Гликолевый контур вентиляция. Рекуператоры тепла в приточно-вытяжных установках. Принцип работы гликолевого рекуператора

Промышленные выбросы в атмосферу. Инженерные расчеты и инвентаризация

И. М. Квашнин

Книга издана Ассоциацией АВОК при поддержке компании "Арктика". Автор книги - кандидат технических наук И. М. Квашнин.

В книге «Промышленные выбросы в атмосферу. Инженерные расчеты и инвентаризация» обобщаются многочисленные методики расчета выбросов по различным отраслям промышленности и транспорта, приведены 62 подробных примера расчета выделений и выбросов загрязняющих веществ, а также даются 54 приложения, которые содержат весь справочный нормативный материал и необходимые исходные данные по расчету промышленных выбросов.

Книга «Промышленные выбросы в атмосферу. Инженерные расчеты и инвентаризация» состоит из четырех глав. В первой главе приводятся краткие сведения по промышленной вентиляции, основные экологические термины и определения. Показано, что выделяющиеся от оборудования загрязняющие вещества распределяются при выбросе в атмосферу между системами местной и общеобменной вентиляции. Введен термин «коэффициент эффективности местного отсоса», что отсутствует в действующих нормативных методиках по расчету выбросов. Существует более ста методик расчета выбросов по различным отраслям промышленности и транспорта. Расчетные формулы в них разрознены, не систематизированы, дублируются в различном виде.

Во второй главе автором предпринята попытка свести наиболее часто используемые данные к четырем методикам расчета выбросов: по характеристике оборудования; по удельным выделениям загрязняющих веществ на единицу меры используемого материала; по заданной интенсивности испарения с поверхности; по балансу содержащихся в материалах и выделяющихся загрязняющих веществ. В результате определяются грамм-секундные и валовые (тонн в год) выбросы загрязняющих веществ. Использован четырнадцатилетний опыт разработки раздела проекта строительства «Охрана окружающей среды», инвентаризации и проекта нормативов предельно допустимых выбросов в атмосферу промышленных объектов.

В третьей главе приведены 62 подробных примера расчета выделений и выбросов загрязняющих веществ: при механической обработке металлов и древесины, при сварочных работах, при нанесении лакокрасочных покрытий, от линейного производства, при термической обработке металлов, при производстве изделий из пластмасс, при нанесении гальванических покрытий, при производстве радиоэлектронной аппаратуры, от неорганизованных источников, от стоянок и мастерских по ремонту автомобилей. Четверная глава посвящена разработке инвентаризации источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Представлен порядок ее выполнения на основе рассмотренных примеров расчета выбросов.

Ценность издания заключается и в наличии 54 приложений, в которых приведен весь справочный нормативный материал и необходимые исходные данные по расчету выбросов.

Книга «Промышленные выбросы в атмосферу. Инженерные расчеты и инвентаризация» адресована инженерам-проектировщикам объектов промышленной вентиляции; инженерам, занимающимся проектированием экологической документации; инженерам-экологам промышленных предприятий, а также студентам всех инженерных специальностей строительного и политехнического профиля. Книга «Промышленные выбросы в атмосферу. Инженерные расчеты и инвентаризация» может служить учебным пособием и принесет несомненную пользу студентам специальности 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция» при изучении курсов «Промышленная вентиляция» и «Охрана воздушного бассейна».

Книга «Промышленные выбросы в атмосферу. Инженерные расчеты и инвентаризация» также предназначено для студентов-экологов специальностей:
- 280201 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов»;
- 280202 "Инженерная защита окружающей среды";
- 020801 "Экология";
- 020802 "Природопользование".

ПРЕДИСЛОВИЕ

Проблема загрязнения воздушного бассейна городов в настоящее время крайне актуальна. Первоначально вредные (загрязняющие) вещества образуются в воздушной среде промышленных зданий, а затем выбрасываются наружу и рассеиваются в атмосфере. Расчеты выделяющихся и выбрасываемых загрязняющих веществ необходимо проводить и в промышленной вентиляции, и в промышленной экологии. Однако подход к этим расчетам различен, страдает некоторый однобокостью и неполнотой. Общая картина обеспечения нормируемых параметров воздушной среды внутри и снаружи помещений промышленных зданий имеет нестыковки и противоречия.

Инженеры по вентиляции знают, что выделяющиеся вредности от какого-либо оборудования, как правило, локализуются и удаляются в основной своей массе системами местной вытяжной вентиляции. Неуловленная часть загрязняющих веществ попадает в воздух помещения и удаляется системами общеобменной вытяжной вентиляции. При проектировании рассчитывают требуемый объем удаляемого воздуха местной вытяжкой, предполагая, что с ним уносится основная масса загрязняющих веществ. Знание массовых грамм-секундных выделений и выбросов загрязняющих веществ через местные системы позволит определить требуемую степень очистки и соответственно применение того или иного пылегазоулавливающего аппарата после проведения рассеивания и нормирования выбросов. В соответствии со СНиП 2.04.05-91* следует рассчитывать объем приточного воздуха по массе выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения. Эти данные традиционно представляются технологами по отраслевым нормам технологического проектирования, которые выпущены до 1980-х годов и в некоторых случаях противоречат действующим методикам по расчету выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Весьма скудны сведения об эффективности улавливания вредностей местными отсосами. Исключением являются исследования В. Н. Посохина , которые использованы нами. Проблема осложняется тем, что при неправильной эксплуатации местных отсосов эффективность резко падает и достичь требуемых параметров воздушной среды в рабочей зоне не представляется возможным.

Экологические методики по расчету выбросов, на наш взгляд, имеют общий недостаток: нет разделения выделяющихся загрязняющих веществ между местной и общеобменной вентиляцией при их выбросе в атмосферу. Это приводит к тому, что вредности считаются только через местные системы, а общеобменные игнорируются. Опытные инженеры-экологи вручную самостоятельно досчитывают это разделение. Лишь в методическом пособии 2002 года предлагается такое разделение для механической обработки металлов. Исключение - методика , где эффективность местных отсосов принята 90 %, но ничего не говорится о том, как учитывать выбросы неуловленных 10 % вредностей.

В связи с вышеизложенным в данном издании введено понятие коэффициента эффективности местного отсоса Кмо, который показывает, какая доля от общей массы выделившегося загрязняющего вещества улавливается местным отсосом и выбрасывается в атмосферу местной вытяжной вентиляцией.

В книге предпринята попытка классифицировать и привести к единообразию наиболее часто употребляемые методики расчета выбросов:

по характеристике оборудования;
по удельным выделениям на единицу меры (массы, длины, площади, объема) используемого материала;
по заданной интенсивности испарения с единицы поверхности;
по балансу масс материалов и загрязняющих веществ (при нанесении лакокрасочных покрытий; при механической обработке древесины, при пересыпке сыпучих материалов и др.).

Некоторые методики по сути являются комбинациями названных с учетом специфики технологии. Это видно из примеров расчетов выбросов при производстве радиоэлектронной аппаратуры и от стоянок и мастерских по ремонту автомобилей.

Методики использованы при решении примеров расчета выбросов в атмосферу для следующих производств: механическая обработка металлов; сварка металлов; различные виды литья металлов; их термическая обработка; нанесение гальванических и лакокрасочных покрытий; механическая обработка древесины; получение изделий из пластмасс; обработка заготовок печатных плат, пайка и герметизация изделий радиоэлектронной аппаратуры; стоянки и ремонт автомобилей; пересыпка сыпучих материалов. Всего рассмотрено 62 примера с различными сочетаниями работы систем местной и общеобменной вентиляции, с очисткой выбросов в пылегазоулавливающих аппаратах и без нее.

В главе 4 описана методика проведения и пример выполнения инвентаризации источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для предприятия.

Приложения включают все необходимые исходные данные для расчета выбросов перечисленных видов производств, которые приняты по действующим отраслевым методикам.

Данное издание может вызвать много вопросов у специалистов и в области вентиляции, и в области экологии в связи со сложившимся традиционным подходом. Однако надеемся, что оно принесет пользу и более полно осветит проблему расчетов выделения и выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Артикул: 123
Количество страниц: 392
Цветность: ч/б
Формат: 70х108/16
Год выпуска: 2005
ISBN: 5-98267-011-1

Цена: 649.00 руб

В книге обобщаются многочисленные методики расчета выбросов по различным отраслям промышленности и транспорта, приведены 62 подробных примера расчета выделений и выбросов загрязняющих веществ, а также даются 54 приложения, которые содержат весь справочный нормативный материал и необходимые исходные данные по расчету промышленных выбросов.

Книга «Промышленные выбросы в атмосферу. Инженерные расчеты и инвентаризация» состоит из четырех глав. В первой главе приводятся краткие сведения по промышленной вентиляции, основные экологические термины и определения. Показано, что выделяющиеся от оборудования загрязняющие вещества распределяются при выбросе в атмосферу между системами местной и общеобменной вентиляции. Введен термин «коэффициент эффективности местного отсоса», что отсутствует в действующих нормативных методиках по расчету выбросов.

Существует более ста методик расчета выбросов по различным отраслям промышленности и транспорта. Расчетные формулы в них разрознены, не систематизированы, дублируются в различном виде.

Книга «Промышленные выбросы в атмосферу. Инженерные расчеты и инвентаризация» адресована инженерам-проектировщикам объектов промышленной вентиляции; инженерам, занимающимся проектированием экологической документации; инженерам-экологам промышленных предприятий, а также студентам всех инженерных специальностей строительного и политехнического профиля. Книга «Промышленные выбросы в атмосферу. Инженерные расчеты и инвентаризация» может служить учебным пособием и принесет несомненную пользу студентам специальности 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция» при изучении курсов «Промышленная вентиляция» и «Охрана воздушного бассейна».

Книга «Промышленные выбросы в атмосферу. Инженерные расчеты и инвентаризация» также предназначено для студентов-экологов специальностей:
- 280201 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов»;
- 280202 "Инженерная защита окружающей среды";
- 020801 "Экология";
- 020802 "Природопользование".

Купившие этот товар также покупают

Чтобы сузить результаты поисковой выдачи, можно уточнить запрос, указав поля, по которым производить поиск. Список полей представлен выше. Например:

Можно искать по нескольким полям одновременно:

Логически операторы

По умолчанию используется оператор AND .
Оператор AND означает, что документ должен соответствовать всем элементам в группе:

исследование разработка

Оператор OR означает, что документ должен соответствовать одному из значений в группе:

исследование OR разработка

Оператор NOT исключает документы, содержащие данный элемент:

исследование NOT разработка

Тип поиска

При написании запроса можно указывать способ, по которому фраза будет искаться. Поддерживается четыре метода: поиск с учетом морфологии, без морфологии, поиск префикса, поиск фразы.
По-умолчанию, поиск производится с учетом морфологии.
Для поиска без морфологии, перед словами в фразе достаточно поставить знак "доллар":

$ исследование $ развития

Для поиска префикса нужно поставить звездочку после запроса:

исследование*

Для поиска фразы нужно заключить запрос в двойные кавычки:

" исследование и разработка"

Поиск по синонимам

Для включения в результаты поиска синонимов слова нужно поставить решётку "# " перед словом или перед выражением в скобках.
В применении к одному слову для него будет найдено до трёх синонимов.
В применении к выражению в скобках к каждому слову будет добавлен синоним, если он был найден.
Не сочетается с поиском без морфологии, поиском по префиксу или поиском по фразе.

# исследование

Группировка

Для того, чтобы сгруппировать поисковые фразы нужно использовать скобки. Это позволяет управлять булевой логикой запроса.
Например, нужно составить запрос: найти документы у которых автор Иванов или Петров, и заглавие содержит слова исследование или разработка:

Приблизительный поиск слова

Для приблизительного поиска нужно поставить тильду "~ " в конце слова из фразы. Например:

бром~

При поиске будут найдены такие слова, как "бром", "ром", "пром" и т.д.
Можно дополнительно указать максимальное количество возможных правок: 0, 1 или 2. Например:

бром~1

По умолчанию допускается 2 правки.

Критерий близости

Для поиска по критерию близости, нужно поставить тильду "~ " в конце фразы. Например, для того, чтобы найти документы со словами исследование и разработка в пределах 2 слов, используйте следующий запрос:

" исследование разработка"~2

Релевантность выражений

Для изменения релевантности отдельных выражений в поиске используйте знак "^ " в конце выражения, после чего укажите уровень релевантности этого выражения по отношению к остальным.
Чем выше уровень, тем более релевантно данное выражение.
Например, в данном выражении слово "исследование" в четыре раза релевантнее слова "разработка":

исследование^4 разработка

По умолчанию, уровень равен 1. Допустимые значения - положительное вещественное число.

Поиск в интервале

Для указания интервала, в котором должно находиться значение какого-то поля, следует указать в скобках граничные значения, разделенные оператором TO .
Будет произведена лексикографическая сортировка.

Такой запрос вернёт результаты с автором, начиная от Иванова и заканчивая Петровым, но Иванов и Петров не будут включены в результат.
Для того, чтобы включить значение в интервал, используйте квадратные скобки. Для исключения значения используйте фигурные скобки.

Гликолевый рекуператор является, утилизирующим тепловую энергию устройством, посредством циркуляции незамерзающей жидкости (антифриза) в замкнутом контуре теплообменников.

В приборах этого типа используется этиленгликолевый теплоноситель или раствор пропиленгликоля в воде, в соотношении 30/50; 40/50 или 50/50. Этот раствор обладает высокими эксплуатационными характеристиками, а именно:

Не замерзает при минусовых температурах, что дает возможность использовать рекуператор даже в условиях с достаточно низкими температурными показателями.
Высокая теплоемкость раствора позволяет использовать устройство для максимальной утилизации тепловой энергии.

Конструктивные особенности

Данный прибор представляет собой два теплообменника (бойлера)соединенных между собой замкнутым контуром, с непрерывно циркулирующим в нем водно-гликолевым раствором. Благодаря замкнутому контуру исключается передача загрязнений и запахов от одного воздушного потока, второму. Вытяжной бойлер устанавливается в соответствующий вентиляционный канал, по которому проходит нагретый воздушный поток, а приточный монтируется в вентиляционных канал, по которым в помещение поступает холодный воздух.

Принцип действия

В этом разделе будет рассмотрен более подробно гликолевый рекуператор, принцип работы которого чем-то схож с работой обычного кондиционера. В зимний период один бойлер забирает из исходящего потока воздуха вытяжной вент системы тепловую энергию, и с помощью водно-гликолевого теплоносителя перемещает ее в приточный теплообменник. Именно во втором бойлере антифриз отдает накопленное тепло приточному воздуху, обогревая его. Летом, действие теплообменников этого устройства прямо противоположное, поэтому используя оборудование данного типа можно сэкономить не только на отоплении, но и на кондиционировании воздуха.

В холодное время года, бойлер, устанавливаемый в вытяжной вентиляционный канал, может подвергаться воздействию конденсата и как следствие – обледенению. Именно поэтому он оборудован емкостью с гидрозатвором для сбора и отвода конденсата. Кроме этого, для предотвращения попадания в воздушный поток влаги, за теплообменником обычно монтируют каплеуловитель. Для предотвращения загрязнения приточного теплообменника, в вентиляционный канал устанавливают фильтр грубой очистки воздуха.

На первый взгляд, устройство утилизации тепловой энергии посредством промежуточного теплоносителя выглядит достаточно просто: два теплообменника связанных между собой замкнутым контуром в который включен насос для перемещения водно-гликолевого раствора. На самом деле такая схема будет работать, но обеспечивать высокий КПД не будет. Для эффективной утилизации тепла в такой системе нужен грамотно спроектированный узел обвязки гликолевого рекуператора с наличием дополнительного оборудования.

Типовая схема узла обвязки устройств с промежуточным теплоносителем.

Важно!
Правильно смонтированная обвязка замкнутого контура с теплоносителем позволяет не только значительно повысить КПД гликолевого рекуператора, но и предотвратить его обмерзание в зимний период.

На этом рисунке представлена универсальная схема обвязки гликолевого рекуператора, подходящая для большинства устройств.

А так она выглядит в смонтированном состоянии.

Сфера применения

Гликолевые рекуператоры применяются:

В двухконтурных системах вентиляции.
На предприятиях, где не перемешивание воздушных потоков является приоритетным.
В вентиляционных системах по которым могут транспортироваться взрывоопасные газы.

Наиболее часто используют данное оборудование на предприятиях, в которых необходимо поддерживать различную температуру в помещениях. Кроме того, использование гликолевого рекуператора позволяет объединить две вентиляционные системы в единое целое, при этом не давая возможности соприкасаться воздушным потокам. Окупаемость таких устройств зависимости от региона, с определенными температурными показателями и интенсивности использования устройства.

Расчет энергоэффективности устройства данного типа

Для эффективной работы и максимального теплосбережения, как правило, требуется индивидуальный расчет такого оборудования, которым занимаются специализированные компании. Можно рассчитать тепловой КПД и энергоэффективность такого рекуператора самостоятельно, используя методику расчета гликолевых рекуператоров. Для расчета теплового КПД необходимо знать затраты энергии на нагрев или охлаждение приточного воздуха, которые рассчитываются по формуле:

Q = 0,335 х L х (tкон. – tнач.),

L расход водуха.
t нач. (температура входа воздуха в рекуператоре)
tкон. (температура вытяжного воздуха из помещения)
0, 335 это коэффициент, взятый из справочника Климатологии для конкретного региона.

Для расчета энергоэффективности рекуператора используют формулу:

где:
Q– энергетические затраты на нагрев или охлаждение воздушного потока,
n – заявленный производителем КПД рекуператора.

Достоинства и недостатки

Несмотря на достаточно низкие показатели тепловой эффективности данных приборов, они до сих пор достаточно востребованы и используются для монтажа в функционирующие вентиляционной системы с серьезным «разбросом» по производительности.

Кроме того:

На один теплообменник можно направить несколько приточных или вытяжных воздушных потоков.
Расстояние между теплообменниками может достигать более 500 м.
Такую систему можно использовать в зимний период, так как теплоноситель не замерзает.
Не смешиваются воздушные потоки из вытяжного и приточного канала.

Из недостатков можно отметить:

Достаточно низкую энергоэффективность (тепловой КПД), которая варьируется от 20 до 50 %.
Серьезные затраты на электроэнергию, которая необходима для работы насоса.
Обвязка рекуператора насчитывает большое количество контрольно-измерительных устройств и запорной арматуры, которая требует периодического технического обслуживания.

Совет:
Грамотный расчет теплообменников гликолевого рекуператора, позволит вам значительно повысить энергоэффективность устройства. Несмотря на обилие методик для самостоятельного расчета, лучше всего, если этим будут заниматься профессионалы.

Гликолевый теплообменник - это устройство с помощью которого передается тепло или холод из одной области в другую тепло или хладоносителем в котором выступает гликоль. Гликолевые теплообменники используют в той среде где есть возможность их заморозки и последующего выходя из строя. Их используют в чиллерах и фанкойлах, а так же приточных установках вентиялции. Температура начала кристализации при замерзании гликоля зависит от того в каких пропорциях он был разведен с водой чем больше процент гликоля в воде тем ниже его рабочая температура. Вязкость гликоля в 2-3 раза сильнее чем у воды поэтому и смесительный узел и вся запорная арматура расситываются исходя из характеристик вязкости и увеличенному сопротивлению движения жидкости и циркуляционного насоса мощнее по параметрам на 60% по напору и 10% по производительности.

Типы гликолевых теплообменников зависят от того на каком гликоле они будут работать так как у каждого гликоля и % их в воде зависит и такие параметры как габариты и рядность теплообменника, чем необходимо больше снять тепла с поверхности тем больше необходима площадь теплоотдачи а это в свою очередь сказывается на габаритах и рядности однорядный и двухрядные теплообменники их как пыли на рынке и много есть стандартных размеров, в целом стандартные есть и трехрядные и четырехрядные. Если пройтись по нестандартной линейке то это уже будут пятирядные, шестирядные, семирядные, восьмирядные гораздо реже вы сможете встретить девятирядные и десятирядные а еще реже одинадцатирядные и двенадцатирядные и из них наверное 2% займут тринадцатирядные и четырнадцатирядные. Чтобы избежать большого сопротивления на ламелях и необходимости увеличения мощности вентилятора заказывайте теплообменник на гликоле меньшим количеством рядов но с большей площадью живого сечения. Основные применимые для теплообменников виды гликоля это этиленгликоль C2H6O2 и пропиленгликоль C3H8O2.

Качество гликолевого теплообменника зависит от того какие материалы использовали при его сборке самые распространенные из них это биметаллические где в качестве двух металлов используют медь и алюминий и называют их соответственно медно-алюминиевыми фреоновыми теплообменниками. Так же есть и стальные, оцинкованные и нержавеющие специального назначения.

Стандартные размеры канальных гликолевых теплообменников это:

400 200 (40 20); 500 250 (50 25); 500 300 (50 30); 600 350 (60 35); 700 400 (70 40); 800 500 (80 50); 900 500 (90 50); 1000 500 (100 50);

Производство гликолевого теплообменника это ответственная задача так как многие из них могут работать под большим давлением но в среднем это от 2 до 9 атмосфер. На всех этапах от нарезки пластин и трубок до пайки, сборки и дорнования все тестируется и проверяется на прочность а затем к теплообменнику присваивается номер по которому можно определить партию.

Гарантии на гликолевый теплообменник начинают действовать после того как его приобрел покупатель и в среднем составляет срок от 1,5 года.

Цена гликолевого теплообменника зависит от того будут его покупать оптом для магазина или розницу для конечного потребителя. Все стандартные и нестандартные модели вы можете посмотреть в наших прайсах и каталогах.

Расчет гликолевого теплообменника производиться на сайте в онлайн, а так же с помощью программ но в программах работают уже наши инженеры.