Тепловыделения от компрессора сжатого воздуха расчет (2 видео)

Вентиляционная система в компрессорной должна соответствовать нормативным документам, главным из которых является СНиП 41-01-2003. Ведь неправильный воздухообмен способен негативно влиять на человеческое здоровье и на контрольно-измерительную технику. Правильно смонтированная вентиляция в компрессорной способна повысить эксплуатационный период оборудования, создать благоприятный микроклимат для обслуживающего персонала.

Содержание

Вентиляция компрессорной: виды и их особенности
Естественная аэрация
Принудительная аэрация
Расчетные данные для монтажа вентиляционной системы компрессорного цеха
Особенности расчетов
Основы обустройства вентиляционной системы компрессорной станции
Вентиляция машинных отделений холодильных установок
📸 Видео

Видео:Система сжатого воздуха в мастерской.Скачать

Вентиляция компрессорной: виды и их особенности

Важно! Вентиляционная система должна быть обустроена с учетом особенностей компрессорного оборудования, которое способно нагревать возле себя температуру воздуха до 40 градусов в холодное время года и более 60 градусов в летнюю жару. Также, при обустройстве вентиляции следует учитывать специфику оборудования, климатические особенности региона.

Естественная аэрация

Этот вид воздухообмена основывается на физических законах: холодный воздух с большой массой находится внизу помещения, теплый – более легкий, поднимается вверх. Следуя этому утверждению не сложно определить, что подогретый компрессором воздух будет направляться вверх и скапливаться именно вверху сооружения, вот оттуда его и необходимо удалять.

Естественная аэрация должна обеспечивать поступление свежих воздушных масс как можно ближе к полу, а выводить их показано как можно ближе к потолку.

При монтаже природного воздухообмена необходимо:

размещать компрессорную установку на линии движения воздушных масс, как можно ближе к приточному отверстию;
устанавливать приточные и вытяжные отверстия таким образом, чтобы воздушный поток охватывал все помещение;
мощность компрессорной установки. Естественная вентиляционная система пригодна для использования лишь в тех помещениях, в которых установлен компрессор мощностью не более 16 кВт;
работоспособность системы в разное время года. Эффективность природного потока воздуха при температуре менее 2 градусов тепла существенно снижается. Вентиляционные клапаны даже могут замерзнуть при минусовых показателях.

Важно! Для повышения эффективности естественной аэрации устанавливается на приточный канал специальная заслонка, которая является специфической регулировкой поступления воздушных масс в помещение.

Принудительная аэрация

Принудительная вентиляция используется для производств, которые применяют компрессоры более 16 кВт. Механическая вентиляция в компрессорной может также применятся и с оборудованием меньшей мощности в том случае, если:

из-за небольших вентиляционных каналов естественный воздухообмен не выполняет своих функций;
в цеху находится не один источник тепла;
помещение небольшого размера.

Принцип работы принудительного воздухообмена заключается в установке вентилятора, который управляется термостатом. Производительность вентилятора нацелена на предотвращение падения давления в воздуховоде. Количество свежего притока должно подавлять рост температуры в помещении в пределах 10 градусов.

Обустроить принудительную вентиляцию в компрессорном цехе можно, если установить воздуховод на выходное отверстие компрессора. В том месте, откуда выходит теплый воздух. Соединение элементов происходит с помощью эластичного кожуха, снижающего вибрацию и шум.

При использовании компрессорной установки в холодное время года целесообразно устанавливать вентиляционный воздуховод с закрывающейся заслонкой. Это позволит устранить неприятные явления, которые приносят низкие температура, а именно замерзание или образование инея.

Видео:Тепло компрессорных установок / Тепловыделение компрессора, рекуперация теплаСкачать

Расчетные данные для монтажа вентиляционной системы компрессорного цеха

Важно! Приточный канал должен быть надежно защищен от попадания сторонних предметов. С целью обеспечения безопасности используется решетка.

В случае использования компрессоров производительностью не более 10 м3/мин забор воздуха можно производить непосредственно в цеху.

Видео:Подготовка сжатого воздуха для работы пневмоинструментом. Как сделать своими руками.Скачать

Особенности расчетов

Объем очищаемого воздуха компрессорной станции должен соответствовать объему помещения. Рассчитывается этот показатель по формуле: V=a*b*h, где a- длина, b – ширина, h – высота помещения. При этом высота компрессорного помещения в соответствии с требованиями Госгортехнадзора №36 от 26.02.2009 должна обеспечиваться свыше 4 м.

Читайте также: Как узнать мощность компрессора холодильника в ваттах

Вентиляция в компрессорной сжатого воздуха регулируется ВСН 21-77, в соответствии с которым расчетные данные зависят от тепловыделения оборудования. Данные о потребности компрессора в холодном воздухе можно посмотреть в техническом паспорте оборудования.

Воздухосборники должны быть металлическими

Методика расчета поперечного сечения воздуховода для создания эффективной вентиляционной системы принципиально имеет такое выражение:

Поперечное сечение = поток охлаждающего воздуха (указан в паспорте к оборудованию)/скорость движения воздушных масс*3600.

К примеру, для компрессора необходим поток свежего воздуха 6300 м3/час при движении масс в 5м/с. Поперечное сечение =6300/5*3600=0,35 м2. Таким образом, воздуховод для такого компрессора должен иметь поперечное сечение 0,35 м2.

Видео:Винтовой компрессор COMARO XB 18.5 - 8 бар. Расчет диаметра трубопровода для компрессора.Скачать

Основы обустройства вентиляционной системы компрессорной станции

В соответствии с СН 245-63 компрессорные станции должны быть оборудованы естественной вентиляционной системой, а также механизмами принудительного воздухообмена. Вентиляционная система должна обеспечивать микроклимат, показатели которого соответствуют нормам. Компрессоры устанавливаются в помещении высотой более 4 м и со свободным к ним доступом для выполнения ремонтных работ. Расстояние между компрессорами должно быть не менее 1,5 м.

Естественная вентиляция монтируется по принципу приточно-вытяжной системы. Кроме вентиляционных шахт необходимо обеспечить открытие окон наружу. Монтаж воздухосборников для компрессорного цеха выполняется с наружной стороны здания. Они монтируются из стали толщиной до 20 мм и являют собой емкости в 2 м3.

Обустройство вентиляционной системы в компрессорном цеху является нелегкой задачей. Для создания эффективной вентиляции необходимо провести точные расчеты и только затем можно приступать к выполнению монтажных работ. Подачу притока свежих воздушных масс стоит предусматривать с наружной стороны здания. Лучше всего отказаться от монтажа слишком длинного воздуховода. Воздухозаборное отверстие должно быть закрыто от попадания мусора в систему. Внутри необходимо установить регулирующую заслонку, которая позволит контролировать подачу холодного потока в зимний период.

Видео:Поршневой компрессорСкачать

Вентиляция машинных отделений холодильных установок

Семенов Юрий Владимирович

Технический директор ООО «Мультиинжиниринг», Санкт-Петербург

Рассмотрены требования нормативных документов к вентиляции машинных отделений холодильных установок и основные ошибки при ее проектировании. Предложен и обоснован новый способ определения тепловыделений от холодильных компрессоров.

Что такое машинное отделение?

Машинные отделения холодильных установок – это помещения, в которых установлены компрессоры и другое оборудование, обеспечивающее холодом различных потребителей, находящихся внутри здания.

Машинные отделения есть в любом торговом или многофункциональном комплексе. В них могут располагаться установки центрального холодоснабжения (холодильные централи), обслуживающие холодильное оборудование, расположенное в торговом зале супермаркета (витрины, ванны, прилавки), холодильные компрессоры, обслуживающие холодильные камеры хранения охлажденных и замороженных продуктов, технологические процессы и т. п.

Такие установки работают преимущественно на хладоне R404A, а в качестве компрессоров применяются современные поршневые и спиральные компрессоры, снабженные встроенными электродвигателями, охлаждаемыми потоком пара хладона.

Компрессоры имеют герметичную конструкцию и по типу корпуса разделяются на:

– герметичные, имеющие сварной неразборный корпус;

– полугерметичные (бессальниковые), имеющие корпус со съемными крышками.

Теплообменное оборудование, выделяющее большое количество тепла в окружающую среду (воздушные конденсаторы, охладители жидкости), располагаются вне пределов машинного отделения, например, на кровле здания.

Поэтому в самом машинном отделении тепловыделения обычно незначительны и могут быть компенсированы только за счет приточно-вытяжной вентиляции.

Читайте также: Запчасти для воздушных компрессоров в туле

Что говорят нормативные документы?

Требования к вентиляции машинных отделений холодильных установок изложены в п. 3.1 СНиП 2.11.02–87 «Холодильники» (с изменением № 1, утвержденным Постановлением Госстроя России от 24.02.2000) и п. 9.16 СНиП 41-01–2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

Согласно СНиП 2.11.02–87 «Холодильники» кратность воздухообмена в машинных отделениях хладоновых холодильных установок должна составлять:

– по притоку – по расчету, но не менее 3;

– по вытяжке – согласно СНиП 2.04.05–91;

– аварийная вытяжка – согласно СНиП 2.04.05–91.

Так как СНиП 2.04.05–91 был заменен СНиП 41-01–2003, соответствующий п. 6.16 СНиП 2.04.05–91 стал п. 9.16 СНиП 41-01–2003.

Согласно п. 9.16 СНиП 41-01–2003 в машинном отделении следует предусматривать общеобменную вентиляцию, рассчитанную на удаление избытков теплоты.

При применении хладона в качестве хладагента следует предусматривать системы вытяжной вентиляции с механическим побуждением, обеспечивающие не менее 3 воздухообменов в час, а при аварии – 5 воздухообменов в час.

Таким образом, нормативными документами регламентируется расчет воздухообмена по тепловыделениям, при этом существуют требования к минимальным кратностям воздухообмена.

Основную сложность при проектировании вентиляции машинных отделений как раз и представляет расчет тепловыделений от установленных в них холодильных компрессоров.

Как не надо считать

Современные холодильные компрессоры, применяемые для холодоснабжения торговых и многофункциональных комплексов, имеют герметичную конструкцию и снабжены встроенными электродвигателями, охлаждаемыми потоком пара хладона.

Пар хладона, проходя через электродвигатель, охлаждает его и отводит все тепло, выделяемое им. Поэтому электродвигатели герметичных и полугерметичных холодильных компрессоров не выделяют тепла в окружающую среду, т. к. все тепло отводится хладоном, который дополнительно перегревается в электродвигателе и только после этого поступает на сжатие.

Вся потребляемая компрессором электрическая мощность идет на нагрев и сжатие хладона и сбрасывается в виде тепла в окружающую среду только в конденсаторе, мощность которого определяется по формуле (см., например, [1]):

где Q_о – холодопроизводительность компрессора, кВт;

N– потребляемая мощность, кВт;

Q_к – мощность конденсатора, кВт.

Незнание многими проектировщиками конструктивных особенностей холодильных компрессоров приводит, однако, к тому, что расчет тепловыделений от холодильного компрессора со встроенным электродвигателем производится как от электродвигателя, не имеющего принудительного охлаждения с отводом теплоты, например, по следующей формуле [2]:

где N₁ – мощность электродвигателя, кВт;

K_З – коэффициент загрузки;

K_ОД – коэффициент одновременности работы;

?₁ – коэффициент полезного действия при заданной нагрузке.

Расчет тепловыделений по формуле (2) не только не соответствует физическим условиям работы электродвигателя, но и, как мы увидим далее, приводит к огромному завышению как тепловыделений, так и расхода воздуха для их компенсации.

Как можно считать

Расчет тепловыделений от холодильного компрессора Q, Вт, может быть выполнен в соответствии с рекомендациями компании Bitzer[3] по следующей формуле:

где k– коэффициент теплопередачи стенки компрессора (расчетный), Вт/(м 2 ·K);

S– площадь поверхности компрессора, с которой излучается тепло (только сторона высокого давления), м 2 ;

T_h– наибольшая температура поверхности компрессора, °С;

T_a– температура окружающего воздуха, °С.

В соответствии с расчетом, приведенном в [3], тепловыделения от двухцилиндровых полугерметичных поршневых компрессоров моделей с 2KC-05.2Y по 2FC-3.2Y составляют 48 Вт.

Несмотря на кажущуюся простоту данной формулы, расчет по ней представляет значительную сложность, т. к. параметры, входящие в формулу, требуют индивидуального расчета или экспериментального определения.

Читайте также: Пистолет продувочный для компрессора со шлангом

Формула (3) в общем случае может быть использована только для предварительной оценки тепловыделений от холодильного компрессора.

Как надо считать

Практическая сложность расчетного определения тепловыделений с применением формулы (3) послужила причиной поиска альтернативного способа расчета тепловыделений от холодильного компрессора.

Для этого был рассмотрен полный рабочий цикл холодильного компрессора.

В рабочем цикле любого холодильного компрессора есть время простоя, когда компрессор не работает из-за отсутствия нагрузки. Это время составляет, в зависимости от различных условий, от 10 до 30 % рабочего цикла, т. е. в сутки холодильный компрессор из 24 ч простаивает от 2,5 до 7,5 ч. В этот период времени электродвигатель компрессора выключен, процесса сжатия, естественно, не происходит и, казалось бы, нет никаких тепловыделений. Но, это не совсем так, вернее, совсем не так.

Холодильные спиральные и поршневые компрессоры в условиях России обязательно оснащаются электрическими подогревателями масла в картере, которые включаются в противофазе с электродвигателем компрессора, т. е. когда компрессор не работает, работает подогреватель. Эти подогреватели предназначены для поддержания определенной минимальной температуры масла в картере компрессора, что снижает насыщенность масла хладоном во время простоя компрессора и тем самым предотвращает как повышенный унос масла из картера при запуске компрессора, так и ухудшение смазывающих свойств холодильного масла.

В зависимости от конструкции компрессора, подогреватель может быть стержневым (трубчатым), размещаемым непосредственно в картере компрессора, поясковым, охватывающим снаружи картер герметичного компрессора, или плоским, размещаемым под картером.

Независимо от типа, каждый подогреватель имеет фиксированную максимальную мощность, которая может рассматриваться как мощность, выделяемая в окружающий воздух компрессором во время простоя, т. к. назначение подогревателя и заключается в компенсации теплопотерь через наружную поверхность нагретого картера компрессора.

Номенклатура подогревателей намного меньше, чем номенклатура компрессоров.

Так, например, двухцилиндровые полугерметичные компрессоры Bitzer серии Octagon(13 моделей) оснащаются всего двумя подогревателями, имеющими максимальную мощность 60 Вт (модели с 2KC-05.2Y по 2FC-3.2Y) и 120 Вт (модели с 2EC-2.2Yпо 2CC-4.2Y) [4].

Сравнивая для моделей с 2KC-05.2Y по 2FC-3.2Y мощность подогревателя(60 Вт) и расчетное значение тепловыделений (48 Вт), мы видим, что мощность подогревателябольше, т. е. компрессор при простое выделяет больше тепла, чем при работе, и расчет тепловыделений от компрессора правильней производить по мощности подогревателя.

Следовательно, в качестве тепловыделений от компрессора может быть принята мощность установленного в нем подогревателя масла в картере.

При таком подходе мы имеем возможность быстро и с достаточной для инженерных расчетов точностью определить как тепловыделения от одного холодильного компрессора, так и от всех компрессоров, расположенных машинном отделении.

Просуммировав мощности установленных в компрессорах подогревателей, получим значение общих тепловыделений Q(Вт):

Q=? N_i (4)

где N_i– мощность подогревателяi-го компрессора, Вт;

n– количество компрессоров в машинном отделении, шт.

Пример расчета

В качестве примера рассмотрим машинное отделение супермаркета, в котором установлено холодильное оборудование на базе компрессоров компании Bitzer, работающих на хладоне R404A.

Машинное отделение имеет площадь 30 м 2 и высоту 2,8 м (объем помещения равен 84 м 3 ).

Состав и технические характеристики холодильных установок приведены в табл. 1.

Назначение установки

Температура кипения, °С

Потребляемая мощность, кВт

Мощность подогревателей, Вт

источники:

https://evakuatorinfo.ru/teplovydeleniya-ot-kompressora-szhatogo-vozduha-raschet