Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Приточно-вытяжная установка; воздушный поток в этом случае идет справа налево. На рисунке показаны некоторые компоненты AHU:
1 - Приточный воздуховод
2 - Отсек вентилятора
3 - Виброизолятор («гибкое соединение»)
4 - Нагревательный и / или охлаждающий змеевик
5 - Отсек фильтра
6 - Воздуховод смешанного (рециркуляционного + наружного) воздуха
Сборный блок на крыше или RTU

Обработки воздуха или вентиляционная (часто сокращенно AHU ), представляет собой устройство , используемое для регулирования и циркуляции воздуха в качестве части отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха ( HVAC системы). [1] Воздухоочиститель обычно представляет собой большую металлическую коробку, в которой находится вентилятор , нагревательные или охлаждающие элементы, стойки или камеры для фильтров , шумоглушители и демпферы . [2] Обработчики воздуха обычно подключаются к системе вентиляции воздуховодов, которая распределяет кондиционированный воздух по зданию и возвращает его в AHU. [3] Иногда разгрузка кондиционеров ( поставка) и впускать ( возвращать ) воздух непосредственно в обслуживаемое пространство и из него без воздуховодов [4]

Небольшие воздухоочистители для местного использования называются оконечными устройствами и могут включать только воздушный фильтр, змеевик и вентилятор; эти простые оконечные устройства называются вентиляторными змеевиками или фанкойлами . Более крупный воздухообрабатывающий агрегат, который обрабатывает 100% наружного воздуха без рециркуляции воздуха, известен как блок подпиточного воздуха ( MAU ) или блок обработки свежего воздуха ( FAHU ). Воздухообрабатывающий агрегат, предназначенный для использования вне помещений, обычно на крышах, известен как сборный блок ( PU ), блок нагрева и охлаждения ( HCU ) или блок на крыше ( RTU ).


Строительство [ править ]

Воздухообрабатывающий агрегат обычно строится вокруг системы каркаса с металлическими панелями-заполнителями в соответствии с конфигурацией компонентов. В простейшем виде каркас может быть выполнен из металлических каналов или секций с однослойными панелями металлического заполнения. Металлоконструкции обычно оцинкованы для долгосрочной защиты. Для наружных блоков предусмотрена защита от атмосферных воздействий и дополнительное уплотнение вокруг стыков. [2]

Воздухоочистители большего размера будут изготавливаться из стального каркаса квадратного сечения с двойными стенками и изолированными панелями заполнения. Такие конструкции уменьшают теплопотери или приток тепла от воздухообрабатывающего агрегата, а также обеспечивают шумоподавление . [2] Воздухоочистители большего размера могут иметь длину в несколько метров и производиться секционным способом, поэтому для обеспечения прочности и жесткости под агрегатом предусмотрены опорные направляющие из стального профиля. [2]

В тех случаях, когда приточный и вытяжной воздух требуются в равных пропорциях для сбалансированной системы вентиляции, обычно приточные и вытяжные воздухораспределители соединяются вместе, либо бок о бок, либо штабелированием .

Типы вентиляционных установок [ править ]

Существует шесть факторов для классификации воздухообрабатывающих машин, и их типы определяют на основании:

  1. приложение (где вы хотите использовать AHU?)
  2. управление воздушным потоком (кондиционеры CAV или VAV)
  3. зональное управление (однозонный или многозонный кондиционер?)
  4. Расположение вентилятора (сквозной или продувочный)
  5. Направление выходящего воздушного потока (спереди, вверх, вниз)
  6. модель упаковки (горизонтальная или вертикальная)

но первый метод очень распространен на рынке HVAC . Фактически, большинство компаний рекламируют свою продукцию с помощью вентиляционных установок:

  1. Нормальный
  2. Гигиенический
  3. На потолке

Компоненты [ править ]

Основные типы компонентов описаны здесь в приблизительном порядке, от обратного канала (вход в AHU) через блок до канала подачи (выход AHU). [1] [2]

Фильтры [ править ]

Основная статья: Воздушный фильтр
RTU, вид изнутри с приточными диффузорами и обратным отверстием (в центре справа)

Фильтрация воздуха присутствует почти всегда, чтобы обеспечить жильцов здания чистым воздухом без пыли. Это может быть простая гофрированная среда с низким MERV , HEPA , электростатика или комбинация методов. Также можно использовать газовую и ультрафиолетовую обработку воздуха.

Фильтрация обычно сначала помещается в AHU, чтобы все компоненты, расположенные ниже по потоку, оставались чистыми. В зависимости от требуемой степени фильтрации, как правило, фильтры будут располагаться в двух (или более) последовательных блоках с панельным фильтром грубой очистки, установленным перед рукавным фильтром тонкой очистки или другой «конечной» фильтрующей средой. Панельный фильтр дешевле заменять и обслуживать, поэтому он защищает более дорогие рукавные фильтры. [1]

Срок службы фильтра можно оценить, отслеживая падение давления в фильтрующей среде при расчетном расходе воздуха. Это может быть сделано посредством визуального отображения с помощью манометра или реле давления, связанного с точкой аварийной сигнализации в системе управления зданием. Несоблюдение замены фильтра может в конечном итоге привести к его разрушению, поскольку силы, действующие на него со стороны вентилятора, преодолевают его внутреннюю силу, что приводит к разрушению и, таким образом, загрязнению воздухоподготовителя и последующих воздуховодов.

Нагревательные и / или охлаждающие элементы [ править ]

Основная статья: Теплообменник § Воздушные змеевики HVAC

Обработчикам воздуха может потребоваться обеспечить обогрев, охлаждение или и то, и другое для изменения температуры приточного воздуха и уровня влажности в зависимости от местоположения и применения. Такое кондиционирование обеспечивается змеевиками теплообменника в воздушном потоке вентиляционной установки, такие змеевики могут быть прямыми или косвенными по отношению к среде, обеспечивающей эффект нагрева или охлаждения. [1] [2]

К прямым теплообменникам относятся теплообменники для газовых топливных обогревателей или холодильный испаритель , размещенные непосредственно в воздушном потоке. Также могут использоваться электрические резистивные нагреватели и тепловые насосы . Испарительное охлаждение возможно в сухом климате.

Непрямые теплообменники используют горячую воду или пар для нагрева и охлажденную воду или гликоль для охлаждения (основная энергия для нагрева и охлаждения обеспечивается центральной установкой в ​​другом месте здания). Змеевики для труб обычно изготавливаются из меди с медными или алюминиевыми ребрами для улучшения теплопередачи. В охлаждающих змеевиках также используются пластины сепаратора для удаления и слива конденсата. Горячая вода или пар поступает от центрального бойлера , а охлажденная вода - от центрального чиллера . Датчики температуры ниже по потоку обычно используются для контроля и управления температурой вне змеевика вместе с соответствующим регулирующим клапаном с электроприводом перед змеевиком.

Если требуется осушение , тогда охлаждающий змеевик используется для переохлаждения, так что достигается точка росы и происходит конденсация. Змеевик нагревателя, расположенный после охлаждающего змеевика, повторно нагревает воздух (поэтому он называется змеевиком повторного нагрева ) до желаемой температуры подачи. Этот процесс снижает уровень относительной влажности приточного воздуха.

В более холодном климате, где зимние температуры регулярно опускаются ниже точки замерзания, в качестве первой стадии обработки воздуха часто используются змеевики для защиты от замерзания или змеевики предварительного нагрева, чтобы гарантировать, что расположенные ниже по потоку фильтры или змеевики охлажденной воды защищены от замерзания. Управление змеевиком от замерзания таково, что если определенная температура воздуха вне змеевика не достигается, то весь кондиционер отключается для защиты.

Увлажнитель [ править ]

Основная статья: Увлажнитель

Увлажнение часто необходимо в более холодном климате, где постоянный нагрев делает воздух суше, что приводит к некомфортному качеству воздуха и увеличению статического электричества . Могут использоваться различные типы увлажнения:

  • Испарение : при продувке резервуара сухим воздухом часть воды испаряется. Скорость испарения можно увеличить, распыляя воду на перегородки в воздушном потоке.
  • Испаритель : пар или пар из котла вдувается прямо в воздушный поток.
  • Распыляемый туман : вода распыляется форсункой или другими механическими средствами на мелкие капли и переносится воздухом.
  • Ультразвук : лоток с пресной водой в воздушном потоке возбуждается ультразвуковым устройством, образуя туман или водяной туман.
  • Смачиваемая среда: мелковолокнистая среда в воздушном потоке поддерживается свежей водой из коллектора с рядом небольших выходов. Когда воздух проходит через среду, он уносит воду в виде мелких капель. Этот тип увлажнителя может быстро засориться, если первичная фильтрация воздуха не поддерживается в надлежащем порядке.

Смесительная камера [ править ]

Основная статья: Камера смешивания воздуха

Для поддержания качества воздуха в помещении в кондиционерах обычно предусмотрены устройства, позволяющие вводить наружный воздух в здание и выводить его из здания. В умеренном климате можно использовать смешивание нужного количества более холодного наружного воздуха с более теплым возвратным воздухом для достижения желаемой температуры приточного воздуха. Поэтому используется смесительная камера с заслонками, регулирующими соотношение между возвратным, внешним и отработанным воздухом.

Воздуходувка / вентилятор [ править ]

Основные статьи: механический вентилятор и центробежный вентилятор

В кондиционерах обычно используется большой вентилятор с короткозамкнутым ротором, приводимый в действие асинхронным электродвигателем переменного тока для перемещения воздуха. Воздуходувка может работать на одной скорости, предлагать множество заданных скоростей или приводиться в действие частотно-регулируемым приводом, чтобы обеспечить широкий диапазон скоростей воздушного потока . Скорость потока также можно регулировать с помощью входных лопаток или выходных заслонок вентилятора. Некоторые бытовые кондиционеры в США (центральные «печи» или «кондиционеры») используют бесщеточный электродвигатель постоянного тока с возможностью регулирования скорости. [1] Кондиционеры в Европе, Австралии и Новой Зеландии теперь обычно используют вентиляторы с обратной кривой без прокрутки или «подключаемых вентиляторов». Они приводятся в действие с помощью высокоэффективных двигателей с электронной коммутацией (EC) со встроенным регулятором скорости.

В крупных коммерческих приточно-вытяжных установках может присутствовать несколько вентиляторов, которые обычно размещаются в конце AHU и в начале приточного воздуховода (поэтому их также называют «приточными вентиляторами»). Они часто дополняются вентиляторами в обратном воздуховоде («возвратные вентиляторы»), нагнетающими воздух в AHU.

Балансировка [ править ]

Несбалансированные вентиляторы качаются и вибрируют. Для домашних вентиляторов переменного тока это может быть серьезной проблемой: циркуляция воздуха в вентиляционных отверстиях значительно снижается (поскольку колебание приводит к потере энергии), снижается эффективность и увеличивается шум. Еще одна серьезная проблема несбалансированных вентиляторов - это нарушение срока службы подшипников (прикрепленных к вентилятору и валу). Это может привести к выходу из строя задолго до истечения ожидаемого срока службы подшипников.

Гири можно стратегически разместить для корректировки плавного вращения (для потолочного вентилятора установка методом проб и ошибок обычно решает проблему). Домашние / центральные вентиляторы переменного тока или другие большие вентиляторы обычно доставляются в магазины, где есть специальные балансиры для более сложной балансировки (метод проб и ошибок может вызвать повреждение до того, как будут найдены правильные точки). Сам двигатель вентилятора обычно не вибрирует.

Устройство рекуперации тепла [ править ]

Основная статья: Вентиляция с рекуперацией тепла

Теплообменник устройства рекуперации тепла может быть установлен на воздухообрабатывающем устройстве между потоками приточного и вытяжного воздуха для экономии энергии и увеличения производительности. Эти типы чаще всего включают:

  • Рекуператор или пластинчатый теплообменник: сэндвич из пластиковых или металлических пластин с переплетенными воздушными путями. Тепло передается между воздушными потоками от одной стороны пластины к другой. Пластины обычно расположены на расстоянии от 4 до 6 мм друг от друга. Эффективность рекуперации тепла до 70%.
  • Тепловое колесо или роторный теплообменник: медленно вращающаяся матрица из мелко гофрированного металла, работающая в обоих противостоящих воздушных потоках. Когда вентиляционная установка находится в режиме обогрева, тепло поглощается, когда воздух проходит через матрицу в потоке отработанного воздуха, во время одного полуоборота, и выпускается во время второго полуоборота в поток приточного воздуха в непрерывном процессе. Когда вентиляционная установка находится в режиме охлаждения, тепло выделяется при прохождении воздуха через матрицу в потоке отработанного воздуха во время одного полуоборота и поглощается во время второго полуоборота в поток приточного воздуха. Эффективность рекуперации тепла до 85%. Также доступны колеса с гигроскопическим покрытием для обеспечения скрытой теплопередачи, а также для сушки или увлажнения воздушных потоков.
  • Обходной змеевик : два змеевика теплообменника воздух-жидкость, направленные в противоположные потоки воздуха, соединенные по трубопроводу с циркуляционным насосом и использующие воду или рассол в качестве теплоносителя. Это устройство, хотя и не очень эффективное, позволяет рекуперацию тепла между удаленными, а иногда и несколькими приточными и вытяжными воздушными потоками. Эффективность рекуперации тепла до 50%.
  • Тепловая трубка : работает в обоих противоположных воздушных путях с использованием ограниченного хладагента в качестве теплоносителя. В тепловой трубе используется несколько герметичных труб, смонтированных в виде змеевика с ребрами для увеличения теплопередачи. Тепло поглощается на одной стороне трубы за счет испарения хладагента и высвобождается на другой стороне за счет конденсации хладагента. Конденсированный хладагент самотеком течет к первой стороне трубы, повторяя процесс. Эффективность рекуперации тепла до 65%.

Элементы управления [ править ]

Основные статьи: Автоматизация зданий и система управления зданием

Органы управления необходимы для регулирования всех аспектов работы кондиционера, таких как: скорость потока воздуха , температура приточного воздуха, температура смешанного воздуха, влажность, качество воздуха. Они могут быть такими же простыми, как термостат включения / выключения, или такими сложными, как система автоматизации здания , например, с использованием BACnet или LonWorks .

Общие компоненты управления включают датчики температуры, датчики влажности, переключатели парусов, исполнительные механизмы , двигатели и контроллеры.

Виброизоляторы [ править ]

Воздуходувки в кондиционере могут создавать значительную вибрацию, и большая площадь системы воздуховодов будет передавать этот шум и вибрацию жителям здания. Чтобы избежать этого, виброизоляторы (гибкие секции) обычно вставляются в воздуховод непосредственно перед и после воздухообрабатывающего агрегата, а также часто между отсеком вентилятора и остальной частью AHU. Прорезиненный брезентовый материал этих секций позволяет компонентам воздухоочистителя вибрировать, не передавая это движение прикрепленным воздуховодам.

Отсек вентилятора можно дополнительно изолировать, поместив его на пружинную подвеску, неопреновые подушки или подвесив на пружинных подвесках, что снизит передачу вибрации через конструкцию.

Звуковые аттенюаторы [ править ]

Вентилятор в воздухообрабатывающем устройстве также генерирует шум, который следует ослабить, прежде чем воздуховоды попадут в чувствительное к шуму помещение. Чтобы добиться значительного снижения шума на относительно короткой длине, используется шумоглушитель . [1] Глушитель - это специальный аксессуар для воздуховодов, который обычно состоит из внутренней перфорированной перегородки со звукопоглощающей изоляцией. Шумоглушители могут заменить воздуховоды; и наоборот, встроенные аттенюаторы расположены близко к воздуходувке и имеют профиль раструба, чтобы минимизировать системные эффекты.

Основные производители [ править ]

  • AAON
  • Carrier Corporation (также производит бренды Bryant и Payne)
  • Группа CIAT
  • Daikin Industries (также производит бренды McQuay International , Goodman и Airfel)
  • Emerson Network Power
  • Johnson Controls (также производит бренд York International )
  • Леннокс Интернэшнл
  • Рим (также делает Рууда)
  • Trane

См. Также [ править ]

  • HVAC
  • Тепловой комфорт
  • Качество воздуха в помещении

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f Справочник ASHRAE, 2008: системы и оборудование отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (изд. Inch-Pound). Атланта, Джорджия: ASHRAE Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха. 2008. ISBN 9781933742335.
  2. ^ a b c d e f Руководство по проектированию носителей, часть 2: Распределение воздуха (десятое издание 1974 г.). Carrier Corporation. 1960 г.
  3. ^ «Объяснение агрегатов обработки воздуха» . Инженерное мышление .
  4. ^ HVAC, эксперты. "как работает установка кондиционирования воздуха?" .