Центральные кондиционеры выполняют в корпусе с несущим каркасом и панелями. Корпус изготовлен из пятигранных штампованных алюминиевых профилей, соединяемых с помощью угловых соединительных элементов, отлитых из алюминия, что определяет коррозионную стойкость конструкции. Панели типа сэндвич имеют толщину от 25 до 50 мм в зависимости от варианта исполнения и вида теплоизоляционного материала. Панель состоит из двух металлических листов, между которыми размещается утеплитель.
Листы могут быть изготовлены из различных материалов:
— оцинкованной стали (стандартное исполнение для внутренних листов);
— оцинкованной стали с полимерным покрытием (стандартное исполнение для наружных листов), в центральных кондиционерах НС цвет покрытия светло-серый RAL 9002;
— алюминиевого сплава (peraluman) (для внутреннего и наружного листа панели);
— нержавеющей стали марки А 304 (для внутренних и наружных листов).
Теплоизоляция может быть из негорючих материалов: вспененного пенополиуретана (стандартное исполнение для НС) или минеральной ваты.
Теплоизоляционный слой панелей сэндвич одновременно является и звукоизоляционным слоем. Поглощение уровня звуковой мощности панелями корпуса с толщиной изоляции из вспененного пенополиуретана б = 46 мм по октавным полосам представлено в таблице 8.2.
Крепление панелей осуществляется с помощью самоцентрирующихся винтов и нейлоновой втулки для обеспечения максимальной затяжки винта без деформации панелей. Чтобы не допустить утечки и подсосы воздуха, используется резиновая прокладка между панелью и каркасом.
Archive for октября, 2009
Конструктивные элементы центральных кондиционеров
Понедельник, октября 19, 2009Центральные кондиционеры
Понедельник, октября 12, 2009Центральные кондиционеры компонуются из отдельных конструктивных и функциональных блоков. Функциональные блоки служат для реализации процессов обработки, смешения потоков, изменения расхода, перемещения воздуха. Для доведения состояния наружного воздуха до состояния приточного воздуха в зависимости от периода года, его необходимо очистить от пыли, нагреть или охладить, увлажнить или осушить, при необходимости смешать в определенном соотношении с рециркуляционным воздухом, распределить по двум или нескольким потокам, обеспечить перемещение по сети воздуховодов. Согласно технологической схеме обработки воздуха центральный кондиционер комплектуется функциональными технологическими блоками (воздушные клапаны, фильтры, воздухонагреватели, воздухоохладители, теплообменники для регенерации теплоты удаляемого воздуха, блоки увлажнения, блоки тепломассообмена, вентиляционные агрегаты, шумоглу-шители) и конструктивными блоками с определенной последовательностью их установки.
Конструктивные блоки необходимы для монтажа, обслуживания и ремонта технологических блоков. При компоновке центрального кондиционера их число стремятся уменьшить или совместить функциональный блок с конструктивным с целью сокращения габаритов установки, а также занимаемой оборудованием строительной площади.
Конструктивными особенностями современного оборудования центральных систем кондиционирования воздуха являются:
— разнообразие схем компоновки (двухъярусная компоновка с вытяжными вентиляторами, с тепло-утилизаторами и т.д.);
— сведенное к минимуму количество камер обслуживания, объединение приемного блока и блока фильтров, функциональные блоки с дверцами для обслуживания;
— отсутствие присоединительного блока, вместо него — вентиляторная секция;
— большое разнообразие блоков увлажнения воздуха, использования новых способов увлажнения воздуха (ультразвуковые увлажнители, современные форсуночные камеры орошения);
— использование воздухоохладителей прямого испарения (испаритель холодильной машины);
— в целом более компактные установки;
— моноблочное исполнение типовых схем компоновки с единым корпусом и панелями, что снижает вес агрегата, упрощает монтаж, уменьшает потери теплоты, холода, повышает герметичность установки.
Выбор технологической схемы обработки воздуха в центральном кондиционере
Понедельник, октября 5, 2009При проектировании систем кондиционирования воздуха выбор технологической схемы обработки воздуха в центральном кондиционере необходимо проводить на основе сравнения вариантов. Для конкретного объекта может быть рассмотрено несколько вариантов технологической схемы, которые отличаются способами и последовательностью обработки воздуха. Обычно достаточно ограничиться двумя-тремя вариантами. Варианты могут отличаться компоновкой, стоимостью и габаритами оборудования, системой автоматического регулирования и ее стоимостью, особенностями и стоимостью монтажа и эксплуатации, энергетическими затратами на обработку и перемещение воздуха, а также иметь свои достоинства и недостатки. В качестве критерия сравнения могут быть использованы эксплуатационные, экономические, экологические и др. показатели, но определяющими, очевидно, являются экономические показатели работы СКВ (см. Главу 2).
Теоретические основы выбора оптимальной технологической схемы СКВ с использованием методологии системного анализа заложены А. А. Рымкевичем [50]. Он предложил математическую (термодинамическую) модель центральной системы кондиционирования воздуха, представляющую собой совокупность расчетных схем и систем балансовых уравнений, выражающих зависимость выходных параметров от факторов, определяющих исходные условия, а также неравенств, учитывающих специальные ограничения. В качестве исходных условий использованы: заданные параметры воздушной среды в помещении, характеристики наружного климата, величина и характер изменения тепловых, влажностных и газовых нагрузок в помещении, минимально необходимый расход наружного воздуха, характеристики объемных элементов систем. Выходные параметры
— затраты электроэнергии, теплоты, холода, воздуха и воды, мгновенные и суммарные для годового цикла эксплуатации системы. При расчетах используется модель наружного климата, а именно
— статистические данные о частоте повторений разных комбинаций параметров наружного климата для данного географического пункта в течение месяца и суток. Основой для составления системы балансовых уравнений и определения критериев сравнения отдельных технологических схем обработки воздуха является анализ работы СКВ при изменении параметров наружного климата для помещений с различными классами нагрузки на i - d диаграмме. В зависимости от комбинации параметров наружного воздуха для определенного момента времени выявляется режим обработки воздуха, рассчитываются мгновенные технологические показатели — затраты теплоты, холода, воздуха, воды и электроэнергии. Расчеты энергопотреблен ия выполняются для всех возможных комбинаций параметров наружного воздуха при различной последовательности обработки воздуха по месяцам и за год в целом. Выполнение пошагового ручного моделирования и сопровождающих его расчетов требует большого объема времени. При многовариантных расчетах переходят от построения процессов на i - d диаграмме к расчетам с использованием электронно-вычислительной техники и соответствующего программного обеспечения. Выявляется такой оптимальный вариант СКВ на основе анализа годового цикла эксплуатации СКВ, при котором затраты на функционирование СКВ будут минимальными. При сравнении вариантов технологических схем обработки воздуха следует учитывать также и единовременные затраты на создание системы кондиционирования воздуха.
Полученные при ручном пошаговом (имитационном) моделировании варианты технологических схем обработки воздуха и алгоритмы функционирования СКВ будут субоптимальными по экономическому критерию в условиях многокритериальной задачи управления микроклиматом здания на уровне проектирования. Однако этот метод позволяет достаточно наглядно продемонстрировать возможность выбора энергосберегающего решения на этапе проектирования системы кондиционирования воздуха.
Анализ работы СКВ при неполном заполнении помещения людьми
Понедельник, сентября 28, 2009Для анализа работы СКВ при неполном заполнении помещения людьми или при частичном отключении тепловыделяющего оборудования строят процесс обработки воздуха для расчетных зимних и летних условий аналогично рассмотренному в Главе 5, принимая измененные значения тепло-влажностного отношения е и минимального расхода наружного воздуха в схеме с рециркуляцией воздуха. Сравнивая результаты построения процессов для расчетных и измененных нагрузок, делают вывод об изменении режимов работы отдельных аппаратов СКВ — воздухонагревателей, воздухоохладителей, блока увлажнения, которые следует учесть при подборе соответствующего оборудования и при разработке функциональной схемы автоматического регулирования.
На рисунке 7.9 показано сравнение работы центральной установки кондиционирования воздуха при расчетных и измененных нагрузках в холодный и теплый периоды года для помещения с прямоточной СКВ при неполном заполнении его людьми. Точки, имеющие индекс т, соответствуют измененным нагрузкам. В теплый период года при снижении тепло- и влагопоступлений в помещении уменьшится угловой коэффициент процесса, и станет равным г"1. Яри сохранении расхода приточного воздуха потребуется увеличение температуры приточного воздуха и точка, характеризующая состояние приточного воздуха, переместится из точки Пт в точку //.". Для доведения наружного воздуха до нового состояния приточного воздуха потребуется при неизменной температуре холодной воды, поступающей в поверхностный воздухоохладитель, увеличить ее расход, чтобы довести воздух до состояния точки От, после чего нагреть воздух в воздухонагревателе второй ступени.
Воздухонагреватели второго подогрева следует рассчитывать для режима минимальной нагрузки. По мере увеличения теплопоступлений в помещении необходимо уменьшать расход горячей воды через теплообменник. Если схема не включала воздухонагреватель второй ступени, следует изменить направление процесса мокрого охлаждения воздуха, уменьшая начальную температуру холодной воды, а также снизить степень охлаждения воздуха, уменьшая расход холодной воды, чтобы довести воздух на выходе из поверхностного воздухоохладителя до состояния, характеризуемого точкой ПТ"'. Такую возможность должна обеспечить система автоматического регулирования СКВ. В холодный период года точка, характеризующая состояние приточного воздуха при уменьшенной нагрузке, займет положение Я/. Чтобы довести наружный воздух до этого состояния, по сравнению с максимальной нагрузкой, необходимо увеличить расход теплоты в воздухонагревателе первой ступени и изменить соотношение количества увлажняемого воздуха и проходящего через байпас. В схеме со вторым подогревом необходимо увеличить расход теплоты, передаваемой воздуху, в воздухонагревателе — как первой, так и второй ступени. В этом случае оба воздухонагревателя следует рассчитывать на режим минимальной нагрузки в помещении.
Схема обработки воздуха в СКВ зрительного зала кинотеатра при расчетных параметрах теплого периода года
Понедельник, сентября 28, 2009Схема обработки воздуха в СКВ зрительного зала кинотеатра при расчетных параметрах теплого периода года не отличается от схемы СКВ с первой рециркуляцией и управляемым адиабатным процессом в оросительной камере. При расчетных параметрах наружного воздуха в холодный период года наружный воздух с целью экономии теплоты смешивается с рециркуляционным, нагревается в воздухонагревателе первой ступени и увлажняется в блоке парового увлажнения. Расход приточного воздуха G„ постоянный, расход наружного воздуха может изменяться от минимального значения GK™" до максимального значения GMMaKC = G„.
Построение границ зон, на которые делится область параметров наружного климата, для каждой из которых существует определенная последовательность процессов обработки воздуха в аппаратах СКВ при увлажнении воздуха паром, несколько отличается от построения для схемы с первой рециркуляцией и управляемым процессом в блоке адиабатного увлажнения (см. рисунок 7.8). Границы зон 3, 5, 4, 8, 9, 10, 11 и 12 те же, что и на рисунке 7.6. Остановимся на построении границ тех зон, которые отличаются от построения для схемы с первой рециркуляцией и управляемым адиабатным увлажнением.
1. Через точку М3 проводим линию постоянного влагосодержания <ХЩ - const и линию постоянной температуры tM} = const, которые являются границами зоны 1. Зона 1 характеризует параметры состояния наружного климата, когда tH < tM} ndH< dM}, ей соответствует следующая последовательность обработки воздуха: смешение минимального количества наружного воздуха G"Mmc рециркуляционным, нагревание смеси в воздухонагревателе первой ступени и изотермическое увлажнение воздуха паром.
2. Для построения границ зоны 2 через точку П3 проводим линию постоянной температуры гп*"" _ const. Границами зоны 2 являются линии tMj = const, е* и tnMU" = const. Этой зоне параметров наружного климата соответствует следующая последовательность обработки воздуха: смешение переменного количества наружного воздуха с рециркуляционным так, чтобы температура смеси была равна tc = t„MUN, и изотермическое увлажнение смеси. По сигналу датчика температуры воздуха в помещении (точка В3) изменяется соотношение наружного и рециркуляционного воздуха, по сигналу датчика относительной влажности внутреннего воздуха (точка В3) изменяется количество вырабатываемого пара в парогенераторе.
3. Для построения границ 6-й зоны через точку П3 проводим линию постоянной температуры t„Maa = const. Границами 6-й зоны являются линии (,"" = const, е* и t„XUM = const. Этой зоне параметров наружного климата соответствует изотермическое увлажнение максимального количества наружного воздуха G,,*"*"1 = G„.
4. Для построения границ 7-й зоны через точку П2 проводим линию постоянного влагосодержания дттт _ С0П5^ а Через точку В, — линию постоянной энтальпии iemMma: = const. Тогда границы 7-й зоны dnm = const, iem мкс = const, П,П2 и ет. В этой зоне энтальпия наружного воздуха меньше энтальпии удаляемого воздуха, поэтому рециркуляция воздуха нецелесообразна. Через точку К0 проводим линию постоянного влагосодержания dKO = const. Эта линия разделит зону 7 на две части — 7а и 76. В пределах зоны 7а, когда влагосодержание меньше dK0, необходимо управляемое сухое охлаждение воздуха до температуры приточного воздуха в пределах зоны 7б, когда влагосодержание воздуха больше dm, необходимо управляемое охлаждение и осушение воздуха до температуры приточного воздуха tj^. Таким образом, в 7-й зоне максимальное количество наружного воздуха = G„ охлаждается в поверхностном воздухоохладителе. Заданные параметры воздуха в помещении должны обеспечиваться при изменении количества холода в поверхностном воздухоохладителе.
5. Границами 14-й зоны являются линии i6mMaKC = const и dnmMW< = const. Максимальное количество наружного воздуха GHMmc = G„ необходимо охладить в поверхностном воздухоохладителе при постоянном влагосодержании и увлажнить паром при постоянной температуре.
Схема обработки воздуха в СКВ при расчетных параметрах наружного воздуха
Понедельник, сентября 28, 2009Схема обработки воздуха в СКВ при расчетных параметрах наружного воздуха в теплый и холодный период года такая же, как и в предыдущем случае. Однако с целью экономии расхода теплоты система водяного отопления частично отключается, в помещении имеет место недостаток теплоты. Температура приточного воздуха в системе кондиционирования воздуха выше температуры внутреннего воздуха, угловой коэффициент процесса изменения состояния воздуха в помещении в холодный период года имеет значение, близкое к нулю. Поэтому анализ функционирования СКВ имеет свои особенности.
2. Определяем из баланса теплоты в помещении количество теплоты, которое должна ассимилировать система кондиционирования воздуха в переходный период года, например, при температуре наружного воздуха +10°С. Определяем угловой коэффициент процесса е" для переходного периода. Проводим через крайние точки области оптимальных параметров воздуха в помещении линии с угловыми коэффициентами £* и е" (точки В3 и В4) и е"1 (точки В, и В2), откладываем на этих линиях соответствующие для каждого периода года значения рабочей разности температур и получаем область параметров приточного воздуха IIJJJI^ и П3П4П6П5. Причем последняя область соответствует параметрам приточного воздуха в помещении при переменном значении тепло-влажностного отношения, которое изменяется от минимального значения е* для холодного периода года до значения е" для переходного периода года.
3. Далее построение границ зон происходит аналогично предыдущему случаю, с той лишь разницей, что зона 1 разделена на две части изотермой f = 10°С. В подзоне 1а минимальное количество наружного воздуха смешивается с рециркуляционным и нагревается в воздухонагревателе первой ступени до состояния с переменным значением энтальпии приточного воздуха, которое изменяется от значения in до значения in%, а затем увлажняется в блоке адиабатного увлажнения с байпасом. Количество воздуха через байпас и степень нагревания воздуха в воздухонагревателе первой ступени необходимо изменять в зависимости от требуемых значений температуры и относительной влажности воздуха в помещении (точка В3). Схема автоматического регулирования в помещении должна обеспечивать заданные параметры внутреннего воздуха, а не приточного, так как они изменяются при изменении нагрузки. В подзоне 1б смесь минимального количества наружного воздуха и рециркуляционного нагревается до состояния с энтальпией inj.
4. Зона 4 совпадает с областью параметров приточного воздуха TiJIJI^l^ Для нее характерно отсутствие обработки наружного воздуха в аппаратах СКВ, наружный воздух с такими параметрами подается в помещение без обработки.
Схема обработки воздуха в СКВ зрительного зала кинотеатра
Понедельник, сентября 28, 2009Схема обработки воздуха в СКВ зрительного зала кинотеатра при расчетных параметрах теплого периода года предусматривает: смешение наружного воздуха с воздухом, удаляемым из помещения (первая рециркуляция), охлаждение и осушение смеси в поверхностном воздухоохладителе, подогрев в вентиляторе и воздуховодах на ГС. При расчетных параметрах наружного воздуха в холодный период года наружный воздух с целью экономии теплоты смешивается с рециркуляционным, нагревается в воздухонагревателе первой ступени и увлажняется в блоке адиабатного увлажнения с управляемым процессом или байпасом. Расход приточного воздуха Gn постоянный, расход наружного воздуха может изменяться от минимального значения GHXU" до максимального значения G^ = G„,
1. Наносим на i - d диаграмму область оптимальных параметров микроклимата в помещении зрительного зала кинотеатра: 16°С < t°nm < 25°С и 30% < (ретт < 60%.
2. Проводим через крайние точки области оптимальных параметров воздуха в помещении линии с угловыми коэффициентами е* (точки В3 и В4) и ет (точки В, и В2), откладываем на этих линиях соответствующие значения рабочей разности температур и получаем область параметров приточного воздуха П1П2П3П4. В помещении принята перемешивающая вентиляция, воздух подается настилающимися струями в верхнюю зону и удаляется из верхней зоны вне прямого действия приточной струи. Поэтому параметры воздуха, удаляемого из помещения, не отличаются от параметров воздуха в обслуживаемой зоне. Строим границы зон, на которые делится область параметров наружного климата, для каждой из которых существует определенная последовательность процессов обработки воздуха в аппаратах СКВ.
3. Для построения границ зоны 1 вычисляем энтальпию точки М:
»'«, =int - "" " 0в,-'я,). кДж/кг, (7.4)
где iBf i„4 минимальные значения энтальпии точек В3и П3внутреннего и приточного воздуха соответственно, в холодный период года.
Продлим вниз отточки П3 с параметрами inxmM, d„XMUH линию углового процесса в помещении в холодный период года е* до пересечения с линией постоянной энтальпии iU3 = const, получаем точку М3, через которую проводим линию постоянного влагосодержания dm = const и линию постоянной энтальпии iMl = const. Зона 1 характеризует параметры состояния наружного климата, когда г„ < iMl и dH < dm , ей соответствует следующая последовательность обработки воздуха: смешение минимального количества наружного воздуха GHMUH с рециркуляционным, нагревание смеси в воздухонагревателе первой ступени и адиабатное увлажнение воздуха (управляемый процесс или байпас). В схеме с байпасом часть наружного воздуха проходит через камеру орошения или блок сотового увлажнения и затем смешивается с необработанной частью наружного воздуха. В схеме с управляемым процессом уменьшается расход распыляемой воды в блоке увлажнения с форсунками тонкого распыла. Количество воздуха через байпас или расход распыляемой воды необходимо изменять в зависимости от требуемых значений температуры и относительной влажности воздуха в помещении. По мере повышения температуры и энтальпии наружного воздуха требуется сокращение количества теплоты в воздухонагревателе первой ступени по сигналу датчика температуры мокрого термометра точки Кх, устанавливаемого после блока адиабатного увлажнения. При более высоком значении энтальпии наружного воздуха после блока адиабатного увлажнения будет прекращена подача горячей воды в воздухонагреватель первой ступени и произойдет переход на другой режим обработки воздуха.
Схема обработки воздуха в СКВ спортивного зала
Понедельник, сентября 28, 2009Схема обработки воздуха в СКВ спортивного зала отличается о ранее рассмотренной тем, что в холодный период года при расчетных параметрах наружного воздуха воздух нагревается в воздухонагревателе первой ступени и увлажняется в блоке парового увлажнения. Все построения на i - d диаграмме влажного воздуха отражены на рисунке 7.5.
1. Область оптимальных параметров микроклимата в помещении спортивного зала и область параметров приточного воздуха такие же, как в случае управляемого адиабатного процесса увлажнения или применения байпаса блока увлажнения, так как при увлажнении воздуха паром нет технических ограничений, связанных с поддержанием в холодный период года минимального значения относительной влажности воздуха в помещении.
2. Для построения границ первой зоны проводят через точку П3 с параметрами iXMm d„'линию постоянного влагосодержания d„x= const и линию постоянной температуры tx = const. Первая зона характеризует параметры состояния наружного климата, когда t„
Горячая вода в теплообменниках ЭКД
Понедельник, сентября 28, 2009В холодный период года в теплообменники ЭКД, размещенные в периметральной зоне, может подаваться горячая вода, и они берут на себя функцию отопительных приборов. Точка Вх определяет состояние внутреннего воздуха во всех помещениях в холодный период года. Температура и энтальпия первичного воздуха при поступлении в ЭКД должны быть ниже температуры и энтальпии внутреннего воздуха, что позволяет удалять теплоизбытки в отдельных помещениях, например внутренней зоны. Они могут быть определены расчетом из уравнения теплового баланса для характерного помещения с максимальными теплопоступлениями. Влагосодержание первичного воздуха определяют по формуле 6.30 для помещения, где наблюдаются наименьшие влагопоступления. На пересечении линии d4n = const afe- 90% получают точку 0х, характеризующую состояние первичного воздуха после блока адиабатного увлажнения. Наружный воздух (точка // ) нагревается в воздухонагревателе до состояния в точке К, полученной на пересечении линии постоянного влагосодержания dxH = const и постоянной энтальпии if = const, и увлажняется и охлаждается в блоке адиабатного увлажнения до состояния точки О. Через точку Вх проводят лучи изменения состояния воздуха в помещениях с соответствующими значениями угловых коэффициентов процесса ех и е/, на пересечении которых с изотермами приточного воздуха находят точки П,х и Я/, характеризующие состояние смеси первичного и вторичного воздуха на выходе из ЭКД в соответствующих помещениях. Линии П,ХВХ, П2ХВХ — лучи процессов изменения состояния приточного воздуха в этих помещениях. Температуру приточного воздуха в соответствующих помещениях вычисляют из уравнений теплового баланса по явной теплоте при известном количестве приточного воздуха, определенном для теплого периода года при выборе ЭКД. Далее соединяют точку Пх с точками Я/ и Я/. Во втором помещении с максимальными теплопоступлениями не требуется нагревание воздуха в теплообменнике ЭКД, в первом помещении с недостатком теплоты воздух нагревается в теплообменнике ЭКД до состояния в точке К,, полученной на пересечении линий постоянного влагосодержания de - const и продолжения линии ПХПХ.
Система кондиционирования воздуха с зжекционными кондиционерами-доводчиками
Понедельник, сентября 28, 2009Центрально-местная система с эжекционными кондиционерами-доводчиками получила распространение в СССР. В этой разновидности водовоздушной системы в качестве местных агрегатов используют эжекционный кондиционер-доводчик. В настоящее время ведущие фирмы-производители сетевого оборудования для систем кондиционирования воздуха, например TROX, выпускают индукционные устройства для работы в системах вытесняющей вентиляции, принцип работы которых подобен принципу работы эжекционных кондиционеров доводчиков. Такие системы находят применение для помещений с особыми требованиями по шуму, а также для взрывоопасных помещений.
Центральная система кондиционирования воздуха (рисунок 6.22) обеспечивает подачу в эжекционный кондиционер-доводчик 5, установленный в помещении, первичного воздуха. Эжекционный кондиционер-доводчик (ЭКД) (рисунок 6.23) имеет встроенный теплообменник для охлаждения или нагревания рециркуляционного воздуха, в трубках которого циркулирует соответственно холодная или горячая вода. Подача и смешение рециркуляционного воздуха обеспечивается за счет эффекта эжекции при движении первичного воздуха через сопла с высокой скоростью. Смесь охлажденного или нагретого рециркуляционного воздуха с первичным, обработанным в центральном кондиционере 2, поступает в помещения. К теплообменникам эжекционних доводчиков подводится холодная или горячая вода через систему трубопроводов, которая может быть чаще всего двух- и четырехтрубной. Четырехтрубная система обеспечивает включение холодо- и теплоносителя в любой доводчик в любое время, а при двухтрубной системе — только сезонное общее, пофасад-ное или групповое включение. Горячая и холодная вода подается к теплообменникам ЭКД от центральных источников тепло- и холодоснабжения. Регулирование температуры воздуха в помещении осуществляется изменением расхода холодо- теплоносителя с помощью регулирующего клапана 6 на обратном трубопроводе, встроенного в эжекционный доводчик, по сигналу датчика температуры воздуха в помещении.