Расход первичного воздуха в каждое помещение в системе с вентиляторными доводчиками определяют как минимально необходимое количество наружного воздуха, что является отличительной особенностью и преимуществом этой системы перед другими многозональными системами.
На рисунке 6.27 показано построение на i - d диаграмме процессов изменения состояния воздуха в водовоздушной СКВ со смешением наружного воздуха, обработанного в центральном кондиционере, и рециркуляционного воздуха в смесительной камере фэнкойла и обработкой смеси в фэнкойле в теплый и холодный периоды года для двух помещений.
Точка Нт характеризует состояние наружного воздуха, точка В'" — состояние внутреннего воздуха в теплый период года. На линии насыщения <р„ = 100% отмечают точку предельного состояния воздуха при «мокром» охлаждении в поверхностном воздухоохладителе центрального кондиционера (средняя температура поверхности воздухоохладителя) при температуре tf= t„ + (3+5) Соединяют полученную точку с точкой Нт, характеризующей состояние наружного воздуха, и на этой линии находят точку От, характеризующую конечное состояние охлажденного и осушенного воздуха, определив предварительно значение конечной относительной влажности воздуха для этой точки согласно рекомендациям Кокорина О. Я, [29]. Определяют значение влагосодержания воздуха dMUH в точке конечного состояния воздуха. Из точки О"' проводят линию постоянного влагосодержания dMUH = const до пересечения с изотермой tn = t0 + ГС. Отрезок От-Пт учитывает подогрев первичного воздуха в вентиляторе за счет перехода механической энергии в тепловую и воздуховодах.
Archive for января, 2010
Расход первичного воздуха в каждое помещение в системе с вентиляторными доводчиками
Суббота, января 30, 2010Система кондиционирования воздуха с водовоздушными доводчиками
Суббота, января 23, 2010Это вариант водовоздушной СКВ, в которой в качестве местных агрегатов используются фэн-койлы или напольные конвекторы. В центральной установке кондиционирования воздуха обрабатывается суммарное количество минимально необходимого наружного воздуха, подаваемого в помещения. Первичный воздух по сети воздуховодов (рисунок 6.25) поступает непосредственно в помещение через воздухораспределители или в вентиляторный доводчик 5, если его конструкция предусматривает смешение наружного и рециркуляционного воздуха. В вентиляторном доводчике (рисунок 6.26) проходит обработку рециркуляционный воздух, забираемый из помещения (вторичный воздух), или смесь первичного и рециркуляционного воздуха. В зависимости от периода года воздух может охлаждаться или нагреваться в теплообменнике вентиляторного доводчика. К теплообменнику 2 по системе трубопроводов подводится холодная вода в теплый период года или горячая вода в переходный или холодный период года. Движение воздуха через теплообменник в отличие от эжекционных доводчиков обеспечивает встроенный вентилятор 1.
Поддержание заданной температуры в каждом помещении осуществляется системой управления. В соответствии с заданной температурой воздуха в помещении изменяется скорость вращения вентилятора (низкая, средняя, высокая) и расход теплоносителя через теплообменник. Для этого в конструкции вентиляторного доводчика предусмотрены специальные регулирующие устройства.
В результате система кондиционирования воздуха с вентиляторными доводчиками при сохранении минимального воздухообмена обеспечивает поддержание требуемой температуры воздуха в каждом помещении независимо от времени года и изменения нагрузки на СКВ. Относительная влажность воздуха в помещениях также поддерживается в пределах оптимальных значений, хотя поддержание строго заданных значений относительной влажности воздуха в данной системе невозможно.
Преимущества система кондиционирования воздуха с ЭКД
Воскресенье, января 17, 2010Система кондиционирования воздуха с ЭКД имеет целый ряд преимуществ перед другими системами:
— снижение расхода электроэнергии на транспортировку первичного воздуха в центральной системе за счет доведения расхода воздуха до его минимальных значений, а также уменьшение капитальных затрат на оборудование центрального кондиционера;
— обогрев помещений в режиме естественной конвекции исключает необходимость устройства дополнительной системы отопления;
— сосредоточение в одном месте оборудования (центрального кондиционера, центрального источника теплоты и холода) облегчает и улучшает эксплуатацию;
— отсутствие вентиляторов в агрегате, установленном в помещении, повышает надежность системы, уменьшает шум;
— благодаря местной рециркуляции воздуха отпадает необходимость прокладки рециркуляционных воздуховодов, установки рециркуляционных вентиляторов.
В то же время система кондиционирования воздуха с ЭКД не лишена недостатков:
— в помещениях, оборудованных ЭКД, невозможно поддерживать относительную влажность воздуха на заданном уровне;
— для обеспечения давления перед соплами Р - 500-300 Па необходимо создать повышенные скорости выхода воздуха из сопел v = 15-20 м/с, поэтому в СКВ с эжекционными доводчиками применяются вентиляторы среднего и высокого давления, что связано с дополнительными затратами электроэнергии по сравнению с системами с вентиляторными доводчиками;
— расход рециркуляционного воздуха через ЭКД остается постоянным, так как эжекционные доводчики работают с постоянным коэффициентом эжекции;
— ограничения по коэффициенту эжекции приводят к необходимости увеличения расхода первичного воздуха сверх минимально необходимого для ассимиляции значительных теплоизбыт-ков и влагоизбытков в помещении, с чем связан некоторый перерасход электрической, тепловой энергии и холода в центральной системе по сравнению с многозональной водовоздушной системой с вентиляторными доводчиками.
Электрические водонагреватели
Воскресенье, января 10, 2010Электрические воздухонагреватели имеют теплообменную поверхность, состоящую из пучка трубчатых электронагревательных элементов, расположенных друг относительно друга также, как и сребренные трубки, обогреваемые водой или паром, в шахматном или коридорном порядке.
Трубчатый нагревательный элемент представляет собой обычно стальную трубку, внутри которой находится наполнитель с запрессованной в него спиралью из высоколегированной (хром-никель) стали. Наполнителем ТЭНа служит порошок плавленой окиси магния (периклаз). Наполнитель выполняет несколько задач: удерживает спираль в центре трубки, является проводником теплоты от спирали к внутренней стенке трубки, а также электроизолятором между ними.
Наполнитель должен иметь большое электрическое сопротивление и высокую теплопроводность. Благодаря герметизации спираль в трубке электронагревательного элемента не окисляется, что увеличивает срок службы ТЭНа. Для увеличения площади поверхности теплообмена со стороны воздуха нагревательные элементы оснащены спирально навивными ребрами, тепловой контакт между трубками и ребрами достигается цинкованием. Концы спиралей привариваются к стальным или никелевым контактным стержням, на которые насажены керамические изоляторы, а на изоляторы — специальные шайбы для крепления ТЭНов к трубной доске, которая является также корпусом клеммной коробки электронагревателя. Контактные стержни нагревателей соединяются между собой перемычками. Ряды ТЭН, поперечные по ходу воздуха, соединены между собой так, что образуют самостоятельные регулируемые секции. В таких воздухонагревателях возможно ступенчатое регулирование мощности. Электрический нагреватель имеет термостат безопасности для ограничения максимальной температуры воздуха между элементами 90°С или температуры на поверхности оребрения 190°С. Степень защиты от поражения электрическим током должна соответствовать классу 1 по ГОСТ 12.2.007.0. Корпус электрического воздухонагревателя должен быть заземлен, для чего предусмотрена специальная клемма. Сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм.
Паровые воздухонагреватели
Воскресенье, января 3, 2010Паровые воздухонагреватели чаще всего имеют нагревательный элемент из стальной трубы с алюминиевыми или стальными спирально навивными ребрами, хотя могут использоваться и медные трубы при рабочем давлении не более 15 бар и температуре не выше 175°С. Подвод пара осуществляют к верхнему патрубку, удаление конденсата — из нижнего патрубка. Расположение нагревательных элементов при горизонтальном потоке воздуха чаще вертикальное, реже горизонтальное, причем в последнем случае должен быть обеспечен уклон нагревательных элементов для свободного удаления конденсата. Применяются паровые воздухонагреватели в системах кондиционирования воздуха производственных помещений, где на предприятии имеется паровая котельная для технологических целей и попутно пар низкого или среднего давления может быть использован для нужд теплоснабжения. Пар — самый дешевый теплоноситель, но возникают сложности при эксплуатации паровых систем. Необходимо обеспечить постоянный отвод конденсата, при плохом отводе конденсата возможно затопление теплообменника конденсатом и замерзание его в условиях низких температур наружного воздуха. С целью лучшего отвода конденсата необходимо установить автоматический конденсатоотводчик на конденсатопроводе после парового воздухонагревателя. В паровом воздухонагревателе сложно регулировать теплоотдачу только пропусками пара, что не всегда применимо, поэтому чаще всего паровой воздухонагреватель имеет байпас по воздуху с воздушным клапаном.
Регулирование теплоотдачи воздухонагревателя
Воскресенье, декабря 27, 2009В процессе эксплуатации системы кондиционирования воздуха возникает необходимость в регулировании теплоотдачи воздухонагревателя. При количественном регулировании теплоотдачи с повышением температуры наружного воздуха расход теплоносителя уменьшается. При отрицательных температурах наружного воздуха возможно замерзание воды в отдельных трубках воздухонагревателя в результате прекращения в них циркуляции, несмотря на то, что средняя конечная температура теплоносителя, на которую реагирует датчик защиты от замерзания, может быть выше предельного значения. Нарушение циркуляции в отдельных трубках может быть связано с возникновением естественного циркуляционного давления от охлаждения воды, отрицательного по знаку, которое будет тормозить движение воды. Величина циркуляционного давления определяется разностью веса столбов охлажденной жидкости в сборном коллекторе и нагретой жидкости в распределительном коллекторе, которая зависит только от температуры жидкости и разности отметок центра распределительного и сборного коллектора. В расчетном режиме скорости движения жидкости достаточно велики, и естественное циркуляционное давление не оказывает существенного воздействия на распределение потоков. В процессе количественного регулирования при уменьшении расхода и скорости движения воды естественное циркуляционное давление по величине становится соизмеримо с давлением потока воды, что может привести к прекращению циркуляции в отдельных трубках. В процессе регулирования теплоотдачи скорость движения теплоносителя не должна опускаться ниже критического уровня. Расчетами установлено, что для большинства типов воздухонагревателей значение критической скорости не превышает 0,15 м/с [29]. Это значение и принято в качестве минимально допустимого для скорости движения воды в трубках воздухонагревателя.
Конструкция водяного воздухонагревателя с числом трубок по ходу воздуха больше одной чаще всего обеспечивает перекрестно прямоточную или противоточную схему движения теплообмени-вающихся сред. Перекрестный ток имеет место в каждом отдельном ряду труб, прямоток или противоток — в каждом змеевике, состоящем из труб, расположенных в разных рядах по направлению движения воздуха.
Последовательное расположение труб в змеевике позволяет достигнуть большей продолжительности контакта воздуха с трубами, более равномерного распределения температур. При противо-точной схеме больше среднелогарифмическая разность температур и более интенсивно протекает процесс теплопередачи, поэтому такая схема предпочтительна.
Распределительный и сборный коллекторы могут быть изготовлены из углеродистой стали или из меди. В нижней части коллекторов установлены дренажные клапаны, в верхней части — клапаны для удаления воздуха. Присоединение теплообменников к трубопроводам выполняют на резьбе, фланцах, сварке.
Воздухонагреватели могут изготавливаться с обводными каналами, в которых установлены клапаны с ручным или электроприводом. Воздухонагреватели с обводным каналом применяют для первой ступени подогрева воздуха при большом запасе поверхности нагрева теплообменников, когда при регулировании их теплоотдачи изменением расхода теплоносителя может возникнуть опасность замерзания воды в трубках, поэтому применяют регулирование по воздуху. Однако в современных конструкциях воздухонагревателей, варьируя при подборе числом трубок по ходу воздуха, числом ходов и расстоянием между пластинами, можно достаточно точно выбрать воздухонагреватель с необходимой поверхностью нагрева так, чтобы фактическая площадь поверхности нагрева превышала требуемую не более чем на 10%.
Водяные воздухонагреватели
Воскресенье, декабря 20, 2009Водяные воздухонагреватели чаще всего имеют нагревательный элемент — тянутая медная трубка, на которую насажены алюминиевые пластины, создающие наружное оребрение трубок с целью увеличения поверхности теплообмена со стороны воздуха и общей интенсивности теплопередачи. Для процесса теплопередачи очень важно обеспечить хороший контакт между трубой и ребрами, что достигается с помощью механической деформации трубы в заводских условиях при изготовлении теплообменников. Пластины имеют поверхностные гофры, создаваемые штамповкой из фольги толщиной 0,2 мм, которые способствуют турбулизации воздушного потока и обеспечивают повышение интенсивности теплообмена. Расстояние между пластинами нагревательного элемента воздухонагревателя может изменяться от 1,8 мм до 4,5 мм. Изменяя расстояние между пластинами при подборе воздухонагревателя, можно подобрать достаточно точно необходимую поверхность нагрева. Расстояние между пластинами выбирают с учетом возможного накопления волокон, пыли.
В воздухонагревателях центральных кондиционеров НС медные трубки с наружным диаметром 5/8"(15,8 мм) располагаются в шахматном порядке с шагом РбОхЗО мм (60 мм по высоте, 30 мм по ширине) или РЗОхЗО мм (30 мм по высоте, 30 мм по ширине); в воздухонагревателях центральных кондиционеров КЦКП медные трубки с наружным диаметром 1/2" (13 мм) располагаются в шахматном порядке с шагом Р50x25 мм (50 мм по высоте, 25 мм по ширине). Количество трубок по высоте определяется типоразмером кондиционера, высотой воздухонагревателя и зависит от шага трубок по высоте. Количество трубок по ходу воздуха может изменяться от одного до шести и определяет поверхность теплообмена для конкретного воздухонагревателя.
Применение фильтров
Воскресенье, декабря 13, 2009Ячейковые фильтры класса G1 используются в качестве первой ступени очистки воздуха в системах кондиционирования воздуха для всех типов зданий. Ячейковые фильтры класса G3, карманные фильтры класса G4, рулонные фильтры класса G3 используются, как правило:
— в помещениях с обычными требованиями к чистоте воздуха — административных, жилых, торговых — как единственная ступень очистки;
— в системах кондиционирования воздуха зданий с более высокими требованиями к чистоте воздуха: гостиницах, ресторанах, кинотеатрах, торговых центрах, концертных залах, музеях, библиотеках и т. д. как первая ступень очистки перед фильтрами более высокого класса. Фильтры класса F6-F9 применяются в производственных помещениях при наличии специальных технологических требований, а также административных, жилых, торговых помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздуха как вторая ступень фильтрации: пищевых производствах, камерах окраски, сушильных камерах, больницах, аптеках.
Фильтры тонкой очистки воздуха Н10-Н13 используются во всех «чистых» помещениях с особыми требованиями к чистоте внутреннего воздуха как третья ступень фильтрации: в производственных помещениях электронной промышленности, фармацевтической промышленности, пищевой промышленности, в медицинских учреждениях (операционные, комнаты для новорожденных, реанимационные) и т.д.
Фильтры из активированного угля применяются при наличии высокой загрязненности наружного воздуха (смога) в больших городах или промышленных районах.
Фильтры тонкой очистки
Воскресенье, декабря 6, 2009Фильтры тонкой очистки служат для однократного использования и подлежат замене при загрязнении. Срок службы зависит от расхода воздуха, конечного перепада давлений, количества пыли в помещении. Если расход воздуха на 25% меньше номинального, то срок службы увеличивается в 2 раза. Установка фильтра предварительной очистки значительно продлевает срок службы фильтра тонкой очистки. Загрязнение фильтра контролируется с помощью дифференциального жидкостного манометра с U-образной трубкой. Манометр соединяется с патрубками на корпусе с помощью пластиковых трубок.
Принимается, что номинальная скорость прохождения воздуха через фильтр тонкой очистки должна составлять 0,5 м/с. При этой скорости начальный перепад давления должен находиться в пределах от 120 до 170 Па. Фактически значение начального падения давления на фильтре составляет 250 Па. Для того, чтобы предупредить проникновение неотфильтрованного воздуха в чистое помещение, необходимо обеспечить уплотнение фильтра. С этой целью используются термопластический уплотнитель или гель. Фиксирующие стержни служат для фронтального снятия.
Если наружный воздух содержит вредные газы, например, выхлопы от автомобилей, то необходима специальная очистка воздуха. С этой целью применяются фильтры из активированного угля. В результате активации обычного угля образуется очень пористый уголь с большой площадью поверхности, что способствует адсорбции. Для еще лучшей адсорбции он пропитывается специальными химикатами, используются медь, серебро, цинк и молибденовый триэтилендиа-мин. Активированный уголь адсорбирует запахи, пары, вредные газы, содержащиеся в воздухе. В фильтрах активированный уголь помещается в цилиндры из оцинкованной перфорированной стали. Когда частица загрязняющего вещества перемещается по длинному лабиринту активированного угля, шансы ее адсорбции возрастают. В отличие от пылепоглощающих фильтров, перепад давления на угольном фильтре остается постоянным в течение всего срока использования фильтровального элемента. Цилиндры устанавливаются с уплотняющими прокладками в оцинкованную раму. Глубина фильтра из активированного угля 470 мм. Замена фильтра производится со стороны фронта. Из-за большого веса угольных фильтров необходима установка специальных опор или фундаментов под корпуса с этими фильтрами.
Фильтры тонкой очистки воздуха или угольные фильтры не подлежат регенерации, стоимость этих фильтров очень высокая, поэтому для продления сроков службы этих фильтров обязательно перед ними устанавливать предварительные фильтры грубой и средней очистки.
Для кондиционеров специального назначения (медицинские учреждения, детские сады, школы) возможно о 6 е зз а р а ж и в а н и е воздуха, бактерицидная обработка с помощью ультрафиолетовых ламп. Ультрафиолетовое излучение занимает в электромагнитном спектре место между видимым светом и рентгеновским излучением. Ультрафиолетовый свет делится на три диапазона в зависимости от длины волны: UV-A, TJV-B и UV-C. Свет диапазона UB-C имеет длину волны 253,7 миллимикрон. Он обладает высокой проникающей способностью, длительное воздействие такого излучения может вызвать покраснение и раздражение глаз.
Излучение UB-C используется для уничтожения микробов в здравоохранении, в пищевой промышленности, в промышленности при утилизации отходов. Излучение UB-C проникает во все бактерии, вирусы и плесневые грибки, модифицирует их ДНК, в результате чего микроорганизмы прекращают воспроизводство и погибают. Эффективность уничтожения бактерий зависит от дозы облучения ультрафиолетовым светом (мВт/с см2) и плотности облучения (мВт/см2).
Излучатели UV-C были впервые применены в индустрии вентиляции и кондиционирования воздуха около восьми лет назад для очистки поддонов для конденсата и воздухоохладителей в центральных кондиционерах. Лампы UV-C могут размещаться непосредственно в воздуховода в специальных камерах.
Блоки с фильтрами на нагнетании
Воскресенье, ноября 29, 2009При 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.