Блог инженера теплоэнергетика | Расчет элеватора
Здраствуйте, уважаемые читатели! Элеватор отопления — это по сути, водоструйный насос, действие которого основано на подмешивании воды из обратки в подачу отопления. Подавляющее количество жилых домов в советское время строилось именно с элеваторными теплоузлами. Тогда, в то время, это было обоснованно и правильно. Элеваторный узел дешев, прост, в то же время при нормальной работе обеспечивает необходимую комфортную температуру в квартирах, и даже с избытком. В советское время учет тепла в жилых домах практически не велся. Приборы учета тепла были только на теплоисточниках (ТЭЦ, котельных), ну может быть кое где в ЦТП (центральных тепловых пунктах). О домовом, а уж тем более поквартирном учете тепла тогда никто и не думал. Сейчас, конечно, уже совсем другая ситуация. Переплачивать за тепло никто не хочет.
Кое где, конечно, элеваторные схемы заменены на более современные схемы с двух, трехходовыми клапанами регулирования расхода.
Но в подавляющем количестве жилых домов и зданий применяется именно элеваторная схема отопления с подмесом. Вот почему так важно знать и уметь рассчитывать элеваторный узел, для того чтобы он функционировал в нормальном режиме, а не в режиме недогрева или перегрева.
Мое личное отношение к элеваторным узлам таково — конечно, их нужно менять на более современные схемы. Как минимум, на схемы с электронными погодозависимыми элеваторами с регулируемым соплом.
Они довольно быстро окупают себя за счет того, что на них можно выставлять ночное понижение температуры и за счет устранения перегрева в осенне — весенний период. Или, что еще лучше, на схемы с циркуляционным насосом и регулируемым клапаном (лучше двухходовым). Схемы такие в европейских странах применяют уже давно.
Но у нас в стране элеватор, я думаю, еще долго будет «рулить». Какие же параметры важны для нормальной работы элеватора и соответственно должны быть правильно просчитаны? Это прежде всего коэффициент смешения u.
Коэффициент смешения u показывает отношение расхода через подмес элеватора из обратки G2 к расходу воды, поступающей из теплосети к элеватору Gт.с., u = G2/Gт.с. То есть цифра нужная.
u = (t1-t3)/(t3-t2) ; где
t1 — температура воды в подаче, °С.
t2 — температура воды в обратке,°С.
t3 — температура воды после элеватора,°С.
При расчете элеватора нам необходимо просчитать такие параметры, как минимально необходимый напор перед элеватором и диаметр горловины элеватора. Минимально необходимый напор перед элеватором рассчитывается по формуле : H = 1,4*h*(1+u)² ; где
h — потери напора, или по другому сопротивление системы. Эта цифра должна быть у вас в проектной документации на здание. Если нет, значит надо просчитывать гидравлику, что довольно затруднительно. Но вообще сопротивление системы обычно составляет от 0,8 до 1,5 м. Если больше двух, то элеватор скорее всего, нормально работать не будет.
u — коэффициент смешения элеватора.
Диаметр горловины рассчитывается по формуле :
где: G — расход сетевой воды, т/ч.
u — коэффициент смешения.
Н — потери напора, или другими словами сопротивление системы, м.
Для нормальной работы элеватора, а особенно механического, просто необходимо знать диаметр сопла элеватора. Считается диаметр по формуле :
где: G — расход сетевой воды, т/ч.
Н1 — напор перед элеватором,м. Если все делать правильно, то он определяется по пьезометрическому графику. Но мы в такие дебри лезть не будем, напор берем фактический, который у вас в теплоузле ( напор — это перепад давлений между подачей и обраткой) , либо который можно выставить.
Просчитав все эти цифры, можно приступать к выбору элеватора.
Выбирается по диаметру горловины. При выборе элеватора следует выбирать стандартный элеватор с ближайшим меньшим диаметром горловины.
Элеваторы подразделяются по номерам от 1 до 7. Соответственно, чем больше номер, тем больше диаметра горловины. Лучше всего, на мой взгляд, расчет элеватора расписан в СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов». Ссылка ниже по тексту:
СП 41-101-95, Проектирование тепловых пунктов
Весь этот расчет я полностью автоматизировал и расписал в программе в формате Exel, и вы можете ее приобрести , для этого вам нужно написать мне по эл.почте [email protected] , и я вышлю вам программу по эл.почте. Нужно только подставить свои исходные данные.
Что еще хотелось бы сказать по поводу элеваторной схемы отопления. Централизованное теплоснабжение еще долго будет лидировать, соответственно и изобретение нашего отечественного инженера В.М.Чаплина — элеватор еще долго будет в работе.
Я не сторонник такой схемы подключения, хотя и можно сказать, что электронные элеваторы с регулируемым соплом работают неплохо и даже довольно быстро окупаются.
Но все же более перспективными представляются схемы с насосным подключением с двух и трехходовыми клапанами. То есть циркуляционный насос для поддержания циркуляции и регулирования режимов работы, и клапан для регулировки давления и расхода воды.
Совсем недавно я написал и выпустил книгу «Устройство ИТП (тепловых пунктов) зданий». В ней на конкретных примерах я рассмотрел различные схемы ИТП, а именно схему ИТП без элеватора, схему теплового пункта с элеватором, и наконец, схему теплоузла с циркуляционным насосом и регулируемым клапаном. Книга основана на моем практическом опыте, я старался писать ее максимально понятно, доступно.
Вот содержание книги:
1. Введение
2. Устройство ИТП, схема без элеватора
3. Устройство ИТП, элеваторная схема
4. Устройство ИТП, схема с циркуляционным насосом и регулируемым клапаном.
5.
Заключение
Просмотреть книгу можно по ссылке ниже:
Устройство ИТП (тепловых пунктов) зданий.
Расчет и подбор элеватора
Министерство высшего и средне специального образования
Республики Узбекистан
Ташкентский Архитектурно Строительный Институт
Факультет Управления строительством
Кафедра: «
Реферат на тему:
Расчет и подбор элеватора
Выполнил: студент группы:
9А– 10 СЗиС
Ким В.М.
Приняла: Котова Л.В.
Ташкент 2013
В настоящее время большинство
систем отопления подключено по схеме
элеваторного подключения. Одновременно,
как показала практика, многие не совсем
хорошо понимают принципы работы элеваторных
узлов.
В результате эффективность рабты
систем отопления не всегда является приемлемой.
При нормальной температуре теплоносителя
в помещениях и квартирах температура
либо слишком занижена, либо слишком завышена.
Такой эффект может наблюдаться не только
при неправильной настройке элеваторов,
но большинство проблем возникает именно
по этой причине. Поэтому расчету и наладки
элеваторного узла должно быть уделено
наибольшее внимание.
Где:
Gр — расчетный расход сетевой воды, т/час;
Uсм — расчетный коэффициент
смешения элеватора;
h — потери напора в системе отопления при
расчетном расходе смешанной воды, м.
Если располагаемый напор перед элеватором
строго соответствует значению, определяемому
по формуле:
Hэ =1,4 h (1 + Uсм )2 (2)
Где:
h — потери напора в системе отопления при
расчетном расходе теплоносителя, м;
Uсм — расчетный коэффициент смешения
элватора;
или:
Обычно, располагаемый напор перед
элеватором больше или меньше определяемого
по формуле (2) и диаметр сопла
расчитывается исходя из условий
гашения всего располагаемого напора.
В этом случае диаметр выходного сечения
сопла, мм, определяется по формуле:
Где:
Н — располагаемый напор, м.
Во избежание вибрации и шума, которые
обычно возникают при работе элеватора
под напором, в 2 — 3 раза превышающим требуемый,
часть этого напора рекомендуется гасить
дроссельной диафрагмой, устанавливаемым
перед монтажным патрубком до элеватора.
Более эффективный путь — установка регулятора
расхода перед элеватором, который позволит
максимально эффективно настроить и эксплуатировать
элеваторный узел.
При выборе номера элеватора по расчетному
диаметру его горловины следует выбирать
стандартный элеватор с ближайшим меньшим
диаметром горловины, так как завышенный
диаметр риводит к резкому снижению КПД
элеватора.
При установке одного элеватора на группу небольших зданий его номер определяется исходя из максимальных потерь напора в распеределительной сети после элеватора и в системе отопления для самого неблагоприятно расположенного потребителя, которые следует принимать с К = 1,1.
При этом перед
системой отопления каждого здания следует
установить дроссельную диафрагму, расчитанную
на гашение всего избыточного напора при
расчетном расходе смешанной воды. После расчета и установки элеватора необходимо провести его точную настройку и регулировку.
Регулировку следует проводить только после выполнения всех предварительно разработанных мероприятий по наладке.
Перед началом регулировки системы теплоснабжения должна быть обеспечена работа автоматических устройств, предусмотренных при разработке мероприятий для поддержания заданного гидравлического режима и безаварийной работы источника теплоты, сети, насосных станций и тепловых пунктов.
Регулировка централизованной системы теплоснабжения начинается с фиксирования фактических давлений воды в тепловых сетях при работе сетевых насосов, предусмотренных расчетным режимом, и поддержания в обратном коллекторе источника теплоты заданного напора.
Если при сопоставлении фактического пьезометрического графика с заданным обнаружатся значительно увеличенные потери напора на участках, необходимо установить их причину (функционирующие перемычки, не полностью открытые задвижки, несоответствие диаметра трубопровода принятому при гидравлическом расчете, засоры и т.
В отдельных случаях при невозможности устранения причин завышенных по сравнению с расчетом потерь напора, например при заниженных диаметрах трубопроводов, может быть произведена корректировка гидравлического режима путем изменения напора сетевых насосов с таким расчетом, чтобы располагаемые напоры на тепловых вводах потребителей соответствовали расчетным.
Регулировка систем теплоснабжения с нагрузкой горячего водоснабжения, для которых гидравлический и тепловой режимы были рассчитаны с учетом соответствующих регуляторов на тепловых вводах, проводится при исправной работе этих регуляторов.
Регулировка систем теплопотребления и отдельных теплопотребляющих приборов базируется на проверке соответствия фактических расходов воды расчетным. При этом под расчетным расходом понимается расход воды в системе теплопотребления или в теплопотребляющем приборе, обеспечивающий заданный температурный график. Расчетный расход соответствует необходимому для создания внутри помещений расчетной температуры при соответствии установленной площади поверхности нагрева необходимой.
Степень соответствия фактического расхода воды расчетному определяется температурным перепадом воды в системе или в отдельном теплопотребляющем приборе. При этом фактическая температура воды в сети не должна отклоняться от графика более чем на 2° С. Заниженный температурный перепад указывает на завышенный расход воды и соответственно завышенный диаметр отверстия дроссельной диафрагмы или сопла. Завышенный температурный перепад указывает на заниженный расход воды и соответственно заниженный диаметр отверстия дроссельной диафрагмы или сопла.
Соответствие фактического расхода сетевой воды расчетному при отсутствии приборов учета (расходомеров) с достаточной для практики точностью определяется:
Где:
y = Gф/Gр — отношение фактического расхода
сетевой воды, поступающей в отопительную
систему, к расчетному;
t‘1, t‘3 и t‘2 — замеренные на тепловом вводе температуры
воды соответственно в подающем трубопроводе,
смешанной и обратной, гр.
С;
t1, t2 и t3 —температуры
воды соответственно в подающем трубопроводе,
смешанной и обратной по температурному
графику при фактической температуре
наружного воздуха, гр.С;
t‘в и tв — фактическая
и расчетная температуры воздуха внутри
помещений;
Для отопительно-вентиляционных калориферных установок, забирающих наружный воздух, а также для систем теплопотребления производственных зданий, ограждающие конструкции которых не обладают значительной теплоаккумулирующей способностью, подключенных к тепловой сети без подмешивающих устройств, по формуле:
Где Тн — фактическая температура
наружного воздуха.
Скорректированный диаметр сопла элеватора,
а также дроссельной диафрагмы, установленной
перед системой, расчетное падение напоров
в которой мало по сравнению с располагаемым
напором на вводе этой системы (не
более 5—10%) определяется по формуле:
Где dн и dст — новый скорректированный
и существующий диаметры отверстия
сопла или дроссельной диафрагм
Для систем теплопотребления или теплоприемников,
расчетное падение напора в которых относительно
велико по сравнению с располагаемым напором
в сети перед ними, скорректированный
диаметр дроссельной диафрагмы находят:
при возможности определения фактических
потерь напора в системе hф, м, по формуле:
при невозможности определения фактических потерь напора в системе—по их расчетному значению hр, м, по формуле:
где Н — располагаемый напор
перед системой теплопотребления или
теплоприемником. Значение hр принимают
по проектным данным или по данным
гидравлического расчета.
Измерения температур на тепловом пункте
производятся при стабильной температуре
воды в подающем трубопроводе, не отличающейся
от заданной по температурному графику
более чем на 2 гр.С.
Замена сопл элеваторов и дроссельных
диафрагм производится при значениях
0,9>у>1,15, если установленная площадь
поверхности нагрева соответствует необходимой
для поддержания в помещениях расчетной
внутренней температуры.
Если площадь поверхности нагрева фактически установленных отопительных приборов не соответствует необходимой, замена сопл элеваторов и дроссельных диафрагм должна производиться после анализа внутренней температуры в помещениях. Так, при избыточных площадях поверхностей нагрева система теплопотребления должна работать с относительным расходом воды у<1, при недостаточных—должна быть произведена дополнительная установка теплопотребляющих приборов.
Если после замены сопла элеватора или дроссельной диафрагмы проверка внутренней температуры отапливаемых помещений покажет, что она отличается от расчетной более чем на 2 гр.С, необходимо вторично откорректировать диаметр отверстия сопла или диафрагмы по формулам (9)—(11).
Относительный расход воды в этом случае подсчитывается по формуле
Где:
tв — усредненная замеренная температура
воздуха в помещениях, гр.С;
tв.р — расчетная температура воздуха
в помещениях, °С;
Тн — текущая температура наружного воздуха,°С.
В конце приводим некоторые параметры
наиболее часто используемых типов элеваторов.
Стальной элеватор типа ВТИ — Теплосети Мосэнерго
Элеватор чугунный типа ВТИ — Теплосети Мосэнерго на Ру=9 кгс/см2
Элеватор чугунный типа ЭЧА на Ру=10 кгс/см2 № 1 и 2
Элеватор чугунный типа ЭЧА на Ру=10 кгс/см2 № 3-7
что это такое, принцип работы варианта с горячим водоснабжением, схема и расчет установки лифта в многоквартирном доме
ТЭЦ, работающая на природном газе, мазуте или угле, нагревает воду до температуры 115°С под высоким давлением. Высокотемпературный водяной пар поступает на лопатки турбины, которая вращает трехфазный генератор переменного тока. Электроэнергия подается для снабжения жилых домов и промышленных предприятий, отработанный пар отапливает квартиры и предприятия.
Что это такое?
Элеваторный узел снижает температуру перегретого пара, поступающего от ТЭЦ, и поддерживает давление в системе отопления.
В подвале жилого дома или коттеджа в теплоузле размещается аппаратура контроля и управления — лифт, датчики температуры и давления, термометры, манометры, насосы для перекачки воды, циркуляционный насос теплоносителя, аппаратура дистанционного управления , фильтр-отстойник, блок реле и автоматика. Несмотря на кажущуюся простоту, элеваторный отопительный узел является высокоэффективным устройством. Он доводит температуру перегретой воды, поступающей от ТЭЦ до теплового пункта в систему отопления, до нормы до нормативных значений, обеспечивает непрерывную циркуляцию горячей воды в системе отопления, подачу горячей воды к радиаторам и подачу охлажденной воды обратно. в норму.
Преимуществом лифта являются малые габариты, отсутствие необходимости регулярного обслуживания, низкая стоимость. Для работы не требуется подключение к электрической сети. Отсутствие элеватора — нет возможности регулировать температуру выходящего потока в достаточных пределах. Рассмотрим кратко основные модели труб, используемых в современных системах горячего водоснабжения.
Полипропилен
ППТ изготовлен из листов полипропилена, между которыми проложен тонкий лист алюминиевой фольги. При изготовлении труб полипропиленовые листы промазывают клеевой мастикой, между ними укладывают тонкую алюминиевую фольгу, сворачивают в рулон, надевают на полый стержень, края в месте стыка обрезают под углом 45 градусов, промазывают акриловым гелем и нагревают специальным феном. Эти трубы не подвержены коррозии, на их внутренних стенках не оседает ржавчина и бактериальные отложения. Трубы соединяются друг с другом под прямым углом с помощью пластиковых или резьбовых металлических фитингов.
Методы соединения пластиковых труб:
- холодная сварка или склеивание;
- соединение с резьбовой муфтой;
- высокотемпературная плазменная сварка;
- прикладные металлические фланцы;
- сварка с использованием электромуфты.
ППТ применяются в труднодоступных местах, легко соединяются, не протекают.
Преимущества полипропиленовых труб:
- легко гнутся под произвольным углом;
- бактериальное железо внутри не оседает;
- не осаждает соли кальция;
- ППТ не разбивает жидкость на морозе;
- из пластика не выделяются вредные вещества; трубы можно использовать для подачи питьевой воды;
- не протекают, можно использовать для устройства «теплого пола»;
- не повреждают грызунов, грибков, плесени;
- термостойкий, можно использовать для горячего водоснабжения.
Назначение элеваторного узла – смешивание перегретого теплоносителя, поступающего от ТЭЦ, с горячей водой, которая возвращается из обратки. Он же отвечает за обеспечение циркуляции в системе, предотвращение перепадов давления и гидравлических толчки из-за негерметичности системы с выходом пузырьков воздуха, резких изменений погоды, резкого падения давления в системе и закипания охлаждающей жидкости.
Устройство и принцип работы
Элеватор смешивает очень горячую воду из подающей линии и холодную воду из обратной. Отопительный элеватор работает по закону Бернулли, засасывая в камеру охлажденный теплоноситель за счет перепада давления и смешивая его с горячим в определенной пропорции для закачки в систему отопления. За счет смешения холодного и горячего теплоносителя температура рабочего тела снижается до допустимой нормы, значительно увеличивается его объем, стабилизируется давление. Без элеватора невозможна работа системы отопления – увеличивая объем жидкости, он повышает КПД, поддерживает давление, равномерно распределяет тепло, сглаживает резкие перепады температуры. Без него на верхних этажах были бы холодные батареи.
Централизованные системы горячего водоснабжения (ГВС) получают нагретую воду от ТЭЦ или котлов на природном газе, жидком или твердом топливе.
ГВС бывают закрытого и открытого типа. В закрытой системе вода поступает к потребителю от теплообменника. Преимущества закрытой системы – горячую воду можно использовать для приготовления пищи, размораживания продуктов. В открытой системе вода поступает к потребителю сразу после работы паровой турбины. Такую воду нельзя есть — в ней есть полимерные добавки, ржавчина, бактериальное железо и другие химические реагенты.
Регулируемый лифт позволяет контролировать параметры системы отопления дома, оборудованного электронными счетчиками. Передают на контроллер лифта температуру на улице, в помещении, в подающем трубопроводе, в обратном трубопроводе. В конусном сопле находится дросселирующая игла. Контроллер, управляющий смешиванием горячей и холодной воды, с помощью сервопривода перемещает дроссельную иглу внутри конусного сопла. Конструктивно игольчатый элеватор выполнен в виде кожуха, внутри перемещается игла дросселя. Привод вращает шестерню, которая перемещает иглу дросселя, увеличивающую или уменьшающую расход жидкости до полного перекрытия отверстия форсунки.
Достоинства — возможность дистанционного управления нагревом из диспетчерской ТЭЦ. Недостатки — свистящий звук при работе.
Тепловой элеваторный агрегат №3 — наиболее часто используемый на практике бюджетный вариант для работы системы ГВС многоквартирного дома или коттеджа. Поддержание постоянных параметров теплоносителя происходит за счет подмеса горячего теплоносителя к охлажденной воде из обратного трубопровода. Этот автоматический регулятор позволяет поддерживать постоянную температуру и давление в системе центрального и местного отопления без подключения к электрической сети.
Условные обозначения:
- запорная арматура;
- поддон;
- элеватор водяной;
- Мембранный манометр;
- спиртовой термометр.
Характеристики узла теплового подъемника УТЭ-3:
- Диаметр патрубка подъемника — 5 мм;
- диаметр диффузора — 25 мм;
- вес — 19 кг;
- фланец входной Ду1 — 50;
- фланец отводной Ду2 — 80;
- фланец выходной Ду3 — 80;
- конструктивная длина 62,6.
Элеватор регулирует температуру и давление теплоносителя в системе охлаждения в автоматическом режиме.
Плата
Работа элеваторного узла зависит от правильно подобранных размеров и перепада давления между напорным и обратным трубопроводами. Для расчета параметров элеваторного узла теплотехниками и программистами создано достаточно много программ. Они выглядят как обычная экранная форма с настраиваемой формулой для расчетов.
После заполнения всех строк таблицы программа рассчитывает параметры схемы ГВС, размеры элеватора и выдает результаты в виде схемы с нанесенными размерами и в виде таблицы с расчетом. Вариант распределения результатов обычно представляется в виде таблицы.
Расчет системы отопления и выбор лифта достаточно подробно изложен в СНиП:
- СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», 2000 г.;
- СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника», 1998;
- СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», 1987 г.;
- В. Богословский. «Внутренние санитарно-технические помещения», 1990 г.
Смесительный термостат – альтернатива стандартному элеваторному блоку. Работает он точно так же, как элеватор — смешивает горячую воду, поступающую от ТЭЦ, и охлажденную, которая возвращается от радиаторов.
К термостату подключаются три канала: один для горячей воды, второй для обратки, а третий для подачи приготовленной смеси в радиаторы. Если температура воды из магистрального трубопровода находится в допустимых пределах — подача холодного полностью перекрыта . Как только температура начинает повышаться — клапан постепенно начинает открываться, порция прохладной воды смешивается с горячей водой, понижая температуру смеси. Чем горячее вода, тем больший объем смешивается с холодной водой. Трехходовой термостатический клапан на смешение необходим для контроля пропорции холодной и горячей воды с целью получения оптимальной температуры теплоносителя. Преимущества — небольшой размер, отсутствие движущихся частей, простая регулировка температуры.
Советы
Подбор необходимых параметров системы отопления в многоквартирном или частном доме (коттедже) зависит от проекта и средств, выделяемых на решение этого вопроса.
Чаще всего в этом случае решающее значение имеют финансовые возможности и местные условия.
Гравитационная система отопления самая простая и дешевая. Источником тепла для такой системы является водогрейный котел на дровах, угле или природном газе. Насоса в этой системе нет — конвективная циркуляция воды обеспечивается баком-расширителем и подкладкой труб.
Плотность холодной воды несколько выше плотности горячей воды, разница в плотности приводит к небольшому избыточному давлению, что вместе с силой тяжести приводит к протеканию теплоносителя по трубам системы. Ручная регулировка системы осуществляется с помощью вентилей и задвижек.
Полуавтоматическая система на базе термоголовок и термостатов. Системные параметры задаются вручную, в дальнейшем они поддерживаются автоматически.
Система с использованием микроконтроллеров и самообучающихся программ может длительное время работать полностью автономно. Для анализа событий в системе ведется журнал мониторинга. Если вы хотите максимально сэкономить на монтаже системы отопления, выполнив все работы самостоятельно, но не умеете пользоваться электросваркой, вам необходимо выбрать полипропиленовые трубы для системы отопления и горячего водоснабжения. Монтаж полипропиленовых труб можно произвести обычным ключом. Эти трубы значительно дешевле других. Ошибки при монтаже можно быстро и дешево исправить. Сварку полипропиленовых труб на станке легко освоит человек, который никогда раньше этим не занимался.
Полипропиленовые трубы легко прокладываются в труднодоступных местах. Существенным их недостатком является то, что для монтажа системы отопления необходим сварочный аппарат, который придется покупать или арендовать. Лучше всего использовать полипропиленовые трубы с армированием стекловолокном, они намного прочнее и долговечнее.
Выбрав металлопластиковые трубы для монтажа системы водяного отопления, вы будете на 100% уверены в надежности трубопроводов и долговечности труб, уложенных в цементную стяжку «теплого пола».
Самостоятельное устранение неисправностей элеваторного узла:
- Засорение мусором. Признаки – после легкого постукивания по корпусу отстойника наблюдается помутнение воды или появление застойного запаха. Помойку нужно промыть.
- Коррозия или засорение сопла. Признаки – слышен сильный шум, при работе резко меняется давление в системе. Форсунка требует замены.
- Засорен поддон на возвратной трубе. Признаки — давление в обратке растет. Помойку нужно промыть.
- Коррозия насадки. Признаки — разная температура воды на этажах. Требуется замена форсунки.
Как работает элеваторный отопительный агрегат, смотрите в следующем видео.
com/embed/BG-YE-3DzSA» frameborder=»0″ allowfullscreen=»»> Полезный калькулятор HVAC | Инструменты проектирования ОВКВ и холодильного оборудования
Раздел 4.0: Выбор входных данных
Раздел 4.1: Информация о здании
Первый шаг в использовании практического калькулятора ОВКВ — это ввод информации о здании, такой как кондиционируемая площадь здания, тип здания, здание. Форма и расположение здания. Каждый из этих вариантов будет подробно рассмотрен в этом разделе.
Раздел 4.1.1: Площадь здания
Площадь здания — это не общая площадь, а только площадь здания, которая будет кондиционироваться. Например, механические/электрические помещения, ванные комнаты, складские помещения часто не кондиционируются. Помещения без кондиционеров должны быть исключены из ввода площади здания.
В приведенном выше примере офисного здания вы должны использовать значение 110 000 кв.
футов в практическом калькуляторе HVAC.
Раздел 4.1.2: Типы зданий
Тип здания используется для обеспечения соответствующего значения квадратного фута на тонну и воздушного потока (CFM) на квадратный фут.
Квартира средней/высокой этажности
Описание: Этот тип здания можно использовать для квартир или кондоминиумов, которые больше, чем дома на одну семью или многоквартирные дома. Многоквартирный дом этого типа может быть высотным, более 10 этажей, или среднеэтажным, от 5 до 10 этажей. Эти квартиры часто обслуживаются центральной системой HVAC, но также могут обслуживаться отдельными сплит-системами на квартиру. Помещения внутри квартиры могут быть студиями, однокомнатными и более просторными.
Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения мощности и воздушного потока соответствуют квартирам в более жарком/влажном климате с большим количеством внешних окон (окна и /или световые люки).
Зрительный зал, церковь, театр:
Описание: Зрительные залы, церкви и театры характеризуются высокими значениями плотности людей. Эти люди также имеют малоподвижный уровень активности. Эти типы зданий имеют высокие нагрузки по охлаждению людей и большие потребности в наружном воздухе. Другие места сбора, такие как столовые, также могут использовать этот тип здания. Кухни не следует включать в зону столовой, потому что нагрузка на кухню зависит, прежде всего, от конкретного оборудования.
Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют зданиям, расположенным в более жарком/влажном климате, поскольку в них основная нагрузка типы зданий будут из-за большого количества вентиляционного воздуха, необходимого для всех людей. Более низкие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют зданиям с более высоким значением квадратного фута на человека.
Как правило, вы не будете находиться в диапазоне 400 квадратных футов на тонну, потому что эти типы зданий стараются вместить как можно больше людей. Наиболее вероятно значение в диапазоне 250 квадратных футов на тонну и 1,5 кубических футов в минуту на квадратный фут.
Подробнее см. в магазине
Начальная, средняя школа, колледж:
Описание: Этот тип здания можно использовать для начальных школ, старших классов, университетов и колледжей. К сожалению, этот тип здания не может быть использован для дошкольных и детских учреждений. Для этого типа здания характерны в первую очередь помещения классного типа с высокой плотностью людей. В этом типе здания могут быть вспомогательные помещения с кондиционированием воздуха, такие как офисы и сборочные помещения, при условии, что эти помещения не превышают 20% от общей площади здания. Если у вас есть большие офисные помещения или сборочные площади, выделите эти площади с помощью отдельного калькулятора.
4. Начальная, средняя школа, колледж Охлаждающая нагрузка, эмпирическое правило Охлаждающая нагрузка: Как и в предыдущей записи для сборок, более высокие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют зданиям с более высокими значениями площади на человека в квадратном футе. и здания, расположенные в более жарком и влажном климате.
Фабрика, Промышленность:
Описание: Фабрики и здания промышленного типа обычно имеют низкие внешние нагрузки, низкую нагрузку людей, но высокую нагрузку оборудования. Эти нагрузки в первую очередь являются ощутимыми, что приводит к более высоким требованиям к воздушному потоку. Могут быть небольшие вспомогательные конференц-залы или офисные помещения, поддерживающие здание, которые вы все равно можете включить в площадь, если эти вспомогательные помещения не превышают 20% от общей площади здания.
Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют зданиям с более высокой плотностью оборудования, которым требуется приток свежего воздуха или выделяется большое количество тепла.
Расположение не должно влиять на здания, которые имеют минимальную потребность в свежем воздухе, потому что эти фабрики и здания промышленного типа редко имеют окна.
Больница, медицинская:
Описание: Больницы и медицинские учреждения состоят в основном из палат для пациентов, кабинетов врачей, постов медсестер, залов ожидания и вспомогательных вспомогательных помещений. Вы не должны включать операционные или лаборатории, которым требуется 100% наружный воздух (OAIR). Существует еще один тип здания для этих типов помещений, который называется 100% OAIR. В больницах и медицинских учреждениях есть много специального оборудования, такого как обогреватели и инкубаторы, которые способствуют охлаждению. Кроме того, эти здания также требуют большей вентиляции для поддержания определенной скорости воздухообмена.
Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют зданиям с большим количеством тепловыделяющего медицинского оборудования, например, зданию с аппаратами МРТ или родильным залам, а не кабинет стоматолога, в котором установлено меньшее теплопроизводящее оборудование.
Некоторые медицинские учреждения также включают больше окон, что приведет к увеличению значений тоннажа и воздушного потока.
Гостиница, мотель, общежитие:
Описание: Гостиницы, мотели и общежития состоят в основном из комнат для сна. Подсобные помещения, такие как офисы и приемные, также включены в эту площадь здания. Эти здания также имеют лифты и характеризуются высоким процентом оконного проема. Невысокие здания, такие как жилые дома, не должны включаться в этот тип зданий. Квартиры с проходом следует использовать по типу жилого дома. Рестораны, расположенные в этих зданиях, могут использовать тип здания Магазины.
Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют зданиям с большим количеством теплопроизводящего медицинского оборудования, например, зданиям с аппаратами МРТ или родильными залами.
в отличие от стоматологического кабинета, в котором установлено меньшее теплопроизводящее оборудование. Некоторые медицинские учреждения также включают больше окон, что приведет к увеличению значений тоннажа и воздушного потока.
Библиотека, музей:
Описание: Библиотеки и музеи состоят из помещений с большими открытыми площадками и чаще всего с минимальными окнами. Эти помещения имеют более строгий контроль температуры и влажности, чтобы поддерживать состояние экспонатов и книг. В помещениях также обычно больше места для экспонатов и книг, что оставляет меньше места для людей. В этих помещениях также имеется минимальное теплопроизводящее оборудование.
Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют зданиям, в которых может разместиться больше людей. Например, в здании с небольшим количеством экспонатов, например в художественной галерее, будет меньше места для выставок, не производящих тепло, но больше места для людей.
Увеличение количества людей приведет к увеличению нагрузки на охлаждение. Иногда эти здания будут иметь более высокий процент оконных проемов на внешней конструкции, что также увеличит охлаждающую нагрузку в сторону более высокого предела диапазона.
Подробнее см. в магазине
Офис:
Описание: Офисы состоят из кабинок, где примерно на каждые 140 квадратных футов приходится один человек. В каждой кабине обычно есть один компьютер и один экран. Частные офисы и вспомогательные помещения, такие как конференц-залы и комнаты отдыха, также включены в площадь здания. Большие столовые для сотрудников, площадь которых превышает 20% от общей площади здания, не должны включаться в площадь здания.
Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и воздушного потока соответствуют зданиям с более высокой вычислительной нагрузкой и более высокой нагрузкой людей.
В некоторых офисных зданиях есть сотрудники с несколькими экранами и меньшей площадью на человека. Примером такого типа здания может быть правительственный командный центр. Другие офисные здания также могут иметь более высокий процент окон, что приведет к более высоким нагрузкам, или большие принтеры и копировальные аппараты также могут вызвать более высокие нагрузки.
Жилой:
Описание: Тип жилого дома включает небольшие и большие дома на одну семью. Также включены квартиры типа Walk-up, которые находятся в диапазоне от 1 до 5 этажей. В этих зданиях минимальное количество оборудования, такого как телевизоры и компьютеры. Печи и плиты, которые используются лишь изредка, обычно не влияют на расчетную охлаждающую нагрузку. Небольшие прачечные и помещения общего пользования также могут быть включены в площадь здания, если эти площади не превышают 20% от общей площади здания.
Охлаждающая нагрузка: В больших домах на одну семью и квартирах с высоким процентом оконных проемов на внешнем фасаде значения тоннажа и воздушного потока будут ближе к верхнему пределу диапазона.
Серверы, компьютеры, электроника:
Описание: Эти типы помещений в основном предназначены для зданий с большим количеством серверных стоек или большим количеством электронного оборудования. В этих зданиях обычно почти нет людей и еще меньше окон. Там может быть несколько офисов поддержки, но большая часть нагрузки на охлаждение приходится на серверы или электронное оборудование. Этот тип оборудования может производить большое количество тепла и занимать очень мало места, что приводит к более высоким воздушным потокам на квадратный фут. Кроме того, серверы сложены в стойки, чтобы занимать еще меньше места.
Охлаждающая нагрузка: Значения охлаждающей нагрузки сильно различаются в зависимости от количества серверов или электроники в помещении. Если вы можете получить значения мощности оборудования в кВт или количество стоек, вы сможете лучше оценить охлаждающую нагрузку.
В этом калькуляторе следует использовать только диапазон охлаждающей нагрузки, если информация об оборудовании неизвестна.
Магазины, торговые центры:
Описание: Этот тип здания включает в себя магазины шаговой доступности, супермаркеты (за исключением холодильной нагрузки для морозильных камер), аптеки, розничные магазины, парикмахерские, рестораны и кафетерии. В этих помещениях в основном работают люди с уровнем активности чуть выше сидячего. Также распространены высокие нагрузки на окна и минимальные нагрузки на оборудование, за исключением телевизионных экранов.
Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и воздушного потока относятся к зданиям с необычно большим количеством окон и более высокой плотностью людей, чем обычно. Например, парикмахерские и бутики могут иметь меньшую нагрузку людей и только один фасад с остеклением, что соответствует более низким значениям охлаждающей нагрузки.
Рестораны, кафетерии и крупные универмаги с более высокими значениями плотности людей и несколькими фасадами с окнами будут иметь более высокие значения холодильной нагрузки.
100% наружный воздух (лаборатории, больницы):
Описание: 100% наружный воздух в таких помещениях, как лаборатории и больничные помещения, обычно имеют вытяжные шкафы или большое количество отработанного воздуха, необходимого для удаления загрязняющих веществ из помещения. Затем этот воздух должен быть заменен кондиционированным воздухом. Эти здания также имеют минимальные оконные проемы и, следовательно, низкие внешние нагрузки. Минимальные нагрузки за счет компьютеров и другого теплопроизводящего оборудования.
Охлаждающая нагрузка: Более высокие значения тоннажа и расхода воздуха в диапазоне должны непосредственно соответствовать местам расположения зданий с более жаркими и влажными расчетными условиями .
В некоторых лабораториях может быть оборудование промышленного типа или другое оборудование с высокой теплопроизводительностью, что приведет к тому, что значения охлаждающей нагрузки и воздушного потока будут находиться в верхней части диапазона. Нижняя граница диапазона больше применима к зданиям, в которых есть только компьютеры, копировальные аппараты и другое оборудование офисного типа.
Дополнительные сведения см. в магазине
Раздел 4.1.3: Форма здания
Форма здания определяет гидравлически удаленный участок для расчетов насоса охлажденной воды и вентиляционной установки. Если вы выберете здание квадратного типа, то гидравлически удаленная длина будет в два раза больше стороны здания. Если вы выбрали здание прямоугольного типа, то гидравлически удаленная длина равна длине плюс ширина прямоугольника. Сторона квадратного здания и длина/ширина прямоугольного здания находятся с помощью приведенных ниже уравнений.
13: Форма здания помогает определить гидравлически удаленный участок для расчетов как со стороны воздуха, так и со стороны воды. Раздел 4.1.4: Местоположение здания
Параметры, доступные в раскрывающемся меню, могут не точно соответствовать местоположению вашего здания. В этом случае вы должны найти данные ближайшей метеостанции в ASHRAE Fundamentals или по следующей ссылке ниже. Затем вам нужно найти значение 0,4% охлаждения по сухому термометру и соответствующий клапан смоченного термометра и вставить эти значения, чтобы переопределить данные о местоположении. Далее вам нужно найти 1% вентиль с сухим термометром и вставить это значение.
Значения 0,4 % и 1 % соответствуют количеству часов, в течение которых температура в этом месте будет соответствовать этим значениям или хуже в течение года. Например, расчетная нагрузка по холоду вне помещений имеет расчетное значение 0,4 %, что означает, что расчетные условия вне помещения будут иметь место приблизительно 35 часов в году.
0,4%*8780 часов=35,04 часа
Обратные значения этих значений также могут встречаться в области HVAC. Например, если вы проектируете свою систему HVAC для проектных условий 0,4% наружного воздуха, ваша система может выдержать нагрузку на охлаждение 99,6% часов в течение года.
Следующий термин, который вы должны понимать, это среднее значение совпадения. Это среднее значение совпадающих значений при расчетных условиях вне помещения. Например, предположим, что значение сухого термометра при охлаждении 0,4% составляет 99 °F. Это значение или выше встречается в 0,4% часов в течение года. Однако, когда температура по сухому термометру больше или равна 99 °F, существует также набор совпадающих значений для смоченного термометра. Условия могут быть следующими: 99 °F/87 °F, 99 °F/84 °F, 100 °F/89 °F и т. д. Среднее значение всех значений смоченного термометра за 35,04 часа является средним совпадающим значением смоченного термометра.
В предыдущей таблице показаны примеры условий, чтобы помочь укрепить концепцию средних совпадающих значений. Образец A представляет собой охлаждение по сухому термометру на 0,4% при 98,5 °F и среднее совпадение по влажному термометру 66,3 °F. Образец B представляет собой 1%-ное охлаждение по сухому термометру и средние совпадающие значения по влажному термометру. Можно было бы ожидать, что эти значения будут ниже, поскольку они встречаются в большем проценте случаев, и это действительно показывает, что значения ниже. Образец C показывает 0,4% испарения смоченного термометра. Только 0,4% часов в году имеют состояние смоченного термометра этого значения или выше. Совпадающий средний сухой термометр в этих условиях показан как 92,8 °F.
Раздел 4.2: Выбор типа системы охлаждения
Можно выбрать четыре типа системы. Краткое описание каждой системы показано в таблице ниже, а затем каждая система рассматривается более подробно после этого раздела.
В предыдущей таблице указан диапазон тонн для каждого типа системы. Эта таблица была создана с упором на рентабельность инвестиций. В сплит-системе конденсатор и испаритель охлаждаются воздухом, что приводит к низкой тепловой эффективности теплопередачи. Это увеличит потребление электроэнергии и эксплуатационные расходы. В системе водяного охлаждения с воздушным охлаждением конденсатор охлаждается воздухом, а испаритель охлаждается охлажденной водой. Это повышает эффективность, но также увеличивает первоначальную стоимость строительства. Увеличение первоначальных затрат на строительство позволит получить достаточную экономию электроэнергии только в том случае, если степень охлаждения высока. Наконец, в системе водяного охлаждения конденсатор и испаритель охлаждаются водой. Конденсатор охлаждается конденсаторной водой, а испаритель охлаждается охлажденной водой. Это увеличивает КПД при полной нагрузке до 0,6 кВт/т.
Подробнее см. в магазине
Раздел 4.
2.1: Сплит-система/Комплектный кондиционерСплит-системы состоят из наружного конденсаторного блока с воздушным охлаждением и внутреннего фанкойла. Между двумя блоками находятся два набора трубопроводов хладагента. Калькулятор рассчитает общий тоннаж, необходимый для охлаждения здания, а также разделит общий тоннаж поровну между количеством конденсаторов с воздушным охлаждением или фанкойлов, которые будут в вашей системе. Например, вы можете установить по одному фанкойлу на каждую комнату в двухэтажной квартире. Тем не менее, вы можете иметь один большой конденсаторный блок с воздушным охлаждением на каждом этаже, всего два конденсаторных блока с воздушным охлаждением.
Трубопровод хладагента состоит из линии подачи жидкого хладагента (RL) и линии возврата горячего газообразного хладагента (RG).
Жидкий хладагент (RL) поступает в фанкойл, где он сначала превращается в холодную насыщенную жидкость, а затем испаряется, поскольку жидкость используется для охлаждения воздуха, продуваемого через змеевики испарителя. Затем газообразный хладагент (RG) направляется обратно в конденсаторную установку с воздушным охлаждением, где газ сжимается, затем охлаждается и превращается в жидкость с помощью конденсаторных змеевиков и вентиляторов. Наконец, жидкий хладагент (RL) затем направляется обратно в фанкойл, и цикл повторяется.
Раздел 4.2.2: Система водяного охлаждения с воздушным охлаждением Тип
Система водяного охлаждения с воздушным охлаждением состоит как минимум из одного чиллера с воздушным охлаждением, который использует наружный воздух для отвода тепла в холодильном цикле. Эта система включает чиллеры с воздушным охлаждением, расположенные на открытом воздухе, насосы охлажденной воды, которые также могут быть или не быть расположены на открытом воздухе. Внутри здания находятся вентиляционные установки с охлажденной водой (AHU) или фанкойлы (FCU).
Эти блоки обычно состоят из змеевика охлажденной воды, нагревательного змеевика, фильтра и вентилятора/двигателя.
Раздел 4.2.3: Система водяного охлаждения с охлажденной водой, тип
Система водяного охлаждения с водяным охлаждением состоит как минимум из одного чиллера с водяным охлаждением, в котором вода конденсатора используется для отвода тепла в холодильном цикле. Эта система включает чиллеры с водяным охлаждением, насосы охлажденной воды, водяные насосы конденсатора и вспомогательное оборудование, такое как система очистки воды, расширительный бак и сепаратор воздуха, все они расположены внутри помещения.