Кондиционирование воздуха в автоматических телефонных станциях

 Для таких помещений автоматических телефонных станций, как автозалы, серверные и т. п. характерно то, что технологический процесс, сопровождающийся выделением значительного количества теплоты (тепловая нагрузка на 1 м2 площади помещения в 5 раз больше по сравнению с нагрузкой в гражданских зданиях), независимо от изменения температуры наружного воздуха протекает непрерывно 8760 рабочих часов в году. В помещениях для нормальной и надежной работы технологического оборудования необходимо постоянно отводить от него теплоту, и, кроме того, обеспечивать требуемые параметры воздуха в общем объеме помещения. К оборудованию системы кондиционирования воздуха таких помещений предъявляют специальные требования, связанные с непрерывной эксплуатацией технологического оборудования:
- высокая эксплуатационная надежность;
- конструктивные решения, обеспечивающие текущий ремонт и обслуживание без прекращения
 эксплуатации и нарушения температурного режима;
- надежное автоматическое регулирование параметров подаваемого в устройства воздуха;
- работа холодильной машины в условиях низких значений температуры наружного воздуха.
 Основные требования к температурно-влажностному режиму работы оборудования определяют производители телекоммуникационного оборудования так же, как и величину тепловыделений от него. Для современного коммуникационного оборудования характерно значительное снижение теплопоступлений по сравнению с оборудованием, используемым на существующих центральных телефонных станциях. Обычно используется воздушное охлаждение стоек: воздух обрабатывается в системе кондиционирования воздуха и подается в нижнюю часть стоек через фальшпол, нагретый воздух поступает в помещение, в рециркуляционный воздуховод или удаляется наружу. Пространство под чистым полом используют для прокладки воздуховодов, подающих охлажденный воздух в устройства.
 Нормируются следующие параметры воздуха (возможные значения):
- максимальная температура воздуха, выходящего из устройства (32-55 С);
- минимальная относительная влажность воздуха на выходе из стоек (20-40%), максимальная относительная влажность воздуха на входе в стойки - (70-80%);
- минимальная температура воздуха на входе в стойки (14-22 С);
- разность температуры выходящего и входящего воздуха (14-20 С).
 По требованиям технологии относительная влажность воздуха в помещении обычно строго не нормируется, допускается широкий диапазон ее изменения от 10 до 80% так же, как и температуры воздуха в рабочей зоне - от 5 до 400с. Расчетные параметры в рабочей зоне определяются обычно комфортными требованиями для обслуживаемого персонала, которые по температуре и относительной влажности воздуха являются более жесткими, чем технологические требования.
 Для безотказной работы следует не допускать осаждения пыли на элементах коммуникационных устройств, поэтому нормируется содержание пыли в воздухе помещения: запыленность воздуха в рабочей зоне помещения должна быть не более 0,75 мг/м3, в среднем - от 0,2 до 0,3 мг/м3. Эффективность фильтров должна быть не ниже 95% при частицах размером 5 мкм, не ниже 90% при частицах размером 1 мкм.
 В помещении следует обеспечить подпор в размере 10-20 Па. Минимальный расход наружного воздуха принимают из расчета 50-60 м3/час на одного работающего человека. Обычно такие помещения требуют минимального присутствия людей. Поэтому для подобных помещений со значительной и постоянной в течение года тепловой нагрузкой используют системы кондиционирования воздуха с частичной рециркуляцией, расход наружного воздуха составляет 10-15% от общего количества воздуха (шкафные кондиционеры). Возможно несколько схемных решений, отличающихся раздельной, комбинированной или совместной системой кондиционирования воздуха, поступающего в коммуникационные устройства и в объем помещения. Изначально использовались центральные кондиционеры для обработки воздуха, в последние годы все шире применяются шкафные кондиционеры. Часто с целью экономии единовременных затрат устраивают систему кондиционирования воздуха с полной рециркуляцией, используя стандартные установки, предназначенные для комфортного кондиционирования воздуха на базе сплит-систем. Использование искусственного холода круглогодично требует значительного потребления электроэнергии, тогда как в холодный и переходный период, используя природный холод наружного воздуха путем увеличения доли наружного воздуха в смеси, можно значительно сократить годовое потребление электроэнергии на работу установки кондиционирования воздуха. В таблице приведены параметры работы двух установок при одинаковой нагрузке, параметрах наружного климата и расчетной холодопроизводительности и годовое потребление энергии. Первая установка выполнена на базе сплит системы и обеспечивает круглогодично полностью искусственное охлаждение. Вторая установка шкафного типа с двумя вентиляторами: приточным и вытяжным, фильтрами для очистки наружного воздуха (рекомендуется две ступени), клапаном на обводном канале, встроенной холодильной машиной с воздушным охлаждением конденсатора удаляемым воздухом, обеспечивающая «свободное охлаждение» наружным воздухом большую часть года.

Таблица. Сравнительная характеристика годового потребления энергии установками кондиционирования воздуха мощностью 10 кВт

 Годовая экономия энергии - 37565 кВт/часов, что составляет 75% от потребления энергии сплит системой.
 Для повышения надежности системы кондиционирования воздуха оборудование необходимо резервировать, предусматривая второй кондиционер со 100%-ной холодопроизводительностью.

Системы кондиционирования воздуха в полиграфическом производстве

 Качество печатной продукции в значительной степени зависит от создания оптимальных технологических условий в помещениях типографии, что особенно актуально в настоящее время в связи с ростом доли многокрасочных журналов, газет, рекламной, изобразительной, упаковочной продукций и других высококачественных изданий в общем объеме полиграфического производства.
 Основным фактором, влияющим на качество процесса печатания, является относительная влажность воздуха в помещении. Отклонение относительной влажности воздуха от требуемых значений негативно влияет на производственный процесс, так как вызывает:
- изменение линейных размеров бумаги, картона, переплетных материалов, что при водит к скручиванию бумаги, ее волнистости, неправильной подаче бумаги, образованию складок, трудностям при совмещении красок, особенно при печати в несколько прогонов;
- низкую или высокую скорость сушки красок, особенно водных;
- обрывы рулонной бумаги при низкой относительной влажности воздуха;
- накапливание электростатических зарядов на бумаге, картоне, пленках, что усложняет процессы подборки, сортировки и укладки печатных листов;
- низкую производительность труда и увеличение заболеваний среди работников типографий.
 Бумага, картон, текстильные и некоторые другие материалы, используемые в полиграфическом производстве, относятся к гигроскопическим материалам. Гигроскопические материалы в зависимости от собственной влажности или забирают влагу из окружающего воздуха, или отдают ее в воздух до тех пор, пока не будет достигнуто равновесное состояние, т.е. содержание влаги в материале и воздухе не станет одинаковым. Таким образом, при изменении относительной влажности воздуха изменяется влажность бумаги, картона и других гигроскопических материалов, а следовательно, и их линейные размеры.

 При низкой относительной влажности воздуха часть влаги из бумаги быстро абсорбируется, что приводит к усадке и разрыву волокон материала, закручиванию бумаги и картона по краям. Такое высушивание гигроскопических материалов является, как правило, необратимым разрушающим процессом, что приводит к потерям используемых в типографии материалов не только в процессе производства, но и при их хранении. Изменение размеров сказывается на точности совпадения красок при печати, а также приводит к браку и на других этапах полиграфического производства: резке, склеивании, вырубке, фальцовке, тиснении и т. п. При достаточно влажном воздухе уменьшаются обрывы бумажного полотна, это объясняется тем, что бумага становится более гибкой, заряд статического электричества в такой бумаге снижается, и она не прилипает к регистровым валикам печатной машины, из-за чего уменьшается натяжение бумажного полотна. Очевидно, что и готовая полиграфическая продукция может быть повреждена, если будет храниться в помещении с низкой относительной влажностью воздуха.
 В том случае, когда валики красочного аппарата сделаны из гигроскопического материала, параметры воздуха влияют и на их свойства, а следовательно и на качество печати. Особенно заметно влияние воздушной среды, когда при изготовлении этих валиков при меняется глицерин, который при высокой относительной влажности адсорбирует атмосферную влагу, поэтому краска недостаточно прочно удерживается валиком. В цехах изготовления, подготовки форм плоской печати используются такие гигроскопичные материалы, как желатин, крахмальный клейстер, глицерин и т. п., физико-химические свойства которых определяются содержанием в них влаги, которое, в свою очередь, зависит от влагосодержания воздуха в помещении.
 В типографиях в холодный период года вследствие низкой относительной влажности воздуха в цехе часто наблюдается явление электризации бумаги. Сухой воздух имеет низкую электропроводность, поэтому вызывает накапливание электростатических зарядов на поверхности материалов, плохо проводящих электричество (бумага, картон, пленка и др.). Электростатические заряды возникают при обработке таких материалов за счет трения друг о друга или о диэлектрические поверхности элементов оборудования. Причиной образования «тумана» из мельчайших частиц типографской краски, при котором увеличивается расход краски, отрицательно влияющий на качество продукции, является появление малых зарядов статического электричества на частицах краски, отбрасываемых вращающимися валиками красочного аппарата. При кондиционировании воздуха расход печатных красок может быть снижен на 10%.

{mospagebreak}

 В монтажных отделениях заряженные поверхности монтажной основы и фотоформы притягивают из воздуха пыль. Заряженные пленки слипаются между собой, затрудняя монтаж. Электростатические заряды могут быть причиной неплотного контакта между фотоформой и формной пластиной при копировании. Электростатический заряд прижимает фотоформу к пластине, независимо от действия вакуумной системы копировальной рамы, оставляя в зоне прижима изолированные воздушные включения, что ведет к потере на форме мелких деталей изображения. Слипание электростатически заряженных листов бумаги и картона ведет к браку и снижению производительности печатных, фальцевальных, листоподборочных и других машин из-за их частых остановок. Основные сбои происходят в самонакладах и приемных устройствах этого оборудования.
 Разряд электростатического электричества может стать причиной пожара в помещениях, где работают с легковоспламеняющимися материалами (припрессовка пленки в ламинаторах) или с веществами на основе летучих растворителей (растворы для вымывания фотополимерных форм, некоторые виды клеев в брошюровочно-переплетном производстве).
 Кондиционирование воздуха в типографии является наиболее рациональным методом борьбы с образованием статического электричества, вызывающего не только появление красочного «тумана» и обрывов бумажного полотна, но и резкое повышение запыленности воздуха. При низкой относительной влажности воздуха статическое электричество заряжает одноименными зарядами облако пыли, которое будет находиться во взвешенном состоянии.
 В помещениях типографского производства работают люди, и необходимо одновременно поддерживать комфортные условия для их работы.
 Таким образом, требуемая относительная влажность воздуха является важной предпосылкой комфортных условий труда, безостановочного, качественного процесса полиграфического производства и качественного хранения всех чувствительных к увлажнению материалов и готовой продукции. 

 В ведомственных технологических инструкциях полиграфического производства, в инструкциях по эксплуатации полиграфического оборудования имеются рекомендации по оптимальным значениям параметров микроклимата для технологического процесса. Определено, что в отдельных помещениях типографий следует поддерживать различную величину относительной влажности воздуха. Так, в цехах изготовления и подготовки форм относительная влажность и температура воздуха должны составлять соответственно 50-55% и 18-22 С.  В цехах офсетной печати рекомендуемая относительная влажность -55-60% при температуре воздуха в холодный период 20 С, а в теплый период допускается повышение температуры внутреннего воздуха в цехах высокой и офсетной печати до 25 С, глубокой - до 22 С; на операциях фальцовки, при трафаретной печати, процессах склейки и обрезки относительная влажность воздуха - 60-70%, при пробной печати на плоскопечатных станках - 70-80%.
 Проведенные Юрмановым Б. Н. экспериментальные исследования показали, что для цехов офсетной многокрасочной печати следует принимать более низкое значение относительной влажности воздуха в рабочей зоне: 50% в теплый период года и 46% - в холодный период. При многокрасочной печати каждая нанесенная на печатный лист краска должна быстро высыхать. При высокой относительной влажности воздуха в цехе процесс высыхания ее замедляется, это может привести в процессе печати к перетискиванию краски на противоположную сторону листа. Экспериментально установлена зависимость между скоростью высыхания печатных красок и относительной влажностью воздуха: при повышении относительной влажности воздуха от 65 до 75% при комнатной температуре высыхание печатных красок замедляется в 2-3 раза, а на некоторых сортах бумаги - в 10 раз. При низкой относительной влажности воздуха печатные краски высыхают быстрее и лучше закрепляются, придавая изображению большую яркость. В то же время экспериментально установлено, что непосредственно вокруг печатных цилиндров относительная влажность воздуха больше, чем в рабочей зоне, на 15-30% в результате испарения влаги с печатных форм.

 {mospagebreak}

 Влаговыделения от офсетных машин зависят от вида выпускаемых изданий, объемного веса печатной бумаги и скорости работы машины. В среднем полагают, что бумагой впитывается не меньше, чем 0,2% влаги от веса бумаги, проходящей за час через офсетный цех. При известном расходе воды за час на работу машин Gм и весе печатной бумаги, проходящей через машину за один час G6, кг/час, расход влаги W, кг/час, поступающей в цех определится:

W= Gм – 0,02 G6

 Для снижения поступления влаги в рабочую зону применяют местные отсосы от офсетных машин. В цехах высокой и глубокой печати относительная влажность воздуха не должна превышать 50% в холодный период и 60% - в теплый, что соответствует оптимальному содержанию влаги в бумаге и высокой степени ее гладкости. Экспериментально установлено, что температура воздуха незначительно сказывается на влажности бумаги. В цехах глубокой печати повышение температуры воздуха недопустимо, так как вызовет испарение вредных и взрывоопасных веществ: толуола, бензина и других растворителей, имеющих низкую температуру кипения. В таких помещениях устраиваются местные отсосы от оборудования.
 В помещениях полиграфических предприятий важно поддерживать на определенном уровне содержание влаги в бумаге и других гигроскопичных материалах, обеспечить комфортные условия для работающих, сохранять постоянную скорость испарения влаги со смоченных поверхностей печатных форм в офсетных цехах и скорость высыхания печатных красок после их нанесения на бумагу. Поэтому важно поддерживать равновесное состояние между бумагой и окружающим воздухом, которое может быть обеспечено не заданным значением одного параметра - относительной влажности воздуха, - а определенным сочетанием значений температуры и относительной влажности воздуха. Юрманов Б. Н. предложил поддерживать в помещении постоянную разность температуры сухого и мокрого термометра воздуха рабочей зоны, при этом скорость испарения воды со смачиваемых печатных форм будет практически неизменна.  Действительно, поток массы водяного пара является функцией разности парциального давления или влагосодержания слоя воздуха на поверхности гигроскопичного материала и воздуха рабочей зоны. Значение парциального давления водяных паров на поверхности материала определяется его равновесной влажностью, которая показывает отношение массы влаги, содержащейся в материале, к массе абсолютно сухого материала. Парциальное давление водяного пара в воздухе рабочей зоны или однозначно определяемое влагосодержание воздуха определяется значением двух параметров состояния воздуха (температура и относительная влажность, температура по сухому и мокрому термометру). По мере роста температуры необходимо несколько увеличивать относительную влажность воздуха, чтобы сохранить неизменным парциальное давление водяного пара или влагосодержание воздуха рабочей зоны, поэтому в летний период года нормируемое значение относительной влажности воздуха должно быть выше, чем в холодный период. Это идет в разрез с комфортными требованиями, но позволяет снизить расход холода на обработку воздуха в теплое время года и расходы на увлажнение воздуха в холодное время года.
 Для повышения комфорта в рабочих помещениях и снижения числа заболеваний среди сотрудников рекомендуется поддерживать относительную влажность воздуха на уровне 55%. При этом же значении относительной влажности воздуха практически не накапливаются электростатические заряды.
 Для улучшения качества продукции наряду с кондиционированием воздуха в рабочей зоне цехов используется акклиматизация бумаги способом двухстороннего обдува листовой или рулонной бумаги струей воздуха с определенной температурой и относительной влажностью в акклиматизационной камере или непосредственно в печатном цехе, причем рулонная бумага обдувается воздухом в момент ее раскручивания до флаторезки.