Proračun sustava povrata topline ispušnog zraka. Jedinice za povrat topline ispušnog zraka kao obećavajuća mjera za uštedu energije. Načini korištenja izmjenjivača topline

Jedan od izvora sekundarnih energetskih resursa u zgradi je Termalna energija zrak ispušten u atmosferu. Potrošnja toplinske energije za zagrijavanje ulaznog zraka iznosi 40 ... 80% potrošnje topline, a većina se može uštedjeti u slučaju korištenja takozvanih otpadnih izmjenjivača topline.

postojati različiti tipovi izmjenjivači otpadne topline.

Rekuperativni pločasti izmjenjivači topline izrađeni su u obliku paketa ploča postavljenih na način da tvore dva susjedna kanala od kojih jedan pomiče uklonjeni, a drugi dovodni. vanjski zrak. U proizvodnji pločasti izmjenjivači topline ovaj dizajn sa odlična izvedba značajne tehnološke poteškoće nastaju kroz zrak, stoga su razvijeni dizajni školjkastih izmjenjivača otpadne topline TKT, koji su snop cijevi raspoređenih u šahovskom obliku i zatvorenih u kućište. Uklonjeni zrak kreće se u prstenastom prostoru, vanjski - unutar cijevi. Križni tok.

Riža. Izmjenjivači topline:
a - pločasti izmjenjivač topline;
b - TKT utilizator;
in - rotirajući;
g - rekuperativno;
1 - tijelo; 2 - dovodni zrak; 3 - rotor; 4 - sektor puhanja; 5 - ispušni zrak; 6 - pogon.

Radi zaštite od zaleđivanja izmjenjivači topline su opremljeni dodatnim vodom duž vanjskog strujanja zraka, kroz koji se, pri temperaturi stijenki snopa cijevi ispod kritične temperature (-20°C), dio hladnog vanjskog zraka se zaobilazi.

Postrojenja za povrat topline odvodni zrak sa srednjim rashladnim sredstvom može se koristiti u mehaničkim sustavima dovodna i ispušna ventilacija kao i u sustavima klimatizacije. Jedinica se sastoji od grijača zraka smještenog u dovodnim i ispušnim kanalima, spojenih zatvorenim cirkulacijskim krugom ispunjenim srednjim nosačem. Cirkulacija rashladne tekućine vrši se pomoću pumpi. Ispušni zrak, koji se hladi u grijaču zraka ispušnog kanala, prenosi toplinu na međunosač topline koji zagrijava dovodni zrak. Kada se ispušni zrak ohladi ispod temperature rosišta, vodena para se kondenzira na dijelu površine za izmjenu topline grijača zraka ispušnog kanala, što dovodi do mogućnosti stvaranja leda pri negativnim početnim temperaturama. dovodni zrak.

Jedinice za povrat topline sa srednjim nosačem topline mogu raditi ili u načinu rada koji omogućuje stvaranje mraza na površini izmjenjivača topline grijača ispušnog zraka tijekom dana uz naknadno gašenje i odleđivanje, ili, ako je isključenje jedinice neprihvatljivo, korištenje jedne od sljedećih mjera za zaštitu grijača zraka ispušnog kanala od stvaranja mraza:

• predgrijavanje dovodnog zraka na pozitivnu temperaturu;
• stvaranje obilaznice za rashladnu tekućinu ili dovodni zrak;
• povećanje protoka rashladne tekućine u cirkulacijskom krugu;
• zagrijavanje srednjeg rashladnog sredstva.

Izbor vrste regenerativnog izmjenjivača topline vrši se ovisno o projektnim parametrima uklonjenog i dovodnog zraka i oslobađanja vlage unutar prostorije. Regenerativni izmjenjivači topline mogu se ugraditi u zgrade za različite namjene u mehaničkim dovodnim i ispušnim ventilacijskim sustavima, grijanje zraka i klima uređaj. Ugradnja regenerativnog izmjenjivača topline mora osigurati protustrujni protok zraka.

Sustav ventilacije i klimatizacije s regenerativnim izmjenjivačem topline mora biti opremljen komandama i automatska regulacija, koji bi trebao osigurati režime rada s povremenim odleđivanjem mraza ili sprječavanjem stvaranja mraza, kao i održavati potrebne parametre dovodnog zraka. Kako biste spriječili stvaranje mraza u dovodnom zraku:

• urediti obilazni kanal;
• prethodno zagrijati dovodni zrak;
• promijeniti frekvenciju rotacije mlaznice regeneratora.

U sustavima s pozitivnim početnim temperaturama dovodnog zraka tijekom povrata topline ne postoji opasnost od smrzavanja kondenzata na površini izmjenjivača topline u ispušnom kanalu. U sustavima s negativnim početnim temperaturama dovodnog zraka potrebno je koristiti sheme recikliranja koje osiguravaju zaštitu od smrzavanja površine grijača zraka u ispušnom kanalu.

PREDAVANJE

po akademskoj disciplini "Oprema za prijenos topline i mase poduzeća"

(nastavni plan i program 200__)

Lekcija broj 26. Izmjenjivači topline - utilizatori. Dizajn, princip rada

Izradio: dr. sc., izvanredni profesor Kostyleva E.E.

Raspravljalo se na sjednici odjela

Protokol br. _____

od "_____" ___________2008

Kazan - 2008

Lekcija broj 26. Izmjenjivači topline - utilizatori. Dizajn, princip rada

Ciljevi učenja:

1. Proučiti dizajn i princip različitih izmjenjivača otpadne topline

Vrsta razreda: predavanje

Trošenje vremena: 2 sata

Mjesto: aud. ________

Književnost:

1. Elektronički izvori Interneta.

Obrazovna i materijalna potpora:

Plakati koji ilustriraju edukativni materijal.

Struktura i termin predavanja:

Jedan od izvora sekundarnih energetskih resursa u zgradi je toplinska energija zraka koji se uklanja u atmosferu. Potrošnja toplinske energije za zagrijavanje ulaznog zraka iznosi 40 ... 80% potrošnje topline, a većina se može uštedjeti u slučaju korištenja takozvanih otpadnih izmjenjivača topline.

Postoje razne vrste izmjenjivača otpadne topline.

Rekuperativni pločasti izmjenjivači topline izrađeni su u obliku paketa ploča postavljenih na način da tvore dva susjedna kanala, od kojih jedan pomiče uklonjeni zrak, a drugi - dovodni zrak. U proizvodnji pločastih izmjenjivača topline ovog dizajna s velikim kapacitetom zraka javljaju se značajne tehnološke poteškoće, pa se stoga nastaju dizajni školjkastih izmjenjivača otpadne topline TKT, koji su snop cijevi raspoređenih u šahovskom uzorku i zatvorenih u razvijeno je kućište. Uklonjeni zrak kreće se u prstenastom prostoru, vanjski - unutar cijevi. Križni tok.

Riža. 1 Izmjenjivači topline:
a- lamelarni utilizator; b- TKT utilizator; u- rotirajući; G- rekuperativno;
1 - tijelo; 2 - dovodni zrak; 3 - rotor; 4 - sektor puhanja; 5 - ispušni zrak; 6 - pogon.

Radi zaštite od zaleđivanja izmjenjivači topline su opremljeni dodatnim vodom duž vanjskog strujanja zraka, kroz koji se, pri temperaturi stijenki snopa cijevi ispod kritične temperature (-20°C), dio hladnog vanjskog zraka se zaobilazi.

Jedinice za povrat topline odvodnog zraka sa srednjim nosačem topline mogu se koristiti u mehaničkim dovodnim i ispušnim ventilacijskim sustavima, kao i u sustavima klimatizacije. Jedinica se sastoji od grijača zraka smještenog u dovodnim i ispušnim kanalima, spojenih zatvorenim cirkulacijskim krugom ispunjenim srednjim nosačem. Cirkulacija rashladne tekućine vrši se pomoću pumpi. Ispušni zrak, koji se hladi u grijaču zraka ispušnog kanala, prenosi toplinu na međunosač topline koji zagrijava dovodni zrak. Kada se ispušni zrak ohladi ispod temperature rosišta vodena para kondenzira se na dijelu površine za izmjenu topline grijača zraka ispušnog kanala, što dovodi do mogućnosti stvaranja leda pri negativnim početnim temperaturama dovodnog zraka.

Jedinice za povrat topline sa srednjim nosačem topline mogu raditi ili u načinu rada koji omogućuje stvaranje mraza na površini izmjenjivača topline grijača ispušnog zraka tijekom dana uz naknadno gašenje i odleđivanje, ili, ako je isključenje jedinice neprihvatljivo, korištenje jedne od sljedećih mjera za zaštitu grijača zraka ispušnog kanala od stvaranja mraza:

• predgrijavanje dovodnog zraka na pozitivnu temperaturu;
• stvaranje obilaznice za rashladnu tekućinu ili dovodni zrak;
• povećanje protoka rashladne tekućine u cirkulacijskom krugu;
• zagrijavanje srednjeg rashladnog sredstva.

Izbor vrste regenerativnog izmjenjivača topline vrši se ovisno o projektnim parametrima uklonjenog i dovodnog zraka i oslobađanja vlage unutar prostorije. Regenerativni izmjenjivači topline mogu se ugrađivati ​​u zgradama različite namjene u sustavima mehaničke dovodne i ispušne ventilacije, grijanja zraka i klimatizacije. Ugradnja regenerativnog izmjenjivača topline mora osigurati protustrujni protok zraka.

Sustav ventilacije i klimatizacije s regenerativnim izmjenjivačem topline mora biti opremljen upravljačkim i automatskim upravljačkim sredstvima, koji moraju osigurati režime rada s periodičnim odmrzavanjem ili sprječavanjem stvaranja mraza, kao i održavati potrebne parametre dovodnog zraka. Kako biste spriječili stvaranje mraza u dovodnom zraku:

• urediti obilazni kanal;
• prethodno zagrijati dovodni zrak;
• promijeniti frekvenciju rotacije mlaznice regeneratora.

U sustavima s pozitivnim početnim temperaturama dovodnog zraka tijekom povrata topline ne postoji opasnost od smrzavanja kondenzata na površini izmjenjivača topline u ispušnom kanalu. U sustavima s negativnim početnim temperaturama dovodnog zraka potrebno je koristiti sheme recikliranja koje osiguravaju zaštitu od smrzavanja površine grijača zraka u ispušnom kanalu.

Izmjenjivači otpadne topline mogu se koristiti u sustavima ventilacije i klimatizacije za povrat topline odvodnog zraka uklonjenog iz prostorije.

Tokovi dovodnog i odvodnog zraka dovode se kroz odgovarajuće ulazne cijevi u poprečne kanale jedinice za izmjenu topline, izrađene, na primjer, u obliku paketa aluminijskih ploča. Kada se tokovi kreću kroz kanale, toplina se prenosi kroz zidove s toplijeg odvodnog zraka na hladniji dovodni zrak. Ti se tokovi zatim uklanjaju iz izmjenjivača topline kroz odgovarajuće izlaze.

Prolaskom kroz izmjenjivač topline temperatura dovodnog zraka se smanjuje. Pri niskim vanjskim temperaturama zraka može doseći temperaturu rosišta, što dovodi do taloženja kondenzirane vlage na površinama koje ograničavaju kanale izmjenjivača topline. Pri negativnoj temperaturi ovih površina, kondenzat se pretvara u mraz ili led, što prirodno remeti rad izmjenjivača topline. Kako bi se spriječilo stvaranje mraza ili leda ili njihovo uklanjanje tijekom rada ovog izmjenjivača topline, temperatura u najhladnijem kutu izmjenjivača topline ili (kao opcija) razlika tlaka u kanalu za ispušni zrak prije i nakon izmjenjivača topline izmjereno. Kada se dosegne granična, unaprijed određena vrijednost mjerenim parametrom, jedinica za izmjenu topline rotira se 180" oko svoje središnje osi. Time se osigurava smanjenje aerodinamičkog otpora, vremena utrošenog na sprječavanje stvaranja mraza ili njegovog uklanjanja, te korištenje cjelokupne topline. razmjenjiva površina.

Zadatak je smanjiti aerodinamički otpor strujanju dovodnog zraka, iskoristiti cijelu površinu izmjenjivača topline za proces izmjene topline tijekom procesa sprječavanja nastanka mraza ili njegovog uklanjanja, kao i smanjenje vremena utrošenog na izvođenje ovaj proces.

Postizanje ovog tehničkog rezultata olakšava činjenica da je parametar po kojem se procjenjuje mogućnost stvaranja ili prisutnost mraza na površini hladne zone izmjenjivača topline ili temperatura njegove površine u najhladnijem kutu, ili razlika tlaka u kanalu za ispušni zrak prije i poslije jedinice za izmjenu topline.

Sprječavanje stvaranja mraza zagrijavanjem površine s ispušnim zrakom koji se dovodi u kanale s njihove izlazne strane okretanjem izmjenjivača topline pod kutom od 180° (kada izmjereni parametar dosegne graničnu vrijednost) osigurava konstantnu aerodinamički otpor protok dovodnog zraka, kao i korištenje za izmjenu topline cijele površine izmjenjivača topline tijekom cijelog vremena njegovog rada.

Korištenje izmjenjivača otpadne topline daje primjetne uštede sredstva za grijanje prostora i smanjuje gubitke topline koji neizbježno postoje tijekom ventilacije i klimatizacije. A zbog temeljno novog pristupa sprječavanju stvaranja kondenzata s naknadnom pojavom mraza ili leda, njihov potpuno uklanjanje značajno povećava učinkovitost ovog izmjenjivača topline, što ga povoljno razlikuje od ostalih načina povrata topline ekstrahiranog zraka.

Dio 1. Uređaji za povrat topline

Iskorištavanje otpadne topline dimnih plinova
tehnološke peći.

Procesne peći najveći su potrošači energije u rafinerijama i petrokemijskim postrojenjima, u metalurgiji, kao i u mnogim drugim industrijama. U rafinerijama sagorijeva 3-4% sve prerađene nafte.

Prosječna temperatura dimnih plinova na izlazu iz peći u pravilu prelazi 400 °C. Količina topline odnesene dimnim plinovima iznosi 25-30% ukupne topline koja se oslobađa tijekom izgaranja goriva. Stoga se isključivo dobiva iskorištavanje topline iz dimnih plinova iz procesnih peći veliku važnost.

Pri temperaturama dimnih plinova iznad 500 °C treba koristiti kotlove na otpadnu toplinu - KU.

Pri temperaturi dimnih plinova manjoj od 500 °C preporuča se korištenje grijača zraka - VP.

najveći ekonomski učinak postiže se u prisutnosti jedinice s dvije jedinice koja se sastoji od CHP i VP (plinovi se hlade u CHU na 400 °C i ulaze u grijač zraka za daljnje hlađenje) - češće se koristi u petrokemijskim poduzećima kada visoka temperatura dimnih plinova.

Kotlovi za otpad.

NA Toplina dimnih plinova KU koristi se za proizvodnju vodene pare. Učinkovitost peći se povećava za 10 - 15.

Kotlovi na otpadnu toplinu mogu se ugraditi u konvekcijsku komoru peći ili daljinski.

Daljinski kotlovi Recikleri se dijele u dvije vrste:

1) plinski cijevni kotlovi;

2) kotlovi šaržnog konvektivnog tipa.

Izbor potrebne vrste vrši se ovisno o potrebnom tlaku dobivene pare. Prvi se relativno koriste u proizvodnji pare niski pritisak- 14 - 16 atm., drugi - za stvaranje pare s tlakom do 40 atm. (međutim, predviđeni su za početnu temperaturu dimnih plinova od oko 850 °C).

Tlak proizvedene pare mora se odabrati uzimajući u obzir da li se sva para troši u samom postrojenju ili postoji višak koji se mora ispustiti u opću mrežu postrojenja. U potonjem slučaju, tlak pare u bubnju kotla mora biti uzet u skladu s tlakom pare u općoj mreži postrojenja kako bi se višak pare ispustio u mrežu i izbjeglo neekonomično prigušivanje pri ispuštanju u niskotlačnu mrežu.

Kotlovi na otpadnu toplinu tipa plinske cijevi strukturno su slični izmjenjivačima topline "cijev u cijevi". Dimni plinovi se propuštaju unutarnja cijev, a vodena para nastaje u prstenastom prostoru. Nekoliko ovih uređaja nalazi se paralelno.

Kotlovi na otpadnu toplinu šaržnog konvektivnog tipa imaju više od složena struktura. kružni dijagram rad ovog tipa CU prikazan je na sl. 5.4.

Ovdje se koristi prirodna cirkulacija vode i predstavlja najcjelovitiju konfiguraciju CHP-a s ekonomajzerom i pregrijačem.

Shematski dijagram rada kotla za otpadnu toplinu

paketno-konvektivni tip

Kemijski pročišćena voda (CPW) ulazi u deaeratorski stup kako bi se uklonili plinovi otopljeni u njoj (uglavnom kisik i ugljični dioksid). Voda teče niz ploče, a protustrujno teče prema njoj. veliki broj vodena para. Voda se zagrijava parom na 97 - 99 °C i zbog smanjenja topivosti plinova s ​​porastom temperature većina ih se oslobađa i ispušta s vrha deaeratora u atmosferu. Para, odajući svoju toplinu vodi, kondenzira se. Odzračenu vodu s dna kolone uzima pumpa i pumpa potreban pritisak. Voda prolazi kroz zavojnicu ekonomajzera, u kojoj se zagrijava gotovo do vrelišta vode pri zadanom tlaku, te ulazi u bubanj (separator pare). Voda u separatoru pare ima temperaturu jednaku točki vrenja vode pri određenom tlaku. Kroz zavojnice za generiranje pare voda cirkulira zbog razlike gustoće (prirodna cirkulacija). U tim zavojnicama dio vode isparava i smjesa para i tekućina se vraća u bubanj. Zasićena vodena para se odvaja od tekuće faze i ispušta s vrha bubnja u spiralu pregrijača. U pregrijaču se zasićena para pregrijava do željene temperature i ispušta potrošaču. Dio dobivene pare koristi se za odzračivanje napojne vode.

Pouzdanost i učinkovitost rada CU uvelike ovisi o pravilnu organizaciju vodni režim. U slučaju nepravilnog rada, kamenac se intenzivno formira, korozija grijaćih površina nastavlja, dolazi do onečišćenja parom.

Kamenac je gusta naslaga koja nastaje kada se voda zagrijava i isparava. Voda sadrži bikarbonate, sulfate i druge soli kalcija i magnezija (soli tvrdoće), koje se zagrijavanjem pretvaraju u bikarbonate i talože. Skala, koja ima nekoliko redova veličine nižu toplinsku vodljivost od metala, dovodi do smanjenja koeficijenta prijenosa topline. Zbog toga se smanjuje snaga protoka topline kroz površinu izmjenjivača topline i, naravno, smanjuje se učinkovitost rada KU (smanjuje se količina proizvedene pare). Povećava se temperatura dimnih plinova koji se uklanjaju iz kotla. Osim toga, dolazi do pregrijavanja zavojnica i oni se oštećuju zbog smanjenja nosivost postati.

Kako bi se spriječilo stvaranje kamenca, kao napojna voda koristi se prethodno obrađena voda (može se uzimati u termoelektranama). Osim toga, provodi se kontinuirano i periodično pročišćavanje sustava (uklanjanje dijela vode). Pročišćavanjem se sprječava povećanje koncentracije soli u sustavu (voda stalno isparava, ali soli sadržane u njoj ne, pa se koncentracija soli povećava). Kontinuirano ispuhivanje kotla je obično 3 - 5% i ovisi o kvaliteti napojne vode (ne smije prelaziti 10%, jer je gubitak topline povezan s ispuštanjem). Tijekom rada CU visokotlačni raditi sa prisilna cirkulacija vode, dodatno nanesite fosfatiranje unutar kotla. Istodobno, kationi kalcija i magnezija, koji su dio sulfata koji tvore kamenac, vežu se s fosfatnim anionima, tvoreći spojeve koji su slabo topljivi u vodi i talože se u debljini vodenog volumena kotla, u obliku mulj koji se lako može ukloniti prilikom puhanja.

Otopljen u napojnu vodu kisik i ugljični dioksid uzrokuju koroziju unutarnjih stijenki kotla, a brzina korozije raste s povećanjem tlaka i temperature. Toplinska deaeracija se koristi za uklanjanje plinova iz vode. Također, mjera zaštite od korozije je održavanje takve brzine u cijevima pri kojoj se mjehurići zraka ne mogu zadržati na njihovoj površini (iznad 0,3 m/s).

Zbog povećanja hidrauličkog otpora plinskog puta i smanjenja prirodnog propuha, potrebno je ugraditi dimovod (umjetni propuh). U tom slučaju temperatura dimnih plinova ne smije prelaziti 250 ° C kako bi se izbjeglo uništenje ovog uređaja. No, što je temperatura dimnih plinova niža, to je potrebno imati snažniji odvod dima (potrošnja električne energije se povećava).

Razdoblje povrata CU obično ne prelazi godinu dana.

Grijači zraka. Koriste se za zagrijavanje zraka koji se dovodi u peć za izgaranje goriva. Grijanje zraka omogućuje smanjenje potrošnje goriva u peći (učinkovitost se povećava za 10 - 15%).

Temperatura zraka nakon grijača zraka može doseći 300 - 350 °C. To pomaže poboljšanju procesa izgaranja, povećanju potpunosti izgaranja goriva, što je vrlo važna prednost pri korištenju tekućih goriva visoke viskoznosti.

Također, prednosti grijača zraka u odnosu na CHP su jednostavnost njihovog dizajna, sigurnost rada, nema potrebe za ugradnjom dodatne opreme (odzračivači, pumpe, izmjenjivači topline itd.). Međutim, grijači zraka, s trenutnim omjerom cijena goriva i pare, ispadaju manje ekonomični od CHP (naša cijena pare je vrlo visoka - 6 puta viša po 1 GJ). Stoga je potrebno odabrati način iskorištavanja topline dimnih plinova na temelju konkretnu situaciju kod određene biljke, biljke itd.

Koriste se dvije vrste grijača zraka: 1) rekuperativno(prijenos topline kroz zid); 2) regenerativno(skladištenje topline).

Dio 2. Iskorištavanje topline iz ventilacijskih emisija

Velika količina topline se troši za grijanje i ventilaciju industrijskih i komunalnih zgrada i građevina. Za određene industrije (uglavnom laka industrija) ti troškovi dosežu 70 - 80% ili više ukupne potražnje za toplinom. U većini poduzeća i organizacija toplina uklonjenog zraka iz ventilacijskih i klimatizacijskih sustava se ne koristi.

Općenito, ventilacija se koristi vrlo široko. U stanovima se ugrađuju ventilacijski sustavi, javne ustanove(škole, bolnice, sportski klubovi, bazeni, restorani), industrijskih prostorija itd. Različite vrste mogu se koristiti u različite svrhe. ventilacijski sustavi. Obično, ako je volumen zraka koji se mora zamijeniti u prostoriji u jedinici vremena (m 3 / h) mali, tada prirodna ventilacija. Takvi sustavi su implementirani u svakom stanu i većini javnih ustanova i organizacija. U ovom slučaju koristi se fenomen konvekcije - zagrijani zrak (ima smanjenu gustoću) izlazi kroz ventilacijskih otvora i ispušta se u atmosferu, a na svom mjestu, kroz nepropusnost prozora, vrata i sl., svježa hladnoća (više visoka gustoća) zrak s ulice. U tom slučaju gubici topline su neizbježni, jer je potrebno zagrijati hladni zrak koji ulazi u prostoriju. dodatni trošak rashladna tekućina. Stoga se korištenje čak i najsuvremenijih toplinskoizolacijskih konstrukcija i materijala u građevinarstvu ne može u potpunosti eliminirati Gubitak topline. U našim stanovima 25 - 30% gubitaka topline povezano je s radom ventilacije, u svim ostalim slučajevima ta vrijednost je puno veća.

Sustavi prisilne (umjetne) ventilacije koriste se kada je potrebna intenzivna izmjena velikih količina zraka, što je obično povezano sa sprječavanjem povećanja koncentracije opasne tvari(štetno, otrovno, zapaljivo i eksplozivno, ima loš miris) u sobi. Prisilna ventilacija se provodi u industrijskim prostorima, skladištima, skladištima poljoprivrednih proizvoda itd.

Su korišteni sustava prisilna ventilacija tri vrste:

sustav opskrbe sastoji se od puhala koji upuhuje svježi zrak u prostoriju, dovodnog zraka i sustava za ravnomjernu raspodjelu zraka u volumenu prostorije. Višak zraka istiskuje se kroz propuštanja u prozorima, vratima itd.

Ispušni sustav sastoji se od puhala koji pumpa zrak iz prostorije u atmosferu, ispušnog kanala i sustava za ravnomjerno uklanjanje zraka iz volumena prostorije. Svježi zrak se u ovom slučaju usisava u prostoriju kroz razna propuštanja ili posebne dovodne sustave.

Kombinirani sustavi su kombinirani dovodni i ispušni ventilacijski sustavi. Koriste se, u pravilu, kada je potrebna vrlo intenzivna izmjena zraka u velikim prostorijama; dok je potrošnja topline za grijanje svježi zrak maksimum.

Korištenje prirodnih ventilacijskih sustava i pojedinačni sustavi ispuh i dovodna ventilacija ne dopušta da se toplina ispušnog zraka iskoristi za zagrijavanje svježeg zraka koji ulazi u prostoriju. Tijekom rada kombinirani sustavi moguće je iskoristiti toplinu ventilacijskih emisija za djelomično zagrijavanje dovodnog zraka i smanjiti potrošnju toplinske energije. Ovisno o temperaturnoj razlici između unutarnjeg i vanjskog zraka, potrošnja topline za grijanje svježeg zraka može se smanjiti za 40-60%. Grijanje se može provoditi u regenerativnim i rekuperativnim izmjenjivačima topline. Prvi su poželjniji, jer imaju manje dimenzije, potrošnju metala i hidraulički otpor, imaju veću učinkovitost i dugi vijek trajanja (20 - 25 godina).

Zračni kanali su spojeni na izmjenjivači topline, a toplina se prenosi izravno sa zraka na zrak kroz razdjelni zid ili akumulirajuću mlaznicu. Ali u nekim slučajevima postoji potreba za odvajanjem dovodnih i odvodnih zračnih kanala na znatnoj udaljenosti. U tom se slučaju može implementirati shema izmjene topline s međukružnim rashladnim sredstvom. Primjer rada takvog sustava pri sobnoj temperaturi od 25 °C i temperaturi okoline od 20 °C prikazan je na sl. 5.5.

Shema izmjene topline sa srednjim cirkulirajućim rashladnim sredstvom:

1 - kanal za ispušni zrak; 2 - kanal za dovod zraka; 3,4 - rebrasto
cjevasti zavojnice; 5 - srednji cjevovodi za cirkulaciju rashladne tekućine
(kao srednje rashladno sredstvo u takvim sustavima, koncentrirano vodene otopine soli - slane vode); 6 - pumpa; 7 - zavojnica za
dodatno grijanje svježi zrak s vodenom parom ili Vruća voda

Sustav radi na sljedeći način. Topli zrak(+ 25 °C) se uklanja iz prostorije kroz ispušni kanal 1 kroz komoru u koju je ugrađen rebrasti svitak 3 . Zrak ispire vanjsku površinu zavojnice i prenosi toplinu na hladni međunosač topline (salamuru) koji teče unutar zavojnice. Zrak se hladi na 0 °C i ispušta u atmosferu, a slana otopina zagrijava na 15 °C kroz cirkulacijske cjevovode 5 ulazi u komoru za grijanje svježeg zraka na kanalu za dovodni zrak 2 . Ovdje srednje rashladno sredstvo odaje toplinu svježem zraku, zagrijavajući ga od -20 °S do +5 °S. Sam međunosač topline se zatim hladi s + 15 °S na -10 °S. Ohlađena slana otopina ulazi u dovod pumpe i vraća se u sustav za recirkulaciju.

Svježi dovodni zrak, zagrijan do + 5 °C, može se odmah uvesti u prostoriju i zagrijati na potrebnu temperaturu (+ 25 °C) pomoću konvencionalnih radijatora za grijanje ili se može zagrijati izravno u ventilacijskom sustavu. Da biste to učinili, na dovodni zračni kanal ugrađuje se dodatni odjeljak u koji se postavlja rebrasti svitak. Unutar cijevi teče vrući nosač topline (grijanje vode ili vodene pare), a zrak ispire vanjsku površinu zavojnice i zagrijava se do + 25 ° C, nakon čega se topli svježi zrak distribuira u volumenu prostorije.

Korištenje ove metode ima niz prednosti. Prvo, zbog velike brzine zraka u dijelu grijanja, koeficijent prijenosa topline značajno se (nekoliko puta) povećava u usporedbi s konvencionalnim radijatorima grijanja. To dovodi do značajnog smanjenja ukupne potrošnje metala sustava grijanja - smanjenja kapitalni troškovi. Drugo, soba nije pretrpana radijatorima za grijanje. Treće, postiže se ujednačena raspodjela temperatura zraka u volumenu prostorije. A kada koristite radijatore za grijanje u velikim prostorijama, teško je osigurati ravnomjerno zagrijavanje zraka. U lokalnim područjima, temperatura zraka može biti znatno viša ili niža od normalne.

Jedini nedostatak je što su hidraulički otpor zračnog puta i potrošnja energije za pogon dovodnog puhala malo povećani. No prednosti su toliko značajne i očite da se predgrijavanje zraka izravno u ventilacijskom sustavu može preporučiti u velikoj većini slučajeva.

Kako bi se osigurala mogućnost povrata topline u slučaju odvojene uporabe dovodnih ili ispušnih ventilacijskih sustava, potrebno je organizirati centralizirani odvod zraka, odnosno dovod zraka kroz posebno montirane zračne kanale. U tom slučaju potrebno je ukloniti sve pukotine i curenja kako bi se isključilo nekontrolirano puhanje ili curenje zraka.

Sustavi izmjene topline između zraka uklonjenog iz prostorije i svježeg zraka mogu se koristiti ne samo za zagrijavanje dovodnog zraka u hladnoj sezoni, već i za hlađenje ljeti ako je soba (ured) opremljena klima uređajima. Uvijek je povezano hlađenje na temperature ispod temperature okoline visoki troškovi energija (električna energija). Stoga, za smanjenje potrošnje energije za održavanje ugodna temperatura u zatvorenom prostoru tijekom vruće sezone može se prethodno ohladiti svježi zrak, ispušni hladni zrak.

Toplinski WER.

Toplinski WER uključuju fizičku toplinu otpadnih plinova iz kotlovskih postrojenja i industrijske peći, glavni ili međuproizvodi, ostali otpad glavne proizvodnje, kao i toplina radnih fluida, pare i tople vode koji su korišteni u tehnološkim i energetskim jedinicama. Za korištenje toplinskih SER-a koriste se izmjenjivači topline, kotlovi na otpadnu toplinu ili toplinska sredstva. Rekuperacija topline otpadnih procesnih tokova u izmjenjivačima topline može proći kroz površinu koja ih razdvaja ili izravnim kontaktom. Termalni SER-ovi mogu doći u obliku koncentriranih toplinskih tokova ili u obliku topline raspršene u okoliš. U industriji koncentrirani tokovi čine 41%, a raspršena toplina 59%. Koncentrirani tokovi uključuju toplinu iz dimnih plinova iz peći i kotlova, Otpadne vode tehnološke instalacije i stambeno-komunalni sektor. Toplinski WER se dijele na visokotemperaturne (s temperaturom nosača iznad 500 °C), srednjetemperaturne (na temperaturama od 150 do 500 °C) i niskotemperaturne (pri temperaturama ispod 150 °C). Pri korištenju instalacija, sustava, uređaja male snage, toplinski tokovi koji se odvode iz njih su mali i raspršeni u prostoru, što otežava njihovo korištenje zbog niske isplativosti.

U ovom članku predlažemo da razmotrimo primjer korištenja modernih jedinica za povrat topline (rekuperatora) u ventilacijskim jedinicama, posebice rotacijskim.

a) kondenzacijski rotor - koristi uglavnom osjetljivu toplinu. Prijenos vlage nastaje kada se ispušni zrak ohladi na rotoru na temperaturu ispod "točke rosišta".
b) entalpijski rotor - ima higroskopnu folijsku prevlaku koja pospješuje prijenos vlage. Tako se koristi ukupna toplina.
Razmislite o ventilacijskom sustavu u kojem će raditi obje vrste izmjenjivača topline (rekuperatora).

Pretpostavimo da je objekt izračuna skupina prostorija u određenoj zgradi, na primjer, u Sočiju ili Bakuu, izračunat ćemo samo za toplo razdoblje:

Parametri vanjskog zraka:
vanjska temperatura zraka tijekom toplog razdoblja, sa sigurnošću od 0,98 - 32 ° C;
entalpija vanjskog zraka u toplom razdoblju godine - 69 kJ/kg;
Parametri unutarnjeg zraka:
temperatura zraka u zatvorenom prostoru - 21°S;
relativna vlažnost unutarnjeg zraka - 40-60%.

Potrebna potrošnja zraka za asimilaciju opasnosti u ovoj skupini prostorija je 35.000 m³/h. Sobni procesni snop – 6800 kJ/kg.
Shema distribucije zraka u prostorijama - razdjelnici zraka male brzine "odozdo prema gore". U tom smislu (nećemo primjenjivati ​​izračun, jer je opsežan i izlazi iz okvira članka, imamo sve što nam treba), parametri dovodnog i odvodnog zraka su sljedeći:

1. Opskrba:
temperatura - 20°S;
relativna vlažnost - 42%.
2. Uklonjeno:
temperatura - 25°C;
relativna vlažnost - 37%

Izgradimo proces na I-d dijagram(Sl. 1).
Prvo označimo točku s parametrima unutarnjeg zraka (B), a zatim kroz nju nacrtajmo procesnu zraku (imajte na umu da za ovaj dizajn grafikoni, Polazna točka parametri snopa su t=0°C, d=0 g/kg, a smjer je označen izračunatom vrijednošću (6800 kJ/kg) naznačenom na rubu, zatim se rezultirajuća zraka prenosi na parametre zraka u zatvorenom prostoru, zadržavajući kut nagiba).
Sada, poznavajući temperature dovodnog i ispušnog zraka, određujemo njihove točke pronalaženjem sjecišta izotermi s procesnom gredom, respektivno. Proces gradimo od obrnutog smjera, kako bismo dobili zadane parametre dovodnog zraka, spuštamo segment - grijanje - duž linije konstantnog sadržaja vlage na krivulju relativna vlažnostφ=95% (segment P-P1).
Odabiremo kondenzacijski rotor koji koristi toplinu ispušnog zraka za zagrijavanje P-P1. Dobivamo koeficijent korisno djelovanje(izračunato po temperaturi) rotora je oko 78% i izračunavamo temperaturu odvodnog zraka U1. Sada izaberimo entalpijski rotor koji radi na hlađenju vanjskog zraka (H) s dobivenim parametrima U1.
Dobivamo, učinkovitost (izračunata entalpijom) je oko 81%, parametri pročišćenog zraka na ulazu H1, a na izlazu U2. Poznavajući parametre H1 i P1, možete odabrati zračni hladnjak s kapacitetom od 332.500 vata.

Prikazujmo shematski ventilacijski uređaj s rekuperatorima (slika 2).

Sada, za usporedbu, izaberimo drugi sustav, za iste parametre, ali s drugačijom konfiguracijom, naime: ugrađujemo jedan kondenzacijski rotor.

Sada (slika 3) P-P1 se zagrijava električnim grijačem zraka, a kondenzacijski rotor će osigurati sljedeće: učinkovitost je oko 83%, temperatura obrađenog dovodnog zraka (H1) je 26°C. Odabrat ćemo hladnjak zraka potrebne snage 478 340 W.

Treba napomenuti da sustav 1 zahtijeva manju snagu hlađenja, a osim toga, nisu potrebni dodatni troškovi energije (u ovaj slučaj- izmjenična struja) za drugo grijanje zraka. Napravimo usporednu tablicu:

Rezimirajući

Jasno vidimo razlike u radu kondenzacijskog i entalpijskog rotora, uštede energije povezane s tim. Međutim, vrijedi napomenuti da se princip sustava 1 može organizirati samo za južne, vruće gradove, jer tijekom povrata topline tijekom hladnog razdoblja, performanse entalpijskog rotora ne razlikuju se puno od kondenzacijskog.

Proizvodnja ventilacijskih jedinica s rotacijskim izmjenjivačima topline

Tvrtka "Airkat Klimatehnik" uspješno se bavi razvojem, projektiranjem, proizvodnjom i montažom jedinice za obradu zraka s rotacijskim izmjenjivačima topline. Nudimo moderno i nestandardno tehnička rješenja, koji rade čak i pod najsloženijim algoritmom rada i ekstremnim uvjetima.

Kako biste dobili ponudu za sustav ventilacije ili klimatizacije, dovoljno je da se obratite nekom od

Glavna svrha ispušne ventilacije je uklanjanje ispušnog zraka iz servisiranih prostorija. Ispušna ventilacija, u pravilu, radi zajedno s dovodnim zrakom, koji je zauzvrat odgovoran za opskrbu čisti zrak.

Kako bi prostorija imala povoljnu i zdravu mikroklimu, potrebno je izraditi kompetentan dizajn sustava razmjene zraka, izvršiti odgovarajući izračun i ugraditi potrebne jedinice u skladu sa svim pravilima. Prilikom planiranja morate imati na umu da o tome ovisi stanje cijele zgrade i zdravlje ljudi koji se u njoj nalaze.

Najmanje pogreške dovode do činjenice da se ventilacija prestaje nositi sa svojom funkcijom kako bi trebala, u sobama se pojavljuju gljivice, uništavaju se ukrasni i građevinski materijali, a ljudi počinju oboljevati. Stoga je važnost ispravan izračun ventilaciju nikada ne treba podcjenjivati.

Glavni parametri ispušne ventilacije

Ovisno o tome koje funkcije ventilacijski sustav obavlja, postojeće instalacije uzeti da se podijeli na:

1. Ispušni. Potreban za unos ispušnog zraka i njegovo uklanjanje iz prostorije.
2. Opskrba. Osigurajte dovod svježeg čistog zraka s ulice.
3. Dovod i ispuh. Istodobno se uklanja stari ustajali zrak i uvodi novi zrak u prostoriju.

Ispušne jedinice se uglavnom koriste u proizvodnji, uredima, skladištima i drugim sličnim prostorima. Nedostatak ispušne ventilacije je to što nema simultanog uređaja sustav opskrbe to će raditi vrlo loše.

Ako se više zraka izvuče iz prostorije nego što uđe, stvara se propuh. Zato dovodni i ispušni sustav je najučinkovitiji. Pruža maksimum ugodnim uvjetima kako u stambenim prostorijama, tako iu industrijskim i radnim prostorijama.

Suvremeni sustavi opremljeni su raznim dodatni uređaji, koji pročišćavaju zrak, griju ili hlade ga, vlaže i ravnomjerno raspoređuju po prostorima. Stari zrak se bez ikakvih poteškoća izbacuje kroz napu.

Prije nego što nastavite s uređenjem ventilacijskog sustava, morate ozbiljno pristupiti procesu njegovog izračuna. Izravni proračun ventilacije usmjeren je na određivanje glavnih parametara glavnih komponenti sustava. Samo određivanjem najviše prikladne karakteristike, možete napraviti takvu ventilaciju koja će u potpunosti ispuniti sve zadatke koji su joj dodijeljeni.

Tijekom proračuna ventilacije, parametri kao što su:

1. Potrošnja.
2. Radni tlak.
3. Snaga grijača.
4. Površina poprečnog presjeka zračnih kanala.

Po želji možete dodatno izračunati potrošnju energije za rad i održavanje sustava.

Natrag na indeks

Korak po korak upute za određivanje performansi sustava

Proračun ventilacije počinje određivanjem njegovog glavnog parametra - performansi. Jedinica mjerenja učinka ventilacije je m³/h. Da bi se izračun protoka zraka ispravno izvršio, morate znati sljedeće podatke:

1. Visina prostorija i njihova površina.
2. Glavna namjena svake sobe.
3. Prosječan broj ljudi koji će biti u prostoriji u isto vrijeme.

Za izračun trebat će vam sljedeći uređaji:

1. Rulet za mjerenja.
2. Papir i olovka za bilješke.
3. Kalkulator za izračune.

Da biste izvršili izračun, morate znati takav parametar kao što je učestalost izmjene zraka po jedinici vremena. Ovu vrijednost postavlja SNiP u skladu s vrstom prostora. Za stambene, industrijske i administrativne prostore, parametar će varirati. Također morate uzeti u obzir stvari poput broja uređaji za grijanje i njihova moć, prosječan broj ljudi.

Za kućne prostore, brzina izmjene zraka koja se koristi u procesu izračuna je 1. Prilikom izračunavanja ventilacije za administrativne prostore, koristite vrijednost izmjene zraka jednaku 2-3 - ovisno o specifični uvjeti. Izravno, učestalost izmjene zraka ukazuje na to da će se, na primjer, u kućnoj sobi zrak potpuno ažurirati 1 put u 1 sat, što je u većini slučajeva više nego dovoljno.

Izračun učinka zahtijeva dostupnost podataka kao što su količina razmjene zraka prema učestalosti i broju ljudi. Bit će potrebno uzeti najveću vrijednost i, počevši od nje, odabrati odgovarajuću snagu ispušne ventilacije. Izračun brzine izmjene zraka provodi se pomoću jednostavne formule. Dovoljno je pomnožiti površinu prostorije s visinom stropa i vrijednošću višestrukosti (1 za kućanstvo, 2 za administrativno, itd.).

Za izračunavanje razmjene zraka prema broju ljudi, količina zraka koju potroši 1 osoba množi se s brojem ljudi u prostoriji. Što se tiče volumena potrošenog zraka, u prosjeku, na minimumu tjelesna aktivnost 1 osoba troši 20 m³/h, sa srednjom aktivnošću ta se brojka penje na 40 m³/h, a s visokom aktivnošću već je 60 m³/h.

Da bi bilo jasnije, možemo dati primjer izračuna za običnu spavaću sobu površine ​​​14 m². U spavaćoj sobi su 2 osobe. Strop ima visinu od 2,5 m. Sasvim standardni uvjeti za jednostavan gradski stan. U prvom slučaju proračun će pokazati da je izmjena zraka 14x2,5x1=35 m³/h. Prilikom izračunavanja prema drugoj shemi, vidjet ćete da je već jednako 2x20 = 40 m³ / h. Potrebno je, kao što je već navedeno, uzeti veća vrijednost. Stoga, konkretno u ovaj primjer Izračun će se temeljiti na broju ljudi.

Iste formule koriste se za izračun potrošnje kisika za sve ostale prostorije. Zaključno, ostaje zbrojiti sve vrijednosti, dobiti ukupnu izvedbu i odabrati oprema za ventilaciju na temelju ovih podataka.

Standardne vrijednosti za performanse ventilacijskih sustava su:

1. Od 100 do 500 m³/h za obične stambene stanove.
2. Od 1000 do 2000 m³/h za privatne kuće.
3. Od 1000 do 10000 m³/h za industrijske prostore.

Natrag na indeks

Određivanje snage grijača

Kako bi se izračun ventilacijskog sustava proveo u skladu sa svim pravilima, potrebno je uzeti u obzir snagu grijača zraka. To se radi ako je u kombinaciji s ispušnom ventilacijom organizirana dovodna ventilacija. Grijač je instaliran tako da se zrak koji dolazi s ulice zagrijava i ulazi u sobu već topao. Neophodan po hladnom vremenu.

Izračun snage grijača zraka određuje se uzimajući u obzir takve vrijednosti kao što su protok zraka, potrebna temperatura izlazna i minimalna ulazna temperatura zraka. Posljednje 2 vrijednosti odobrene su u SNiP-u. Prema tome normativni dokument, temperatura zraka na izlazu grijača mora biti najmanje 18°. Minimalna temperatura vanjski zrak treba odrediti prema regiji prebivališta.

Suvremeni ventilacijski sustavi uključuju regulatore performansi. Takvi su uređaji dizajnirani posebno tako da možete smanjiti brzinu cirkulacije zraka. U hladnom vremenu, to će smanjiti količinu energije koju troši grijač zraka.

Za određivanje temperature na kojoj uređaj može zagrijati zrak, koristi se jednostavna formula. Prema njoj, trebate uzeti vrijednost snage jedinice, podijeliti je sa protokom zraka, a zatim pomnožiti dobivenu vrijednost s 2,98.

Na primjer, ako je protok zraka u objektu 200 m³/h, a grijač ima snagu od 3 kW, tada zamjenom ovih vrijednosti u gornjoj formuli dobit ćete da će uređaj grijati zrak za najviše 44°. Odnosno, ako je u zimsko vrijeme vani će biti -20°, tada će odabrani grijač zraka moći zagrijati kisik do 44-20=24°.

Natrag na indeks

Radni tlak i presjek kanala

Proračun ventilacije podrazumijeva obvezno određivanje parametara kao npr radni tlak i dio zračnih kanala. Učinkovit i cjelovit sustav uključuje razdjelnike zraka, zračne kanale i oblikovani proizvodi. Prilikom određivanja radnog tlaka potrebno je uzeti u obzir sljedeće pokazatelje:

1. Oblik ventilacijske cijevi i njihov odjeljak.
2. Postavke ventilatora.
3. Broj prijelaza.

Izračun odgovarajući promjer može se izvesti korištenjem sljedećih odnosa:

1. Za stambenu zgradu za 1 m prostora bit će dovoljna cijev s poprečnim presjekom od ​​​​​​​
2. Za privatne garaže - cijev s poprečnim presjekom od 17,6 cm² po 1 m² površine.

Parametar kao što je brzina protoka zraka izravno je povezan s poprečnim presjekom cijevi: u većini slučajeva brzina se odabire u rasponu od 2,4-4,2 m / s.

Dakle, pri izračunu ventilacije, bilo da se radi o ispušnom, dovodnom ili dovodno-ispušnom sustavu, mora se uzeti u obzir niz važnih parametara. O ispravnosti ove faze ovisi učinkovitost cijelog sustava, stoga budite oprezni i strpljivi. Po želji možete dodatno odrediti potrošnju energije za rad sustava koji se uređuje.