Установка воздухонагревателей.
Устройства для нагревания воздуха.
1 Классификация воздухонагревателей:
- По виду теплоносителя:
-водяные;
-паровые;
-электрические.
2. По форме поверхности:
-гладкотрубные;
-ребристые:
а) пластинчатые;
б) спирально-навивные;
в) спирально-накатные.
3. По размерам поверхности нагрева:
- самая маленькая модель СМ (один ряд труб по ходу движения
воздуха;
- малая модель М ( два ряда);
- средняя модель С (три ряда);
- большая модель Б (4 ряда).
4. По характеру движения теплоносителя:
- одноходовые;
- многоходовые.
Классификация воздухонагревателей дается в ГОСТе 27330-97 «Воздухонагреватели. Типы и основные параметры»
Конструкции воздухонагревателей
Нагревание воздуха происходит за счёт конвекции при омывании воздухом поверхности труб. Основные элементы воздухонагревателя представлены на рисунке.
Рисунок - Схема конструкции воздухонагревателя1 – трубы; 2- распределительная коробка; 3 – подводящий и отводящий трубопроводы; 4 – сборная коробка
Расположение трубок по ходу движения воздуха может быть коридорными шахматным.
В одноходовых воздухонагревателях теплоноситель по всем трубкам движется в одном направлении, в многоходовых—многократно изменяет своё направление вследствие наличия в коллекторах перегородок.
В гладкотрубных воздухонагревателях в качестве нагревательного элемента используют гладкие трубы в большом количестве. В ребристых воздухонагревателях наружная поверхность труб имеет оребрение, в результате чего возрастает общая площадь нагрева. Трубок меньше, но теплотехнические показатели выше, в результате большой турбулентности потока воздуха между рёбрами.
Оребрение может быть спирально-накатное и, образованное лентой, навитой на трубы в горячем состоянии. Пластинчатые воздухонагреватели имеют рёбра различной формы с отверстиями для насаживания на трубы.
Установка воздухонагревателей.
Требуемую поверхность нагрева можно получить скомпоновав установку из нескольких воздухонагревателей различных типов, моделей и номеров (в пределах одной установки воздухонагреватели должны быть одного типа).
Установка воздухонагревателей по ходу движения воздуха может быть параллельной и последовательной, может быть установлено несколько рядов воздухонагревателей с различной фронтальной поверхностью, т.е. возможны варианты, и целью расчёта является определение такой установки, которая при требуемой теплоотдаче имела бы наименьшие фронтальные размеры, поверхность нагрева, аэродинамическое и гидравлическое сопротивление.
Практический опыт и экономические соображения показали, что при выборе воздухонагревателя следует задаваться массовой скоростью воздуха в живом сечении калорифера 4 – 8 кг/(м2с) [ в справочниках для определения коэффициента теплопередачи калорифера массовая скорость в таблицах указывается в пределах от 1,5 до 7 кг/(м2с) для КСк3, КСк4, КП3-СК, КП4-СК, КВБ, КВСБ, КВББ ].
Параллельная установка по воздуху применяется тогда, когда требуется нагреть большое количество воздуха при малой разности температур, последовательная – когда необходима большая степень нагрева.
Обвязка воздухонагревателей по теплоносителю также может быть параллельной и последовательной.
Рисунок - Соединение воздухонагревателей по воде: а – многоходовых
параллельное ; б – многоходовых последовательное; в – одноходовых
последовательное
4 Защита воздухонагревателей от замерзания.
Замерзание воздухонагревателей при теплоносителеводе возможно:
1. При малой скорости теплоносителя (ниже 0,2 м/с). Поэтому наибольшей опасности замерзания подвергаются калориферы с последовательным соединением по теплоносителю при движении его снизу вверх. Для уменьшения опасности замерзания следует стремиться к повышению скорости теплоносителя, для чего при последовательном соединении надо применять многоходовые воздухонагреватели с горизонтальным расположением трубок. Также следует организовывать подачу воды сверху вниз.
2. При засорении трубок. Защитной мерой является очистка воды перед поступлением в воздухонагреватель в фильтре, а также промывка трубок.
3. При неплотном закрывании клапана в месте поступления наружного воздуха. Воздушный клапан должен быть утепленным.
4. При изменении параметров теплоносителя и расчетного объема воздуха.Для уменьшения опасности замерзания следует поддерживать расчетные параметры теплоносителя и расчетные объемы и температуры воздуха.
5. При завышении запаса площади поверхности нагрева.Уменьшение опасности замерзания воздухонагревателя при запасе площади поверхности нагрева не более 10-20%.
Причиной замерзания воздухонагревателя при теплоносителе пареможет быть:
1. Задержка конденсата, что бывает при неправильной установке конденсатоотводчика или недостаточной его производительности;
2. Неправильные, мешающие стоку, уклоны конденсатопроводов;
3. Падение давления пара.
Эти причины приводят к скапливанию конденсата в нижней части калорифера и замерзанию его при низких температурах.
Тема: «Расчет воздухонагревателей»
1 Методика расчета и подбора воздухонагревателей.
Расчет и конструирование воздухонагревательных установок сводится к определению необходимой площади теплоотдающей поверхности, числа теплообменников и варианта их компоновки, а также способа подключения к трубопроводам теплоносителя.
Кроме того, следует определить сопротивление установки проходу воздуха через воздухонагреватель и проходу теплоносителя через воздухонагреватель, что необходимо для аэродинамического и гидравлического расчета.
Исходные данные:
- количество нагреваемого воздуха, G, кг/ч;
- начальные параметры воздуха tн, 0С, или iн, кДж/кг;
- конечные параметры воздуха tк, 0С, или iк, кДж/кг;
- параметры теплоносителя (воды) tг и tо, 0С.
Порядок расчета:
- Определяют количество теплоты, необходимое для нагревания воздуха, Q, Вт
или ,
где с – удельная массовая теплоемкость воздуха, кДж/(кг 0С).
G – количество нагреваемого воздуха для зимнего периода, кг/ч;
tнач – начальная температура нагреваемого воздуха, ºС;
tкон. – температура приточного воздуха, поступающего в помещение,
оС.
Начальная температура воздуха при прямоточном режиме tнач= text.
2. Задаваясь массовой скоростью воздуха vρ, кг/(м2.с), определяют требуемую площадь фронтального сечения fтреб., м2, теплообменников по воздуху .
3. Пользуясь техническими данными о воздухонагревателях, и исходя из необходимой площади фронтального сечения fтреб., подбирают номер и число устанавливаемых параллельно теплообменников и выписывают технические характеристики:
- действительную площадь их фронтального сечения fфакт. , м2;
- площадь поверхности нагрева F, м2;
- живое сечение трубок воздухонагревателя для прохода воды fтр., м2.
При подборе воздухонагревателей необходимо стремиться к тому, чтобы
число их было минимальным.
4. Определяют фактическую массовую скорость воздуха в воздухонагревателе:
.
5. Определяют скорость движения воды в трубках воздухонагревателя W, м/с (только при теплоносителе вода):
,
где fтр – живое сечение трубок для прохода воды, м2 ;
tг – температура горячей воды, оС;
tо – температура обратной воды, оС;
Сw – теплоемкость воды, кДж/(кг.оС); Сw = 4,19;
- плотность воды, кг/м3; =1000.
n – число воздухонагревателей, параллельно включаемых по теплоносителю.
6. Необходимая площадь поверхности нагрева Fтр, м2, воздухонагревательной установки
Fтр. = ,
где К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2.оС), принимаемый для данной
модели воздухонагревателя в зависимости от W и vρ. При «паре»
коэффициент теплопередачи принимают в зависимости от vρ.
- средняя температура теплоносителя «вода».
При насыщенном паре давлением до 0,03 МПа средняя температура теплоносителя «пар» принимается равной 100 оС . При насыщенном паре давлением свыше 0,03 МПа средняя температура теплоносителя принимается равной температуре насыщенного пара, соответствующая его давлению.
7.Число устанавливаемых воздухонагревателей:
где Fв – площадь поверхности нагрева одного воздухонагревателя
выбранной модели.
Округляют число теплообменников до кратного числа их в первом ряду n, находят действительную площадь поверхности нагрева установки
Fу = Fв . n .
8. Тепловой поток выбранного воздухонагревателя не должен превышать расчетный более чем на 10%. Избыточный тепловой поток выбранного воздухонагревателя составит:
.
где К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2.оС), принимаемый для данной
модели воздухонагревателя в зависимости от W и vρ. При «паре»
коэффициент теплопередачи принимают в зависимости от vρ.
При избыточном тепловом потоке более 10% следует применить другую модель или номер воздухонагревателя и произвести повторный расчет.
9. По таблицам по массовой скорости воздуха определяют аэродинамическое сопротивление воздухонагревательной установки ΔΡА , Па.
10. Гидравлическое сопротивление воздухонагревателя по воде ΔPw, Па,
ΔΡW = А.W2 ,
где А – коэффициент, принимаемый по справочнику.
Гидравлическое сопротивление воздухонагревательной установки определяют умножением сопротивления одного воздухонагревателя на число воздухонагревателей, соединенных последовательно по воде.
На сопротивление по воздуху следует давать запас 10%, на сопротивление по воде – 20%.
2 Коэффициент теплопередачи воздухонагревателя.
Коэффициент теплопередачи воздухонагревателя К, Вт/(м2.оС), зависит от массовой скорости воздуха vρ и скорости теплоносителя в трубках Wтр. и приводится в справочной литературе для соответствующих типов воздухонагревателей.
При теплоносителе «пар» коэффициент теплопередачи принимают в зависимости от vρ.
Тема: «Очистка приточного воздуха»
1 Требования к очистке приточного воздуха
Загрязнение воздушной среды обуславливает необходимость очистки приточного воздуха перед подачей его в помещения приточными системами вентиляции и системами кондиционирования воздуха.
Как правило, воздух очищают в следующих целях:
а) для уменьшения запыленности воздуха, подаваемого в вентилируемые здания, если концентрация пыли в районе расположения здания или вблизи места забора воздуха систематически превышает ПДК;
б) для защиты теплообменников, оросительных устройств, приборов автоматики и другого оборудования вентиляционных камер;
в) для предохранения внутренней отделки и оборудования вентилируемых зданий от загрязнения отложениями мелкодисперсной пыли;
г) для поддержания в помещениях заданной в соответствии с технологическими требованиями чистоты воздуха.
В СНиП-41-01-2003 (п. 7.12, с. 13) сказано, что «очистку воздуха от пыли в системах с искусственным побуждением следует проектировать так, чтобы содержание пыли в подаваемом воздухе не превышало:
а) ПДК в атмосферном воздухе населенных пунктов — при подаче его в помещения жилых и общественных зданий;
б) 30% ПДК в воздухе рабочей зоны — при подаче его в помещения производственных и административно-бытовых зданий;
в) 30% ПДК в воздухе рабочей зоны с частицами пыли размером не более 10 мкм — при подаче его в кабины крановщиков, пульты управления, зону дыхания работающих, а также при воздушном душировании;
г) допустимых концентраций по техническим условиям на вентиляционное оборудование».
Дата добавления: 2016-06-09; просмотров: 4829;