Паровые 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.
Паровые воздухонагреватели
января 3, 2010Регулирование теплоотдачи воздухонагревателя
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
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
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
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
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.
Карманные фильтры
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
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
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
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.