Дипломная работа: Проектирование системы кондиционирования воздуха

Среднее значение эффективности фильтрации, обозначающее процентную долю задержанной пыли, для фильтров класса EU1 составляет до 60%, для класса EU3 — до 80-90%.

В секции вторичного фильтрования применены корзинчатые фильтры класса EU5-EU9.

Размеры и количество фильтрующих элементов также зависят от модели установки. Тип фильтрующей ткани, а также элементы крепления аналогичны секции первичного фильтрования.

Эти фильтры также могут работать при температуре до 60 °С. Среднее значение степени очистки определено методом исследования воздушных фильтров с применением кварцевой пыли.

Среднее значение эффективности фильтрации составляет:

Для фильтров класса EU5 от 40 до 60%

Для фильтров класса EU7 от 80 до 90%

Для фильтров класса EU9 выше 90%

С целью текущего контроля загрязнения фильтров рекомендуется применение дифманометров. Дифманометр при определенном допускаемом конечном перепаде давления сигнализирует (электрический сигнал) о необходимости смены фильтра при его загрязнении.

Допустимый конечный перепад давления:

Для сетчатых, фильтров, Па 120

Для корзинчатых фильтров, Па 200-250

1.5.5 Секция шумоглушения

Секция шумоглушения предназначена для снижения уровня шума, создаваемого центральным кондиционером (встроенными вентиляторами, насосами; потоками рабочих сред и т.п.)

Внутри секции шумоглушения закреплены звукопоглощающие пластины, которые изготавливаются, например, из нескольких слоев минеральной ваты специально подобранной плотности. Внешняя поверхность минеральной ваты усилена стекловолокнистым покрытием.

Секции шумоглушения производятся нескольких типоразмеров (от 0,5 до 2,0 м) с разными количествами звукопоглощающих пластин.

Если по условиям технологической компоновки непосредственно перед секцией шумоглушения необходимо установить вентиляторную секцию, то требуется применять специальную секцию (проставку) с рассекателями воздуха, позволяющую выровнять скорость и направление потоков воздуха в поперечном («живом») сечении секции шумоглушения.

1.5.6 Вентиляторная секция

Вентиляторная секция предназначена для забора воздуха в центральный кондиционер и его подачи в обслуживаемые помещения (рис. 8).

Рис. 8. Вентиляторная секция центрального кондиционера.

В кондиционерах применяются радиальные (центробежные) вентиляторы одностороннего и двухстороннего всасывания низкого и среднего давления.

В зависимости от требуемой производительности и напора используются вентиляторы с рабочими лопатками, загнутыми вперед, или с лопатками, загнутыми назад, что обеспечивает легкое регулирование параметров сети. Вентиляторы характеризуются высоким КПД и позволяют регулировать производительность изменением числа оборотов.

Колесо вентилятора вращается электродвигателем через ременную передачу. В зависимости от мощности используются клиновидные ремни различного типа. Шкивы закрепляются на валах двигателя и вентилятора с помощью зажимной втулки, благодаря которой демонтаж осуществляется просто и быстро. Шкивы могут быть одно- или двухременные.

Вентилятор с двигателем и ременной передачей размещен на общей раме внутри секции, образуя вентиляторную группу. Вся группа монтируется на пружинных или резиновых амортизаторах (виброизоляторах) на салазках и перемещается на салазках внутри корпуса. Амортизаторы демпфируют колебания и предупреждают передачу шума.

Напорный патрубок вентилятора отделен от кожуха эластичной вставкой, которая обеспечивает герметичность и предотвращает перенос вибрации.

Вентиляторная секция имеет два исполнения:

• нагнетательный патрубок является выходом из кондиционера;

• промежуточная секция.

Расположение выходного напорного патрубка может быть различным: вверх, вниз, вбок, так как положение кожуха радиального вентилятора определяется углом поворота корпуса относительно исходного положения (рис. 9).

Производительность вентиляторной секции соответствует мощности центрального кондиционера.

Максимальная температура работы вентилятора 85 °С, максимальная температура работы стандартного двигателя 40 °С, диапазон рабочих (эксплуатационных) температур от минус 30 до + 80 °С. Напор вентилятора от 200 до 2500 Па.

Возможна поставка вентиляторной группы во взрывобезопасном исполнении.

Рис. 9. Различные ориентации выходных патрубков вентиляторной секции (вход и выход должны быть в разных плоскостях).

1.5.7 Теплоутилизаторы

При проектировании вентиляции и кондиционирования для экономии тепла и холода целесообразно использовать тепловые вторичные энергетические ресурсы, такие как:

• тепло воздуха, удаляемого системами общеобменной вентиляции кондиционирования воздуха и местных отсосов, когда рециркуляция воздуха недопустима;

• тепло и холод технологических установок, пригодные для вентиляции и кондиционирования.

Для использования тепла удаляемого из помещений воздуха применяются теплоутили-заторы, которые подразделяются на три типа:

• перекрестноточные (рекуперативные) теплообменники;

• вращающиеся (регенеративные) теплообменники;

• система с промежуточным теплоносителем, состоящая из двух теплообменников.

Тип теплоутилизатора определяет и тип соответствующей секции центрального кондиционера.

1.5.8 Воздушные клапаны

Регулирование количества воздуха (наружного и рециркуляционного), поступающего в центральный кондиционер, осуществляется воздушными клапанами.

Существуют воздушные клапаны двух типов: клапаны, предназначенные для пропуска наружного или рециркуляционного воздуха (так называемые приемные клапаны), и клапаны для регулирования теплопроизводительности воздухонагревателей путем изменения количества воздуха, проходящего через обводной канал. Регулирование осуществляется с помощью электропривода, устанавливаемого на клапане. Конструкция клапана, как правило, многостворчатая, с параллельно установленными лопатками, как показано на рис. 10.

Рис. 10. Воздушный клапан, установленный на входе в центральный кондиционер (привод не показан).

1.6 Монтаж центрального кондиционера

1.6.1 Общие рекомендации по монтажу и выбору позиции агрегата

Монтаж должны выполнять только уполномоченные на проведение подобного рода работ специалисты, прошедшие соответствующий инструктаж, знающие данное оборудование и правила безопасной работы с ним.

При производстве работ с деталями из листового металла, самонарезными винтами, скобами и тому подобными элементами, которые по своей конструкции имеют острые края и оконечности, монтажники во избежание получения травы должны соблюдать соответствующую осторожность.

Виброамортизаторы, если они необходимы, следует устанавливать между опорной рамой и полом. После установки необходимо удостовериться в отсутствии вибрации. Очень важно для этого обеспечить ровную горизонтальную поверхность агрегата по всей его длине.

При выборе позиции агрегата необходимо учитывать возможность свободного доступа к нему с целью проведения периодического обслуживания.

Вокруг агрегата следует оставить достаточно свободного пространства для подсоединения водяных труб теплообменников и дренажной линии, для выполнения замены фильтров, проверки и чистки поддонов для сбора конденсата, контроля системы смазки, регулировки натяжения клинового ремня. Сервисное пространство с боковой стороны агрегата должно быть таким, чтобы в дальнейшем можно было беспрепятственно демонтировать теплообменники или вентиляторы.

Входные и выходные воздуховоды подсоединяются к агрегату посредством гибких вставок, которые можно крепить либо к фланцам воздухораспределительного отверстия, либо непосредственно к каркасу корпуса агрегата на полное торцевое отверстие входа/выхода воздуха.

В стандартном исполнении многие центральные кондиционеры предназначаются для монтажа только внутри помещения. При необходимости наружной установки следует предусмотреть дополнительные принадлежности для защиты агрегата от атмосферных воздействий, например, специальную крышу, колпаки, навесы от дождя и т.п., поставляемые опционально.

1.6.2 Монтаж гидравлических соединений

Все подсоединяемые гидравлические трубопроводы должны быть выполнены в соответствии с действующими промышленными стандартами.

Нельзя прикладывать чрезмерных усилий при подсоединении трубопроводов к патрубкам коллекторов теплообменников.

Трубопроводы должны иметь собственные опорные держатели, обеспечивающие независимость фиксации труб и теплообменника. Для придания соединениям соответствующей гибкости настоятельно рекомендуется устанавливать на входе и выходе воды гибкие виброизоляторы.

Гидравлическая линия должна иметь в верхней точке выпускной воздушный клапан, а в нижней точке – сливное отверстие.

Для возможности выполнения технического обслуживания теплообменников необходимо на входе и выходе воды установить запорные вентили.

С целью обеспечения надлежащего функционирования теплообменников и естественного слива воды из них и из сборников конденсата, кондиционер должен располагаться на строго горизонтальной поверхности.

Подключение теплообменников к прямой и обратной линиям (входа/выхода) воды

Водяные теплообменники кондиционера оборудованы стальными коллекторами с выведенными наружу агрегата соединительными патрубками, один из которых расположен в верхней части, а другой – в нижней части коллектора. Такая конструкция позволяет использовать один и тот же теплообменник как при левосторонней, так и при правосторонней схеме подключения.

Для обеспечения оптимальной эффективности теплопередачи направление входящей воды должно быть противоположным направлению движения проходящего через теплообменник воздуха, т.е. при выборе стороны подключения следует руководствоваться принципом противотока.

Таким образом, при правостороннем подключении линия подачи воды должна подсоединяться к нижнему патрубку теплообменника, а при левостороннем подключении – к верхнему патрубку (см. Рис. 11 и 12).

Рис. 11. Правосторонняя схема подключения теплообменника.

Рис. 12. Левосторонняя схема подключения теплообменника.

Нельзя прикладывать чрезмерные усилия при подключении гидравлической линии к выступающему за наружную панель патрубку теплообменника, чтобы не разрушить сварку между коллектором теплообменника и патрубком.

Подключение теплообменника к дренажной линии.

Диаметр дренажной трубки должен соответствовать диаметру дренажного патрубка в поддоне для сбора конденсата.

Во избежание возврата воды в установку необходимо сразу же после соединительного патрубка организовать гидравлический сифон-ловушку. Для гарантированной герметичности гидравлического затвора высота петли сифона и разность уровней расположения соединительного патрубка и дренажной линии на выходе из сифона должны быть равными удвоенной величине статического давления в секции дренажного поддона при нормальных рабочих условиях кондиционера (см. Рис. 13).

Рис. 13. Расположение гидравлического сифона-ловушки.

1.6.3 Электроподключение

Центральные кондиционеры поставляются без электрической панели управления. Поэтому подключение электродвигателей к сети питания выполняется на месте монтажа. Все электродвигатели спроектированы и изготовлены в соответствии с действующими стандартами. Подключение электродвигателя выполняется согласно идентификационной табличке и электросхеме, размещенной в контактной коробке.

Все электродвигатели стандартно комплектуются встроенным нормально замкнутым тепловым реле защиты от перегрузки. Реле обязательно должно подключаться к цепи управления электродвигателя.

Электрические панели нельзя монтировать на дверцах или панелях, являющихся инспекционными, т.е. предоставляющими доступ к внутренним компонентам агрегата.

Вход силовых кабелей в агрегат должен обеспечиваться через кабельные сальники, вмонтированные в панель агрегата.

Во избежание утечек воздуха все отверстия кабельных входов на панели агрегата следует тщательно загерметизировать уплотнителем.

1.7 Пуск центрального кондиционера

Перед вводом центрального кондиционера в эксплуатацию необходимо, чтобы квалифицированный специалист проверил следующее:

- Комплектность агрегата , правильность монтажа и подсоединения к нему воздуховодов.

- Чистоту фильтров и отсутствие строительного мусора внутри и вокруг агрегата.

комплектность

- Правильность и комплектность электроподключения.

- Надежность электрических контактов и соответствие сетевого питания характеристикам, указанным на идентификационной табличке агрегата.

- Герметичность уплотнения кабельных входов.

- Надежность фиксации установочными винтами электродвигателей, подшипников и вентиляторов.

- Центровку осей вентилятора и шкивов электродвигателя и правильность натяжения клинового ремня (см. нижеприведенный рисунок).

- Правильность подключения к водяным теплообменникам прямого и обратного трубопроводов, а также дренажной линии.

- Герметичность соединений воздухоохладительной / нагревательной системы.

- Наличие гидравлического затвора на линии отвода конденсата.

- Беспрепятственность вращения крыльчатки вентиляторов.

Рис. 14. Центровка осей шкивов электродвигателя - вентилятора.

Рис. 15. Натяжение клинового ремня.

1.8 Техническое обслуживание центрального кондиционера

Пользователь центрального кондиционера должен проводить надлежащее техническое обслуживание агрегата, необходимое для поддержания его в хорошем рабочем состоянии.

Общие рекомендации:

- Параметры напряжения питания электродвигателя вентилятора должны соответствовать характеристикам, указанным в его идентификационной табличке. Подключение к источнику питания выполняется в соответствии с местными нормам и правилам эксплуатации электрооборудования.

- Необходимо регулярно проверять заземление металлической конструкции агрегата.

- Необходимо регулярно проверять тепловые реле защиты электродвигателей от перегрузки и все электрические контакты.

- Каждые полгода следует проверять степень износа всех подвижных элементов кондиционера и надежность затяжки установочных винтов электродвигателей, вентиляторов, подшипников.

- Ни в коем случае нельзя использовать кондиционер без установленных воздушных фильтров. Для обеспечения оптимальной эффективности фильтры должны быть достаточно чистыми, поэтому их следует периодически очищать, а при необходимости – заменять.

- Застаивание влаги в поддонах для сбора конденсата может привести к их заиливанию и, как результат, к закупориванию дренажного отверстия и переполнению поддона. Во избежание этого необходимо периодически чистить поддоны. В целях предотвращения распространения бактерий может потребоваться специальная обработка поверхностей, которую должен выполнять только квалифицированный специалист.

- Не реже, чем два раза в год, следует осматривать дренажный патрубок, так как он может забиваться попадающей в него пылью, особенно при загрязненных воздушных фильтрах.

- Загрязнение теплообменников приводит к снижению их эффективности. Поэтому ежегодно следует проверять теплообменники и, если они требуют чистки, выполнять ее с помощью щетки или пылесоса. При этом необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы не повредить ребра теплообменника.

- Использование жесткой воды со значительным содержанием минеральных солей в ней может привести к загрязнению трубок теплообменника и, как следствие, к критическому снижению эффективности установки. Поэтому необходимо проводить предварительную подготовку используемой воды.

1.8.1 Техническое обслуживание подшипников вентилятора

Система смазки подшипников вентилятора заправляется на заводе-изготовителе и поэтому не требует дополнительной добавки смазочного масла после монтажа установки.

Подшипники вентиляторов могут иметь постоянную систему смазки, не требующую никакого обслуживания на протяжении всего срока эксплуатации вентилятора. Однако многие виды подшипников вентиляторов необходимо ежегодно проверять и при необходимости обновлять.

Недостаточное или излишнее количество смазки может привести к значительному сокращению срока службы подшипников.

1.8.2 Техническое обслуживание воздушных фильтров

Воздушные фильтры должны устанавливаться внутри агрегата. Периодичность чистки фильтров определяется степенью их загрязнения. При необходимости фильтры нужно заменять на новые.

1.9 Эксплуатация центрального кондиционера

Предельные рабочие характеристики:

- При эксплуатации агрегата необходимо соблюдать допустимые рабочие условия, предельные величины которых указаны в нижеприведенных таблицах. Нарушение этого требования, например, превышение скорости вращения вентилятора и рабочей температуры, может привести к необратимой деформации или растрескиванию оборудования. Вызванная этим разбалансировка может явиться причиной значительной вибрации установки.

- Все вентиляторы статически и динамически балансируются на заводе-изготовителе. Поэтому возникновение вибрации свидетельствует о ненормальной работе агрегата и требует выявления ее причин и их устранения. Агрегат должен быть обязательно остановлен, так как повышенная вибрация может повлечь за собой преждевременный износ или выход из строя вентилятора и электродвигателя. Проверка уровня вибрации должна выполняться каждые 3 месяца. Увеличение вибрации является показателем возможной неисправности.

Причины вибрации:

- Разбалансировка крыльчатки вентилятора. Происходит из-за загрязнения лопастей крыльчатки, потери балансировочного груза, либо в результате деформации крыльчатки при превышении скорости вращения или механическом повреждении.

- Деформация вала

- Неисправность привода, вызванная нарушением центровки шкивов привода, повреждением или износом клинового ремня, либо неправильным натяжением ремня.

- Неисправность подшипников, ослабление крепежных болтов.

- Разбалансировка ротора электродвигателя.

- Дефект подвески вентилятора

- Использование разных виброизолирующих опор.

- Перегрузка вентилятора в результате неправильного расчета падения давления в нагнетательном патрубке вентилятора.

2. Принцип действия и классификация центробежных насосов

Центробежные насосы получили наибольшее распространение ввиду простоты и удобства эксплуатации. Принцип работы этих насосов основан на использовании закона центробежных сил.

При вращении рабочего колеса жидкость, залитая в насос перед его пуском, увлекается лопатками, под действием центробежной силы двигается от центра к его периферии вдоль лопаток и подается через спиральную камеру в нагнетательную трубу. Поэтому на входе в колесо в том месте, где всасывающая труба примыкает к корпусу, создается разрежение, под действием которого вода подсасывается в насос. Вращающееся рабочее колесо подхватывает жидкость и выбрасывает ее в нагнетательную трубу. Таким образом, устанавливается непрерывное движение жидкости.

Для уменьшения гидравлических потерь скорость движения жидкости в трубопроводе ограничена. Если же скорость при выходе из спиральной камеры больше скорости в нагнетательной трубе, то нагнетательный патрубок на корпусе насоса выполняется расходящимся. В таком патрубке вследствие увеличения сечения уменьшается скорость, давление увеличивается, и здесь происходит дальнейшее (после корпуса) превращение кинетической энергии движения в потенциальную энергию давления.

Центробежные насосы различаются:

- по числу колес:

а) одноколесные или одноступенчатые;

б) многоколесные или многоступенчатые;

- по создаваемому напору:

а) низконапорные — с напором до 60 м вод. ст.;

б) средненапорные — с напором 20—60 м вод. ст.;

в) высоконапорные — с напором более 60 м вод. ст.;

- по способу подвода воды к колесу:

а) с односторонним подводом жидкости;

б) с двухсторонним подводом жидкости;

- по способу разъема корпуса:

а) с горизонтальным разъемом;

б) с вертикальным разъемом.

2.1 Монтаж центробежного насоса

Насосы в большинстве случаев поставляют на монтажную площадку в виде насосного агрегата. Насос и электродвигатель устанавливают на заводе на обшей обработанной чугунной плите, валы соединяют муфтой и центруют.

Такой насосный агрегат монтируют следующим образом. На готовый бетонный или кирпичный фундамент устанавливают плиту с закрепленными на ней насосом и электродвигателем (рис. 43). Плиту устанавливают на металлических подкладках толщиной 30—40 мм, шириной 60—80 мм и длиной 100—150 мм и регулируют клиньями. Горизонтальность установки агрегата проверяют уровнем, который помещают на фланец нагнетательного патрубка насоса в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Отклонение насоса от горизонтального положения не должно превышать 1 мм на 1 м. Плиту агрегата закрепляют к фундаменту болтами, заложенными в углубления фундамента. После проверки установки агрегата по уровню делают опалубку и подливают, цементным раствором плиту агрегата. Центровку муфты насоса и электродвигателя производят при помощи стрелок со щупом или индикатором так же, как и у вертикального компрессора. По окончании центровки проверяют вращение насоса вручную. Его проворачивание должно быть легким, равномерным и без заеданий.

После этого на насос устанавливают арматуру и подводят к нему трубопроводы, которые должны быть закреплены так, чтобы они не могли создавать нагрузки на насос. Особое внимание нужно обратить на тщательность сборки и полную герметичность всасывающего трубопровода. Этот трубопровод должен быть по возможности коротким, с малым числом колен. На всасывающем трубопроводе насоса, установленного выше уровня перекачиваемой жидкости, необходима установка приемного клапана и фильтрующей сетки. На напорном патрубке насоса устанавливают запорную задвижку, а за ней ставят обратный клапан, предохраняющий насос от внезапного повышения давления. По окончании монтажа производят ревизию насоса, устраняют обнаруженные дефекты и подготовляют насос к пуску сначала на холостом ходу в продолжение 1—2 ч, а затем, под нагрузкой на воде в течение 3—5 н. Если на монтажную площадку насос и электродвигатель поступают раздельно без плиты, то на месте монтажа используют сварную раму, изготовленную из угловой стали или швеллеров. Монтаж насосного агрегата с рамой производится так же, как и с плитой.

Рис. 16. Монтаж центробежного насоса. 1 — плита; 2 — насос; 3 — электродвигатель; 4—подкладка; 5 — болты; 6— муфта.

2.2 Эксплуатация центробежных насосов

При подготовке насоса к пуску проверяют наличие и подключение контрольно-измерительных приборов, наличие смазки в подшипниках, состояние муфтового соединения, наличие защитного ограждения муфты. Перед пуском насос и всасывающий трубопровод заполняют перекачиваемой жидкостью. Если насос находится ниже уровня перекачиваемой жидкости, то их заполняют открытием всасывающей задвижки, если выше — открытием вентиля на перепускной линии из нагнетательного трубопровода пли подачей воды из водопровода (при этом предварительно открывают краники для спуска воздуха). Перед пуском небольших насосов их проворачивают вручную, сняв ограждение на муфте сцепления.

Пуск насоса производят с закрытой задвижкой на нагнетательном трубопроводе. При пуске насоса открывают полностью задвижку на всасывании, вентили у манометра и мановакуумметра и включают электродвигатель. Когда насос разовьет полное число оборотов, постепенно открывают задвижку на нагнетательном трубопроводе. Во избежание нагревания жидкости насос при закрытой задвижке на нагнетании не должен работать более 2—3 мин. При пуске и переводе насоса с холостого хода на рабочий следят за амперметром, не допуская изменения его показаний выше предельной величины. Нормальная работа насоса характеризуется почти бесшумным ходом.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5