В статье рассматривается проблема организации работы систем вентиляции и кондиционирования воздуха на участке намотки композитных лонжеронов лопастей вертолетов. Анализируется возможность комбинирования систем приточно-вытяжной установки и чиллера с тепловым насосом для поддержания необходимых температурных параметров и качества воздуха при ведении техпроцессов.
Ключевые слова: система вентиляции, система кондиционирования, калорифер, охладитель, чиллер с тепловым насосом.
Успешное разрешение задач охраны условий труда, в значительной мере зависит от состояния воздушной среды производственных, жилых и общественных помещений. Физические параметры и качество воздуха такие как: температура, давление, влажность, подвижность и чистота влияют на самочувствие и работоспособность персонала. Большое значение имеют параметры воздуха и для ведения технологических процессов на производствах.
Обеспечение микроклимата в производственных помещениях (зданий, заводов, цехов, участков) напрямую связано с подержанием необходимого температурно-влажностного режима в помещении. На производстве в ходе ведения технологических процессов в воздух, циркулирующий в зоне рабочего места, выделяются вредные загрязняющие вещества: газы, пары, твердые частицы. Кроме того, возникают проблемы с выделением тепла и водяного пара.
Для поддержания жизнеспособности и предотвращения преждевременной полимеризации композитных материалов, которые применяются при производстве композитных лонжеронов лопастей, необходимо наладить рабочие параметры воздуха по температуре и влажности в соответствии с технологическим процессом намотки. Поддержание температурного режима будет возможно только с применением современных систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Климатическая техника и вентиляция работают автономно, дополняют, но не исключают друг друга [1]. Вентиляция обеспечивает приток свежего и удаление загрязненного воздуха в помещении, а климатическая техника способна его охладить, нагреть или осушить. Контролировать воздухообмен и поддерживать требуемую температуру и влажность на участке намотки лонжеронов лопастей позволяет комбинирование системы вентиляции на основе приточно-вытяжной установки и системы кондиционирования воздушных масс с использованием специального оборудования — чиллера с тепловым насосом.
Приточно-вытяжная система вентиляции строится на наличии двух воздушных потоков. Один из них работает исключительно на нагнетание очищенного воздуха. Второй вытягивает отработанные газы, исключая скопление вредных для органов дыхания веществ. При работе приточной части вентиляционной установки воздух попадает внутрь канала через решетку заборника с улицы, очищается, при необходимости подогревается, а затем отправляется в помещение. Воздушные массы обязательно проходят стадию очистки, через установленные в систему фильтры и камеры с активированным углем. Осуществление нагрева или охлаждения поступающего воздуха обеспечивается наличием наборных элементов приточной установки. Типовая схема приточно-вытяжной установки показана на рис. 1.
Рис. 1. Приточно-вытяжная установка
Для обогрева поступающего с улицы воздуха используется калорифер — агрегат, основу которого составляет теплообменник, при нагревании которого происходит передача тепла потоку воздуха. В зависимости от того, какой теплоноситель применяется, калориферы классифицируются на три вида: паровые, водяные, электрические. В соответствии с классификацией данные агрегаты представлены на рис. 2.
Рис. 2. Виды калориферов
Источником тепловой энергии в паровом калорифере является перегретый водяной пар, температура которого составляет +190 °С. Такой вид калориферов достаточно эффективен, но требует наличия специальных парогенерирующих устройств. Применение электрического калорифера не требует подведения сложных коммуникационных систем, но очень энергозатратно. Здесь необходим источник питания для нагрева встроенных ТЭНов. Наиболее экономичным является водяной калорифер. Он отличается эффективностью действия и простотой обслуживания. Функцию теплоносителя в нем выполняет горячая вода, поступающая из чиллера, местной сети ГВС или от котла.
Для кондиционирования приточного воздуха используют канальные охладители. Охладители состоят из теплообменника, каплеуловителя и поддона для сбора конденсата. В качестве хладагента выступает вода, незамерзающая жидкость или фреон, циркулирующие по теплообменнику. Типовое конструктивное исполнение охладителей показано на рис. 3.
Рис. 3. Канальный охладитель
Существуют также комбинированные варианты теплообменников, когда калорифер и охладитель смонтированы в единый корпус.
При использовании приточно-вытяжной установки с калорифером и охладителем, необходимый теплоноситель подготавливает чиллер-тепловой насос. Это название носит холодильная установка, способная переключаться между режимами работы, в зависимости от того, что требуется помещению: охлаждение или отопление. Основными составляющими системы «чиллер-тепловой насос» являются: компрессор, теплообменники (конденсатор и испаритель), регулирующие вентили, система трубопроводов, системы автоматического управления, фильтры, датчики. Рабочим телом является хладагент с температурой кипения ниже 0 °С, который циркулирует в замкнутой системе. Главные элементы системы — это теплообменники: в испарителе осуществляется поглощение тепла хладагентом, а в конденсаторе идет процесс отдачи тепла от хладагента. Принцип работы чиллера с тепловым насосом в схематичном виде представлен на рис. 4.
Рис. 4. Принцип работы чиллера с тепловым насосом
Чиллер охлаждает или нагревает воду, которая поступает к калориферу или охладителю. Приточный воздух, поступающий через приточно-вытяжную вентиляционную установку, охлаждается (нагревается) в теплообменнике, в котором в качестве хладагента используется вода, поступающая из чиллера. Далее воздух требуемой температуры поступает к конечным устройствам вентиляционной системы — в диффузоры и воздухораспределители.
Таким образом, комбинирование системы вентиляции и кондиционирования на производственном участке будет весьма эффективным решением. Такая установка экономит место и расходы на обслуживание. Использование чиллера в системе вентиляции и кондиционирования имеет ряд преимуществ, одно из которых –это подача теплоносителя за сотни метров, что выгодно отличает подобное оборудование от классических систем кондиционирования [2]. Также удается сократить расходы на фреон, который не только дорого стоит, но оказывает отрицательное влияние на окружающую среду.
Литература:
1. Вентиляция и кондиционирование: рекомендации, основы и обустройство. — Текст: электронный // ceds: [сайт]. — URL: https://ceds.ru/blog/ventilyatsiya-i-konditsionirovanie-osnovy-rekomendatsii-osnovy/ (дата обращения: 26.11.2022).
- Маричев Е. А., Шариманова М. Е. Система кондиционирования чиллер-фанкойл / Проблемы развития технического потенциала и направления его повышения-2018–75с-С.38–40.
