Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

10374

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
25.11.2023
Размер:
5.1 Mб
Скачать

где: fв – площадь живого сечения для прохода воздуха (площадь фронтального сечения калорифера), м2.

Определяют необходимое фронтальное сечение калорифера:

f

Gв

 

3600 υρ .

(1.93)

3) По справочнику проектировщика [21] по значению fв подбирают один или несколько (параллельно по воздуху) калориферов выбранного типа так, чтобы суммарная площадь для

прохода воздуха была приблизительно равна fв.

 

Определяют число параллельно (по воздуху) установленных калориферов:

 

 

n = fв / fв1,

(1.94)

где: fв1 – фронтальная площадь одного принятого по справочнику калорифера, м2.

 

4) Определяют фактическую массовую скорость воздуха:

 

факт

 

Gв

 

υρ

 

,

(1.95)

3600 f факт

 

 

в

 

где: fвфакт – фактическая (суммарная) площадь фронтального сечения принятого к установке калорифера, м2, fвфакт nfв1 .

5) Определяют массовый расход теплоносителя через один калорифер:

Gw

3,6 Qк

 

,

(1.96)

сw T1

T2

 

 

n

 

где: n – число калориферов, параллельно подсоединенных по теплоносителю, (т.е через калорифер проходит только часть теплоносителя);

T1 – температура теплоносителя на входе в калорифер, °С;

T2 – температура теплоносителя на выходе из калорифера, °С; сw – теплоемкость теплоносителя.

6) Скорость движения теплоносителя в трубках, м/с:

w

Gw

,

(1.97)

3600 fтр ρw

где: fтр – площадь поперечного (живого)

сечения трубок принятой модели

калорифера

(принимается по справочнику [21]), м2;

 

 

 

ρw – плотность теплоносителя, кг/м3.

 

 

 

По значениям фактической массовой скорости (п. 4) и скорости теплоносителя (п. 6) по справочнику проектировщика [21] (либо справочным данным завода-изготовителя) определяют коэффициент теплопередачи калорифера k = f (υρ; w).

Примечание: из этой же таблицы выписывают значение аэродинамического сопротивления калорифера pa, Па, которое впоследствии необходимо учитывать при определении потерь давления в системе.

8) Определяют требуемую поверхность нагрева калорифера, м2:

Fр

 

 

Qк

 

 

 

,

(1.98)

 

 

t

к

t

н

 

 

 

 

 

 

 

 

k Tср

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где: Tср – средняя температура теплоносителя, °С; для воды – среднее арифметическое между подающим и обратным теплоносителем

9) Определяют расчетное число рядов калориферной установки:

nр

Fр

,

(1.99)

 

 

Fк1

 

по которому определяют число принятых к установке калориферов nк с обязательным учетом значения, принятого в п. 3 расчета, т.е. должно выполняться условие nк n.

100

10) После уточнения количества принятых калориферов определяют фактичес-кую площадь поверхности нагрева установки:

Fк = Fк1 · nк.

(1.100)

11) Определяют запас тепловой мощности (запас поверхности нагрева):

Fк Fр 100% 10% .

Fр

Если условие не выполняется, то расчет повторяют с п. 2, изменяя либо номер калорифера, либо число калориферов, подсоединенных параллельно по теплоносителю, либо меняют марку калорифера.

Если же условие п. 11 не выполняется и при других вариантах подбора, то необходимых режимов работы добиваются регулировкой теплоотдачи воздухонагревателя.

Приточные установки вентиляционных систем

Основное оборудование приточных вентиляционных систем (фильтры, воздухонагреватели, теплоутилизаторы, установки для испарительного охлаждения воздуха, вентиляторы, шумоглушители и запорно-регулирующие устройства) размещается в специальных помещениях, называемых вентиляционными камерами или приточными центрами.

Вобщественных и административных зданиях приточные центры обычно располагают на первом этаже или в техническом подполье, вдали от помещений с низким допустимым уровнем шума (зрительные залы, конференц-залы и др.). При необходимости стенки камер выполняют звукоизолированными.

Впромышленных зданиях из соображений экономии производственных площадей приточные центры размещают на антресолях или огороженных площадках второго яруса.

Камеры, по возможности, располагают в центре вентиляционной сети, что позволяет иметь энергетически уравновешенную сеть воздуховодов. Радиус действия приточных центров обычно принимают не более 50х60 м.

Размеры приточной установки и её конфигурация в плане должны быть такими, чтобы оставались проходы по периметру не менее 0,7 м для удобства монтажа, а также зона для обслуживания и ремонта вентиляционного оборудования шириной не менее ширины установки. Высота помещения должна быть на 0,8 м больше высоты оборудования и не менее 1,9 м от пола до перекрытия в местах прохода обслуживающего персонала.

Приточные установки могут выполняться из строительных конструкций или модульными из готовых секций. В системах вентиляции небольшой производительности (до

5000 м3/ч) используются блочные установки.

На рис. 1.69 показана приточная камера в строительных конструкциях, размещенная на первом этаже здания. Камеры в строительных конструкциях выполняются из трудносгораемых или огнестойких материалов, например, из бетона, кирпича, пустотелых гипсовых плит, деревянных конструкций с двухсторонней обивкой листовой сталью по войлоку, смоченному в глине, арболита и т.п. Поверхность стенок и потолка камеры должна быть гладкой, допускать влажную уборку и дезинфекцию. Для предотвращения конденсации влаги ограждения камеры изнутри теплоизолируют до секции нагрева.

101

Рис. 1.69. Компоновка приточной установки в строительном исполнении: 1 – приточная жалюзийная воздухозаборная решетка; 2 – утепленный клапан; 3 – фильтр для очистки воздуха; 4 – обводной канал; 5 – калориферы; 6 - защитная решетка; 7 – гибкая вставка; 8 – вентилятор; 9 – патрубки с заглушками; 10 – герметичные двери; 11 – тепловая изоляция

Длительное время серийно выпускаются приточные камеры 2ПК (серия 5.904-75.94), представленные на рис. 1.70. В состав комплектации входят: радиальный вентилятор типа ВР-86- 77, виброоснование; гибкие вставки, соединительная секция; калориферная группа, комплектуемая калориферами марки КВС, КВБ, КСк3, КСк4; воздушный фильтр, оснащенный фильтровальными тканями ФРНК и ФВСУ; приемная секция; клапан утепленный КВУ, заслонка рециркуляционная; исполнительные механизмы МЭО. Производительность по воздуху от 10 до 125 м3/ч.

Рис. 1.70. Принципиальная схема приточной камеры 2ПК: 1, 8 – гибкая вставка; 2 – соединительная секция; 3

– воздухонагреватели; 4 – воздушный фильтр; 5 – герметичная дверь; 6 – утепленный клапан; 7 – конфузор; 9 – электродвигатель

Обшивка выполняется из стали. В зависимости от процесса обработки приточного воздуха камеры поставляют:

-с полным набором секций;

-без оросительной секции;

-без секции фильтра и оросительной секции;

-без секции фильтра, оросительной секции и рециркуляционной заслонки.

Типичным представителем современных приточных камер являются модульные приточные установки типа АПК, предназначенные для промышленного и гражданского строительства (рис. 1.71). Камера в зависимости от комплектации, может выполнять следующие режимы обработки воздуха: очистка воздуха от пыли; нагрев-охлаждение; увлажнениеосушение. Подача воздуха может осуществляться как в сеть воздуховодов, так и непосредственно в помещение. Агрегаты изготавливаются на производительность от 500 до 16000 м3/ч, поперечное сечение камер лежит в диапазоне от 270х270 мм до 970х970 мм, позволяющее подвешивать камеру под потолком или устанавливать непосредственно на полу.

102

Рис. 1.71. Принципиальная схема модульной приточной камеры типа АПК: 1 – входной клапан с приводом; 2 – воздушный фильтр EU-3; 3 – вентилятор; 4 – калорифер (водяной или электрический); 5 – глушитель шума; A – размер поперечного сечения приточной камеры; L – длина вентиляторного блока; x – ширина воздухоподогревателя

Вентилятор работает на наружном воздуха, так как помещен перед калорифером. Калорифер многоходовой для теплоносителя «вода». Установки комплектуются системой управления и защиты, допускают применять регулятор частоты вращения электродвигателя, что позволяет применяя камеры АПК в системах вентиляции с переменным расходом воздуха.

Важным преимуществом каркасно-панельных камер является их унификация с вытяжными установками, позволяющая монтировать приточно-вытяжные вентустановки с утилизацией теплоты выбросного воздуха (рис. 1.72).

Рис. 1.72. Схема комбинированной приточновытяжной камеры с поверхностным теплоутилизатором: 1 - воздушный фильтр карманного типа, 2 – поверхностный теплоутилизатор; 3 – воздухоподогреватель; 4 – вытяжной вентилятор; 5 – приточный вентилятор

Воздухозаборные устройства

Воздухоприемные устройства для приточных центров, расположенных в заглубленной части здания (ниже уровня земли), выполняют либо в виде вынесенной в зеленую зону отдельно стоящей шахты, соединенной со зданием подземным вентиляционным каналом, либо в виде шахты, пристроенной к наружной стене здания (рис. 1.73).

Для приточных камер, расположенных на площадках производственных помещений, на этажах и чердаках общественных зданий, воздухозаборные устройства монтируются в наружных стенах или в шахтах, устраиваемых над кровлей здания.

Основные требования к размещению воздухозаборных узлов обусловлены необходимостью отбора наименее загрязненного наружного воздуха, а конструктивное оформление должно быть увязано с архитектурным оформлением здания.

Узлы воздухозабора размещают на расстоянии не менее 8 м по горизонтали от мест сбора мусора, вдали от интенсивно используемых мест парковки автомобилей, дорог, погрузочноразгрузочных зон, канализационных отверстий, верхних частей дымовых труб и аналогичных источников загрязнений. Приемное устройство не следует размещать в застойных зонах, где в летний период воздух может перегреваться.

103

Рис. 1.73. Принципиальная схема отдельно стоящей и пристоенной шахт: а) – пристроенная шахта; б) – отдельно стоящая шахта; 1 – воздухоприточные решетки; 2 – утепленный клапан; 3 – тоннель для подачи воздуха к коридору приточного воздуха; 4 – коридор наружного воздуха

Следует предусматривать меры защиты от попадания в приемные устройства воды, снега, пыли, листьев. Минимальное расстояние от низа приемного отверстия до земли должно составлять 2 м и быть выше возможного уровня снежного покрова в данной местности.

При заборе воздуха через приточную шахту, устраиваемую над кровлей здания, необходимо принимать во внимание месторасположение вытяжных шахт. Расстояние между узлом воздухозабора и вытяжными шахтами принимается: по горизонтали не менее 10 м для общественных зданий и 15 м для промышленных; по вертикали – не менее 2,5 м для общественных зданий и 6,0 м для промышленных.

Строительными материалами для устройства приточных шахт могут служить: бетон и кирпич с гидроизоляцией – для приставных и отдельно стоящих шахт; дерево, внутри обитое оцинкованной сталью, а снаружи оштукатуренное – для шахт, обслуживающих приточные камеры на чердаке.

Устройства для очистки приточного воздуха

В атмосферном воздухе может содержаться от 0,1 до 3 мг/м3 пыли в виде твердых частиц из различных источников: образовавшихся в результате горения, химических реакций, технологических процессов (аэрозоли), выхлопных газов автомобилей, растительных частиц, пыльцы, различного рода спор, микроорганизмов, бактерий и т.д.

По санитарным нормам очистка является обязательной, если концентрация пыли в наружном воздухе превышает 30 % ПДК для рабочей зоны помещения: 2 мг/м3 (при условии содержания в ней кварца в количестве более 10 %) и 10 мг/м3 – для остальных видов пыли.

При проектировании фильтрующих устройств для «особо чистых помещений» на основе активированного угля или других абсорбентов следует учитывать и газовый состав наружного воздуха вблизи здания или предполагаемого места его расположения. Типичными загрязнениями в газообразной форме являются оксид углерода, двуокись углерода, двуокись серы, оксиды азота и различные летучие органические соединения (бензол, растворители, полиароматические углеводороды и пр.).

Классификация фильтров

При классификации и оценке работы фильтров для очистки приточного воздуха используют понятия эффективность очистки и диаметр эффективно улавливаемых частиц.

Под эффективностью подразумевается способность фильтра удерживать частицы загрязнений. Эффективность оценивается коэффициентом очистки, представляющим собой процентное отношение разности концентраций пыли в воздухе до и после фильтра к начальному пылесодержанию:

η cн-cк 100%

 

 

cн

,

(1.101)

где: cн и cк – массовое содержание пыли (концентрация) до и после фильтра, мт/м3.

Обеспечение необходимой чистоты воздуха в помещении достигается использованием

104

большого разнообразия воздушных фильтров. Необходимо отметить, что все воздушные фильтры для систем вентиляции и кондиционирования воздуха делятся на две большие группы: воздушные фильтры общего назначения и высокоэффективные фильтры специального назначения. Первые подразделяются на 9 классов чистоты от G1 до F9, в соответствии с ГОСТ Р 51251-99 и ГОСТ Р EN779 (аналог Евростандарта EN779). Вторые классифицируются от класса Е10 до U17 по проекту ГОСТ Р-ЕН 1822 (аналог Евростандарта EN1822)

Фильтры общего назначения в свою очередь делятся на 2 группы (таблица 1.15)

Таблица 1.15 Классификация воздушных фильтров общего назначения для систем вентиляции

и кондиционирования воздуха

Группа фильтров

Класс фильтра

Средняя эффективность, %

Ес

Еа

 

 

 

G1

Еc ≤ 65

-

Фильтры грубой

G2

65 ≤ Еc < 80

-

очистки

G3

80 ≤ Еc < 90

-

 

G4

90 ≤ Еc

-

 

F5

-

40 ≤ Еа < 60

Фильтры грубой

F6

-

60 ≤ Еа < 80

F7

-

80 ≤ Еа < 90

очистки

F8

-

90 ≤ Еа < 95

 

 

F9

-

95 ≤ Еа

Условные обозначения:

Ес – эффективность, определяемая по синтетической пыли; Еа – эффективность, определяемая для частиц 0,4 мкм.

Классификация фильтров специального назначения и разделение их также на три группы приведены в таблице 1.16.

Примеры общего вида различных фильтров грубой очистки, выпускаемых фирмой ООО

«НПП «Фолтер» (Россия), приведены на рис. 1.74.

Таблица 1.16 Классификация высоко- (НЕРА) и сверхэффективных (ULPA) воздушных фильтров

Группа

Класс

Интегральное значение

Локальное значение

Эффективности,

Коэффициента

Эффективности,

Коэффициента

фильтра

фильтра

%

проскока, %

%

проскока, %

 

 

Эффективные

Е10

85

15

-

-

Е11

95

5

-

-

фильтры EPA

Е12

99,5

0,5

-

-

 

Фильтры

Н13

99,95

0,05

99,75

0,25

высокой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эффективности

Н14

99,995

0,005

99,975

0,025

НЕРА

 

 

 

 

 

Фильтры

U15

99,9995

0,0005

99,9975

0,0025

сверхвысокой

U16

99,99995

0,00005

99,99975

0,00025

эффективности

U17

99,99995

0,000005

99,9999

0,0001

ULPA

 

 

 

 

 

105

а б в Рис. 1.74. Общий вида различных фильтров грубой очистки, выпускаемых фирмой ООО

«НПП «Фолтер» (Россия): а – фильтр типа ФяП, 2 – фильтр типа ФяГ, 3 – фильтр типа ФяК (класс чистоты G3-G4)

1.3.9.Энергосберегающие технологии в системах вентиляции

Вприточных установках современных систем общеобменной вентиляции все чаще применяются устройства для рекуперации теплоты удаляемого воздуха – теплорекуператоры. При использовании рекуператоров требуется меньшая тепловая мощность воздухонагревателей на подогрев наружного воздуха зимой, в результате чего обеспечивается реализация актуального для большинства инженерных систем требования по энергосбережению.

При всем многообразии конструктивных решений рекуператоров теплоты характерным для них является наличие двух основных элементов, разделенных стенкой (рис. 1.75): теплообменника-теплоприемника, воспринимающего тепловую энергию от удаляемого воздуха t11 и теплообменника-теплопередатчика, передающего тепловую энергию нагреваемому (приточному) воздуху t21.

Рис. 1.75. Принципиальная схема изменения температур при рекуперации теплоты. Индексы соответствуют: 11 – удаляемому воздуху на входе в рекуператор; 12 – то же, на выходе из рекуператора; 21 – приточный воздух на входе в рекуператор; 22 – то же, на выходе из рекуператора

В большинстве общественных зданий воздух, удаляемый из помещений, имеет невысокую температуру (tух < 20…25 °С), процесс утилизации теплоты из него является достаточной сложной задачей.

Во-первых, необходима максимально развитая поверхность теплообмена, но она ограничена размерами вентканалов или габаритами приточных установок.

Во-вторых, значение коэффициента теплоотдачи от стенки к воздуху и наоборот очень мало. Так, например, при естественной конвекции он составляет αв = 15…25 Вт/м2·°С, тогда как для жидких теплоносителей – αв = 500…600 Вт/м2·°С, а для насыщенного водяного пара αв = 6000…20000 Вт/м2·°С. Поэтому, несмотря на то, что принципы утилизации теплоты в ТР основаны на тех же процессах теплопередачи и конвективного теплообмена, на которых построено действие воздухонагревателей, конструктивно они отличаются.

Классификация рекуперативных теплообменников 1. По виду теплоносителя:

-воздухо-воздушные;

-жидкостно-воздушные.

В утилизаторах первого типа теплоносителями являются сами обменивающиеся среды –

106

удаляемый и приточный воздух, поэтому вытяжные и приточные каналы в таких аппаратах должны проходить рядом в единой приточно-вытяжной установке (ПВУ).

Врекуператорах второго типа используется промежуточный жидкий теплоноситель, позволяющий разделить между собой приточные и вытяжные системы.

2. По конструктивной схеме:

- пластинчатые; - с вращающимся теплообменником (ротором);

- с промежуточным теплоносителем.

Впоследнюю категорию входят утилизаторы на основе воздухонагревателей с насосным циркуляционным контуром промежуточного теплоносителя без изменения его агрегатного состояния и теплообменники из тепловых труб, где промежуточный теплоноситель испаряется

иконденсируется (таблица 1.17).

Процесс теплообмена во вращающемся рекуператоре происходит по принципу регенерации. Через проницаемую насадку вращающегося ротора встречными потоками проходят приточный и вытяжной воздух (рис. 1.76). Проходя через сектор ротора, расположенный в вытяжном тракте, удаляемый воздух передает тепло насадке с теплоаккумулирующими свойствами. Когда этот нагревшийся сектор ротора попадает в поток холодного наружного воздуха, приточный воздух нагревается, а насадка ротора, соответственно, охлаждается. Интенсивность процесса теплообмена у вращающегося рекуператора регулируется изменением скорости вращения ротора.

Рис. 1.76. Схема роторного теплоутилизатора

Использование роторных теплообменников допускается только для помещений, в которых возможно применение рециркуляции, т.к. не исключен переток воздуха между приточным и вытяжным каналами (до 4 %). При наличии в воздухе токсичных веществ, веществ с неприятным запахом и т.п. применение подобных устройств запрещено.

Приточно-вытяжные установки с проектируют таким образом, чтобы вытяжной вентилятор находился после ротора и канал удаляемого воздуха был под разрежением. В этом случае возможен переток только приточного воздуха.

На рис. 1.77 приведены примеры компоновки вращающихся рекуператоров в приточновытяжных центрах, выполненных в строительных конструкциях.

107

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.17

 

 

 

Классификация рекуперативных теплообменников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кате

Название

 

Обозначе

Конструктивная

 

 

 

 

 

 

 

гори

 

Принцип действия

 

 

устройства

 

ние

схема

 

 

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Передача

тепла

от

удаляемого

 

Пластинчатый

 

 

воздуха

к

приточному

через

I

рекуперативный

ПР

 

разделительную

перегородку.

 

теплообменник

 

 

Теплообмен

в

стационарном

 

 

 

 

 

режиме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аккумулирование

тепла

в

 

 

 

 

 

потоке

удаляемого

воздуха

 

Вращающийся

 

 

насадкой

из

гидрофобного

или

 

 

 

гигроскопичного материала

с

II

регенеративный

ВР

 

 

последующей передачей

тепла

 

теплообменник

 

 

 

 

 

приточному

 

 

воздуху.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теплообмен

в

нестационарном

 

 

 

 

 

режиме

 

 

 

 

 

 

 

Рекуператор

с

 

 

Передача

тепла

от

удаляемого

 

контуром

 

РПТ

 

воздуха

к

приточному

через

 

промежуточного

 

рекуперативные теплообменники

 

 

 

 

теплоносителя

 

 

 

с

 

 

промежуточным

III

 

 

 

 

теплоносителем,

установленные

 

 

 

 

 

в приточном и вытяжном тракте.

 

Рекуператор

на

 

 

Циркуляция

 

теплоносителя

 

основе тепловых

РТТ

 

насосная (РПТ) или естественная

 

труб

 

 

 

(РТТ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.77. Размещение вращающихся рекуператоров в приточно-вытяжных центрах строительного исполнения: 1 – неподвижная жалюзийная решетка; 2 – утепленный клапан; 3 – фильтр; 4, 5 – воздушные клапаны; 6 – вращающийся теплообменник (регенератор); 7 –

108

калориферы; 8, 9 – вентиляторы

109

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]