2.2.2 Класифікація вентиляційних установок

Вентиляція приміщень – досить складний процес, де необхідно враховувати теплоізоляцію будівель, кількість виділення тваринами різними шляхами тепла, вологи, газів, спосіб роздавання кормів і прибирання гною, тепломісткість певних матеріалів тощо.

На тваринницьких і птахівничих підприємствах використовують вентиляційні установки різних типів (рис. 1)

Рисунок І – Класифікація вентиляційних установок

Розрізняють такі варіанти систем вентиляції:

- за призначенням – загальну, що забезпечує повітрообмін одночасно у всьому приміщенні, та локальну або місцеву, яка видаляє шкідливості із зони їх видалення, щоб не допустити їх поширення на все приміщення. Зустрічаються також комбіновані системи, що поєднують обидва попередні варіанти;

- за способом забезпечення повітрообміну – припливну, коли до приміщення надходить лише свіже повітря, а забруднене видаляється шляхом інфільтрації (крізь капілярні пори та щілини у конструктивних елементах приміщення); витяжну, при якій спеціальні пристрої забезпечують вихід використаного повітря з приміщення, свіже ж надходить у результаті інфільтрації, а також припливно-витяжну, коли надходження свіжого і видалення забрудненого повітря здійснюється за допомогою відповідних пристроїв (каналів, шахт, вентиляторів);

- за способом спонукання переміщення повітря – природну або гравітаційну, при якій повітрообмін відбувається самопливом у результаті різниці щільностей теплого (у приміщенні) і холодного (навколо приміщення) повітря, примусову (з механічним побудником) та комбіновану, коли одночасно використовуються як механічні побудники, так і самопливні пристрої;

- за напрямком переміщення повітряних потоків (рис. 2) – знизу вгору, згори вниз, згори вгору, а також кільцева.

а – знизу вгору; б – згори вниз; в – змішана; г – згори вгору;

1 – калорифер; 2 – припливний вентилятор; 3 – повітропровід;4 – витяжна шахта; 5 – вікно; 6 – гнойовий канал; 7 – витяжний вентилятор; 8 – повітропровід системи витяжки; 9 – витяжна шахта з вентилятором; 10 – витяжні канали; 11 – вентиляційно-опалювальні установки

Рисунок 2 – Схеми систем повітрообміну в тваринницьких приміщеннях:

2.2.3 Вентиляційно-опалювальні системи

Комплекти обладнання "Клімат-4" призначені для підтримання температурного режиму в тваринницьких і птахівничих приміщеннях за рахунок зміни повітрообміну. Вони представляють собою витяжну систему вентиляції і не розраховані на підігрів припливного повітря. "Клімат-4" випускають у двох виконаннях: з контактною станцією керування (в найменування комплекту додається буква Ш) і з безконтактним пристроєм МК-ВАУЗ. В залежності від номера вентилятора комплект має чотири кодифікації "Клімат-44", " Клімат-45", " Клімат-47", "Клімат-48". Кожний типорозмір комплектів може мати різну кількість осьових вентиляторів. Особливістю осьових вентиляторів типу ВО є використання широколопатевої лопатки, жалюзійної решітки, що вільно відкривається при виході повітря з вентилятора і спеціальних електродвигунів для приводу, частоту обертів яких можна регулювати зміною напруги (рис. 3). Для цього призначено автотрансформатор типу АТ-10 потужністю 10 кВт і станція керування.Схема комплекту обладнання ” Клімат -4” представлена на рисунку 3

1 – вентилятори; 2 – датчик температури; 3 – станція керування;4 – блок перемикача; 5 – вимикач

Рисунок 3 – Схема обладнання комплекту “Клімат-4”

Система керування електровентиляторами забезпечує:

1) ступінчасте регулювання частоти обертів вентиляторів;

2) автоматичний перехід на нижчу або вищу ступінь обертів вентиляторів при зміні температури повітря в приміщенні;

3) автоматичне відключення вентиляторів при аварійному знижені температури повітря в приміщенні;

4) автоматичний вибір кількості працюючих вентиляторів і відключення однієї групи вентиляторів при знижені температури повітря в приміщені. За допомогою системи керування можна задавати температуру повітря від 5 до 35°С, регулювати напругу, яка подається до двигунів вентиляторів, регулювати оберти вентиляторів.

У складі командних приборів використовують два трипорційні напівпровідникові терморегулятори типу ПТР-3. Терморегулятор розміщують в пластмасовому корпусі, в якому кріплять монтажну панель. На панелі з зовнішньої сторони закріплюють налагоджувальний блок і запобіжник.

Згідно з електричною принциповою схемою керування обладнання десять вентиляторів комплекту розбиті на три групи, через автоматичні вимикачі підключені до пульту керування, на який виведена напруга живлення від автотрансформатора АТ-10 і напруги мережі. Екранованими проводами до пульту підключені датчики температури. Системою передбачено ручне і автоматичне керування роботою вентиляторів.

Автоматичне керування вентиляторами здійснюється наступним чином. Обладнання автоматично підтримує необхідну температуру повітря в приміщенні за допомогою регулювання інтенсивності повітрообміну. За допомогою станції керування і автотрансформатора зміна сигналу від датчика температури перетворюється в зміну напруги, яка подається на електродвигуни вентиляторів. Якщо температура повітря в приміщенні відповідає запрограмованій на регуляторі, то вентилятори працюють на середніх обертах. При підвищенні температури за допомогою приборів автоматики станції управління вентилятори переключаються на максимальну подачу, а коли температура знижується, вони перемикаються на нижчу подачу. Якщо температура повітря в кінці регулювання продовжує знижуватись, автоматично відключається перша група вентиляторів, при подальшому знижені температури відповідно відключається наступна група вентиляторів, автотрансформатор і всі вентилятори. При підвищені температури включення вентиляторів здійснюється в зворотному порядку.

Для ручного керування роботою установок станції є перемикачі, які можуть встановлюватись в одне з чотирьох положень керування обертами вентиляторів: "Відключено" - всі вентилятори вимкнуті; "1-ша швидкість"; "2-га швидкість"; "3-я швидкість" - забезпечують ступінчасте регулювання обертів вентиляторів від мінімальних до максимальних в залежності від температури повітря в приміщені. Якщо діапазон регулювання подачі вентиляторів зміною обертів недостатній, то більш широке регулювання подачі здійснюється включенням або відключенням окремих груп вентиляторів.

К омплекти обладнань "Клімат-2" і "Клімат-3" призначені для створення температурно-вологісних умов в тваринницьких приміщеннях з системами вентиляції та отоплювання за допомогою опалювально-вентиляційних агрегатів з водяними калориферами, в які подається гаряча вода від котельні або іншого джерела теплопостачання з теплоносієм - гарячою водою. Комплекти мають опалювальну вентиляційну установку і пристрій для підвищення вологості повітря, їх вентиляційно-опалювальний агрегат складається з відцентрового вентилятора типу ЦЧ-70 з тришвидкісним електродвигуном і пластинчастого водяного калорифера типу КФС або КФБ. Схема обладнання "Клімат-3" наведена на рисунку4.

1 – забірна шахта; 2 – витяжний вентилятор серії ВО; 3 – приточна установка ПОВУА; 4 – клапан подачі води; 5 – датчик захисту калориферів від замерзання;

6 – напірний бак; 7 – калорифери; 8 – повітряна заслінка ; 9 – регулюючій клапан; 10 – панель датчиків; 11 – станція керування.

Рисунок 4 – Принципова схема обладнання "Клімат-3"

Теплоносій – підігріте повітря, яке нагрівається калорифером і подається вентилятором. Для видалення забрудненого повітря використовують витяжні вентилятори типу ВО. Підвищення вологості повітря здійснюється за допомогою розбризкувача. В розбризкувачі (рис.5) вода для підвищення вологості повітря, яке проходить через вентиляційний агрегат, розпилюється за допомогою диска 6, який обертається від електродвигуна 2. Вода на диск подається без напору по трубі від напірного баку і під дією відцентрових сил рівномірно розпилюється. Вода, яка не розпилилася, стікає вниз в краплеуловлювач. Подачу води регулює електромагнітний клапан.

1 – конфузор; 2 – каркас; 3 – електродвигун; 4 – трубка; 5 – крильчатка; 6 – диск; 7 – трубчасті стійки.

Рисунок-5 – Складові частини розбризкувача

Схема керування комплектами передбачає автоматичне і ручне керування опалювально-вентиляційним обладнанням у двох режимах: "теплий" (в теплий час, коли не працюють опалювальні прилади) і "холодний" (в холодну пору року, коли включені калорифери). "Теплий" і "холодний" режими відрізняються ступенем обертів витяжних вентиляторів, а також складом обладнання, яке бере участь у роботі. Комплект "Клімат-2" зимою необхідну температуру повітря в приміщенні піднімає шляхом одночасної зміни обертів витяжних і припливних вентиляторів. Автоматичне регулювання температури повітря в приміщенні комплектом "Клімат-3" засноване на принципі зміни кількості теплоносія, яке проходить крізь водяні калорифери за допомогою регулюючих клапанів. Влітку температуру повітря в приміщені регулюють зміною обертів витяжних вентиляторів. Припливні установки можуть працювати на самих низьких обертах тільки для підтримання необхідної вологості. Регулювання відносної вологості при використаний обладнання "Клімат-2" можливо тіль­ки в бік підвищення за допомогою розбризкуючих пристроїв, а "Клімат-3", крім того, в бік зниження. При підвищенні вологості в приміщені подача повітря підвищується за рахунок росту обертів вентиляторів, при знижені відносної вологості подача повітря знижується зменшенням обертів вентиляторів.

Електрокалориферні установки типу СФО або СФОЦ використовують для повітряного опалювання і вентиляції тваринницьких приміщень. Електрокалориферна установка (рис. 6) складається з електродвигуна 1, відцентрового вентилятора 2 (типу ЦЧ-70), електрокалорифера 5, рами 6 і щита керування.

1 – електродвигун, 2 – відцентровий вентилятор, 3 – м'яка вставка, 4 – перехідник,

5 – електрокалорифер, 6 – рама

Рисунок 6 – Електрокалориферна установка

Нагрівальні елементи - ТЕНи - в калорифері з'єднані в вертикальні ряди, кожний з яких самостійна теплова секція, яка вмикається і вимикається в залежності від температури повітря в приміщені. Кількість нагрівальних секцій від 1 до 3, теплова потужність кожної складає 4.8...30 кВт. Потрібна температура повітря підтримується автоматично. При включенні установки працюють три секції нагрівачів. По мірі нагрівання вимикаються перша і друга секції, третя секція вимикається терморегулятором, коли повітря в приміщені нагріється до потрібної, температури. При знижені температури автоматичне вмикання секцій здійснюється у зворотному порядку. Електрокалорифери прості за конструкцією, надійні в роботі, безпечні в пожежному відношенні, легко можуть бути ввімкнені в склад автоматизованих систем і повністю відповідають зоотехнічним вимогам.

Теплогенератор ТГ-1,0 (рис.7) призначено для підігріву повітря і подачі його в тваринницькі приміщення.

Він складається з корпуса, закритого кожухом, камери згоряння, вентилятора, паливного бака, вибухного клапана, димової труби, трансформатора запалювання, вентилятора, вентилятора форсунки, електродвигуна, шафи керування, коробки температурного реле.

Камера згоряння з радіатором, які розміщені у корпусі, утворюють теплообмінник. Камера згоряння має дві горловини, в одну з яких вставлено форсунку з електродвигуном, а в другу - запобіжний клапан, що захищає теплогенератор від можливого вибуху випарів палива в камері. Всередині ребер радіатора встановлено спеціальні пластини, які підвищують ефективність теплообміну.

а – загальний вид; б – технологічна схема;

1 – димова труба; 2 – збірник конденсату; 3 – екран; 4 – вставка;5 – кожух; 6 – камера згоряння; 7 – корпус; 8 – вентилятор; 9 – трансформатор запалювання;

10 – вентилятор форсунки; 11 – електродвигун; 12 – шафа керування; 13 – коробка температурного реле.

Рисунок 7 – Теплогенератор ТГ-1А

Вентилятор встановлено всередині корпуса перед теплообмінником. Колесо вентилятора насаджено на вал електродвигуна. Напрямок обертів колеса і потоку повітря вказано стрілками на корпусі. Перед вентилятором встановлено захисну решітку.

Форсунку призначено для спалювання рідкого палива. На корпусі форсунки зліва встановлено електродвигун, а з правого боку - паливний насос. На вал двигуна насаджено колесо відцентрового вентилятора, який подає в камеру згоряння повітря для горіння палива. Від цього ж двигуна через спеціальну муфту здійснюється привод насоса. Тиск насоса регулюють за допомогою редукційного клапана, для контролю тиску палива призначено манометр, з'єднаний з насосом через трійник. Розпилювач палива складається з сопла, завихрювача, корпуса фільтра. В канавках завихрювача паливу придається обертово-вихрьовий рух. Конус розпилювача палива утворює внутрішню поверхню сопла. Повітряний потік, який подається в зону горіння, за допомогою завихрювача повітря також закручується у протилежному з розпилинним паливом напрямку.

Збірник конденсату призначено для запобігання проникнення води в теплообмінник. До збірника конденсату кріпиться димова труба, нижня частина якої мас захисне огородження, а на верхній встановлено іскрогасник. В випадках зриву полум'я або відключення електроенергії відключення подачі палива забезпечується електромагнітним клапаном, Електромагнітний клапан призначено для перекриття подавання палива в розподілювач.

Система запалювання складається з трансформатора запалювання, електродів і високовольтного проводу. Паливо підпалюється іскрою, яка проскакує між електродами при подаванні на них високої напруги від трансформатора запалювання.

Робочий процес теплогенератора здійснюється наступним чином. З баку, розміщеного за межами приміщення, паливо по трубопроводах подається в паливний і розхідний баки, з якого через відстійник самопливом потрапляє по трубопроводу до паливного насоса. Паливний насос, який приводиться в дію електродвигуном, створює необхідний тиск палива для нормального розпилювання. Подача палива або його відключення здійснюється електромагнітним клапаном, який працює від шафи керування. Повітря для згоряння подається вентилятором форсунки. Робоча суміш, утворена розпиленням палива і повітря, подається в камеру згоряння і підпалюється іскрою від трансформатора запалювання. Продукти згоряння палива потрапляють в теплообмінник, віддають своє тепло і виходять в атмосферу по димовій трубі.

При досягненні повної температури всередині генератора включається осьовий вентилятор, який продуває повітря між теплообмінником і корпусом.

Установка ПВУ-4М (рис.8) забезпечує постійну циркуляцію повітря в приміщені, підтримує температуру і вологість в певних межах і регулює повітряний обмін. Установка ПВУ-4М складається з внутрішнього повітропроводу, вентилятора, електродвигуна, корпуса, заслінок.

1 – кільцевий повітророзподільник; 2 – вентилятор; 3 – електронагрівальні елементи; 4 – внутрішній повітропровід; 5 – регулювальні заслінки

Рисунок 8 – Схема припливно-витяжної установки ПВУ-4

Вентилятор має два ряди лопатей. Лопаті зовнішнього ряду повернуті відносно внутрішнього ряду в протилежному напрямі. В результаті цього під час роботи повітряні потоки переміщуються в протилежних напрямах. Цим досягається суміщення притоку й витягування в одному пристрої. Зовнішній і внутрішній повітропроводи виконані у вигляді циліндрів, які утворюють між собою кільцевий канал. Через цей канал здійснюється зовнішній приплив повітря. Витягування повітря з приміщення здійснюється через внутрішній повітропровід. Зовнішнє повітря з швидкістю 5...6 м/с проходить кільцевий канал, потрапляє в верхню зону приміщення і добре перемішується з внутрішнім. Для регулювання притоку повітря передбачені заслінки. В теплий період року заслінки відкриваються повністю і в приміщення надходить тільки зовнішнє повітря. Змінюючи кут нахилу заслінок, можна підтримувати в певних межах необхідний повітрообмін і температуру в приміщені. В перехідний і холодний періоди заслінки займають середнє положення. В результаті цього частина повітря потрапляє з внутрішнього повітропроводу в приміщення і змішується з припливним повітрям.

В холодний час припливне повітря підігрівається електронагрівачами, які встановлюються додатково.

Таблиця 3 – Технічні характеристики вентиляційного обладнання

Параметр	Клімат-2	Клімат-3	Клімат-4	СФОА	ПВУ-4	ТГ-1,0
Тип вентилятора	Ц4-70	Ц4-70	ВО-Ф- 5,6А
Приплив повітря, м3/ч	1,0	4.04	2,6	2,5	4	116
Встановлена потужність, кВ	4	4	7	23.6	2,2	1,6