Индустриални климатични камери

ОВКСп. Инженеринг ревю - брой 2/2016 • 31.03.2016

Kлиматичните камери са устройства, които се използват за регулиране и циркулиране на въздуха като част от отоплителна, вентилационна или климатична система. Климатичните камери обикновено представляват голяма метална кутия, съдържаща вентилатор, инструменти за отопление или охлаждане, филтърни стелажи или камери, шумозаглушители и клапи.

Най-често климатичните камери се свързват към въздуховоди, които разпределят климатизирания въздух в цялата сграда и след това го връщат в камерата. В други конфигурации въздухът директно се подава и всмуква обратно от камерата в помещението.

Предназначението на това оборудване е да събере и смеси външния въздух с този от пространството в дадено помещение. След това този смесен въздух се охлажда или затопля, а накрая се изпуска в помещенията чрез тръбопроводна система от тръби с диаметър 1,5 м.

Прецизността на обработката на въздуха обикновено зависи от спецификите на всеки отделен проект, т. е. дали камерите ще се използват в производствени помещения, където се извършват промишлени процеси, складови площи, офиси и т. н. Това означава, че климатичните камери третират въздуха чрез филтриране, охлаждане и/или отопление, овлажняване и/или изсушаване.

Малките климатични камери за местна употреба се наричат крайни въздушни устройства, още познати като вентилаторни конвектори. Те могат да съдържат само въздушен филтър, топлообменник и вентилатор. По-големите климатични камери, които обработват 100% от подавания отвън въздух и не го рекуперират, са известни като климатични камери за съставен въздух.

Конструкция на климатичните камери
Обикновено климатичните камери имат корпус, или кутия, изработена от рамка и двойно изолирани панели (познати още като изолирани сандвич панели). Най-често използваните материали за изграждане на рамката са поцинкована стомана, алуцинк или алуминий.

Материалите, използвани за изолиране на панелите, в 99% от случаите са минерална вата (каменна вата или минерални влакна) или полиуретан (PU). Някои производители предпочитат минерална вата, други PU – изборът между двете зависи от съчетаването на топло- и шумоизолация, механична издръжливост и производствени разходи с оглед на крайния продукт. Всички компоненти се инсталират вътре в корпуса, който след това се инсталира на покрива на дадена сграда.

Видове климатични камери
Вентилаторните конвектори са най-малката и най-проста категория на климатичните камери. Те се състоят от не повече от един вентилатор и един или няколко топлообменника. За да се предотврати бързото запрашване на топлообменника, вентилаторните конвектори съдържат и обикновен филтър. Като цяло, те се характеризират с просто управление и могат да обслужват само по една температурна зона. Въпреки че намират своите приложения, те са по-малко ефективни от големите климатични камери и трудно могат да осигурят устойчива температура и контрол на влажността на въздуха.

Компактните климатични камери често се срещат в малки сгради и различни търговски обекти, където се монтират на покрива като rooftop блокове. В техния корпус обикновено се помещават вентилатори, топлообменници, филтри и клапи. Самият корпус може да има и свои собствени климатични компресори и средства за отопление като газови горелки, електрически нагреватели или термопомпи.

Тези климатични камери се използват за контрол на една отделна температурна зона, но съществуват и големи климатични камери за променлив обем на въздуха (VAV), които обслужват няколко различни зони. Заради своята компактност и по-ниски първоначални разходи тези климатични камери много често се считат за неефективни и изискващи интензивна поддръжка, но производителността и надеждността им постоянно се подобряват. Те се предлагат в няколко размера до над 30 000 cfm, но стандартизацията им за някои приложения може да е ограничаваща.

Секционните климатични камери позволяват на потребителите да избират поотделно компонентите, с които работят модулите. Потребителят избира също и вида на корпуса, вентилаторите, филтрите, топлообменниците и аксесоарите от няколко възможни опции. Секционните климатични камери се сглобяват в завода или се изпращат на отделни части и след това се сглобяват на място. Модулната конструкция на тези камери позволява голяма гъвкавост. Освен това, те отговарят и на повечето изисквания за обработка на въздуха.

Спецификите на климатичните камери могат да бъдат съобразени и с желанието на клиента. Такива персонализирани камери се предлагат в почти всяка възможна конфигурация, така че да отговарят на определени нужди. Те се считат и за най-висококачествени от страна на конструкция и най-често се използват в промишлеността и администрацията, където са налице изисквания за големи дебити, стриктен контрол и сурови условия. Те могат да се прилагат и в нестандартни затворени пространства с по-специфични изисквания за вентилация, климатизация или отопление.

Тези персонализирани системи могат да работят с почти всяка комбинация от компоненти за обработка на въздуха. Възможно е и изграждането на отделна обслужваща зона вътре в камерата или място за закачване на оборудване като помпи и топлообменници. Това са най-скъпите от всички видове климатични камери, но за сметка на това те имат най-дълъг експлоатационен живот.

Нови тенденции при климатичните камери
Въпреки че голяма част от технологията, използвана в климатичните камери, остава сравнително непроменена в продължение на десетилетия, в момента се въвеждат някои нови компоненти и практики, които могат да се окажат полезни за специфични приложения.

При вентилаторите с пряко задвижване, например, колелото на вентилатора директно се свързва с моторния вал, затова те често се прилагат заедно с задвижващи механизми с променлива честота. Това като цяло води до по-висока ефективност на извършените процеси и по-малко шум. При матриците от вентилатори се използват множество малки вентилатори с директно задвижване, вместо един голям.

Правилната употреба на матрицата може да намали цялостното пространство, необходимо за климатичната камера, като в същото време осигурява и енергийно ефективна работа. В зависимост от броя на вентилаторите те могат да се контролират едновременно от един или повече честотни преобразуватели. Както и всяко едно друго нещо, свързано с климатичните камери, при инсталацията на матрица от вентилатори трябва да се внимава, за да се гарантира изпълнението на целите на проекта по най-ефективен начин.

Друга все по-популярна тенденция е оползотворяването на енергията от климатичните камери – някои енергийни кодекси дори го задължават при системите, които използват висок процент външен въздух. Оползотворяването на енергия позволява на входящия въздух да обменя топлина и влага с изходящия от сградата въздух чрез покрити с изсушител колела или чрез специални материали, насрещни на въздушния поток. Успешното приложение на енергийното оползотворяване зависи от много фактори, най-вече от климата. Тази технология е най-лесна и рентабилна за прилагане, когато са инсталирани външни въздушни агрегати.

Специализираните външни въздушни агрегати все по-често се използват вместо традиционните, които смесват външния и вътрешния въздушен поток. В много климати най-трудната част от работата на климатичните агрегати е точно обработката на външния въздух. Размерът на топлообменниците трябва да им позволява да се справят и с най-екстремните външни температури.

Във влажните климати, задължително за успешното изсушаване на въздуха е той да се охлажда на температури под точката на оросяване на смесения въздух, дори спецификите на производството в самата сграда да не налагат толкова ниски температури. Освен това, смесителните клапи и контролите, свързани с управлението им, са чести точки на неизправност в климатичните камери. В комбинация с разстройването на датчиците, тази неизправност може да доведе до свръхвентилация (и последващо по-високо потребление на енергия) или твърде слаба вентилация (ниско качество на въздуха в помещенията).

По-добрият подход в много случаи е да се консолидират всички системи за обработка на външен въздух в една специализирана климатична камера, при която 100% от подавания въздух е отвън. Обработеният от тези системи въздух (изсушен или овлажнен) може директно да се изпуска в заетите помещения или в смесителни кутии на други климатични камери за допълнителен контрол на температурата. Въпреки че инсталирането на специализирани външни климатични камери може да изглежда като прекалено голяма инвестиция на пръв поглед, тяхната употреба всъщност не повишава особено разходите, тъй като улеснява работата на другите климатични камери.

Събирането на кондензат от охлаждащите серпантини може да спести значителни количества вода и разходи. В рамките на този процес водата се извлича от въздуха и се изпраща към отводнителна тръба, след което може да се събира в цистерна заедно с дъждовна и сива вода, или да се използва в охладителни кули. 
В климатичните камери могат да се инсталират и UVC светлини, които намаляват темповете на растеж и разпространение на бактерии, плесен и водорасли по топлообменниците и утаителите.

Поддържането на чистотата на топлообменниците подобрява преноса на топлина и може за повлияе положително цялостното качество на въздуха в помещенията, което е от особено значение в изключително важни от гледна точка чистота производства. Устройствата, които излъчват UVC светлини, трябва цялостно да покриват мократа страна на топлообменника. Трябва и да се осигури пластмасовите и гумени компоненти в климатичните камери да не са изложени на ултравиолетовата светлина, тъй като тя ги разгражда. Освен това, UVC светлините трябва и да се подменят периодично, тъй като губят своята мощност и ефикасност в рамките на няколко години.

Новият брой 7/2018

брой 7-2018

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ

ЕКСКЛУЗИВНО

Top