Блоки тепломассообмена

Блок тепломассообмена — это агрегат системы кондиционирования, включающий в себя поверхностный воздухоохладитель и увлажнитель воздуха. Аппарат является частью центрального промышленного кондиционера.

Основные функции

Блоки тепломассообмена используются для:

• адиабатического охлаждения;
• осушения и охлаждения воздуха.

Адиабатическое охлаждение подразумевает понижение температуры за счет испарения воды. Такой принцип обработки воздуха возможно применять в любое время года. Также в процессе адиабатной обработки воздушных потоков при помощи оросительной системы происходит увлажнение воздуха.

Другой функцией, выполняемой аппаратом тепломассообмена, является охлаждение и осушение. Данный процесс возможен в теплое время года при подаче захоложенной воды.

Комплектация блока БТМ

Конструкция блока тепломассообмена включает в себя следующие узлы:

• Бак стальной с антикоррозионной обработкой или из нержавеющей стали. Основной задачей бака является содержание определенного количества воды для рециркуляции ее в контуре блока. В баке установлены: узел забора, узел перелива, узел слива, узел подпитки. Из узла забора, оснащенного сетчатым фильтром, вода попадает в циркуляционный контур. Узел перелива предназначен для сброса излишков жидкости, если превышен допустимый уровень. Узел подпитки включает в себя поплавковый кран, который необходим для контроля уровня воды в баке и подпитки системы.

• Поверхностные теплообменники. Установка данных элементов на бак производится со стороны входа воздушных потоков. Помимо основной функции, связанной с охлаждением и нагревом воздуха, устройства играют роль воздухораспределителей, т. е. выравнивают поток перед попаданием в систему орошения для качественного и равномерного тепломассообмена.

  В роли поверхностных теплообменников могут выступать воздухонагреватели, калориферы с пластинчатым или спирально-накатным оребрением, такие как ТБЗ, ВНВ, КСк, производство которых ведется на многих заводах России. В качестве нагревательного элемента используются стальные трубки диаметром 16 мм. Для северных районов с низкими температурами используются трубки диаметром 22 мм.

  Количество и тип теплообменников подбирается с учетом климатических условий. В качестве теплоносителя выступает горячая вода с температурой 70-180ºС. Для охлаждения также используется вода, температура которой варьируется от 5ºС до 12ºС. Допустимый показатель рабочего давления — до 12 кг/см² (1,2 МПа).

• Система распределения воды. Установка данного элемента производится после монтажа теплообменников. Подобный система используется также в камере орошения. Коллектор устанавливается со стояками и форсунками. Плотность размещения форсунок на один квадратный метр проходного сечения блока составляет в районе 12 штук. Такая конструкция дает возможность повышения влажности воздуха до 95%.
• Циркуляционный насос с рабочим диапазоном давления от 0,2 до 3,0 кг/см² для подачи воды к форсункам.
• Каплеуловитель. Основной функцией этого элемента является задерживание капель или неиспарившейся воды. Излишняя влага стекает обратно в бак блока по оцинкованным пластинам, входящих в состав каплеуловителя.

Варианты установки теплообменников

Существуют различные варианты компоновок воздухообрабатывающего оборудования, которые подбираются с учетом условий эксплуатации и поставленных задач. В целях уменьшения габаритов кондиционера возможна установка воздухонагревателя первого подогрева перед воздухоохладительными теплообменниками. Такая схема подходит для использования оборудования в зимний период.

Наличие аналогичных теплообменников в воздухонагревателе и в воздухоохладителе позволяет использовать теплообменники воздухоохладителя в аварийных ситуациях для подогрева воздуха и наоборот. Благодаря этому появляется возможность проведения аварийно-восстановительных работ согласно утвержденному плану.

Помимо разнообразия схем комплектации оборудования, существует множество вариантов установки БТМ. При выборе определенного варианта рекомендуется ориентироваться на поставленные задачи, которое должно выполнять оборудование.

При правильном подборе и расположении возможно сократить количество теплообменников в кондиционере. Это способствует снижению аэродинамического сопротивления. Кроме того, возможно использование теплообменников как для охлаждения воздуха, так и для его подогрева независимо от времени года. Такое возможно при соответствующей схеме обвязки.

Основные варианты установки теплообменников:

• устанавливать теплообменники воздухонагревателя на входе воздушных потоков на бак БТМ (рис.1). Это позволяет добиться увлажнения воздуха при помощи оросительной системы БТМ, как в зимний (при необходимости), так и в летний (без воздухоохладителя) периоды;
• устанавливать воздухонагреватель первого подогрева спереди на входе воздуха в БТМ, а теплообменники воздухоохладителя от 4-х до 8-и рядов на бак БТМ (рис. 2);
• устанавливать на бак БТМ теплообменник воздухоохладителя от 4-х до 8-и рядов, и рядом устанавливать теплообменники воздухонагревателя первого подогрева (рис. 3);
• устанавливать на бак БТМ теплообменники воздухоохладителя до 4-х рядов и рядом устанавливать теплообменники воздухонагревателя до 4-х рядов (рис. 4). В этом варианте теплообменники воздухонагревателя первого подогрева в зимнее время работают в режиме нагрева воздуха, а в летнее время переключаются на холодную воду и совместно с теплообменниками воздухоохладителя, установленными на баке, работают как воздухоохладитель.

Блоки тепломассообмена дают возможность сделать оборудование кондиционирования компактнее благодаря своим конструктивным особенностям. Ведь при отдельной установке увлажнителя и воздухоохладителя потребуется две системы каплеулавливания и два бака. Конструкция блока включает в себя оба элемента.