- •Министерство сельского хозяйства рф
- •Раздел 1
- •1.2. Теплотехнические требования к условиям обитаемости
- •Глава 2 Источники энергии
- •2.1. Невозобновляемые источники энергии
- •2.2. Возобновляемые источники энергии
- •2. 4. Блок – схема ветроэнергетической установки:
- •2.5. Ветроэлектрическая установка
- •Глава 3 Основы воспламенения и горения химических топлив
- •3.1. Кинетика процессов горения
- •3.2. Воспламенение топлив
- •3.3. Горение гомогенных топлив
- •3.4. Горение гетерогенных топлив
- •3.5. Понятие о детонационном горении
- •Глава 4 Преобразователи энергии химических топлив
- •4.1. Виды преобразователей энергии и их характеристики
- •4. 2. Котельные установки
- •4.3. Паровые и водогрейные котлы
- •4.4. Воздухонагреватели
- •Раздел II Теплоснабжение сельскохозяйственных сооружений
- •Глава 5 Тепловые сети и тепловые пункты
- •5.1. Тепловые сети
- •5.2. Тепловые пункты
- •Глава 6 Отопление и горячее водоснабжение
- •6.1. Системы отопления
- •Циркуляцией теплоносителя:
- •6.2 Общие сведения о горячем водоснабжении
- •Разводкой системы горячего водоснабжения:
- •Раздел III
- •7.2. Вентиляторы и их характеристики
- •7.3. Расчет систем вентиляции
- •7.4. Подбор вентиляторов
- •Глава 8 Системы кондиционирования
- •8.1. Назначение и виды систем кондиционирования
- •8.2. Процессы обработки воздуха в кондиционерах
- •8. 3. Кондиционеры
- •А.Т. Манташов теплотехника
- •Часть II
- •Теплотехническое обеспечение обитаемости
8. 3. Кондиционеры
В СКВ кондиционер выполняет основную функцию – осуществляет подготовку воздуха для объектов обитания: фильтрацию воздуха, его подогрев или охлаждение, осушку или увлажнение, ионизацию воздуха, его очистку от запахов и микроорганизмов. Промышленностью выпускаются кондиционеры разнообразной конструкции и различного предназначения. На рис. 8.5 изображена одна из схем блочного центрального прямоточного кондиционера.
Рис. 8.5. Схема кондиционера:
1 – фильтр; 2 – калорифер первичного подогрева; 3 – теплообменник для охлаждения воздуха; 4, 7, 9 – вентили; 5 – форсуночная головка мелкодисперсного распыла;
6 –поддон; 8 – камера орошения; 10 - форсуночная головка крупнодисперсного распыла; 11 - калорифер вторичного подогрева; 12 – озонатор; 13 – ионизатор
Включение в конструкцию кондиционера того или иного блока, его типа определяются требованиями к качеству воздуха в объекте обитания. В предложенной схеме очистка воздуха в фильтре 1 возможна по одному из способов, рассмотренных в п. 8.2.1. Для первичного нагрева воздуха в большинстве случаев используются электрокалориферы. При необходимости охлаждения воздуха можно использовать несколько принципов получения низких температур. На рис. 8.5 показан блок с испарителем паровой компрессорной холодильной машины. ПКХМ в таком варианте устанавливается в непосредственной близости к кондиционеру или в одном корпусе с ним. В кондиционерах с рециркуляцией воздуха после блока 3 устанавливают камеру смешения подаваемого и рециркулируемого воздуха. Для влажностной обработки в рассматриваемой схеме использована камера орошения, как наиболее используемая в центральных кондиционерах. Здесь для увлажнения воздуха предназначена форсуночная головка 5. Форсунки впрыскивают мельчайшие капельки воды по направлению движущегося воздуха. Капли испаряются и влагосодержание воздуха увеличивается. По сигналу блока управления СКВ подача воды к форсуночной головке регулируется вентилем 4. Осушка воздуха при использовании камеры орошения проводится также водой. К форсуночной головке крупнодисперсного распыла 10 через автоматически управляемый вентиль 9 подается вода с температурой ниже температуры точки росы обрабатываемого воздуха. Крупные капли воды выбрасываются навстречу потоку воздуха. На поверхностях капель конденсируются водяные пары из воздуха, влагосодержание которого при этом уменьшается. Масса капель увеличивается и они падают в поддон 6. Блоки 12 и 13 применяются в кондиционерах СКВ для объектов с повышенными требованиями к качеству воздуха, например, в операционных отделениях больниц.
На рис. 8.6 показан вид центрального кондиционера с рециркуляцией типа КТ (кондиционер типовой). Он состоит из унифицированных типовых секций и смонтирован вместе с вентилятором и входным блоком.
Рис. 8.6. Компоновка центрального кондиционера типа КТ:
1 – канал входа; 2 – входной клапан; 3 – камера предварительной обработки воздуха; 4 – фильтр; 5- калорифер первичного подогрева; 6 – теплообменник охлаждения воздуха; 7 – камера рециркуляции; 8 – камера орошения; 9 – калорифер вторичного подогрева; 10 – ионизатор; 11 – фильтр удаления запахов; 12 –гибкая вставка; 13 – вентилятор; 14 – виброаммортизаторы
Центральные кондиционеры, как правило, имеют горизонтальное расположение секций и требуют для своей установки больших площадей.
В отличие от центральных местные кондиционеры поставляются заводами готовыми к установке и имеют, как правило, шкафную (вертикальную) иди навесную конструкцию. Размещаются местные кондиционеры внутри объекта либо на наружной его стене.
Отечественная промышленность выпускает местные кондиционеры с максимальной подачей по воздуху 10 000 м3/ч. Наличие встроенных вентиляторов, развивающих высокие давления, позволяет применять местные, кондиционеры даже для небольшой сети воздуховодов..
Для тепловлажностной обработки воздуха в местных кондиционерах в основном применяются электрокалориферы и паровые компрессорные холодильные машины.
Местные кондиционеры подразделяются на автономные и неавтономные. Автономные имеют встроенную холодильную установку и электрический нагреватель, а неавтономные требуют подвода тепла и холодоносителя от внешних источников. На рис.8.7 представлен шкафный автономный кондиционер KB 1-17, выпускаемый домодедовским заводом «Кондиционер». Он предназначен для обслуживания помещений постов управления, вычислительных центров, лабораторий, комнат отдыха и пр. В нем можно очищать от пыли и охлаждать свежий наружный и рецуркуляционный воздух, понижать его влажность и поддерживать заданную температуру.
Кондиционер представляет собой вертикальный шкаф, состоящий из металлического корпуса 5 со съемными панелями.
В нижнем отсеке кондиционера расположен компрессор ПКХМ, которым хладагент прокачивается через конденсатор 2, терморегулирующий вентиль 10 и испаритель 8. Атмосферный воздух очищается в фильтре 9 и охлаждается, омывая испаритель. Вентилятором 6 обработанный воздух подается потребителю. Если охлаждение проводится до температуры ниже точки росы воздуха, то конденсат собирается в водосборнике 3 и удаляется в канализацию. При необходимости нагрева воздуха используется электрокалорифер 4.
Управление работой кондиционера осуществляется с панели 7.
с панели 7.
На рис. 8.8 приведена схема неавтономного кондиционера типа КНУ 12.
Унифицированные неавтономные кондиционеры типа КНУ, обеспечивающие диапазон подачи по воздуху от 2500 до 18000 м3/ч.
Кондиционер выполнен в виде шкафа со съемными щитками и состоит из двух секций. В одной секции смонтированы малогабаритный диаметральный вентилятор 10 , калорифер второго подогрева 9, сепаратор 8 и насос 7. В другой секции установлены патрубки 1 наружного и рецуркуляционного воздуха, фильтр 2 для очистки воздуха от пыли, калориферы первого подогрева 3, поверхностный орошаемый воздухоохладитель 5, поддон с фильтром 6 для воды и переливным устройством. В этом кондиционере теплоноситель для нагрева воздуха в теплообменниках подается от какого либо теплогенератора, расположенного вне. Орошаемый воздухоохладитель есть не что иное, как испаритель ПКХМ, которая также расположена вне кондиционера. Такого типа кондиционеры можно использовать круглогодично. Их размещают в помещении вместе с теплогенераторов холодильной машиной.
Широкое распространение получило использование кондиционированного воздуха в салонах транспортных средств: самолетах, судах, пассажирских вагонах, автомобилях и т.п. Промышленностью выпускается большое разнообразие местных автономных и неавтономных кондиционеров. На рис.8.9 приведена схема автомобильного неавтономного кондиционера. Здесь воздух вентилятором 6 нагнетается в салон через испаритель 4, где он и охлаждается. Далее по потоку устанавливается теплообменник, нагревающим теплоносителем в котором является охлаждающая жидкость двигателя. В данном кондиционере не предусматривается влажностная обработка воздуха, его ионизация, удаление запахов и микроорганизмов. Нагрев или охлаждение воздуха осуществляется по программе компьютера.
Рис. 8.9. Кондиционер салона автотранспортного средства:
1 – компрессор ПКХМ; 2 – пусковое реле; 3 – пульт управления; 4 – испаритель ПКХМ; 5- датчик температуры в салоне; 6 – диаметральный вентилятор; 7 – компьютор; 8 - датчик температуры в вне салона; 9 – датчик температуры хладагента после конденсатора; 10 – конденсатор
Библиографический список
1. Алексеев Г.Н. Общая теплотехника. Г. Н. Алексеев. – М.: Высш. шк.,
1980. – 552 с.: ил.
2.Амерханов Р.А. Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства. Р.А. Амерханов, А.С. Бессараб, Б.Х. Драганов, С.П. Рудобашта,
Г.Г. Шишко. /Под ред. Б.Х. Драганова. – М.: Колос-Пресс, 2002. – 424 с.: ил.
3. Драганов Б.Х. Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве. Б.Х. Драганов А.В. Кузнецов, С.П. Рудобашта. – М.: Агропромиздат, 1990. – 463 с.: ил.
4. Кузнецов А.В. Основы теплотехники, топливо и смазочные материалы. А.В. Кузнецов, С.П. Рудобашта, А.В. Симоненко – М.: Колос, 2001. –
: ил.
5. Манташов А.Т. Теплотехника ч. I. Термодинамика и теплопередача. А.Т. Манташов. – П.: ПГСХА, 2009. – 184 с.: ил.
6. Манташов А.Т. Основы термодинамики и теплопередачи. Учебное пособие. А.Т. Манташов. – П.:МО РФ, 2000. - 326 с.: ил.
7. Оболенский Н.В. Холодильное и вентиляционное оборудование. Н.В. Оболенский, Е.А. Денисюк – М.: КолосС, 2006. –248 с.: ил.
8. Системы жизнеобеспечения обитаемых защитных сооружений. Учебное пособие. /И.А. Овручский. П.:МО СССР, 1980. – 388 с.: ил.
9. СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Нормы проектирования. М.: ЦИТП, 1991.
10. Справочник по теплоснабжению сельскохозяйственных предприятий. /В.В. Уваров и др. М.: Колос, 1983 – 320 с.: ил.
11.Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. /Под ред. Б.М. Хрусталева – М.: Изд-во АСВ, 2010. – 784 с.: ил.
12. Теплоэнергетика и теплотехника: Справочник. /Под общей ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. М.: Энергия, 1980. – 530 с.: ил.
13. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания. Справочник. / В.Е Алемасов, [и др.]; под ред. Академика В.П. Глушко. Т.3. М.: АН СССР, 1973. – 623 с.
14.Тихомиров К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция.
К.В. Тихомиров. М.: Стройиздат, 1981. – 272 с.: ил.
П р и л о ж е н и е
Таблица 1 – Нормируемые оптимальные параметры воздуха в рабочей зоне
Помещения и здания |
Категория работы |
Холодный и переходный периоды года, t100С |
Теплый период года , t100C | ||||
Температура, 0С |
Относительная влажность, % |
Скорость, м/с |
Температура, 0С |
Относительная влажность, % |
Скорость м/с | ||
Производственные |
Легкая |
18…21 |
— |
0,2 |
22…25 |
— |
— |
Средней тяжести |
16…18 |
60…40 |
0,3 |
20…23 |
60…40 |
0,3 | |
Тяжелая |
14…16 |
— |
0,3 |
17…20 |
— |
— | |
Жилые и общественные |
— |
19…21 |
60…40 |
0,3 |
22…25 |
60…40 |
0,3 |
Таблица 2 – Выделение людьми теплоты, влаги и углекислого газа
Физическая нагрузка |
Темпера- тура,0С |
Выделение теплоты, Вт |
Выделение влаги, г/ч |
Выделение СО2, г/ч |
Спокойное состояние |
15 |
146 |
40 |
30 |
20 |
122 |
45 |
30 | |
25 |
99 |
50 |
30 | |
30 |
93 |
75 |
30 | |
35 |
93 |
80 |
30 | |
Легкая Физическая работа |
15 |
174 |
80 |
40 |
20 |
163 |
105 |
40 | |
25 |
151 |
150 |
40 | |
30 |
151 |
180 |
40 | |
35 |
151 |
200 |
40 | |
Работа Средней тяжести |
15 |
210 |
110 |
55 |
20 |
204 |
140 |
55 | |
25 |
198 |
185 |
55 | |
30 |
198 |
230 |
55 | |
35 |
198 |
280 |
55 | |
Тяжелая Физическая работа |
15 |
291 |
185 |
70 |
20 |
291 |
240 |
70 | |
25 |
291 |
300 |
70 | |
30 |
291 |
360 |
70 | |
35 |
291 |
420 |
70 |
Таблица 3 – Параметрам воздуха внутри помещения для содержания животных
Группы животных |
t, 0C |
φ, % |
с, м/с |
Коровы дойные |
15…12 |
70 |
0,5 |
Телята всех возрастов |
10…5 |
70 |
04 |
Скот на откорме |
10…8 |
70 |
0,5 |
Поросята - отъемыши |
22…18 |
70 |
0,2 |
Подсосные матки |
22…18 |
70 |
0,15 |
Свиньи для откорма |
20…14 |
75 |
0,3 |
Овцы |
10…14 |
60 |
0,8 |
Ягнята |
15…18 |
65 |
0,4 |
Кролики |
10…15 |
60…80 |
0,2 |
Таблица 4 – Параметрам воздуха внутри помещения для содержания птицы
Группы птиц |
t, 0C |
φ, % |
с, м/с | ||||
Взрослые птицы |
Куры |
12…16 |
60…70 |
0,5 | |||
Индейки |
12…16 |
60…70 |
0,6 | ||||
Утки |
7…14 |
70…80 |
0,7 | ||||
Гуси |
10…16 |
70…80 |
0,8 | ||||
Молодняк птицы |
Куры от1 до 30 дней. |
22…24 |
60…70 |
0,5 | |||
Куры от 31 до 60 дней. |
18…20 |
60…70 |
0,5 | ||||
Куры от 61 до 150 дней. |
14…16 |
60…70 |
0,5 | ||||
Куры от 151 до 210 дней. |
14…16 |
60…70 |
0,5 | ||||
Индейки от 1 до 20 дней |
22…24 |
60…70 |
0,5 | ||||
Индейки от 21 до 120 дней |
18…20 |
60…70 |
0,5 | ||||
Индейки от 121 до 180 дней |
16…20 |
60…70 |
0,5 | ||||
Утки от 1 до 10 дней |
20…22 |
65…75 |
0,5 | ||||
Утки от 11 до 30 дней |
18…20 |
65…75 |
0,5 | ||||
Утки от 31 до 55 дней |
14…18 |
65…75 |
0,5 | ||||
Гуси от 1 до 20 |
20…22 |
66…75 |
0,5 | ||||
Гуси от 21 до 65 |
18…20 |
66…75 |
0,5 | ||||
Гуси от 66 до 150 |
15…18 |
70…80 |
0,5 |
Таблица 5 – Выделение теплоты, влаги и углекислого газа животными
Группы животных |
Масса, кг |
Теплота, кДж/ч |
Влага, г/ч |
Углекислый газ, л/ч |
Коровы стельные, нетели |
300 400 |
2780 3300 |
319 380 |
100 118 |
Коровы лактирующие |
400 600 |
3520 4510 |
404 505 |
126 158 |
Волы откормочные |
600 1000 |
5220 7420 |
599 846 |
187 264 |
Телята |
50 100 200 |
800 1550 2480 |
92 117 265 |
28 55 89 |
Свиньи взрослые |
100 300 |
1360 2320 |
153 267 |
47 83 |
Свиноматки с поросятами |
100 200 |
2440 3220 |
282 370 |
87 114 |
Поросята- отъемыши |
20 40 |
505 706 |
60 81 |
18 27 |
Откормочный молодняк |
60 120 |
930 1320 |
107 151 |
33 47 |
Таблица 6 – Выделение теплоты, влаги и углекислого газа животными
Группы птиц |
Масса, кг |
Теплота, кДж/ч |
Влага, г/ч |
Углекислый газ, л/ч |
Куры яичных пород |
1,5…1,7 |
34,6 |
4,50 |
1,54 |
Куры мясных пород |
3,0…3,5 |
29,6 |
3,75 |
1,44 |
Цыплята в возрасте 5…9 нед. |
0,55…1,4 |
40,4 |
3,30 |
1,74 |
Цыплята-бройлеры 5…9 нед. |
1,4…2,2 |
44,4 |
3,75 |
1,85 |
Индейки |
6…7 |
24,6 |
4,20 |
1,32 |
Утки |
3,5 |
39,4 |
5,70 |
1,11 |
Гуси, |
5…6 |
14,6 |
3,00 |
1,00 |
Таблица 7 – Комфортные условия и кратность воздухообмена
в объектах обитания человека
Объект обитания |
Темпера- тура, 0С |
Относительная влажность, % |
Кратность воздухо- обмена на 1 чел. |
Жилые комнаты |
20…22 |
60 … 70 |
3…5 |
Офисы |
19…21 |
50 … 60 |
4…6 |
Учебные аудитории |
18…21 |
50 … 60 |
3…6 |
Клубные помещения |
19…21 |
50 … 60 |
8…10 |
Спальные помещения |
20…22 |
50 … 60 |
2…4 |
Столовые, магазины |
18…20 |
65 … 75 |
8…12 |
Душевые, бани |
25…28 |
75 … 85 |
5…10 |
Туалеты (бытовые) |
21…23 |
65 … 75 |
10…15 |
Курительные комнаты |
17…19 |
55 …65 |
8…12 |
Гаражи, мастерские |
18…20 |
65 … 75 |
6…10 |
Пассажирские вагоны |
19…21 |
50 … 60 |
3…6 |
Салоны автобусов |
18…20 |
50 … 60 |
4…8 |
Салоны воздушных судов |
19…21 |
50 … 60 |
5…10 |
Кабины автомобилей, комбайнов |
18…20 |
60 … 70 |
3…5 |
Таблица 8 – Оптимальные условия для содержания животных и птицы
Фермы |
Темпера- тура, 0С |
Относительная влажность, % |
Кратность возду- хообмена | |
Фермы КРС |
Коровы лактирующие |
12…15 |
70 |
3 … 5 |
Откормочное отд. |
8…10 |
70 |
2 … 4 | |
Свино- фермы |
Свиноматки |
13…19 |
75 |
4 … 6 |
Откормочное отд. |
14…20 |
75 |
3 … 5 | |
Птицефермы |
Куры несушки |
12…16 |
60…70 |
10 … 12 |
Куры бройлеры |
14…18 |
60…70 |
7 … 9 | |
Гуси |
10…15 |
70…80 |
6 … 8 | |
Утки |
7…10 |
70…80 |
6 … 8 | |
Молодняк птицы |
18…22 |
65…70 |
10 … 12 |
Рис. 1. Схема вентиляции коровника:
1 – вытяжная шахта; 2 – приточные воздуховоды; 3 – вентиляционная камера.
Рис. 2. Схемы вентиляции свинарника:
а) откормочное помещение; б) свиноматочное помещении; 1 – вытяжные шахты; 2 – приточные воздуховоды; 3 – вентиляционная камера; 4 – дифлектор.
Рис. 3. Схемы вентиляции в птицеводческих помещениях:
А – «сверху и снизу – вниз и вверх»; б – «сверху – вниз и вверх»;
Рис. 4. Конструкции воздушных каналов и воздуховодов:
а – естественная вытяжная безканальная вентиляция; б – дифлектор; в – потолочный вытяжной канал; г – цокольный вытяжной канал.
Таблица 8 – Значения коэффициентов местных сопротивлений
для некоторых фасонных частей воздуховодов
Таблица 9 – Характеристики некоторых типов фильтров
Марка фильтра |
Тип фильтра |
Воздушная нагрузка, м3/(м2
|
Сопротиление, Па |
Пылеемкость, г/м2 |
Начальная запылен- ность, мг/м3 |
Способ регене- рации |
Кд, КТ |
Пористый, смоченный |
(6…7) 103 |
80 |
– |
0,5…1,0 |
Промывка |
КдМ |
Проволочный, масляный |
(6…7) 103 |
80 |
10% от массы масла |
0,5…1,0 |
Замена масла |
ФШ, ФяР* |
Ячейковый, смоченный |
(6…8) 103 |
60 |
2300 |
1,0…3,0 |
Промывка с содой |
ФРУ |
Волокнистый, рулонный |
(8…10)103 |
60 |
450 |
0,5…1,0 |
Смена материала |
ФяУ* |
Волокнистый, ячейковый |
(6…7) 103 |
40 |
570 |
4,0…6,0 |
Смена материала |
ФРП |
Волокнистый, рулонный |
(5…9) 103 |
100 |
1000 |
4,0…6,0 |
Пневматичес- кая очистка |
ФяП* |
Губчатый |
(6…7) 103 |
70 |
350 |
0,3…0,5 |
Смена материала |
ЭФ-2 |
Электрические |
(7…8) 103 |
10…50 |
1500 |
2,0…10,0 |
Промывка водой |
__________________________
* Унифицированные фильтры Фя поставляются со следующим заполнением:
ФяР – 12 гофрированных металлических сеток;
ФяВ – 12 гофрированных винипластовых сеток;
Фя У – упругий волокнистый фильтрующий материал;
ФяП – модифицированный пенополиуретан.
Рис. 5. Диаграмма id – влажного воздуха