Увлажнитель для приточной вентиляции: расчёт производительности и условия подбора

Увлажнитель для приточной вентиляции подбирают по расходу воздуха и количеству влаги, которое нужно добавить в этот поток. Площадь обслуживаемого помещения сама по себе не даёт ответа. Для предварительного выбора нужны нагрузка в кг/ч, параметры воздуха до и после секции, а затем проверка воды, источника энергии и места установки.

Разберём порядок подбора: какие данные запросить у проектировщика, как проверить расчёт и что включить в запрос поставщику, чтобы сравнивать оборудование в одинаковых условиях.

Начните с расчётных режимов вентиляции

В задании указывают не один расход, а минимальный, рабочий и максимальный режимы приточной установки. Для каждого нужны температура и относительная влажность перед увлажнением, требуемое состояние после него и доля рециркуляции. Объёмный расход должен относиться к определённой точке системы и известным условиям воздуха.

Отдельно задают назначение помещения, рабочую температуру, требуемую влажность, допустимые отклонения и график работы. Параметры выбирают по требованиям процесса. Их нельзя заменить универсальной уставкой для всех производств. Возможность поддержания режима без конденсата на холодных поверхностях также требует проверки [1, 2].

Если воздух перед секцией является смесью наружного и рециркуляционного, в расчёте используют параметры этой смеси. Подставлять состояние наружного воздуха для всего расхода в таком случае неверно.

Проверьте нагрузку по балансу влаги

Для стационарного режима одной секции количество воды, переходящей в пар в воздушном потоке, определяют по формуле:

W = G × (d₂ − d₁) / 1000

• W — подача влаги, кг/ч;
• G — массовый расход сухого воздуха, кг/ч;
• d₁ и d₂ — влагосодержание до и после секции, г воды на кг сухого воздуха.

Влагосодержание здесь не равно относительной влажности в процентах. Его определяют по температуре, относительной влажности и давлению с помощью психрометрического расчёта или соответствующей диаграммы.

Если известен объёмный расход L, массовый расход находят как G = L / v, где v — удельный объём воздуха, м³ на кг сухого воздуха. L и v должны относиться к одной точке и одним условиям.

Учебный пример

Примем L = 3000 м³/ч, v = 0,83 м³/кг сухого воздуха, d₁ = 2 г/кг и d₂ = 7 г/кг. Это условные исходные данные, а не рекомендуемые параметры для конкретного объекта.

G = 3000 / 0,83 ≈ 3614 кг/ч.

W = 3614 × (7 − 2) / 1000 ≈ 18,1 кг/ч.

При тех же v и разнице влагосодержаний расход 1500 м³/ч даст около 9,0 кг/ч, а 4500 м³/ч — около 27,1 кг/ч. Этот пример показывает влияние расхода воздуха: одинаковая площадь помещения не означает одинаковую нагрузку на увлажнитель.

Полученные 18,1 кг/ч описывают влагу, добавленную именно в рассматриваемый поток. Это ещё не расход водопроводной воды, электрическая мощность или окончательная паспортная производительность аппарата. Далее проверяют, способен ли воздух принять рассчитанную влагу при заданной температуре. Для паровой системы отдельно учитывают потери до точки подачи.

Баланс помещения выполняют отдельно с учётом его границ: вытяжек, открывания ворот, источников и поглотителей влаги. Одни и те же поступления воздуха нельзя учитывать дважды. В запросе на подбор следует показать исходный расчёт и попросить поставщика объяснить принятые потери, запас и нижний предел регулирования.

Сравните технологии вместе с инженерными условиями

Следующий шаг — не выбор марки, а проверка пригодности технологии. В паровом увлажнении энергия для образования пара поступает от отдельного источника. При адиабатическом увлажнении испарение использует тепло воздуха и сопровождается его охлаждением [2]. Поэтому малая электрическая мощность насоса сама по себе не доказывает низкие затраты всей установки: нужно учитывать подготовку воздуха.

Электродный паровой аппарат. Существенны допустимая электропроводность питающей воды и требования к цилиндру. Здесь нагрев связан с прохождением тока через воду. Глубоко обессоленная вода может не соответствовать требованиям конкретной модели [3].

Резистивный паровой аппарат. Нагреватель не использует электропроводность воды как основу нагрева. Однако требования к составу воды, материалам и обслуживанию сохраняются. Допустимую воду проверяют по инструкции выбранного исполнения, а не по одному названию технологии [3, 6].

Адиабатическая система. Необходимо проверить тепловой баланс, возможность полного испарения, требования к водоподготовке и санитарному обслуживанию. Сравнение с паровым аппаратом должно учитывать не только стоимость самой секции, но и связанные инженерные системы.

Анализ воды стоит получить до заказа. Умягчение и обессоливание не являются взаимозаменяемыми операциями [3]. В предложении поставщика полезно выделить водоподготовку, расходные материалы, слив, регламент очистки и комплектность. Так станет видно, какие расходы не вошли в цену аппарата.

Проверьте, помещается ли система в воздуховоде

Свободный участок после нагревателя ещё не означает, что туда подходит любой распределитель. Нужно обеспечить участок поглощения влаги до расположенных далее элементов. Его длина зависит от выбранного оборудования и состояния потока; универсального расстояния для всех установок нет [4].

К запросу прикладывают схему с размерами воздуховода, направлением потока, фильтрами, поворотами и теплообменниками. У поставщика запрашивают проверку размещения для расчётных режимов, а не только общую картинку из каталога. Паропровод, отвод конденсата, дренаж и сервисные проходы проверяют по документации изготовителя.

Особое внимание нужно минимальному расходу воздуха. То, что допустимо при максимальной подаче вентилятора, должно быть отдельно проверено для частичной нагрузки и переходных режимов.

Разделите регулирование и защиту

Рабочий датчик влажности формирует сигнал для регулирования. Защитный ограничитель решает другую задачу: участвует в предотвращении недопустимого режима. Наличие диспетчеризации не заменяет проверку защит.

Например, инструкция Condair RS описывает внешнюю цепь блокировки с контролем вентиляции, воздушного потока и защитным гигростатом [5]. Это пример конкретного оборудования, а не универсальная электрическая схема для других увлажнителей.

В программу пусконаладки стоит включить проверку реакции системы на потерю подтверждённого потока, срабатывание ограничителя и неисправности датчиков. Состав проверок и ожидаемые реакции согласуют по документации выбранного оборудования. Результаты фиксируют в протоколе.

Что передать поставщику для подбора

Один запрос с одинаковыми исходными данными позволит сравнить предложения разных производителей. Подготовьте:

1. Назначение помещения, технологические требования и график работы.
2. Температуру, влажность и допустимые отклонения по расчётным режимам.
3. Расходы притока и вытяжки, долю рециркуляции и параметры воздуха перед секцией.
4. Предварительную нагрузку в кг/ч с формулой, допущениями и перечнем неучтённых факторов.
5. Анализ воды, доступные давление и расход, условия подключения и слива.
6. Доступные источники энергии и ограничения по подключаемой мощности.
7. Схему участка воздуховода с размерами и местом для обслуживания.
8. Требования к управлению, защитам, пусконаладке и составу поставки.

Для первоначального знакомства с оборудованием можно использовать каталог увлажнителей воздуха SMARTHOFF. Само наличие подходящей производительности в карточке не заменяет проверку воды, регулирования, монтажа и комплектации.

Подбор можно считать согласованным, когда определены исходные данные и подтверждена работа выбранной модели в этих условиях. Пока расход воздуха, вода или место распределителя остаются неизвестными, коммерческое предложение следует рассматривать как предварительное.

Технические источники

1. DriSteem. Isothermal Humidification Design Guide, разделы о технологических применениях и расчёте нагрузки.
2. DriSteem. The Six Steps of Humidification Design, metric, EH-SIXSTEPS-M-0721.
3. DriSteem. Humidification and Water Type, разделы о составе воды и способах нагрева.
4. DriSteem. Avoid Wet Ducts by Ensuring Humidification Absorption.
5. Condair RS. Installation manual, 2611992-E EN 2607, разделы 5.7.4 и 5.8.5.
6. Condair RS. Product brochure, form 24-654-1, раздел о резистивном нагреве.

Расчёт носит учебный характер и не заменяет проектирование, подбор по документации изготовителя и пусконаладку.

 

Источник: TopClimat.ru