Воздушно-тепловая завеса – устройство, препятствующее проникновению воздуха снаружи внутрь производственного помещения за счёт шиберующего эффекта в зоне открытого проёма ворот. Таким образом в защищаемом помещении сохраняется необходимый микроклимат.
Призвана сократить непроизводительные затраты на выработку тепла.
Преимущества
Даже если доля открытого состояния ворот занимает менее 10% суточного времени, в отопительном сезоне система теплоснабжения в обычной практике должна работать в полном объеме. Это необходимо для поддержания калориферов в рабочем состоянии. Бесполезные затраты на производство тепловой энергии доходят до 90% от общих. К тому же, появляются дополнительные сложности в эксплуатации теплогенераторов. Расходы на их обслуживание на производство не работают.
Уменьшить их можно за счёт рационального использования тепловой энергии. Воздушно-тепловая завеса с теплоаккумулятором позволяет снизить её собственное теплопотребление наполовину при сохранении проектной теплопроизводительности. Теплопотребление уменьшается путём удаления половины калориферных устройств без ущерба для её заданных характеристик. При закрытых воротах завеса отключается, но оставшееся тепло (до 45%), которое продолжает поставляться генераторами, будет направлено в систему воздушного отопления или приточной вентиляции.
Дополнительное оборудование
Создать новую технологическую схему можно путём реконструкции старой схемы. Потребуются дополнительно:
- теплоаккумулятор;
- осевой вентилятор;
- обратный клапан;
- перекидной клапан;
- воздухораспределитель;
- 3 воздуховода
Воздуховоды
- Один присоединяется к коробу с калориферами завесы. Он является воздухозаборным. В случае подключения воздушного отопления его входное отверстие выводится в верхнюю зону помещения, для устройства приточной вентиляции – наружу помещения.
- Другой подает нагретый воздух от осевого вентилятора или через воздухораспределитель в систему воздушного отопления. При втором схеме достигается более высокая эффективность использования тепловой энергии. В многофункциональном варианте обеспечивается нужная длина выпускаемых на обслуживаемую площадь регулируемых струй, равномерность распределения температуры в ней и её подвижности.
- Третий соединяет калориферы воздушной завесы с теплоаккумулятором.
Работа схемы
Когда она находится в бездействующем состоянии (ворота закрыты), её вентилятор выключен. Тогда включается вентилятор осевой, забирая забор воздух из первого воздуховода. Воздушный поток проходит через клапан перекидной конструкции, который в это время будет открыт под действием установленного на нём противовеса. Далее воздух нагревается в калориферах и по третьему воздуховоду доставляется в теплоаккумулятор. Здесь он подогревает содержимое аккумулятора. Затем осевой вентилятор по второму воздуховоду подаёт его дальше, в зону обслуживания отопительной системы.
Основная доля тепловой энергии, вырабатываемой калориферами, направляется на вентиляцию. Вентиляции в этом случае можно придать и направление по вытеснению загрязненного в помещении воздуха в сторону ворот. Тогда отпадёт потребность в приточных установках. Их воздуховоды обычно имеют большую протяжённость и низкую эффективность.
При открывании ворот срабатывает установленный на них концевой выключатель. Он включает основной вентилятор тепловой завесы. Включается также вентилятор осевой. В данном случае он работает в реверсном режиме, создавая в зоне ворот действие в одном направлении.Тепловые завесы забирают воздух из воздухораспределителя. Он прогоняется осевым вентилятором через нагретый теплоаккумулятор и включенные калориферы и засасывается основным вентилятором. Под его давлением закрывается перекидной клапан. Вентилятор завесы нагнетает подогретый до нужной температуры воздух через раздаточный короб в проём ворот. Раздача воздуха в коробе боковая.
Если в системе воздухораспределителя нет, то воздух в завесу забирается прямо из оконечного воздуховода небольшой протяжённости. Около осевого вентилятора на этом воздуховоде можно установить обратный клапан.
Перекидной клапан служит для пропускания воздуха в систему в режиме вентиляции и закрытия трубопровода, когда тепловая завеса с теплоаккумулятором находится в режиме рабочем. Клапан оригинальной разработки открывается под действием противовеса, а закрывается давлением нагнетаемого в завесу двумя вентиляторами воздуха.
На выходе завес с калориферным нагревом должен устанавливаться обратный клапан. Он призван предотвращать попадание в калориферы и вентилятор холодного воздуха, естественным путём поступающего по выходному воздуховоду после перехода в режим вентиляции или обогрева помещения. В отсутствие этого клапана системе придётся львиную долю энергии (90%) тратить на напрасный подогрев этого воздуха. Кроме функции защиты, при помощи этого клапана тепловая завеса с теплоаккумулятором переключается между режимами вентиляции и собственно завесы как таковой.
Теплоаккумулятор
Главные затраты на создание описанного варианта использования приходятся на аккумулятор тепловой энергии. Есть несколько типов такого устройства, которые отличаются принципом своего действия. Главными из них являются аккумулирующие теплоту явную и фазового перехода.
Виды теплоаккумуляторов
- В аккумуляторах первого типа тепло накапливается в теплоёмких средах. В качестве таких сред широко применяются галька и вода. Популярность таких установок объясняется чрезвычайной простотой конструкции. Однако они имеют невысокую теплоёмкость и хороши только в маломощных системах. Для хранения больших величин теплоты требуются такие устройства с неприемлемо большими габаритами.
- Сейчас же большее внимание придаётся аккумуляторам второго типа. Они работают на использовании скрытой теплоты фазового перехода: аккумулируют энергию за счёт теплоты плавления рабочего вещества, загруженного в них, а отдают выделяющуюся при его кристаллизации. По удельной величине теплота фазового перехода намного превосходит явную теплоту, поэтому и теплоёмкость аккумуляторов второго типа гораздо больше, чем первого. Другое их преимущество заключается вотносительнойизокинетичности процесса в обе стороны, то есть они с примерно одинаковой скоростью принимают и отдают тепло.
Эксплуатационная характеристика
Аккумулирующие вещества можно с удобством располагать в самой разной упаковке партиями: в капсулах, контейнерах, трубах, пакетах и т. п. Активную площадь можно увеличить, расфасовав их в плоские капсулы и контейнеры. Укладка их на решетчатые стеллажи делают их обслуживание простым занятием.
Может быть снабжена контейнерами, изготовленными из отработавших своё изделий. В их качестве можно использовать, например, бывшие в употреблении трубы. Если их расположить горизонтально, то можно смонтировать в верхней зоне помещении, сэкономив пространство. При заполнении труб легкоплавкой солью процентов на 95 тонким слоем для нормального протекания таких процессов в ней, как расслоение или объёмное расширение, будут созданы оптимальные условия. Продувка воздуха вдоль труб обеспечит большую активную площадь взаимодействия воздуха с аккумуляторами тепла.
Пример теплоаккумулирующего вещества
Одно из наилучших рабочих веществ для загрузки теплоаккумулятора – 8-водная гидроокись бария (Ba(ОН)2·8Н2О):
- скрытая теплота плавления соли – 266,7 кДж/кг;
- температура плавления – +78°C).
Выглядит в виде кристаллов без цвета или белого цвета.
Достоинства
Благодаря своим расширенным возможностям, обладает перед своим стандартным аналогом следующими преимуществами:
- существенным снижением потребления тепла;
- повышением в зоне завесы санитарного уровня воздушной среды;
- исключением опасности замерзания для калориферов;
- уменьшением расходов на эксплуатацию.