Защита калориферов от замерзания

В холодный период года теплоноситель, вода или конденсат, могут замерзнуть в трубках работающего воздухонагревателя. Наибольшей опасности замерзания подвергаются калориферы с параллельным соединением по теплоносителю.

Причины замерзания:

1) низкая скорость движения воды по трубкам;

2) завышенная площадь поверхности нагрева калориферной установки;

3) в воздухонагревателях с диаметром трубок, меньшим 10 мм, причиной замерзания теплоносителя может послужить засор.

Авторами [3] отмечены причины замерзания и возможные способы его устранения.

Причины низких скоростей движения воды по трубкам воздухоподогревателей:

- применение одноходовых калориферов для теплоносителя «вода»;

- применение количественного регулирования теплоотдачи калориферной группы путем установки на обратной линии регулирующего расход клапана.

Клапан на обратной линии регулирует температуру воздуха, подаваемого в помещение. В случае поступления значительных теплоизбытков в помещение клапан может снизить расход теплоносителя до недопустимо малой величины.

Избежать нежелательного замерзания воды возможно следующим образом:

- применять для теплоносителя «вода» только многоходовые калориферы;

- подбирать воздухонагреватели таким образом, чтобы скорость воды в трубках была равной или большей 0,12 м/с;

- производить регулирование теплоотдачи воздухонагревателей с помощью смесительного насоса, позволяющего перейти на качественное регулирование теплоотдачи.

Эффективным способом борьбы с замерзанием теплоносителя (так называемое «размораживание») является обводной клапан. Некоторые модели калориферов имеют встроенный обводной клапан. Этим моделям и следует отдавать предпочтение.

Очистка подаваемой в воздухонагреватель воды в фильтре-грязевике предотвращает засорение трубок и является существенной мерой против замерзания воды в них. С этой же целью следует промывать трубки калориферов 1 раз в 2-3 года.

Действующими нормами предусматривается установка на каждую калориферную группу циркуляционного насоса. Представленная на рис. 10.7 обвязка калориферов используется для воздухонагревателей центральных установок, в которые в холодный период года поступает наружный воздух и есть опасность замерзания теплоносителя в теплообменниках [3].

Рис. 10.7. Схема присоединения калориферной группы приточной камеры к тепловой сети с установкой циркуляционного насоса:

1 – циркуляционный насос; 2 – двухходовой клапан

с пропорциональным регулированием; 3 – отсечные шаровые краны;

4 – балансировочный клапан; 5 – фильтр; 6 – обратный клапан;

7 – показывающий стрелочный манометр; 8 – показывающий стрелочный термометр; 9 – спускной кран; 10 –гильза для датчика температуры обратной воды; 11 – трехходовой клапан с пропорциональным

или дискретным регулированием

Схема узла управления теплоотдачей воздухонагревателя с трехходовым регулирующим клапаном 11 и циркуляционным насосом 1 обеспечивает качественное регулирование тепловой мощности воздухоподогревателя путем изменения температуры теплоносителя на входе в воздухонагреватель. Для этого на обратном  трубопроводе устанавливается регулирующий (трехходовой) клапан 11 пропорционального или дискретного регулирования с электроприводом. Гидравлическое сопротивление обратного трубопровода изменяется двухходовым клапаном с пропорциональным регулированием 2. Обратная вода по перемычке направляется в подающий трубопровод, снижая температуру воды, поступающей в воздухонагреватель. На перемычке установлен обратный клапан 6, препятствующий проходу горячей воды в обратный трубопровод. Регулирование гидравлического сопротивления подающего трубопровода при проведении наладочных работ производится балансировочным клапаном 4. Регулирующий клапан 11 пропускает через воздухонагреватели количество теплоносителя, необходимое для нагревания воздуха до заданной температуры согласно температурному графику отпуска теплоты. Эта температура контролируется датчиком температуры воздуха после вентилятора и поддерживается постоянной в процессе работы воздухонагревателей.

Причинами замерзания калориферов, работающих на паре, могут быть: недостаточная производительность или неправильная установка конденсатоотводчиков, падение давления пара, неисправность запорной арматуры на паропроводах перед калориферами. Всё это приводит к скапливанию в нижней сборной коробке калориферов конденсата и замерзанию его при низких температурах.

Уменьшить опасность замерзания конденсата при теплоносителе «пар» возможно, размещая конденсатоотводчики не менее чем на 300 мм ниже патрубков воздухонагревателей, из которых стекает конденсат, а также удаляя конденсат от конденсатоотводчиков в конденсатные баки самотёком.

 

 

17. Подбор воздухораспределителей

Необходимым элементом расчета является проверка соответствия геометрических размеров помещения, обслуживаемого одной струей, тем размерам моделей, для которых были получены расчетные формулы.

Расчет воздухораспределения состоит из нескольких этапов:

- выбор общей схемы организации воздухообмена в помещении, обеспечивающей наиболее рациональное использование приточного воздуха при отсутствии непроветриваемых частей рабочей зоны;

- выбор типа и количества приточных и вытяжных устройств, предварительное размещение их в объеме помещения; с целью снижения капитальных затрат необходимо устанавливать минимально необходимое количество воздухораспределителей;

- определение по действующим нормам допустимых скоростей 𝑣хнорм и избыточной температуры∆𝑡хнорм в контрольной точке

- подбор воздухораспределителей и вытяжных устройств, обеспечивающих соответствие параметров струи в контрольной точке требованиям норм;

- проверка равномерности распределения параметров воздуха в рабочей зоне;

- проверка соответствия геометрических характеристик вентилируемого помещения или обслуживаемой одной струей части помещения (ячейки) тем моделям, испытаниями на которых получены расчетные формулы.

Для основных помещений общественных зданий, в которых расчет воздухообмена проводился по расчету вредных выделений, при подаче приточного воздуха необходимо проводить расчет приточной струи и проверять соответствие температуры и подвижности воздуха в обслуживаемой зоне помещения по допустимым по СНиП значениям.

Расчет воздухораспределителей осуществляется в следующей последовательности:

1. Определяется количество, тип и высоту установки воздухораспределительных устройств, м.

2. Для принятых воздухораспределителей выписываются площадь живого сечения, м2, скоростной коэффициент, температурный коэффициент, коэффициент местного сопротивления.

3. Определяется фактическое количество воздуха, проходящее через один воздухораспределитель, м3/ч,:

,

где - расчетный воздухообмен основного помещения, м3/ч.

4. Определяется скорость воздуха на выходе из воздухораспределителя,,м/с,:

.

5. Рассчитывается скорость воздуха в рабочей зоне, м/с,:

,

где х – расстояние от воздухораспределителя до рабочей зоны по оси струи, м;

- коэффициент стеснения струи;

- коэффициент взаимодействия струй;

- коэффициент неизотермичности струи.

Определяется геометрическая характеристика струи Н, м.

Величина Н вычисляется по формуле:

,

где - разница между внутренней температурой и температурой воздуха в струе воздухораспределителя, оС:

.

Значение определяется по формуле:

, (34)

где - площадь ограждающей конструкции, перпендикулярной направлению движения струи в расчете на один воздухораспределитель, м2.

6. Полученное значение необходимо сравнить с нормируемой величиной, м/с:

,

где - коэффициент отклонения скорости от нормируемой,

- допустимая скорость воздуха в помещении, м/с.

7. Определяется максимальная разность температур в рабочей зоне:

.

8. Полученное значение сравнивается с нормируемой, принимаемой

.

 

 

18. СПОСОБЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВОЗДУХООБМЕНА
В ПОМЕЩЕНИЯХ

 

В зависимости от вида вредных выделений используются различные схемы воздухообмена.

В схемах использованы следующие обозначения:

ПК – приточная камера;

Н, П, У – соответственно наружный, приточный и удаляемый воздух;

ВУ – вытяжная установка.

1) Вытяжная канальная вентиляция (рис. 3.1).

 

Рис. 3.1. Вытяжная система вентиляции

 

Вытяжная вентиляция может быть естественной и механической. В жилых зданиях вытяжную вентиляцию организуют в санузлах, ванных комнатах, кухнях, мусоросборных камерах, электрощитовых. В общественных зданиях вытяжную вентиляцию предусматривают из кладовых, курительных, гардеробных и других вспомогательных помещений, из которых нежелательно распространение вредностей и запахов.

2) Приточная канальная вентиляция (рис. 3.2).

 

Рис. 3.2. Приточная система вентиляции

Наиболее часто применяется механическая приточная вентиляция. Такая организация воздухообмена используется в вестибюлях, фойе кинотеатров.

 

3)  Приточно-вытяжная прямоточная вентиляция (рис. 3.3).

 

Рис. 3.3. Приточно-вытяжная система вентиляции

 

Применяется в большинстве помещений общественных зданий, а также в производственных помещениях, в которых применение рециркуляции запрещено. Вытяжка может быть естественной или механической. Расход теплоты на подогрев приточного воздуха максимален.

4) Приточно-вытяжная вентиляция с частичной рециркуляцией (рис. 3.4).

 

Рис. 3.4. Приточно-вытяжная система вентиляции
с частичной рециркуляцией:

К1 и К2 – регулирующие количество рециркуляционнго воздуха клапаны

 

Для экономии теплоты на подогрев приточного воздуха в холодный период года используют рециркуляцию. Рециркуляцией называют подмешивание удаляемого воздуха к приточному. Смешение воздуха может происходить до приточной камеры (схема с I рециркуляцией) и после приточной камеры (схема со II рециркуляцией), используют схемы одновременно с I и II рециркуляцией. Частичная рециркуляция применяется в обычных системах вентиляции в рабочее время. Минимальное количество приточного воздуха должно быть не менее санитарной нормы.

5)  Приточно-вытяжная система с полной рециркуляцией (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Приточно-вытяжная система с полной рециркуляцией

 

Применение такой системы вентиляции в нерабочее время позволит значительно снизить расход теплоты для подогрева воздуха.

6)  Приточно-вытяжная общеобменная естественная бесканальная вентиляция (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Приточно-вытяжная общеобменная бесканальная естественная система вентиляции

(1 – источник теплоты)

 

Примером такой вентиляции является аэрация промышленных зданий. Аэрация – это организованный естественный воздухообмен, который осуществляется через специально предусмотренные регулируемые отверстия в наружных ограждениях под действием гравитационных сил и энергии ветра.