Hlavným účelom odsávacieho vetrania je odvádzanie odpadového vzduchu z obsluhovaných priestorov. Výfukové vetranie spravidla funguje v spojení s prívodným vzduchom, ktorý je zase zodpovedný za zásobovanie čistý vzduch.
Aby miestnosť mala priaznivú a zdravú mikroklímu, je potrebné vypracovať kompetentný návrh systému výmeny vzduchu, vykonať príslušný výpočet a nainštalovať potrebné jednotky v súlade so všetkými pravidlami. Pri plánovaní musíte pamätať na to, že od toho závisí stav celej budovy a zdravie ľudí, ktorí sa v nej nachádzajú.
Najmenšie chyby vedú k tomu, že vetranie prestáva plniť svoju funkciu tak, ako by malo, v miestnostiach sa objavujú huby, ničia sa dekorácie a stavebné materiály a ľudia začínajú ochorieť. Preto v žiadnom prípade nemožno podceňovať dôležitosť správneho výpočtu vetrania.
Hlavné parametre odsávacieho vetrania
V závislosti od toho, aké funkcie ventilačný systém vykonáva, sa existujúce inštalácie zvyčajne delia na:
- Výfuk. Vyžaduje sa na nasávanie odpadového vzduchu a jeho odstránenie z miestnosti.
- Zásobovanie. Zabezpečte prívod čerstvého čistého vzduchu z ulice.
- Prívod a výfuk. Súčasne sa odstráni starý zatuchnutý vzduch a do miestnosti sa privedie nový vzduch.
Odsávacie jednotky sa používajú najmä vo výrobe, kanceláriách, skladoch a iných podobných priestoroch. Nevýhodou odsávacieho vetrania je, že bez súčasnej inštalácie napájacieho systému bude fungovať veľmi zle.
Ak je z miestnosti viac vzduchu nasávané, ako vstupuje, vytvára sa prievan. Preto je napájací a výfukový systém najefektívnejší. Poskytuje maximum komfortné podmienky v obytných priestoroch, ako aj v priestoroch priemyselného a pracovného typu.
Moderné systémy sú vybavené rôznymi prídavné zariadenia, ktoré vzduch čistia, ohrievajú alebo ochladzujú, zvlhčujú a rovnomerne rozvádzajú po priestoroch. Starý vzduch sa bez problémov vytlačí cez kapotu.
Pred pokračovaním v usporiadaní ventilačného systému musíte vážne pristupovať k procesu jeho výpočtu. Priamy výpočet vetrania je zameraný na určenie hlavných parametrov hlavných komponentov systému. Iba určením najvhodnejších charakteristík môžete vytvoriť také vetranie, ktoré plne splní všetky úlohy, ktoré mu boli pridelené.
Pri výpočte vetrania sa berú do úvahy parametre ako:
- Spotreba.
- Prevádzkový tlak.
- Výkon ohrievača.
- Prierezová plocha vzduchových potrubí.
V prípade potreby môžete dodatočne vypočítať spotrebu energie na prevádzku a údržbu systému.
Späť na index
Podrobné pokyny na určenie výkonu systému
Výpočet vetrania začína určením jeho hlavného parametra – výkonu. Rozmerová jednotka výkonu vetrania je m³/h. Aby bol výpočet prietoku vzduchu vykonaný správne, potrebujete poznať nasledujúce informácie:
- Výška priestorov a ich plocha.
- Hlavným účelom každej miestnosti.
- Priemerný počet ľudí, ktorí budú súčasne v miestnosti.
Na vykonanie výpočtu budete potrebovať nasledujúce zariadenia:
- Ruleta na meranie.
- Papier a ceruzka na poznámky.
- Kalkulačka na výpočty.
Ak chcete vykonať výpočet, potrebujete poznať taký parameter, ako je frekvencia výmeny vzduchu za jednotku času. Túto hodnotu nastavuje SNiP v súlade s typom priestorov. Pre obytné, priemyselné a administratívne priestory sa parameter bude líšiť. Musíte tiež vziať do úvahy také body, ako je počet ohrievačov a ich výkon, priemerný počet ľudí.
Pre domáce priestory je výmenný kurz vzduchu použitý v procese výpočtu 1. Pri výpočte vetrania pre administratívne priestory použite hodnotu výmeny vzduchu rovnajúcu sa 2-3 v závislosti od konkrétnych podmienok. Frekvencia výmeny vzduchu priamo naznačuje, že napríklad v domácej miestnosti bude vzduch úplne aktualizovaný 1 krát za 1 hodinu, čo je vo väčšine prípadov viac než dosť.
Výpočet výkonu vyžaduje dostupnosť údajov, ako je množstvo výmeny vzduchu podľa frekvencie a počtu ľudí. Bude potrebné vziať veľký význam a už od neho vyberte vhodný výkon odsávacieho vetrania. Výpočet výmenného kurzu vzduchu sa vykonáva pomocou jednoduchého vzorca. Stačí vynásobiť plochu miestnosti výškou stropu a hodnotou násobku (1 pre domácnosť, 2 pre administratívu atď.).
Na výpočet výmeny vzduchu počtom osôb sa množstvo vzduchu spotrebovaného 1 osobou vynásobí počtom osôb v miestnosti. Pokiaľ ide o objem spotrebovaného vzduchu, v priemere na minime fyzická aktivita 1 osoba spotrebuje 20 m³/h, pri strednej aktivite toto číslo stúpa na 40 m³/h a pri vysokej aktivite je to už 60 m³/h.
Aby to bolo jasnejšie, môžeme uviesť príklad výpočtu pre obyčajnú spálňu s rozlohou 14 m². V spálni sú 2 osoby. Strop má výšku 2,5 m.. Celkom štandardné podmienky na jednoduchý mestský byt. V prvom prípade výpočet ukáže, že výmena vzduchu je 14x2,5x1=35 m³/h. Pri vykonávaní výpočtu podľa druhej schémy uvidíte, že sa už rovná 2x20 = 40 m³ / h. Je potrebné, ako už bolo uvedené, vziať väčšiu hodnotu. Preto konkrétne v tomto príklade bude výpočet vykonaný podľa počtu osôb.
Rovnaké vzorce sa používajú na výpočet spotreby kyslíka pre všetky ostatné miestnosti. Na záver ostáva zrátať všetky hodnoty, získať celkový výkon a vybrať si ventilačné zariadenie na základe týchto údajov.
Štandardné hodnoty pre výkon ventilačných systémov sú:
- Od 100 do 500 m³/h pre bežné obytné byty.
- Od 1000 do 2000 m³/h pre súkromné domy.
- Od 1000 do 10000 m³/h pre priemyselné priestory.
Späť na index
Stanovenie výkonu ohrievača
Aby sa výpočet ventilačného systému vykonal v súlade so všetkými pravidlami, je potrebné vziať do úvahy výkon ohrievača vzduchu. To sa deje, ak je v kombinácii s odsávacím vetraním organizované prívodné vetranie. Ohrievač je inštalovaný tak, že vzduch prichádzajúci z ulice je ohrievaný a vstupuje do miestnosti už teplý. Nevyhnutné v chladnom počasí.
Výpočet výkonu ohrievača vzduchu sa určuje s prihliadnutím na také hodnoty, ako je prietok vzduchu, požadovaná teplota výstupná a minimálna teplota vstupného vzduchu. Posledné 2 hodnoty sú schválené v SNiP. Čo sa týka tohto normatívny dokument, teplota vzduchu na výstupe ohrievača musí byť minimálne 18°. Minimálna teplota vonkajšieho vzduchu by mala byť špecifikovaná v súlade s oblasťou bydliska.
Súčasťou moderných ventilačných systémov sú regulátory výkonu. Takéto zariadenia sú navrhnuté špeciálne tak, aby ste mohli znížiť rýchlosť cirkulácie vzduchu. V chladnom počasí to zníži množstvo energie spotrebovanej ohrievačom vzduchu.
Na určenie teploty, pri ktorej môže zariadenie ohrievať vzduch, sa používa jednoduchý vzorec. Podľa nej treba zobrať hodnotu výkonu jednotky, vydeliť ju prietokom vzduchu a výslednú hodnotu potom vynásobiť 2,98.
Napríklad, ak je prietok vzduchu v zariadení 200 m³ / h a ohrievač má výkon 3 kW, potom dosadením týchto hodnôt do vyššie uvedeného vzorca získate, že zariadenie bude ohrievať vzduch. maximálne o 44°. Teda ak v zimný čas vonku bude -20°, potom bude môcť vybraný ohrievač vzduchu zohriať kyslík až na 44-20=24°.
Späť na index
Prevádzkový tlak a prierez potrubia
Výpočet vetrania zahŕňa povinné určenie parametrov, ako je prevádzkový tlak a prierez vzduchových potrubí. Efektívny a kompletný systém zahŕňa rozdeľovače vzduchu, vzduchové potrubia a tvarované výrobky. Pri určovaní pracovného tlaku je potrebné vziať do úvahy tieto ukazovatele:
- Formulár ventilačné potrubia a ich sekcia.
- Nastavenia ventilátora.
- Počet prechodov.
Výpočet vhodného priemeru možno vykonať pomocou nasledujúcich pomerov:
- Pre obytnú budovu bude na 1 m priestoru stačiť potrubie s prierezom 5,4 cm².
- Pre súkromné garáže - potrubie s prierezom 17,6 cm² na 1 m² plochy.
Takýto parameter, ako je rýchlosť prúdenia vzduchu, priamo súvisí s prierezom potrubia: vo väčšine prípadov sa rýchlosť volí v rozmedzí 2,4-4,2 m / s.
Pri výpočte vetrania, či už ide o výfukový, prívodný alebo prívodno-odťahový systém, treba teda brať do úvahy množstvo dôležitých parametrov. Od správnosti tejto fázy závisí účinnosť celého systému, preto buďte opatrní a trpezliví. V prípade potreby môžete dodatočne určiť spotrebu energie na prevádzku usporiadaného systému.
Úspora energie je dnes prioritou rozvoja svetovej ekonomiky. Vyčerpanie prírodných energetických zásob, zvýšenie nákladov na teplo a elektrická energia nás nevyhnutne vedie k potrebe rozvíjať sa celý systém opatrenia zamerané na zlepšenie účinnosti zariadení spotrebúvajúcich energiu. V tejto súvislosti sa znižovanie strát a opätovné využitie spotrebovanej tepelnej energie stáva účinným nástrojom pri riešení problému.
V kontexte aktívneho hľadania rezerv na šetrenie palivových a energetických zdrojov sa čoraz viac dostáva do povedomia problém ďalšieho zdokonaľovania klimatizačných systémov ako veľkých spotrebiteľov tepelnej a elektrickej energie. Významnú úlohu pri riešení tohto problému majú zohrať opatrenia na zlepšenie účinnosti výmenníkov tepla a hmoty, ktoré tvoria základ polytropického subsystému úpravy vzduchu, ktorého prevádzkové náklady dosahujú 50 % všetkých nákladov na prevádzku SCR. .
Využitie tepelnej energie z emisií z vetrania je jednou z kľúčových metód šetrenia energetických zdrojov v klimatizačných a ventilačných systémoch budov a stavieb na rôzne účely. Na obr. 1 sú znázornené hlavné schémy rekuperácie tepla odsávať vzduch predávané na trhu moderných ventilačných zariadení.
Analýza stavu výroby a využitia zariadení na rekuperáciu tepla v zahraničí naznačuje trend prevládajúceho využívania recirkulácie a štyroch typov využívačov tepla odpadového vzduchu: rotačné regeneračné, doskové rekuperačné, na báze teplovodov a s medzinosičom tepla. Použitie týchto zariadení závisí od prevádzkových podmienok ventilačných a klimatizačných systémov, ekonomických úvah, relatívnu polohu zásobovacie a výfukové centrá, prevádzkové možnosti.
V tabuľke. 1 znázornený komparatívna analýza rôzne schémy na rekuperáciu tepla odpadového vzduchu. Medzi hlavné požiadavky zo strany investora na zariadenia na rekuperáciu tepla treba uviesť: cenu, prevádzkové náklady a efektívnosť. Najlacnejšie riešenia sa vyznačujú jednoduchosťou dizajnu a absenciou pohyblivých častí, čo umožňuje medzi prezentovanými schémami rozlíšiť inštaláciu s krížovým výmenníkom tepla (obr. 2) ako najvhodnejšiu pre klimatické podmienky európska časť Ruska a Poľska.
Nedávne štúdie v oblasti vytvárania nových a zlepšovania existujúcich zariadení na rekuperáciu tepla pre klimatizačné systémy naznačujú jasný trend vo vývoji nových konštruktívne riešenia doskové výmenníky tepla(obr. 3), rozhodujúcim momentom pri výbere je možnosť zabezpečenia bezporuchovej prevádzky inštalácie v podmienkach kondenzácie vlhkosti pri negatívnych vonkajších teplotách.
Teplota vonkajšieho vzduchu, od ktorej je pozorovaná tvorba námrazy v potrubí odpadového vzduchu, závisí od nasledujúcich faktorov: teplota a vlhkosť odvádzaného vzduchu, pomer prietokov privádzaného a odvádzaného vzduchu a konštrukčné charakteristiky. Všimnime si zvláštnosť prevádzky výmenníkov tepla pri negatívnych teplotách vonkajšieho vzduchu: čím vyššia je účinnosť výmeny tepla, tým väčšie je riziko tvorby námrazy na povrchu kanálov odpadového vzduchu.
V tomto ohľade môže byť nízka účinnosť výmeny tepla v krížovom výmenníku tepla výhodou z hľadiska zníženia rizika námrazy na povrchoch kanálov odpadového vzduchu. Bezpečnosť bezpečné režimy zvyčajne spojené s realizáciou nasledujúcich tradičných opatrení na zamedzenie zamrznutia dýzy: periodické vypínanie prívodu vonkajšieho vzduchu, jeho obchádzanie resp. predhrievanie, ktorej realizácia určite znižuje účinnosť rekuperácie tepla odpadového vzduchu.
Jedným zo spôsobov, ako vyriešiť tento problém, je vytvorenie výmenníkov tepla, v ktorých zamŕzanie platní buď chýba, alebo sa vyskytuje pri viacerých nízke teploty vzduchu. Charakteristickým znakom prevádzky výmenníkov tepla vzduch-vzduch je možnosť realizácie procesov prenosu tepla a hmoty v režimoch prenosu tepla „suchým“, súčasné chladenie a sušenie odvádzaného vzduchu s kondenzáciou vo forme rosy a námrazy na celej alebo časti teplovýmennej plochy (obr. 4).
Racionálne využitie kondenzačného tepla, ktorého hodnota pri určitých prevádzkových režimoch výmenníkov tepla dosahuje 30 %, umožňuje výrazne zväčšiť rozsah zmien parametrov vonkajšieho vzduchu, pri ktorom námraza výmenníka tepla povrchov dosiek sa nevyskytuje. Avšak riešenie problému určovania optimálne režimy prevádzka uvažovaných výmenníkov tepla zodpovedajúca určitým prevádzkovým a klimatickým podmienkam a oblasti ich účelného použitia si vyžaduje podrobné štúdie prenosu tepla a hmoty v obalových kanáloch, berúc do úvahy procesy kondenzácie a tvorby námrazy.
Ako hlavná výskumná metóda bola zvolená numerická analýza. Má tiež najmenšiu prácnosť a umožňuje určiť charakteristiky a identifikovať vzory procesu na základe spracovania informácií o vplyve počiatočných parametrov. Experimentálne štúdie procesov prenosu tepla a hmoty v uvažovaných zariadeniach boli preto realizované v oveľa menšom objeme a hlavne pre overenie a korekciu závislostí získaných ako výsledok matematického modelovania.
Vo fyzikálno-matematickom popise prenosu tepla a hmoty v skúmanom rekuperátore bol uprednostnený jednorozmerný model prenosu (ε-NTU model). V tomto prípade sa prúd vzduchu v baliacich kanáloch považuje za prúdenie kvapaliny s konštantnou rýchlosťou, teplotou a potenciálom prenosu hmoty na svojom priereze, ktorý sa rovná priemerným hodnotám hmotnosti. S cieľom zlepšiť účinnosť rekuperácie tepla v moderné výmenníky tepla používa sa rebrovanie povrchu trysky.
Typ a umiestnenie rebier výrazne ovplyvňuje charakter procesov prenosu tepla a hmoty. Zmena teploty pozdĺž výšky rebra vedie k implementácii rôznych možností procesov prenosu tepla a hmoty (obr. 5) v kanáloch odpadového vzduchu, čo výrazne komplikuje matematické modelovanie a algoritmus riešenia systému diferenciálneho rovnice.
Rovnice matematického modelu procesov prenosu tepla a hmoty v krížovom výmenníku tepla sú implementované v ortogonálnom súradnicovom systéme s osami OX a OY orientovanými rovnobežne s prúdmi studeného a teplého vzduchu a osami Z1 a Z2. , kolmo na povrch tesniacich dosiek v kanáloch prívodu a odvodu vzduchu (obr. 6).
V súlade s predpokladmi tohto modelu ε-NTU je prenos tepla a hmoty v skúmanom výmenníku tepla opísaný diferenciálnymi rovnicami tepelnej a materiálovej bilancie, zostavenými pre vzájomne pôsobiace prúdy vzduchu a dýzy, berúc do úvahy teplo fázového prechodu. a tepelný odpor výslednej mrazovej vrstvy. Pre získanie jednoznačného riešenia je systém diferenciálnych rovníc doplnený o okrajové podmienky, ktoré stanovujú hodnoty parametrov vymieňaných médií na vstupoch do zodpovedajúcich kanálov rekuperátora.
Formulovaný nelineárny problém nie je možné riešiť analyticky, preto sa integrácia sústavy diferenciálnych rovníc uskutočnila numerickými metódami. Pomerne veľké množstvo numerických experimentov uskutočnených na modeli ε-NTU umožnilo získať dátové pole, ktoré sa použilo na analýzu charakteristík procesu a identifikáciu jeho všeobecných vzorov.
V súlade s úlohami štúdia prevádzky výmenníka tepla bol výber študovaných režimov a rozsahov variácií parametrov výmenných tokov vykonaný tak, aby reálne procesy prenosu tepla a hmoty v obale pri záporné hodnoty teplota vonkajšieho vzduchu, ako aj podmienky prúdenia najnebezpečnejších prevádzkových režimov zariadení na rekuperáciu tepla z hľadiska prevádzky.
Na obr. 7-9 výsledky výpočtu prevádzkových režimov testovacej aparatúry, charakteristických pre klimatické podmienky s nízkou výpočtovou teplotou vonkajšieho vzduchu v r. zimné obdobie ročné obdobia, nám umožňujú posúdiť kvalitatívne predpokladanú možnosť vytvorenia troch zón aktívneho prenosu tepla a hmoty v kanáloch odpadového vzduchu (obr. 6), ktoré sa líšia povahou procesov v nich prebiehajúcich.
Analýza procesov prenosu tepla a hmoty prebiehajúcich v týchto zónach umožňuje vyhodnotiť možné spôsoby efektívneho zachytávania tepla odvádzaného vetracieho vzduchu a zníženia rizika tvorby námrazy v kanáloch výplne výmenníka tepla na základe racionálne využitie teplo fázového prechodu. Na základe vykonanej analýzy boli stanovené hraničné teploty vonkajšieho vzduchu (tabuľka 2), pod ktorými je pozorovaná tvorba námrazy v potrubí odpadového vzduchu.
zistenia
Uvádza sa analýza rôznych schém na využitie tepla z emisií z vetrania. Uvádzajú sa výhody a nevýhody uvažovaných (existujúcich) schém na využitie tepla odpadového vzduchu vo ventilačných a klimatizačných zariadeniach. Na základe vykonanej analýzy sa navrhuje schéma s doskovým krížovým výmenníkom tepla:
- na základe matematického modelu bol vyvinutý algoritmus a počítačový výpočtový program pre hlavné parametre procesov prenosu tepla a hmoty v skúmanom výmenníku tepla;
- bola stanovená možnosť vytvárania rôznych zón kondenzácie vlhkosti v kanáloch dýzy výmenníka tepla, v rámci ktorých sa výrazne mení povaha procesov prenosu tepla a hmoty;
- analýza získaných zákonitostí umožňuje stanoviť racionálne spôsoby prevádzky študovaných zariadení a oblasti ich racionálneho využitia pre rôzne klimatické podmienky ruského územia.
SYMBOLY A INDEXY
Legenda: h reb — výška rebier, m; l rebro - dĺžka rebra, m; t je teplota, °C; d je obsah vlhkosti vzduchu, kg/kg; ϕ—relatívna vlhkosť vzduchu, %; δ rebro je hrúbka rebra, m; δ in je hrúbka vrstvy námrazy, m.
indexy: 1 — vonkajší vzduch; 2 - odstránený vzduch; e - pri vstupe do kanálov dýzy; rb - rebro; v - mraze, o - na výstupe z kanálov dýzy; rosa - rosný bod; sat je stav nasýtenia; w je stena kanála.
Spotreba tepla na vykurovanie sanitárny štandard prívod vzduchu pri moderné metódy tepelná ochrana obvodových konštrukcií sú in obytné budovy až 80% tepelného zaťaženia vykurovacie zariadenia, a vo verejných a administratívnych budovách - viac ako 90%. Preto energeticky úsporné vykurovacie systémy v moderné dizajny budovy môžu vzniknúť len vtedy, ak
využitie tepla odpadového vzduchu na ohrev sanitárneho štandardu privádzaného vzduchu.
Tiež úspešné skúsenosti v administratívna budova v Moskve, recyklačné závody s čerpadlovou cirkuláciou medzichladiacej kvapaliny - nemrznúcej zmesi.
Keď sú napájacie a výfukové jednotky umiestnené vo vzdialenosti viac ako 30 m od seba, systém zneškodňovania s čerpadlom cirkulácie nemrznúcej zmesi je najracionálnejší a najhospodárnejší. Ak sa nachádzajú v blízkosti, ešte viac efektívne riešenie. Takže v klimatických oblastiach s miernymi zimami, keď vonkajšia teplota neklesne pod -7 ° C, sa široko používajú doskové výmenníky tepla.
Na obr. 1 znázorňuje konštrukčnú schému doskového rekuperačného (prenos tepla sa uskutočňuje cez deliacu stenu) rekuperačného výmenníka tepla. Tu (obr. 1, a) je znázornený výmenník tepla „vzduch-vzduch“ zostavený z doskových kanálov, ktoré môžu byť vyrobené z tenkého plechu z pozinkovanej ocele, hliníka atď.
Obrázok 1.a - doskové kanály, do ktorých odvádzaný vzduch L y vstupuje zhora cez deliace steny kanálov, a horizontálny prívodný vzduch L p.n.; b - rúrkové kanály, v ktorých odpadový vzduch L y prechádza zhora v rúrkach a privádzaný vzduch prechádza horizontálne v prstencovom priestore L p.n.
Lamelové kanály sú uzavreté v skrini s prírubami pre pripojenie na prívodné a odvodné potrubie.
Na obr. 1, b je znázornený výmenník tepla „vzduch-vzduch“ vyrobený z rúrkových prvkov, ktoré môžu byť vyrobené aj z hliníka, pozinkovanej ocele, plastu, skla a pod. kanály na prechod odpadového vzduchu. Bočné steny a rúrkové plechy tvoria rám výmenníka tepla s otvorenými fasádnymi dielcami, ktoré sú napojené na potrubie prívodu vzduchu L as.
Vďaka vyvinutému povrchu kanálov a usporiadaniu vzduchových turbulentných dýz v nich sa v takýchto výmenníkoch tepla „vzduch-vzduch“ dosahuje vysoká tepelná účinnosť θ t bp (až 0,75), čo je hlavná výhoda takýchto zariadení.
Nevýhodou týchto rekuperátorov je nutnosť predhrievania privádzaného vzduchu v elektrických ohrievačoch na teplotu nie nižšiu ako -7 °C (aby nedochádzalo k zamrznutiu kondenzátu na strane vlhkého odpadového vzduchu).
Na obr. 2 konštrukčná schéma prívodnej a odvodnej jednotky s doskovým výmenníkom tepla L y odpadného vzduchu na ohrev privádzaného vonkajšieho vzduchu L a.s. Napájacie a výfukové jednotky sú vyrobené v jednom kryte. Filtre 1 a 4 sa inštalujú najskôr na vstup prívodného vonkajšieho L p.n., a pri vzduchu odvádzaný odvod L. Obidva prúdy vyčisteného vzduchu z prevádzky prívodného 5 a odťahového ventilátora 6 prechádzajú cez doskový výmenník 2, kde energia ohriateho odpadneho vzduchu L y sa prenasa do privodu chladu L b.s.
Obrázok 2. Konštrukčný diagram prívodu a výfukové jednotky s doskovým výmenníkom tepla s obtokovým vzduchovým potrubím na prívod čerstvého vzduchu:1 - vzduchový filter v napájacia jednotka; 2 - doskový výmenník tepla; 3 - príruba na pripojenie vzduchovej cesty pre nasávanie odpadového vzduchu; 4 - vreckový filter na čistenie odpadového vzduchu L y; 5 - prívodný ventilátor s elektromotorom na jednom ráme; 6- výfukový ventilátor s elektromotorom na jednom ráme; 7 - paleta zachytávajúca skondenzovanú vlhkosť z kanálov na odvod vzduchu; 8 - potrubie na odvod kondenzátu; 9 - obtokový vzduchový kanál na priechod privádzaný vzduch L b.s.; 10 - automatický pohon vzduchových ventilov v obtokovom kanáli; 11 - ohrievač na dohrev privádzaného vzduchu, napájaný horúca voda
Odvádzaný vzduch má spravidla vysoký obsah vlhkosti a teplotu rosného bodu minimálne +4 °C. Pri vstupe studeného vonkajšieho vzduchu s teplotou pod +4 °C do kanálov výmenníka 2 sa na deliacich stenách vytvorí teplota, pri ktorej bude kondenzovať vodná para na časti povrchu kanálov zo smeru pohyb odvádzaného vzduchu.
Vzniknutý kondenzát pod vplyvom prúdenia vzduchu Ly bude intenzívne odtekať do vane 7, odkiaľ je potrubím napojeným na odbočku 8 odvádzaný do kanalizácie (alebo zásobnej nádrže).
Doskový výmenník tepla je charakterizovaný nasledujúcou rovnicou tepelnej bilancie odovzdaného tepla vonkajšiemu privádzanému vzduchu:
kde Q tu je tepelná energia využívaná privádzaným vzduchom; L y, L p.n - náklady na vyhrievaný výfukový a vonkajší privádzaný vzduch, m 3 / h; ρ y, ρ p.n - špecifické hustoty ohriateho výfukového a vonkajšieho privádzaného vzduchu, kg / m 3; I y 1 a I y 2 - počiatočná a konečná entalpia ohriateho odpadového vzduchu, kJ/kg; t n1 a t n2, s p - počiatočná a konečná teplota, ° С, a tepelná kapacita, kJ / (kg · ° С), externého privádzaného vzduchu.
Pri nízkych počiatočných teplotách vonkajšieho vzduchu t n.x ≈ t n1 na deliacich stenách kanálov kondenzát vypadávajúci z odpadového vzduchu nestihne odtiecť do vaničky 7, ale zamrzne na stenách, čo vedie k zúženie prietokovej plochy a zvyšuje aerodynamický odpor pri prechode odpadového vzduchu. Toto zvýšenie aerodynamický odpor je zachytený snímačom, ktorý vysiela príkaz do ovládača 10 na otvorenie vzduchových ventilov v obtokovom kanáli (obtok) 9.
Testy doskových výmenníkov tepla v ruskej klíme ukázali, že keď teplota vonkajšieho vzduchu klesne na t n.x ≈ t n1 ≈ -15 °С, vzduchové ventily v obtoku 9 sú úplne otvorené a všetok privádzaný vzduch L p.n. prechádza cez doskové kanály výmenníka tepla 2.
Ohrev čerstvého vzduchu L p.n.od t n.x do t p.n. V tomto režime sa Q tu vypočítané podľa rovnice (9.10) rovná nule, pretože cez pripojený výmenník tepla 2 prechádza iba odpadový vzduch a I y 1 ≈ I y 2, t.j. nedochádza k spätnému získavaniu tepla.
Druhým spôsobom zamedzenia zamrznutia kondenzátu v kanáloch výmenníka 2 je elektrický predohrev privádzaného vzduchu z t n.x na t n1 = -7 °C. Za konštrukčných podmienok chladného obdobia roka v moskovskej klíme musí byť studený prívodný vzduch v elektrickom ohrievači ohrievaný o ∆t t.el = t n1 - t n.x = -7 + 26 = 19 °С. Ohrev privádzaného vonkajšieho vzduchu pri θ t p.n = 0,7 a t y1 = 24 °С bude t p.n = 0,7 (24 + 7) - 7 = 14,7 °С alebo ∆t t.u \u003d 14,7 + 7 \u0073d °.21
Výpočet ukazuje, že v tomto režime je ohrev vo výmenníku tepla a v ohrievači prakticky rovnaký. Použitie bypassu alebo elektrického predohrevu výrazne znižuje tepelnú účinnosť doskových výmenníkov tepla v systémoch prívodné a odsávacie vetranie v ruskom podnebí.
Na odstránenie tohto nedostatku sa vyvinuli domáci špecialisti pôvodná metóda rýchle periodické odmrazovanie doskových výmenníkov ohrievaním odvádzaného vzduchu, čo zaisťuje spoľahlivú a energeticky efektívnu celoročnú prevádzku jednotiek.
Na obr. 3 schematický diagram zariadenia na rekuperáciu tepla odpadového vzduchu X na ohrev privádzaného vonkajšieho vzduchu L p.n.s. rýchla eliminácia mraziace kanály 2 na zlepšenie prechodu odpadového vzduchu cez doskový výmenník tepla 1.
Vzduchové potrubie 3 výmenníka 1 je napojené na cestu prívodu vonkajšieho vzduchu L p.n a vzduchové potrubie 4 na dráhu prechodu odpadového vzduchu odvádzaného Ly.
Obrázok 3 schému zapojenia aplikácie doskového výmenníka tepla v podnebí Ruska: 1 - doskový výmenník tepla; 2 - lamelové kanály na prechod studeného privádzaného vonkajšieho vzduchu L p.n. a teplého odpadového vzduchu L y; 3 - spojovacie vzduchové potrubia na prechod čerstvého vzduchu L p.n.; 4 - spojovacie vzduchové potrubia na prechod odvádzaného odpadového vzduchu L y; 5 - ohrievač v prúde odpadového vzduchu L y na vstupe do kanálov 2 doskový výmenník tepla 1.6 - automatický ventil na prívodnom potrubí horúca voda G w g; 7 - elektrická prípojka; 8 - snímač na riadenie odporu prúdenia vzduchu v kanáloch 2 na priechod odpadového vzduchu L y; 9 - odvod kondenzátu
Pri nízkych teplotách privádzaného vonkajšieho vzduchu (t n1 = t n. x ≤ 7 °C) sa cez steny lamelových kanálov 2 teplo z odpadového vzduchu úplne odovzdáva teplu zodpovedajúcemu rovnici tepelnej bilancie [ pozri vzorec (1)]. K poklesu teploty odpadového vzduchu dochádza pri hojnej kondenzácii vlhkosti na stenách lamelových kanálikov. Časť kondenzátu má čas odtiecť z kanálov 2 a je odvádzaná potrubím 9 do kanalizácie (alebo zásobnej nádrže). Väčšina kondenzátu však zamrzne na stenách kanálov 2. To spôsobí zvýšenie poklesu tlaku ∆Р у v prúde odpadového vzduchu meranom snímačom 8.
Keď sa ∆Р y zvýši na nastavenú hodnotu, zo snímača 8 cez káblovú prípojku 7 bude nasledovať príkaz na otvorenie automatického ventilu 6 na potrubí na prívod teplej vody G w g do rúrok ohrievača 5 inštalovaného vo vzduchovom potrubí. 4 na nasávanie odvádzaného odpadového vzduchu do doskového výmenníka 1. Pri otvorení automatického ventilu 6 sa do rúrok ohrievača 5 dostane horúca voda Gw g, čo spôsobí zvýšenie teploty odpadového vzduchu t y 1 až 45 -60 ° С.
Pri prechode odvádzaného vzduchu s vysokou teplotou cez kanály 2 dôjde k rýchlemu rozmrazovaniu zo stien kanálov mrazu a vzniknutý kondenzát odtečie potrubím 9 do kanalizácie (alebo do zásobníka kondenzátu). .
Po rozmrazení námrazy sa tlakový rozdiel v kanáloch 2 zníži a snímač 8 vyšle príkaz na zatvorenie ventilu 6 cez prípojku 7 a prívod teplej vody do ohrievača 5 sa zastaví.
Zvážte proces rekuperácie tepla na I-d diagrame, znázornenom na obr. 4.
Obrázok 4 Konštrukcia na I-d-diagrame prevádzkového režimu v moskovskej klíme zariadenia na využitie s doskovým výmenníkom tepla a jeho odmrazovaním podľa novej metódy (podľa schémy na obr. 3). U 1 -U 2 - návrhový režim odvodu tepla z odvádzaného vzduchu; H 1 - H 2 - vykurovanie s rekuperovaným prívodom vonkajšieho vzduchu v projektovom režime; U 1 - U pod 1 - ohrev odpadového vzduchu v režime odmrazovania od námrazy lamelových kanálov na prechod odvádzaného vzduchu; Y 1. čas - počiatočné parametre odvádzaného vzduchu po uvoľnení tepla na rozmrazenie ľadu na stenách lamelových kanálov; H 1 -H 2 - ohrev privádzaného vzduchu v režime odmrazovania doskového výmenníka tepla
Vyhodnoťme vplyv spôsobu odmrazovania doskových výmenníkov (podľa schémy na obr. 3) na tepelnú účinnosť režimov rekuperácie tepla odpadového vzduchu na nasledujúcom príklade.
PRÍKLAD 1. Východiskové podmienky: Vo veľkej moskovskej (t n.x = -26 °С) priemyselnej a administratívnej budove bola v systéme prívodného a odvodného vetrania inštalovaná rekuperačná jednotka (TUU) na báze rekuperačného doskového výmenníka tepla (s indikátorom θ t p.n = 0,7). Objem a parametre odpadového vzduchu odstráneného počas procesu chladenia sú: L y \u003d 9000 m 3 / h, t y1 \u003d 24 ° C, I y 1 \u003d 40 kJ / kg, t r. y1 \u003d 7 °C, d y1 \u003d 6, 2 g/kg (pozri konštrukciu na I-d diagrame na obr. 4). Prietok privádzaného vonkajšieho vzduchu L p.n = 10 000 m 3 / h. Výmenník tepla sa odmrazuje periodickým zvyšovaním teploty odpadového vzduchu, ako je znázornené na diagrame na obr. 3.
Požadované: Stanoviť tepelnú účinnosť režimov rekuperácie tepla pomocou novej metódy periodického odmrazovania dosiek prístroja.
Riešenie: 1. Vypočítajte teplotu privádzaného vzduchu ohriateho využiteľným teplom v návrhových podmienkach chladného obdobia roka pri t n.x = t n1 = -26 °С:
2. Vypočítame množstvo využitého tepla za prvú hodinu prevádzky rekuperačnej jednotky, kedy zamrznutie doskových kanálov neovplyvnilo tepelnú účinnosť, ale zvýšilo aerodynamický odpor v kanáloch pre prechod odpadového vzduchu:
3. Po hodine prevádzky TUU vo vypočítaných zimných podmienkach sa na stenách kanálov nahromadila vrstva námrazy, ktorá spôsobila zvýšenie aerodynamického odporu ∆Р у. Poďme definovať možné čísloľad na stenách kanálov na prechod odpadového vzduchu cez doskový výmenník tepla, vytvorený v priebehu hodiny. Z rovnice tepelnej bilancie (1) vypočítame entalpiu ochladeného a vysušeného odpadového vzduchu:
Pre uvažovaný príklad podľa vzorca (2) dostaneme:
Na obr. 4 je znázornená konštrukcia na I-d-diagrame režimov ohrevu privádzaného vzduchu (proces H 1 - H 2) teplom získaným z odpadového vzduchu (proces Y 1 - Y 2). Vynesením do I-d-diagramu sa získali zostávajúce parametre ochladeného a vysušeného odpadového vzduchu (pozri bod U 2): t y2 \u003d -6,5 ° C, d y2 \u003d 2,2 g / kg.
4. Množstvo kondenzátu, ktorý vypadol z odpadového vzduchu, sa vypočíta podľa vzorca:
Pomocou vzorca (4) vypočítame množstvo chladu vynaloženého na zníženie teploty ľadu: Q = 45 4,2 6,5 / 3,6 = 341 W h. Na tvorbu ľadu sa spotrebuje nasledovné množstvo chladu:
Celkové množstvo energie vynaloženej na tvorbu ľadu na oddeľovacej ploche doskových výmenníkov tepla bude:
6. Z konštrukcie na I-d diagrame (obr. 4) je vidieť, že pri protiprúdovom pohybe po doskových kanáloch prívodu L p.n. a výfuku L pri prúdení vzduchu na vstupe do doskového výmenníka tepla najchladnejšie vonkajší vzduch prechádza výfukovým vzduchom ochladeným na záporné teploty. Práve v tejto časti doskového výmenníka tepla dochádza k intenzívnej tvorbe námrazy a námrazy, ktorá zablokuje kanály pre priechod odpadového vzduchu. To spôsobí zvýšenie aerodynamického odporu.
Riadiaci snímač zároveň vydá povel na otvorenie automatického ventilu prívodu teplej vody do rúrok výmenníka, namontovaného v potrubí odpadového vzduchu až po doskový výmenník, čím sa zabezpečí ohrev výfukových plynov. vzduchu na teplotu t1 = +50 °C.
Prúdenie horúceho vzduchu do lamelových kanálov zabezpečilo za 10 minút rozmrazenie zamrznutého kondenzátu, ktorý je v tekutej forme odvádzaný do kanalizácie (do akumulačnej nádrže). Počas 10 minút zahrievania odpadového vzduchu sa spotrebovalo nasledujúce množstvo tepla:
alebo podľa vzorca (5) dostaneme:
7. Teplo dodané v ohrievači 5 (obr. 3) sa čiastočne spotrebuje na topenie ľadu, čo si podľa výpočtov v odseku 5 vyžiada Q t.ras = 4,53 kWh tepla. Na prenos tepla do privádzaného vzduchu z tepla spotrebovaného v ohrievači 5 na ohrev odpadového vzduchu zostane nasledovné teplo:
8. Teplota ohriateho odsávaného vzduchu po spotrebovaní časti tepla na rozmrazovanie sa vypočíta podľa vzorca:
Pre uvažovaný príklad podľa vzorca (6) dostaneme:
9. Odpadový vzduch ohriaty v ohrievači 5 (viď obr. 3) prispeje nielen k odmrazovaniu námrazy z kondenzátu, ale aj k zvýšeniu prestupu tepla do privádzaného vzduchu cez deliace steny lamelových kanálikov. Vypočítajte teplotu ohriateho privádzaného vzduchu:
10. Množstvo tepla odovzdaného na ohrev privádzaného vzduchu počas 10 minút odmrazovania sa vypočíta podľa vzorca:
Pre uvažovaný režim podľa vzorca (8) získame:
Z výpočtu vyplýva, že v uvažovanom režime odmrazovania nedochádza k žiadnym tepelným stratám, keďže časť vykurovacieho tepla z odpadového vzduchu Q t.u = 12,57 kW h je odovzdaná dohrevu privádzaného vzduchu L p.n. na teplotu t n2.raz. = 20,8 °С, namiesto t н2 = +9 °С pri použití iba tepla odpadového vzduchu s teplotou t у1 = +24 °С (pozri bod 1).
Časť 1. Zariadenia na rekuperáciu tepla
Využitie odpadového tepla spalín
technologické pece.
Procesné pece sú najväčšími spotrebiteľmi energie v rafinériách a petrochemických závodoch, v hutníctve, ako aj v mnohých iných odvetviach. V rafinériách spaľujú 3 – 4 % všetkej spracovanej ropy.
Priemerná teplota spalín na výstupe z pece spravidla presahuje 400 °C. Množstvo tepla odvedeného spalinami je 25–30 % z celkového tepla uvoľneného pri spaľovaní paliva. Preto je mimoriadne dôležité využitie tepla zo spalín z procesných pecí.
Pri teplotách spalín nad 500 °C by sa mali používať kotly na odpadové teplo - KU.
Pri teplote spalín nižšej ako 500 °C sa odporúča použiť ohrievače vzduchu - VP.
najväčší ekonomický efekt sa dosahuje v prítomnosti dvojblokovej jednotky pozostávajúcej z CHP a VP (plyny sa ochladzujú v CHJ na 400 °C a vstupujú do ohrievača vzduchu na ďalšie chladenie) - častejšie sa používa v petrochemických podnikoch, keď vysoká teplota spalín.
Kotly na odpad.
AT Teplo spalín KU sa využíva na výrobu vodnej pary.Účinnosť pece sa zvyšuje o 10 - 15.
Kotly na odpadové teplo môžu byť zabudované do konvekčnej komory pece alebo diaľkovo.
Diaľkové kotly Recyklátory sú rozdelené do dvoch typov:
1) plynové kotly;
2) kotly vsádzkového konvekčného typu.
Výber požadovaného typu sa vykonáva v závislosti od požadovaného tlaku výslednej pary. Prvé sa používajú pri výrobe pary relatívne nízky tlak- 14 - 16 atm., druhý - na vytváranie pary s tlakom do 40 atm. (sú však dimenzované na počiatočnú teplotu spalín cca 850 °C).
Tlak vytvorenej pary sa musí zvoliť s prihliadnutím na to, či sa všetka para spotrebováva v samotnom zariadení alebo či existuje prebytok, ktorý sa musí odvádzať do všeobecnej siete zariadenia. V druhom prípade musí byť tlak pary v bubne kotla meraný v súlade s tlakom pary vo všeobecnej sieti závodu, aby sa prebytočná para vypustila do siete a zabránilo sa nehospodárnemu škrteniu pri jej výstupe do nízkotlakovej siete.
Kotly na odpadové teplo plynového typu sú konštrukčne podobné výmenníkom tepla „potrubie v potrubí“. Spaliny prechádzajú vnútornou rúrou a v medzikruží sa vytvára vodná para. Niekoľko z týchto zariadení je umiestnených paralelne.
Kotly na odpadové teplo vsádzkového konvekčného typu majú zložitejšiu konštrukciu. Schematický diagram činnosti KU tohto typu je znázornený na obr. 5.4.
Využíva prirodzenú cirkuláciu vody a predstavuje najkompletnejšiu konfiguráciu CHP s ekonomizérom a prehrievačom.
Schematický diagram prevádzky kotla na odpadové teplo
paketovo-konvekčný typ
Chemicky čistená voda (CPW) vstupuje do odvzdušňovacej kolóny, aby odstránila v nej rozpustené plyny (hlavne kyslík a oxid uhličitý). Voda steká po platniach a protiprúdne k nej. veľký počet vodná para. Voda sa ohrieva parou na 97 - 99 °C a vzhľadom na znižovanie rozpustnosti plynov so zvyšujúcou sa teplotou sa väčšina z nich uvoľňuje a vypúšťa z vrchu odvzdušňovača do atmosféry. Para, odovzdávajúca svoje teplo vode, kondenzuje. Odvzdušnená voda zo spodnej časti kolóny je odoberaná čerpadlom a prečerpávaná požadovaný tlak. Voda prechádza cez cievku ekonomizéra, v ktorej sa ohrieva takmer na bod varu vody pri danom tlaku, a vstupuje do bubna (odlučovač pár). Voda v odlučovači pár má teplotu rovnajúcu sa bodu varu vody pri danom tlaku. Prostredníctvom výmenníkov pary cirkuluje voda v dôsledku rozdielu hustoty (prirodzená cirkulácia). V týchto cievkach sa časť vody vyparí a zmes para-kvapalina sa vracia späť do bubna. Nasýtená vodná para sa oddelí od kvapalnej fázy a vypustí sa z hornej časti bubna do špirály prehrievača. V prehrievači sa nasýtená para prehrieva na požadovanú teplotu a odvádza sa k spotrebiteľovi. Časť vznikajúcej pary sa používa na odvzdušnenie napájacej vody.
Spoľahlivosť a efektívnosť prevádzky CU do značnej miery závisí od správna organizácia vodný režim. Pri nesprávnej prevádzke sa intenzívne tvorí vodný kameň, prebieha korózia vykurovacích plôch, dochádza k znečisteniu parou.
Vodný kameň je hustá usadenina vytvorená pri zahrievaní a odparovaní vody. Voda obsahuje hydrogénuhličitany, sírany a iné vápenaté a horečnaté soli (soli tvrdosti), ktoré sa po zahriatí premenia na hydrogénuhličitany a vyzrážajú sa. Vodný kameň, ktorý má o niekoľko rádov nižšiu tepelnú vodivosť ako kov, vedie k zníženiu súčiniteľa prestupu tepla. Vďaka tomu sa znižuje výkon tepelného toku cez teplovýmennú plochu a samozrejme sa znižuje účinnosť prevádzky KU (znižuje sa množstvo vytvorenej pary). Teplota spalín odvádzaných z kotla sa zvyšuje. Okrem toho dochádza k prehrievaniu cievok a k ich poškodeniu v dôsledku poklesu v nosnosť stať sa.
Na zamedzenie tvorby vodného kameňa sa ako napájacia voda používa predčistená voda (môže sa odoberať v tepelných elektrárňach). Okrem toho sa vykonáva nepretržité a periodické preplachovanie systému (odstraňovanie časti vody). Preplachovanie zabraňuje zvýšeniu koncentrácie soli v systéme (voda sa neustále vyparuje, ale soli v nej obsiahnuté nie, takže koncentrácia soli sa zvyšuje). Nepretržitý odluh kotla je zvyčajne 3 - 5 % a závisí od kvality napájacej vody (nemalo by presiahnuť 10 %, keďže s odluhom sú spojené tepelné straty). Počas prevádzky UK vysoký tlak pracujúce s núteným obehom vody, navyše sa používa vnútrokotlové fosfátovanie. Zároveň sa katióny vápnika a horčíka, ktoré sú súčasťou síranov tvoriacich vodný kameň, viažu s fosfátovými aniónmi, pričom vznikajú zlúčeniny, ktoré sú vo vode zle rozpustné a zrážajú sa v hrúbke vodného objemu kotla, vo forme kal, ktorý sa dá pri fúkaní ľahko odstrániť.
Kyslík rozpustený v napájacej vode oxid uhličitý spôsobujú koróziu vnútorných stien kotla a rýchlosť korózie sa zvyšuje so zvyšujúcim sa tlakom a teplotou. Na odstránenie plynov z vody sa používa tepelné odvzdušnenie. Mierou ochrany proti korózii je tiež udržiavanie takej rýchlosti v potrubí, pri ktorej sa vzduchové bubliny nemôžu zadržiavať na ich povrchu (nad 0,3 m/s).
V súvislosti so zvýšením hydraulického odporu plynovej cesty a znížením sily prirodzeného ťahu je potrebné nainštalovať odsávač dymu (umelý ťah). V tomto prípade by teplota spalín nemala presiahnuť 250 °C, aby sa predišlo zničeniu tohto zariadenia. Ale čím je teplota spalín nižšia, tým je potrebný výkonnejší odsávač dymu (zvyšuje sa spotreba elektriny).
Doba návratnosti CU zvyčajne nepresahuje jeden rok.
Ohrievače vzduchu. Používajú sa na ohrev vzduchu privádzaného do pece na spaľovanie paliva. Ohrev vzduchu umožňuje znížiť spotrebu paliva v peci (účinnosť sa zvyšuje o 10 - 15%).
Teplota vzduchu za ohrievačom vzduchu môže dosiahnuť 300 - 350 °C. To pomáha zlepšiť proces spaľovania, zvýšiť úplnosť spaľovania paliva, čo je veľmi dôležitá výhoda pri použití vysokoviskóznych kvapalných palív.
Taktiež výhodami ohrievačov vzduchu v porovnaní s CHP je jednoduchosť ich konštrukcie, bezpečnosť prevádzky, nie je potrebné inštalovať ďalšie zariadenia (odvzdušňovače, čerpadlá, výmenníky a pod.). Ohrievače vzduchu sa však pri súčasnom pomere cien paliva a vodnej pary ukazujú ako menej ekonomické ako KVET (u nás je cena pary veľmi vysoká - 6x vyššia za 1 GJ). Preto je potrebné zvoliť spôsob využitia tepla spalín na základe konkrétnu situáciu na danom závode, závode a pod.
Používajú sa dva typy ohrievačov vzduchu: 1) rekuperačný(prenos tepla cez stenu); 2) regeneračné(akumulácia tepla).
Časť 2. Využitie tepla z emisií z vetrania
Veľké množstvo tepla sa spotrebuje na vykurovanie a vetranie priemyselných a komunálnych budov a stavieb. Pre určité odvetvia (hlavne ľahký priemysel) tieto náklady dosahujú 70 - 80 % a viac z celkovej potreby tepla. Vo väčšine podnikov a organizácií sa teplo odvádzaného vzduchu z ventilačných a klimatizačných systémov nevyužíva.
Vo všeobecnosti sa vetranie používa veľmi široko. V bytoch sú zabudované vetracie systémy, verejné inštitúcie(školy, nemocnice, športové kluby, plavárne, reštaurácie), priemyselné priestory atď. Na rôzne účely možno použiť Rôzne druhy ventilačné systémy. Zvyčajne, ak je objem vzduchu, ktorý sa musí v miestnosti vymeniť za jednotku času (m 3 / h), malý, potom prirodzené vetranie. Takéto systémy sú implementované v každom byte a väčšine verejných inštitúcií a organizácií. V tomto prípade sa využíva fenomén konvekcie - ohriaty vzduch (má zníženú hustotu) odchádza vetracie otvory a je vypúšťaná do atmosféry a na jej miesto cez netesnosti v oknách, dverách a pod., čerstvý chlad (viac vysoká hustota) vzduch z ulice. V tomto prípade sú tepelné straty nevyhnutné, pretože je potrebné ohrievať studený vzduch vstupujúci do miestnosti. dodatočný výdavok chladiaca kvapalina. Preto použitie ani najmodernejších tepelnoizolačných konštrukcií a materiálov v stavebníctve nemožno úplne vylúčiť strata tepla. V našich bytoch je 25 - 30 % tepelných strát spojených s prevádzkou vetrania, vo všetkých ostatných prípadoch je táto hodnota oveľa vyššia.
Systémy núteného (umelého) vetrania sa používajú pri potrebe intenzívnej výmeny veľkých objemov vzduchu, ktorá je zvyčajne spojená so zamedzením zvýšenia koncentrácie nebezpečné látky(škodlivé, toxické, nebezpečné pre požiar a výbuch, s nepríjemným zápachom) v miestnosti. Nútené vetranie sa realizuje v priemyselných priestoroch, skladoch, skladoch poľnohospodárskych produktov a pod.
Používajú sa systémov nútené vetranie tri typy:
zásobovací systém pozostáva z dúchadla, ktoré vháňa čerstvý vzduch do miestnosti, potrubia privádzaného vzduchu a systému pre rovnomerné rozloženie vzduchu v objeme miestnosti. Prebytočný objem vzduchu sa vytlačí cez netesnosti v oknách, dverách atď.
Výfukový systém pozostáva z dúchadla, ktoré čerpá vzduch z miestnosti do atmosféry, výfukového potrubia a systému pre rovnomerné odvádzanie vzduchu z objemu miestnosti. Čerstvý vzduch je v tomto prípade nasávaný do miestnosti cez rôzne netesnosti alebo špeciálne napájacie systémy.
Kombinované systémy sú kombinované prívodné a odsávacie vetracie systémy. Používajú sa spravidla tam, kde je potrebná veľmi intenzívna výmena vzduchu vo veľkých miestnostiach; kým spotreba tepla na vykurovanie čerstvý vzduch maximálne.
Použitie systémov prirodzeného vetrania a samostatného odsávania a prívodné vetranie neumožňuje využiť teplo odpadového vzduchu na ohrev čerstvého vzduchu vstupujúceho do miestnosti. Počas prevádzky kombinované systémy je možné využiť teplo splodín vetrania na čiastočný ohrev privádzaného vzduchu a znížiť spotrebu tepelnej energie. V závislosti od rozdielu teplôt medzi vnútorným a vonkajším vzduchom možno znížiť spotrebu tepla na ohrev čerstvého vzduchu o 40 – 60 %. Vykurovanie je možné realizovať v regeneračných a rekuperačných výmenníkoch tepla. Prvé sú výhodnejšie, pretože majú menšie rozmery, spotrebu kovu a hydraulický odpor, majú väčšiu účinnosť a dlhú životnosť (20 - 25 rokov).
Vzduchové potrubia sú pripojené k tepelné výmenníky a teplo sa prenáša priamo zo vzduchu do vzduchu cez deliacu stenu alebo akumulačnú dýzu. V niektorých prípadoch je však potrebné oddeliť potrubia prívodu a odvodu vzduchu na značnú vzdialenosť. V tomto prípade je možné implementovať schému výmeny tepla s medziľahlým cirkulujúcim chladivom. Príklad fungovania takéhoto systému pri teplote miestnosti 25 °C a teplote okolia 20 °C je na obr. 5.5.
Schéma výmeny tepla so stredným cirkulujúcim chladivom:
1 - potrubie odpadového vzduchu; 2 - potrubie prívodného vzduchu; 3,4 - rebrované
rúrkové cievky; 5 - medziľahlé cirkulačné potrubia chladiacej kvapaliny
(ako prechodný nosič tepla v takýchto systémoch sa zvyčajne používajú koncentrované vodné roztoky solí - soľanka); 6 - čerpadlo; 7 - cievka pre
dodatočné ohrievanie čerstvého vzduchu parou alebo horúcou vodou
Systém funguje nasledovne. Teplý vzduch(+ 25 °C) sa odvádza z miestnosti cez výfukové potrubie 1 cez komoru, v ktorej je inštalovaná rebrovaná cievka 3 . Vzduch omýva vonkajší povrch cievky a odovzdáva teplo studenému medzinosiču tepla (soľanke), ktorý prúdi vo vnútri cievky. Vzduch sa ochladí na 0 °C a uvoľní sa do atmosféry a soľanka sa zohreje na 15 °C cirkulačným potrubím 5 vstupuje do ohrievacej komory čerstvého vzduchu na potrubí prívodného vzduchu 2 . Tu stredná chladiaca kvapalina odovzdáva teplo čerstvému vzduchu a ohrieva ho z -20 °С na + 5 °С. Samotný medziprodukt tepla sa potom ochladí z + 15 °С na -10 °С. Ochladená soľanka vstupuje do sania čerpadla a vracia sa do systému na recirkuláciu.
Čerstvý privádzaný vzduch ohriaty až na + 5 °C je možné ihneď priviesť do miestnosti a zohriať na požadovanú teplotu (+ 25 °C) klasickými vykurovacími telesami, alebo ho možno ohrievať priamo v ventilačný systém. Na tento účel je na prívodnom vzduchovom potrubí inštalovaná ďalšia časť, v ktorej je umiestnená rebrovaná cievka. Vnútri rúrok prúdi horúca chladiaca kvapalina (vykurovacia voda alebo vodná para) a vzduch umýva vonkajší povrch špirály a ohrieva sa na + 25 ° C, potom sa teplý čerstvý vzduch distribuuje v objeme miestnosti.
Použitie tejto metódy má množstvo výhod. Po prvé, vďaka vysokej rýchlosti vzduchu vo vykurovacej časti je koeficient prestupu tepla výrazne (niekoľkonásobne) vyšší v porovnaní s klasickými vykurovacími radiátormi. To vedie k výraznému zníženiu celkovej spotreby kovov vykurovacieho systému - zníženie kapitálových nákladov. Po druhé, miestnosť nie je preplnená vykurovacími radiátormi. Po tretie, dosiahne sa rovnomerné rozloženie teplôt vzduchu v objeme miestnosti. A pri použití vykurovacích radiátorov vo veľkých miestnostiach je ťažké zabezpečiť rovnomerné zahrievanie vzduchu. V miestnych oblastiach môže mať vzduch teplotu výrazne vyššiu alebo nižšiu, ako je bežné.
Jedinou nevýhodou je mierne zvýšený hydraulický odpor vzduchovej cesty a príkon na pohon prívodného dúchadla. Ale výhody sú také výrazné a zrejmé, že predohrev vzduchu priamo vo ventilačnom systéme možno v drvivej väčšine prípadov odporučiť.
Pre zabezpečenie možnosti rekuperácie tepla v prípade využitia dodávky resp výfukové systémy vetranie oddelene, je potrebné zorganizovať centralizovaný výstup vzduchu alebo prívod vzduchu cez špeciálne namontované vzduchové kanály. V tomto prípade je potrebné odstrániť všetky praskliny a netesnosti, aby sa vylúčilo nekontrolované fúkanie alebo únik vzduchu.
Systémy výmeny tepla medzi vzduchom odvádzaným z miestnosti a čerstvým vzduchom možno využiť nielen na ohrev privádzaného vzduchu v chladnom období, ale aj na jeho ochladzovanie v lete, ak je miestnosť (kancelária) vybavená klimatizáciou. Ochladzovanie na teploty pod okolitú teplotu je vždy spojené s vysokými nákladmi na energiu (elektrinu). Preto je možné znížiť spotrebu energie na udržanie komfortnej teploty v miestnosti v horúcom období predchladením čerstvého vzduchu odvádzaného studeným vzduchom.
Tepelný WER.
Tepelné WER zahŕňajú fyzikálne teplo spalín z kotolní a priemyselných pecí, hlavné alebo medziprodukty, ostatné odpady hlavnej výroby, ako aj teplo pracovných kvapalín, pary a horúcej vody, ktoré sa využívajú v technologických a energetických odvetviach. Jednotky. Na využitie tepelných SER sa používajú výmenníky tepla, kotly na odpadové teplo alebo tepelné činidlá. Rekuperácia tepla z odpadových procesných prúdov vo výmenníkoch tepla môže prechádzať povrchom, ktorý ich oddeľuje, alebo priamym kontaktom. Tepelné SER môžu prísť vo forme koncentrovaných tepelných tokov alebo vo forme tepla rozptýleného do okolia. V priemysle tvoria koncentrované toky 41 % a rozptýlené teplo 59 %. Koncentrované prúdy zahŕňajú teplo zo spalín z pecí a kotlov, odpadové vody technologické inštalácie a bytový a komunálny sektor. Tepelné WER sa delia na vysokoteplotné (s teplotou nosiča nad 500 °C), strednoteplotné (pri teplotách od 150 do 500 °C) a nízkoteplotné (pri teplotách pod 150 °C). Pri použití inštalácií, systémov, zariadení s nízkym výkonom sú z nich odvádzané tepelné toky malé a rozptýlené v priestore, čo sťažuje ich využitie z dôvodu nízkej rentability.
Snívate o tom, že v dome vládne zdravá mikroklíma a v žiadnej miestnosti nepáchne zatuchnutie a vlhkosť? Aby bol dom skutočne pohodlný, dokonca aj v štádiu návrhu, je potrebné vykonať kompetentný výpočet vetrania.
Ak vám pri stavbe domu toto chýba dôležitý bod, v budúcnosti budete musieť vyriešiť množstvo problémov: od odstraňovania plesní v kúpeľni až po nové opravy a inštaláciu systému vzduchového potrubia. Súhlasíte, nie je príliš príjemné vidieť škôlky s čiernymi plesňami v kuchyni na parapete alebo v rohoch detskej izby a znova sa do nej ponoriť. opravárenské práce.
V našom článku sme zhromaždili užitočné materiály o výpočte ventilačných systémov, referenčné tabuľky. Vzorce sú dané vizuálne ilustrácie a skutočný príklad pre priestory na rôzne účely a určitej oblasti zobrazené vo videu.
o správne výpočty a správna inštalácia, vetranie domu sa vykonáva vo vhodnom režime. To znamená, že vzduch v obytných priestoroch bude čerstvý, s normálnou vlhkosťou a bez nepríjemné pachy.
Ak je pozorovaný opačný obrázok, napríklad neustále dusno v kúpeľni alebo iné negatívne javy, musíte skontrolovať stav ventilačného systému.
Galéria obrázkov
Závery a užitočné video na túto tému
Valec #1. Užitočná informácia podľa princípov fungovania ventilačného systému:
Valec #2. Spolu s odpadovým vzduchom odchádza z domu aj teplo. Tu sú jasne preukázané výpočty tepelných strát spojených s prevádzkou ventilačného systému:
Správny výpočet vetrania je základom jeho úspešného fungovania a zárukou priaznivej mikroklímy v dome či byte. Znalosť základných parametrov, na ktorých sú takéto výpočty založené, umožní nielen správne navrhnúť ventilačný systém počas výstavby, ale aj opraviť jeho stav, ak sa zmenia okolnosti.
