Расчет и подбор основного оборудования для центральных скв.
3.1. Конструкция и режимы работы центрального кондиционера.
Современные центральные кондиционеры выпускаются в секционном исполнении и состоят из унифицированных секций, предназначенных для регулирования, смешивания, нагревания, охлаждения, очистки, осушки, увлажнения и перемешивания воздуха.
Наряду с существенными преимуществами, связанные с возможностью эффективного поддержания заданной температуры, влажности и подвижности воздуха в помещениях большого объема, центральные кондиционеры вместе с тем имеют и некоторые недостатки, основными из которых являются необходимость проведения сложных монтажно-строительных работ, прокладка по зданию протяженных коммуникаций (воздуховодов и трубопроводов).
Классификация центральных кондиционеров приведена на рис.3.1. Прямоточные центральные кондиционеры обрабатывают только наружный воздух, кондиционеры с рециркуляцией обрабатывают смесь наружного и рециркуляционного воздуха.
Первая рециркуляция представляет собой подмешивание рециркуляционного воздуха к наружному перед теплообменником первого подогрева, что значительно снижает потребление тепла на первый подогрев.
Вторая рециркуляция представляет собой подмешивание рециркуляционного воздуха к наружному, прошедшему обработку в воздухоохладителе или камере орошения перед вентилятором. При этом пропадает необходимость включения в работу теплообменника второго подогрева в летний период.
Кондиционер с теплоутилизацией – это прямоточный кондиционер с центральным теплоутилизатором, в котором нет смешения потоков наружного и рециркуляционного воздуха, а передача тепла от удаляемого воздуха к наружному происходит в специальном теплообменнике.
Приведенная на рис.3.1. классификация центральных кондиционеров включает только основные классы оборудования.
В системах кондиционирования, совмещенных с воздушным отоплением здания или помещения и предназначенных для круглогодичной эксплуатации, устанавливается, как правило, не менее двух кондиционеров производительностью по 50% производительности всей системы, при этом секция нагрева должна иметь теплопроизводительность, достаточную для нагрева помещения.
Центральные кондиционеры, работающие с рециркуляцией, комплектуются смесительной камерой, позволяющей подавать переменные объемы наружного и рециркуляционного воздуха. В этом случае для рециркуляции воздуха рекомендуется применять самостоятельный вентилятор. Использование в центральном кондиционере рециркуляции и теплоутилизации позволяет существенно сократить затраты тепловой энергии, связанные с обогревом воздуха в холодное время года.
Рис 3.1. Классификация центральных кондиционеров
Сборные центральные кондиционеры собирают из унифицированного оборудования, предназначенного для нагревания, охлаждения, увлажнения, осушения, смешения, очистки кондиционируемого воздуха в соответствии с заданной технологической схемой. Устанавливают их в отдельном машинном отделении, которое может быть удалено от кондиционируемых помещений на значительное расстояние. Поэтому вентилятор, входящий в комплект центрального кондиционера, должен обладать достаточно большим напором. Часто в том же машинном отделении располагают и хладоновую холодильную установку.
Оборудование, входящее в состав центрального кондиционера, подразделяется на основное (подогреватели, поверхностные воздухоохладители, оросительные камеры, фильтры, вентиляторные агрегаты и воздушные клапаны) и вспомогательное (камеры обслуживания, камеры выравнивания, присоединительные и переходные секции и пр.).
На рисунке 3.2. представлена компоновка секций центрального кондиционера.
Секции могут быть скомпонованы в двухъярусном исполнении или с учетом рельефа помещения, в котором устанавливается кондиционер.
Рис.3.2.
Компоновка секций центрального
кондиционера.
Основное оборудование, входящее в состав кондиционера: 1 – вентилятор; 3 – калорифер второго подогрева; 5 – оросительная камера; 3 – калорифер первого подогрева; 6 – поверхностный воздухоохладитель.
Вспомогательное оборудование: 2 – камера обслуживания; 4 – воздушный клапан; 7 – фильтр.
Кроме стандартных типовых установок существует возможность создания уникальной компоновки кондиционера. Размеры секций унифицированы и зависят, как правило, от расхода и скорости обрабатываемого воздуха.
На рис.3.3. приводятся условные обозначения типовых секций, используемых при технологической компоновке кондиционеров [4].
ТИПЫ СЕКЦИЙ |
||
Название |
Обозначение |
Секция |
Фильтрация |
F |
|
Нагревание |
H |
|
Охлаждение |
С |
|
Водяное увлажнение |
W |
|
Шумоглушение |
D |
|
Вентиляторная секция |
V |
|
Рис 3.3. Условные обозначения типовых секций кондиционера
Выбор той или иной компоновки зависит от многих факторов, в первую очередь, от назначения и режима использования помещений, конструктивных особенностей здания, а также санитарно-гигиенических, строительно-монтажных, архитектурных, эксплуатационных и экономических требований.
Секция охлаждения.
Секция охлаждения представляет собой водяной или водяной теплообменник-воздухоохладитель, изготовленный из медных трубок с алюминиевыми ребрами. В качестве хладагента может быть: охлажденная вода, смесь воды и гликоля, хладагент. Хладагент, а зависимости от типа рабочей среды, может поступать от чиллера, градирни, артезианской скважины. Коллекторы изготовлены из стальной оцинкованной трубы. Входные и выходные патрубки коллектора имеют наружную резьбу. Коллекторы оснащаются дополнительными патрубками для спуска хладагента и отведения воздуха.
Распределительный и обратный коллектор фреоновых теплообменников изготавливают из медных трубок.
Патрубки коллекторов выведены наружу секции. Воздухоохладитель имеет кожух из оцинкованной стали. Кожух может быть оборудован специальными транспортными держателями, облегчающими демонтаж и транспортировку.
Оребрение трубок воздухоохладителя производится, как правило, пластинчатыми ребрами, что обеспечивает высокую теплоотдачу при низком аэродинамическом сопротивлении теплообменника. Количество рядов трубок и расстояние между ребрами, в зависимости от типоразмера секции, может быть различным.
В секцию охлаждения устанавливается поддон для конденсаторной воды, сделанный из листовой нержавеющей стали и оснащенный выведенными наружу сливным патрубком, к которому присоединяется переливной сифон
Секция нагревания.
В секции нагревания могут использоваться водяные, паровые или электрические нагреватели. Конструктивно воздухонагреватели выполнены, как и воздухоохладители, из медных труб с алюминиевым оребрением. Коллекторы и патрубки диаметром до 25 мм выполнены из медных трубок, а диаметром более 32 мм – из стальных трубок с антикоррозионным покрытием.
Коллекторы оснащаются дополнительными трубками с резьбой, предназначенными для спуска воды и отвода воздуха. Патрубки коллекторов выведены наружу. Концы патрубков подающего и обратного коллекторов также имеют резьбу. Кожух теплообменников имеет специальные транспортные держатели, облегчающие демонтаж и транспортировку.
Оребрение трубок воздухонагревателя произведено пластинчатыми ребрами с шагом от 1,6 до 4,0 мм.
Водяные воздухонагреватели испытываются с нагрузкой на прочность 2,1 МПа, паровые – 1,5 МПа.
Электрические воздухонагреватели выполнены в форме прямоугольного параллелепипеда с укрепленными в корпусе греющими элементами в виде спирали или оребренных тэн. Такая конструкция позволяет легко демонтировать нагреватель из секции для осмотра и ремонта. Элементы нагревателя укреплены вертикально, а контакты выведены к клеммовой панели на боковой стенке корпуса нагревателя. Нагреватель имеет термостат безопасности, ограничивающий чрезмерный рост температуры внутри системы, а также отключение нагревателей в случае прекращения подачи воздуха.
Секция увлажнения.
Увлажнение воздуха в центральном кондиционере осуществляется в секции оросительного увлажнения водой (форсуночной камере) или секции парового увлажнения.
Камера орошения (форсуночная камера) состоит из корпуса, в который установлены трубные гребенки, поддона и насоса.
В форсуночной камере происходит адиабатическое увлажнение воздуха циркуляционной водой, которая поступает из поддона. Воздух вступает в непосредственный контакт с поверхностью капель воды, распыляемой с помощью форсунок. Распыляясь, вода превращается в густой туман мелких капель, сквозь который движется воздух, поглощая водяные пары.
Производительность форсунок зависит от диаметра выходного отверстия, давления и температуры воды перед форсункой. Установка форсунок в поперечном сечении форсуночной камеры выполняется на трубных гребенках, к которым рециркуляционным насосом подается вода из поддона. Распыляющие форсунки выполнены так, чтобы снизить загрязнение отложениями.
Поддон выполняет функцию резервуара запасной емкости воды, обеспечивающего плавную работу насоса. Поддон оснащен водосливом с поплавковым клапаном для спуска оборотной воды, а также водяным вводом для пополнения выпаренной воды. Циркуляционный насос размещен возле поддона на кронштейне. На всасывающем патрубке насоса расположен сетчатый фильтр.
Конструкцию форсуночной камеры дополняют два сепаратора – каплеуловителя, предотвращающих унос капель воды к последующим секциям центрального кондиционера. Один работает на выходе из секции как сепаратор, другой является направляющим для выравнивания потока воздуха на входе. Эти сепараторы являются эффективными элементами оборудования. Сепараторы изготавливаются из пластмассовых профилей и имеют несущую конструкцию из нержавеющей стали.
Вследствие уноса воды воздухом в процессе увлажнения, необходимо восполнять потери воды. Подпитка водой осуществляется с помощью поплавка, который помещен на питательном патрубке, а циркуляционная впускается ручным шаровым клапаном, размещенным на нагнетательной стороне насоса.
Кожух секции увлажнения изготавливается из нержавеющего листа, что полностью исключает коррозию, имеет окно для контроля и освещения внутреннего объема. Эффективность увлажнения в секции такого типа составляет около 90%.
В состав секции парового увлажнения входят:
- кожух секции;
- сепаратор пара;
- термодинамический конденсатоотводчик;
- фильтр;
- инжекционное сопло;
- серводвигатель в стандартном исполнении.
Секция фильтрации.
При необходимости обеспечения фильтрации повышенного качества в компоновку центрального кондиционера могут быть включены две секции: первичной и вторичной фильтрации.
Фильтры размещаются в тех частях кондиционера, через которые проходят весь обрабатываемый воздух, и так, чтобы защитить от пыли возможно большее число секций кондиционера.
В секцию первичного фильтрования могут быть вмонтированы сетчатые фильтры класса EU1 или корзинчатые фильтры класса EU3. Сетчатые фильтры – это тканевые фильтры с развернутой поверхностью, уложенной в «зигзаг». Ткань армирована алюминиевой сеткой и смонтирована в кожухе, исполненном из оцинкованных стальных листов. Фильтр закреплен в установке с помощью направляющих, которые позволяют его легко демонтировать.
Корзинчатый фильтр собирается из нескольких фильтрующих элементов со стандартными размерами. Количество и размеры фильтрующих элементов, примененных в установке, зависят от ее модели.
Унифицированному оборудованию центральных кондиционеров номинальной производительностью по воздуху 10, 20, 30, 40, 60, 80, 125, 160 и 250 тыс. м3/ч присвоены индексы соответственно КТЦ2-10 КТЦ2-20, КТЦ2-31,5, КТЦ2-40, КТЦ2-63, КТЦ2-80, КТЦ2-125, КТЦ2-160, КТЦ2-250. Индекс расшифровывается следующим образом К — кондиционер, Т — типовой, Ц — центральный, 2 — вторая модернизация конструкции, следующие после тире, цифры обозначают номинальную производительность по воздуху в тыс. м3/ч.