Электрические пылеуловители и фильтры

Электрические пылеуловители и фильтры очищают воздух от взвешенных в нем частиц (пыль, туман и дым) путем ионизации их при прохождении через электрическое поле. Фильтры такого типа также называются фотокаталитическими. В блоке фотокаталитической очистки проходит процесс фотокатализа и все газофазные загрязнители воздуха (неприятные запахи, токсичные газы, аллергены и т.д) адсорбируются на поверхности фотокатализатора и под действием ультрафиолетового излучения разлагаются до безвредных составляющих (до углекислого газа и воды). В процессе работы загрязнители не накапливаются на фильтре, а полностью разлагаются. Фильтры данного типа для общественных и жилых зданий используются при особых требованиях по локализации различных запахов, табачного дыма и других летучих веществ.

Рис.18.5 Электрические пылеуловители и фильтры для фотокаталитической очистки

Применение в системах вентиляции фильтров подобного типа позволяет понизить содержание дыма внутри помещений.

Лекция №19 (2 часа)

Тема: «Нагревание воздуха»

1 Вопросы лекции:

1. Классификация и устройство калорифера.

2. Установка калориферов.

3. Регулирование работ калориферных установок.

2 Литература.

2.1 Основная

2.1.1 Амерханов Р.А., Драганов Б.Х. Теплотехника.- М.: Энергоатомиздат, 2006.– 432 с.

2.1.2 Каледина Н.О. Вентиляция производственных объектов: учебное пособие [электронный ресурс] / Н.О. Каледина, - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2008 г. – режим доступа: http://www.knigafund.ru/books/122685

2.2 Дополнительная

2.2.1 Свистунов В.М., Пушняков Н.К. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха объектов агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства. – СПб.: Политехника, 2007. – 423 с.

2.2.2 Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006. – 472 с.

2.2.3. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование./ Под ред. проф. Б.М. Хрусталева – М.: Издательство АСВ, 2007. – 784 с.

2.2.4 Свистунов В.М., Пушняков Н.К. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха объектов агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства. – СПб.: Политехника, 2007. – 423 с.

3 Краткое содержание вопросов

3. 1. Классификация и устройство калорифера.

Калориферы - приборы, применяемые для нагревания воздуха в приточных системах вентиляции, системах кондиционирования воздуха, воздушного отопления, а также в сушильных установках.

По виду теплоносителя калориферы могут быть огневыми, водяными, паровыми и электрическими.

Рис 19.1 Схема движения теплоносителя в калориферах

а — одноходовых; б — многоходовых

Наибольшее распространение в настоящее время имеют водяные и паровые калориферы, которые подразделяют на гладкотрубные и ребристые; последние, в свою очередь, подразделяют на пластинчатые и спирально-навивные.

Различают одноходовые и многоходовые калориферы. В одноходовых теплоноситель движется по трубкам в одном направлении, а в многоходовых несколько раз меняет направление движения вследствие наличия в коллекторных крышках перегородок (рис. 19.1).

Калориферы выполняют двух моделей: средней (С) и большой (Б).

Устройство калориферов

Гладкотрубные калориферы (рис19.2) выполнены из стальных трубок диаметром 20—32 мм. Трубки калорифера 1 могут быть расположены в коридорном или в шахматном порядке. Концы их вварены в трубные доски 2, к которым присоединены распределительная 3 и сборная 4 коробки. Теплоноситель — вода или пар — поступает через штуцер 5 в распределительную коробку, а затем, проходя по трубкам, нагревает их и через штуцер 6 удаляется из сборной коробки 4 в виде охлажденной воды или конденсата.

Холодный воздух подогревается, проходя в просветах между трубками. Ширина просветов составляет около 0,5 мм. Гладкотрубные калориферы применяют при малых количествах подогреваемого воздуха и малой степени его нагрева.

П ластинчатые калориферы (рис. 19.3) состоят из трубок /, на которые насажены пластинки 2 прямоугольной или круглой формы. Прямоугольные пластинки насажены на группу трубок. Теплоноситель поступает в калорифер через штуцер 3 в распределительную коробку 4, а затем, отдав тепло нагреваемому воздуху, который проходит с большой скоростью через узкие каналы, удаляется через штуцер 5 из сборной коробки 6. Для лучшего кантакта между пластинками и трубками наружная поверхность нагрева калориферов оцинковывается.

Рис. 19.3. Калорифер стальной пластинчатый

Рис. 19.2. Гладкотрубный

калорифер

Рис. 19.4. Модели калориферов

а — большая; б — средняя

Пластинчатые калориферы имеют в настоящее время наибольшее распространение благодаря компактности, удобству монтажа и обслуживания. Они изготовляются различных марок, размеров и теплопроизводительности. Пластинчатые калориферы бывают двух моделей - большой и средней, имеющих по направлению движения воздуха соответственно четыре и три ряда трубок (рис. 19.4). Применяются калориферы следующих марок: одноходовые - КФС, КФБ, КВБ, КЗПП, К4ПП и СТД3009В; многоходовые - КМС, КМБ, КЗВП, К4ВП, КВС, КВБ и СТДЗОЮГ.

Калориферы КФС и КФБ (КФС — средняя модель, КФБ — большая модель) имеют соответственно три и четыре ряда трубок, расположенных в коридорном порядке. Стальные пластинки толщиной 0,5 мм прямоугольной формы размером 117х136 мм (КФС) и 117Х 175 мм (КФБ) насажены соответственно на шесть и восемь трубок по всей их длине. Расстояние между пластинками в свету («живое сечение») 5 мм. Калориферы могут применяться при теплоносителях паре и воде. Штуцер для входа теплоносителя расположен наверху, а штуцер для выхода теплоносителя — внизу (по диагонали). Эти калориферы выпускаются десяти номеров — со второго по одиннадцатый — для работы при давлении теплоносителя до 0,8 МПа (8 кгс/см²).

На рис. 19.5 показан одноходовой калорифер КВБ, отличие которого от калорифера КФС состоит в зигзагообразном вместо коридорного расположении трубок. Смещение осей трубок в поперечном направлении равно половине их наружного диаметра. Такое расположение трубок способствует турбулизации воздушного потока и увеличению коэффициента теплопередачи калориферов. Увеличение шага трубок в глубину снижает аэродинамическое сопротивление.

Рис. 19.5. Калорифер КВБ

1- трубка для прохода теплоносителя; 2 - трубная решетка; 3 - коллекторная крышка;

4 - присоединительный штуцер; 5 - пластинки оребрения по всей длине трубок;

6 - боковой щиток

Калорифер КВБ по температурному режиму работы соответствует большой модели. При обогреве водой повышению теплоотдачи калориферов КВБ способствует их относительно небольшое живое сечение по теплоносителю.

Калориферы КЗПП и К4ПП (КЗПП - средняя модель, К4ПП - большая модель) по конструкции аналогичны калориферам КФС и КФБ. Цифра в обозначении марок указывает число рядов трубок по ходу движения воздуха, последняя буква П - что калорифер пластинчатый, буква П в середине — что калорифер в паровом исполнении.

Калориферы КМС и КМБ (КМС - средняя модель, КМБ, рис. 19.6, — большая модель) отличаются друг от друга габаритными размерами и площадью поверхности нагрева. Пластинки размером 117х136 мм (КМС) и 117х175 мм (КМБ) надеты соответственно на шесть и восемь трубок с шагом 5 мм. Толщина пластинок 0,5 мм. В коробках калориферов сделаны поперечные перегородки, с помощью которых создается последовательное движение воды по трубкам, приводящее к увеличению скорости ее движения и повышению теплоотдачи калориферов. Эти калориферы устанавливают горизонтально; при установке их в вертикальном положении необходимо предусматривать в камерах отверстия для спуска воды и удаления воздуха из отсеков.

Рис. 19.6. Калорифер КМБ на рисунке показано диагональное расположение штуцеров; как правило, оно должно быть односторонним

Калориферы КЗВП и К4ВП (КЗВП — средняя модель, К4ВП — большая модель) по конструкции аналогичны калориферам КФС и КФБ, но они многоходовые и выпускаются для теплоносителя воды, на что указывает буква В в середине обозначения марок — водяные.

Калориферы КВС и КВБ многоходовые (КВС — средняя модель, КВБ — большая модель) имеют пластинки, выполненные с диагональными гофрами для турбулизации потока воздуха, что способствует увеличению коэффициента теплопередачи калориферов. Толщина пластинок 0,5 мм. Пластинки насажены на трубки с шагом 5,5 мм.

Внутренний диаметр трубок 12,8 мм, наружный диаметр 16 мм. Трубки расположены со смещением по ходу движения воздуха на половину диаметра, т е. на 8 мм. Теплоноситель 4 раза меняет направление своего движения. Калориферы имеют съемные боковые щитки, что позволяет образовывать сплошную поверхность нагрева.

Эти калориферы предназначены для теплоносителя воды; их устанавливают с горизонтальным расположением трубок и входных патрубков, обеспечивая возможность удаления из них воздуха и спуска воды.

Калориферы СТД3009В и СТД3010Г (рис. 19.7) имеют плоскоовальные трубки размером 75х10 мм. Глубина пластинок калориферов 90 мм, а шаг 3,7 мм. Калориферы СТД изготовляют пяти номеров (№ 5, 7, 8, 9, 14). Калориферы СТД3009В применяют как паровые и устанавливают с вертикальным расположением трубок, а калориферы СТД3010Г применяют как водяные и устанавливают с горизонтальным расположением трубок.

Спирально-навивные калориферы (оребренные) изготовляют двух моделей: средней КФСО и большой КФБО. Поверхность нагрева оребренных калориферов создается навивкой стальной гофрированной ленты толщиной 0,4 мм и шириной 10 мм на трубки, по которым циркулирует теплоноситель; шаг ребер 4 мм (рис. XII.8). Трубки калориферов расположены в шахматном порядке. Эти калориферы выпускаются одноходовыми и могут применяться при теплоносителях паре и воде при вертикальном расположении трубок.

Рис. 19.7. Калорифер СТД

а — одноходово& СТД3009В № 7; 6 — многоходовой СТД3010 Г № 5

Рис. 19.8. Трубка калорифера со спирально-навивным оребрением

Электрические калориферы. Промышленность выпускает электрические калориферы (рис. 19.9), разработанные применительно к кондиционерам типа Кт-10, Кт-20 и Кт-40 производительностью по воздуху 10, 20 и 40 тыс. м³/ч. Тепловая мощность электрокалориферов 10, 50, 150 и 200 кВт. Электрокалориферы могут переключаться для питания током напряжением 220 и 380 В.

Электрокалорифер состоит из кожуха и трубчатых нагревательных элементов. Трубки нагревательных элементов оребрены алюминием для увеличения площади поверхности нагрева. Нагревательные элементы установлены внутри кожуха в несколько рядов и» разделены на самостоятельно регулируемые секции, с помощью которых можно регулировать степень нагрева воздуха.

Рис. 19.9. Электрокалорифер

1 — корпус; 2 — подвод электропроводов; 3 - нагревательные элементы

Достоинство электрокалориферов — отсутствие промежуточных теплоносителей, таких, как пар или вода, в связи с чем отпадает необходимость в устройстве громоздкой системы теплоснабжения.

Стоимость производства 1 Вт тепла в электрокалориферах выше, чем в калориферах, использующих в качестве теплоносителя пар или воду. Однако в связи с быстрым ростом производства электроэнергии в нашей стране стоимость получения тепла в электрокалориферах будет постоянно снижаться.

Расчет электрокалориферов сводится к определению их установочной мощности для получения требуемой теплоотдачи, а также необходимого их числа.

2. Установка калориферов.

Установка калориферов по отношению к проходящему через них воздуху может быть параллельной и последовательной (рис. 19.10).

Рис. 19. 10. Схемы установки калориферов по воздуху

а — параллельно; б — последовательно; К — обводной клапан

В первом случае воздух встречает на своем пути сопротивление только одного калорифера при сравнительно небольшой скорости, а во втором он преодолевает сопротивление нескольких последовательно установленных калориферов при значительно большей скорости, чем в первом случае, в связи с чем сопротивление проходу воздуха при последовательной установке значительно больше, чем при параллельной.

Параллельная установка калориферов по воздуху применяется тогда, когда требуется нагреть большое количество воздуха на небольшую разность температур, а последовательная установка калориферов по воздуху необходима при большой степени нагрева воздуха, т. е. при большой разности конечной и начальной температур t_к и t_n.

При выборе схемы установки калориферов по воздуху следует обращать внимание на то, чтобы массовая скорость v_p движения воздуха в живом сечении калориферов находилась в пределах 4—12 кг/(с·м²).

В калориферной установке все калориферы должны быть одинаковыми по типу, модели и номеру.

3.3 Регулирование работ калориферных установок.

Для регулирования теплоотдачи калорифера и изменения степени нагрева воздуха предусматривают установку обводного клапана (рис. 19.11). Регулирование температуры приточного воздуха осуществляют путем открытия обводного клапана и пропуска через него некоторого количества холодного воздуха, минуя калориферы. При теплоносителе паре установка обводного клапана обязательна, так как пар не поддается качественному регулированию, а температура его слишком высока (>100°С). Количественное регулирование пара не может быть применено, так как в малом количестве он быстро отдает тепло и калориферы могут замерзнуть. При теплоносителе воде установка обводного клапана возможна, но не обязательна.

Обвязку калориферов трубопроводами осуществляют по двум схемам - параллельной и последовательной (рис 19.12).

Если в качестве теплоносителя применяется вода, то обвязка калориферов трубопроводами возможна как по параллельной, так и по последовательной схемам. При теплоносителе воде для увеличения теплоотдачи калориферов и уменьшения площади их поверхнбсти нагрева предпочтение следует отдавать последовательной схеме движения воды по трубкам, при которой скорость движения воды увеличивается до 0,2 — 0,4 м/с. Однако не следует стремиться увеличивать скорость воды более 0,5 м/с, так как в этом случае не наблюдается значительного увеличения теплоотдачи, а гидравлическое сопротивление калориферов возрастает значительно.

Рис. 19.11. Обводные клапаны 1 калориферов 2

а — вертикальный; б — горизонтальный; в — двойной многостворчатый

Рис 19.12. Схемы присоединения калориферов к трубопроводам

I- паровых, II - водяных одноходовых; III - водяных многоходовых; а и б - при р<0,3 МПа (ат); в и г - при р>0,3 МПа (ат), д, е, и, к, л и м - параллельное рисоединение к трубопроводам; ж, з, н, о, п и р - последовательное присоединение к трубопроводам

При теплоносителе паре применяется только параллельная схема обвязки калориферов трубопроводами.

Приведенные на рис. 19.12 схемы III обвязки многоходовых калориферов применяются только при теплоносителе воде и горизонтальном расположении трубок.

Одноходовые калориферы на паре и на воде можно устанавливать с вертикальным и горизонтальным расположением трубок.

Лекция №20 (2 часа)

Тема: «Организация воздухообмена в помещении»

1 Вопросы лекции:

1. Основы осуществления воздухообмена.

2. Закономерности истечения свободных струй.

3. Воздушный приток в зоне действия всасывающего отверстия.

4. Воздухораспределение в производственных помещениях.

2 Литература.

2.1 Основная

2.1.1 Амерханов Р.А., Драганов Б.Х. Теплотехника.- М.: Энергоатомиздат, 2006.– 432 с.

2.1.2 Каледина Н.О. Вентиляция производственных объектов: учебное пособие [электронный ресурс] / Н.О. Каледина, - М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2008 г. – режим доступа: http://www.knigafund.ru/books/122685

2.2 Дополнительная

2.2.1 Свистунов В.М., Пушняков Н.К. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха объектов агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства. – СПб.: Политехника, 2007. – 423 с.

2.2.2 Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006. – 472 с.

2.2.3. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование./ Под ред. проф. Б.М. Хрусталева – М.: Издательство АСВ, 2007. – 784 с.

2.2.4 Свистунов В.М., Пушняков Н.К. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха объектов агропромышленного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства. – СПб.: Политехника, 2007. – 423 с.