При необходимости третьей ступени очистки в помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздуха, а также при необходимости очистки приточного воздуха от вредных газов в центральном кондиционере НС предусмотрены блоки воздушных фильтров, устанавливаемые на стороне нагнетания.
В этих блоках могут устанавливаться следующим образом:
— совместно фильтры второй (карманные фильтры) и третьей (фильтры тонкой очистки) ступени очистки;
— отдельно только фильтры третьей ступени (фильтры тонкой очистки или угольный фильтр);
— совместно фильтры тонкой очистки и угольный фильтр.
В блоках с фильтрами тонкой очистки используются НЕРА фильтры (High Efficiency Particle Air) с эффективностью улавливания частиц размером более 0,3 мкм 99,95%. В большинстве чистых помещений НЕРА фильтры устанавливаются в местах подачи воздуха в чистые помещения, чтобы в приточный воздух не попали частицы загрязнений при его движении в воздуховодах. В чистых помещениях более низкого класса чистоты, например, класса ISO 8 (класс 100000), для которых количество частиц, генерируемых в воздуховодах, играет незначительную роль, фильтры возможно устанавливать непосредственно за установкой кондиционирования воздуха. В фильтрах тонкой очистки воздуха длинные листы фильтрующего материала из супертонкого стекловолокна складываются гармошкой так, чтобы последующий сгиб смотрел в противоположную сторону. Такая укладка листа обеспечивает развитую поверхность фильтрации по сравнению с фронтальным сечением. Расстояние между сгибами (глубина гофра) составляет обычно от 5 см до 28 см. Для того, чтобы обеспечить свободное течение воздуха через фильтровальный лист и стабильный рабочий режим, между гофрами устанавливают сепараторы — обычно гофрированную алюминиевую фольгу. Сейчас высокоэффективные фильтры выпускаются в варианте с мелкими складками (mini-pleat), когда не используются алюминиевые сепараторы, а фильтровальный лист разделяется нитью, полосками клея или за счет созданного на поверхности листа рельефа. Этот способ укладки обеспечивает в 2,5-3 раза большее число гофров по сравнению с фильтрами, использующими глубокие гофры, обеспечивает меньший перепад давления при той же площади фронтального сечения.
Archive for ноября, 2009
Блоки с фильтрами на нагнетании
Воскресенье, ноября 29, 2009Карманные фильтры
Понедельник, ноября 23, 2009Карманные фильтры изготавливают согласно EN 779:
— с полотнами из стекловолокнистого материала класса G4 с взвешенной эффективностью очистки 92%;
— из материала с иглопробивными отверстиями класса F7 с колориметрической эффективностью очистки 80%;
— класса F8 с колориметрической эффективностью очистки 90%;
— класса F9 с колориметрической эффективностью очистки 95%.
Толщина карманного фильтра 535 мм, он устанавливается на единую раму и закрепляется с помощью защелок. Замена карманного фильтра, который устанавливается на раме, осуществляется со стороны фронта, для чего следует предусмотреть пространство перед фильтром не менее 600 мм с инспекционной дверью. Карманные фильтры класса G4 устанавливаются на направляющих.
Применяются также усиленные фильтры или фильтры повышенной жесткости со сложенными листами стекло-волокнистого материала класса F9 с колориметрической
эффективностью очистки 95% согласно EN 779. Длина этого фильтра 292 мм, что дает возможность уменьшить габариты приемного блока и в целом центрального кондиционера, (рисунок 8.6). Рама по контуру имеет прокладку для обеспечения герметичности блока фильтра. Закрепляется фильтр на раме аналогично обычному карманному фильтру с помощью защелок, замена также со стороны фронта. Карманные фильтры класса G4 применяются в качестве первой ступени очистки, классов F7, F8, F9 — второй ступени очистки. Фильтр подлежит замене, когда падение давления на фильтре возрастет в два раза по сравнению с начальным падением давления, для G3 — 140 Па, F5-F6 — 240 Па, F7-F9 — 350 Па.
Воздушные фильтры
Понедельник, ноября 16, 2009Внутри приемных блоков устанавливаются воздушные фильтры, которые очищают наружный и рециркуляционный воздух от пыли. В составе центральных кондиционеров НС поставляют несколько видов фильтрующих блоков:
— с ячейковыми фильтрами;
— рулонными фильтрами;
— карманными фильтрами;
— с фильтрами тонкой очистки воздуха;
— с фильтрами из активированного угля.
Ячейковые фильтры применяются для грубой очистки воздуха в качестве первой ступени. Ячейковые фильтры используются с двумя видами фильтрующего материала:
— винипластовый гофрированный фильтрующий материал класса G3 с эффективностью очистки 80% согласно EN 779;
— металлические гофрированные сетки класса G1 с эффективностью очистки 65% согласно EN 779. Характеристики материалов фильтров кондиционера НС аналогичны характеристикам материала ячейковых фильтров центральных кондиционеров КЦКП, приведенным в таблице 9.14 (см. Главу 9). Ячейковые фильтры монтируются в рамы, толщиной 48 мм, которые устанавливаются на направляющих рельсах. Рамы могут быть извлечены со стороны боковой панели для обслуживания. Ячейковые фильтры могут устанавливаться в комбинации с фильтрами более высокого класса очистки воздуха на одной раме с помощью защелок. В этом случае замена фильтра может осуществляться со стороны фронта. Для проведения монтажных работ и обслуживания фильтров в блоке, где установлен фильтр, перед ним следует предусмотреть инспекционную дверцу. С целью повторного использования фильтровальных материалов их фильтрующие свойства обновляют способом промывания в воде с добавлением моющих средств и сушки подогретым воздухом. Регенерация ячейковых фильтров проводится путем извлечения, промывки в горячем содовом или мыльном растворе и просушивании и, при необходимости, промасливания. Регенерацию можно проводить не больше 3 раз.
В качестве первой ступени очистки могут применяться рулонные фильтры с фильтрующим материалом класса G3 с эффективностью очистки 80% согласно EN 779.
В рулонном фильтре фильтрующий материал в виде двух рулонов закреплен на двух направляющих цилиндрах, которые могут вращаться с помощью электродвигателя. Воздух проходит через часть фильтровального материала рулона в плоскости фронтального сечения центрального кондиционера. По мере загрязнения этой части фильтровального материала происходит перемещение фильтрующего материала по сигналу датчика перепада давления на фильтре. Таким образом, фильтровальный материал автоматически обновляется, что увеличивает срок службы и время между регенерацией фильтра по сравнению с ячейковыми фильтрами такого же класса и упрощает обслуживание. Автоматическое управление работой рулонного фильтра предусматривает также сигнализацию о разрыве фильтровального материала, предупреждение о необходимости замены роликов. Рулонные фильтры устанавливаются в центральных кондиционерах НС, начиная с типоразмера 76.
В карманных фильтрах площадь фильтровального материала, через которую проходит очищаемый воздух, в несколько раз больше площади фронтального сечения кондиционера, что позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление фильтра, увеличить время работы фильтра между регенерацией, увеличить срок службы фильтра.
Приемный блок
Среда, ноября 11, 2009Приемные блоки могут быть прямоточные и смесительные. Блоки прямоточные служат для приема, регулирования расхода и равномерного распределения по живому сечению наружного воздуха, который поступает в кондиционер. В прямоточном блоке воздушные клапаны могут устанавливаться по фронту, сверху или снизу.
Блоки приемные смесительные (два потока) служат для приема, регулирования расхода наружного и рециркуляционного воздуха, смешивания в определенном соотношении и равномерного распределения смеси по живому сечению центрального кондиционера (рисунок 8.3).
Приемный блок имеет воздушные клапаны для приема наружного и рециркуляционного воздуха. Клапанами управляют вручную или с помощью электрического привода для регулирования соотношения количества наружного и рециркуляционного воздуха. В смесительном блоке два воздушных клапана, которые устанавливаются один по фронту, другой — сверху или снизу. Рециркуляционный клапан, как правило, не требует утепления и теплоизоляции, так как не имеет контакта с наружным воздухом. При постоянном расходе приточного воздуха возможно использовать один электропривод одновременно на оба клапана. В том случае, когда расход приточного воздуха изменяется в процессе эксплуатации установки, устанавливают независимый электропривод на каждый клапан.
Воздушные клапаны имеют фланцы для присоединения воздуховодов, могут поставляться с гибкими вставками. Клапан состоит из корпуса, фланцев крепления, лопаток, резиновых уплотнений, приводных шестеренок.
Корпус клапана, как правило, изготавливается из алюминия или оцинкованной стали и имеет фланцы крепления к корпусу установки и к воздуховоду. Лопатки изготавливаются из алюминия или оцинкованной стали. Могут иметь наполнитель из теплоизоляционного материала.
Назначение и конструктивные особенности блоков
Среда, ноября 4, 2009В функциональных блоках реализуются все необходимые процессы тепловлажностной обработки воздуха, функция перемещения воздуха и глушения шума:
— в приемных блоках — прием и смешение наружного воздуха с рециркуляционным;
— в смесительных и распределительных блоках — смешение или распределение потоков воздуха;
— в блоке фильтров, который часто объединяется с приемным блоком, — грубая очистка воздуха от пыли в ячейковых фильтрах класса G3-G4, обычная очистка в карманных фильтрах классов от G4 до F9, иногда тонкая очистка в специальных фильтрах класса Н13;
— в блоке водяного, парового или электрического воздухонагревателя — нагревание воздуха в поверхностных теплообменниках;
— в блоке водяного или фреонового (непосредственное испарение) воздухоохладителя — «сухое» или «мокрое» охлаждение в поверхностных теплообменниках;
— в блоках теплоутилизации — нагревание наружного воздуха за счет теплоты удаляемого;
— в блоках увлажнения (камера орошения и сотовый увлажнитель) — адиабатное увлажнение воздуха;
— в блоках парового увлажнения с парогенератором — увлажнение воздуха паром;
— в блоке шумоглушения — снижение уровня звуковой мощности, создаваемой оборудованием центрального кондиционера;
— в вентиляторном блоке — вентиляционный агрегат, обеспечивающий перемещение воздуха в системе кондиционирования воздуха;
— в блоках для многозональных систем кондиционирования воздуха — вентиляционный агрегат, разделение потоков воздуха, нагревание одного потока и охлаждение другого.
Конструктивные элементы центральных кондиционеров
Понедельник, октября 19, 2009Центральные 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.
Центральные 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.