Расчет концентрации хладагента в помещении при аварии проверяет безопасность помещения при полном аварийном выбросе хладагента из контура системы кондиционирования или холодоснабжения. Модуль определяет расчетную концентрацию хладагента, сравнивает ее с нормативными пределами (ППНЧ, ПДК, 10 % НКПВ) и при превышении рассчитывает расход аварийной механической вентиляции. Результат расчета — концентрация \(C_{\text{хл}}\), кг/м³, статус безопасности и требуемый расход аварийной вентиляции.
Расчет применяется при проектировании систем кондиционирования и холодоснабжения с VRF-системами и другими холодильными контурами. Программа проверяет стационарный сценарий: мгновенный выброс полной заправки контура в замкнутый объем помещения. Масса хладагента задается вручную или рассчитывается автоматически по холодопроизводительности и длине жидкостного трубопровода.
Проверяется только стационарная концентрация полного выброса. Динамика распространения хладагента по помещению, утечки через неплотности и работа штатной вентиляции во время аварии не моделируются.
Что рассчитывается#
- Основной результат — концентрация хладагента \(C_{\text{хл}}\), кг/м³, статус безопасности по ППНЧ, ПДК и 10 % НКПВ, а при превышении — необходимый расход аварийной механической вентиляции \(L_{\text{необх}}\), м³/ч.
- Масса хладагента — задается вручную или рассчитывается автоматически по номинальной холодопроизводительности и длине жидкостного трубопровода.
- Три нормативные проверки — сравнение с ППНЧ, ПДК и 10 % НКПВ по ГОСТ 34891.1-2022.
Исходные данные#
Параметры помещения#
- Площадь пола \(S_{\text{пом}}\), м²: по архитектурным чертежам.
- Высота помещения \(h_{\text{пом}}\), м: по архитектурным чертежам.
- Объем помещения \(V_{\text{пом}}\), м³: рассчитывается автоматически как \(S_{\text{пом}} \times h_{\text{пом}}\).
- Расход наружного воздуха \(L\), м³/ч: расход от системы механической вентиляции. Если ее нет, принимается 0.
- Расчетный объем \(L_{\text{общ}}\), м³: рассчитывается автоматически как \(V_{\text{пом}} + L / 4\).
Параметры холодильной системы#
- Способ задания массы хладагента: вручную или расчетом по холодопроизводительности и длине жидкостного трубопровода.
- Номинальная холодопроизводительность \(Q_{\text{хол}}\), кВт: мощность наружного блока, если масса хладагента рассчитывается автоматически.
- Длина трубопровода \(l_{\text{тр}}\), м: между наружным и наиболее удаленным внутренним блоком.
- Тип хладагента: выбирается из встроенного справочника. Программа подставляет ППНЧ, ПДК и НКПВ.
Как выглядит расчет#
Экран расчета с вводом параметров помещения, характеристик холодильной системы, выбором типа хладагента и отображением сводной таблицы нормативных проверок.
Рабочий порядок#
Заполните параметры помещения#
Площадь пола, высоту и расход наружного воздуха от системы механической вентиляции.
Выберите способ задания массы хладагента#
Ввод вручную или расчет по холодопроизводительности и длине трубопровода.
Задайте параметры холодильной системы#
Номинальную холодопроизводительность и длину жидкостного трубопровода.
Выберите тип хладагента#
Из встроенного справочника. Программа подставит ППНЧ, ПДК и НКПВ.
Проверьте сводную таблицу#
Масса, концентрация и результаты трех нормативных проверок.
При превышении — определите расход аварийной вентиляции#
Программа рассчитает требуемый \(L_{\text{необх}}\). Его нужно предусмотреть в проекте.
Сформируйте отчет#
Если расчет подтвержден, нажмите кнопку «Сформировать отчет».
Практические примеры#
Пример 1. Серверная с VRF-системой на R410A#
Площадь 40 м², высота 3,5 м, наружный воздух 200 м³/ч, холодопроизводительность 40 кВт, длина трубопровода 25 м. Хладагент R410A.
Условие задачи#
Задача. Проверить безопасность серверной при полном аварийном выбросе хладагента R410A из VRF-системы.
В примере приняты:
- Помещение: Серверная. \(S_{\text{пом}} = 40\) м², \(h_{\text{пом}} = 3{,}5\) м.
- Вентиляция: наружный воздух 200 м³/ч.
- Холодильная система: \(Q_{\text{хол}} = 40\) кВт, \(l_{\text{тр}} = 25\) м.
- Хладагент: R410A.
Что задается в интерфейсе#
| № | Поле | Значение | Размерность | Комментарий |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Площадь пола \(S_{\text{пом}}\) | 40 | м² | По архитектурным чертежам |
| 2 | Высота помещения \(h_{\text{пом}}\) | 3,5 | м | По архитектурным чертежам |
| 3 | Расход наружного воздуха \(L\) | 200 | м³/ч | От механической вентиляции |
| 4 | Способ задания массы | Расчет | — | По холодопроизводительности |
| 5 | Холодопроизводительность \(Q_{\text{хол}}\) | 40 | кВт | По условию задачи |
| 6 | Длина трубопровода \(l_{\text{тр}}\) | 25 | м | По условию задачи |
| 7 | Тип хладагента | R410A | — | Из справочника |
Результаты расчета#
| Параметр | Значение | Размерность |
|---|---|---|
| Объем помещения \(V_{\text{пом}}\) | 140 | м³ |
| Расчетный объем \(L_{\text{общ}}\) | 190 | м³ |
| Масса хладагента \(G_{\text{хл}}\) | 15 | кг |
| Концентрация \(C_{\text{хл}}\) | 0,079 | кг/м³ |
| Статус | Все проверки в норме | — |
Результат. Концентрация 0,079 кг/м³ значительно ниже ППНЧ и ПДК для R410A. Хладагент невоспламеняемый, поэтому проверка НКПРВ не применяется. Аварийная вентиляция не требуется.
Пример 2. Жилая комната с VRF на R22#
Площадь 10,8 м², высота 2,7 м, наружный воздух 30 м³/ч, наружный блок 40 кВт, длина трубопровода 50 м. Хладагент R22.
Условие задачи#
Задача. Проверить безопасность жилой комнаты при полном аварийном выбросе хладагента R22 из VRF-системы (одна VRF на этаж).
В примере приняты:
- Помещение: Жилая комната. \(S_{\text{пом}} = 10{,}8\) м², \(h_{\text{пом}} = 2{,}7\) м.
- Вентиляция: наружный воздух 30 м³/ч.
- Холодильная система: \(Q_{\text{хол}} = 40\) кВт, \(l_{\text{тр}} = 50\) м.
- Хладагент: R22.
Что задается в интерфейсе#
| № | Поле | Значение | Размерность | Комментарий |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Площадь пола \(S_{\text{пом}}\) | 10,8 | м² | По архитектурным чертежам |
| 2 | Высота помещения \(h_{\text{пом}}\) | 2,7 | м | По архитектурным чертежам |
| 3 | Расход наружного воздуха \(L\) | 30 | м³/ч | От механической вентиляции |
| 4 | Холодопроизводительность \(Q_{\text{хол}}\) | 40 | кВт | По условию задачи |
| 5 | Длина трубопровода \(l_{\text{тр}}\) | 50 | м | По условию задачи |
| 6 | Тип хладагента | R22 | — | Из справочника |
Результаты расчета#
| Параметр | Значение | Размерность |
|---|---|---|
| Объем помещения \(V_{\text{пом}}\) | 29,16 | м³ |
| Расчетный объем \(L_{\text{общ}}\) | 36,66 | м³ |
| Масса хладагента \(G_{\text{хл}}\) | 18 | кг |
| Концентрация \(C_{\text{хл}}\) | 0,491 | кг/м³ |
| Статус | Превышение по массе, ППНЧ и ПДК | — |
Решение не проходит. Для приведения решения к норме потребовалось бы увеличить воздухообмен до порядка 230 м³/ч, что нереалистично для жилой комнаты. Правильное решение — разделить систему на несколько контуров с меньшей заправкой, чтобы масса хладагента на одно помещение не превышала допустимую.
Расчетные зависимости (справочно)#
Объем и концентрация#
| Зависимость | Что определяет |
|---|---|
| \(V_{\text{пом}} = S_{\text{пом}} \times h_{\text{пом}}\) | Объем помещения (м³). |
| \(L_{\text{общ}} = V_{\text{пом}} + \dfrac{L}{4}\) | Расчетный объем (м³) с учетом приточного наружного воздуха. |
| \(G_{\text{хл}} = 0{,}3 \times Q_{\text{хол}} \times \left(1 + l_{\text{тр}} \times 0{,}01\right)\) | Масса хладагента в контуре (кг) при автоматическом расчете. |
| \(C_{\text{хл}} = \dfrac{G_{\text{хл}}}{L_{\text{общ}}}\) | Концентрация хладагента при полном выбросе (кг/м³). |
Расход аварийной вентиляции#
| Зависимость | Что определяет |
|---|---|
| \(L_{\text{необх}} = 4 \times \left(\dfrac{G_{\text{хл}}}{C_{\text{мин}}} - V_{\text{пом}}\right)\) | Необходимый расход аварийной вентиляции (м³/ч). Здесь \(C_{\text{мин}}\) — наименьший из применимых пределов: ППНЧ, ПДК или 0,1 × НКПРВ. Если значение \(\leq 0\), аварийная вентиляция не требуется. |
Дополнительные материалы#
Расчет ПДК фреона в помещении
Видеоразбор расчета предельной концентрации хладагента в помещении при его аварийном выбросе из контура циркуляции.
Литература#
[1] ГОСТ 34891.1-2022 «Системы холодильные и тепловые насосы. Требования безопасности и охраны окружающей среды. Часть 1. Определения, классификация и критерии выбора».
Нормативные пределы ППНЧ, ПДК и НКПРВ.
[2] ГОСТ Р 58775-2019 «Хладагенты. Обозначение и классификация по безопасности».
Классификация хладагентов.
[3] СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».
с Изменениями № 1-4.