По функциональному назначению составные элементы установок делятся на технологические и конструктивные. Технологические элементы — воздушные фильтры, воздухонагреватели, воздухоохладители, увлажнители, вентиляторные агрегаты, воздушные клапаны — служат для обработки, изменения расхода воздуха. Конструктивные — камеры, приемные секции — для обслуживания, соединения секций и выполнения вспомогательных операций по обработке воздуха (вход, выход, смешение потоков). Унифицированное оборудование дает возможность собирать установки в заводских условиях или непосредственно на месте монтажа по технологической компоновке в правом и левом исполнении (по направлению движения воздуха со стороны обслуживания).
Особенности установок
Особенности установок: возможность монтажа оборудования стандартного исполнения в различных по назначению помещениях; высокая стабильность и прочность корпуса; простота монтажа позволяет доставлять установки в разобранном виде; гладкая внутренняя поверхность; возможность выбора материала панелей установки — оцинкованная сталь, алюминий, нержавеющая сталь; выбор толщины изоляции — от 40 до 70 мм; отсутствие сварных швов и соединений — все крепления винтовые.
Оборудование используется как для внутреннего, так и для наружного монтажа. Набор, размещение, исполнение секций и комплектация оборудованием могут быть различными в зависимости от технических требований, предъявляемых к установке, места ее расположения и особенностей применения. Функциональные и конструктивные характеристики установок позволяют выполнять их в соответствии с техзаданием заказчика. Оригинальная секционно-рамочная конструкция позволяет снимать панели с любой стороны установки, что облегчает доступ для технического обслуживания.
Понятие «сторона обслуживания» отсутствует. Для всех секций установок определенной производительности размеры поперечного сечения постоянны. Возможна сборка установки непосредственно в вентиляционной камере. Принцип построения установок для обработки воздуха заключается в следующем. На основании (рама из профилированного стального проката) устанавливается каркас. Все силовые элементы каркаса — горизонтальные ригели и вертикальные стойки — выполнены из стальных профилей и собраны на болтах.
Потолок и пол установки выполняются в виде трехслойных панелей, состоящих из внутреннего и наружного металлических листов оцинкованной или окрашенной стали, изоляции между ними. Изоляция изготовлена из огнеупорного материала (минеральная вата). Потолок и пол прикручиваются к верхнему и нижнему горизонтальным ригелям. Боковые панели представляют собой также трехслойные пластины, заполненные минеральной ватой плотностью 80 кг/м3.
Толщина листовой стали варьируется в зависимости от размеров между 0,8–2 мм. Все крепежные конструкции, рамы для устанавливаемого оборудования и внутренние перегородки выполнены из оцинкованной стали. Стыки между панелями и профилем герметизируются. Для обеспечения доступа к оборудованию, размещаемому в корпусе, со стороны обслуживания устанавливаются съемные панели или герметичные двери.
Для удаления конденсата (после воздухоохладителя и увлажнителя) предусматриваются специальные конструкции пола с уклоном в сторону обслуживания и сливным патрубком в горизонтальном ригеле. Для облегчения обслуживания и замены технологические элементы установок смонтированы на направляющих или в специальных рамках с зажимами. Подключение воздуховодов со стороны всасывания и нагнетания установки выполняется через гибкие вставки.
Для атмосферостойкого исполнения центральных систем кондиционирования предлагается с самого начала оснастить установку интегрированным служебным проходом для проведения технического обслуживания, в котором в защищенном состоянии могут быть расставлены шкафы управления. Служебные проходы, защищенные крышей, изготавливаются с использованием той же панельной конструкции.
При соответствующих размерах и проектных требованиях можно вообще отказаться от днища, установку следует монтировать прямо на бетон, что будет экономически выгоднее. Даже при больших габаритах желательно избегать применения дополнительных внутренних креплений (могут оказывать негативное акустическое воздействие); логичнее сместить порядок расположения панелей, применить более толстую листовую сталь или другие решения в области статики.
Центральные системы кондиционирования без проблем выдерживают перепады давления до 2500 Па. Герметичные двери выполняются для обеспечения доступа к оборудованию, размещенному в секции. Двери бывают в следующих исполнениях: в виде съемной панели, закрепляемой с помощью зажимов с барашками, на шарнирах, закрепляемых с помощью зажимов с барашками или задвижек с поворотным рычагом. Для обеспечения герметичности дверей применяется резиновый износостойкий уплотнитель. Вертикальные стойки после секции охлаждения выполняются с тепловой изоляцией и дополнительным профилем.
Функциональные секции
Приемные секции, приемно-смесительные и смесительные предназначены для приема, смешения и регулирования количества воздуха, поступающего в установку, а также распределения его по сечению. Конструктивно секции состоят из корпуса и воздушных клапанов. Секции могут выполняться без клапанов, с одним, двумя или тремя воздушными клапанами. В вентиляционных установках в комплексе с системой «холодный потолок» применяются три типа фильтров: TF — фильтры общего назначения — грубой и тонкой очистки; AF — фильтры высокой эффективности, обеспечивающие специальные требования к чистоте воздуха — угольные фильтры; RF — фильтры общего назначения — рулонные фильтры грубой очистки.
В секциях грубой очистки используются панельные и карманные фильтры (класс EU3– EU4), а в секциях тонкой очистки — карманные фильтры (класс EU5–EU9). К фильтрам, обеспечивающим специальные требования к чистоте воздуха, относятся фильтры из активированного угля, а также фильтры высокой эффективности (класс EU10–EU14).
Секция вентилятора. В корпусе вентиляторной секции размещаются радиальные вентиляторы общего назначения, предназначенные для перемещения воздуха и других газовых сред, агрессивность которых в отношении к углеродистым сталям обыкновенного качества не выше агрессивности воздуха с температурой –30…+40 °C, не содержащих липких веществ, волокнистых материалов, с содержанием пыли и других твердых примесей не более 100 мг/м3.
Радиальные вентиляторы различных типов применяются с непосредственным приводом, без кожуха, с лопатками, загнутыми назад, с клиноременной передачей двустороннего всасывания с лопатками, загнутыми вперед или назад. В корпусе секции вентиляторная установка устанавливается на виброизоляторах. Соединение нагнетательного патрубка вентилятора с корпусом установки выполняется с помощью гибкой вставки.
Со стороны зоны обслуживания устанавливается съемная панель или герметичная дверь. Радиальные вентиляторы с непосредственным приводом обеспечивают подачу воздуха в диапазоне до 57 тыс. м3/ч и полное давление — до 2300 Па. Для регулирования производительности установок вентиляторы поставляются с преобразователями частоты питающего тока. Радиальные вентиляторы с клиноременной передачей применяются однои двустороннего всасывания.
Для обеспечения широкого диапазона производительности и оптимального уровня энергопотребления используется широкий ряд рабочих колес с лопатками как загнутыми вперед, так и назад. Вентилятор размещается на несущей раме, имеющей подвижные салазки для регулирования натяжения клиноременной передачи. Рама в корпусе устанавливается на пружинные или резиновые виброизоляторы.
Секция воздухонагревателя. Секция воздухонагревателя предназначена для нагрева воздуха, подаваемого установкой в обслуживаемое помещение. Секция воздухонагревателя состоит из корпуса и собственно воздухонагревателя. Воздухонагреватели применяются трех типов: водяные, паровые, электрические. В зависимости от типоразмера установки могут быть установлены один, два или три параллельных теплообменника.
Паровые воздухонагреватели — стальные теплообменники, устанавливаемые в корпус. Подвод пара в зависимости от типа воздухонагревателя выполняется горизонтально или вертикально. Подача пара в теплообменник производится сверху, а отвод — снизу. В зависимости от типоразмера установки количество патрубков может быть один или более. Электрические воздухонагреватели состоят из корпуса и трубчатых электронагревательных элементов.
В корпусе электронагреватель монтируется на направляющие, что позволяет выдвигать его. Для ограничения температуры воздуха на выходе из воздухонагревателя устанавливаются температурные реле. Секция воздухоохладителя. Секция воздухоохладителя предназначена для охлаждения и осушки воздуха, подаваемого установкой в обслуживаемое помещение. В корпусе устанавливаются воздухоохладитель (водяной или фреоновый), каплеуловитель и предусматривается поддон для сбора и отвода конденсата.
Водяной воздухоохладитель по конструкции аналогичен водяному воздухонагревателю — пластинчатый теплообменник с медными трубками и ребрами из алюминия. Воздухоохладитель непосредственного испарения (фреоновый воздухоохладитель — испаритель холодильной установки) представляет собой теплообменник с медными трубками (от четырех до восьми рядов) и алюминиевыми ребрами. Расположение труб в пучке — шахматное. В качестве хладагента используются хладоны.
Секция увлажнителя. Секция увлажнителя предназначена для увлажнения воздуха, подаваемого установкой в обслуживаемое помещение, состоит из корпуса и размещенной в нем конструкции увлажнителя. Возможно применение увлажнителей следующих типов: WB — сотовые увлажнители (для адиабатической обработки воздуха); LW — камеры орошения, работающие по адиабатическому или политропическому режиму; DB — паровые увлажнители (для изотермического увлажнения воздуха).
Сотовые увлажнители. Сотовый увлажнитель состоит из орошаемой насадки с гигроскопическим материалом, на которую через водораспределитель подается вода. Она стекает вниз, проходя через рифленую поверхность кассеты увлажнителя. Часть воды абсорбируется специальным материалом и испаряется, остальная стекает в поддон. Тонкий слой воды на поверхности материала при контакте с воздухом приобретает температуру, равную температуре мокрого термометра.
При контакте воздуха с водой, имеющей такую температуру, происходит процесс адиабатного увлажнения воздуха. В этом случае воздух охлаждается. В увлажнителях с оборотным водоснабжением на орошение насадки подается вода, забираемая циркуляционным насосом из поддона. Из системы холодного водоснабжения восполняется испарившаяся часть воды. Регулирование влажности внутреннего воздуха выполняется одним из методов: регулирование по температуре «точки росы»; фронтальное и перепускное регулирование; ступенчатое регулирование; двухпозиционное регулирование.
Камеры орошения. Камеры орошения, предназначенные для адиабатической и политропической обработки воздуха, представляют собой тепловлагообменное устройство, в котором воздух обрабатывается распыленной водой. В герметическом корпусе камеры имеются дождевое пространство с оросительной системой, воздухораспределитель на входе и каплеуловитель на выходе воздуха из камеры. Камеры орошения монтируются на баке, снабженном автоматическим шаровым клапаном, переливным устройством и фильтром для очистки рециркуляционной воды.
Паровые увлажнители. Паровые увлажнители применяются для изотермического увлажнения воздуха. В качестве парового увлажнителя применяются электродные котлы. Паропроводом увлажнитель соединяется с парораспределителем, размещаемым в специальной секции установки. Эта секция представляет собой корпус стандартного назначения с поддоном и отводящим патрубком для конденсата. Парораспределительные трубки могут быть установлены непосредственно в приточном воздуховоде. Для обеспечения надежного отвода конденсата парораспределительные трубки устанавливаются под уклоном 8 %. В этом случае нет необходимости в установке дополнительного конденсатоотводчика.
Секция утилизации теплоты. Установки могут оснащаться следующими устройствами утилизации теплоты: пластинчатым рекуперативным теплообменником, вращающимся регенеративным теплоутилизатором, системой утилизации теплоты с промежуточным теплоносителем. Перекрестноточный рекуперативный теплообменник изготавливается из алюминиевых пластин, которые создают систему каналов.
Вытяжной воздух (зимой — теплый, летом — может быть более холодный, чем наружный) проходит через каждый второй канал теплообменника и нагревает пластины, его образующие. Приточный воздух проходит через остальные каналы и нагревается (летом охлаждается) при соприкосновении с нагретыми (охлажденными) вытяжным воздухом стенками каналов. Степень эффективности таких теплоутилизаторов достигает 70 %.
Воздухо-воздушный рекуператор может работать в режиме сухого теплообмена, а также с выпадением конденсата на всей или части теплообменной поверхности. Для сбора и удаления конденсата устанавливается поддон. Для увеличения эффективности теплоутилизатора может монтироваться несколько теплообменников по ходу движения воздуха. Для защиты от обмораживания теплообменник оборудуется специальной системой автоматики.
В случае обмерзания поверхности теплоутилизатора увеличивается сопротивление теплообменника по вытяжному воздуху, измеряемое реле перепада давления воздуха. При увеличении сопротивления сверх установленного значения на утилизаторе открывается обводной воздушный канал и закрывается воздушный клапан, установленный на стороне приточного воздуха. Приточный воздух проходит через обводной канал теплообменника, а вытяжной — через теплоутилизатор и при этом оттаивает замерзшую поверхность теплообменника. После оттаивания и снижения перепада давления закрывается обводной канал и открывается теплообменник для прохода приточного воздуха.
Роторные регенеративные теплоутилизаторы. Процесс теплообмена в теплоутилизаторе осуществляется по регенеративному принципу. Через ротор встречными потоками проходят приточный и вытяжной воздух. Если установка работает на обогрев, то вытяжной воздух отдает теплоту тому сектору ротора, через который он проходит. Когда этот нагревшийся сектор ротора попадает в поток холодного приточного воздуха, приточный воздух нагревается, а ротор соответственно охлаждается.
Если система работает на охлаждение, то теплота передается от теплого приточного холодному вытяжному воздуху. Эффективность процесса теплообмена регулируется изменением скорости вращения ротора с помощью частотного преобразователя. Система утилизации с промежуточным теплоносителем состоит из двух водовоздушных теплообменников, соединенных между собой по теплоносителю замкнутой рециркуляционной системой.
Один теплообменник находится в канале приточного воздуха, а второй — в канале удаляемого воздуха. Утилизационное устройство предназначено для использования теплоты воздуха, удаляемого системами вытяжной вентиляции, для подогрева приточного. В холодный период года группа теплообменников, расположенных в потоке вытяжного воздуха, представляет собой воздухоохладительную установку, а группа теплообменников, расположенных в потоке приточного воздуха, — воздухонагревательную установку. В теплый период года функции групп меняются.
Секция шумоглушителя. Данная секция предназначена для снижения уровня аэродинамического шума, создаваемого вентилятором. Секция состоит из корпуса и размещенных в нем пластин шумоглушения. Пластина шумоглушения представляет собой три слоя минераловатных плит с плотностью среднего слоя 50 кг/м3 и крайних слоев — 85 кг/м3. Для снижения аэродинамического сопротивления пластины могут оснащаться входными и выходными обтекателями.
Воздушные клапаны применяются в качестве запорных и регулирующих устройств. В смесительных секциях с помощью клапанов регулируются объемы поступающего в установку наружного и рециркуляционного воздуха. Многостворчатые клапаны имеют минимальные аэродинамическое сопротивление и уровень шума. В конструкции клапана используются детали с повышенным сопротивлением коррозии. Воздушный клапан состоит из корпуса, поворотных створок (лопаток) и привода, осуществляющего поворот створок через систему тяг и рычагов или шестеренчатую передачу.
Управление клапаном — электрическим приводом или вручную. Оригинальная секционно-рамочная конструкция позволяет снимать панели с любой стороны установки, что облегчает доступ для технического обслуживания. В этой статье рассмотрено устройство системы на примере оборудования A-Climax.
