ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.07.2020
Просмотров: 737
Скачиваний: 4
В кращому із цих охолодників ефективність зволоження повітряного потоку досягає приблизно 80 %.
В охолодниках непрямої дії вода охолоджується в апараті, що подібний до градирні, після чого протікає через поверхневий теплообмінник, в якому охолоджується повітряний потік, що притікає в приміщення. За рахунок встановлення на вході повітряного потоку в градирню теплообмінника попереднього охолодження, що живиться водою із градирні, можна знизити температуру цього потоку і температуру охолодженої води нижче від початкової температури повітря по мокрому термометру [5].
9.5.4. Зрошувані повітроохолодники
Це ребристі теплообмінники, поверхня яких зрошується із форсунок низького тиску рециркуляційною водою (рис.9.32). Зрошувані теплообмінники є ефективним засобом зволоження повітряного потоку, оскільки їх змочена поверхня і поверхні форсункових факелів забезпечують значну поверхню для тепло- і вологообміну. Таким чином поверхневі теплообмінники для охолодження і осушення повітря, які живляться в ТПР холодною водою, що циркулює по замкненому контуру, за доповнення зрошення циркуляційною водою по розімкненому контуру можуть бути в ХПР використані для зволоження повітря. Повітряний потік після теплообмінника майже повністю насичений вологою, що дозволяє забезпечити регулювання вологості за методом точки роси при допомозі терморегулятора, який реагує на температуру по сухому термометру.
Корпус, в якому закріплений зрошуваний теплообмінник, зазвичай має довжину 1,2 м. Густість розташування форсунок в перерізі корпусу 10 шт/м2, тиск води перед форсунками 50 кПа, витрата розприскуваної води 0,8 кг/(см2), ефективність зволоження повітряного потоку приблизно 50%. Теплообмінники виготовляють із мідних труб з мідним оребренням. За теплообмінниками завжди встановлюють вихідний сепаратор.
Насос, що подає воду до форсунок повинен бути зблокований з вентилятором повітроготувальника, завдяки чому забезпечується дія форсунок тільки при русі повітряного потоку через апарат. Повітроохолодники не зрошують водою, оскільки можливе утворення накипу на їхній поверхні. В прямотечійних СВ (СК), що постачають готоване повітря до ежекційних і вентиляторних клімаконвекторів, зрошувані теплообмінники часто встановлюють за калориферами попереднього нагрівання. Зрошування теплообмінників забезпечує деяке очищення повітряного потоку. Ці теплообмінники можна пристосувати для так званого вільного охолодження вторинної води, що подається до ежекційних кліматконвекторів (доводжувачів). Оскільки в цьому випадку повітряний потік дещо підігрівається, то режим „вільного” охолодження інколи називають економічним робочим циклом. Глибина зрошуваних теплообмінників, які діють в цьому режимі, зазвичай не менше 6 рядів трубок (труб).
Рис. 9.32.Схема зрошуваного повітроохолодника:
1 – стояк з форсунками; 2 – теплообмінник; 3 – вихідний сепаратор;
4 – піддон; 5 – циркуляційний насос з електродвигуном
9.6. Озонатори повітря
Озон (3-х атомний кисень О3) використовують для зниження або усування запахів. Його домішують до повітряного потоку, що притікає у приміщення, в яких інтенсивно виділяються запахи. Прикладом можуть служити продуктові холодильники, рибні магазини, санвузли тощо. Дія полягає на сильних окислювальних властивостях озону. Озон є дуже нестійкий в часі і при розпаді на 2-х атомні частинки окислює різні субстанції (запахові субстанції, тютюновий дим, кухонні запахи тощо). Озон діє на людей збудливо, подібно як кофеїн чи нікотин.
Озон виникає при електричних розрядах (наприклад, блискавках) і при ультрафіолетовому випроміненні. Для промислових цілей збудовані малі підручні апарати, що вміщують трубу для озонування, яка заповнена газом. Напруга від 2000 до 3000 V. Тривалість дії 2500...3000 годин. Споживання електроенергії, залежно від величини апарата, 3...50 Вт.
Допускний вміст озону в приміщеннях, де перебувають люди, виносить 0,1...0,2 мг/м3 (0,05 до 0,1 п.п.м) і в цих границях не є шкідливий ані для людей, ані для матеріялів. Перевищення цієї границі може спричинити подразнення слухових і зорових органів (величина ГДК виносить 0,1 п.п.м). Звичайні запахи в приміщенні усуваються вже при концентрації озону від 0,01 до 0,02 мг/м3. Значна концентрація озону є отруйною. Недоліком є недостатньо добрий контроль. Контроль відбувається переважно через визначення величини запаху, який частково може бути зменшений дією озону.
Озонування приміщень, де перебувають люди, а також інших вентильованих об’ємів з метою зменшення інтенсивності їх провітрювання (повітрообміну) вимагає поважного аналізу [24 - 26].
9.7. Зволожники повітря
Камери зрошення, зрошувані насадки і теплообмінники, можна використати для охолодження, осушення, підігрівання і зволоження повітря. Однак часто потрібні апарати тільки для зволоження повітря, інколи з його підігріванням. Камери зрошення і зрошувані теплообмінники містять деякий об’єм води і тому їх відносять до ємнісних апаратів. Апарати сковородкового типу також ємнісні. До зволожників, які працюють без водяної ємності, відносяться пароструминні, обертальні дискові розпилювачі, а також розпилювачі, які діють за допомогою стисненого повітря.
9.7.1. Сковородкові зволожники
Найпростіший зволожник цього типу складається із невисокої посудини, що заповнена водою, рівень якої підтримується поплавковим клапаном або іншим аналогічним пристроєм. Зволожник розміщують в потоці теплого повітря після вентиляторного агрегата (типово для агрегатів повітряного обігрівання житлових будинків), і вода випаровується в потік готованого повітря. Часто в сковородці розміщують, перпендикулярно до напрямку повітряного потоку, фітилі, за допомогою яких збільшують поверхню випаровування. Загальна витрата води, що випаровується, може досягати 45 кг/добу.
Рис. 9.33. Схема сковородкового зволожника повітряного потоку з електропідігрівником:
1 – електропідігрівник; 2 – ємність типу сковородки; 3 – підживлювальний бачок;
4 – поплавковий кран; 5 – повітропровід
Сковородкові зволожники великорозмірних моделей не мають фітилів, але оснащуються занурюваними електричними (рис. 9.33) або паровими нагрівниками (тиск пари 30...70 кПа). Апарати цього типу інколи оснащують вбудованими вентиляторами. Продуктивність стандартних зволожників по воді, яка випаровується в повітряний потік за наявності електропідігрівника потужністю 8 кВт, виносить 2,9 10-3 кг/с, а при паровому підігрівнику (надлишковий тиск пари 70 кПа) до 8,910-3 кг/с. Для уникнення гальванічної корозії сковородки часто виготовляють із неіржавійної сталі або латуні, а парові змійовики – з міді.
9.7.2. Парові зволожники
Пряме вприскування гострої пари в повітряний потік, який рухається в трубопроводі – простий і дешевий спосіб зволоження, часто придатний для умов виробничого приміщення. Можливість появи запахів перешкоджає застосуванню цього способу в системах забезпечення комфортного мікроклімату.
Найпростіше випускати пару із перфорованої труби, умонтованої в повітропроводі. Однак при цьому можуть мати місце такі негативні явища: корозія; поява запаху; необхідність видалення конденсату.
В ідеалі пара повинна бути сухою, що можна досягнути за допомогою використання вентиля з паровою сорочкою, сепараційної камери з фітильним глушником і розподільного трубопроводу з паровою сорочкою, яка зв’язана з відвідним пристроєм [5]. Зволожник можна оснастити регулятором і клапаном, які забезпечують пропорційне регулювання. Пропускна здатність стандартних агрегатів цього типу, при їх постачанні парою з надлишковим тиском 200 кПа, до 0,215 кг пари за 1 с. Апарати з меншою пропускною здатністю можуть мати вбудовані вентилятори і встановлюватись безпосередньо в приміщеннях.
Існують агрегати із вбудованим автоматичним електричним парогенератором. Останній має вигляд циліндра з гратчастими електродами. Пара випускається в паропровід через перфоровану трубку. Продуктивність зволожників цього типу досягає 11,2 кг/с пари при споживанні 30 кВт електроенергії.
9.7.3. Механічні зволожники
Відцентровий механічний зволожник (рис. 9.34) складається з корпусу, герметичного електродвигуна, який приводить в дію диск і всмоктувальну трубу, і поплавкового клапана, який підтримує рівень води в резервуарі корпусу. При обертанні всмоктувальна труба засмоктує воду із резервуара, підіймає її на поверхню диску, який обертається з великою коловою швидкістю. Під дією відцентрової сили вода стікає з диску і, вдаряючись об нерухому коміркову гратку, розбивається на краплини. Повітряний потік, який затікає в апарат під диском, захоплює ці краплини і переміщує їх у вентильоване приміщення, або в потік готованого повітря, яке рухається в повітропроводі (в цьому потоці краплини води випаровуються). Продуктивність по воді великого апарата такого типу досягає 310-3 кг/с (у випадку, коли є вбудований вентилятор). Такий апарат має два електродвигуни: для приводу диску потужністю 100 Вт і для приводу вентилятора потужністю 250 Вт. Створюваний надлишковий тиск води досягає 500 кПа.
У зволожнику, схема якого зображена на рис. 9.34 б, є вертикальні диски, які обертаються зі швидкістю до 2800 об/хв. Вода стікає з дисків у вигляді тонкої плівки під дією відцентрової сили і при вдарянні об зубчасте кільце розбивається на краплини, розмір яких часто співрозмірний з розмірами аерозолей. В стандартному апараті один диск з двигуном потужністю 0,2 кВт розприскує до 2,5310-3 кг/с води і створює надлишковий тиск води до 100 кПа. Ступінь зволоження повітряного потоку може досягати 90%. В загальній камері розміщуються декілька дискових зволожників (подібно як форсунки). Сепаратор краплин води виконують із повітропроникних волокнистих матеріялів.
Рис.9.34. Схема механічного зволожника повітря:
а – відцентрового з горизонтально обертальним диском – розприскувачем;
б – з дисками-розприскувачами, які обертаються у вертикальній площині;
1 – диск; 2 – електродвигун, який обертає диск і всмоктувальну трубу;
3 – нерухома подрібнювальна гратка; 4 – краплини води; 5 – водопровід;
6 – поплавковий клапан; 7 – резервуар для води;8 – повітропровід;
9 – електродвигун з вертикальними обертальними дисками; 10 – сепаратор краплин води;
11 – спускний патрубок; W – місце приєднання до водопроводу
При жорсткій воді треба передбачати її знесолювання (для виключення осідання солей у вентильованих приміщеннях).
9.7.4. Сепараторні зволожники
Ці апарати працюють на стисненому повітрі або воді. В апаратах першого типу стиснене повітря під високим тиском витікає із сопел і розприскує воду у вигляді дрібних краплин; в апаратах другого типу вода під високим тиском витікає із водопроводу через сопла, вдаряється об циліндричний або спіральний корпус, із отворів якого вилітає у вигляді дрібних краплин. Приблизно такий же принцип розприскування води використовується у форсункових зволожниках [1], де вода витікає із сопла з великою швидкістю і, вдаряючись об тверду поверхню (мішень), розбивається на краплини. При надлишковому тиску 200 кПа розприскується біля 0,06 кг/с води на кожний 1 м3 повітряного потоку і досягається ефективність його зволоження в 50%.
9.8. Сорбційні осушники повітря і обладнання для утилізації теплоти
9.8.1. Процеси адсорбції
Для виробничих приміщень у випадках, коли вимагається повітря з низьким вологовмістом і відносною вологістю, можна застосувати осушення за допомогою адсорбентів. Найбільше розповсюджені адсорбенти – силікагель і активований алюміній.
Рис. 9.35. Схема адсорбційного осушника повітряного потоку:
1,8 – вентилятори з електродвигунами; 2 – повітряний клапан (З – закритий, В – відкритий);
3 – трубопровід для витікання (викидання) повітряного потоку в атмосферу; 4 – задіяний
осушник; 5 – реактивований осушник; 6 – трубопровід осушеного повітряного потоку;
7 – повітропідігрівник; 9 – трубопровід засмоктування повітря для реактивації адсорбента; суцільними лініями вказаний рух осушеного повітряного потоку, а пунктирними –
рух повітряного потоку, який використовується для реактивації осушників
Осушувальний апарат (рис. 9.35) складається із поличок для адсорбента, вентилятора для спонукання руху вологого повітряного потоку через верству адсорбента і джерела теплоти для реактивації (видалення поглинутої вологи і повторного використання) адсорбента. Полички з адсорбентом дублюють одна одну: одна працює в режимі осушення, а друга – в режимі реактивації (потім охолоджується для повторного використання).
9.8.2. Процеси абсорбції [1]
При розприскуванні водних розчинів хльористого літію або триетиленгліколю волога із повітря вилучається (навіть, якщо його температура вища за температуру точки роси). Це відбувається тому, що парціальний тиск водяної пари над поверхнею розчину менший, ніж над поверхнею чистої води.
9.8.3. Тепло- і холодоутилізаційні апарати
В сумі експлуатаційних витрат СВ (СК) енергія складає найбільший відсоток. Вилучене із приміщення забруднене внутрішнє (витікальне) повітря має високу ентальпію, тобто містить в собі значну кількість внутрішньої енергії. В енергоутилізаційному блоці притікально-витікальної СВ відбувається відбирання і передавання цієї енергії готованому повітряному потоку, який призначений для притікання в приміщення. Навпаки, за високих температур зовнішнього і нижчої температури внутрішнього повітря, можна охолоджувати притікальне повітря, відбираючи його теплову енергію і віддаючи її вилученому із приміщення витікальному (викидному) повітрю, тобто підвищити температуру викидного повітря.
-
Переваги утилізації енергії
Хоча повітроготувальник з теплоутилізатором коштує дорожче, ніж без нього, різниця в коштах може бути повернена протягом 8-16 місяція експлуатації СВ (СК) (залежно від вартості енергії). Після цього періоду настає значна економія енергії в тепловому оброблянні потоку готованого (притікального) повітря. Не треба забувати, що зменшення витрат теплоти (застосування джерела теплоти меншої продуктивності) дозволяє знизити початкові (інвенстаційні) витрати.
При утилізації холоду значну економію (до 40%) інвестиційних витрат можна отримати за рахунок: застосування холодильної устави меншої продуктивності; зниження потужності трансформаторних електропідстанцій; зниження вартості трубопроводів, електромереж, засобів автоматизації.
Економія коштів від тепло- і холодоутилізації забезпечується і при експлуатації СВ. Крім цього застосування в СВ притікально-витікальних агрегатів з блоками енергоутилізації спричиняє зниження теплового забруднення довкілля, а захист довкілля – це інвестиції в майбутнє людства.
Для утилізації енергії (теплоти або холоду) витікального (викидного) повітря і використання її для часткового підігрівання або охолодження готованого (притікального) повітря використовують обертальні, перехреснотечійні і гліколеві теплообмінники.