Описание системы адиабатического увлажнения и охлаждения Carel humiFog

Общие сведения о системе улажнения и охлаждения Carel humiFog

Carel humiFog – это увлажнитель и адиабатический охладитель, распыляющий деминерализованную воду в форме очень мелких капель, спонтанно испаряемых в воздухе, который увлажняется и охлаждается.

В устройстве Carel humiFog используется объемный насос для повышения давления воды, распыляемой особыми форсунками из нержавеющей стали.

Усовершенствованная система управления, сочетающая в себе действие инвертера, контролирующего скорость и, следовательно, производительность насоса, с рядом электромагнитных клапанов, активирующих только необходимые форсунки. Такая система управления позволяет системе всегда работать с идеальным давлением распыления воды в широком диапазоне значений расхода насоса.

Эффект охлаждения воздуха создается спонтанным испарением капель воды: изменение состояния с жидкости на пар происходит с извлечением энергии из воздуха, вследствие этого воздух охлаждается. Каждый килограмм воды при ее испарении поглощает 0,69 кВт-ч тепла из воздуха.

Carel humiFog – это полная система увлажнения и/или адиабатического охлаждения, которая может применяться как в воздушных кондиционерах, так и для увлажнения или охлаждения производственный среды путем распыления воды непосредственно в такую среду. Термин «зона» включает как воздушные кондиционеры, так и промышленную среду.

Компоненты системы адиабатического увлажнения и охлаждения Carel humiFog

Система Carel humiFog включает в себя следующие компоненты:

• Насосный агрегат, подающий воду с большим давлением (25-70 бар). В систему включен также электронный контроллер, который осуществляет полное управление насосным агрегатом, контролируя температуру/ влажность в зоне (в промышленной среде или воздушном кондиционере) и управляя любыми другими зонами, относящимися к насосному агрегату;
• Насосный агрегат может быть настроен на работу с контролем подачи (максимальная точность, минимальное потребление энергии и воды, использование в одной зоне) или с постоянным давлением (подходит для применения в нескольких зонах, в которых один насосный агрегат обслуживает систему увлажнения и/или охлаждения в разных зонах);
• Распределительная и распылительная система: система трубок, проводящих воду под давлением, включающая распылительные форсунки и, как правило, электромагнитные клапаны для регулирования производительности и дренажные электромагнитные клапаны;
• Каплеотделитель (только при установке в воздушном кондиционере);
• Датчики температуры и/или устройства измерения влажности (при необходимости);
• Система водоподготовки: обычно представляет собой деминерализатор на основе обратного осмоса, поставляющий в систему Carel humiFog воду с низким содержанием минеральных солей.

Конфигурации системы адиабатического увлажнения и охлаждения Carel humiFog

Система humiFog может функционировать в следующих конфигурациях:

• Одна зона: для увлажнения и/или охлаждения в воздушных кондиционерах или промышленной среде;
• Несколько зон: для применения в такой конфигурации, в которой один насосный агрегат (master) используется для подачи воды под давлением в несколько зон. Основное устройство контролирует одну зону, в том смысле, что в соответствии с показаниями датчика этой зоны или командами внешнего контроллера, он включает и контролирует систему распыления для поддержания заданного уровня влажности или температуры. Для всех остальных зон предусмотрен контроллер (дополнительный распределительный щиток), который подключен к основному распределительному щитку и в соответствии с показаниями датчика зоны или командами внешнего контролера включает и контролирует систему распыления для поддержания заданного уровня влажности или температуры.

Одна из важных конфигураций применяется для обеспечения косвенного адиабатического охлаждения: насосный агрегат может использоваться для увлажнения воздуха в зимний период и для охлаждения выпускаемого воздуха перед его входом в теплопреобразователь в летний период.

Увлажнители Carel humiFog поставляются со следующими параметрами:

• максимальный расход в 100 л/ч, (UA100..) 200 л/ч (UA200..), 320 л/ч (UA320..), 460 л/ч (UA460..), 600 л/ч (UA600..);
• тип шкафа: H = основной для одной зоны; Z = основной для нескольких зон; S = дополнительный шкаф;
• напряжение питания: D = 230 В 50 Гц; U = 208 В 60 Гц;
• исполнение: 0 = без демпфера; 1 = с демпфером (только исполнения с расходом в 100 и 200 л/ч);
• характеристики насоса и контуров: 0 = латунь; 1 = нержавеющая сталь; 2 = нержавеющая сталь, без кремния.

Области применения системы адиабатического увлажнения и охлаждения Carel humiFog

Увлажнитель Carel humiFog для воздушных кондиционеров/ воздуховодов предназначен для любой области применения, в которой возможно увлажнение и/или адиабатическое охлаждение воздуха путем распыления деминерализованной воды. Нижеприведенный список содержит некоторые возможные области применения Carel humiFog:

• офисные здания; • отели и центры приема звонков;
• полиграфическая и бумажная промышленность;
• чистые помещения;
• библиотеки и музеи;
• текстильная промышленность;
• пищевая промышленность;
• непосредственное/ косвенное адиабатическое охлаждение;
• деревообрабатывающая промышленность;
• другие области промышленного применения.

Особый интерес представляет собой возможность использования распылительной системы для косвенного адиабатического охлаждения: воздух перед выпуском из системы охлаждается адиабатическим способом (посредством насыщения влагой) и затем используется для охлаждения свежего наружного воздуха с помощью воздухо-воздушного теплообменника, как показано на рисунке ниже.

(1) рециркуляционный воздух; (2) отработанный воздух; (3) насыщенной влагой и охлажденный воздух; (4) отверстие для впуска наружного воздуху; (5) нагретый отработанный воздух; (6) охлажденный наружный воздух; (7) свежий воздух.

Основные преимущества системы адиабатического увлажнения и охлаждения Carel humiFog

Основные характеристики системы humiFog для воздушных кондиционеров соответствуют европейским стандартам гигиены воздуха, признанным Берлинским институтом гигиены воздуха, который подтвердил соответствие системы humiFog требованиям следующих стандартов: VDI 6022, стр. 1 (04/06); VDI 3803 (10/02); ONORM H 6021 (09/03); SWKI VA104-01 (04/06); DIN EN 13779 (09/07); DIN 1946, part 4 (01/94); ONORM H 6020 (02/07); SWKI 99-3 (03/04).

Система Carel humiFog обладает также следующими преимуществами:

• чрезвычайно низкое потребление электроэнергии: примерно 4 ватта на каждый л/ч увлажнения;
• высокая максимальная производительность: 600 кг/ч (имеются выполненные по индивидуальному заказу версии с производительностью до 5000 кг/ч);
• высокая точность, благодаря моделям с непрерывной модуляцией от 14% до 100% максимальной производительности;
• полная распылительная система, поставляемая уже собранной и прошедшей испытания;
• исключительно тонкое распыление с очень маленьким пространством, требующимся для испарения благодаря очень высокому давлению воды (от 25 до 75 бар);
• оптимальный эффект увлажнения и охлаждения в воздушных кондиционерах благодаря распылительным системам, изготавливаемым по специальным заказам в соответствии с мерками на основе поперечного сечения воздушного кондиционера;
• очень маленькие требования к техническому обслуживанию;
• циклы автоматической мойки и осушения для предотвращения застоя воды;
• отсутствие капания;
• бесшумные форсунки;
• модульность: один насосный агрегат может обслуживать до 6 зон;
• возможность сетевого взаимодействия: система humiFog может быть подключена к внешним системам, например BMS, с использованием протоколом MODBUS, TCP/IP и т. д.

Характеристики потребляемой воды

Почему для системы увлажнения Carel humiFog требуется деминерализованная вода?

Система HumiFog работает только на деминерализованной воде, для обеспечения следующего:

• минимального технического обслуживания;
• отсутствия загрязнений форсунок;
• отсутствия пыли (испаряющиеся капли воды не оставляют минеральных солей в воздушном кондиционере/ среде);
• высокой гигиеничности.

Для гарантии того, что потребляемая вода обладает требуемыми параметрами, рекомендуется использовать установки обратного осмоса; в этом случае удаляются практически все минералы, требуется минимальное техническое обслуживание, энергопотребление является минимальным.

Применение деминерализованной воды также обязательно согласно требованиям таких стандартов, как UNI8883 , VDI6022, VDI3803.

В увлажнители Carel humiFog можно подавать только подготовленную воду, параметры которой соответствуют нижеуказанным предельным значениям. При обычных условиях это означает, что вода должна пройти обработку в установке обратного осмоса.

Насосные агрегаты

Конфигурация насосного агрегата с контролем подачи

Система увлажнения Carel humiFog осуществляет управление производительностью увлажнения и/или охлаждения путем непрерывного контроля подачи распыляемой воды в широком диапазоне модуляции.

Данная конфигурация применяется в следующих целях:

• увлажнение и/или адиабатическое (косвенное) охлаждение в воздушном кондиционере;
• увлажнение и косвенное адиабатическое охлаждение в воздушном кондиционере с теплоутилизатором (одна распределительная система распыляет воду единовременно). В этом случае требуется электрическая панель управления зоной.

Система увлажнения Carel humiFog снабжена инвертером для непрерывного и точного контроля скорости работы насоса и, следовательно, его производительности.

Давление на выходе поддерживается в пределах оптимального давления распыления воды при помощи соответствующего диапазона модуляции скорости работы насоса и контроля количества форсунок, распыляющих воду.

На форсунки вода должна подаваться под давлением в диапазоне от 25 до 70 бар, при этом образуемые капли воды имеют средний эквивалентный диаметр 10-15 мкм.

На основании подачи воды для распыления система увлажнения Carel humiFog активирует то количество форсунок, которое обеспечивает поддержание давления в пределах вышеуказанного диапазона.

Очевидно, что если необходимая подача воды является низкой, для распыления воды потребуется небольшое количество форсунок; при необходимости повышения производительности повышение подачи воды вызывает повышение давления, которое при превышении 70 бар, активирует другие распылительные форсунки, тем самым, снижая давление и возвращая его в диапазон оптимальных значений. Аналогичным образом, если необходимость увлажнения снижается, снижается также подача воды и, следовательно, давление, при падении давления ниже 25 бар некоторые форсунки закрываются, вследствие чего давление возвращается в пределы диапазона оптимальных значений. Это возможно благодаря тому, что форсунки объединены в группы, включающие до 4 форсунок и обладающие различной производительностью; такая конфигурация обеспечивает непрерывную модуляцию подачи в широком диапазоне, номинально от 14 до 100% максимального расхода при давлении от 25 до 75 бар, путем активации соответствующих форсунок.

Группы форсунок обычно конфигурируются при выборе системы humiFog, подробное описание соответствующей процедуры приведено в документации, поставляемой вместе с водораспределительной системой («стойкой»).

Насосный агрегат при конфигурации с контролем подачи может использоваться для обслуживания только одной зоны: один насосный агрегат обслуживает только одну зону за один раз. Конфигурации с несколькими зонами невозможны.

Конфигурация с контролем подачи обеспечивает максимальную точность увлажнения и адиабатического охлаждения, поскольку производительность контролируется непрерывно и в широком диапазоне.

Насосный агрегат с контролем постоянного давления

Контролер Carel humiFog управляет создаваемым давлением воды для обеспечения его поддержания на постоянном уровне, обычно 70 бар.

Данная конфигурация применяется в следующих целях:

• увлажнение и/или адиабатическое (косвенное) охлаждение в воздушном кондиционере (рекомендуется конфигурация с контролем подачи);
• увлажнение и косвенное адиабатическое охлаждение в воздушном кондиционере с теплоутилизатором (две распределительные системы могут распылять воду одновременно);
• увлажнение и/или адиабатическое (косвенное) охлаждение в промышленной среде;
• увлажнение и/или адиабатическое (косвенное) охлаждение нескольких зон в воздушных кондиционерах, воздушных кондиционерах с теплоутилизаторами, промышленной среде или сочетании вышеуказанных зон.

Следует отметить, что в случае непосредственного увлажнения и/или адиабатического охлаждения помещения контроль постоянного давления предпочтительней контроля подачи; поскольку капли распыляются непосредственно в среду, для минимизации пространства, необходимого для испарения, требуется достичь наименьшего возможного диаметра, и, следовательно, вода должна распыляться с максимальным давлением. Это выполняется при помощи контроля постоянного давления и его поддержания на уровне 70 бар.

Увлажнитель Carel humiFog снабжена инвертером для контроля скорости работы насоса и поддержания номинального значения давления, заданного параметром, обычно 70 бар.

Система увлажнения Carel humiFog состоит из насосного агрегата (основного устройства), контролирующего свою зону, а также ряда электрических панелей управления зонами (дополнительных устройств), соответствующих количеству остальных зон. Следует отметить, что для увлажнения и косвенного адиабатического охлаждения в воздушном кондиционере, снабженном теплоутилизатором (две распределительные системы могут распылять воду одновременно), требуется дополнительная) панель управления зоной.

Водораспределительная(-ые) система(-ы) включают форсунки, организованные в группы, называемые ступенями, обладающими разной производительностью. На основании подачи воды для распыления в одной или нескольких зонах система humiFog включает соответствующие ступени так, чтобы форсунки распыляли требующееся количество воды. В каждой зоне может быть до 6 ступеней модуляции.

Группы форсунок обычно конфигурируются при выборе системы Carel humiFog.

Контроль постоянного давления рационализирует работу насосного агрегата Carel humiFog, поскольку, несмотря на меньшую точность, один насосный агрегат может обслуживать несколько зон одновременно без установки насосного агрегата для каждого воздушного кондиционера или промышленной среды.

Распределительная система

Воздушный кондиционер: распределительная и распылительная система и каплеотделитель

Распылительная система поставляется изготовленной по индивидуальному заказу в соответствии со значением поперечного сечения воздушного кондиционера/ воздуховода и состоит из различных вертикальных коллекторов, на которых устанавливаются распылительные форсунки, каждая форсунка снабжена дренажными и активирующими электромагнитными клапанами. Каждая распылительная система снабжена также основным дренажным электромагнитным клапаном, установленным в самой нижней части трубопровода, соединяющего распылительную систему с насосным агрегатом. Кроме того, на горизонтальном коллекторе установлен вентиляционный электромагнитный клапан для полного осушения трубопроводов. На коллекторах в определенных местах устанавливается необходимое количество распылительных форсунок из нержавеющей стали, рассчитанное на этапе конфигурации и указанное в документации, поставляемой с распылительной системой.

Каплеотделитель предназначен для задерживания не испарившихся полностью капель воды для предотвращения намокания объектов, расположенных после каплеотделителя. Каплеотделитель поставляется в форме стандартных модулей, которые могут быть собраны на опорной конструкции для закрытия всего поперечного сечения воздушного кондиционера. Конструкция всегда изготавливается из нержавеющей стали и обеспечивает быстрый и эффективный слив воды, попавшей в каплеотделитель. Модули поставляются с фильтрами из стекловаты или нержавеющей стали, последние требуются для установки в местах с особыми требованиями к гигиене в соответствии со стандартами VDI6022, UN 18884 и т.д.

Ширина и высота стойки меняются с шагом 152 мм пределах следующих значений: ширина: от 558 до 2826 мм; высота: от 508 до 2790 мм.

Если каплеотделитель не закрывает с полной точностью поперечное сечение воздушного кондиционера, свободные пространства необходимо герметизировать для предотвращения прохода воздуха в обход каплеотделителя.

Поставляются гибкие шланги или трубки из нержавеющей стали для соединения насосного агрегата и распылительной системы.

Следует обратить внимание на то, что под определенный размер следует подбирать и каплесборник с дренажным патрубком, стойкой, камерой испарения капель и каплеотделителем. Каплесборник не входит в объемы поставки компании CAREL.

Непосредственное увлажнение помещения: распределительная и распылительная система

Система состоит из следующих компонентов:

• шланги или трубопроводы из нержавеющей стали для распределения воды под давлением;
• электромагнитные клапаны управления производительностью насоса для отключения тех ветвей системы, которым не нужно распылять воду (двухпозиционное регулирование, NC);
• дренажные электромагнитные клапаны для опустошения установки и предотвращения застоя воды (двухпозиционное регулирование, NO, давление открытия составляет 13 бар);
• основной дренажный электромагнитный клапан, установленный в нижней точке трубопровода, соединяющего распылительную систему с насосным агрегатом, для полного осушения системы и предотвращения застоя воды. Дренажные электромагнитные клапаны используются также для быстрого сброса давления при остановке распыления линией и предотвращения капания. Кроме того, дренажные электромагнитные клапаны используются для реализации функции периодической автоматической мойки, поддерживаемой системой увлажнения Carel humiFog;
• коллекторы из нержавеющей стали (трубы с отверстиями) с распылительными форсунками;
• воздуходувные устройства: компактные устройства с коллекторами, распылительными форсунками, двухпозиционным электромагнитным и дренажным клапаном, а также вентилятором, создающий поток воздуха, переносящий капли воды и обеспечивающий их полное испарение перед выбросом в среду.

В распределительной и распылительной системе может быть предусмотрено до 6 ступней модуляции производительности, каждая ступень может включать ряд ответвлений системы с трубами, коллекторами и/или воздуходувными устройствами.