Кейс: воздушное отопление совмещенное с приточной вентиляцией для производственного цеха
Время и местоположение
Тульская область, август-сентябрь 2024 г.
Объект
Заготовительный цех
Задача
Перевооружение систем воздушного отопления, в том числе:
- Разработка технического задания;
- Аэродинамический расчет и анализ действующих систем воздушного отопления с указанием основных ошибок и замечаний;
- Выезд на объект и обмерные работы;
- Разработка новых систем воздушного отопления;
- Расчет и выбор воздухораспределительных устройств;
- Аэродинамический расчет перепроектируемых систем;
- Подбор основного и вспомогательного оборудования;
- Расчет предварительной балансировки систем;
- Изготовление чертежей.
А также поставка оборудования и пуско-наладочные работы.
Комментарий
Необходимость в перевооружении систем воздушного отопления цеха появились из-за выхода из строя существующего теплового оборудования (воздухонагревателей). В ходе обсуждения замены основного оборудования на новое, было предложено выполнение аэродинамического расчета систем.
Описание выполненных работ
На подготовительном этапе было разработано и согласовано техническое задание, в котором описывались основные требования к новому оборудованию, определены зоны размещения и выданы исходные данные для проверочного аэродинамического расчета.
После проведения аэродинамического расчета было обнаружено существенное несоответствие расчетной производительности воздухонагревателей сечениям существующих систем воздушного отопления. При таком режиме работы системы производительность вентиляторов существенно падает, что приводит к аварийному состоянию работы основного оборудования (перегреву поверхностей теплообмена) и сокращению его срока службы. Также были выявлены и другие недочеты систем отопления цеха, которые приводили к неэффективному использованию тепла, в том числе:
- Отсутствие балансировочной арматуры. Было невозможно настроить систему на равномерный прогрев всего объема помещения. В результате происходил перегрев зон вблизи воздухонагревателей, в то время как отдаленные участки цеха оставались холодными
- Некорректный подбор воздухораспределительных устройств. Так, в существовавших в цехе системах отопления, в магистрали были сделаны прорези, размер (ширина) и количество которых не соответствовал оптимальной схеме воздухораспределения. Из-за этого вблизи установки скорость выходящего воздуха была гораздо выше, чем скорость выхода воздуха на крайних участках систем.
По результатам расчетов и анализа полученных данных заказчику мы рекомендовали перепроектировать существующие системы воздушного отопления.
Был разработан новый проект систем воздушного отопления. Кроме собственно отопления, новая система позволяет организовать приток свежего воздуха с улицы и регулировать его долю в потоке.
По нашему проекту системы предусматривают работу в двух режимах:
- Первый режим: Системы отопления работают на частичную рециркуляцию воздуха. За счет смонтированных приточных клапанов создается требуемый подмес свежего воздуха.
- Второй режим: Системы отопления работают на полную рециркуляцию воздуха (расчетный режим холодного периода года).
При проектировании учтена работа существующих общеобменных и местных вытяжных систем (отсосов от оборудования).
Разработаны схемы и спецификации, а также комплект рабочих чертежей. Так как особенности объекта позволяли, полная отрисовка архитектуры, для ускорения работы, не проводилась.
Подобрано и поставлено необходимое для реализации проекта оборудование: воздухораспределительные решетки, балансировочная арматура, модульные воздухонагреватели уличного исполнения ВТР-200 (2 шт.), укомплектованные газовыми горелками Garant.
Проект разрабатывался с использованием BIM технологий.
Подробнее ознакомится с принятыми техническими решениями можно по фрагментам проекта и видео-обзорам.
Видео-обзор проекта воздушного отопления цеха до перепроектирования
Фото объекта до перепроектирования
Встроенные помещения цеха
Конструкции внутри цеха
Существующая вытяжная система цеха
Ввод магистрали существующей (старой) системы воздушного отопления
Прорези в магистралях существующей (старой) системы отопления
Фото объекта после перепроектирования
Теплогенератор ВТР-200, смонтированный снаружи цеха
Теплогенератор ВТР-200 уличного исполнения
Опуски с воздухораспределительными устройствами новой системы воздушного отопления
Горелка Garant, установленная в воздухонагреватель ВТР-200
Фрагменты проекта
Схема существующих систем воздушного отопления с отметками о демонтаже
Сводный план новых проектируемых систем отопления цеха
Система воздушного отопления цеха в разрезе
Система воздушного отопления с приточной вентиляцией цеха в разрезе
Схема воздушного отопления с приточной вентиляцией
Задание на предварительную балансировку системы воздушного отопления
Задание на монтаж дымоходов
Схема изоляции воздуховодов системы отопления
Автоматика
От заказчика было получено задание на автоматизацию, по которому наши специалисты предложили вариант реализации системы управления. Воздухонагреватель укомплектован рядом устройств для выполнения задуманной логики работы систем. В данном проекте применена простейшая логика работы, приводим некоторые основные моменты:
Система конструктивно изготовлена в силовом шкафу. В составе системы автоматизации присутствуют следующие устройства:
- Силовые выходы вентиляторов и внешние связи, которые вводятся в силовой и сигнальный шкафы через гермовводы.
- Управляющее многофункциональное устройство, которое устанавливается в щите и используется для контроля и регулирования
Описание работы автоматизации в режиме воздушного отопления:
Основными входными сигналами для работы установки служат сигналы с двух датчиков температуры:
- Датчика температуры приточного воздуха;
- Термостата помещения.
Дополнительно установки оснащаются датчиками температуры:
- Датчиком температуры на входе в вентилятор;
- Датчиком температуры теплообменника.
Они выполняют роль отслеживания пороговых значений, характеризующий перевод оборудования в режим «аварии».
Так, при запуске системы, имеется возможность настройки целого ряда отслеживаемых параметров и их зависимостей, по которым в итоге производиться управление системой:
- Поддерживаемая температура приточного воздуха;
- Поддерживаемая температура помещения;
- Поддерживаемая температура на входе в вентилятор.
При запуске воздухонагревателя щит управления подает команду на запуск горелки, после продувки теплообменника и розжига горелки агрегат переходит в режим прогрева топки. Далее, по достижению температуры теплообменника до порога, включается вентилятор. Установка переходит в рабочий режим.
В режиме «Отопление» после прогрева помещения происходит выключение горелки, а после охлаждения топки выключается вентилятор. Повторное включение горелки и вентилятора осуществляется по сигналу датчика температуры приточного воздуха. В режиме «Вентиляция» по сигналу датчика температуры помещения отключается только горелка, вентилятор работает непрерывно.
Поддержание температуры воздуха внутри помещения осуществляется по сигналам датчика температуры притока и термостата помещения. При превышении температуры приточного воздуха, устройство подает команду на отключение горелки. По мере охлаждения теплообменника температура приточного воздуха в канале падает. При падении температуры до значения температурной уставки (заданной температуры) с учетом гистерезиса горелка вновь включается.
При достижении температуры выше заданной на комнатном термостате, подаётся сигнал на контроллер и уменьшается на заданную величину. (При работе двухступенчатой горелки для розжига используется первая ступень, после чего включается вторая ступень горелки. Для поддержания заданной температуры, переключение второй ступени горелки происходит по принципу гистерезиса.)
Итог
Система воздушного отопления цеха с приточной вентиляцией реализована по проекту, эксплуатируется без нареканий.
Про нас
Мы занимаемся проектированием, тепловыми расчетами и поставкой оборудования более 12 лет. Огромный опыт, а также профильное образование наших инженеров вкупе с постоянным повышением квалификации позволяет успешно работать с самыми специфичными объектами.
Мы используем проверенные системы расчета и подбора техники. Устройства подбираются индивидуально под каждый объект в зависимости от технических условий и пожеланий заказчика. Для поставки доступно современное оборудование, отвечающее высоким стандартам качества и безопасности.
Основы нашего подхода к работе:
- Рациональность. Если вы не знаете, какой агрегат будет экономичнее и эффективнее в долгосрочной перспективе, мы учтем все факторы, влияющие на это — специфику производства, географическое расположение, доступность тех или иных видов топлива для конкретного объекта и его расход, изнашиваемость оборудования — и исходя из этих данных посоветуем наиболее разумный вариант
- Честность. Мы честно говорим, если то или иное оборудование не подходит под ваши задачи или если есть более рациональный вариант. Мы не руководствуемся принципом “лишь бы продать”. О минусах и нюансах техники, если такие присутствуют, предупреждаем.
- Ответственность. Для подбора мы делаем точные расчеты, за которые отвечаем. Если для точного расчета по какой-то причине недостаточно данных — предупреждаем заказчика и подбираем агрегат так, чтоб его мощности хватало с запасом.