4. ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНЫХ УКВ |
||||||
4.1. Центральные установки кондиционирования воздуха |
||||||
Приготовление приточного воздуха в центральных системах кон- |
||||||
диционирования воздуха выполняется в УКВ, расположенных на уда- |
||||||
лении от обслуживаемого помещения и связанных с ним воздухово- |
||||||
дами часто знач тельной протяженности (до 80 м) [5]. Требуемая |
||||||
температура, влажность и чистота приточного воздуха обеспечивает- |
||||||
ся его обработкой в аппаратах, включаемых в УКВ в виде отдельных |
||||||
секций |
ли блоков. Воздух в УКВ и присоединительных воздухово- |
|||||
С |
|
|
|
|
||
дах перемещается вентиляторными агрегатами. Основные секции и |
||||||
монт руются на всасывающей стороне приточного вентилято- |
||||||
ра. В |
КВ с рец ркуляцией в УКВ могут включаться дополнительные |
|||||
рециркуляц онные вентиляторные агрегаты. |
|
|
||||
блоки |
|
|
|
|
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
|
бА |
|
|||
Рис. 4.1. Принципиальная схема сборки УКВ из типовых блоков: 1 – приточный |
||||||
вентилятор с электродвигателем и воздухонагреватель II подогрева; 2 – увлаж- |
||||||
нительный аппарат; 3 – поверхностный воздухоохладитель; 4 – воздухонагрева- |
||||||
тель I подогрева, фильтр, многостворчатые клапаны регулирования поступления |
||||||
наружного |
и рециркуляционного воздуха; 5 – рециркуляционный вентилятор с |
|||||
|
|
|
Д |
|||
электродвигателем, многостворчатые клапаны регулирования поступления и вы- |
||||||
броса внутреннего воздуха |
|
|
|
|
||
На рис. 4.1 представлена схема сборки УКВ, состоящей из блоков, |
||||||
в которые входят приточный и рециркуляционный вентиляторные аг- |
||||||
|
|
|
|
|
И |
|
регаты, поверхностные воздухоохладители и воздухонагреватели, ув- |
||||||
лажнительный аппарат, фильтр и регулировочные клапаны. Включе- |
||||||
ние в отдельные блоки различных по технологическому назначению |
||||||
аппаратов позволяет сократить трудоемкость сборки УКВ. |
||||||
Широкое применение нашли и центральные УКВ из типовых сек- |
||||||
ций, каждая из которых выполняет определенные технологические |
||||||
|
|
|
|
|
|
44 |
функции. Между собой секции соединяются промежуточными камерами, имеющими дверцы для обслуживания основных секций.
4.2. Контактные аппараты для обработки воздуха в УКВ
СВ контактных аппаратах осуществляется тепловлажностная обработка воздуха в услов ях непосредственного контакта с поверхностью воды водного раствора. В камере орошения вследствие раз-
стенкибрызг ван я воды в в де мелких капель создается большая площадь контакта между воздухом и водой. Например, распыление 1 кг воды
на капли д аметром 1 мм создает площадь поверхности 6 м2.
На р . 4.2 представлена двухрядная форсуночная камера орошения (ОКФ)бАс гор зонтальным движением воздушного потока, которая нашла ш рокое распространение в УКВ [11]. Поддон 10, две боковые потолок о разуют корпус камеры. В поддоне с помощью поплавкового клапана 7 о еспечивается поддержание постоянного уровня воды, поступающей из питьевого водопровода. Избыток воды
сливается через воронку 9 переливного устройства.
Всасывающий тру опровод соединяется с фланцем водяного фильтра 8, а нагревательный трубопровод с фланцами распределительных коллекторов 4. На горизонтальных распределительных коллекторах закреплены вертикальныеДстояки 2 с форсунками 3. Форсунки должны обеспечить перекрытие факелами распыла воды все поперечное сечение оросительного пространства. Направляющие пластины 1 обеспечивают выравнивание потока воздуха по сечению корпуса. На выходе из камеры установлены изогнутые пластины 5 – каплеуловители, рассчитанные на скорость движенияИвоздуха 2,6 2,8 м/с. Последняя определяет максимальную пропускную способность (производительность) камеры орошения по воздуху.
Для увеличения производительности оросительных камер разработаны конструкции вращающихся сепараторов, при применении которых скорость движения воздуха в поперечном сечении может быть увеличена до 7 м/с при надежном улавливании капель из воздушного потока. Габариты таких аппаратов значительно меньше аналогичных по производительности камер орошения с неподвижными сепараторами.
45
1 |
2 |
4 |
2 3 |
5 |
|
Рис. 4.2. Двухрядная горизон- |
||||
3 |
|
|
|
тальная камера орошения: 1 – |
||||||
|
|
|
|
|
|
входные |
направляющие |
пла- |
||
|
|
|
|
|
|
стины; 2 – трубчатые верти- |
||||
|
|
|
|
|
|
кальные стояки с отверстиями; |
||||
|
|
|
|
|
|
3 – форсунки; 4 – горизонталь- |
||||
|
|
|
|
|
|
ные |
водораспределительные |
|||
|
|
|
|
|
|
коллекторы; 5 – пластины кап- |
||||
|
|
|
|
|
|
леуловителей; 6 – присоедини- |
||||
|
|
|
|
|
|
тельная камера; 7 – поплавко- |
||||
6 |
|
|
|
|
|
вый клапан подпитки от водо- |
||||
|
|
|
7 |
6 |
провода; |
8 – водяной фильтр; |
||||
9 |
|
|
|
9 – переливное |
устройство; |
|||||
С |
|
|
|
|||||||
|
|
|
10 – поддон; 11 – патрубок при- |
|||||||
|
|
8 |
|
|
|
|||||
10 |
|
11 |
|
|
|
соединения к сливу |
|
|
||
В гор зонтальных камерах орошения в первом ряду форсунок от- |
||||||||||
|
распыла направлены по потоку воздуха, а во втором ряду – |
|||||||||
верстия |
|
|
|
|
|
|
||||
против потока. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Для осуществлен я процессов охлаждения и осушения применя- |
||||||||||
ются форсунки, в факеле распыла которых преобладают капли круп- |
||||||||||
ного диаметра (1 2 мм). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
На рис. 4.3 показана широкофакельная форсунка типа ШФ 9/5 с |
||||||||||
диаметром выходного отверстия 9 мм, что при рабочих давлениях во- |
||||||||||
ды 150 250 кПа обеспечивает преобладание в факеле капель крупно- |
||||||||||
го размера.бАУгол раскрытия водяного факела (до 140 О) сохраняет ус- |
||||||||||
тойчивость факела при давлении воды перед форсунками до 40 кПа и |
||||||||||
выше. Производительность форсунки зависит от давления. |
|
|||||||||
В баке камеры орошения (см. рис. 4.2) установлен сетчатый |
||||||||||
фильтр для очистки рециркуляционной воды. |
Постоянный уровень |
|||||||||
|
|
|
|
|
Д |
|
||||
воды в баке обеспечивается подпиткой водопроводной водой через |
||||||||||
шаровой клапан, а излишки воды удаляются через переливное уст- |
||||||||||
ройство. Опорожняют бак от воды при чистке через линию слива, |
||||||||||
имеющую ручной вентиль. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Аэродинамическое сопротивление ОКФ при номинальной произ- |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||
водительности по воздуху составляет 160 Па. Поток воздуха должен |
||||||||||
быть равномерным по сечению оросительного пространства, а его |
||||||||||
скорость не должна превышать 3 м/с. |
|
|
|
|
|
|||||
46
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30,4 |
|
|
||||||||
Рис. 4.3. Широкофакельная форсун- |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ка ШФ 9/5: 1 – пластмассовый кор- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
пус форсунки с входным каналом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
диаметром 5 м; 2 – пластмассовая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
пробка |
с выходным |
отверстием |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5 |
|
|
21,5 |
|
|
|||||||||||||||
диаметром 9 мм |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
щихся |
|
|
|
|
|
|
1 57 2 |
|
9 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Для холодного |
переходного периодов года основным является |
|||||||||||||||||||
режим ад |
|
увлажнения воздуха. Эффективность этого режи- |
||||||||||||||||||
|
|
абатного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ма оцен вается по относительному перепаду температур обмениваю- |
||||||||||||||||||||
|
сред |
|
|
t1 |
t2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
E |
а |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
t |
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
А |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
М |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где t1 |
и t2 – температуры воздуха в начале и конце процесса обработ- |
|||||||||||||||||||
ки; tМ1 – температура мокрого термометра воздуха начального состоя- |
||||||||||||||||||||
ния. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При расчете оросительной камеры можно использовать упрощен- |
||||||||||||||||||||
ное уравнение теплового баланса: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
G (h1 – h2) = GW cW (tW2 – tW1), |
|||||||||||||||||
где GW, cW – массовый расход и теплоемкость циркулирующей воды; |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||||||||
tW1 и tW2 – температуры воды на входе и выходе из оросительной ка- |
||||||||||||||||||||
меры. |
|
|
|
|
Д |
|||||||||||||||
4.3. Контактные аппараты с орошаемой насадкой и пенного типа
В тепломассообменном аппарате с орошаемой насадкой контактная поверхность потока воздуха с водой создается орошением водой (или раствором) развитой поверхности насадки. Режим адиабатного увлажнения воздуха протекает при постоянной температуре влажной поверхности, равной температуре мокрого термометра увлажняемого воздуха.
47
На рис. 4.4 представлена схема секции адиабатного увлажнения воздуха в орошаемых кассетах производительностью по воздуху 10 тыс. м3/с. Кассеты 3 с гигроскопическим материалом располагаются по высоте секции ступенчато, что позволяет развить общую по-
верхность слоя и уменьшить скорость в фасадном сечении. |
|
|
||||
С |
|
970 |
|
|
||
|
|
640 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
7 |
|
|
и |
|
8 |
|
|||
6 |
бА |
|
|
|||
5 |
3 |
|
||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
~2030 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
Д |
|
||
1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
9 |
|
2 |
|
|
И |
|||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
558 |
|
1158 |
|
|
Рис. 4.4. Секции аппарата адиабатного увлажнения в орошаемых кассетах: 1 – погружной насос для рециркуляции орошающей воды; 2 – трубопровод для подачи орошающей воды; 3 – кассеты с гигроскопическим материалом; 4 – регулировочные воздушные клапаны; 5 – простейшие сепараторы; 6 – трубопровод для возврата орошающей воды; 7 – электрический исполнительный механизм; 8 – присоединительные фланцы; 9 – двери для обслуживания
48
Орошение слоя производится от работы погружного насоса 1, |
||||
встроенного в секции. Насос гибким патрубком соединен с подаю- |
||||
щим коллектором 2, а отвод воды в поддон после орошения слоя |
||||
осуществляется по коллектору 6. Расход воды на орошение постоянен |
||||
и соответствует коэффициенту орошения 0,25–0,3, что обеспечивает |
||||
получение адиабатного увлажнения воздуха с эффективностью 0,8. |
||||
Для регулирования степени увлажнения воздуха в конструкции |
||||
секции у каждой кассеты 3 предусмотрены воздушные клапаны 4, пе- |
||||
ремещен е которых обеспечивает одновременное открытие свобод- |
||||
ного от орошаемого слоя прохода воздуха и одновременное перекры- |
||||
тие фасадного сечен |
я кассет. |
|
||
С |
|
|
||
Клапаны перемещаются от ра оты электрического исполнительно- |
||||
го механ зма 5. О служивание секций осуществляется через откры- |
||||
ваемые дверки 8. Пр соединительные фланцы 9 имеют размеры, как и |
||||
у соседн х секц й |
УКВ. На выходе воздуха предусмотрены сепара- |
|||
торы 7, |
|
|
унос воздухом капельной влаги. |
|
предотвращающие |
|
|||
|
1 |
бА |
|
|
|
2 |
|
||
|
3 |
|
||
|
4 |
7 |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
8 |
|
5 |
|
6 |
9 |
|
|
|
||
|
|
Д |
||
|
|
|
||
Рис. 4.5. Контактный аппарат с многоярусным расположением |
||||
орошаемой насадки: 1 – корпус; 2 – распределительные перфори- |
||||
рованные трубы; 3 – орошаемая насадка; 4 – промежуточные во- |
||||
досборники; 5 – поддон; 6 – каплеуловители; 7 – гидравлические |
||||
|
|
|
И |
|
затворы; 8 – водосборные трубы; 9 – штуцер для удаления отрабо- |
||||
танной воды |
|
|
||
На рис. 4.5 представлен контактный аппарат с многоярусным расположением орошаемой насадки. Насадка выполняется в виде тонких гигроскопических материалов, поверхность которых становится
49
влажной, даже при неполном смачивании ее орошаемой водой. В качестве такого материала использовалась тонкая осиновая стружка.
Далее были разработаны увлажнительные пакеты из склеенных лис- |
|
тов гофрированного тонкого картона, предварительно пропитанного |
|
для предотвращения гниения специальными растворами. |
|
С |
|
В последние годы исследованы контактные аппараты с орошаемой |
|
насадкой, образуемой из пластмассовых сеток и листов. |
|
Одн м |
з путей нтенсификации процессов тепло- и массообмена |
является |
спользован е водовоздушной эмульсии в качестве развитой |
поверхностиПриконтакта между воздухом и водой.
В пенных аппаратах полочного типа водовоздушная эмульсия создается при прохождении потока через отверстия в горизонтальной решетке, на которую сверху подается вода. Площадь сечения отвер-
стий в решеткебАпр н мается 8–10% площади поперечного сечения
аппарата. Скорость дв жения воздуха в отверстиях решетки должна быть 10–20 м/с. эт х условиях над решеткой образуется слой водовоздушной пены высотой до 300 мм.
В ц клонно-пенных аппаратах [5] в вертикальную камеру пода-
ется предварительно закрученный в улиткообразном канале воздушный поток. Сверху в камеру подается вода, подхватываемая вращающимся воздушным потоком, и создается пенный слой высотой до
600 мм.
пенный слой высотой до 300 мм.Д Создание водовоздушной эмульсии (пенного слоя) требует затрат
В ударно-пенных аппаратах [5] в поддоне содержится вода, под углом к поверхности которой со скоростью 15–20 м/с подводится воздушный поток. При этом происходит преобразование кинетической
энергии воздушного потока в давление, под воздействием которого
часть воды поднимается и образует в вертикальной части аппарата И
энергии воздушного потока, поэтому аэродинамическое сопротивление таких аппаратов достигает 1–1,2 кПа, что значительно больше, чем в камерах орошения ОКФ и аппаратах с орошаемой насадкой.
Это требует повышенных расходов энергии на перемещение воздуха через пенные аппараты и является большим недостатком. Для удержания взвешенных в воздухе капель воды в выходном сечении аппаратов устанавливают каплеуловители. Обычные конструкции каплеуловителей используют при скоростях движения воздуха в их сечении менее 3 м/с.
50