Системы вентиляции » теплообменник

Амиак

admin — Sat, 21 Aug 2010 17:48:54 +0000

Газ с резким удушливым запахом, вредный для организма человека. В соединении с воздухом при объемной доле 16—20 % и при наличии открытого пламени взрывоопасен. По термодинамическим свойствам аммиак — один из лучших хладагентов. По объемной производительности он значительно превышает R12, R22 и R502, имеет более высокий коэффициент теплоотдачи, что уменьшает размеры теплообменников.
Аммиак имеет малое значение теплоты парообразования, поэтому массовый расход его небольшой (в 4—5 раз меньше, чем у R22). Это свойство затрудняет регулировку подачи. Поэтому аммиак в основном применяется в мощных холодильных машинах.
Аммиак не взаимодействует с черными металлами, алюминием и фосфоритной бронзой, но разрушает цинк, медь и ее сплавы. Поэтому холодильные агрегаты на аммиаке изготавливают из стали. Кроме того, аммиак имеет высокую электропроводность и поэтому не может быть использован с герметичными компрессорами. Холодильные масла не растворяются в аммиаке, что также ограничивает его применение.
Дешевый нетоксичный негорючий хладагент, совместим с минеральными маслами, электроизоляционными и конструкционными материалами.
Применяется в низкотемпературных, двухкаскадных холодильных установках, в составных хладагентах.
Применяется как криогенный хладагент в безмашинных проточных системах, в которых хладагент не совершает замкнутого цикла.
Низкая стоимость, совместим с минеральными маслами, электроизоляционными и конструктивными материалами. Может быть использован для замены R22 и R502. Но из-за горючести запрещен в США для использования в бытовых холодильниках.
Используется вместо R12, но холодопроизводительность его в 2 раза меньше. Хорошо растворяется в минеральном масле. Но так же, как и пропан, горюч и взрывоопасен. В настоящее время итальянские и немецкие фирмы применяют его в бытовых холодильниках.

Минеральное масло для хладагентов

admin — Sat, 14 Aug 2010 17:47:20 +0000

Минеральное масло плохо растворяется в неазеотропных хладагентах. Поэтому используют синтетические масла. Минеральные и синтетические масла при смешивании образуют нерастворимые остатки, которые могут привести к забиванию ТРВ, капиллярных трубок, четырехходовых клапанов. Поэтому при работе с неазеотропными хладагентами необходимо соблюдать следующее.
1. При расчете холодильных машин учитывать температурный
"глайд" и его влияние на габариты теплообменников,
2, Для смазки применять синтетические масла.
3. Не применять неазеотропные смеси в установках с затопленными испарителями.
4. Заполнять холодильный контур только жидким хладагентом,
5. При утечке хладагента не допускается дозаправка системы. Необходимо удалить хладагент из системы и заправить новой порцией хладагента.
6. Синтетическое масло гигроскопично, поэтому емкости с маслом должны быть открыты минимальное время,
7. Иметь отдельный инструмент для заправки и измерения холодильных систем с неазеотропными хладагентами.

Холодильные циклы многокомпонентных хладагентов

admin — Sat, 17 Jul 2010 17:44:14 +0000

С целью повышения энергетической эффективности холодильных циклов применяют многокомпонентные хладагенты. Многокомпонентный хладагент может проявлять свои свойства аналогично однокомпонентному, не разделяясь в процессе холодильного цикла на составляющие. Такой многокомпонентный хладагент называется азеотропным. Если в холодильном цикле каждая из составляющих многокомпонентного хладагента ведет себя как чистое вещество, независимо от наличия других хладагентов, такой хладагент называется неазеотропным. С помощью неазеотропных хладагентов можно получать многотемпературные холодильные машины. Так, французский ученый Л. Филипп предложил использовать смесь фреонов R12 и R22 для получения двухтемпературных уровней в одной холодильной машине. Смеси с тройной ограниченной растворимостью для трехтемпературной машины предложил использовать А. Лавочкин.
В [37] описана каскадная установка со смешанным холодильным агентом, состоящим из четырех углеводородов. Холодильный цикл имеет понижающуюся температуру кипения и адекватен четырем холодильным циклам, соединенным в каскадную схему. Каждый из хладагентов смеси имеет свои температуры кипения и испарения, но процессы происходят в одном холодильном контуре и хладагенты сжимаются одним компрессором.
Большой вклад в исследования многокомпонентных хладагентов внесли Р. Хейвуд [30], советские исследователи М. Боярский, В. Лапшин, Г. Лавренченко, В. Никольский, В. Ягодин.
Термостатирование с несколькими температурными уровнями используется и для бытовых холодильных машин. Так, В. Никольским и др, были предложены новый способ получения холода с нескольким уровнями термостатирования (А. с. №1035354, СССР), а также холодильные агенты, позволяющие реализовать этот способ (А. с. № 1033523, 1039944, 1028705, СССР). Сущность способа заключается в том, что в качестве высокотемпературного испарителя применяют регенеративный теплообменник "труба в трубе", а компоненты, входящие в состав холодильного агента, имеют разные температуры испарения (рис. 3.2.27).
Полное ожижение смеси происходит при растворении парообразных хладагентов, кипящих при более низких температурах, в жидких хладагентах, кипящих при более высоких температурах. В качестве хладагентов, кипящих при более низких температурах, используют фреоны R13 и R22, а при более высоких - R12, R318B2 и R142.

Простая холодильная машина

admin — Thu, 13 May 2010 17:33:15 +0000

Простая холодильная машина использует явление поглощения тепла из охлаждаемой среды во время перехода вещества из Таким образом, мы получаем замкнутый цикл холодильной машины, которая с помощью испарителя отбирает тепло из холодильной камеры и с помощью конденсатора отдает его другой среде.жидкого состояния в газообразное при постоянной температуре и давлении. Так, если капнуть на ладонь какой-либо хладагент, например, эфир, то ладонь будет охлаждаться. При испарении хладагент отбирает тепло у ладони, а нагретые пары хладагента перейдут в окружающую среду, отдав ей часть тепла ладони.
Если этот хладагент замкнуть в изолированной термодинамической системе и создать условия для сбора испарившегося хладагента и обратного его преобразования в жидкость, то эту часть хладагента можно вновь использовать для охлаждения. Схема такой термодинамической системы приведена на рис. 3,2.2, а процессы, протекающие в системе, отображены в Р- V диаграмме на рис. 3.2.3.
В камере, которую необходимо охладить, находится испаритель. В испаритель поступает жидкий хладагент, который затем испаряется, отбирая тепло у холодильной камеры (поток А на рис. 3.2,2 и кривая 4-1 на рис. 3.2.3).
Регулируя давление, можно сделать так, чтобы хладагент превращался в пар при требуемой температуре (в допустимых для данного хладагента пределах и при технически реализуемых давлениях). Затем необходимо отобранное хладагентом тепло передать в окружаюнгую среду или использовать для нагревания. Для этого хладагент сжимают компрессором (кривая 1-2 на рис. 3.2.3) и направляют в теплообменник, называемый конденсатором. Конденсатор при постоянном давлении отдает тепло окружающей среде, например, воздуху или воде (поток В рис. 3.2.2, линия 2-3, рис. 3.2.3). Естественно, что температура среды, окружающей конденсатор, должна быть ниже температуры жидкого хладагента.
Для того чтобы жидкий хладагент начал испарятьс я, необходимо снизить его давление. Это осуществляется с помощью регулирующего вентиля, на входе которого давление высокое, а на выходе — низкое.

Система кондиционирования воздуха с водовоздушными доводчиками

admin — Fri, 22 Jan 2010 21:13:54 +0000

Это 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.

Паровые воздухонагреватели

admin — Sat, 02 Jan 2010 21:46:31 +0000

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.

Регулирование теплоотдачи воздухонагревателя

admin — Sat, 26 Dec 2009 21:44:58 +0000

В 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

admin — Sat, 19 Dec 2009 21:44:15 +0000

Водяные 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.

Назначение и конструктивные особенности блоков

admin — Tue, 03 Nov 2009 21:36:29 +0000

В 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.

Центральные кондиционеры

admin — Sun, 11 Oct 2009 21:32:57 +0000

Центральные 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.