Секционни климатични камери

ОВКСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 6, 2010

Широко използвано неавтономно техническо решение в индустрията и обществените сгради

   Секционните климатични камери са сред климатичните системи, намиращи широко приложение за поддържане на подходящ микроклимат в сгради с обществено и промишлено предназначение. Използват се и в помещения с високи изисквания към качеството на въздушната среда. С тях успешно се постига както климатизация на помещенията, така и поддържане на добра вентилация, очистване и овлажняване на подавания въздух. Сред предимствата на секционните климатични камери са възможността да се постигне точно поддържане в тесни граници, на предварително зададени параметри на микроклимата.
Характерна особеност за секционните климатични централи е тяхната неавтономност. За извършване на необходимата обработка на подавания в помещението въздух се използва външен източник на студ или топлина. Това може да бъде охладена вода, подавана от чилър, фреон от външен компресорно-кондензаторен блок, топла вода от система за централно отопление или от котел.

Конструктивни специфики
Секционните климатични системи представляват комплекс от съоръжения, чрез който въздухът се пречиства, обработва се и му се предава необходимата енергия за транспортиране. Обработеният въздух се подава в помещенията по система от въздуховоди. За обработката на въздуха и неговото транспортиране се използват вентилатори, повърхностни топлообменници, оросителни камери и филтри. Това са и основните елементи на секционните климатични системи, които конструктивно са оформени във вид на секции и блоксекции. Всяка отделна секция изпълнява различна функция - охлаждане, загряване, шумоизолиране, овлажняване на въздуха и т.н. Разработването на тези системи на модулен принцип значително улеснява монтажа, който основно се свежда до свързване на отделните секции.
Подобна конструкция позволява, също така, различни варианти на комбиниране и подреждане на отделните секции в зависимост от функциите на системата за кондициониране и конкретните изисквания към обработвания въздух.
Отделните секции се оформят като призматични кутии с квадратно присъединително сечение. Корпусите им обикновено се изработват от кухи стоманени или алуминиеви профили, свързани с лети алуминиеви или пластмасови ъгли. Страничните панели се изработват от поцинкована ламарина и топлоизолация.

Охлаждане и загряване на въздуха
За охлаждането и загряването на обработвания въздух се предвиждат охладителна и отоплителна секция, в които се поставят повърхностни топлообменници за загряване или съответно за охлаждане. В зависимост от предназначението си, топлообменниците се разделят на калорифери и въздухоохладители. Топлоносителят обикновено е топла вода, пара или електрически ток, а студоносителят - вода, хладилни агенти или воден разтвор на етилен гликол.
Обикновено, използваните в секционните централи топлообменници се изработват от стоманени или медни външно оребрени тръби. В определени случаи се допуска използването и на неоребрени тръби, предимно при въздухоохладители, поставени в условия на работа, при които е възможно заскрежаване. Използваните стоманени тръби се оребряват със спирално навити ребра или ламели, а медните - единствено с ламели. За обезпечаване на безпроблемната работа на калориферите и въздухоохладителите е необходимо осигуряването на непрекъснат и постоянен контакт между тръбите и ребрата. Обикновено при стоманените спирално навити калорифери това се постига чрез горещо поцинковане.
Необходимите параметри за избор на повърхностен топлообменник са: топлинна мощност, начални параметри на въздуха, вид на топлоносителя или студоносителя, индивидуални изисквания към инсталацията и други.

Използвани въздухоохладители
Конструкцията на въздухоохладителите, използвани в секционните климатични системи, зависи основно от използвания студоносител. В случаите, при които като студоносител се използва вода или етилен гликол, въздухоохладителят се явява воден топлообменник, чийто основни параметри обикновено са: минимална температура на работната среда (вода) +3 °С, максимално работно налягане на работната среда - 1,6 МРа, хидравлично съпротивление - 5-30 kРа. При използване на студоносител фреон, въздухоохладителят е фреонов топлообменник с параметри: минимална температура на кипене на фреона +2 °С, максимално работно налягане - 2,2 МРа.
Конструкцията на фреоновите топлообменници в охладителните секции на климатичните системи е характерна с наличието на възел за разпределение на течния фреон по тръбите на топлообменника и събирателен колектор за газовата фаза на фреона за връщане в хладилната машина.
При скорости на обработвания въздух по-високи от 2,5 m/s, се препоръчва след охладителя да се монтира капкоотделител.

Източници на студ в секционните централи
Използването на повърхностни въздухоохладители за секционните централи е ефективен и сравнително евтин начин за охлаждане на въздуха, твърдят специалисти. Като източник на студ се използват различни видове хладилни машини, а изборът му се определя от редица фактори.
При климатичните системи с воден топлообменник източникът на студ обикновено е чилър. Подобна схема позволява плавно регулиране на температурата на подавания въздух и на практика се характеризира с отсъствие на ограничения за разстоянията от хладилната машина до охладителната секция. Може да се осигури работата на няколко климатика с различна мощност от една хладилна машина и се създават много добри условия за тяхната работа при променливо натоварване. За да се осигури циркулацията на студоносителя, се предвижда хидравличен модул.
В случаите, при които не е необходимо плавно регулиране на охладителната мощност, схемата на охлаждане може да бъде допълнително опростена чрез използването на фреонов топлообменник и външен фреонов компресорно-кондензаторен блок.
Топлообменниците с фреон, използвани в охладителната секция, могат да бъдат едно- и двуконтурни. При двуконтурните в един корпус се обединяват два едноконтури топлообменника. Използването на двуконтурни топлообменници с двуконтурен компресорно-кондензаторен блок позволява частично да се реши проблемът с регулирането на охладителната мощност.

Отоплителна секция на централите
В отоплителната секция обикновено се монтира електрически нагревател или воден топлообменник. Често използвани са топлообменниците вода - въздух, изработени от медни тръби с алуминиеви ламели, плътността на контакта при които се осигурява чрез хидравлично раздуване. При използването на воден топлообменник към него се подава топла вода от система за централно отопление или от отоплителен котел. На дъното на топлообменната секция се монтира вана за събиране на кондензата.

Утилизация на топлина и студ
За да се намали количеството енергия, необходимо за загряване или охлаждане на външния въздух, често в секционните климатични камери се предвижда възможност за утилизация на топлина и студ. Според специалисти по този начин може да се постигне до 80% намаляване на необходимата енергия. Утилизацията се осъществява по пътя на загряване, съответно на охлаждане, на постъпващия външен въздух за сметка на топлината/студа на изхвърляния от помещението загрят или охладен въздух. Използват се различни видове топлообменници, като сред масово използваните са: пластинчатите и ротационните топлообменници.
Пластинчатите топлообменници, в зависимост от конструктивното си изпълнение, могат да достигнат ефективност от 40 до 70%. Конструктивно те се изпълняват от отделни, успоредно монтирани пластини, между които се формират процепи за преминаване на въздух. Основни техни предимства са елементарната им конструкция и фактът, че не съдържат движещи се части, поради което и техническата им поддръжка е лесна. Отдаването на топлина се реализира без да има пряк контакт между двата потока.
Основните им недостатъци са свързани с необходимостта от пресичането на смукателния и нагнетателния въздуховод, отсъствието на влагообмен, както и опасността от замръзване през зимата при отделяне на кондензат при ниски външни температури. Сред често използваните пластинчати топлообменници в секционните климатични камери са: топлообменниците с алуминиеви пластини с напречно оребряване.
От ротационните топлообменници в секционните климатични камери предимно се използват модели, при които кръгът на топлообменника е запълнен с листове гладко и вълнообразно алуминиево фолио. Тези топлообменници осигуряват висока ефективност при пренос на топлина, която може да достигне до 85%. Недостатъците им са свързани с трудното разделяне на двата потока в регенератора и опасността от замръзване.

Вентилаторна секция
Използва се за засмукване на външен пресен въздух и за подаването му след неговата обработка към климатизирано помещение. В централната климатична система се използват предимно центробежни вентилатори с двустранно засмукване. В зависимост от конкретните изисквания се избира големината на вентилатора, посоката на лопатките (напред или назад обърнати) и броят на вентилаторите. За задвижването им обикновено се използват монофазни или трифазни електродвигатели, които могат да бъдат вградени директно във вентилатора. Възможно е, също така, задвижването да се извършва посредством ремъчна предавка. Вентилаторът и електродвигателят се монтират върху виброизолационна рама, за да се избегне пренасянето на вибрации към конструкцията. Вентилаторната секция може да се разположи между другите секции или на изхода от климатичната камера.
Основни критерии при избора на вентилатор са условията на работа и спецификите на транспортирания въздух. Изискванията, на които трябва да отговаря вентилатора, са: възможност за плавно регулиране на дебита му по време на работа, ниско ниво на шум и вибрации, равномерно скоростно поле на изхода и др.

Шумозаглушителна секция
Предназначението на шумозаглушителните секции е да намалят генерирания в резултат на работата на вентилатора шум. Конструктивно са оформени като кутия, в която успоредно на въздушния поток са монтирани кулиси от шумопоглъщаща материя. За да се предпазят от запрашаване при работа със замърсен въздух, пред тях се монтира филтърна секция.

Овлажнителна секция
За овлажняване на въздуха в секционните климатични камери обикновено се използват дюзова оросителна камера или парен овлажнител.
В дюзовите оросителни камери протича адиабатно овлажняване на въздуха. Разпръскваната от дюзите вода се превръща в гъста мъгла от малки капки вода, с които въздухът влиза в непосредствен контакт, преминавайки през тях. Производителността на дюзите зависи от диаметъра на изходните отвори, налягането и температурата на водата преди дюзата. След овлажнителната секция обикновено се поставят капкоуловители, предотвратяващи попадането на неизпарили се капки вода в другите секции на камерата.
При използване на парен овлажнител парогенераторът се избира в зависимост от необходимия разход на пара. Овлажняването на въздух със суха прегрята пара има редица предимства, сред които са бързото смесване на водната пара с въздуха и лесното регулиране на количеството пара, позволяващи много точно регулиране на влажността на въздуха. Също така, сухата прегрята пара не съдържа минерални частици и бактерии, и експлоатационните разходи са минимални.

Филтърна секция
Във филтърните секции се монтират касети със зигзагообразно подреждане на филтриращата материя. Намират приложение и джобни, метални или друг вид филтри. Предназначението им е пречистване на преминаващия през климатичната камера външен и рециркулационен въздух от механични примеси. При високи изисквания към чистотата на постъпващия въздух, в конструкцията на климатичната централа е възможно включването на две филтърни секции. В първата секция се поставят филтри за груба очистка на въздуха, които задържат до около 60% от праховите частици. За втората секция се използват филтри за по-фино очистване на въздуха, задържащи около 90% от праховите частици. Всички филтри се свалят лесно, което улеснява тяхното почистване и смяната им. За автоматично следене на чистотата на филтрите могат да се използват диференциални манометри, измерващи пада на налягането на въздуха на входа и на изхода от филтъра. При замърсяване на филтъра падът на налягането се увеличава и манометърът сигнализира за необходимостта от смяна на филтъра.

Видове използвани филтри
Използваните филтри при системите за кондициониране, в зависимост от конструкцията си, са: рамкови, касетъчни, рулонни и барабанни.
Рамковите филтри се характеризират с елементарна конструкция и лесна поддръжка. Представляват метална рамка, на която е опъната метална или пластмасова мрежа, или фино филтърно платно. Върху филтърната преграда се отлага прахта от преминаващия през филтъра въздух. Слоят прах, който се наслоява, се превръща в допълнителна филтърна преграда, но увеличава хидравличното съпротивление на филтъра. Затова е необходимо да се осигури периодичното му почистване. Мрежестите рамкови филтри се характеризират с ниска степен на ефективност поради големите отвори на мрежата. Използват се най-често за предварително пречистване на въздуха. Платнените рамкови филтри се характеризират с висока ефективност и са широко използвани в автономни агрегати.
Касетъчните филтри са изградени от метална рамка, в която е поставена филтърна материя от полиестерни влакна. Подреждането на касетите може да бъде в една равнина, напречно на въздушния поток или V-образно. V-образното подреждане осигурява намаляване на скоростта на въздушния поток и увеличаване на акумулационната способност на филтъра.
При рулонните филтри филтриращата материя е от нетъкан текстил или от влакнеста маса. Навита е във вид на руло върху барабан. По време на работа се пренавива от един барабан на друг. Тези филтри се характеризират с висока ефективност, много добри експлоатационни показатели, но и с доста по-висока цена.
Барабанните филтри са високоефективни самопочистващи се филтри, характеризиращи се с малко хидравлично съпротивление и лесно обслужване. При тях се използва фина филтърна материя, опъната върху въртящ се около хоризонталната си ос барабан.

Допълнителни елементи на камерите
Освен основните елементи, предназначени за обработка на подавания в помещенията въздух, в секционните климатични системи се включват и някои допълнителни елементи като противопожарни клапи, предназначението на които е предотвратяване разпространението на огън и дим. Други допълнителни елементи са т.нар. жалузийни решетки, използвани за регулиране на дебита.
Размерът на отделните секции на климатичната система обикновено се определя в зависимост от разхода и скоростта на обработвания в климатичната централа въздух. Окомплектоването на централата зависи от площта и предназначението на обслужваните помещения и се изпълнява за всеки обект поотделно.




ЕКСКЛУЗИВНО

Top