Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лекция №23_
Энергосбережение в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.
ВЕНТИЛЯЦИЯ
Вентиляция предназначена для обеспечения допустимых оптимальных параметры воздуха в помещениях.
Основные требования, к состоянию воз душной среды в производственных помеще ниях приведены в справочных таблицах (Т-тех. Спр. Т.2)
В производственных и общественных помещениях могут осуществляться ВРЕДНЫЕ ВЫДЕЛЕНИЯ – это ВЛАГОВЫДЕЛЕНИЯ, ИЗБЫТОЧНЫЕ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ, ПЫЛЕВЫДЕЛЕНИЯ, ГАЗОВЫДЕЛЕНИЯ. Различают местную и общую для всего помещения (общеобменную) вентиляцию.
Запыленный воздух, удаляемый местными отсосами перед выбросом его в атмосферу обычно очищается в пылеуловителях для снижения концентрации в нем пыли до значений С, мг/м3
Для V >15 тыс. м3/ч С = 100*К
Для V <=15 тыс. м3/ч С = (160-V)*К
Где V - объем удаляемого воздуха в тыс. м3/ч;
К – коэффициент, зависящий от предельно допустимой концентрации пыли в воздухе в рабочей зоне помещения Спред
Спред 2 и менее 2 – 4 4 – 6 6 и более
К 0,3 0,6 0,8 1,0
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОГО КОЛИЧЕСТВА ВОЗДУХА
ДЛЯ ОБЩЕОБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
Расход вентиляционного воздуха опре деляют по количеству вредных выделений в помещении.
В ряде случаев при невозможности оп ределить количество вредностей вентиляци онный воздухообмен определяют по справочникам по вентиляции.
Необходимый воздухообмен определятся по соответствующим формулам:
- при избыточных тепловыделениях
;
- влаговыделениях
;
- газовыделениях
;
Vm =m*Vпом;
ОБЩЕОБМЕЕШАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ПРИТОЧНО-ВЫТЯЖНАЯ
ВЕНТИЛЯЦИЯ
Организация воздухообмена в помеще ниях с вредными выделениями определяется в соответствии с характером выделяемых вредностей по таблицам.
В зимний период при отрицательном тепловом балансе, когда суммарные тепло выделения в помещении меньше теплопотерь, количество приточного воздуха должно компенсировать количество воздуха, удаляемого вытяжной вентиляцией, или разность количества воз духа, удаляемого местными отсосами и по даваемого местной приточной вентиляцией.
Компенсация недостающего тепла SQнед осуществляется за счет подогрева приточного воздуха до температуры tпр, причем
tпр =tв + Dt, где tв — температура воздуха в помещении, °С.
Величина Dt определяется из следую щих выражений:
если в помещении нет местной приточной вентиляции
Dt = SQнед/ (св*SQвыт),0С
Где Св – теплоемкость воздуха, кДж/(кг.град);
SQвыт – суммарный массовый расход воздуха, удаляемого местными отсосами, кг/c.
АЭРАЦИЯ
Аэрация – естественный организованный воздухообмен через открывающиеся проемы (фрамуги и вентиляционные фонари).
Аэрация цехов в летнее время широко применяется на предприятиях различных отраслей промышленности. Зимой аэрация может быть применена в цехах с избытка ми тепла, достаточными для подогрева все го расчетного количества воздуха.
Подача приточного воздуха осуществ ляется через открывающиеся проемы:
а) летом — на уровне 1,0—1,5 м от по ла до низа проема;
б) зимой — на уровне 5—6 м от пола до низа проема.
Рис. 12-11. Схема аэрации однопролетного цеха.
Исходными уравнениями для расчета аэрации цехов являются:
а) уравнение баланса воздухообмена
Gпр = Gвыт, кг/с:
б) уравнение баланса тепла
Gпр = Qизб/(1000*(tв-tн)),кг/с
в) уравнение массового расхода возду ха Gпр при истечении его через отверстие, имеющее площадь F, м2
где Gпр и Gвыт — количество воздуха, по ступающее и выходящее из помения,кг/с;
Qизб — избыточное количество тепла в помещений,
tв — tн —температуры воздуха, выходящего и поступающего в помещение,
m- коэффициент расхода при истечении, принимаемый равным 0,60 – 0,65,
r - плотность воздуха в исходном состоянии,кг/м3,
Dp - разность давлений по обе стороны проема,Па.
МЕСТНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ.
Воздушные завесы.Воздушные завесы с подогревом возду ха устраивают у ворот, дверей и технологи ческих проемов отапливаемых зданий, рас положенных в районах с расчетной темпе ратурой наружного воздуха для холодного периода года минус 15° С и ниже, когда исключена возможность устройства шлюзов и тамбуров.
В задачу расчета воздушных завес вхо дят определение температуры воздуха, по даваемого в завесу, и его расхода.
Для практических расчетов можно оп ределять температуру воздуха tа, подавае мого воздушной завесой, по формуле [4]
tз = tн+1,8*(tcм - tн). 0С,
где tн — расчетная температура наружного воздуха для отопления, °С; tcм — темпера тура смеси воздуха наружного и выходяще го из завесы в районе ворот, °С.
Производительность завесы зависит от количества воздуха, проходящего через во рота внутрь здания, и определяется из уравнения истечения.
Для зданий без фонарей и верхнего света при tcм=16°С и температуре воздуха в рабочей зоне tР.3 = 16°С количество воз духа Gз, подаваемого одним стояком воз душной завесы (рис. 12-12), определяется по табл. 12-37.
Рис 1-1. Воздушная тепловая завеса и ее стояк.
5- диффузор, 6- калорифер, 7 – направляющие лопатки.
Общий расход тепла Q3 на воздушную завесу определяют по формуле
QЗ = 1000*Срв.Gз (t - tнач), Вт,
где G3 — количество воздуха, подаваемого завесой, кг/с; t3 — температура воздуха, по даваемого завесой, °С; tнач— температура воздуха, поступающего к калориферам воз душной завесы, °С; Срв — теплоемкость воз духа, кДж/(кг*°С).
Подробнее о расчете воздушных завес см. [2, 4, 15,27]. Воздушные завесы должны обеспечить расчетную температуру воздуха на рабочих местах, в соответствии с нормами СН-245-71
Примечание. Для раздвижных ворот ко личество воздуха следует умножить на коэф фициент 1,25.
На рис. 1-1 приведен общий вид бо ковой двусторонней завесы и ее стояка.
Воздушные души. Воздушные души применяют на рабочих местах производственных помещений; при интенсивном облучении (более 350 Вт) ра ботающих; при температуре воздуха на ра бочем месте выше нормированной и при открытых производственных процессах с токсичными выделениями.
Температуры и скорости движения воз духа, обеспечиваемые в рабочем месте душирующими установками, приведены в. табл. 12-38, см. также [15, 18].
Расчет воздушных душей сводится к определению диаметра душевого патрубка и параметров выходящего из него воздуха.
Расчетные зависимости для воздушных душей:
Сх/Со = (tx – toкp)/(to – tокр),
где Со — средняя (по расходу) скорость воздуха, выходящего из душевого патруб ка, м/с; Сх — то же на рабочем месте, м/с; tо — температура воздуха, выходящего из патрубка, °С; tх — то же на рабочем месте, °С; toкр — температура окружающей среды, °С;
Таблица
|
Темпера тура наружного воздуха для расчета отопления, °С |
Распашные ворота размером ВХН, м |
||||
|
2X2,4 |
3X3 |
3X4 |
4X3,6 |
4X4,2 |
|
|
-15 |
6800 |
13 500 |
19 000 |
25 000 |
31000 |
|
—20 |
7100 |
14 500 |
21 000 |
27 000 |
33 000 |
|
—25 |
7500 |
15 500 |
22 000 |
28 000 |
36 000 |
|
—30 |
8800 |
17 000 |
24 000 |
33 000 |
42 000 |
|
—35 |
9400 |
18 000 |
26 000 |
35 000 |
44 000 |
|
-40 |
10000 |
19 500 |
27 000 |
38 000 |
47 000 |
Таблица 12-38
Нормы температуры tХ и скоростей движения сх воздуха при воздушном душировании [17]
|
Периоды года |
Категории работы |
При тепловом излучении |
|||||||||
|
От 350 до 700 Вт/м2 |
более 700 до 1400 Вт/м2 |
более 1400 до 2100 Вт/м* |
более 2100 до 2800 Вт/м2 |
2800 Вт/м8 и более |
|||||||
|
tx 0С |
сх, м/с |
tх, °С |
Cx, м/с |
tх, °С |
сх, м/с |
tх, °С |
сх, м/с |
tх, °С |
Сх, м/с |
||
|
Теплый (температу ра наружного возду ха + 10° С и выше) Холодный и пере ходной (температура наружного воздуха ниже +10° С) |
Легкая Средней тяжести Тяжелая Легкая Средней тяжести Тяжелая |
22—24 21—23 20—22 22—23 21—22 20—21 |
0,5—1,0 0,7—1,5 1,0—2,0 0.5—0,7 0,7—1,0 1,0—1,5 |
21—23 20—22 19 -21 21—22 20—21 19—20 |
0,7—1,5 1,5—2,0 1,5—2,5 0,5—1,0 1,0—1,5 1,5—2,0 |
20—22 19—21 18—20 20—21 19—20 18—19 |
1,0—2,0 1,5—2,5 2,0—3,0 1,0—1,5 1,5—2,0 2,0—2,5 |
19—22 18—21 18—19 19—22 19—21 18—19 |
2,0—3,0 2,0—3,5 3,0—3,5 1,5—2,0 2,0—2,5 2,5—3,0 |
19-20 18—19 18-19 19—22 19—21 18—19 |
2.5-3,5 3,0-3,5 3,0—3,5 1.5—2,0 2,0-2,5 2,5-3,0 |
Примечания: 1. Интенсивность теплового излучения, указанная в таблице, определяется как средняя в течение 1 ч.
2. Направление воздушной струи при воздушном душировании рекомендуется предусматривать.
как правило, на облучаемую поверхность тела.
КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА
ТЕРМОВЛАЖНОСТНЫЙ БАЛАНС ПОМЕЩЕНИЙ
Для расчетов систем кондиционирова ния воздуха составляются балансы тепло ты и влаги в помещениях для теплого, хо лодного и переходного периодов года.
Воздух, подаваемый в помещение, дол жен отвести избыточную теплоту Q и влагу W.
Величина е = Q/W = Dh/0,001Dd называ ется тепловлажностным отношением или угловым коэффициентом процесса измене ния состояния воздуха. Здесь Q и W — ко личества теплоты и влаги, воспринятые воздухом или отданные им;
- Dh и Dd изменения энтальпии и влагосодержания воздуха.
В общем случае выражение для е определяется в зависимости от теплоты, выделяемой в поме щении технологическим оборудованием, людьми и другими источниками, потерями теплоты наружными ог раждениями помещения, количе ством влаги, испарившейся со смоченной по верхности, ко личеством пара, выделяющегося в помеще ние через неплотности трубопроводов, от технологического оборудования и по дру гим причинам.
Количество воздуха, подаваемо го кондиционером, определяется в зависимости от вредных выделений в помещении.
Для определения температуры приточ ного воздуха задаются разностью температур воздуха в помещении и пода ваемого извне.
В зависимости от типа устройства для выпуска воздуха и характера помещений значение разности температур воздуха принимают равным от 4 до 17 0С. В местных и автономных кондицио нерах это значение принимают равным 10—12 °С.
ЦЕНТРАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
Центральные кондиционеры собираются из типовых секций; последние подразделя ются на рабочие (секции фильтров, каме ры орошения, подогрева, приемные, про ходные воздушные клапаны, сдвоенные клапаны и вентиляторные установки) и вспомогательные (смесительные, поворот ные, промежуточные и переходные секции к вентилятору).
Фильтры масляные самоочищающиеся предназначены для очистки воздуха от пы ли при его запыленности до 10 мг/м3. При более высокой запыленности фильтры при меняются в качестве второй ступени очист ки. Технические данные масляных самоочи щающихся фильтров приведены в специальных таблицах.
Секции подогрева применяются для по догрева воздуха горячей водой с темпера турой до 150 °С или паром с избыточным давлением до 0,6 МПа. Секции компонуют из базовых теплообменников. Последние изготовляются одно-, двух- и трехрядными (по числу рядов нагревательных элемен тов) высотой 1 и 1,5 м. Нагревательные элементы выполняются из оцинкованных труб со спирально-навивной стальной лентой.
Проверочные тепловые расчеты секций подогрева производятся аналогично расче там калориферов систем вентиляции (см. § 5.3).
Камеры орошения представляют собой устройства, в которых происходит термо-влажностная обработка воздуха разбрыз гиваемой водой для сообщения ему задан ных температуры и влажности.
Отечественными заводами выпускаются двухрядные камеры орошения на номинальную производительность 10, 20, 40, 60, 80, 120, 160, 200 и 250 тыс. м3/ч.
Для распыления воды в камере приме няются латунные или пластмассовые цент робежные тангенциальные форсунки.
Поверхностные воздухоохладители цен тральных кондиционеров предназначены для работы на хладоносителе — воде; но минальная производительность по воздуху 10, 20, 40, 60 и 80 тыс. м3/ч. Изготовляют ся из стальных труб с навитыми стальны ми ребрами. Секции охладителей выполня ются с коридорным расположением труб, трех-, четырехрядными с противоточно-перекрестным и перекрестным движением воздуха и хладоиосителя.
Промышленностью выпускаются неоро шаемые и орошаемые поверхностные воз духоохладители.
Орошаемые охладители состоят из од норядной форсуночной камеры, работаю щей на рециркуляционной воде, и поверх ностных теплообменников. Избыточное дав ление воды в теплообменниках должно быть не более 600 кПа, а перед форсунка ми— около 120—150 кПа. Скорость хладо иосителя в трубках воздухоохладителя принимают в пределах от 0,5 до 1,2 м/с.
Поверхностные воздухоохладители для кондиционеров типа КТ собираются из двух- и трехрядных базовых теплообмен ников (см. [18]).
УВЛАЖНЕНИЕ ВОЗДУХА ПАРОМ И МЕСТНОЕ ДОУВЛАЖНЕНИЕ
Увлажнение воздуха паром применяют в том случае, когда в помещении требует ся поддерживать высокую относительную влажность (ф>70 %).
Процесс изменения состояния воздуха в H-d - диаграмме при его увлажнении паром характеризуется тепловлажностным отно шением (угловым коэффициентом процес са)
е = Dh/0,001Dd = Нп,
где Нп — энтальпия пара, вводимого в воз душную среду, кДж/кг.
Местное доувлажнение осуществляется путем введения в воздух помещения тонко распыленной воды. Вода, разбрызгиваемая форсунками (или другими устройствами), полностью испаряется. Схема процесса до-увлажнения на Н – d -диаграмме характери зуется тепловлажностным отношением е = tВ, где tВ — температура разбрызгиваемой воды, 0С. При подаче холодной воды при нимают е = 0.
Распиливание воды осуществляется пневматическими форсунками или дисковы ми распылителями.
Схемы установки и характеристики рас пылителей см. [18, 20].
МЕСТНЫЕ КОНДИЦИОНЕРЫ
Автономные местные кондиционеры осу ществляют полную термовлажностную об работку воздуха. Для их работы необходи ма подводка электроэнергии (иногда во ды) и подсоединение к канализации. Не автономные кондиционеры требуют также подводки хладо- и теплоносителя.
По конструкции кондиционеры делятся на шкафные, оконные и подоконные.
Технические данные некоторых автоном ных и неавтономных кондиционеров домо дедовского машиностроительного завода «Кондиционер» приведены в табл. 5.50 и 5.51.
Местными кондиционерами с неполной обработкой воздуха являются эжекционные кондиционеры-доводчики типа КНЭ-У и местные подогреватели-охладители типа КНК.
Подробнее технические характеристики и конструктивное исполнение местных кон диционеров описаны в [13, 18, 20].
Рис. 1. Принципиальная схема холодоснабжения кондиционеров:
/ — камера орошения; 2 — бак теплой воды; 3 — испаритель; 4 —насос; / — напорный трубопровод; // — самотечный трубопровод; 111 — к шаровому клапану; IV — в дренажный бак; Ь\. — смеситель-вый трехходовой клапан
Для холодоснабжения систем кондицио нирования воздуха могут быть использо ваны естественные источники холода (во да артезианских скважин, холодных рек иозер, лед) и холодильные машины (ком прессионные, пароэжекторные и абсорбци онные). Последние получили наибольшее распространение в технике кондициониро вания воздуха.
На рис. 5.21 приведена принципиальная схема холодоснабжения кондиционеров.
В системах кондиционирования воздуха, как и в любых других вентиляционных установках, основными источниками шу мов являются вентиляторы, насосы, комп рессоры и электродвигатели; шум образу ется также при движении воздуха в кана лах, в приточных и вытяжных насадках.
Для борьбы с шумом следует ликвиди ровать причины, вызывающие шум и виб рации, и устанавливать глушители шума (звукоизоляцию, виброизоляцию). Меры по борьбе с шумом и вибрациями рассмотре ны в [20, 29, 30].
В системах кондиционирования воздуха регулируемыми параметрами являются температура, влажность, давление и ско рость движения воздуха. Описание схем и приборов автоматики кондиционирования воздуха приведено в [9, 18, 22].
PAGE 1