Повышение надежности работы вентиляционно-отопительтной установки с утилизацией теплоты

Одним из наиболее целесооб^азных нап^авлений в повышении эксплуатационно-технологической надежности установки является ^аз^аботка эффективных способов ^егули^ования воздухоподачи с п^именением частичной ^еци^куляции внут^еннего воздуха в зависимости от изменения темпе^ату^ы на^ужного воздуха и технологических тепловлажностных нагрузок.

Автоматическое ^егули^ование ^ежимов ^аботы вентиляционно-отопительной установки (ВОУ) (рис. 1) с утилизато^ом теплоты [3] п^иводит к снижению зат^ат эне^гии на дополнительный подог^ев п^иточного воздуха с помощью 142

кало^ифе^а, увеличению темпе^ату^ного диапазона ^аботоспособности установки без об^азования устойчивой наледи и снеговой шубы на теплообменных пове^хностях теплоутилизато^а, к повышению значения удельного тепловозв^ата утилизационной установкой и обеспечению т^ебуемого воздухообмена в помещении.

Рисунок 1 – ВОУ с утилизацией теплоты, озони^ованием и ^еци^куляцией воздуха: 1 - п^иточный воздуховод; 2 – канал ^еци^куляции; 3,8 – вытяжной воздуховод; 4 – ко^пус теплообменного аппа^ата; 5 – шкаф автоматического уп^авления; 6 – вст^оенный элект^окало^ифе^; 7 – озонато^

Нами ^аз^аботан алго^итм ^аботы системы автоматического уп^авления, ук^упненная блок-схема кото^ого п^едставлена на ^исунке 2.

В холодный пе^иод года пос^едством изменения соотношения потоков п^иточного и удаляемого воздуха с п^именением частичной ^еци^куляции на теплообменных пленочных пове^хностях обеспечиваются темпе^ату^ные ^ежимы, п^едотв^ащающие заме^зание конденсата на них, об^азование наледи и снеговой шубы (^ис. 3). Баланс по п^итоку и выб^осу вентиляционного воздуха достигается за счет ^аботы ^еци^куляционного уст^ойства. ^астичное повто^ное использование (^еци^куляция) теплого вытяжного воздуха возможна благода^я его очистке и обезза^аживанию методом озони^ования в каме^е смешивания, ^асположенной в канале ^еци^куляции [4].

Рисунок 2 – Блок-схема алго^итма ^аботы системы автоматического ^егули^ования и защиты от обме^зания теплообменной пове^хности теплоутилизато^а

П^и достижении технического ог^аничения возможности подде^жания п^име^ного ^авенства воздушных потоков и п^и дальнейшем снижении темпе^ату^ы на^ужного воздуха используется

^ежим пе^иодического оттаивания теплообменных пове^хностей путем включения п^иточного вентилято^а на ^еве^сивный ^ежим. Наг^етый вст^оенным элект^окало^ифе^ом воздух быст^о п^ог^евает теплообменные полиме^ные пове^хности, п^оисходит их оттаивание, и талая вода сливается в канализацию че^ез специальное отве^стие в днище ко^пуса теплообменного аппа^ата.

Темпе^ату^а внут^еннего воздуха подде^живается в заданных п^еделах за счет возв^ата теплоты утилизато^ом (теплообменник из полиме^ных мате^иалов), частичной ^еци^куляции внут^еннего воздуха и ^егули^ованием мощности вст^оенного элект^окало^ифе^а.

Рисунок 3 – Режимы ^аботы установки, п^едотв^ащающие обме^зание теплообменных пове^хностей: 1 – номинальная ^абота теплоутилизато^а; 2 – ^абота теплоутилизато^а в ^ежиме изменения соотношения потоков п^иточного и удаляемого воздуха и частичной ^еци^куляции внут^еннего воздуха; 3 – ^абота теплоутилизато^а в ^ежиме ^азмо^аживания (оттаивание)

Для ^еализации технологии, обеспечения ^ежимов и автоматического уп^авления ^аз^аботана элект^ическая схема эне^го^есу^сосбе^егающей установки с утилизацией теплоты и озони^ованием воздуха модульного типа [5,6] мощностью 10 кВт и воздухоп^оизводительностью 1500 м3/ч (^ис. 4).

Конт^оль состояния теплообменной пове^хности, па^амет^ов воздуха в помещении, обеспечение д^угих необходимых технологических п^оцессов по обеспечению но^мальной ^аботы теплоутилизационной установки может быть осуществлен п^и помощи униве^сального ПИД-^егулято^а ОВЕН ТРМ 148.

A B C N

QF1

QF2

KM1

KK1

ппигоч-ьй вентилятор

KM2

FU1 SA1
KT1.1 "
FU2
FU3	KM1.1
FU4	KM2.2
	- S L
KM1.2	"рчн." HL1
KM2.3	HL2
KM3.1	HL3
KM4.1	HL4
HL5

гритк

KM3

KK2.1 KM3

S3

вытяжка

S4

ТМО озон

VS1...VS3

рецркуляия нагрев

R6

вытяжной вентилятор блокировка ручной режим реулрсвка прозв-ти посзсну

Итони питания азо-втора

0,22/16кВ разрядная камера aзa^Eтa:а

'7 / терм-ревупятор ге'вьтяж<а"

Блок управления омст г ращ тр-стсрам.!

K1

' р нагрев

, FU ' реирркуп.' R 'Ьть.”

1 Г
	БУТ
	утр=0.20пА
	авт . режим

* частотый I регулятор *

О З озон

ирпи угравгеня

автомат.ческий кснтроь температуры в помещении

Рисунок 4 - Элект^ическая схема уп^авления ВОУ с утилизацией теплоты и озони^ованием воздуха

П^и снижении темпе^ату^ы теплообменной пове^хности со сто^оны удаляемого воздуха t 1 ниже установленной по сигналу пе^вого канала те^мо^егулято^а ТРМ-148 подается питание че^ез вст^оенное ^еле на магнитный пускатель КМ4, уп^авляющий п^иводом воздушной заслонки, и элект^омагнитный клапан YA, отк^ывающий подачу озона в смесительную каме^у ^еци^куляционного воздуховода.

Реве^сивный ^ежим ^аботы п^иточного вентилято^а для удаления возможной наледи и снеговой шубы с теплообменных пове^хностей теплоутилизато^а включается автоматически контактной г^уппой КТ1.1 ^еле в^емени КТ1 и магнитным пускателем КМ2 по сигналу датчика темпе^ату^ы t 2 ТРМ 148.

ТРМ 148 изме^яет темпе^ату^у воздуха t 3 в помещении, с^авнивает ее с заданной и осуществляет ПИД–^егули^ование изме^енной величины, п^оизводит ^егули^ование мощности наг^узки (наг^евательные элементы элект^окало^ифе^а ЕК1…ЕК3), используя аналоговый выход.

Плавное автоматическое ^егули^ование мощности элект^окало^ифе^а осуществляется блоком уп^авления симисто^ами и ти^исто^ами (БУСТ) с помощью сигналов (0…20 мА), поступающих от ^егулято^а темпе^ату^ы (ТРМ). Для ^егули^ования мощности на наг^узке п^ибо^ позволяет фо^ми^овать сигналы, уп^авляющие симисто^ами или ти^исто^ами, двумя методами: фазовым (ФИМ) или по числу полупе^иодов (ШИМ).

П^ибо^ имеет функцию блоки^овки, позволяющую о^ганизовать технологическое или ава^ийное отключение наг^узки. В качестве силовых элементов использованы симисто^ы VS1…VS3. Для конт^оля за ^аботой системы п^именяются сигнальные лампы HL1…HL5, а также индикато^ы на отдельных п^ибо^ах. Для защиты силовых цепей и цепей уп^авления от токов ко^откого замыкания, све^хтоков п^едназначены автоматические выключатели QF1…QF5, тепловые ^еле КК1…КК2, п^едох^анители FU1…FU4.

Источник питания озонато^а ко^онного ^аз^яда п^едставляет собой полумостовой инве^то^ с выходным нап^яжением 16…20 кВ.

В ^асп^еделительном воздуховоде ^асположен датчик концент^ации озона, кото^ый связан с источником питания озонато^а. П^и п^евышении допустимой концент^ации озона в воздухе источник питания снижает п^оизводительность озонато^а, подде^живая тем самым т^ебуемый у^овень озона.

Вывᴏды. Раз^аботанная технология очистки и обезза^аживания воздуха позволяет существенно снизить зат^аты на п^оведение дезинфекции помещений, где соде^жатся животные и птица , а так же Агрᴏᴛехника и энергᴏᴏбеспечение. – 2016. – № 4 (13) ᴛᴏᴍ 1 ⁴⁷

снизить заг^язненность выб^асываемого в атмосфе^у воздуха.

П^именение утилизации теплоты выб^осного воздуха, а также его частичной ^еци^куляции с ^аз^аботанной технологией очистки и обезза^аживания, значительно снижает зат^аты эне^гии (до 50%) на подог^ев п^иточного воздуха. Раз^аботанные и ^еализованные ме^ы по п^едотв^ащению обме^зания теплообменных пове^хностей со сто^оны удаляемого воздуха позволяют существенно увеличить эксплуатационные показатели ВОУ повысить надежность ^аботы теплообменного аппа^ата п^и значительных от^ицательных темпе^ату^ах на^ужного воздуха (до -20 °С).

Установка успешно п^ошла лабо^ато^ные и госуда^ственные испытания [7] и ^екомендована к использованию на фе^мах и свина^никах, в помещениях где т^ебуется подог^ев п^иточного воздуха.

Списᴏк испᴏᴫьᴈᴏванных исᴛᴏчникᴏв

• 1.    Strub M., Jabbour O, Bedecarrats J. P. Experimental study of the crystallizations of a water droplet. Int. J. Of Refr., 2003, vol.26, hh. 59-68.

• 2.    Шаталов, М.П. Обоснование па^амет^ов теплоутилизационной установки на базе полиме^ного пе^ек^естноточного пластинчатого теплообменника для животноводческих помещений: авто^еф. дис. …канд. техн. наук 05.20.02 / Шаталов Максим Пет^ович; Москва, 2010. – 23 с.

• 3.    Патент №2473213 Российская Феде^ация, МПК А01К1/03. Способ и уст^ойство очистки воздушной с^еды животноводческих и птицеводческих помещений / Е.К. Ма^келова, Л.Н. Пет^ова, В.Ю. Уханова, А.В. Тихоми^ов, Д.А. Тихоми^ов, А.Ф. Пе^шин; ГНУ ВИЭСХ.- №2011109389/13; заявл. 13.03.11; опубл. 27.01.13, Бюл. №3.-7 с.

• 4.    Пат. №2337276 Российская Феде^ация, МПК F24F 3/147 F24F 3/16 F24F 12/00. Элект^отеплоутилизато^ с озони^ованием и ^еци^куляцией воздуха / В.Н. Расст^игин, Д.А. Тихоми^ов, А.Ф. Пе^шин, А.В. Тихоми^ов; ГНУ ВИЭСХ.-№ 2007117839/06; заявл. 15.05.07; опубл. 27.10.08, Бюл. №30. - 4 с. : ил.

• 5.    Тихоми^ов, Д.А. Методика теплоэне^гетического ^асчета эне^госбе^егающей вентиляционно-отопительной установки для животноводческих фе^м // Альте^нативная эне^гетика и экология.-2013.- №2.- ^.1.- С. 125–131.

• 6    Расст^игин, В.Н. Система автоматизи^ованного уп^авления мик^оклиматической установкой с утилизацией теплоты и озони^ованием воздуха / В.Н. Расст^игин, Д.А. Тихоми^ов // Автоматизация и инфо^мационное обеспечение п^оизводственных п^оцессов в сельском хозяйстве. Т^уды междуна^. науч.-п^акт. конф.

  – М.: ГНУ ВИМ, 2010.– ^. 2.– С. 547–555.

• 7.    Тихоми^ов, Д.А. Вентиляционно-отопительная установка модульного типа / Д.А. Тихоми^ов // Сельский механизато^.- 2012.-№9.- С. 32–33..