параметрам воздуха из таблицы 6.1 [3], так и схематическим картам районирования по удельной энтальпии (рисунки А.6 и А.8), и должны быть изменены.
Таким образом, согласно СП [3] климатические параметры (параметры Б) при проектировании СКВ необходимо определять следующим образом:
— расчетную температуру — по таблице 6.1 (рис. 2), графа «Температура воздуха, °С, обеспеченностью 0,98»;
— расчетную удельную энтальпию I (кДж/кг) по рисункам А.6 и А.8;
для всех населенных пунктов, перечисленных в таблице 6.1, так как данные таблицы 16.2 для 36 городов следует применять к СХС.
Эти параметры наружного воздуха являются исходными данными как для расчета процессов обработки воздуха в СКВ, так и для расчета тепло- и влагопоступлений в кондиционируемые помещения через ограждения и/или с приточным воздухом.
Рис.2. Структура таблицы 6.1 СП [3]
Так как СХС на базе парокомпрессионных холодильных установок должны иметь теплообменники, отдающие тепло в окружающую среду. Теплообменники, охлаждаемые воздухом, размещаются преимущественно на открытом воздухе. Прежде всего, это конденсаторы с воздушным охлаждением и вентиляторные градирни.
Параметры наружного воздуха для их подбора и будут в первую очередь параметрами для проектирования СХС. Такими параметрами соответственно являются:
— температура наружного воздуха по сухому термометру;
— температура наружного воздуха по мокрому термометру.
СП [2] предписывает принимать эти параметры с учетом места размещения оборудования:
8.15 Параметры наружного воздуха для расчета конденсаторов с воздушным охлаждением, сухих охладителей и вентиляторных градирен следует принимать с учетом места их размещения (в тени, на солнце, на плоской кровле вблизи крыш или стен и др.), но не менее расчетных параметров наружного воздуха для систем холодоснабжения и кондиционирования:
а) для холодильных машин и установок с конденсаторами воздушного охлаждения, расположенных в тени ‒ не менее чем на 3 К выше температуры сухого термометра (параметры Б) и на 5 К выше – для конденсаторов, облучаемых солнцем;
б) для вентиляторных градирен, расположенных в тени ‒ на 1,5 К выше температуры мокрого термометра по параметрам «Б» и на 3 К выше для вентиляторных градирен, облучаемых солнцем.
При размещении конденсаторов воздушного охлаждения и вентиляторных градирен на плоской кровле, на расстоянии от стен не более 3 м со всех сторон, расчетные значения температур, указанные в перечислениях а) и б) настоящего пункта, следует увеличивать на 5 К и 3 К соответственно.
Как следует из этого пункта, удельная энтальпия и влагосодержание наружного воздуха не применяются для проектирования СХС, как это должно следовать из названия таблицы 16.2 СП [3].
Для подбора воздушных конденсаторов применяются температура по сухому термометру (параметр Б) с поправкой на место установки. В соответствии с таблицей 16.1 значения температуры берутся из таблицы 6.1 [3] (рис. 2) как «Температура воздуха обеспеченностью 0,98» для данного населенного пункта.
Эта же температура должна применяться и для моноблочных агрегатов, имеющих в своем составе воздушный конденсатор (моноблочные чиллеры, наружные блоки сплит- и VRF-систем), а также для охладителей жидкости (драйкуллеров).
Для подбора вентиляторных градирен необходимо определить температуру воздуха по мокрому термометру. С точностью, достаточной для инженерных расчетов, эта температура может быть определена по i-d диаграмме влажного воздуха как точка пересечения линии постоянной энтальпии с линией насыщенного пара [7] (рис. 3) или с помощью многочисленных программ по расчету параметров влажного воздуха.
Рис.3. Определение температуры tМТ на i-d диаграмме
Для СХС, применяемых в холодильной технике, расчетная температура наружного воздуха tн для расчета теплопритоков в холодильные камеры через ограждающие конструкции рассчитываются по соответствующей формуле (см., например [8]) по температурам из таблицы 6.1 СП [3]:
где tСР.М — средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца;
tА.М — абсолютная максимальная температура воздуха.
По мнению автора, уже неоднократно изложенному в его книгах [8, 9, 10] и статьях, при подборе оборудования и проектировании СКВ и тем более СХС следует руководствоваться не удельными энтальпией и влагосодержанием, а параметрами воздуха, приведенными в таблице 6.1 [3] «Климатические параметры теплого периода года».
Ведь параметрами, определяющими состояние воздуха, могут быть не только энтальпия и влагосодержание, а любые два параметра влажного воздуха из пяти [7]. До выхода в 2012 году СП «Отопление, вентиляция и кондиционирование» на протяжении многих лет параметрами Б были температура и относительная влажность воздуха.
Если мы в любом случае вынуждены брать из таблицы 6.1 СП [3] расчетную температуру обеспеченностью 0,98 как параметр Б для расчета СКВ, то почему бы нам не взять оттуда и второй параметр — относительную влажность воздуха в 15 часов наиболее теплого месяца.
Это избавит нас от необходимости принимать удельную энтальпию как параметр Б по схематической карте A6 или А8 и потом рассчитывать влагосодержание по расчетной температуре, взятой из таблицы 6.1.
Тем более что при проектировании СХС, как входящих в состав СКВ, так и применяемых в холодильной технике, используются только температурные параметры из таблицы 6.1 СП [3].
1. В действующих нормативных документах [2, 5, 6] нет определения СКВ, а определения конкретных реализаций (кондиционеров) не позволяют сделать однозначный вывод, включает ли СКВ в себя СХС, или это две разные системы.
2. Классическое определение СКВ [4], включающее СХС как подсистему, состоящую из источника холода, трубопроводов и потребителей холода, позволяет корректно подходить к проектированию этих систем, начиная с определения расчетных параметров наружного воздуха.
3. Удельная энтальпия и влагосодержание воздуха, приводимые в таблице 16.2 СП [3] не используются при проектировании СХС. Поэтому название таблицы следует изменить на «Энтальпия и влагосодержание наружного воздуха в теплый период года для проектирования систем кондиционирования», но при этом данные в таблице должны соответствовать таблице 6.1 и рисункам А.6 и А.8.
4. Если в качестве параметров Б наружного воздуха для проектирования СКВ брать из таблицы 6.1 СП [3] температуру обеспеченностью 0,98 и относительную влажность воздуха в 15 часов наиболее теплого месяца, таблицы 16.2 из СП [3] и таблица П.1 из СП [2] могут быть безболезненно удалены.
5. Для проектирования СХС, как в составе СКВ, так и как отдельных систем, достаточно параметров воздуха, приводимых в таблице 6.1 [3].
Литература
1. Семенов Ю.В. Глобальное потеплениеотменяется? — портал «Холодильная индустрия», 2025.
2. СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», 2020.
3. СП 131.13330.2025 «Строительная климатология», 2025.
4. СП 336.1523800.2017 «Системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Правила эксплуатации», 2017
5. ГОСТ 22270-2018 «Системы отопления, вентиляции и кондиционирования. Термины и определения», 2018.
6. Богословский В.Н., Кокорин О.Я., Петров Л.В. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. — М.: Стройиздат, 1985.
7. Справочное пособие АВОК «Влажный воздух». — М.: АВОК-ПРЕСС, 2004.
8. Семенов Ю.В. Холодильные установки. Основы проектирования. — СПб.: Скифия, 2025.
9. Семенов Ю.В. Искусство хладотехники. — СПб.: BooksNonStop, 2020.
10. Семенов Ю.В. Системы кондиционирования воздуха с поверхностными воздухоохладителями. — М.: Техносфера, 2014.
Приложения
Приложение 1
Приложение 2
