Obsługa powietrza







Centrala wentylacyjna; w tym przypadku przepływ powietrza odbywa się od prawej do lewej strony. Niektóre pokazane elementy centrali 1 – Przewód zasilający 2 – Przedział wentylatora 3 – Izolator drgań („złącze elastyczne”) 4 – Nagrzewnica i/lub chłodnica 5 – Przedział filtra 6 – Przewód powietrza mieszanego (recyrkulacja + powietrze zewnętrzne)
Jednostka pakowana na dachu lub RTU

Centrala wentylacyjna lub centrala wentylacyjna (często w skrócie AHU ) to urządzenie służące do regulacji i cyrkulacji powietrza w ramach systemu ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji ( HVAC ). Centrala wentylacyjna to zwykle duże metalowe pudełko zawierające dmuchawę , piec lub elementy klimatyzacji, stojaki lub komory filtrów , tłumiki dźwięku i przepustnice . Centrale wentylacyjne zwykle podłącza się do systemu wentylacji kanałowej , który rozprowadza uzdatnione powietrze przez budynek i zawraca je do centrali. Czasami centrale odprowadzają ( nawiewają ) i wpuszczają ( powracają ) powietrze bezpośrednio do iz obsługiwanej przestrzeni bez kanałów

Małe centrale wentylacyjne do użytku lokalnego nazywane są jednostkami końcowymi i mogą zawierać tylko filtr powietrza, wężownicę i dmuchawę; te proste jednostki końcowe nazywane są klimakonwektorami lub klimakonwektorami . Większa centrala wentylacyjna, która kondycjonuje w 100% powietrze z zewnątrz, bez powietrza recyrkulowanego, nazywana jest jednostką powietrza uzupełniającego ( MAU ) lub jednostką uzdatniania świeżego powietrza ( FAHU ). Centrala wentylacyjna przeznaczona do użytku na zewnątrz, zwykle na dachach, jest znana jako jednostka pakowana ( PU ), jednostka grzewcza i klimatyzacyjna ( HCU ) lub jednostka dachowa ( RTU ).

Budowa

Centrala wentylacyjna jest zwykle zbudowana wokół systemu ram z metalowymi panelami wypełniającymi, zgodnie z wymaganiami dotyczącymi konfiguracji komponentów. W najprostszej postaci rama może być wykonana z metalowych ceowników lub kształtowników, z jednowarstwowymi metalowymi panelami wypełniającymi. Metalowa konstrukcja jest zwykle ocynkowana w celu zapewnienia długoterminowej ochrony. W przypadku jednostek zewnętrznych przewidziano pokrywę odporną na warunki atmosferyczne i dodatkowe uszczelnienie wokół złączy.

Większe centrale wentylacyjne będą produkowane z systemu ram stalowych o przekroju kwadratowym z podwójnymi warstwami i izolowanymi panelami wypełniającymi. Takie konstrukcje ograniczają straty lub zyski ciepła z centrali wentylacyjnej, a także zapewniają tłumienie akustyczne . Większe centrale wentylacyjne mogą mieć kilka metrów długości i są produkowane w segmentów , dlatego też w celu zwiększenia wytrzymałości i sztywności pod jednostką znajdują się szyny podstawy z profili stalowych.

Tam, gdzie powietrze nawiewane i wywiewane są wymagane w równych proporcjach dla zrównoważonego systemu wentylacyjnego, często centrale wentylacyjne nawiewane i wywiewane są łączone razem, w konfiguracji obok siebie lub piętrowo .

Rodzaje central wentylacyjnych

Istnieje sześć czynników klasyfikacji central wentylacyjnych i określa ich rodzaje na podstawie:

  1. Zastosowanie (użycie centrali wentylacyjnej)
  2. Sterowanie przepływem powietrza (centrale wentylacyjne CAV lub VAV)
  3. Sterowanie strefowe (jednostrefowe lub wielostrefowe centrale wentylacyjne)
  4. Umiejscowienie wentylatora (przelotowy lub przedmuchowy)
  5. Kierunek przepływu powietrza wylotowego (przód, góra lub dół)
  6. Model opakowania (poziomy lub pionowy)

Ale pierwsza metoda jest bardzo powszechna na rynku HVAC . W rzeczywistości większość firm reklamuje swoje produkty za pomocą aplikacji central wentylacyjnych:

  1. Normalna
  2. Higieniczny
  3. Zamontowany na suficie

składniki

Główne typy komponentów zostały tutaj opisane w przybliżonej kolejności, od kanału powrotnego (wejście do centrali), przez centralę, do kanału zasilającego (wyjście z centrali).

Filtry

Główny artykuł: Filtr powietrza
RTU widziany od wewnątrz z dyfuzorami nawiewu i odpowietrznikiem powrotnym (w środku po prawej)

Filtracja powietrza jest prawie zawsze obecna w celu zapewnienia mieszkańcom budynku czystego, wolnego od kurzu powietrza. Może to być proste plisowane media o niskim MERV , HEPA , elektrostatyczne lub kombinacja technik. Można również zastosować obróbkę powietrzem w fazie gazowej i ultrafioletem.

Filtracja jest zwykle umieszczana jako pierwsza w centrali wentylacyjnej, aby utrzymać czystość wszystkich dalszych elementów. W zależności od wymaganego stopnia filtracji, zazwyczaj filtry będą rozmieszczone w dwóch (lub więcej) kolejnych rzędach z filtrem panelowym zgrubnym umieszczonym przed drobnoziarnistym filtrem workowym lub innym „końcowym” medium filtracyjnym. Filtr panelowy jest tańszy w wymianie i utrzymaniu, a tym samym chroni droższe filtry workowe.

Żywotność filtra można ocenić, monitorując spadek ciśnienia w materiale filtracyjnym przy projektowym przepływie objętościowym powietrza. Można tego dokonać za pomocą wizualnego wyświetlacza z manometrem lub za pomocą wyłącznika ciśnieniowego połączonego z punktem alarmowym w systemie sterowania budynkiem. Brak wymiany filtra może ostatecznie doprowadzić do jego zapadnięcia się, ponieważ siły wywierane na filtr przez wentylator przekraczają jego naturalną wytrzymałość, co skutkuje zapadnięciem się, a tym samym zanieczyszczeniem centrali wentylacyjnej i przewodów wylotowych.

Elementy gorące (piec grzewczy AKA) i/lub zimne (klimatyzacja).

Główny artykuł: Wymiennik ciepła § Wężownice powietrza HVAC

Centrale wentylacyjne mogą potrzebować dostarczania gorącego, zimnego powietrza lub obu, aby zmienić temperaturę powietrza nawiewanego i poziom wilgotności w zależności od lokalizacji i zastosowania. Klimatyzację taką zapewniają wężownice wymiennika ciepła w strumieniu powietrza centrali, wężownice te mogą być usytuowane bezpośrednio lub pośrednio w stosunku do czynnika zapewniającego efekt grzania lub chłodzenia.

Bezpośrednie wymienniki ciepła to wymienniki do nagrzewnic gazowych na paliwo lub parownik chłodniczy , umieszczone bezpośrednio w strumieniu powietrza. Można również zastosować elektryczne grzejniki oporowe i pompy ciepła . Chłodzenie wyparne jest możliwe w suchym klimacie.

Wężownice pośrednie wykorzystują gorącą wodę lub parę do ogrzewania, a wodę lodową lub glikol do chłodzenia (główna energia do ogrzewania i klimatyzacji jest dostarczana przez centralną instalację w innym miejscu budynku). Cewki są zwykle wytwarzane z miedzi do rur, z miedzianymi lub aluminiowymi żeberkami wspomagającymi przenoszenie ciepła. Wężownice chłodzące będą również wykorzystywać płyty eliminatora do usuwania i odprowadzania kondensatu. Gorąca woda lub para jest dostarczana przez centralny kocioł , a woda lodowa przez centralny agregat chłodniczy . Czujniki temperatury za wężownicą są zwykle używane do monitorowania i kontrolowania temperatur „poza wężownicą”, w połączeniu z odpowiednim zaworem sterującym z napędem silnikowym przed wężownicą.

Jeśli wymagane jest osuszanie , wówczas wężownica chłodząca jest wykorzystywana do przechłodzenia, tak aby osiągnięty został punkt rosy i nastąpiła kondensacja. Wężownica nagrzewnicy umieszczona za wężownicą chłodzącą ponownie podgrzewa powietrze (stąd nazywana wężownicą dogrzewającą ) do żądanej temperatury zasilania. Efektem tego procesu jest obniżenie wilgotności względnej powietrza nawiewanego.

W chłodniejszym klimacie, gdzie temperatury w zimie regularnie spadają poniżej zera, wężownice przeciwzamrożeniowe lub wężownice wstępnego nagrzewania są często stosowane jako pierwszy etap uzdatniania powietrza w celu zapewnienia ochrony filtrów wylotowych lub wężownic wody lodowej przed zamarzaniem. Sterowanie wężownicą przeciwzamrożeniową jest takie, że jeśli określona temperatura powietrza poza wężownicą nie zostanie osiągnięta, cała centrala wentylacyjna zostaje wyłączona dla ochrony.

Nawilżacz

Główny artykuł: Nawilżacz

Nawilżanie jest często konieczne w chłodniejszym klimacie, gdzie ciągłe ogrzewanie wysusza powietrze, co skutkuje nieprzyjemną jakością powietrza i zwiększoną elektrycznością statyczną . Można zastosować różne rodzaje nawilżania:

  • Parowanie : suche powietrze nawiewane nad zbiornik spowoduje odparowanie części wody. Szybkość parowania można zwiększyć, rozpylając wodę na przegrody w strumieniu powietrza.
  • Parownik : para lub opary z bojlera są wdmuchiwane bezpośrednio do strumienia powietrza.
  • Mgła natryskowa : woda jest rozpraszana za pomocą dyszy lub innych środków mechanicznych na drobne kropelki i przenoszona przez powietrze.
  • Ultradźwiękowy : Taca świeżej wody w strumieniu powietrza jest wzbudzana przez urządzenie ultradźwiękowe, tworząc mgłę lub mgiełkę wodną.
  • Zwilżone medium: Drobne włókniste medium w strumieniu powietrza jest utrzymywane w stanie wilgotnym świeżą wodą z rury rozgałęźnej z szeregiem małych wylotów. Gdy powietrze przechodzi przez medium, porywa wodę w postaci drobnych kropelek. Ten typ nawilżacza może szybko się zatkać, jeśli filtracja powietrza pierwotnego nie jest utrzymywana w należytym stanie.

Komora mieszania

Główny artykuł: Komora mieszania powietrza

Aby utrzymać jakość powietrza w pomieszczeniach, centrale wentylacyjne zwykle mają zabezpieczenia umożliwiające wprowadzanie powietrza z zewnątrz do budynku i usuwanie go z budynku. W klimacie umiarkowanym mieszanie odpowiedniej ilości chłodniejszego powietrza zewnętrznego z cieplejszym powietrzem wywiewanym może być wykorzystane do uzyskania wymaganej temperatury powietrza nawiewanego. Stosowana jest zatem komora mieszania, która posiada przepustnice regulujące stosunek pomiędzy powietrzem powrotnym, zewnętrznym i wywiewanym.

Dmuchawy wentylatora

Główne artykuły: wentylator mechaniczny i wentylator odśrodkowy

do przemieszczania powietrza zazwyczaj wykorzystuje się dużą dmuchawę klatkową napędzaną indukcyjnym silnikiem elektrycznym prądu przemiennego. Dmuchawa może pracować z jedną prędkością, oferować różne ustawione prędkości lub być napędzana przez napęd o zmiennej częstotliwości, aby umożliwić szeroki zakres prędkości przepływu powietrza . Natężenie przepływu można również regulować za pomocą łopatek wlotowych lub przepustnic wylotowych na wentylatorze. Niektóre domowe centrale wentylacyjne w USA (centralne „piece” lub „klimatyzatory”) wykorzystują bezszczotkowy silnik elektryczny prądu stałego , który ma możliwość zmiennej prędkości. Centrale wentylacyjne w Europie, Australii i Nowej Zelandii obecnie powszechnie używają wentylatorów o krzywej wstecznej bez przewijania lub „wentylatorów typu plug”. Są one napędzane za pomocą wysokowydajnych silników EC (elektronicznie komutowanych) z wbudowaną regulacją prędkości. Im wyższa temperatura RTU, tym wolniejszy będzie przepływ powietrza. A im niższa temperatura RTU, tym szybszy przepływ powietrza.

W dużych komercyjnych centralach wentylacyjnych może znajdować się wiele dmuchaw, zwykle umieszczanych na końcu centrali i na początku kanału nawiewnego (stąd nazywane również „wentylatorami nawiewnymi”). Często są one wspomagane przez wentylatory w kanale powietrza powrotnego („wentylatory powrotne”) wtłaczające powietrze do centrali.

Balansowy

Niewyważone wentylatory chyboczą się i wibrują. W przypadku domowych wentylatorów AC może to stanowić poważny problem: cyrkulacja powietrza w otworach wentylacyjnych jest znacznie ograniczona (ponieważ chybotanie jest tracone), wydajność jest zagrożona, a hałas wzrasta. Innym poważnym problemem w wentylatorach, które nie są wyważone, jest pogorszenie trwałości łożysk (zamocowanych do wentylatora i wału). Może to spowodować awarię na długo przed przewidywaną żywotnością łożysk.

Obciążniki można strategicznie rozmieścić, aby skorygować płynne obracanie się (w przypadku wentylatora sufitowego zwykle problem rozwiązuje rozmieszczenie metodą prób i błędów). Domowe/centralne wentylatory AC lub inne duże wentylatory są zwykle zanoszone do sklepów, które mają specjalne wyważarki do bardziej skomplikowanego wyważania (próby i błędy mogą spowodować uszkodzenie, zanim zostaną znalezione właściwe punkty). Sam silnik wentylatora zazwyczaj nie wibruje.

Urządzenie do odzyskiwania ciepła

Główny artykuł: Wentylacja z odzyskiem ciepła

Wymiennik ciepła urządzenia do odzysku ciepła może być zamontowany w centrali wentylacyjnej pomiędzy strumieniem powietrza nawiewanego i wywiewanego w celu oszczędności energii i zwiększenia wydajności. Te typy częściej obejmują:

  • Rekuperator lub płytowy wymiennik ciepła: kanapka z plastikowych lub metalowych płyt z przeplatanymi ścieżkami powietrza. Ciepło jest przenoszone pomiędzy strumieniami powietrza z jednej strony płyty na drugą. Płytki są zwykle rozmieszczone w odstępach od 4 do 6 mm. Sprawność odzysku ciepła do 70%.
  • Koło termiczne lub obrotowy wymiennik ciepła: wolno obracająca się matryca z drobno pofałdowanego metalu, działająca w obu przeciwnych strumieniach powietrza. Gdy centrala wentylacyjna pracuje w trybie grzania, ciepło jest pochłaniane, gdy powietrze przechodzi przez matrycę w strumieniu powietrza wywiewanego podczas jednej połowy obrotu i uwalniane podczas drugiej połowy obrotu do strumienia powietrza nawiewanego w procesie ciągłym. Kiedy centrala wentylacyjna pracuje w trybie chłodzenia, ciepło jest uwalniane, gdy powietrze przechodzi przez matrycę w strumieniu powietrza wywiewanego podczas jednej połowy obrotu i pochłaniane podczas drugiej połowy obrotu do strumienia powietrza nawiewanego. Sprawność odzysku ciepła do 85%. Dostępne są również koła z powłoką hydroskopijną zapewniającą utajony transfer ciepła, a także osuszanie lub nawilżanie strumieni powietrza.
  • Wężownica obiegająca : Dwie wężownice wymiennika ciepła powietrze-ciecz, w przeciwnych strumieniach powietrza, połączone rurami z pompą obiegową i wykorzystujące wodę lub solankę jako czynnik przenoszący ciepło. Urządzenie to, choć mało wydajne, umożliwia odzysk ciepła pomiędzy oddalonymi, a czasem wieloma strumieniami powietrza nawiewanego i wywiewanego. Sprawność odzysku ciepła do 50%.
  • Rura cieplna : działająca w obu przeciwnych ścieżkach powietrza, wykorzystująca zamknięty czynnik chłodniczy jako czynnik przenoszący ciepło. Rura cieplna wykorzystuje wiele uszczelnionych rur zamontowanych w konfiguracji cewki z żeberkami w celu zwiększenia wymiany ciepła. Ciepło jest pochłaniane po jednej stronie rury w wyniku odparowania czynnika chłodniczego i uwalniane po drugiej stronie w wyniku skraplania czynnika chłodniczego. Skondensowany czynnik chłodniczy przepływa grawitacyjnie na pierwszą stronę rury, aby powtórzyć proces. Sprawność odzysku ciepła do 65%.

Sterownica

Główny artykuł: Automatyka budynkowa

Sterowanie jest niezbędne do regulacji każdego aspektu centrali wentylacyjnej, takiego jak: natężenie przepływu powietrza , temperatura powietrza nawiewanego, temperatura powietrza mieszanego, wilgotność, jakość powietrza. Mogą być tak proste, jak termostat typu „wyłącz/włącz” , lub tak złożone, jak na przykład system automatyki budynku wykorzystujący BACnet lub LonWorks .

Typowe elementy sterujące obejmują czujniki temperatury, czujniki wilgotności, przełączniki żaglowe, siłowniki , silniki i sterowniki.

Wibroizolatory

Dmuchawy w centrali klimatyzacyjnej mogą wytwarzać znaczne wibracje, a duży obszar systemu kanałów przenosi ten hałas i wibracje na osoby przebywające w budynku. Aby tego uniknąć, izolatory drgań (sekcje elastyczne) są zwykle umieszczane w kanale bezpośrednio przed i za centralą wentylacyjną, a często także między przedziałem wentylatora a resztą centrali. Gumowany, podobny do płótna materiał tych sekcji pozwala elementom centrali wentylacyjnej wibrować bez przenoszenia tego ruchu na dołączone kanały.

Komorę wentylatora można dodatkowo zaizolować umieszczając ją na zawieszeniu sprężynowym, podkładkach neoprenowych lub zawiesić na wieszakach sprężynowych, co zniweluje przenoszenie drgań przez konstrukcję.

Tłumiki dźwięku

Dmuchawa w centrali wentylacyjnej również generuje hałas, który należy wytłumić, zanim przewody dostaną się do pomieszczenia wrażliwego na hałas. Aby uzyskać znaczącą redukcję hałasu na stosunkowo krótkim odcinku, stosuje się tłumik dźwięku . Tłumik to specjalny element wyposażenia kanału, który zazwyczaj składa się z wewnętrznej perforowanej przegrody z dźwiękochłonną izolacją. Tłumiki dźwięku mogą zastąpić przewody; i odwrotnie, wbudowane tłumiki są umieszczone blisko dmuchawy i mają profil dzwonowaty, aby zminimalizować efekty systemowe.

Główni producenci

Zobacz też

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Air_handler&oldid=1137273859 ”