Подбор вентиляционного оборудования
Установки для организации механической вентиляции помещений по своему функциональному предназначению подразделяются на приточные, вытяжные и приточно-вытяжные. Поставляются потребителю в виде готовых моноблоков или в виде отдельных элементов, собираемых в установку на площадке монтажа.
Вытяжная установка (ВУ) предназначена для удаления из обслуживаемого помещения воздуха и в общем случае состоит из вентилятора, запорных и регулирующих устройств, фильтра и шумоглушителя, средств управления и автоматизации. При наличии вероятности образования конденсата во время эксплуатации на каком-либо элементе установки в состав ее вводятся устройства для сбора и отвода конденсата.
Приточная установка (ПУ) предназначена для приготовления и подачи в обслуживаемое помещение приточного воздуха и в общем случае состоит из вентилятора, фильтра, запорных и регулирующих устройств, шумоглушителя, воздухоподогревателя, средств управления и автоматизации. В редких случаях в состав ПУ включаются средства для испарительного охлаждения воздуха.
Приточно-вытяжная установка (ПВУ) представляет собой комплекс, состоящий из приточной и вытяжной установки, которые функционально связаны утилизатором теплоты уходящего воздуха. Схема такой установки с пластинчатым перекрестно-точным рекуперативным теплообменником- утилизатором теплоты уходящего воздуха и с рециркуляцией представлена на рис 2.11.
Приточные, вытяжные и приточно-вытяжные установки по месту расположения подразделяются на:
- внутренние (располагаются в технических или иных помещениях внутри здания),
- наружные (располагаются преимущественно на крышах зданий)
- подвесные (располагаются в подпотолочном пространстве)
Движение перемещаемых внутри установок потоков воздуха может быть вертикальным и горизонтальным. Некоторые производители на рынке вентиляционного оборудования представляют ПУ с Г-образной горизонтальной компоновкой функциональных блоков В ПВУ с горизонтальным движением потоков вытяжная и приточная часть вентиляционного оборудования могут представлять единый комплекс с расположением ПУ и ВУ в одну линию. Приточная и вытяжная установки в ПВУ могут иметь также ярусное (одна на другой) расположение и располагаться рядом в горизонтальной плоскости Во всех вариантах в ПВУ движение приточного и вытяжного воздуха может быть встречным и параллельным (спутным).
Различные компоновки воздухозаборных блоков ПУ и ВУ позволяют принимать перемещаемый воздух слева, справа, снизу, сверху, а также по линии расположения установки С вентиляторного блока воздух тоже может отводиться по любому из указанных направлений
Производители вентиляционного оборудования могут представить потребителю различные виды защитных покрытий и различную степень теплоизоляции панелей функциональных блоков
Фильтры
Воздушные фильтры представляют собой устройства для очистки приточного, а в ряде случаев и вытяжного воздуха.
Очистку приточного воздуха от пыли в системах механической вентиляции следует проектировать так, чтобы содержание пыли в подаваемом воздухе не превышало:
- ПДК в атмосферном воздухе населенных пунктов - при подаче его в помещения жилых и общественных зданий;
- 30% ПДК в воздухе рабочей зоны - при подаче его в помещения производственных и административно-бытовых зданий;
- допустимых концентраций по техническим условиям на вентиляционное оборудование и воздуховоды.
Степень очистки (эффективность) фильтра, %, определяется отношением количества уловленной пыли к количеству поступающей
Степень очистки воздуха определяется технологическими или санитарно-гигиеническими требованиями и устанавливается соответствующими нормативными документами.
Конструкция фильтра определяется характеристиками улавливаемой пыли и условиями эксплуатации. Для определения эксплуатационных характеристик фильтров проектными и эксплуатирующими организациями наряду с еще действующими требованиями и нормами РФ, РБ используются нормы европейского сообщества, например, EUROVENT 4/5 (Европейский комитет изготовителей вентиляционного и пневматического оборудования) и др. Основные характеристики воздушных фильтров приведены в табл. 2.25.
Классификация фильтров по наиболее употребляемым стандартам приведена в таблице 2 26 Перечисленные в таблице стандарты имеют довольно близкие параметры, характеризующие различные классы фильтров
В данном учебном пособии приводится методика подбора секции фильтрации (фильтра) для приточной установки, в которой использованы наиболее доступные для студентов материалы, приведенные в справочной литературе [19] В каждом конкретном факте подбора фильтра для очистки воздуха рекомендуется предварительно изучить требования нормативных документов, имеющийся опыт эксплуатации установок подобного класса, получить технические условия выбранного очистного устройства от производителя. В последнее время, ввиду того, что некоторые параметры фильтров представляют собой коммерческую тайну, выбор очистного устройства становиться невозможным без участия инженерных служб производителя оборудования.
В обязательном порядке следует учитывать, что в большинстве случаев фильтру тонкой очистки воздуха предшествует фильтр грубой очистки (1-я ступень), а в случае особо тонкой очистки воздуха предусматривается установка с трехступенчатой фильтрацией: фильтром грубой очистки (1-я ступень), фильтром тонкой очистки (2-я ступень) и собственно самим фильтром особо тонкой очистки (3-я ступень).
Фильтры грубой очистки применяются при невысоких требованиях к чистоте воздуха, предназначены для уменьшения запыленности воздуха, подаваемого в вентилируемые помещения с обычными требованиями, зашиты теплообменников, калориферов, оросительных камер, приборов автоматики от загрязнения.
Фильтры тонкой очистки применяются для тех же целей, что и фильтры грубой очистки, но удовлетворяют более жестким требованиям к чистоте воздуха. Их устанавливают в качестве второй ступени после более пыле- ёмких фильтров грубой очистки.
Фильтры особо тонкой очистки предназначены для поддержания в помещениях заданной в соответствии с технологическими требованиями чистоты воздуха и для помещений с высокими требованиями к чистоте воздуха (фармацевтическая, электронная, оптическая промышленность, медицинские операционные, реанимационные помещения и т.п.). Фильтры особо тонкой очистки устанавливаются после предварительной обработки воздуха в качестве второй или третьей ступени очистки.
Практически все фильтры крепятся на специальной раме. В качестве фильтровального материала служат:
- в фильтрах грубой очистки - металлизированные сетки, ткани из синтетических волокон;
- в фильтрах тонкой очистки - стеклоткань, иногда со специальной пропиткой, активированный уголь (фильтры с активированным углем и специальной пропиткой применяются для поглощения газов и паров токсичных веществ, которые не улавливаются другими фильтрами);
- в фильтрах особо тонкой очистки - клееное стекловолокно, клееная бумага из субмикрониых волокон, различные нетканые материалы. Замена фильтра или его регенерация осуществляется при превышении допустимой величины его аэродинамического сопротивления.
Теплообменники-утилизаторы
При проектировании систем вентиляции помещений целесообразно рассматривать вопрос использования вторичных тепловых ресурсов для подогрева воздуха в приточных установках. В этом случае в качестве вторичных источников теплоты рассматриваются:
- теплота воздуха, удаляемого системами общеобменной вентиляции, кондиционирования воздуха и местных отсосов;
- теплота потоков жидкостей и газов от технологических установок.
Во всех случаях необходимо оценивать экономическую целесообразность применения вторичных энергоресурсов для подогрева приточного воздуха (см. подраздел «Кондиционирование воздуха...») и возможность их технической реализации. Возможность утилизации теплоты нагретых газов и жидкостей может ограничиваться находящимися в их сосгаве агрессивными и взрывопожароопасными примесями, а также по санитарно- гигиеническим показателям.
Применяемые в вентиляции и кондиционировании воздуха утилизаторы теплоты удаляемого воздуха подразделяются на четыре типа:
- перекрестноточные и противоточные рекуперативные теплообменники пластинчатого типа;
- регенеративные теплообменники с вращающейся насадкой;
- теплообменники-утилизаторы с промежуточным теплоносителем;
- теплообменники-утилизаторы на тепловых трубках.
Эффективность работы теплообменников утилизаторов оценивается в
практике проектирования температурным коэффициентом эффективности Е. Для холодного периода
Представленный на схеме (рис. 2.14) пластинчатый перекрестноточный рекуперативный теплообменник утилизатор, оборудован поддоном для сбора конденсата и сепаратором для улавливания капель конденсата на выходе наружного и удаляемого воздуха. На входе приточного воздуха предусмотрена установка клапана, регулирующего расход наружного воздуха. Необходимость установки поддона и сепаратора в каждом конкретном случае определяется путем построения процессов утилизации теплоты, а в теплый период года - холода, в I-d диаграмме.
В теплообменниках-утилизаторах с вращающейся насадкой возможен обмен между удаляемым и приточным воздухом, однако он имеет самую высокую эффективность, е>0,83, изменение которой возможно путем изменения скорости вращения ротора.
Утилизаторы с промежуточным теплоносителем позволяют полностью исключить обмен между приточным и удаляемым воздухом. Они состоят из двух теплообменников газ-жидкость, соединяющей их трубопроводной системы и насоса. Применяются при раздельном размещении ПУ и ВУ или при утилизации теплоты технологических газов. Имеют самое низкое значение коэффициента эффективности, е<0,55. Теплообменники-утилизаторы на тепловых трубках применяются в установках фирмы «Альтернатива», г. Брест.
Более подробные сведения об утилизации теплоты уходящих газов приведены в подразделе «Кондиционирование воздуха...» и в специальной литературе.
Вентиляторы
Приточные и вытяжные системы с механическим побуждением в основном оборудуются радиальными вентиляторами общего назначения. Выбор вентилятора необходимо производить по каталогам заводов-изготовителей, при выполнении курсового проекта можно пользоваться справочной литературой [19].
Вентиляторы подбираются по сводному графику и аэродинамическим характеристикам при известных величинах производительности и полного давления. Величина полного давления, Рв, Па,
Производительность вентилятора определяется по количеству подаваемого или удаляемого вентиляционной системой воздуха с учетом потерь и подсосов через неплотности в воздуховодах и элементах системы. Эта поправка оценивается в 10% при длине воздуховодов до 50 м и в 15% при длине более 50 м.
При подборе вентиляторов необходимо стремиться к тому, чтобы их КПД имел максимальное значение и находился в пределах. В таком случае вентилятор будет работать в экономичном режиме.
При подключении вентилятора к сети воздуховодов желательно, чтобы ближайшее местное сопротивление на всасывании было на расстоянии не менее 5dm а на нагнетании не менее ЗДг, где dQ - диаметр всасывающего отверстия вентилятора, а Д. - гидравлический диаметр. При этом Д = 4F/I7, где F и П площадь и периметр выходного отверстия вентилятора. Если условия о местных сопротивлениях не выполняются, то необходимо произвести расчет дополнительных потерь давления вблизи вентилятора и учесть это при подборе [19].
Вентиляторы выбирают в следующем порядке: по значениям производительности Lg и полного давления Рв на сводном графике, находят точку пересечения координат L-Р. Если точка не попадает на «рабочую» характеристику, то ее относят на ближайшую (вверх или вниз) и пересчитывают вентиляционную систему на новое давление. Далее уже по индивидуальным аэродинамическим характеристикам, по принятым L, и Рв, находим частоту вращения рабочего колеса вентилятора, КПД, потребляемую мощность. При подборе необходимо отдавать предпочтение тому вентилятору, у которого наиболее высокий КПД, относительно небольшая окружная скорость, а число оборотов колеса позволяет соединить с электродвигателем на одном валу. Требуемую мощность на валу электродвигателя, кВт, определяют по формуле:
ПРИМЕР 2.16. Подобрать вентилятор и электродвигатель для приточной системы. Расход воздуха в сети Lcemu = 6800 м3/ч. Потери давления в сети, определенные на основании аэродинамического расчета воздуховодов, АРсети = 230 Па; потери давления в фильтрах АРф = 143 Па (пример 2.14); потери давления в калорифере 4 = 208 Па (пример 2.15).
Производительность вентилятора
Согласно каталогу ОАО «МОВЕН» принимаем вентилятор общего назначения низкого давления ВР 86-77-6,3 с диаметром рабочего колеса D-1,05 КПД Л=0,8 при максимальном, частотой вращения рабочего колеса и=935 об/мин, установленном на одном валу с электродвигателем мощностью N=2,2 кВт.
Проверяем требуемую мощность на валу электродвигателя:
Требуемая мощность электродвигателя с учетом запаса меньше мощности принятого электродвигателя.
