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.
Posts Tagged ‘смеситель’
Расход первичного воздуха в каждое помещение в системе с вентиляторными доводчиками
Суббота, января 30, 2010Приемный 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.
Возможные случаи обработки воздуха
Понедельник, сентября 28, 20091. Наружный воздух подается в помещение без охлаждения и осушения, например местными приточными аппаратами или через отверстие в наружной стене и смесительную камеру фэнкойла или напольного конвектора. Тогда местный агрегат работает в режиме "мокрого" охлаждения.
2. Наружный воздух охлаждается и осушается в центральном кондиционере, в местном агрегате применяется «сухое» охлаждение, когда dMnp = d„. В этом случае уравнение баланса влаги в помещении примет вид:
W+GH(d\-dJ^0. (6.29)
Отсюда влагосодержание приточного воздуха после центрального кондиционера:
W
d\=de-^. (6.30)
к
Если полученное значение влагосодержания приточного воздуха больше минимально возможного dn > dMUh, то в помещении можно поддерживать относительную влажность в заданных пределах, охлаждая и осушая наружный воздух только в центральном кондиционере. Под dKUH понимают минимально возможное значение влагосодержания воздуха из условия реализации процесса охлаждения наружного воздуха в поверхностном воздухоохладителе центрального кондиционера (соотношение 5.15).
3. Наружный воздух охлаждается и осушается в центральном кондиционере и в местном агрегате. Если влагосодержание приточного воздуха меньше минимально возможного d4„ < dMUH, то осушения воздуха в центральном кондиционере не достаточно для ассимиляции влаги, выделяющейся в помещении.
Водовоздушная система кондиционирования воздуха
Понедельник, сентября 28, 2009В водовоздушных системах в кондиционируемое помещение вводится воздух, обработанный в центральном кондиционере, и вода, несущая тепло или холод. В отечественной практике эти системы называются местно-центральные. Воздух, называемый первичным, и вода обрабатываются в центральных установках, а затем по системе воздуховодов и трубопроводов подаются во все помещения здания. Вода используется для охлаждения или нагревания вторичного (рециркуляционного) воздуха помещения в теплообменниках местных агрегатов. Водовоздушные системы применяются для помещений со значительными явными тепловыделениями, где не требуется жесткое поддержание заданного значения относительной влажности воздуха. Эти системы хорошо себя зарекомендовали за рубежом в офисных зданиях, больницах, гостиницах, школах, жилых зданиях, исследовательских лабораториях. Они могут применяться в многозональных производственных помещениях точного машиностроения, радиотехнической, фармацевтической, пищевой промышленности и т.д. В последние годы получили широкое распространение в России. В водовоздушных системах в качестве местных агрегатов, устанавливаемых в помещении, применяют эжекционные, вентиляторные доводчики, напольные конвекторы и охлаждающие панели.
Особенностью проектирования водовоздушных СКВ является необходимость определения технологических нагрузок на СКВ раздельно для центральной системы и местных агрегатов. Кокорин О. Я. предлагает разделять общие избытки или недостатки теплоты в помещении на отдельные доли или составляющие с тем, чтобы одна доля ассимилировалась соответственно в аппаратах центральной системы, а другая — местными агрегатами. Для исключения перерасхода холода и теплоты в ранней отечественной литературе по местно-центральным СКВ было рекомендовано, чтобы центральная система ассимилировала 30-40% от общего количества избыточной теплоты в помещении, а местная система — 60-70%. В последних работах [29, 30] для поглощения постоянных теплоприто-ков (люди, оргтехника) для гражданских зданий рекомендуют в рабочее время использовать воздух, охлаждаемый в центральных аппаратах СКВ, а отвод переменных теплопритоков (солнечная радиация, поток за счет теплопередачи через наружные ограждения) осуществлять местными агрегатами. На основе этого разделения предложено определять нагрузки по холоду и теплоте на центральную систему и местные агрегаты. Более правильный путь — определение технологических нагрузок одновременно с выбором технологической схемы обработки воздуха в ходе построения на i - d диаграмме с учетом конкретных технических характеристик устанавливаемых местных агрегатов [8].
В зависимости от решаемых задач, особенностей объекта и применяемых местных агрегатов можно выделить возможные схемы, определяющие последовательность обработки воздуха во всех элементах водовоздушной СКВ. При использовании в качестве местных агрегатов вентиляторных доводчиков (фэнкойлов) таких схем три:
а) с независимой обработкой рециркуляционного воздуха в фэнкойле и наружного воздуха в центральном кондиционере (рисунок 6.19);
б) с предварительным смешением наружного необработанного воздуха с рециркуляционным в фэнкойле, а затем его обработкой — нагреванием или охлаждением (рисунок 6.20);
в) с предварительным смешением обработанного в центральном кондиционере наружного воздуха с рециркуляционным в фэнкойле, а затем его обработкой — нагреванием или охлаждением (рисунок 6.21). В схеме а) в теплообменнике фэнкойла охлаждается рециркуляционный (внутренний) воздух, поступающий в помещение независимо от потока обработанного в центральном кондиционере наружного воздуха. Приточный воздух в размере минимального расхода наружного воздуха обрабатывается в центральном кондиционере и поступает в помещения через воздухораспределители. Смешение двух потоков происходит непосредственно в самом помещении. В схемах обработки воздуха 6) и в) первоначально происходит смешение двух потоков наружного и рециркуляционного воздуха в смесительной камере фэнкойла, а затем — охлаждение или нагревание смеси в теплообменнике. При этом в схеме в) наружный воздух проходит соответствующую обработку в центральном кондиционере.
Применение двухканальных систем кондиционирования воздуха
Понедельник, сентября 28, 2009Применение двухканальных систем кондиционирования воздуха дает возможность снизить расход теплоты и холода по сравнению с центральными системами, но они все равно больше минимально неизбежных значений. Из-за отсутствия производства двухканальных смесителей эта схема не получила широкого распространения в России. Такие системы очень популярны в последнее время в Соединенных Штатах, особенно для административных зданий и гостиниц.
Преимущества таких систем:
— возможность индивидуального регулирования не только температуры, но и относительной влажности воздуха в отдельных помещениях;
— отсутствие в обслуживаемых помещениях теплообменников, трубопроводов тепло- и холодоно-сителя, все они размещены в вентиляционном центре;
— малая инерционность системы, быстрая реакция на изменение нагрузки;
— регулируемое количество наружного воздуха и постоянный расход приточного воздуха в помещение, что позволяет применять стандартные воздухораспределители, обеспечивать хорошее перемешивание воздуха в помещении и равномерное поле температуры;
— возможность ввода системы в эксплуатацию по частям и этажам по мере строительства здания;
— канал горячего воздуха обеспечивает поддержание температуры воздуха в зонах с низкой тепловой нагрузкой в режиме охлаждения, когда возможны утечки холодного воздуха через смесительный клапан.
Недостаток двухканальных СКВ:
— использованы противоположные процессы «охлаждение» и «нагревание», связанные с затратами энергии, что приводит к снижению энергетической эффективности системы;
— сложность и увеличение затрат на устройство и тепловую изоляцию прокладки двух каналов воздуховодов;
— высокие скорости и потери давления из соображения экономии места для прокладки воздуховодов;
— утечки воздуха в воздуховодах;
— утечки воздуха через смесительный клапан вызывают необходимость увеличения тепловой мощности воздухонагревателя и воздухоохладителя;
— необходимость поддержания постоянства расхода воздуха, подаваемого в помещение, требует затрат на автоматизацию смесительных устройств;
— сложность обеспечения гидравлической устойчивости сети воздуховодов.
Горизонтальные смесители
Понедельник, сентября 28, 2009Горизонтальные смесители устанавливают при размещении разводящих магистральных воздуховодов в подшивных потолках и полых перегородках. Вертикальные смесители применяют при размещении магистральных воздуховодов под окнами или у стен. Воздуховоды холодного и нагретого воздуха во избежание потерь теплоты необходимо покрывать тепловой изоляцией. В целях экономии строительного объема для прокладки воздуховодов значения скорости воздуха в них должны иметь максимально высокие значения. Отсюда высокие значения потерь давления в воздуховодах систем высокого давления.
Двухканальным системам присуща некоторая аэродинамическая разрегулировка, вызываемая индивидуальным регулированием расходов холодного и горячего воздуха в смесительных устройствах, однако она не так критична, как в системах с переменным расходом воздуха. Для повышения гидравлической устойчивости и улучшения качества регулирования большая часть потерь давления на регулируемом участке должна приходиться на регулирующий клапан (см. Главу 11). В этом случае расчет воздуховодов может производиться обычным способом.
Постоянство общего расхода воздуха в системе поддерживается при помощи регулятора расхода, установленного в нагнетательном патрубке вентилятора и воздействующего на направляющий аппарат, или электронной системой управления вентилятора с переменным числом оборотов (частотный преобразователь или технология ЕСМ) (см. Главу 11).
В последние годы в двухканальных системах кондиционирования воздуха смеситель не устанавливают, а в зависимости от нагрузки в одни помещения подается воздух из холодного канала, в другие — из горячего канала, при этом предусматривают переменный расход воздуха в каждом канале.
На i - d диаграмме (рисунок 6.16) показано построение процессов изменения состояния воздуха в теплый и холодный период года в двухканальной системе кондиционирования воздуха с одним центральным кондиционером. Точка Нт соответствует состоянию наружного воздуха в теплый период года. Точки В„ В2 и В3 соответствуют заданным состояниям внутреннего воздуха в отдельных помещениях (зонах). Влагосодержание приточного воздуха для данной схемы с одним центральным кондиционером будет одинаковым для всех помещений: d„ - dlu = dn2 - dn3 = const. Оно определяется для характерного помещения с максимальными вла-гопоступлениями аналогично другим многозональным системам так, чтобы в помещении с максимальными влаговыделениями относительная влажность воздуха не превышала максимального значения, например — 60%. На пересечении линий с угловыми коэффициентами е,т, е2т и е3т с линией постоянного влагосодержания dn - const находятся точки, характеризующие состояние приточного воздуха Я„ П2 нП3 в теплое время года, а линии П&,, П2В2, П3В3 характеризуют процессы изменения состояния воздуха в этих помещениях. Точка В' определяет состояние смеси рециркуляционного воздуха из всех помещений при входе его в смесительную камеру центрального кондиционера.
Смеситель
Понедельник, сентября 28, 2009Основным элементом системы является смеситель, состоящий из корпуса, смесительного клапана с исполнительным механизмом, регулятора расхода воздуха прямого действия и шумоглушителя (рисунок 6.14). Для обеспечения стабильности подачи воздуха в помещение применяют регуляторы расхода воздуха, вмонтированные в смесительные устройства. Смеситель, отрегулированный на заводе-изготовителе, должен обеспечивать поддержание расхода воздуха с точностью до 5% от номинального значения в диапазоне изменения статического давления от минимума до максимума.
В двухканальных СКВ с переменным расходом воздуха используют смесители, состоящие из корпуса со звуко- и теплоизоляцией, регулирующих воздушных клапанов в патрубках на входе нагретого и охлажденного воздуха, усредняющего датчика перепада давлений в патрубке на входе охлажденного воздуха, встроенного шумоглушителя и элементов пневматической или электронной системы управления заводской установки (рисунок 6.15). Сигнал от термостата поступает на регулятор расхода охлажденного воздуха, в котором, в зависимости от температуры воздуха в помещении, изменяется уставка расхода охлажденного воздуха; одновременно на регулятор поступает сигнал от датчика перепада давления в канале охлажденного воздуха. В соответствии с рассогласованием сигналов о фактическом расходе охлажденного воздуха и сигнала уставки регулятор расхода изменяет положение створки воздушного клапана в потоке охлажденного воздуха. По сигналу дифференциального датчика давления смешанного воздуха регулятор расхода воздуха в потоке нагретого воздуха изменяет положение регулирующего клапана в канале нагретого воздуха так, чтобы общий расход приточного воздуха остался неизменным. При повышении температуры воздуха в помещении увеличивается расход охлажденного воздуха и уменьшается расход нагретого воздуха, при полном закрытии регулирующего клапана нагретого воздуха, расход охлажденного воздуха изменяется в соответствии с заданным значением температуры внутреннего воздуха.
Двухканальная система кондиционирования воздуха
Понедельник, сентября 28, 2009Двухканальная система рекомендуется для применения при неравномерно изменяющихся нагрузках по явной теплоте, она обеспечивает точное поддержание заданной температуры в каждом помещении, а в отдельных схемах — относительной влажности воздуха. Преимущество двухка-нальных систем возрастает при увеличении количества помещений в здании. Применяется в многоэтажных административных зданиях, гостиницах, лабораторных корпусах со степенью остекления наружных стен не более 60%, музеях.
Существует много возможных схем двухканальных СКВ. Главное различие между ними состоит в точности, с которой регулируется относительная влажность воздуха в помещении. Самые лучшие технологические показатели имеют схемы, в которых наружный воздух охлаждается и осушается летом, увлажняется зимой, смешивается с рециркуляционным воздухом, делится на два канала и в каждом потоке устанавливаются, соответственно, воздухонагреватель и воздухоохладитель (рисунок 6.13). Обработка воздуха в центральной двухканальной системе кондиционирования воздуха осуществляется в два этапа: первоначально воздух обрабатывается в центральной установке кондиционирования воздуха 2, затем поток воздуха делится на два канала 6 и 8, в которых устанавливаются, соответственно, воздухонагреватель 7 и воздухоохладитель 9. Поддержание заданной температуры воздуха в помещении обеспечивается смешением подогретого и охлажденного потока воздуха в необходимом соотношении так, чтобы получить необходимую температуру приточного воздуха; при этом расход воздуха, поступающего в помещение, остается неизменным. В каждом помещении устанавливаются смесительные устройства 10 со встроенным регулирующим воздушным клапаном, исполнительный механизм которого соединен с датчиком температуры воздуха в помещении. По сигналу датчика температуры изменяется соотношение количества нагретого и холодного воздуха и, соответственно, параметры приточного воздуха.
Регулирование системы вентиляции с переменным расходом воздуха
Понедельник, сентября 28, 2009Для регулирования системы вентиляции с переменным расходом воздуха необходимо постоянное измерение расхода наружного воздуха. Косвенные способы измерений (отслеживание режима работы вентилятора, использование термоанемометров) не могут обеспечить заданную точность регулирования (10%). Установки для прямого измерения поля скоростей в воздушных потоках дают необходимую точность, но их стоимость высока из-за необходимости монтажа и калибровки на месте, так как они требуют достаточно длинные прямые участки воздуховодов. Используют мерные сопла, если геометрия смесительной камеры позволяет производить точное измерение статического давления. В последнее время измерители расхода в приточных камерах заводского изготовления, основанные на замерах перепада статического давления, позволяют производить измерения даже при очень небольших скоростях движения потока. Для их установки не требуются длинные прямые участки, достаточно очень небольшого перепада статического давления, при этом точность измерения не зависит от температуры воздуха. Современные датчики давления позволяют осуществлять измерения расходов с погрешностью менее 10% от фактического значения во всем диапазоне изменения расходов наружного воздуха (от 100% — при расчетной нагрузке на систему до 5% — при частичной нагрузке).
Точка В3 определяет состояние внутреннего воздуха в помещении с минимальным значением углового коэффициента процесса е3т в теплый период года; для построения этой точки принимают заданное значение температуры внутреннего воздуха и близкое к максимальному значение относительной влажности воздуха, например, <рв = 55%. На пересечении луча процесса е3т с изотермой приточного воздуха получают точку Я, определяющую параметры приточного воздуха, подаваемого во все помещения. Через точку П проходят лучи изменения состояния воздуха в трех помещениях с соответствующими значениями угловых коэффициентов процесса е,т, е2т и е3т, на пересечении которых с изотермой внутреннего воздуха находятся точки В,, В, и В, характеризующие состояние воздуха в соответствующих помещениях. Точка В' характеризует состояние смеси потоков рециркуляционного воздуха из всех помещений по пути движения при входе в смесительную камеру центрального кондиционера с учетом ее нагревания в воздуховодах. В смесительной камере рециркуляционный воздух смешивается с наружным и приобретает состояние, определяемое точкой С. Смесь охлаждается и осушается до влагосодержания приточного воздуха d„ в поверхностном воздухоохладителе или оросительной камере. Конечное состояние воздуха определяется точкой О. Отрезок ОД' определяет процесс нагревания воздуха в воздухонагревателе второго подогрева центрального кондиционера, а отрезок Ш1' — нагревание воздуха в вентиляторе и воздуховодах.