Учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Эксплуатация судовых энергетических установок»
жүктеу/скачать 1.87 Mb.
|
| 7.2 Классификация и схемы систем кондиционирования
Установки кондиционирования воздуха содержат комплекс устройств, предназначенных для забора воздуха, его очистки, тепловладностной обработки и распределения по обслуживающим помещениям. По сезонности использования они подразделяются на круглогодичные, летние и зимние В централизованных системах кондиционирования воздуха (СКВ) воздух обрабатывается в центральном или групповом кондиционере, откуда распределяется по помещениям. В централизованно-местной СКВ обработка воздуха осуществляется сначала в центральном, а затем в местных каютных кондиционерах. Автономная СКВ предназначена для снабжения кондиционным воздухом конкретного помещения. Системы, в которых обрабатывается смесь наружного и возвращаемого из помещений воздуха, называются рециркуляционными. Если в системе не предусмотрена рециркуляция и обрабатыается только наружный воздух, то она называется прямоточной. По скорости движения воздуха в магистральных трубопроводах СКВ подразделяются на: Низкоскоростные (w=15-17 м/с); Среднескоростные (w=17-22 м/с); Высокоскоростные (w>22м/с). Как правило, низкоскоростные системы являются низконапорными, а высокоскоростные – высоконапорными. Каждая из этих ситем имеет достоинства и недостатки, вытекающие из их особенностей. Увеличение скорости движения воздуха позволяет уменьшить диаметры воздуховодов, их массу и стоимость. Однако с повышением скорости увеличивается аэродинамическое сопротивление воздуховодов, что требует установки более мощных вентиляторов. Кроме того, с ростом скорости увеличивается уровень шума в помещениях. Рисунок 7.1 - Схемы централизованных систем кондиционирования воздуха На рисунке 7.1 показаны некоторые схемы централизованных СКВ. В прямоточной схеме воздух поступает в блок тепловлажностной обработки БТО, где очищается и приобретает требуемые параметры, а затем подается в кондиционируемые помещения через воздухораспределители ВР. В рециркуляционной схеме часть воздуха возвращаемого из помещений, смешивается с наружным в камере смешения КС, затем эта смесь обрабатывается в БТО и подается в помещение. Рециркуляционные системы более экономичны по сравнению с прямоточными, потому что рециркуляционный воздух по своим параметрам близок к нормативному и на его обработку требуется, по сравнению с наружным воздухом, меньше энергии. Однако применение таких систем не всегда возможно. Так, в помещениях, где находится много людей, выделяющих при дыхании углекислый газ, применение рециркуляционных систем нецелесообразно. То же относится к помещениям пищеблоков, где возможно повышенное выделение токсичных газов или неприятных запахов. На третьей схеме показана рециркуляционная двухканальная система. Здесь наружный и рециркуляционный воздух обрабатывается в двух ступенях БТО1 и БТО2, на выходе из которых имеет различные показатели температуры и влажности. К смесительным воздухораспределителям СВР, установленным в помещениях, обработанный воздух в БТО1 и БТО2 подается по разным каналам. Эта система позволяет более точно регулировать параметры комфортного микроклимата, изменяя соотношения потоков воздуха, но более сложна по сравнению с ранее рассмотренными. Двухканальные системы требуют прокладки двух групп воздуховодов, что, несомненно, отражается на строительной стоимости СКВ. На рисунке 7.2 показан один из вариантов компоновки блока обработки воздуха. В корпусе блока установлены: пылевой фильтр ПФ, нагревателей воздуха НВ, увлажнительная камера УК, воздухоохладитель ВО, фильтр-каплеулавитель КУ и вентилятор. Наружный и рециркуляционный потоки воздуха смешиваются в смесительной камере КС. Соотношение наружного и рециркуляционного воздуха регулируется заслонками РЗ. В качестве фильтрующих материалов ФП используются металлические сетки, смоченные специальными минеральными маслами, синтетические волокнистые материалы (полипропилен, капрон, лавсан), пористые вещества (поропласты и пр.) Для нагревания воздуха применяют паровые, водяные и электрические НВ. Наиболее предпочтительными являются паровые нагреватели. По сравнению с водяными они более компактны, а их преимущество перед электрическими заключается в том, что здесь используется более дешевая тепловая энергия. Но для них нужен источник пара с давлением 0,3-0,6 МПа и температурой 130-160 0С. В судовых условиях также источниками могут быть вспомогательные или утилизационные котлы. В малых кондиционерах охлаждение воздуха осуществляется в поверхностных теплообменниках испарителях, где теплота от воздуха охлаждаемого помещения передается хладагенту через стенку испарителя. В стационарных централизованных СКВ, как правило, охлаждение воздуха происходит в теплообменниках, где циркулирует промежуточный теплоноситель (вода или рассол), который в свою очередь, охлаждается в испарителе холодильной машины. Теплообменники для охлаждения воздуха при использовании промежуточных теплоносителей могут быть поверхностного или объемного типа. Рисунок 7.2 - Схема блока тепловлажностной обработки воздуха Вход наружного воздуха Вход рециркуляционного воздуха Подача воздуха в помещение . В автономных кондиционерах применяется вариант использования двухрежимного хладонового агрегата, который служит не только для охлаждения воздуха в летнем режиме, но и для нагревания его зимнее время. Схема такого агрегата показана на рисунке. Когда кондиционер работает в летнем режиме и необходимо охладить воздух в помещении КП, хладагент из компрессора КМ поступает через открытый клапан К2 в теплообменник ТО1, который выполняет в данном случае роль конденсатора, затем через терморегулирующий клапан ТРК1 направляется в теплообменник ТО2, выполняющий функцию испарителя. Испаритель омывается потоком обрабатываемого воздуха, в результате чего последний охлаждается. По выходе из испарителя хладоновые пары через клапан К1 поступает вновь в компрессор. Клапаны К3 и К4 в этом режиме работы закрыты. Рисунок 7.3 - Двухрежимовый хладоновый агрегат При работе кондиционера в режиме нагрева воздуха клапаны К1 и К2 закрываются, и сжатый в компрессоре хладон направляется через клапан К4 в теплообменник ТО2, который становится конденсатором, затем через ТРК2 в теплообменник ТО1, являющийся в данном режиме работы испарителя, и через клапан К3 – вновь в компрессор. Воздух нагревается, проходя через теплообменник ТО2. таким образом, в этой схеме реализуется принцип комбинированной установки – холодильной машины и теплового насоса. Учитывая, что отопительный коэффициент теплового насоса в реальных условиях может быть в пределах 2-4, применение таких агрегатов в кондиционерах может оказаться перспективным. Увлажнители воздуха могут быть паровыми и водяными. Паровые увлажнительные устройства более просты по конструкции, имеют меньшие габариты и позволяют достаточно точно регулировать степень увлажнения воздуха в УК. Там, где нет источников пара, для увлажнения воздуха используются градирни, в которых воздушный поток взаимодействует с распыленной форсунками водой. Важную роль в СКВ имеют воздухораспределители, устанавливаемые в кондиционируемом помещении. Они должны создавать в пределах зоны обитаемости помещения равномерное температурное поле с разностью температур не более 10С по вертикали, при этом в жилых и общественных помещениях судов скорость движения воздуха не должна быть более 0,5 м/с в летний период и 0,25 м/с в зимнее время. Количество, тип и места установки ВР зависит от объема и теплового режима помещения с учетом особенностей (скорости и направления) потоков приточного воздуха. Они могут быть выполнены в виде потолочных аэроплафонов, с решетчатыми или перфорированными панелями, с жалюзийными выходами, в форме настенных шкафчиков и т.д. Различают выпускные, смесительные и доводочные воздухораспределители. В выпускных ВР воздух не подвергается дополнительной обработке, они лишь определяют направление и количество подаваемого воздуха. Смесительные ВР применяются в двухканальных СКВ. Доводочные ВР могут быть прямоточными и эжектирующими. В конструкции прямоточного ВР имеется теплообменник, в который подается теплоноситель. С помощью прямоточных ВР можно дополнительно подогревать или охлаждать воздух, подаваемый из централизованного кондиционера. Это позволяет осуществить более точную регулировку комфортных параметров поступающего в помещение воздуха. В эжектирующих ВР воздух, поступающий от кондиционера, смешивается с воздухом, находящимся в самом помещении. Схема такого ВР показана на рисунке. Нагнетаемый из БТО воздух с расходом G0 подается в смесительную камеру через сопло. При создавшемся здесь разряжении происходит подсос воздуха из помещения через жалюзи в количестве Gэ. В выходные каналы воздух поступает в количестве G0+Gэ с температурой и влажностью, соответствующей данной смеси. Эффективность эжекционных ВР оценивается коэффициентом эжекции. Кэ=Gэ/G0. В воздухораспределителях разного типа величина этого коэффициента может быть от 0 до 2,0 Рисунок 7.4 - Схемы воздухораспределителей. 1,2 –клапаны; 3,7 – заслонка, 4 –зубчатое колесо; 5– сопло, 6 – местный (доводочный) теплообменник). Существуют конструкции воздухораспределителей комбинированного типа (рисунок), в которых используется принцип эжекционного смешивания воздуха и дополнительный его подогрев от теплоносителя, циркулирующего в специальном подогревателе. жүктеу/скачать 1.87 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|