Штокман Е.А. Вентиляция, кондиционирование и очистка воздуха на предприятиях пищевой промышленности
Подождите немного. Документ загружается.
Принципиальная схема приточной системы кондиционирования приведена на рис. 4.9. Наружный воздух нагревается воздухоподогревателем первого
подогрева 7, затем адиабатно увлажняется в камере орошения 6, окончательно подогревается в воздухоподогревателе второго подогрева 5 и
направляется в обслуживаемое помещение. В холодный период года подогрев воздуха в вентиляторе и воздуховодах можно не учитывать.
Построение процесса на J-d-диаграмме (рис. 4.33) начинают с
нанесения точек Н и В, соответствующих состоянию наружного и внутреннего воздуха.
Точка У, характеризующая состояние удаляемого воздуха, находится на линии луча процесса е
п
, проведенной через точку В. В случае, если параметры
удаляемого воздуха соответствуют состоянию воздуха рабочей зоны, точки В и У совпадают. Приточный воздух должен иметь следующие значения
энтальпии и влагосодержания:
Положение точки П определяет пересечение линий J
п
=const
Рис. 4.33. Построение на J-d-диаграмме процесса обработки воздуха в прямоточной системе в холодный период.
или d
п
=const с линией процесса изменения состояния воздуха в помещении е
п
. Точка П характеризует состояние приточного воздуха. Через точку П
проводят линию d
п
=const до пересече ния с кривой ф=90-95% в точке О. Линия ОП характеризуе процесс нагревания воздуха в воздухоподогревателе
II ступени.
Точка К (параметры воздуха после воздухоподогревателя первого подогрева) находится на пересечении линий J
0
=const и d
п
=const. Линия НК — нагрев
воздуха в первой ступени воздухоподогревателя, а линия КО — изоэнтальпийное увлажнение воздуха в оросительной камере.
Расход теплоты на нагрев воздуха в воздухоподогревателях составляет:
I ступень Q
I
= G
п
(J
K
- J
H
); кДж/ч;
II ступень Q
II
= G
п
(J
п
- J
0
). кДж/ч.
Расход воды на подпитку оросительной камеры для компенсации воды, испарившейся в процессе изоэнтальпийного увлажнения воздуха:
W
п
= G
п
(d
o
- d
K
)10
-3
, кг/ч.
В целях уменьшения расхода теплоты для получения воздуха заданных параметров можно рекомендовать применение систем кондиционирования
воздуха с первой рециркуляцией. Принципиальная схемf системы кондиционирования с первой рециркуляцией приведена нf рис. 4.27. Возможно
использование двух вариантов смешивания на
ружного и рециркуляционного воздуха: до и после воздухоподогревателя I ступени.
Построение процесса обработки воздуха
на J-d-диаграмме при смешивании наружного и рециркуляционного воздуха до I ступени подогрева показано
на рис. 4.34. На поле J-d-диаграммы наносят точки В и Н, соответствующие параметрам внутреннего и наружного воздуха, затем определяют
положение точек У, П и О. Соединяют точки У и Н. Линия УН является линией смеси рециркуляционного и наружного воздуха. Для
определения
положения точки смеси С на этой линии находят значение J
c
(или d
c
):
Рис. 4.34. Построение на J-d-диаграмме процесса обработки воздуха в холодный период с применением первой рециркуляции при подмешивании
рециркуляционного воздуха перед воздухоподогревателем I ступени.
Точка смеси находится на пересечении линий УН и J
c
=const. Через точку С проводят линию d
c
=const, а через точку О — линию J
0
=const до их
взаимного пересечения в точке К. Точка К характери зует состояние смеси наружного и рециркуляционного воздуха после его нагревания в
воздухоподогревателе I ступени. Таким образом, СК является линией подогрева смешанного воздуха в воздухоподогревателе первого подогрева; ОК —
линией изоэнтальпийного увлажнения воздуха в оросительной камере; ОП — линией процесса нагревания воздуха в воздухоподогревателе
второго
подогрева; ПВУ — линией процесса изменения состояния воздуха в помещении.
Расход теплоты на нагрев воздуха в воздухоподогревателях составляет:
I ступень Q
I
= G
п
(J
K
- J
c
), кДж/ч;
II ступень Q
II
= G
п
(J
п
- J
0
), кДж/ч.
Расход воды на подпитку камеры орошения
W
п
= G
п
(d
o
- d
K
)10
-3
, кг/ч.
В некоторых случаях точка смеси наружного и рециркуляционного воздуха С может оказаться ниже кривой ф=100%, что может привести к
образованию тумана и выпадению влаги внутри установки кондиционирования воздуха. Для того чтобы избежать этого явления обычно применяют
схему с подмешиванием рециркуляционного воздуха после воздухоподогревателя I ступени (на рис. 4.27 показано пунктиром).
Построение процесса кондиционирования воздуха на J-d-диаграммt (рис. 4.35) начинают с нанесения точек Н и В и определения положения точек У, П
и О. Затем вычисляют значение влагосодержания точке смеси С:
Для определения положения точки смеси проводят линии J
0
=const и d
c
=const до их взаимного пересечения в точке С. Через точки С и У проводят
линию до пересечения с линией d
H
=const в точке К. Точка соответствует параметрам воздуха после воздухоподогревателя первого подогрева.
Рис. 4.35. Построение на J-d-диаграмме процесса обработки воздуха в холодный период с применением первой рециркуляции при подмешивании
рециркуляционного воздуха после воздухоподогревателя I ступени.
НК является линией процесса нагревания воздуха на I ступени подогрева; КУ — линией смеси подогретого и рециркуляционного воздуха; СО — линией
процесса изоэнтальпийного увлажнения; ПО — линией процесса нагревания воздуха в воздухоподогревателе второго
подогрева; ПВУ — линией
процесса изменения состояния воздуха в обслуживаемом помещении.
Расход теплоты на нагрев воздуха в воздухоподогревателях составляет:
I ступень Q
I
= G
H
(J
K
- J
H
), кДж/ч; II ступень Q
II
= G
п
(J
п
- J
0
), кДж/ч.
Расход воды на подпитку камеры орошения Wп = G
п
(d
o
-d
c
)10-3,кг/4.
Необходимо отметить, что при равных условиях расход теплоты в воздухоподогревателе первого подогрева оказывается одинаковым независимо от
того, где происходит смешивание наружного и рециркуляционного воздуха — до или после воздухоподогревателя первой ступени.
В холодный период года применяются также схемы кондиционирования воздуха с первой и второй рециркуляциями. Принципиальная схема такой
установки приведена на рис. 4.30.
Построение процесса обработки воздуха на J-d-диаграмме (рис. 4.36) выполняют в следующем порядке. Наносят точки Н и В, а затем определяют
положение точек У и П. Расходы наружного и приточного воздуха, воздуха первой G
р
и второй G
2p
рециркуляции, воздуха, обработанного в
оросительной камере G
0
принимают по расчету теплого периода года. При известных влагосодержаниях рециркуляционного воздуха d
y
и смеси d
c2
,
соответствующих состоянию приточного воздуха d
c2
=d
п
, вычисляют влагосодержание воздуха на выходе из оросительной камеры
Рис. 4.36. Построение на J-d-диаграмме процесса обработки воздуха в холодный период с первой и второй рециркуляциями.
Точка О находится на пересечении линии d
0
=const и кривой ф=90-95%. Соединяют точку О с точкой У прямой линией. На пересечении линии ОУ с
линией d
п
=const находится точка смеси С
2
.
В зависимости от конкретных условий воздух первой рециркуляции может быть подмешан к наружному как перед воздухоподогревателем первого
подогрева, так и после него. В зависимости от этого производится дальнейшее построение процесса (так же, как для системы только с первой
рециркуляцией).
Рассмотрим вариант, когда смешивание наружного и рециркуляционного воздуха производится после воздухоподогревателя
первого подогрева. В этом
случае влагосодержание смеси воздуха первой рециркуляции и наружного воздуха определяют из выражения:
Точка смеси C
1
подогретого наружного воздуха с воздухом первой рециркуляции находится на пересечении линий d
cl
и J
0
. Для определения положения
точки К продолжают линию УС
1
до пересечения с линией d
H
. HK — линия процесса нагревания наружного воздуха в воздухоподогревателе первого
подогрева. КУ — линия процесса смешивания подогретого наружного воздуха и воздуха первой рециркуляции. C
1
O —линия процесса
изоэнтальпийного увлажнения в оросительной камере. ОУ — линия процесса смешивания воздуха, прошедшего обработку в оросительной камере, с
воздухом второй рециркуляции. С
2
П — линия процесса нагрева воздуха в воздухоподогревателе второго подогрева. ПВУ — линия процесса изменения
состояния воздуха в помещении.
Расход теплоты на нагрев воздуха в воздухоподогревателях составляет:
I ступень Q
1
= G
H
(J
K
- J
H
), кДж/ч;
II ступень Q
п
= G
п
(J
п
- J
c2
), кДж/ч.
Расход воды на подпитку камеры орошения W
п
= G
0
(d
0
- d
cl
)10-3, кг/ч.
5. ОБОРУДОВАНИЕ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
5.1. Вентиляторы
Вентиляторами называют воздуходувные машины, предназначенные для перемещения воздуха, других газов и пылегазовоздушных смесей. До
недавнего времени их использовали в системах вентиляции и кондиционирования при давлениях до 2000... 3000 Па, а теперь ввиду значительного
повышения аэродинамических и прочностных качеств область применения вентиляторов расширилась до давлений 20 000 и даже 30 000 Па.
Наибольшее распространение получили радиальные и осевые
вентиляторы.
В зависимости от разности полных давлений, создаваемых при перемещении воздуха плотностью 1,2 кг/м
3
, радиальные вентиляторы делятся на три
группы [2]:
— вентиляторы низкого давления с разностью полных давлений, до 1000 Па;
— вентиляторы среднего давления с разностью полных давлений от 1000 до 3000 Па;
— вентиляторы высокого давления с разностью полных давлений более 3000 Па.
В системах вентиляции и кондиционирования воздуха чаще применяются вентиляторы низкого и среднего давления. Вентиляторы высокого давления
используются в технологических установках, а также в вентиляционных системах при значительной протяженности воздуховодов и большом
гидравлическом сопротивлении сети.
В зависимости от состава перемещаемого воздуха вентиляторы могут быть:
— обычного исполнения — из углеродистой стали для перемещения неагрессивных малозапыленных сред с температурой до 80 °С;
— коррозийностойкого исполнения — из титана, нержавеющей стали, алюминия,
винипласта, полипропилена, углеродистой стали с антикоррозионным
покрытием;
— пылевые — для воздуха с содержанием пыли свыше 150 мг/м
3
(поскольку эти вентиляторы подвергаются интенсивному истиранию, к материалу, из
которого они изготовлены, предъявляются повышенные требования в отношении износоустойчивости);
— взрывобезопасного исполнения — по специальным условиям.
Вентиляторы изготавливаются со следующими типами приводов: с непосредственным соединением с электродвигателем, с клиноременной передачей
при постоянном передаточном отношении, с регулируемой бесступенчатой передачей через гидравлические и индукционные муфты
скольжения.
Последние два способа применяются для вентиляторов больших размеров.
Предусматривается ряд схем исполнения радиальных и осевых вентиляторов (рис. 5.1). При исполнении 1 и 1а рабочее колесо непосредственно
насаживается на вал электродвигателя, при исполнениях 2, 2а и 3 валы вентиляторов и электродвигателей соединяются с помощью эластичной муфты,
при исполнениях 4-6 радиальные вентиляторы и исполнении 6 осевые вентиляторы снабжены шкивами для соединения с электродвигателями с
помощью ременной передачи. При исполнении 7 радиальный вентилятор имеет двустороннее всасывание.
Радиальные вентиляторы
Радиальный вентилятор (рис. 5.2) состоит из трех основных частей: лопастного рабочего колеса турбинного типа (его называют также ротором или
турбиной), корпуса спиральной формы (также именуемого кожухом или улиткой) и станины. Рабочее колесо служит для создания давления и подачи
воздуха в сеть. Лопатки колеса передают мощность двигателя перемещаемому воздуху. Улиткообразный корпус служит для собирания потока воздуха,
сбегающего с лопаток рабочего колеса, и для частичного преобразования динамического давления в статическое. Изготавливаются радиальные
вентиляторы правого и левого вращения. Рабочее колесо вентилятора правого вращения вращается по часовой стрелке, если смотреть со стороны
всасывания воздуха; рабочее колесо вентилятора левого вращения, соответственно, вращается против часовой стрелки.
Радиальные вентиляторы могут иметь различное положение кожуха и направление выпуска воздуха (рис. 5.3).
При вращении рабочего колеса возникает центробежная сила, под действием которой воздух отбрасывается к наружной поверхности лопаток,
собирается в кожухе и выбрасывается через выхлопное отверстие. Вследствие выхода части воздуха в межлопаточном пространстве создается
разрежение и воздух извне под действием атмосферного
давления поступает во всасывающее отверстие вентилятора.
При прохождении через радиальный вентилятор воздух изменяет первоначальное направление своего движения, поворачивая на 90°.
