Система подачи воздуха в двигатель: запчасти и детали
Для эффективной работы двигателя в цилиндрах сжигается не просто топливо, а топливно-воздушная смесь. Забор воздуха осуществляется при помощи определенных механизмов и деталей, которые являются частью впускной системы мотора или как еще называют системой подачи воздуха.
В основном состоит данная система из таких деталей: воздухозаборник, воздушный фильтр, дроссельная заслонка, впускной коллектор, а также дополнительно может присутствовать турбокомпрессор.
Подобрать запчасти в каталоге «Система подачи воздуха»
Подача воздуха на бензиновых двигателях
Принципом подачи воздуха на инжекторных бензиновых моторах является взаимодействие таких элементов, как воздухозаборник, воздушный фильтр, ресивер, а также впускной и дроссельный патрубки.
Через воздухозаборник атмосферный воздух проникает в двигатель, очищаясь при помощи воздушного фильтра. Ресивер совместно с дроссельным патрубком отвечают за поступление воздуха в нужном объеме.
Подача воздуха на дизельных моторах
Чтобы процесс подачи воздуха на дизельных авто был успешным, силовой агрегат дополнительно оснащается турбокомпрессором. Подобная система предполагает поступление воздуха через воздуховод, очищение его воздушным фильтром, прохождение по турбине и охлаждение в радиаторе, после чего он под давлением попадает в камеру сгорания.
Типовые проблемы и неисправности впускной системы двигателя
Важно приобретать и устанавливать качественные воздушные фильтры, так как это напрямую влияет на качество всасываемого воздуха и, следовательно, на долговечность элементов двигателя. За снижение мощности и срока службы двигателя отвечают такие факторы, ка:
- Неработоспособное состояние турбонаддува
- Неправильная эксплуатация турбин
- Разгерметизация системы подачи воздуха
- Повреждения патрубков
- Трещины на корпусе воздушного фильтра, несвоевременная его замена
В итоге воздух поступает в мотор неочищенный, топливно-воздушная смесь оказывается неподходящего качества и объема, появляется задымление двигателя. В этом случае проводится диагностика, ремонт или замена неисправных комплектующих.
Конструкция системы впуска, способы увеличения подачи воздуха
Воздух – крайне необходимый элемент для образования рабочей смеси. Многое зависит от атмосферного давления, количества воздуха, его чистоты. Немаловажна и геометрия движения впускного воздуха, от чего зависит стабильность работы двигателя, а также его КПД.
Конструкция впускной системы двигателя
Простейшая система впуска инжекторного двигателя состоит из следующих деталей:
- резонатор (воздухозаборник),
- корпус воздушного фильтра с фильтром,
- резиновая гофра от корпуса фильтра до дроссельной заслонки,
- ДМРВ или датчик абсолютного давления и датчик температуры воздуха,
- дроссельная заслонка с регулятором холостого хода (РХХ) и датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ),
- впускной коллектор (ресивер).
Обзор элементов системы впуска двигателя
Резонатор
Представляет собой пластиковый воздухозаборник, который, как правило, установлен под фарами возле радиаторов. Патрубок устанавливается по ходу движения автомобиля, чтобы захватывался поток воздуха.
Конструкция воздухозаборника осуществлена таким образом, чтобы избежать попадания воды в цилиндры.
Корпус воздушного фильтра
Пластиковый короб, в котором устанавливается фильтр. Корпус максимально герметичен, обычно имеет отстойник для мусора.
Фильтр расположен во всей площади корпуса, в составе которого целлюлозная бумага с прорезиненными краями. Рассчитан фильтр таким образом, чтобы обеспечить необходимое сопротивление.
Дроссельный патрубок
Обычно представляет собой гофрированный патрубок. В гофре имеется отдельный патрубок, через который во впускной коллектор попадают картерные газы. К патрубку присоединяется ДМРВ, крепится хомутами с двух сторон во избежание подсоса неучтенного воздуха.
ДМРВ
Датчик имеет в своей основе платиновую проволоку и никелевую сетку в качестве чувствительного элемента. Работа датчика заключается в подсчете впускаемого воздуха, а полученная информация уже передается на электронный блок управления.
Получив данные от датчика массового расхода воздуха, блок управления уже знает, в каком количестве подать топливо.
Дроссельная заслонка
Дроссельная заслонка нужна для дозирования впускаемого воздуха, непосредственно влияющее на количество впрыскиваемого топлива.
За положением открытия заслонки отвечает электронный потенциометр ДПДЗ (датчик положения дроссельной заслонки). В зависимости от открытия заслонки корректируется количество подачи топлива.
Устанавливаемый либо на дросселе, либо на коллекторе, регулятор холостого хода (РХХ), отвечает за поток воздуха в обход закрытого дросселя в режиме холостого хода.
Впускной коллектор
Впускной коллектор равномерно распределяет воздух по цилиндрам, создавая необходимую геометрию потока, а также играет роль в смесеобразовании.
Может быть пластиковым или железным. У современных двигателей ресивер с изменяемой геометрией потока воздуха, а за геометрию отвечают двигающиеся шторки.
Доступные методы увеличения подачи воздуха
От количества попадающего воздуха зависит мощность двигателя. Установка турбины – метод радикальный, однако существуют более простые и дешевые способы:
Установка воздушного фильтра нулевого сопротивления
К данному способу относятся скептически, но эффективность ФНС доказана. Оправдана установка подобного фильтра только в случае комплексного тюнинга, но и без того прибавляет скромных 1-3% мощности за счет снижения сопротивления, а значит, увеличения объема воздуха в камере сгорания.
Холодный впуск
Существуют готовые комплекты холодного впуска. Не на всех автомобилях воздухозаборник способен забирать холодный воздух, температура подкапотного пространства не позволяет.
Конструкция холодного впуска дает возможность попадать в коллектор холодному воздуху, а значит в цилиндры попадает больше воздуха – горение смеси будет более эффективно.
Установка впускного коллектора с иной геометрией
Для автомобилей ВАЗ предусмотрены коллектора под разные потребности: с короткими каналами — мотор будет «верховым», с длинными каналами обеспечить достаточный крутящий момент с холостых до средних оборотов.
Резюме
Вышеуказанные операции по изменению количества впускаемого в систему воздуха, а также геометрии его движения, приводят к незначительному увеличению мощности. Для обеспечения стабильной работы впускной системы требуется ежегодная промывка дросселя и датчиков, а также сокращенный срок замены воздушного фильтра.
Приборы системы подачи воздуха, горючей смеси и выпуска отработавших газов
Значительное время года тракторы и автомобили эксплуатируются в условиях запылённого воздуха, которые имеют прямую зависимость не только от метеорологических и климатических условий, но также и от состояния и типа дороги, интенсивности и скорости и движения транспорта, конструкции ходовой части машин и прочего. Как правило, основные детали ДВС, а именно цилиндропоршневая группа, изнашиваются вследствие попадания частиц пыли вместе с воздухом в цилиндры двигателя, что является причиной абразивного износа.
Воздушный фильтр либо воздухоочиститель предназначен для задержки в воздушном потоке (перед карбюратором) частиц пыли. Помимо очистки воздуха воздухоочиститель также снижает шум воздушного потока непосредственно на впуске в ДВС. Исправный воздушный фильтр задерживает порядка 95% пыли, но вместе с тем он создаёт проходящему воздуху сопротивление, за счёт чего снижается мощность ДВС. Мощностные потери двигателя компенсируются за счёт уменьшения износа цилиндропоршневой группы.
Широкое распространение на карбюраторных (автомобильных) ДВС получили два типа воздухоочистителей:
1) – инерционно-масляные воздухоочистители;
2) – сухие воздухоочистители, оснащённые бумажным фильтрующим элементом.
Впускные трубопроводы (2) [рис. 1] используются для подвода горючей смеси к цилиндрам ДВС от карбюратора. Как правило, они изготавливаются из алюминиевого сплава. В основе впускного трубопровода лежит сложная отливка, количество каналов которой равно количеству цилиндров ДВС. С целью лучшего наполнения цилиндров горючей смесью необходимо чтобы у впускных трубопроводов было минимальное сопротивление. Поэтому их каналы выполняются максимально возможного сечения, а переходы плавными.
Кликните левой кнопкой мыши для увеличенияРис. 1. Схема системы питания двигателя ЗИЛ-130.
1) – Воздухоочиститель;
2) – Впускной трубопровод;
3) – Топливопровод;
4) – Топливный бак;
5) – Фильтр-отстойник;
6) – Глушитель;
7) – Выпускной трубопровод;
8) – Фильтр тонкой очистки топлива;
9) – Карбюратор;
10) – Топливоподкачивающий насос;
11) – Паровоздушный клапан заливной горловины;
12) – Указатель уровня топлива;
13) – Поплавковый датчик уровня топлива;
14) – Фильтр топливного бака.
Устройство для подогрева рабочей смеси требуется из-за того, что не всё топливо поступает в цилиндры ДВС в виде паров либо в мелкораспылённом состоянии. Осаждающаяся в виде плёнки на стенках впускного трубопровода часть топлива поступает в цилиндры неравномерно, тем самым нарушая состав горючей смеси. Эффективно разрушать топливную плёнку позволяет подогрев впускного трубопровода, его средней части, за счёт горячей жидкости системы охлаждения либо отработавших газов. В первом случае для этого применяется камера жидкостного подогрева (ДВС автомобилей ЗИЛ-130 и ГАЗ-53А), которая соединена с жидкостной рубашкой системы охлаждения, а во втором – газовая (ДВС автомобиля «Волга» ГАЗ-24).
Для предотвращения ухудшения наполнения горючей смесью цилиндров и снижения мощности ДВС за счёт излишнего подогрева впускного трубопровода в условиях высоких температур окружающего воздуха предусмотрено регулирование интенсивности подогрева в газовых камерах посредством изменения объёма проходящих через камеру газов [рис. 2].
Рис. 2. Схема устройства подогрева горючей смеси ДВС ЗМЗ-24.А) – Впускной и выпускной трубопроводы;
Б) – Положение заслонки, соответствующее наименьшему подогреву смеси;
В) – Положение заслонки, соответствующее наибольшему подогреву смеси;
1) – Впускной трубопровод;
2) – Прилив для установки карбюратора;
3) – Отверстие для вакуумного усилителя тормозов;
4) – Прокладка;
5) – Выпускной трубопровод;
6) – Сектор регулировки подогрева;
7) – Стопорная шпилька и гайка;
8) – Заслонка.
Выпускные трубопроводы (7) [рис. 1] предназначены для отвода из цилиндров ДВС отработавших газов. Выпускные трубопроводы изготавливаются из чугуна.
Как правило, у рядных ДВС впускной и выпускной трубопроводы монтируются вместе с одной стороны двигателя. У V-образных двигателей обычно впускной трубопровод размещён между головками блока, а пара выпускных трубопроводов устанавливается с наружных сторон головок блока.
Глушитель (6) служит для снижения шума в процессе выпуска отработавших газов из ДВС. В его основе лежит корпус овальной либо цилиндрической формы (выполнен из жаропрочной стали), внутри которого размещена труба, имеющая большое количество отверстий, а также несколько поперечных перегородок. Глушитель действует за счёт расширения газов: газы выходят из внутренней трубы и попадают в корпус глушителя, где изменяют направление, проходят между перегородками и на выходе тормозятся. Глушители легковых автомобилей выполняются из пары элементов:
1) – предварительный глушитель;
2) – основной глушитель.
17*
Похожие материалы:
Система подачи вторичного воздуха (СВВ) – принцип работы, поиск и устранение неисправностей
ДЛЯ ЧЕГО ИСПОЛЬЗУЕТСЯ СИСТЕМА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ПОДАЧИ ВОЗДУХА?: ОСНОВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
При использовании этой системы значения выбросов HC и CO снижаются во время холодного пуска, когда каталитический нейтрализатор еще не активируется.
Для двигателей внутреннего сгорания с принудительным воспламенением, работающих по стехиометрическому принципу, скорость преобразования достигает более 90 процентов с помощью 3-ходовых каталитических нейтрализаторов. При холодном пуске в среднем генерируется до 80 % выбросов ездового цикла. Однако, поскольку каталитический нейтрализатор начинает эффективно работать только при температуре около 300–350°C, необходимо принимать другие эффективные меры для сокращения выбросов. Здесь мы расскажем о предназначении системы подачи вторичного воздуха.
При наличии достаточного количества остаточного кислорода в выхлопной системе и достаточно высокой температуры происходит вторичная реакция, вследствие которой HC и CO превращаются в CO2 и h3O.
Для обеспечения достаточного количества кислорода для реакции в фазе холодного пуска, когда смесь очень богата, в поток отработавших газов подается дополнительный воздух. В автомобилях, оборудованных трехкомпонентным катализатором и системой лямбда-регулирования, система подачи вторичного воздуха выключается примерно через 100 секунд. Под воздействием тепла, выделяемого во время вторичной реакции, быстро достигается рабочая температура каталитического нейтрализатора.
Вторичный воздух может подаваться активно или пассивно. В пассивной системе используются колебания давления в выхлопной системе. Под воздействием вакуума, создаваемого скоростью потока в выпускном трубопроводе, дополнительный воздух всасывается через импульсный клапан. В активной системе вторичный воздух нагнетается насосом. Эта система обеспечивает более оптимальный контроль.
УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ПОДАЧИ ВТОРИЧНОГО ВОЗДУХА: КОНСТРУКЦИЯ
Cистема подачи вторичного воздуха (2) · Technipedia · Motorservice
«Проверка на ощупь» на клапане вторичного воздуха в BMW 520i (выделено) Если на этой стороне есть отложения,то обратный клапан негерметичен и должен быть заменен. Проверка клапана вторичного воздуха с помощью ручного вакуумного насоса Открытый клапан вторичного воздуха слева: повреждения из-за конденсата отработавших газов, справа: в новом состоянии Жидкий конденсат отработавших газов из насоса вторичного воздуха Взгляд на вход насоса вторичного воздуха Агрессивный конденсат отработавших газов в приводном двигателе насоса вторичного воздуха
Cистема подачи вторичного воздуха и OBD
В европейской системе бортовой диагностики (EOBD) система подачи вторичного воздуха проверяется только относительно электрического присоединения, но не на её действие.
Электрическое присоединение контролируется на наличие короткого замыкания на массу, короткого замыкания на напряжение питания и на наличие разрыва.
В американской системе бортовой диагностики (OBD II) система подачи вторичного воздуха проверяется на её действие:
Для контроля насос вторичного воздуха подключается при прогретом двигателе один раз в течение ездового цикла. Вследствие этого лямбда-зонд регистрирует избыток кислорода. Сигнал зонда сверяется в приборе управления с заданными параметрами.
Возможные коды неисправностей OBD:
- P0410 функциональная нeисправность
- P0411 недостаточное количество
Открыто стоящий клапан вторичного воздуха может привести к тому, что сигнал лямбда-зонда будет ошибочно воспринят как «смесь слишком бедна». Это может привести к следующему сообщению об ошибке:
- Лямбда-зонд – предел регулирования достигнут
Рекомендации к поиску неисправности
Самыми частыми рекламациями в связи с системой подачи вторичного воздуха являются:
- насос вторичного воздуха производит шумы
- насос вторичного воздуха не функционирует
В большинстве случаев конденсат отработавших газов попадает через неисправный обратный клапан или дефектное управление клапана вторичного воздуха в насос вторичного воздуха и повреждает его. Практика показывает, что при ремонте часто заменяется только насос вторичного воздуха. По этой причине уже по прошествии короткого периода времени часто снова поступают рекламации.
Выход из строя только одного элемента конструкции в системе подачи вторичного воздуха может привести к повреждениям других компонентов. Поэтому в случае неполадки все компоненты должны быть всегда проверены.
Проверка: насос вторичного воздуха
При холодном двигателе насос вторичного воздуха должен макс. через 90 секунд после запуска двигателя слышимо прийти в действие. Для испытания по конструктивному типу при прогретом двигателе штекер насоса вторичного воздуха можно вытянуть и питать от напряжения бортовой цепи.
Указание:
Насос вторичного воздуха не предназначен для непрерывной эксплуатации, т.е. не давать ему работать более 90 секунд!
- Если насос вторичного воздуха не функционирует или работает, но при этом производит скребущие, свистящие или царапающие звуки, то он должен быть заменен.
- Проверьте в этом случае также и другие компоненты насоса вторичного воздуха.
- Проверьте фильтр для очистки воздуха двигателя на наличие загрязнения. Если впуск вторичного воздуха происходит не из всасывающего тракта, а непосредственно из подкапотного пространства, то перед насосом вторичного воздуха находится отдельный фильтр для очистки воздуха, который может быть засорен.
Проверка: клапан вторичного воздуха
Действие управляемого вакуумом клапана вторичного воздуха можно проверить в демонтированном состоянии с помощью ручного вакуумного насоса:
- Если клапан вторичного воздуха не открывает, когда появляется пониженное давление, то его нужно заменить.
- Если клапан вторичного воздуха открывает, когда появляется пониженное давление, то нужно проверить настраивающий магнитный клапан (электрический переключающий клапан) и вакуумные шланги.
- Если вакуум, созданный с помощью ручного вакуумного насоса, уменьшается, то тогда неплотна мембрана клапана вторичного воздуха.
- Отложения со стороны насоса вторичного воздуха (проверка на ощупь, см. помещённое рядом изображение) указывают на неплотный обратный клапан.
- Для проверки отделить соединительный шланг между насосом вторичного воздуха и клапаном втори чного воздуха.
В этом случае насос вторичного воздуха мог уже получить повреждение: насос вторичного воздуха проверить и при необходимости заменить.
Открытый клапан вторичного воздуха слева: повреждения из-за конденсата отработавших газов, справа: в новом состоянии Проверка клапана вторичного воздуха с помощью ручного вакуумного насоса «Проверка на ощупь» на клапане вторичного воздуха в BMW 520i (выделено) Если на этой стороне есть отложения,то обратный клапан негерметичен и должен быть заменен.
Проверка: электрический переключающий клапан
Подверженный коррозии электрический переключающий клапан (открыт)Электрический переключающий клапан на время нагнетания дополнительного воздуха (фаза запуска двигателя в холодном состоянии) подпитывается. Подпитывается электрический переключающий клапан через проводку, без электрического тока проходимость через проводку прервана.
- Проходимость и плотность могут быть проверены с помощью ручного вакуумного насоса.
- Во время нагнетания дополнительного воздуха в штекерной колодке электрического переключающего клапана должно быть напряжение бортовой цепи, иначе обнаружатся электрические сбои, которые должны локализоваться с помощью принципиальной схемы электрооборудования.
Проверка: вакуумная система
- Неплотности могут привести к тому, что пониженное давление управления не достигается.
- С помощью манометра, например, в ручном вакуумном насосе, можно проверить пониженное давление управления («вакуум») в электрическом переключающем клапане и управляемом вакуумом клапане вторичного воздуха.
- Если пониженное давление управления не достигает минимум 390 мбар (соотв. абсолютное давление 610 мбар), то всю вакуумную систему нужно проверить на наличие герметичности, и повреждённая часть должна быть заменена.
Причиной неисправности могут быть:
- дефектные шланги (пористые, прокусы куницы)
- негерметичные присоединения в пневматических клапанах
- негерметичные обратные клапаны / вакуумные резервуары
- дефектные /пористые мембраны или прокладки на пневматических исполнительных элементах
- неплотность во впускной трубе
- дефектный вакуумный насос
Проверка: присоединение к выпускному коллектору
Дефектное уплотнение может привести к тому, что выхлопной газ слышимо выходит на соединительном фланце.
- Присоединение проверить на герметичность и, при необходимости, вновь уплотнить.
Виды двигателей и система подачи воздуха в двигатель | Деталюга
В современных авто применяют различные виды двигателей.
Рассмотрим более подробно.
Атмосферный двигатель
Это классика. Он достаточно актуален и сегодня по нескольким причинам:
Долговечность;
Легкость в обслуживании;
Неприхотлив к качеству топлива;
Надежность.
Конечно он не лишен недостатков.
Вот некоторые из них:
Низкая мощность мотора;
Громоздкое устройство.
В атмосферном двигателе отсутствуют дополнительные автоматические узлы, которые обеспечивают эффективное сгорание топлива. Он пропускает воздух при помощи пониженного давления в инжекторе или карбюраторе. Транспорт приводится в движение, за счет стабильного давления в цилиндрах и регулярной подачи горючего. Атмосферные двигатели могут быть бензиновые, дизельные.
Турбо двигатель
Так же имеет свои “плюсы” и “минусы”.
Рассмотрим “плюсы”:
Повышенная мощность;
Упрощенная конструкция;
Низкий уровень шума;
Более экологичный.
“Минусы” турбодвигателя:
Высокий расход топлива;
Чувствителен к качеству топлива и масла;
Его принцип работы отличается от атмосферного двигателя. За счет нагнетающего механизма — турбины, которая нагнетает воздух из атмосферы и под давлением отправляет его во впускной коллектор, а затем в цилиндры двигателя.
Основные неисправности в системе подачи воздуха в двигатель авто
Рассмотрим неисправности системы подачи воздуха в двигатель.
Неисправное состояние турбонаддува;
Неправильная эксплуатация турбин;
Разгерметизация системы подачи воздуха;
Повреждения патрубков;
Важно приобретать и устанавливать качественные воздушные фильтры, так как это напрямую влияет на качество всасываемого воздуха и, следовательно, на долговечность элементов двигателя.
Облегчит работу с поиском и приобретением качественных и доступных по цене деталей интернет — магазин “ДЕТАЛЮГА” в спб.
Удобный онлайн каталог по марке авто даст возможность быстро найти интересующую запчасть. При необходимости вам предоставит консультацию опытный специалист нашего Call — центра.
Позвоните нам:
+7 (812) 333-03-93
+7 (981) 141-50-68
Источник
https://www.detaluga.ru/about/articles/engine_type/
Двухпоточная система подачи воздуха TwinAir в сушильных машинах Gorenje
Сушильные машины Gorenje оснащаются уникальной технологией сушки TwinAir. Двухпоточная система подачи воздуха, при которой он циркулирует в направлении вращения барабана, гарантирует равномерное и бережное высушивание белья. Оптимизированный тепловой насос и вместительный барабан позволяют просушить за один раз большое количество вещей (до 9 кг). Температура в 50 градусов является оптимальной для ткани, исключает пересушивание и повреждение волокон.
Эффективная сушка и экономия электроэнергии
Купив сушильную машину Gorenje, вы удивитесь, как раньше могли обходиться без нее. Конечно, высушить белье можно и на веревке, однако сушилка справится с работой гораздо быстрее и эффективнее. Используя специальные сенсоры, аппарат автоматически настроит ход процесса в зависимости от количества белья, типа ткани и необходимого уровня влажности. Вы можете высушить одежду так, чтобы сразу убрать в шкаф или отправить под утюг, а также быстро освежить повседневные или залежавшиеся в шкафу вещи при помощи пара.
Сушильная машина Gorenje идеально высушит даже одежду из деликатных тканей. Равномерное просушивание без образования складок стало возможным благодаря уникальной двухпоточной системе подачи воздуха TwinAir. Теплый воздушный поток подается в барабан через два канала. Его направление совпадает с направлением вращения барабана, что гарантирует постоянную интенсивность сушки. Так как барабан попеременно вращается то в одну, то в другую сторону, специальная заслонка на вентиляторе контролирует направление потока воздуха, периодически открываясь и закрываясь.
Равномерное и бережное высушивание белья – это далеко не все преимущества сушильных машин Gorenje с технологией TwinAir. Высокая эффективность их работы стала возможна благодаря оптимизированному тепловому насосу. Инженеры компании приняли решение расширить воздушные каналы, чтобы сушка происходила быстрее.
Важным преимуществом сушилок Горенье является барабан большого объема (до 120 литров). Некоторые модели за один раз справляются с 9 кг белья. Дополнением к вышеназванным преимуществам является высокий класс энергопотребления А+++, позволяющий экономить до 50% электричества по сравнению с классом А.
Эффективные и экономичные сушильные машины Gorenje с двухпоточной системой подачи воздуха TwinAir можно заказать прямо сейчас, перейдя в каталог нашего интернет-магазина . На страницах товаров вы можете ознакомиться с техническими характеристиками моделей и скачать инструкции. Информацию о способах оплаты, условиях гарантии и сроках доставки по России наши менеджеры предоставляют в телефонном режиме и онлайн-чате.
8 Основные компоненты конструкции системы сжатого воздуха
Примерно 70% всех производителей используют системы распределения сжатого воздуха. Если у вас есть какой-либо опыт работы с этим процессом, то вы знаете, что создание наиболее эффективной конструкции системы сжатого воздуха имеет важное значение для производительности вашего предприятия. Когда дело доходит до конструкции трубопроводов сжатого воздуха и компоновки системы в целом, необходимо учитывать восемь основных элементов.
- Спрос
Определение требований вашей системы — один из наиболее важных и сложных элементов при создании вашей конструкции трубопроводов сжатого воздуха.Спрос на воздух имеет тенденцию меняться и колебаться далеко за пределы заранее определенного среднего значения. Однако вы можете точно определить потребность, отслеживая текущий расход воздуха с помощью расходомера. Но помните, что искусственный спрос и утечки часто составляют значительную часть общего спроса. Искусственный спрос создается, когда к конечному потребителю подается воздух с давлением, превышающим требуемое для данного приложения. Вы можете использовать регуляторы давления в конце использования, чтобы минимизировать искусственный спрос и сократить отходы. - Качество воздуха
Качество сжатого воздуха зависит от области применения.Существует шесть уровней применения, и с каждым уровнем стоимость производства воздуха увеличивается. Чтобы быть рентабельной, ваша система должна соответствовать уровню, требуемому вашим приложением, но не превышать его. - Подача
Как вы могли догадаться, подача воздуха должна удовлетворять потребность в воздухе. Вы можете добиться этого, обеспечив достаточное пространство для хранения и точное распределение. Вот где размер имеет значение. Воздушные компрессоры правильного размера позволят вам удовлетворить спрос и предложение. - Хранение
Система хранения включает в себя все устройства, содержащие сжатый воздух.Резервуар воздушного ресивера составляет большую часть общей емкости, и если он точно подобран по размеру, вам не придется беспокоиться о чрезмерном циклическом движении. Стратегически расположенные приемники также могут пригодиться, когда резкие требования быстро истощают воздух из окружающих областей. - Распределение
Система распределения связывает спрос, хранение и предложение; это позволяет воздуху течь с минимальным падением давления. Если он работает правильно, распределительная система будет подавать достаточное количество сжатого воздуха и соответствующее давление в нужные места. - Установка
Для эффективного функционирования системы необходимо учитывать планировку помещения и использовать соответствующие материалы для трубопроводов сжатого воздуха. Все компрессоры следует хранить в отдельном чистом и прохладном помещении. Трубопровод должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать существующие условия работы и обеспечивать как можно меньшую потерю давления. - Техническое обслуживание
Техническое обслуживание, возможно, является наиболее важным компонентом вашей конструкции трубопроводов сжатого воздуха.Утечки в системе сжатого воздуха могут быть дорогостоящими. Например, отверстие диаметром 1/8 дюйма в системе на 100 фунтов на квадратный дюйм может стоить вам более 1200 долларов в год в виде потраченной впустую энергии. Стоит приложить усилия для выявления негерметичных труб и проведения техобслуживания. - Контроль конденсата
Компрессорная система может стать менее эффективной и может потребовать технического обслуживания, если не удалить конденсат и загрязнения. Устройства, обеспечивающие контроль конденсата, включают коалесцирующий фильтр, сливной клапан и осушитель воздуха.
Если у вас есть какие-либо вопросы о конструкции, установке или обслуживании системы воздушного компрессора, не стесняйтесь оставлять сообщения в разделе комментариев ниже или свяжитесь с нами напрямую.
Введение в системы сжатого воздуха
Системы сжатого воздуха состоят из ряда основных подсистем и компонентов. Системы сжатого воздуха можно подразделить на Supply и Demand .
Сторона поставки включает компрессоры, систему очистки воздуха и первичное хранилище.Правильно управляемая сторона подачи приведет к надежной и рентабельной подаче чистого, сухого, стабильного воздуха при соответствующем давлении. Основные подсистемы подачи сжатого воздуха обычно включают в себя воздухозаборник , воздушный компрессор (фиксированная скорость и / или регулируемая скорость) , дополнительный охладитель, двигатель, элементы управления, оборудование для обработки и аксессуары.
Элементы управленияслужат для регулировки количества производимого сжатого воздуха для поддержания постоянного давления в системе и управления взаимодействием между компонентами системы.Воздушные фильтры и осушители воздуха удаляют влагу, масло и загрязнения из сжатого воздуха. Накопитель сжатого воздуха ( мокрых и сухих ресиверов ) также можно использовать для повышения эффективности и стабильности системы. Накопленная вода сбрасывается вручную или автоматически через стоки . Дополнительные контроллеры давления используются для поддержания постоянного давления в конечном устройстве.
Сторона Demand включает распределительные трубопроводы, вторичное хранилище и оборудование для конечного использования.Правильно управляемая сторона спроса сводит к минимуму перепады давления, сокращает потери воздуха из-за утечек и дренажа и использует сжатый воздух для соответствующих применений. Системы распределительных трубопроводов транспортируют сжатый воздух от воздушного компрессора к точке конечного использования , где это необходимо. Ресиверы сжатого воздуха на стороне потребления также могут использоваться для повышения стабильности давления в системе.
Как показывает практика, на каждую лошадиную силу (л.с.), указанную на паспортной табличке, воздушный компрессор производит приблизительно 4 стандартных кубических фута в минуту ( стандартных кубических футов в минуту, ).
Упрощенная схема, показывающая, как связаны некоторые из основных компонентов, показана на рисунке 5.
Рисунок 5 — Компоненты системы общего воздушного компрессора
Текстовая версия Рисунок 5 — Компоненты системы Common Air Compressor
Схема, показывающая воздушные компрессоры, промежуточные охладители, «мокрый» ресивер, осушитель воздуха, фильтр, «сухой» ресивер, регулятор давления, воздухораспределительные трубы и конечное оборудование.
а. Использование сжатого воздуха
Сжатый воздух используется в большом количестве коммерческих и промышленных применений.Поскольку он широко используется в промышленности, он иногда считается «четвертым коммунальным предприятием» на многих предприятиях.
На многих предприятиях системы сжатого воздуха являются наименее энергоэффективными из всего оборудования. Существует огромный потенциал для внедрения методов повышения энергоэффективности сжатого воздуха.
В прошлом было обычной практикой принимать решения в отношении оборудования для сжатого воздуха и конечного использования на основе первоначального представления о затратах. Для создания оптимальных систем необходимо учитывать текущие затраты на электроэнергию, производительность и техническое обслуживание.Другими словами, передовая практика требует, чтобы решения основывались на стоимости жизненного цикла системы сжатого воздуха и ее компонентов.
Улучшение и поддержание максимальной оптимизации системы сжатого воздуха требует рассмотрения как стороны спроса, так и предложения системы и понимания того, как они взаимодействуют.
Правильное управление системой сжатого воздуха может не только сэкономить электроэнергию, но также сократить время простоя, повысить производительность, сократить техническое обслуживание и улучшить качество продукции.
Оптимальная производительность может быть обеспечена за счет правильного выбора оборудования и его размеров, эксплуатации системы при минимально возможном давлении, отключения ненужного оборудования и управления компрессорами и накоплением воздуха. Кроме того, устранение хронических утечек воздуха еще больше снизит затраты.
Для типичного конечного использования сжатого воздуха, такого как пневмодвигатель или диафрагменный насос, требуется около 10 единиц электроэнергии, подводимой к компрессору, чтобы произвести около одной единицы фактической механической отдачи для работы.
По этой причине другие методы вывода мощности, такие как электродвигатели с прямым приводом, должны быть рассмотрены в первую очередь перед использованием оборудования, приводимого в действие сжатым воздухом. Если для приложения используется сжатый воздух, количество используемого воздуха должно быть минимальным и иметь необходимое давление, и его следует использовать только в течение минимально возможного времени. Использование сжатого воздуха также следует постоянно контролировать и переоценивать.
Предыдущая | Содержание | След.
ОСНОВЫ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ: ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОДАЧИ ВОЗДУХА
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОДАЧИ ВОЗДУХА
ОБЩЕЕ
Пневматическая система управления требует подачи чистого, сухого сжатого воздуха.Источник воздуха должен быть непрерывным, потому что многие пневматические датчики, контроллеры, реле и другие устройства отбирают воздух. Типичная система подачи воздуха включает компрессор, осушитель воздуха, воздушный фильтр, редукционный клапан и воздуховод к системе управления (рис. 11).
В следующих параграфах описываются компрессор, фильтр, редукционные клапаны и методы осушения воздуха. Информацию об определении влажности сжатого воздуха см. В разделе «Общие технические данные».
Управляющее давление подключается к управляющему порту (P), а давления, которые должны быть переключены, подключаются к нормально подключенному порту (O) или нормально отключенному порту (X). Рабочая точка реле устанавливается путем регулировки давления Когда давление на управляющем порте достигает рабочей точки реле, оно толкает вверх мембрану в камере управления и соединяет давление на нормально отсоединенном порте (X) с общим портом, как показано. Если управляющее давление падает ниже уставки реле, диафрагма перемещается вниз, блокирует нормально подключенный порт (X) и соединяет нормально подключенный порт (O) с общим портом.
ВОЗДУШНЫЙ КОМПРЕССОР
Воздушный компрессор обеспечивает мощность, необходимую для работы всех устройств управления в системе. Компрессор поддерживает давление в резервуаре хранения намного выше максимального, требуемого в системе управления. Когда давление в баллоне опускается ниже минимального значения (обычно от 70 до 90 фунтов на кв. Дюйм), реле давления запускает двигатель компрессора. Когда давление в баллоне достигает настройки верхнего предела, реле давления останавливает двигатель. Стандартный бак, как правило, достаточно большой, чтобы двигатель и компрессор работали не более 50 процентов времени, с числом запусков до двенадцати двигателей в час.
Для некоторых приложений требуется два компрессора или сдвоенный компрессор. В сдвоенном компрессоре работают два компрессора
поочередно, поэтому износ распространяется на обе машины, каждая из которых способна удовлетворить средние потребности системы, не работая более половины времени. В случае выхода из строя одного компрессора, другой принимает на себя полную нагрузку.
Загрязнение атмосферы требует наличия входного фильтра компрессора для удаления частиц, которые могут повредить насос компрессора.Фильтр необходим для безмасляных компрессоров, поскольку загрязненный воздух на входе может вызвать чрезмерный износ поршневых колец. Впускной фильтр обычно расположен в аппаратной с компрессором, но он может быть расположен на открытом воздухе, если доступен чистый наружный воздух. После сжатия воздуха охлаждение и оседание в резервуаре конденсируют часть избыточной влаги и позволяют выпадать более крупные капли масла, создаваемые насосом компрессора.
Также необходим предохранительный клапан высокого давления, который открывается при чрезмерно высоком давлении в резервуаре.Ручной клапан или автоматический сифон периодически сдувает всю накопившуюся влагу, остатки масла или другие загрязнения, которые собираются на дне резервуара.
Входящие поисковые запросы:
Типичный PFD для системы подачи воздуха в КИП
Многие автоматизированные инструменты в обрабатывающей промышленности часто работают с использованием инструментальных пневматических или пневматических сигналов. Инструментальный воздух обычно должен быть под давлением 7-8 бар. В системе подачи воздуха к приборам подаваемый атмосферный воздух фильтруется, сжимается, осушается и охлаждается, чтобы использовать его для сигналов прибора.
Рисунок 1 — Типовой PFD для системы подачи воздуха в КИП
На рисунке 1 изображена типовая технологическая схема (PFD) для системы подачи воздуха в КИПиА. Как показано на рисунке 1, система подачи воздуха КИП обычно состоит из фильтров, компрессоров, вытяжных барабанов, промежуточных охладителей, промежуточных охладителей и блоков осушения (осушения) воздуха.
Воздух, используемый в системах сжатого воздуха, отбирается из источника атмосферного воздуха и сжимается до необходимого давления.Любые твердые частицы недопустимы в компрессоре, так как они могут вызвать повреждение. Следовательно, воздух фильтруется перед отправкой в компрессоры. Кроме того, следует позаботиться о том, чтобы точка забора воздуха находилась вне опасных зон, чтобы углеводороды не попали в систему подачи воздуха КИП.
Компрессоров подачи воздуха КИП обычно бывает два или более. Хорошей инженерной практикой является использование различных приводов (электродвигателя, паровой турбины, дизельного двигателя и т. Д.) Для управления этими разными компрессорами.Таким образом, в случае отказа одной системы электроснабжения (например, электричества), система сжатого воздуха все еще может поддерживаться в рабочем состоянии путем запуска компрессора с использованием другой системы электроснабжения (например, пара).
Как обсуждалось на типовой технологической схеме центробежного компрессора (PFD), эти компрессоры обычно сопровождаются доохладителями для поддержания температуры на выходе компрессора.
Сжимаемый атмосферный воздух обычно влажный. При высоком давлении на выходе из компрессора влага в воздухе имеет тенденцию к конденсации.Воздух в КИП должен быть в определенной степени сухим, поэтому капли воды, образующиеся после охлаждения воздуха на выходе из компрессора, удаляются с помощью выталкивающих барабанов (KOD), которые представляют собой двухфазный сепаратор с подушками туманоуловителя и проволочной сеткой.
Дальнейшее осушение сжатого воздуха может быть выполнено путем направления потока сжатого воздуха в «приборный воздухоосушитель / фильтр». В осушителе и фильтре обычно используются два слоя адсорбента (2X100%) параллельно. В определенный момент времени один слой адсорбента поглощает влагу из влажного сжатого воздуха и направляет осушенный воздух в систему подачи воздуха для КИПиА.Другой слой в это время регенерируется за счет циркуляции горячего воздуха для высвобождения поглощенной влаги. После фазы регенерации этот слой остается в режиме ожидания и используется для сушки, когда первый слой насыщается влагой.
Осушенный, охлажденный и сжатый воздух затем направляется в коллекторы подачи воздуха КИП. Эти коллекторы должны быть оборудованы аварийной сигнализацией низкого давления и аварийным отключением низкого давления в воздушной системе КИПиА. Обычно такая поездка приводит к остановке всего производства.
границ | Системы вентиляции и распределения воздуха в зданиях
Введение
Потребность жильцов в вентиляции была признана много веков назад; однако с начала 1970-х годов системы вентиляции зданий и транспортных систем претерпели значительные изменения. Это было поддержано исследователями, которые продемонстрировали требования к зданиям для обеспечения комфорта и хорошего качества воздуха в помещении (например, Fanger, 1972; Fanger and Christensen, 1986; Fanger, 1988; European Collaborative Action, 1992).Позже эта потребность изменилась, чтобы удовлетворить дополнительные потребности зданий в энергии для достижения уровней качества внутренней среды, установленных предыдущими исследователями (Awbi, 2003, 2007; Karimipanah et al., 2007, 2008).
Энергопотребление для отопления, охлаждения и вентиляции зданий часто составляет большую часть энергопотребления страны, которое по-прежнему в основном основано на ископаемом топливе. Во всем мире большое внимание уделяется снижению зависимости зданий от энергии ископаемого топлива и переходу к зданиям с почти нулевым выбросом углерода (NZCB).Это требует значительных изменений в способах проектирования, эксплуатации и обслуживания зданий и их интегрированных систем отопления, охлаждения и вентиляции. Достижение этой цели потребует переосмысления традиционных конструкций и типов систем, используемых в настоящее время. Ожидается, что доля энергии вентиляции по сравнению с общим потреблением энергии в здании будет увеличиваться по мере того, как улучшаются энергетические характеристики ткани здания, а стандарты вентиляции рекомендуют более высокую интенсивность вентиляции для улучшения качества воздуха в помещении (IAQ).В то же время новые строительные нормы и правила (Директива 2010/31 / EC, 2010; Строительные нормы, 2010) навязывают воздухонепроницаемую конструкцию, что неизбежно повлияет на качество воздуха в помещении, здоровье (например, синдром больного здания) и продуктивность человека в некоторые будущие постройки (Seppänen, 2012).
Несмотря на недавние достижения в области вентиляции зданий (Nielsen, 1993; Etheridge and Sandberg, 1996; Skistad et al., 2004; Awbi, 2011; Müller et al., 2013), очевидно, что жалобы на плохое качество воздуха в помещении в последние годы увеличились. (Гуннарсен и Фангер, 1992; Фиск, 2000, Бако-Биро, 2004; Фангер, 2006; Боэстра и ван Дейкен, 2010).Следовательно, существует потребность в оценке текущих методов вентиляции зданий и разработке систем вентиляции, способных обеспечить хорошее качество воздуха в помещении и энергоэффективность, чтобы удовлетворить жильцов здания и соответствовать новым строительным нормам энергопотребления.
В этой статье дается краткий обзор различных типов систем механической вентиляции и распределения воздуха, которые используются в зданиях; выделение тех систем, которые способны обеспечить лучшее качество воздуха в помещении и энергоэффективность. Цель состоит в том, чтобы дать некоторое представление о тех специалистах в области строительства, чьи задачи заключаются в выборе систем вентиляции для зданий с низким энергопотреблением, которые могут обеспечить необходимый уровень качества воздуха в помещении для жителей; и для исследовательского сообщества — продолжить исследования в этой области с целью разработки новых концепций вентиляции и обеспечения желаемой производительности.
Состояние механической вентиляции и систем распределения воздуха
Вентиляция — это процесс замены загрязненного воздуха в помещении свежим воздухом снаружи здания. Это может быть случайным в виде утечки воздуха через трещины и отверстия в оболочке здания (инфильтрация воздуха) или специально созданной вентиляции в виде естественной, механической или их комбинации (гибридный или смешанный режим). При механической вентиляции воздушный поток распределяется с помощью вентиляторов и воздуховодов по всему зданию, а затем распределяется по помещению через воздухораспределительные устройства или диффузоры.В центре внимания этой статьи находится текущее состояние механических систем распределения воздуха в помещениях с особым акцентом на недавно разработанные методы распределения воздуха.
Различные методы механической вентиляции и распределения воздуха в помещениях внедрены и используются в различных типах зданий на протяжении многих лет. Некоторые из этих классических методов все еще широко используются, например, смешанная вентиляция (MV), но в настоящее время разрабатываются новые концепции для более широкого коммерческого использования, такие как системы встречных струй (IJ) и конфлюэнтные струи (CJ).В стандартной конструкции системы распределения воздуха здание (или помещение) часто рассматривается как пустое пространство с учетом внутренних источников тепла и внешних притоков / потерь тепла, но обычно не учитываются локальные источники тепла и возникающие тепловые шлейфы. от них. Во многих случаях тепловые шлейфы могут иметь большое влияние на движение воздуха не только в случае вытесняющей вентиляции (DV) (которая является ее движущей силой), но и в случае MV (Cho and Awbi, 2007). На практике упрощенный подход к проектированию систем вентиляции, который не учитывает тепловые шлейфы на мгновение, часто может привести к ненадлежащим характеристикам с точки зрения обеспечения качества воздуха и энергоэффективности.
Краткое описание некоторых различных методов распределения воздуха в помещении, как традиционных, так и менее традиционных, приводится ниже. Такие системы можно разделить на шесть основных типов в зависимости от способа подачи и вытяжки воздуха из помещения (распределение воздуха в помещении). Каждый метод отличается характером воздушного потока, который он создает в помещении, и расположением устройств подачи / вытяжки воздуха. Более подробную информацию о доступных механических системах можно найти в Cao et al.(2014), но здесь основное внимание уделяется тем системам, которые широко используются или имеют возможность более широкого применения в будущем.
Смешанная вентиляция используется дольше, чем какая-либо из известных систем механической вентиляции, и это хорошо задокументировано в различных руководствах и стандартах по вентиляции (например, ASHRAE Handbook, 2011). Принцип, лежащий в основе системы среднего напряжения, заключается в смешивании свежего воздуха с загрязненным комнатным воздухом для снижения концентрации загрязняющих веществ в помещении. Здесь воздушная струя обычно подается в верхние части комнаты (потолок или стена на высоком уровне) с высокой скоростью (обычно> 2.0 м / с) для обеспечения циркуляции воздушных струй по периферии помещения. Некоторые методы подачи воздуха, основанные на MV, приведены в таблице 1. Обычно скорость воздушного потока определяется количеством воздухообменов в помещении, которое определяется нагрузками на охлаждение и обогрев для этого помещения. При правильно спроектированной системе результирующая температура и концентрация загрязняющих веществ в рабочей зоне (до 1,8 м высотой) должны быть достаточно однородными. Хотя это широко используемая система распределения воздуха, известно, что она не очень эффективна с точки зрения обеспечения хорошего качества воздуха и энергетических характеристик (Karimipanah et al., 2008).
Таблица 1 . Обзор типов распределения воздуха в помещении .
В отличие от MV, система DV основана на принципе вытеснения загрязненного комнатного воздуха свежим воздухом, подаваемым извне. Холодный воздух обычно подается с низкой скоростью (обычно <0,5 м / с) к полу или рядом с ним для создания восходящего движения воздуха (тепловые шлейфы), поскольку он нагревается от источников тепла в помещении (см. Таблицу 1). Такая схема потока обычно создает вертикальные градиенты температуры воздуха и концентрации загрязняющих веществ.Скорость воздушного потока для этого метода обычно определяется ограничением температуры подаваемого воздуха (обычно> 17 ° C), чтобы избежать сквозняков из-за низких температур воздуха на уровне пола. Однако из-за того, что движение воздуха в помещении в основном обусловлено выталкивающими силами, этот метод можно использовать только для охлаждения. Этот метод распределения воздуха обычно более энергоэффективен, чем MV, поскольку требует меньшей мощности вентилятора и имеет более высокую эффективность вентиляции, чем смешивание.
Хотя система DV обычно обеспечивает более эффективный метод подачи воздуха, она страдает двумя основными недостатками: (1) ее нельзя использовать в режиме обогрева; (2) приток свежего воздуха имеет ограниченную глубину проникновения в комнату.Так называемая гибридная система подачи воздуха сочетает в себе характеристики систем MV и DV и способна преодолеть недостатки системы DV. Недавно были разработаны некоторые гибридные системы распределения воздуха, такие как система IJ и система CJ (Karimipanah and Awbi, 2002; Chen et al., 2012, 2013a, b) (см. Таблицу 1).
В системе IJ используется канал или отверстие для подачи струи воздуха вниз к полу, так что она распространяется по большой площади пола (Каримипанах и Авби, 2002).Как устройство подачи среднего импульса, вентиляция IJ может сочетать в себе положительные эффекты как смесительных, так и вытесняющих систем. Создаваемая им струя имеет более высокий импульс, чем у DV, и поэтому она может более равномерно распространяться по полу. В результате система может обеспечить зону чистого воздуха в нижней части рабочей зоны, как DV, но способна достигать большего количества позиций в комнате, чем DV-система. Кроме того, можно использовать систему IJ как в режиме нагрева, так и в режиме охлаждения.В системе CJ ряд струй, выходящих из близко расположенных щелей или круглых отверстий в одинаковых направлениях потока, сливаются вместе на небольшом расстоянии ниже по потоку, образуя единую струю, обычно близко расположенную к поверхности комнаты, такой как стена или пол. Комбинированные форсунки затем направляются к полу, чтобы создать эффект, аналогичный эффекту от системы IJ, тем самым создавая большее горизонтальное распространение по полу, чем система вытесняющих струй (Cho et al., 2008; Janbakhsh et al., 2009; Гахреманян, Мошфег, 2014а, б).Характеристики CJ аналогичны IJ с точки зрения подачи воздуха в помещение с более высоким импульсом, а не потока, управляемого плавучестью, как в случае системы DV.
Исследования с использованием систем IJ и CJ показали, что эти методы подачи воздуха в помещение способны обеспечить значительно лучшее качество воздуха и в то же время требуют меньше энергии, чем система среднего напряжения (Karimipanah et al., 2008). Хотя характеристики систем IJ и CJ довольно близки по сравнению с системой DV с режимом охлаждения, последний метод имеет много недостатков, таких как ограничение на большие расстояния от точки подачи воздуха, низкая охлаждающая способность (<40 Вт / м 2 площади пола), и он не подходит для отопления (Karimipanah and Awbi, 2002; Cho et al., 2008; Almesri et al., 2013). И IJ, и CJ обычно не имеют таких ограничений.
Дальнейшее развитие вентиляции и распределения воздуха
Как упоминалось ранее, за последние 40–50 лет были значительно улучшены методы распределения воздуха и вентиляции в помещениях. Однако эта важная область HVAC, которая оказывает прямое влияние на здоровье и производительность людей, имеет потенциал для дальнейшего развития, поскольку некоторые широко используемые методы не всегда подходят для обеспечения качества воздуха в помещении, требуемого жильцами здания, и в то же время более строгих требований. рекомендации по энергоэффективности.Поскольку ожидается, что повышение осведомленности о влиянии вентиляции на здоровье и продуктивность людей станет более актуальным, ожидается, что для удовлетворения чаяний людей будут предприняты дальнейшие шаги в обеспечении свежего воздуха для пассажиров. Следовательно, можно ожидать, что:
• широкое распространение получат нетрадиционные методы распределения воздуха в помещениях;
• более широкое применение вентиляции с регулированием по потребности (DCV), т. Е. Прямая связь подачи свежего воздуха с внутренним воздухом в помещении;
• больше полагаться на использование инструментов моделирования для визуализации движения воздуха в помещении, таких как вычислительная гидродинамика (CFD), для улучшения наших прогнозов производительности систем вентиляции на стадии проектирования;
• переход к более энергоэффективным методам распределения воздуха в помещениях;
• совершенствование процедур обеспечения качества и технического обслуживания систем вентиляции.
Заявление о конфликте интересов
Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Список литературы
Альмесри И., Аби Х. Б., Фода Э. и Сирен К. (2013). Индекс распределения воздуха для оценки теплового комфорта и качества воздуха в однородных и неоднородных тепловых средах. Внутренняя постройка. Environ. 22, 618–639.DOI: 10.1177 / 1420326X12451186
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Справочник ASHRAE. (2011). Приложение HVAC . Атланта, Джорджия: ASHRAE.
Google Scholar
Авби, Х. Б. (2003). Вентиляция зданий , 2-е изд. Лондон: Spon Press.
Google Scholar
Авби, Х. Б. (2007). Системы вентиляции: конструкция и характеристики . Лондон: Spon Press.
Google Scholar
Авби, Х.Б. (2011). «Энергоэффективная вентиляция для модернизированных зданий», Труды 48-й Международной конференции AiCARR «Энергетические характеристики существующих зданий» (Бавено), 23–46.
Google Scholar
Бако-Биро, З. С. (2004). Человеческое восприятие, симптомы SBS и выполнение офисной работы при воздействии воздуха, загрязненного строительными материалами и персональными компьютерами . Кандидат наук. Диссертация, Международный центр внутренней окружающей среды и энергетики, Технический университет Дании.
Google Scholar
Строительные нормы и правила. (2010). Часть F1: Средства вентиляции . Лондон: Департамент по делам сообществ и местного самоуправления.
Google Scholar
Цао, Г., Авби, Х., Яо, Р., Фан, Й., Сирен, К., Косонен, Р., и др. (2014). Обзор эффективности различных систем вентиляции и распределения воздушного потока в зданиях. Сборка. Environ. 73, 171–186. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2013.12.009
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Чен, Х. Дж., Мошфег, Б., и Цехлин, М. (2012). Численное исследование поведения изотермической падающей струи в помещении. Сборка. Environ. 49, 154–166. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2011.09.027
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Чен, Х. Дж., Мошфег, Б., и Цехлин, М. (2013a). Исследование потока и теплового поведения систем вентиляции с ударной струей в офисе с различными тепловыми нагрузками. Сборка. Environ. 59, 127–144. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2012.08.014
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Чен, Х. Дж., Мошфег, Б., и Цехлин, М. (2013b). Расчетное исследование факторов, влияющих на тепловой комфорт при встречной струйной вентиляции. Сборка. Environ. 66, 29–41. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2013.04.018
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Чо, Ю., и Авби, Х. Б. (2007). Исследование влияния расположения источника тепла в вентилируемом помещении с использованием множественного регрессионного анализа. Сборка. Environ. 42, 2072–2082. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2006.03.008
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Чо, Й. Дж., Хазим, Б., Авби, Х. Б., и Каримипанах, Т. (2008). Теоретическое и экспериментальное исследование настенной вентиляции конфлюэнтными струями и сравнение с вытеснительной настенной вентиляцией. Сборка. Environ. 43, 1091–1100. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2007.02.006
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Этеридж, Д., и Сандберг, М. (1996). Вентиляция зданий: теория и измерения . Чичестер: Вайли.
Google Scholar
Европейское совместное действие. (1992). Рекомендации по вентиляции зданий . Отчет № 11, 14449 евро. Люксембург: Комиссия Европейских сообществ.
Google Scholar
Фангер, П. О. (1972). Тепловой комфорт . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.
Google Scholar
Фангер, П.О. (1988). Введение единиц olf и деципола для количественной оценки загрязнения воздуха, воспринимаемого людьми в помещении и на открытом воздухе. Energy Build. 12, 1–6. DOI: 10.1016 / 0378-7788 (88) -5
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Фангер, П. О., и Кристенсен, Н. К. (1986). Восприятие сквозняка в вентилируемых помещениях. Эргономика 29, 215–235. DOI: 10.1080 / 00140138608968261
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Фиск, В.Дж. (2000). Улучшение окружающей среды в помещениях и их взаимосвязь с энергоэффективностью зданий улучшают здоровье и продуктивность. Annu. Rev. Energy Environ. 25, 537–566. DOI: 10.1146 / annurev.energy.25.1.537
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Гахреманян С., Мошфег Б. (2014a). Исследование проксимальной области сливающихся струй с низким уровнем Рейнольдса — часть 1: оценка моделей турбулентности при прогнозировании граничных условий на входе. ASHRAE Trans. 120, 256–270.
Google Scholar
Гахреманян С., Мошфег Б. (2014b). Исследование проксимальной области сливающихся струй низкого уровня Рейнольдса — часть 2: численное прогнозирование поля течения. ASHRAE Trans. 120-с., 271–285.
Google Scholar
Гуннарсен, Л., Фангер, П. О. (1992). Адаптация к загрязнению воздуха в помещении. Environ. Int. 18, 43–47. DOI: 10.1016 / 0160-4120 (92)
-M
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Джанбахш, С., Мошфег Б. и Гахреманян С. (2009). Приточный диффузор новой конструкции для производственных помещений. Int J Ventilation 9, 59–68.
Google Scholar
Каримипанах Т. и Авби Х. Б. (2002). Теоретическое и экспериментальное исследование ударно-струйной вентиляции и сравнение с вытеснительной вентиляцией стен. Сборка. Environ. 37, 1329–1342. DOI: 10.1016 / S0360-1323 (01) 00117-2
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Каримипанах, Т., Авби, Х. Б., Сандберг, М., и Бломквист, К. (2007). Исследование качества воздуха, параметров комфорта и эффективности двух систем приточной вентиляции на уровне пола в классных комнатах. Сборка. Environ. 42, 647–655. DOI: 10.1016 / j.buildenv.2005.10.016
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Каримипанах Т., Авби Х. Б. и Мошфег Б. (2008). Индекс распределения воздуха как показатель энергопотребления и производительности систем вентиляции. Дж.Гм. Environ. Syst. 11, 77–84. DOI: 10.1618 / jhes.11.77
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Мюллер Д., Кандзия К., Косонен Р., Меликов А. К. и Нильсен П. В. (2013). Смешанная вентиляция: Руководство по проектированию распределения смешанного воздуха . Брюссель: Путеводитель REHVA 19.
Google Scholar
Нильсен, П. В. (1993). Вытесняющая вентиляция: теория и дизайн . Дания: Ольборгский университет.
Google Scholar
Сеппянен, О.(2012). Влияние EPBD на будущие системы вентиляции. REHVA J. 2, 34–38.
Google Scholar
Скистад, Х., Мундт, Э., Нильсен, П. В., Хагстрём, К., и Рейлио, Дж. (2004). Вытяжная вентиляция непромышленных помещений . Брюссель: Путеводитель REHVA 1.
Google Scholar
7 советов по обслуживанию вашей системы подачи воздуха
28 августа 2019 г. Шеннон Суонсон, специалист по маркетинговым коммуникациям
Системы подачи воздуха, состоящие из компрессоров, регуляторов и ресиверов, являются жизненно важным компонентом успешной работы вашего водоочистного оборудования.Чтобы оптимизировать работу системы подачи воздуха, мы предоставили вам несколько советов по обслуживанию, чтобы ваша система работала эффективно.
- Масло следует проверять ежедневно и поддерживать на должном уровне. Масло следует менять в соответствии с рекомендациями производителя, обычно через 90 дней или 500 часов. См. Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию (O&M).
- Регулярно проверяйте ремни воздушного компрессора, они всегда должны быть натянуты. Любой визг или другой шум, возникающий при запуске, указывает на ослабление ремня.
- Ремни следует заменять ежегодно или раз в полгода в зависимости от продолжительности работы компрессора.
- Чрезмерное переключение воздушного компрессора может указывать на утечку в воздушных линиях. Это следует проверить и быстро устранить, так как чрезмерная цикличность сокращает срок службы вашего компрессора.
- Еженедельно необходимо сливать из ресивера конденсат.
- Регуляторы воздуха необходимо проверить, чтобы они были настроены на требуемое давление, а все фильтрующие элементы регулятора — на предмет мусора.
- Воздушные фильтры следует проверять и очищать еженедельно и заменять по мере необходимости.
U.S. Water’s Performance Index предназначена для обмена передовым опытом эксплуатации и технического обслуживания с персоналом предприятия. Чем больше наши клиенты знают о том, как поддерживать и защищать свои системы, тем больше они могут защитить себя от сбоев системы или проблем с эффективностью.
Подача сжатого воздуха на металлообрабатывающем заводе
Дон ван Ормер, Air Power USA
Этот цех по производству и механической обработке металлов производит высококачественную высокоточную продукцию.За прошедшие годы завод вырос, и было несколько расширений по сравнению с нынешним местоположением. В настоящее время компания тратит 227 043 доллара в год на энергию для работы системы сжатого воздуха. Эта цифра будет увеличиваться по мере повышения тарифов на электроэнергию с текущего среднего уровня в 9,8 цента за кВтч.
Набор проектов, рекомендованных в результате оценки системы, может снизить эти затраты на электроэнергию на 89 092 долл. США или на 39%. Кроме того, эти проекты включают централизованную систему управления, которая поможет персоналу завода поддерживать эффективную последовательность компрессоров и отслеживать ключевые показатели производительности системы на постоянной основе.Предполагаемые затраты на завершение проектов составляют 156 000 долларов США, что соответствует простой окупаемости за 22 месяца.
Цель данной статьи — предоставить читателям пример некоторой информации, собранной во время оценки системы, ДО того, как будут сделаны какие-либо выводы или рекомендации. Это информация, которую любому предприятию следует знать и хранить.
Измерения устанавливают базовый уровень
Следующие действия были предприняты для определения базовых значений расхода, кВт и давления в системе сжатого воздуха.
- Показания температуры были сняты на всех устройствах с помощью инфракрасного поверхностного пирометра. Они наблюдались и регистрировались, чтобы относиться к работе агрегата, условиям нагрузки и целостности.
- Критические давления, включая входное и выходное давление, были измерены с помощью цифровых калиброванных вакуумметров и манометров Ashcroft с чрезвычайно высокой степенью повторяемости.
- Входная мощность всех агрегатов измерялась моторным анализатором Fluke и регистрировалась счетчиком мощности Hawkeye.Данные поступают в многострочный регистратор данных MDL.
- Те же основные измерения и регистрация давления были выполнены для давления в системе с использованием датчика давления Ashcroft и того же многоканального регистратора данных MDL.
Существующие воздушные компрессоры
Все воздушные компрессоры находятся в хорошем рабочем состоянии и стабильно работают с течением времени. Сжатый воздух в Зону 1 подается от двух одноступенчатых винтовых компрессоров Atlas Copco с воздушным охлаждением и смазкой.Один из них — это двухступенчатый регулируемый агрегат с постоянной скоростью GA90. Эта машина мощностью 125 л.с. производит 498 кубических футов в минуту при 125 фунтах на квадратный дюйм. Другой GA90 — это регулятор скорости привода (класс 125 л.с.), производящий 549 кубических футов в минуту при установленном давлении нагнетания 100 фунтов на кв.
Подача сжатого воздуха в Зону 2 состоит из трех блоков Atlas Copco. Две машины представляют собой одноступенчатые винтовые пары GAU809 с воздушным охлаждением и смазкой. Они относятся к классу 100 л.с., производят 465 кубических футов в минуту при номинальном давлении 125 фунтов на кв. Дюйм. Третий компрессор идентичен компрессору с регулируемой скоростью Area 1.
Подача сжатого воздухаArea 3 состоит из трех одноступенчатых винтовых машин Atlas Copco GA30 со смазкой и воздушным охлаждением. Эти агрегаты относятся к классу мощностью 40 л.с., производя 180 кубических футов в минуту при давлении нагнетания 125 фунтов на квадратный дюйм.
Текущая система имеет элементы управления для всех, кроме GA90 VSD. GA90 VSD — это двухступенчатый регулятор нагрузки / холостого хода. Блоки с регулируемой скоростью могут изменять свою скорость от 600 до 3260 об / мин. В нынешних установках есть регуляторы мощности, способные переводить «меньше использованного воздуха» в сопоставимое снижение затрат на электроэнергию.Эти элементы управления не будут работать эффективно с текущей ситуацией хранения трубопроводов и ресивера.
Нормальный рабочий диапазон подачи сжатого воздуха составляет 10 фунтов на квадратный дюйм. Эффективная емкость хранения создается местом, где эта полоса нейтрализована. Текущая система секвенсора для двух устройств GAU809, похоже, не приносит пользы системе. Эта оценка системы будет рекомендовать центральную систему управления, отрабатывающую заданное значение давления; с интерфейсом с корпоративной системой энергомониторинга.
Нажмите для увеличения
Подача сжатого воздуха в зоны 1 и 2 (заменить этикетку «В струйную мельницу» ниже на «В зону 1», заменить «Заводской воздух» на «В зону 2»)
Нажмите для увеличения
Несуществующее обслуживание адсорбционных осушителей
Основные характеристики современных сушилок представлены в таблице ниже. По словам персонала завода, три адсорбционных осушителя без нагрева не требуются для достижения приемлемой точки росы.Эти три осушителя потребляют 265 стандартных кубических футов в минуту сжатого воздуха на регенерацию (продувочный воздух). Ожидаемая точка росы для этих осушителей находится в диапазоне PDP -40 ° F по сравнению с точкой росы охлаждаемого осушителя без цикла при температуре + 40 ° F PDP.
Все оборудование требует технического обслуживания, а осушитель сжатого воздуха не требует технического обслуживания. Это было очевидно во время нашего посещения сайта. Три адсорбционных осушителя работали, но определенно не обеспечивали расчетную точку росы из-за пренебрежения техническим обслуживанием.
- Глушители продувочного воздуха покрыты маслом, и во время продувки явно выделялись масляные пары. Проблема с обслуживанием; Вероятно, потребуется замена осушителя, предварительные фильтры необходимо обслуживать, а глушители — заменять.
- На одном блоке DH560 вода и масло дважды сливались из ловушки предварительного фильтра и ручного слива фильтра дополнительной очистки. Эта ситуация указывает на то, что осушитель, по всей вероятности, покрыт маслом и также принимает жидкую воду — осушитель будет только адсорбировать водяной пар.Проблема с обслуживанием; сливные фильтры необходимо обслуживать или заменять, а также заменять влагопоглотитель.
- Мы несколько раз осушили основной коллектор адсорбционного осушителя из дренажной трубы и удалили значительное количество жидкой воды. Если бы сушилки подавали воздух при -40 ° F, труба была бы сухой.
Рефрижераторные осушители и отводы конденсата
Холодоосушители также не обслуживались. Это было наиболее очевидно при взгляде на отвод конденсата.В зоне 1 используется рефрижераторный осушитель без цикла, рассчитанный на воздушный поток 2479 кубических футов в минуту (IR TS13A). В нем используется таймер слива, который, кажется, работает, хотя он отключается, пока значительное количество жидкого конденсата все еще удаляется. Это снова проблема обслуживания. Вероятно, жидкий конденсированный водяной пар не удаляется полностью и загрязняет систему. Имеются свидетельства утечки масла и / или воды из нагнетательного трубопровода сухого ресивера емкостью 1040 галлонов.
Нам не удалось измерить точку росы под давлением в системе, поскольку высокий уровень влажности / жидкости может повредить зонд.Нет необходимости измерять точку росы под давлением при наличии видимой воды. Точка росы под давлением не ниже температуры воздуха в помещении (65-70 ° F).
Производство, тем не менее, нормальное, проблем с влажностью не выявлено — даже при таких точках росы при высоком давлении. Ресивер, фильтр и трубопровод защищают жидкую воду от критических процессов.
Осушитель MotivAir в Зоне 3 не работал во время этого визита. Он работал правильно при первом посещении.Более стандартные вопросы обслуживания. Когда осушитель выключен и воздух проходит, влажный воздух попадает в систему сжатого воздуха. Влага, присутствующая в трубопроводах Зоны 3, в будущем должна будет испаряться сухим воздухом, поступающим в систему.
Нажмите для увеличения
Установление текущего спроса в системе и базового уровня энергии
Ежегодные затраты на электроэнергию для производства воздуха на сегодняшний день составляют 209 058 долларов в год.Если включить затраты на электроэнергию в размере 18 345 долларов, связанные с эксплуатацией вспомогательного оборудования, такого как рефрижераторные осушители, то общие затраты на электроэнергию для эксплуатации воздушной системы составят 227 403 доллара в год. Эти оценки основаны на смешанном тарифе на электроэнергию в размере 0,098 доллара США / кВтч.
Система сжатого воздуха в Зоне 1 и Зоне 2 работает 8 760 часов в год, а система сжатого воздуха Зоны 3 работает 6 240 часов в год. Профиль нагрузки систем Зоны 1 и 2 не является относительно стабильным во время всех смен.По словам персонала завода, это средний профиль добычи на участках 1 и 2:
.| Профиль спроса областей 1 и 2 | |
| Время работы с воздухом | 6240 часов |
| Непроизводственные часы с воздухом на | 2520 часов |
| Всего часов | 8 760 часов |
| Зоны 1 и 2 Производственные линии: | |
| 10% часов — Три производственные линии | 624 часа |
| 50% часов — Две производственные линии | 3120 часов |
| 15% часов — Одна производственная линия | 936 часов |
| 25% часов — Линии простаивают | 1560 часов |
| Всего часов | 6240 часов |
При этих производственных профилях отсутствуют производственные линии, работающие (в областях 1 и 2) 47% всего года или 4080 часов (2520 часов + 1560 часов) из 8760 часов.
Нажмите для увеличения
Регистрация данных отдельных воздушных компрессоров
Все воздушные компрессоры работают надежно и так, как они рассчитаны. Проблема здесь в том, что постепенное расширение завода привело к тому, что все взаимосвязанные воздушные компрессоры не работали вместе, как планировалось изначально. Это обычное явление на растущих заводах. Ниже приводится краткое изложение наших наблюдений, полученных при регистрации данных отдельных воздушных компрессоров.
Когда работает одна производственная линия:
- GAU809 Агрегат №1 при частичной нагрузке в среднем 51 кВт (нагрузка 40%)
- Зона 2 VSD GA90 при минимальной нагрузке при средней 25,5 кВт
- Оба компрессора зоны 1 при полной нагрузке
- Давление при 103 фунт / кв. Дюйм по данным персонала завода.
Когда работают две производственные линии:
- GAU809 Агрегат №1 при частичной нагрузке и средней мощности 67 кВт
- Зона 2 VSD GA90 при частичной нагрузке — более высокая нагрузка — в среднем 82 кВт
- Оба компрессора зоны 1 при полной нагрузке
- Давление при 101 фунт / кв. Дюйм.
Когда работают три производственные линии:
- GAU809 Агрегат №1 / Блок №2 включается — оба при частичной нагрузке
- Зона 2 VSD при частичной нагрузке — 82 кВт
- Оба компрессора зоны 1 при полной нагрузке
- Давление упало до 95 фунтов на кв. Дюйм.
Нажмите для увеличения
Зона 3 Подача сжатого воздуха
Заключение
Заводы часто перерастают конструкцию своих систем сжатого воздуха.При правильном обслуживании отдельные компоненты работают хорошо, но новые дополнительные системы больше не позволяют каждому воздушному компрессору работать оптимально. Цель этой статьи — побудить фабрики собирать вышеуказанные данные (и чертежи) своих систем сжатого воздуха, если они считают, что это может быть их ситуацией. В любом случае, это информация, которую любому владельцу системы сжатого воздуха следует поддерживать в актуальном состоянии и хранить в архиве.