Dr MARTIN BOGNER • dr BRANISLAV BRANISLAV ŽIVKOVIĆ • mr ZORAN STAJ STAJIĆ IĆ
POSTROJENJA POSTROJENJA ZA ZA GREJANJE I KLIMATIZACIJU ZAII i IIIRAZRED MAŠINSKE ŠKOLE \ ^
"V&
NA % , O A \ ć
V
J
ZAVOD ZA UDŽBENIKE I NASTAVNA SREDSTVA • BEOGRAD
R E C E N Z E N T I dr Slobodan Rackov, Viša mašinska tehnička škola, Zemun Gordana Mitrović, Ministarstvo prosvete
Republike Srbije, Beograd Zvonko Muretić, „Prva iskra“, Barič
Urednik dr MIL M IL O R A D M A R JA N O V IĆ Odgovorni uređnik NEB N EB O JŠA JŠ A JO V A N O V IĆ Za Z a izdav izd avać aćaa prof. pro f. dr RA R A D O Š LJU L JU ŠIĆ ŠI Ć , direktor i glavni ured nik
Ministarstvo prosvete Republike Srbije odobrilo je up o tre tr e b u ovog ov og ud žb e nika ni ka u drug dr ug om i tre t rećem ćem razredu mašinske škole svojim rešenjem broj 650-02-08/97-03 od 13. 06. 1997. godine. ISBN 86-17-13652-9
SADRŽAJ
DRUGIRAZRED P r e d g o v o r i .... .......................................................................................................... 7 1. U V O D .................... ............................. ................... .................... .................. .................. ............ 11 2. OSNOVNIPOJM OVI O UREĐAJIMA UREĐAJIMA ZA GREJANJE.....................................................14 2.1. Pojedinačni uređaji za grejanje 15 2.1.1. Peći na čvrsto gorivo 15 K a m in i......................... i.................................. ................... .............15 ...15 Zidanepeći * 16 Metalnepeći 16 2.1.2. Peći na tečno gorivo .......................16 2.1.3. Peći na gasovito gorivo 17 2.1.4. Uređaji za grejanje električnom energijom 17 Elektr Električn ičnee gre jalice 17 Kaloriferi 18 Termoakumul Termoakumulacio acione ne TA p e ć i 18 Toplotne pu m p e ......... .............. ......... ........ ....... ....... .... 18 2.2. Postrojenje za centralno grejanje 18 2.2.1. Grejna tela 19 Radijatori 19 Pločasta Pločasta grejna grejna te la 21 Cevna grejna tela 21 Konvektori 22 Panelna grejna tela 22 2.3. Ekonomič Ekon omičnost nost uređaja uređaja za grejanje grejanje 23 .............
.....................
.....................
..............
....................................
.................
................
.......................
..........................................
...... ..
.........
......................................
..........................................
........................
............................
.......................................
........................
........
3. CENTRALNO GREJANJE 26 3.1. Toplovodno grejanje..................................26 3.1.1. Gravitaciono grejanje 27 3.1.1.1. Postrojenje sa donjim razvodom 27 3.1.1.2. Postrojenje sa gornjim razvodom 29 3.1.2. Pumpno grejanje 29 3.1.2.1. 3.1.2.1. Dvo cevno cevn o grejanje grejanje 30 3.1.2.2. Jednocevno grejanje 31 3.1.3. Ekspanzioni sud 33 3.1.3. Otvoreni ekspanzioni sud 33 3.1.3. Zatvoreni ekspanzioni sud 33 3.2. Parno grejanje 34 3.2.1. Grejanje parom niskog pritiska .. 35 ..............................
....................
............
...........
.............................
..........
.......
............................
.............
...........
.............................................
4.
TOPLOTN TOPLOTNII IIZVOR ZVORII II DIST DISTRI RIBU BUCI CIJA JA TOPLOTNE TOPLOT NE EN ER G IJE....... IJ E........... ....... ....... ........ ........ ........ ........ .....38 .38 4.1. Vrste Vrste toplotnih izvora i njihov zadatak 38 4.2. Kotlovi za centralno grejanje 39 4.2.1. 4.2.1. Liveni članka člankasti sti k o tlo vi 39 4.2.1. 4.2.1.1. 1. O pš te 39 4.2.1.2. Karakteristike 39 4.2.1.3 4.2 .1.3.. Ložiš L ožišta ta ........ ............ ........ ....... ....... ......... .........39 ....39 4.2.2. Č elični kotlovi 41 4.2. 4.2.2. 2. l.O p šte 41 4.2.2.2. Karakteristike 41 4.2.3 4.2.3.. B lok-ko tlovi 47 4.2.4. Automatski Automatski rad rad k otlo ot lova va 50 4.3. I zb or k ot lov lo v a........... a.............. ....... ......... .......... .......... ......... ........ ........ .......51 ...51 4.3.1. Grejni fluid .......................................51 4.3.2. Izbor kotla po kapacitetu 52 4.4. Pomoćni uređaji kotla, gruba i fina armatura. Sigurnosni uređaji. Regulac Reg ulacion ionii ur eđ aji..... aj i......... ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ....54 54 4.4.1. Pomoćni Pomoć ni uređaji uređaji kotla, kotla, gruba i fma fm a armatura ......................5 ............... .......544 4.4.2. Sigurnosni uređaji 56 4.4.3. Regulacioni uređaji 58 4.5. Goriva 59 4.5.1. Opšti pojmovi o gorivu 59 4.5.1 4. 5.1.1. .1. Vrste goriva gori va .................. .......................60 .....60 4.5.1.2. Sastav goriva elementarna analiza 60 4.5.1.3. Toplotnamoć goriva 62 4.5.2. Podela goriva i njihov nastanak . 63 4.5.2.1. Čvrsta Čvrsta goriva 63 4.5.2.2. Tečna goriva 66 4.5.2.3. Gasovita goriva 66 4.5.3. Snabdevanje, transport i skladiš skladište tenje nje g or iv a 66 4.5.3.1. Skladištenje uglja 66 4.5.3.2. Skladištenje tečnih goriva 67 4.5.3.3. Razvod gasovitih goriva 70 4.5.4. Zaštitne mere u skladištima goriva 71 ..................
.................
...................................
...................
.................................
...................................
...................
.....................................
..................
..............
..........................
.........................
...........................................................
..................
.......
...... ..
....................
.....................
.................
..........................
............
..................................
...........................
3
4.5.5. Štetni sastojci u gorivu i mere za njihovo otklanjanje ......... .........72 72 4.5.6. Sagorevanje 73 4.6. Toplovodna Toplovodna grejan ja 74 4.6.1. Toplane 74 4.6.1.1. 4.6.1.1. Kotlarn ice 74 4.6.1.2. Regulacijau kotlarnicama 76 4.6.1.3. Dimnjaci i zaštita životne sredine .................78 4.6.2. 4.6.2 . Kućna K ućna podstanica podstan ica ......... .............. ......... ........ ........ .....78 .78 4.6.3. Distribucija Distribucija toplotne energije toplodalekovodi 79 4.7. Elementi cevovoda i armature .................80 4.8. Pumpe 86 4.8.1. Opšte o pumpama 86 4.8.2. Regulacija rada pumpi 86 4.8.3. Ugradnja Ugradnja pumpi u potisni ili ili povra povratni tni vo d 87 4.9. Toplotna i zvučna izolacija 88 4.9.1. Toplotna izolacija 88 4.9.2. Zvučna zaštita..................................90 4.10. 4.1 0. Priprema vode vod e za centralno grejanje .. 91 4.10.1. Osnovni pojmovi o vodi 91 4.10.2. Prečišćavanje vode 92 4.10.3. Smetnje u pogonu, pogonu, uzroci i otklanjanje 99 .....................................
............. .............. .....
.............................................
..........................
.....................
............. .............. ...
...........................................................
............. ............ ..
........... ........
............. .............. ..........
......................
...........................
.............
......................
......................
5. EKSPLOATACIJA PARNIH I TOPLOVODNIH KOTLOVA 101 101 5.1. Pripremni radovi .....................................101 5.2. Start postrojenja 101 101 5.3. Normalan pogon ..................................... 103 5.4. Gašenje postrojenja 104 5.5. Prestanak rada............................................104 5.6. Vanredne mere u okviru postrojenja za centralno grejanje 105 ........................
........................................
...............................
.........
6. ODRŽAVANJE PARNIH I TOPLOVODNIH KOTLOVA 6.1. Opšte o održavanju kotlova centralnog grejanja 6.2. Opšte o stabilnim posudama pod pritiskom........................................... 6.3. Pogon ska dokumentacij dokumentacijaa u kotlarnici 6.4. Kontrole i postupci u posebnim incidentnim incidentnim situacijama 6.4.1. 6.4.1 . Trajne Trajne kontrole
......................
............. .............. .....
............. ...........
........... .............
4
6.4.2. Pregled periodičnih radova obavezn ih kontrola i regulacija 111 6.4.3. Postupci u incidentnim inciden tnim situacijama 113 6.5. Remont postrojenja postrojenja za centralno grejanje .....................................114 6.5.1. Konzervacija postrojenja za grejanje 114 6.5.2. 6.5.2 . Remont Rem ont kotlova kotl ova ........ ............ ........ ........ ........ ........ .....115 .115 6.5.3. Remont uređaja za transport čvrstih goriva 115 6.5.4. Remont vazdušnih i dimni dimnihh kla pn i 115 6.5.5. Remont Rem ont uređaja uređaja na sistemu tečnog goriva goriva za loženje 115 6.5.6. Remont Rem ont uređaj uređajaa za hemijsku i termičku pripremu pripremu v o d e ...... ......... .....11 ..1166 6.5.7. Remont Rem ont rezervoara rezervoara napojnevode ................................ 116 6.5.8. 6.5 .8. Rem ont armature ........................ ...........................116 ...116 6.5.9. 6.5.9. Remon tpumpi 116 6.5.10. Remontni radovi na elektroinstalaciji i opremi 116 ......................................
.......................................
............. .............. ....
............. .............. ....
............. .
........... .............. ....
.........
7. VAZ DUŠNO DUŠ NO GREJANJE I PROVETRAVANJE 118 7.1. Provetravanje .............................................118 7.2. Ventilacija ...................................................119 7.2.1. Ventilacija odvođenjem v a zd u h a ........ ............. .......... .......... .......... ......... ........ ........ ........119 ....119 7.2.2. Ventilacija dovođenjem vazduha 120 7.2.3. Ventilacija Ventilacija dovođenjem i odvođe odvođenje njem m v azd uh a 120 7.3. Vazdušno Vazdu šno grej gr ejan an je.... je ........ ......... .......... ......... ........ ........ ........ .......12 ...1211 7.3.1. Lokalno vazdušno grejanje 121 121 7.3.1.1. Vazdušne zavese 123 7.3.2. Centralno vazđušno grejanje .... 124 7.3.2.1. 7.3.2.1 . Ventilatori Ventilatori 125 7.3.2.2. Filtri 125 7.3.2.3. Kanali za vazduh 128 7.3.2.4. Elementi za ubacivanje i izvlačenje vazduha .... 130 7.4. Sprega postrojenja postrojenja za ventilac iju igrejanje .....................................................131 7.5. Regulisanje 132 7.6. Eksploatacija sistema za grejanje i ventilaciju 133 ............. .............. ............ ..
............................................
.................
.. ... .... ..
..........
............ ..........
107
........... .............. .......
...........
107 109 110 110
................................................
110 110
................................................
T R E Ć I RA Z R ED
3.3.4. Dvokanalni sistemi 3.3.4.1. Dvokanalni zavisni sistem 3.3.4.2. Dvokanalni nezavisni sistem 3.3.5. Vazdušno-vodeni sistemi 3.3.6. Vodeni sistemi 3.3.7. 3.3 .7. Lokalni Lokaln i klimatizacio klima tizacioni ni uređaji uređaji ... 3.3.7.1. Kompaktne Kompaktne klima-jedinice 3.3.7.2. Razdvojene klima-jedinice
1. DALJINSKO GREJANJE...............................137 1.1. Kotlovsko postrojenje..............................137 1.2. Toplifikaciona postrojenja .................... 139 1.2.1. Toplane sa vrelovodnim kotlovima 142 1.2.2. Direktni i indirektni sistem daljinskog grejanja grejanja 143 1.2.3. Vodena para u kotlarnicama sa vrel vrelovodni ovodnim m ko tlovim a 145 1.3. 1.3. Postrojenja Postrojenja za korišćenje k orišćenje geotermalne energije ............................. 147 1.4. Kućne toplotno-predajne stanice 148
.....................
..............................
..............................
........................................
..........
.....................
.............................
........
182 182 184 184 187 187
...............
........
.................
2. SNABDEVANJE TOPLOM POTROŠNOM POTROŠNOM VODOM 152 2.1. Zadatak Zadatak snabdevanja i zahtevi za snabdevanje toplom potrošnom vodom 152 2.2. Vrste postrojenja .......................................152 2.3. Pojedinačna i centralna postrojenja za zagrevanje tople potrošne vode 153 Opšta uputstva za manji kotao sa bojlerom.................................... 153 Posebn Pose bnaa uputstva uputst va .......... ............... .......... ......... ......... .......... .........154 ....154 Dopunska uputstva za bojler 157 2.4. Toplotne pumpe za zagrevanje tople potrošne vode 161 161 2.5. Zaštita od korozije i kamenca 162 ................................
.......................................................
......
...............
................................
..............
3. KLIMATIZACIJAI SISTEMI KLIMATIZACIJE .............................................164 3.1. 3.1. Osnovi tehnike tehnike klimatiza cije 165 3.1.1. Dobici toplote 165 3.1.2. Priprema vazduha 167 3.2. Komponente klimatizacionog postrojenja 168 168 3.2.1. Klima-komora 169 3.2.1.1. Hladnjak 170 3.2.1.2. Maglena komora 171 171 3.2.1.3. Parni ovlaživač ...............172 •"r" 3.2.1. 3.2 .1.4. 4. Sastav klima-komore klima-ko more ... 173 1 3.3. 3.3. Siste Sistemi mi klimatizacije 173 3.3.1. 3.3.1 . Centralni Centralni j ednokanalni ednokan alni sistem niskog pritiska sa konstantnom količinom vazduha vazduha 174 3.3.2. Zonski sistemi klimatizacije 177 3.3.3. Sistemi klimatizacije visokog pritiska............................ 179 3.3.3.1 . Sistemi sa konstantnom količinom vazduha vazduha 179 3.3.3.2. Sistemi sa promenljivom količinom vazduha vazduha (varijabilni sistemi) 180 .................
................................
.........................
.................................................
................................
........................
..........
................................
.......................
.....
........
.......
4. REGULACIJAIAUTOMATIKA KLIMATIZACIONIH SISTEMA 4.1. Regulacija sa vazdušne strane 4.2. Regulacija sa vodene strane strane 4.3. Tipične primene regulacije i zaštite u tehnici klimatizacije
.................
............
..................
187 188 191 193 193 195
..............
5. EKSPLOATACJJAI ODRŽAVANJE POSTROJENJA POSTROJENJA ZAKLIMATIZAC ZAKL IMATIZAC IJU .... .... 201 6. TERMODINAMIČKE TERMODINAMIČKE OS NO VE I RADNI PROCESIRASHLADNI PROCESIRASHLADNIH H UR EĐ AJA 20 4 6.1. Drugi Drugi zakon termodinam ike 20 4 6.2. Levolcretni kružni procesi. Kružni proces proces u rashladnom rashladnom po strojen stro jenju ju 204 20 4 6.3. Toplota hlađenja, utrošeni rad i koeficijent hlađenja ...............................206 6.4. Teorijski ciklus jeđnostepene parne kompresorske rashladne mašine u T-s dijagramu 207 20 7 6.5. Prigušivanje i prehlađivanje tečnosti rashladnog fluida, masena i zapreminska rashladna rashladna sposobn spo sobnost ost .... 208 6.5.1. Masena i zapreminska zapreminska rashladna sposobnost 208 20 8 6.5.2. Prigušivanje i prehlađivanje tečnosti rashladnog fluida 209 20 9 ......
.................
........
.........................................
...................
..........
7.
RASH RA SHLA LADN DNII UREĐAJ URE ĐAJII .......... ............... .......... ......... .........211 .....211 7.1. Vrste rashladnih postrojenja 211 7.1.1. Podela rashladnih rashladnih postrojenja ... 211 7.1.2. Kompresorski rashladni urcđaji 212 21 2 7.1.3. Apsorpcioni Apsorpcio ni rashladni rashladni uređaji uređaji .. 212 7.1.4. Ejektorski rashladni uređaji 213 21 3 7.1.5. Termoelektrič Termoelektrični ni rashladni uređaji 213 7.2. Rashladni Rashlad ni fluidi .......... ............... .......... ......... ......... .......... .......... ......213 .213 7.2.1. 7.2 .1. Kriterijumi Kriterijumi za izbor rashladnih fluida 213 ..................
......
...........................
...........................
5
7.2.2. Vrste radnih fluida u rashl rashladni adnim m m ašina m a
............
8.4. Prehlađivači i međuhladnjaci ......... ............. .......237 ...237 8.4.1. Prehlađivači Prehlađivači 23 7 8.4.2. Međuhladnjaci 238 23 8 8.5. Razmenjivači toplote 23 9 8.5.1. Podela razmenjivaea razmenjivaea toplote 239 23 9 8.5.2. Koeficijent prolaza toplote, srednja temperaturska razlika, površina razmenjivača toplote .. 240
214 21 4
...................................
7.2.3. Označavanje rashladnih fluida . 215 7.3. Ulje u rashladnim uređajima uređajima 216 21 6 7.4. Principijelna šema rashladni rashladnih h mašina sa dvostepenim dvoste penim sabijanjem .... 217 7.5. Stvarni procesi u kompresoru ................218 7.5.1. Stvarni rad rad kompresora. kompresora. Indikatorski dijagram ..................218 7.5.2. Koeficijent isporuke 219 7.5.3. Stepen korisnosti, indikatorska i efektivna snaga. Izbor Izbor pogonskog motor a 220
..............................
..............................
................
....................
...........
8.
SASTAVN I ELEMENTI RASHLADNIH POSTROJENJA
.................
222 22 2
8.1. Kompresori ...............................................222 8.1.1. Klipni kompresori 222 22 2 8.1 .2. Rotacio Rot acioni ni kompresori ......... .............. .........225 ....225 8.1.3. Vijčani kompresori 227 22 7 .......................
......................
.... ....
9.
AUTOMATIKA RASH LAD NIH UREĐAJA..........................................................242 9.1. Automatski prigušni ventil 243 24 3 9.2. Term oekspanzio oeksp anzio ni ven til ......... .............. ......... ......... ......2 .244 44 9.3. Prigušni ventil sa plovkom 245 9.3.1. Prigušni ventil sa plovkom na strani niskog pritiska 245 24 5 9.3.2. Prigušni ventil sa plovkom na strani strani viso kog pritiska pritiska 24 6 9.4. So lenoid len oidni ni ventil .......... .............. ......... .......... ......... ......... .......... .....246 246 9.5. Presostati 247 24 7 9.6. Termostati 248 24 8 9.7. Pomoćni aparati i uređaji 24 9 9.7.1 . Skupljači (resive ri) .......... .............. ......... .........249 ....249 9.7.2. Odvaj Odvajači ači ul ja 249 24 9 9.7.3. Filtri, sušači i kontrolna (vidna) stakla 250 25 0 9.7.4 . N ivo kazi ka zi .......... .............. ......... .......... ......... ......... .......... ........251 ...251 9.7.5. Armatura .........................................252 i.................. .......... .......... .......... .......... ........2 ...252 52 9.7.6. C ev o v o d i............. ....................
....................
.............
...........
....................................................
..................................................
8.1.4. Turbokompresori ........................227 8.2. Kondenzatori 228 8.2.1. Vazduhom hlađeni kondenzatori 228 8.2.2. 8.2.2. Vodom Vodom hlađeni kondenzatori. Kule za hlađenje vode ............... 230 8.2.3. Kondenzatori hlađeni vodom vodo m i vazduhom vaz duhom .............. .....................23 .......232 2 8.3. 8.3. Ispa riva či ................................................ 234 ............................................
........................
..................................
............................................
8.3.1. Suvi i preplavljeni isparivači .... 234 8.3.2. Isparivači zahlađenje tečnosti . 235
PRILOG JUS A.AO.063/1996............................ 253
8.3.3. Isparivači za hlađenje vazduha . 236
Literatura .................................................................284
PREDGOVOR klimatizaciju Udžbenik Postrojenja za grejanje i klimatizaciju namenjen nam enjen je mehaničarima grejne i rashladne tehnike. Omoguć O mogućava ava im da steknu zna nja o vrstama, vrstama, konstrukcijama i principima rada uređaja i postr po stroj ojen enja ja za grejan gre janje, je, klima kli matiz tizaci aciju, ju, rash ra shla ladn dnih ih uređaja, razmenjivača toplote i drugih pomoćnih aparata. Da bi se jednostavnije shvatile funkcije i način delovanja pojedinih uređaja, udžbenilc obuhvata i elementarna tumačenja iz oblasti termodinamike i mehanike fluida. Važan Važan deo ovog udžbenika odnosi se na n a procese održavanja i eksploatacije uređaja i opreme za grejanje, hlađenje i klimatizaciju. Uz pojedina poglavlja o vrstama opreme i postr po stroj ojen enja ja obja ob jašn šnjen jenii su i elem el emen enti ti za regu re gulis lisan anje je i upravljanje delova ili kompletnih postrojenja. Uz mernu i regulacionu opremu, na pojedinim mestima prilcazane su i armature arma ture,, kao i sig s igur urno nosn snaa oprem op rem a i zaštita u toku eksploatacije. Budući da je ovaj ovaj udžbenik udžb enik prvi ovakve koncepcije, autori će biti zahvalni na svim sugestijama i primedbama, koje bi uzeli u obzir za eventualno sledeće izdanje. Beogra Beo grad, d, aprila apr ila 1997. g od ine in e
A U T O R I
PREDG PRE DGOVO OVOR R II IIIZ IZD D A N JU Postrojenja za grejanje i U ovom izdanju udžbenika Postrojenja klimatizaciju izvršene su ispravke štamparskih grešaka i izmenjeno je nekoliko slika radi radi posti po stiza zanja nja jasn ja snoće. oće. Beogra Beo grad, d, okto bra 2000. go dine di ne
A U T O R I
7
PREDGOVOR IIIIZDANJU U ovom izdanju udžbenika Postrojenja za grejanje i klimatizaciju izvršene su izvesne ispravke, izmenjeno je nekol ne koliko iko slika radi posti po stizan zanja ja jasno jas noće će i dop d opun unjen jenaa je i izmenjena literatura. Beograd, Beog rad, aprila apr ila 2006. go dine di ne
8
A U T O R I
Drug Dr ugii razre ra zred d
1. U V O D
Klimatske prilike na Zemlji nisu ni uvek Kada se govori o termićkim parameni svuda povoljne za život čoveka. U ne- trima sredine, obično se prvo pomisli na kim regionima nepovoljni meteorološki temperaturu vazduha, što i jeste najvažninajva žnifaktori vladaju samo određeni period u ja j a mera me ra osećaja ose ćaja ugod ug odno nosti sti čoveka. čovek a. Os Ostali tali godini (npr., zima u našim krajevima), a termički parametri sredine su: temperau drugim i čitavu godinu (polarna oblast, tura okolnih površina u prostoriji (zidova, planinsk plan inskaa područja podr učja izna iz nad d 4000 m nadm na dmoror- poda, pod a, tava ta vani nice ce,, proz pr ozor oraa i vrata) vra ta),, rela re lati tiv vna ske visine, pustinje). vlažnost vazduha i njegova brzina kretanja. Ova četiri parametra utiču na koČ ovek ima vlastiti sistem sistem termoregulacije kojim se šire ili skupljaju periferni ličinu toplote koju čovek odaje okolini, krvni sudovi, obavlja se znojenje, drhta- kao i na odnos pojedinih mehanizama p ren n o sa topl to plot otee sa čov ek a n a o k o lin li n u nje i dr. Zahvaljujući sistemu termoregu- pre lacije, kao i odgovarajućoj odeći, čovek (konvekcijom, zračenjem, kondukcijom i vode). može da se u izvesnoj meri prilagodi tre- isparavanjem vode). nutnim klimatskim uslovima. Tokom U čovečjem telu se neprekidno odviki'atkog vremenskog perioda ljudski orga- jaju ja ju složen slo ženii fizičkofiz ičko-he hemi mijsk jskii proc pr oces esii koji nizam može da izdrži i ekstremne tempe- se nazivaju metabolizam. Tokom tih prorature: od jakih mrazeva (minus 40°C) do cesa proizvodi se i oslobađa toplota u orvrlo visokih temperatura u sauni (i iznad ganizmu i da bi čovek održao stalnu tem100°C). Međutim, mogućnost prilagođa- pera pe ratur turu u tela, tela , on tu, oslo os lobo bođe đenu nu topl to plot otu u vanja čovelca elcstremnoj temperaturi to- mora da preda okolini. okolini. Č ovek se, u terkom dužeg boravka u nekoj sredini, rela- mičkom pogledu, najprijatnije oseća u tivno je ograničena pa mu u pomoć stupa takvim uslovima sredine kada je ostvaretehnika tehnika grejanja grejan ja i klimatizacije klimatiza cije koja omo- na ravnoteža između metabolizmom proizproiz gućava odgovarajuće klimatske uslove za vedene toplote i toplote odate okolini. ugodan život čovelca. Na N a celok ce lokup upan an osećaj ugod ug odno nost stii čovek čov ekaa Grejanje i klimatizacija je grana teh- u zatvorenom prostoru (grejanom ili nike koja se bavi opremom i uređajima klimatizovanom), osim termičkih parameza ostvarivanje termičkih uslova ugodnotara sredine utiču i dmgi faktori ugodnosti, tj. povoljnih uslova za boravak i rad sti, kao što su: čistoća vazduha, buka i ljudi u zatvorenom prostoru. Termički osvetljenost. uslovi ugodnosti su proizvod kombinovanog delovanja termičkih parametara sreGrejanje, provetravanje, hlađenje i dine i ličnih uslova čoveka (stepen fizičke klimatizacija spadaju u oblast termotehaktivnosti, odevenost, uzrast, zđravstveno nike i označavaju se skraćeno sa KGH. stanje i dr.). 11
Osnovna funkcija sistema za grejanje je najopš naj opštiji tiji sistem siste m za post po stiza izanj njee i održaodr ža je zagrev zag revanj anjee zgrade zgra de zimi, uz postiz pos tizanj anjee vanje termičkih uslova ugodnosti u zatvoodgovarajuće temperature ugodne za bo- renim prostorima. Ima iste funkcije kao ravak ljudi. Temperatura vazduha u pro- grejanje i provetravanje, i dodatne: hlađestoriji (unutrašnja temperatura) zavisi, nje prostorija leti i regulisanje relativne pre svega, sveg a, od nam na m ene en e objekta obj ekta,, odno od nosn sno o vlažnosti vazduha (zimi i leti). prostorij pros torije. e. U našim na šim klim kl imats atskim kim uslovim uslo vimaa U zavisnosti od toga koji je zadatak pros pr ostor torije ije se zimi zim i najčešće na jčešće zagrev zag revaju aju do klimatizacije primaran, odnosno čijim se 20°C. Sporedne prostorije zagrevaju se potre po treba bama ma prila pr ilago gođa đava va (čovek (čov ekaa ili indu in du-na niže temperature (hodnici na ]5°C, strijskih objekata) postoje: stepeništa 5-12°C, skladišta 5-10°C). Pro- komfo komforn rnaa i storije u kojima je čovek manje odeven - industrijska industrijska klimatizac klimatizacija. ija. (kupatila, bazeni, bolnice i sl.) greju se na Zadatak komforne klimatizacije je više temperature (22-28°C). Provetravanjem (ventilacijom) obez- ostvarivanje pogodnih termičkih uslova beđuje beđu je se dovo do voljn ljnaa količin ko ličinaa svežeg svež eg (spo- za boravak čoveka. Sprovodi se u poslovljašnjeg) vazduha u prostoriji i održava nim prostorijama, bioskopima, pozorištima, bankama, hotelima, bolnicama, sportkvalitet vazduha u zahtevanim granicama. granicama. skim dvoranama i sl. U letnjem periodu U prostorijama u kojima borave ljudi, temperatura vazduha obično se održava usled disanja i znojenja, vazduh se ,,kvana 26±2°C, uz relativnu vlažnost od ri“ (smanjuje se koncentracija kiseonika, 50±10%. povećava pov ećava udeo ude o ugljen ug ljen-di -dioks oksida ida,, vlage, vla ge, miOsnovni cilj industrijske klimatizacije risa). U industrijskim objektima degrada je stee stvar stv aran anje je optim op tim alni al nih h u slov sl ovaa za odciju kvaliteta vazduha obično prouzrokuje jest vijanje tehnološkog procesa, a ne za boratehnološki proces (emisija prašine, aerovak ljudi. Ipak, ti uslovi sredine moraju sola, isparenja, hemijskih jedinjenja i sl.). biti pogod po godni ni i za čoveka. Svež vazduh koji se sistemom za proHlađenje je grana tehnike koja se bavi vetravanje uvodi u prostoriju prostoriju treba da za po stiz izan anje jem m i od ržav rž avan anje jem m tem te m pera pe ratu tura ra meni zagađen vazduh. Provetravanje pro- post nižih od temperature okoline. U okviru storije može biti prirodno ili prinudno. ove oblasti, tehnika hlađenja će se odnoZa prirodno provetravanje nisu positi na postupke i uređaje za hlađenje natrebni mehanički uređaji; to je prirodno mirnica i proizvoda (frižideri, zamrzivači, strujanje vazduha vazdu ha kroz otvore na n a zgradi ili komore za hlađenje, skladišta), kao i kroz otvorene prozore. hlađenje u okviru tehnološkog procesa, Za prinudno provetravanje (ventilaci- dok će se hlađenje vazduha u prostorija ju) ju ) posto po stoji ji pose po seba ban n m ehan eh anički ički uređaj ure đaj za ma za boravak ljudi razmatrati u delu o dovođenje i/ili odvođenje vazduha iz pro- klimatizaciji i klimatizacionim postrojestorije. njima. Klimatizacija Klim atizacija se obično vezuje za rad u Mada tehnika grejanja i klimatizacije letnjem periodu kada je zgradu potrebno ne spada u nove naučne i tehničke discihladiti. Međutim, u našim klimatskim pline pli ne,, ona on a u posle po sledn dnje je vreme vre me doživ do življa ljava va uslovima klimatizaciona postrojenja obič- intenzivan razvoj, jer su sve veći i stroži no rade tokom cele godine. Klimatizacija zahtevi koji se postavljaju projektantima 12
Ne ka od tih rešenja reše nja danas se smatraju prevaklimatizacionih klimatizacionih postrojenja. S jedne jed ne strastra- Neka ne, ne, zahteva se k ontrolisanje termičkih pa- ziđenim (ali se još uvek upotrebljavaju), rametara sredine sa što manjim varijaci- dok druga predstavljaju trend u savre jama jam a tempe tem perat rature ure i rela re lativ tivne ne vlažn vla žnos osti, ti, a menom men om svetu. svetu. O većini tih tehničkih rešeakcenat se posebno stavlja na postizanje nja, njihovim prednostima i nedostacima, odgovarajućeg kvaliteta i čistoće vazduha kao i teorijskim osnovama na kojima se u zatvorenom prostoru (posebno u poje- bazi ba zira raju ju,, biće bi će više vi še reči re či u n a red re d n im popo dinim granama elektronske i farmaceut- glavljima glavljima ovog udžbenika. ske industrije). S druge strane, postoji vrlo izražen zahtev ekonomista, energetičara i stručnjaka za zaštitu životne sredine da se smanji energetska potrošnja u P I T A N JA svim sektorima, pa i u grejanju i klimatiostvaruje termoregulacija termoregulacija čoveka čove ka i kolike zaciji. Zbog toga se razvijaju nove tehni- 1. Kako se ostvaruje su njene mogućnosti? ke grejanja, hlađenja i klimatizacije, pritermički uslovi ugodnosti? menjuju nove poboljšane tehnologije i 2. Šta su termički 3. Koji su termički parametri parametri sredine sred ine i na šta deluju? proizvo pro izvode de uređa ure đaji ji za KG KGH H koji imaju im aju ma- 4. Koji je osno o snovni vni zadatak tehnike tehnik e provetravan provetravanja? ja? nju nju specifičnu potrošn ju energije po jedi- 5. Kakva je razlika između sistema za grejanje grejanje i sistenici grejanja, odnosno hlađenja. ma za klimatizaciju? klimatizaciju? izme đu komforne i industrijske S obzirom na raznolikost postavljenih 6. Kakva je razlika između klimatizacije? zahteva, postoji veliki broj različitih ure- 7. Cime se bavi tehnika hlađenja? hlađenja? đaja, sistema i postrojenja za grejanje, 8. Koji se zahtevi postavljaju proizvođačima KGH pro p rove vetr trav avan anje je,, h lađ la đ e n je i k lim atiz at izac aciju iju.. uređaja?
13
2. OSNOVNI OSNOVNI POJMOVI O UREĐ AJIMA ZA GREJANJE
U zimskom periodu grejana prostorija storije koje mogu biti udaljene od izvora odaje toplotu okolini transmisijom kroz toplote. Pošto se loži na jednom mestu, tj. zidove, pod, tavanicu, prozore i vrata. Što loženje je centralizovano, ovaj sistem se je zgrada zgr ada bolje bolj e termički izolovan izol ovana, a, gubici naziva sistem za centralno grejanje. U zatoplote u okolinu su manji. Hladan spol- visnosti od veličine toplotnog izvora, sis jašn ja šnji ji va vazdu zduhh struji struj i kroz kro z proc pr ocep epee (fuge) (fuge ) temi za centralno grejanje dele se na: prozor pro zoraa u prosto pro storij rijuu i potreb pot rebno no ga je za- etažno etažno grejanje grejanje (grejanje (grejanje jednog jedno g grejati do unutrašnje temperature. Venstana), tilacioni gubici predstavljaju količinu to- centralno grejanje grejanje (grejanje cele cele plot pl otee ko koju ju j e po potr treb ebnn o pred pr edat atii va vazd zduh uhuu zgrade), koji je infiltracijom kroz procepe dospeo u prostoriju. Zbir transmisionih i ventila-blokovsko grejanje (grejanje većeg cionih gubitaka toplote čini ukupnu po broja bro ja zg zgrad radaa u blok bl okuu iz je j e d n o g izvoizv otrebnu količinu toplote za grejanje prora toplote), storije storije u jedinici jedin ici vremena. U praksi se ova -daljinsko grejanje (grejanje delova veličina naziva toplotni gubici, odnosno grada ili celog naselja). n aselja). gubici toplote prostorije. Danas Dana s postoji veliki broj broj različitih sisteGubici toplote prostorije nadoknađuju grejanje.. Svaki Svaki od njih ima određene se sistemom za grejanje. Količina toplote ma za grejanje pre dnosti sti i nedosta ned ostatke tke.. Tehn Te hno-e o-eko kono noms mske ke potre po trebn bnaa za grejan gre janje je predaj pre dajee se prostorij pros torijii predno karakteristike uređaja za grejanje odreuređajem za grejanje. grejanje. Zagrevni uređaji se dele na pojedinač- đuju njegov domen primene. Koji će sistem ne (lokalne) uređaje i postrojenja central- za grejanje biti primenjen, zavisi od potreba i mogućnosti investitora (korisnika nog grejanja. objekta) objekta) i propisa koji važe za gradnju gra dnju na Pojedinačni zagrevni uređaj nalazi se datoj lokaciji. u samoj prostoriji koja se zagreva. U Uređaji za grejanje mogu se porediti njemu se sagoreva gorivo, odnosno neki pr emaa razli ra zličitim čitim kriter kri teriju ijumi mima ma.. Svi ureur eoblik energije pretvara se u toplotu i oda- prem je u prosto pro storij riju. u. U ob običaj ičajen enoo jed je d an uređaj uređ aj đaji treba da zadovolje šest osnovnih uslova: zagreva jednu jedn u prostor prostoriju. iju. - funkcionalnost (održavanje termičtermičU postrojenjima centralnog grejanja kih parametara sredine u svim ekna jedan izvor toplote (kotao, toplotna sploatacionim uslovima), pods po dstan tanica ica)) vezuje vez uje se veći broj b roj grejni gre jnihh tet e- higijenski higijenski uslovi (održavanje čistoće čistoće la. Toplota se razvodi po objektu pomoću nekog prenosio pre nosioca ca toplote, toplote, a predaje u proproi kvaliteta vazduha u prostoriji), 14
- estetika estetika (da zauzimaju što manje me- stavljaju u današnje vreme bolje rešenje. sta i da se lepo uklope u enterijer e nterijer ob- Zbog toga se ovaj način grejanja stanova jekta) jek ta),, u gradovima koristi pretežno, a u novim - ekonom ičnost ičnost (zbir investicionih i zgradama i naseljima isključivo. eksploatacionih troškova treba da je što manji), 2.1. POJEDINAČNI UREĐAJI ZA -bezbednost (opasnost od požara, GREJANJE eksplozije, prodora dimnih gasova u zagrevane prostorije treba da se sve- Pojedinačni (lokalni) uređaji za grejanje de na što manju meru), posta po stavl vljaj jaju u se u svaku svak u pros pr ostor toriju iju koja ko ja se -ekologija (rad uređaja za grejanje greje. Osnovna prednost im je što su intreba da što manje narušava životnu vesticiono najjeftiniji sistem za grejanje sredinu). zgrada, zgrada, a glavni nedostatak manji komfor Centralno grejan je ima niz pogodnosti korisnika. Osnovna podela pojedinačnih učinjena je prema vrsti u odnosu na pojedinačne uređaje za zagrevnih uređaja učinjena goriva i izvora toplote koje koriste: grejanje. Glavne prednosti su: -bolji raspored temperature vazđuha - peći peći na čvrst čvrsto o gorivo, gorivo, u prostoriji (grejna tela se postav- peći peći na tečno gorivo, gorivo, ljaju ispod prozora, što je termički - peći peći na gasovito gasovito gorivo i mnogo povoljnije nego kada su uz - uređaji uređaji za korišćenje korišćenje električne enerunutrašnji zid, na koji se, zbog veze gijesa dimnjakom, obično postavljaju peći); - mogućnost grejanja i sporednih prostorija (kupatilo, WC, hodnilc); - centralizovano loženje (već (veći kotao ima veći stepen iskorišćenja goriva i bolje regul reg ulisa isanj nje, e, rad kotla kot la nadgle nad gleda da kvalifikovano osoblje, osoblje, m anja je opaopasnost od požara, manje se prljaju zgrade i stanovi itd.). Centralizovano loženje smatra se najvećom prednošću sistema centralnog grejanja. Nedostaci u odnosu na pojedinačne zagrevne uređaje su: - veći veći investicioni troškovi i - lošija lošija lokalna regulacija regulacija (regulacija (regulacija temperature u svakoj prostoriji po jedi je dina načno čno). ). Uzimajući u obzir sve navedene prednosti i nedostatke, može se zaključiti da pos p ostr troj ojen enja ja za c en tra tr a lno ln o g rcja rc jan n je prcdprc d-
2.1. 2.1.1. 1. PEĆ INA Č VRSTO VRSTO GORI GORIVO VO Peći Peći na čvrsto vrsto gorivo gorivo su najstariji zagrevni zagre vni uređaji. Kao gorivo služe: ogrevno drvo, različite vrste ugljeva (lignit, mrki, briket), a mogu da se sagorevaju i poljoprivredni otpaci. Donja toplotna moć naših ugljeva kreće se u granicama od 6000 do 17000 kJ/kg. Danas se upotrebljavaju sledeće vrste peći na čvrsto gorivo: - kami kamini ni,, - zidane peći peći i - metalne peć peći. i.
KAMINI
Kamin ima ognjište otvoreno prema prostoriji, storiji, tako da postoji opasno o pasnost st od požara. Udari vctra mogu vratiti dim u zagrevanu 15
prostori pro storiju. ju. Toplota Topl ota se odaje oda je prete pr etežn žno o zračenjem otvorenog plamena. Kamin ima vrlo malu malu akumulacionu sposobnos sposobnost. t. Č im se vatra ugasi, prestaje i grejanje. Kamin se obično obično loži drvetom. Gubici u izlaznim dimnim gasovima su vrlo veliki, tako da je j e stepen ste pen iskor isk orišćen išćenja ja goriva gor iva vrlo mali od 10 do 30%. Glavna prednost kamina je lep izgled (sl. 2.1). Kamini mogu biti de-
su glatke da bi se čistoća lakše održavala. Za kaljeve peći su najbolje gorivo drvo i brike br iketi ti mrko mr kog g uglja. ugl ja. Step St epen en isko is kori rišćen šćenja ja goriva ako je peć potpuno ispravna i pravilno ložena vrlo je visok - i do 80%. 80%. U praksi prak si je obično, obi čno, zbog zbo g nez n ezap apti tive veno nosti sti i za prljanost prlj anostii peći, stepen step en korisn kor isnost ostii 50 - 60%.
M E T A L N E P E ĆI
korativno ozidani tako da predstavljaju ukras u prostoriji. Vizuelni efekat vatre i puck pu cketa etanj njee drveta drv eta izaziv iza zivaju aju kod ko d ljudi ljud i pri jata ja tan n osećaj ugod ug odno nosti sti,, pa se kam ka m ini in i najnaj češće postavljaju u prostorije za dnevni bora bo rava vak. k. U n ašim aš im klim kl imat atsk skim im uslo us lovi vim ma kamin je nedovoljan, pa se obično dodaju još jo š neki ne ki uređaj ure đajii za z a grej g rejanj anje. e.
Z I D A N E P E ĆI
Od svih tipova zidanih peći, najrasprostranjenije su kaljeve peći. One imaju do bru br u sposo sp osobn bnos ostt akum ak umuli ulisan sanja ja toplote. toplo te. To plot pl otaa se odaje na povo po volja ljan n način: na čin: blagim bla gim zračenjem i konvekcijom, što je veoma ugodno za čoveka. Površine peći treba da 16
Klasične metalne peći (kod nas poznate kao bubnjare ili kraljice peći) izrađivale su se kao jamaste ili bunkerske peći. Umesto akumulacije toplote (kao kod kaljevih peći) imale su akumulaciju goriva koje je postepeno sagorevalo. Temperatura koja se postiže je vrlo visoka (i do 200°C), tako da je odavanje toplote zračenjem vrlo intenzivno, ponekad čak i neugodno. Stepen iskorišćenja goriva u idealnim uslovima je oko 80%, ali se u eksploatacij eksploatacijii obično postiže 60-7 0% . Poboljšanu verziju metalnih peći peći predstavljaju trajnožareće peći. Ispod metalnog kućišta postoji ozid od šamota, tako da pored akumulacije goriva, postoji i akumulacija toplote. Gorivo sagoreva do bro i potpu po tpuno no,, tako tak o da j e step st epen en kori ko risn snoosti veoma visok (oko 80%). Kod svih peći na čvrsto gorivo regulisanje procesa sagorevanja goriva i odavanja toplote relativno je ograničeno i lošije nego kod ostalih vrsta zagrevnih uređaja uređaja.. Intenzitet Intenzite t sagorevanja reguliše se pod p od ešav eš avaa njem nj em k o ličin li činee vazd va zduh uhaa za sagorevanje (vratanca na peći, regulator proma pro maje je i sl.). 2.1. .1.2. PEĆ INA TEČ NO GORIV GORIVO O Kod nas su poznate kao nafta-peći, mada se kao gorivo obično koristi specijalno lako ulje za loženje, donje toplotne moći
42000 kJ/kg. One imaju određenih prednosti u odnosu na peći na čvrsto gorivo. Kada je nafta bila jeftina, bile su vrlo po pularn pul arnee i m nogo no go k o rišće ri šćene ne za grej gr ejan anje je stanova i manjih poslovnih prostorija. Danas se ne koriste jer je ulje za loženje skupo. Konstrukcija peći na tečno gorivo je jedn je dnos osta tavn vna. a. Oko Ok o m etal et alno nog g loži lo žišt štaa postavljeno tavljeno je metalno met alno kućište. kućište. Sobni vazduh struji između ložišta i kućišta peći i zagreva se konvekcijom. Iz rezervoara za gorivo lož-ulje dotiče u ložište kroz diznu. Odavanje toplote peći reguliše se promenom protoka ulja za loženje kroz diznu. Regulacija kapaciteta je vrlo laka i efikasna. Osnovni nedostaci peći na tečno gorivo su visoki eksploatacioni troškovi i stvaranje neprijatnih mirisa u prostoriji. Mirisi nastaju usled isparenja, prosipanja lož-ulja za vreme pun p unjen jenja ja rezervoara rezervoar a i dr dr. 2.1.3. 2.1.3. PEĆ I NA GASOVITO GORIVO GORIVO Ove peći mogu da koriste prirodni (zemni) gas (u mestima gde postoji gradska distributivna mreža) ili tečni gas (propan-butan) iz boca. Postoje različite konstrukcije gasnih peći: reflektorske, sa usi jan ja n im g rejn re jnim im elem el em enti en tim m a, sa cevn ce vnim im zagrejačima vazduha itd. Zavisno od konstrukcije zagrevnog uređaja, odnos između toplote predate zračenjem i konvekcijom može biti vrlo različit. Sve peći na gasovito gorivo imaju dobro automatsko regulisanje kapaciteta i visok stepen iskorišćenja goriva (preko 80%). Pri potpunom sagorevanju prirodnog gasa nastaju produkti sagorevanja ugljen-dioksid i vodena para. Zbog toga je dozvoljeno da se peći manjeg kapaciteta ( 2 - 3 ,5 kW) postav postavlja ljaju ju u prost prostori oriju ju bez bez prikl pr iključka jučka na dimnj dim njak ak,, mada ma da j e bolje bol je da
ta veza postoji. Peći većeg kapaciteta obavezno je povezivati na dimnjak. O snovna uloga dimnjaka je dovođenje vazduha (ki(kiseonika) za sagorevanje, pa tek onda odvođenje produkata sagorevanja. Prednosti peći na gasovito gorivo su: čistoća, jednostavno rukovanje, dobra automatska regulacij regulacija. a. Najveći nedostatak je opasnost od požara, eksplozije i trovanja gasom. Peći na gas se najčešće najčešće koriste u objektima koji se povremeno greju i u halama koje se delimično delim ično greju. 2.1.4 2.1.4.. UREĐ AJI ZA GREJANJE ELEKTRI ELEKTRIČ Č NOM ENERGIJOM ENERGIJOM Uređaji za grejanje koji koriste električnu energiju u mnogim elementima se znatno razlikuju od ostalih pojedinačnih uređaja za grejanje (peći): - mogu da se postave na termički termički povoljnije mesto u prostoriji (ispod (isp od prozora, uza spoljašnji zid); - mogu da se koriste za grejanje sporednih prostorija; - vrlo lako lako se regulišu; - komforni komforni su za korisnika (uključuju (uključuju se pritiskom na dugme, ili automatski preko uklopnog časovnika —tajmera); - predstavljaju predstavljaju ekološki prihvatljivo grejanje u urbanim urban im sredinama. ELEKT RIČNE GREJALICE
Električne grejalice koriste efekat zagrevanja provodnika kroz koji protiče struja, pri čemu se elek el ektr trična ična ener en ergi gija ja pret pr etva vara ra u toplotnu. Toplotu odaju pretežno zračenjem. Nemaju nikakvu akumulacionu sposobnost, pa iz električne mreže ,,vuku struju“ struju“ kada je prostoriju potrebno zagrevati. 17
KALORIFERI
U kalorifer je ugrađen ventilator kojim se postiže strujanje sobnog vazduha preko električnog grejača. Toplotu odaju prostoriji konvekcijom. Ostale osobine kalorifera su identične osobinama električnih grejalica, osim što su kaloriferi nepovoljniji sa higijenskog aspekta, jer više ,,podižu prašinu“ u prostoriji.
težno konvekcijom, mada postoji i blago zračenje. Termoakumulacione peći troše jedn je dnak aku u količi ko ličinu nu elek el ektr trične ične ener en ergij gijee kao grejalice i kaloriferi, kaloriferi, ali im je prednos pred nostt što omogućavaju korišćenje električne energije samo u vreme niže tarife. TOPLO TNE
PUMPE
Grejanje pomoću toplotnih pumpi je na jra jr a cio ci o n aln al n iji ij i n ačin ači n g reja re jan n ja elek el ektr tričn ično om TERMOAKUMULACIONE energijom. Uz utrošak 1 kWh električne (TA) PEĆI energije, prostoriji se može predati oko 3 kWh toplote (ostatak toplote se oduzim a Termoakumulaciona peć ima sposobnost okolini). Princip rada toplotne pumpe akumulisanja toplote. Između elektrogre biće bi će d etal et aljn jno o o b jašn ja šn jen je n u p o g lav la v lju lj u o jača ja ča i m etaln eta lnog og kućišta ku ćišta peći ugrađ ug rađen enee su rashladnim uređajima. uređajima. magnezijumske opeke koje imaju veliki toplotni kapacitet. Peć se ,,puni“ (akumulira se toplota) u vreme niže tarife 2.2. 2.2. POSTROJENJE POSTRO JENJE ZA električne energije, a uključivanjem venCENTRALNO GREJANJE tilatora intenzivno odaje toplotu kada je to potrebno. Na slici 2.2 dat je presek ter- Osnovna karakteristika postrojenja za moakumulacione peći i položaj osnovnih centralno grejanje je da se loženje elemenata. TA peći odaju toplotu pre- (proizvodnja toplote) obavlja na jednom mestu (centralizovano), a da se toplota odaje u više prostorija. Svako postrojenje za centralno grejanje ima tri osnovna elementa (sl. 2.3). Izvor toplote je uređaj u kome se toplota ,,proizvodi“ i predaje
Sl. Sl. 2.2. 2.2. - Presek termoakiimula termoakiimulacione cione peći: 1 - kućište; 2 —toplotna —toplotna izolacija; 3 - akumulaciona masa; 4 —kana —kanall za vazduh; vazduh; 5 - električni grej grejač; ač; 6 — sobn og vazduha; vazduha; — ventilator; 7 — — ulaz sobnog 8 - rešetka za ubacivanje zagrejanog vazduha
18
Sl. 2.3. —Šemapostrojenja za centralno grejanje: 1 - izvor toplo toplote; te; 2 —razvodjluida —razvodjluida;; 3 - grejno telo
radnom fluidu. fluidu. Radni fluid (topla voda ili biti potre po trebna bna veličin ve ličinaa (površ (po vršina ina)) grejno gre jnog g vodena para) struji kroz mrežu cevi i pre- tela. tela. Č lanci se spajaju spajaju pomoću pom oću nazuvica nosi toplotu do grejnih tela. Grejna tela, (sl. 2.4). Iako su radijatori dobili naziv po smeštena u zagrevanim prostorijama, od- odavanju toplote zračenjem (radijaciaju toplotu prostoriji. Tom toplotom se jom) jo m),, oni veći deo toplote top lote odaju oda ju konv ko nvek ek-neutrališu toplotni gubici i održava že- cijom, a manji zračenjem. ljena ljena vrednost vredn ost temperature tem perature u prostoriji. U svetu i kod nas postoji veliki broj različitih sistema za centralno grejanje. Osnovna podela postrojenja za centralno grejanje vrši se prema vrsti izvora toplote, radnom fluidu, načinu vođenja cevne mreže i vrsti grejnih tela. Izvor toplote može biti smešten u kotlarnici, tlarnici, toplani (TO), toplani - elektrani (TO (TO - TE) i termoelektrani termoelektrani - toplani (TE (TE - TO). TO). U kotlovima kotlovim a se kao gorivo mogu koristiti ugalj (kameni, mrki i lignit), 57 2.4 2.4. —Poprečn ipresek radijato radijatora ra - spajanje clanaka pomoću pomo ću nazuvica tečno gorivo (lako ulje za loženje i teško ulje ulje za loženje - mazut), prirodni prir odni gas, eleeleOblik članka radijatora zavisi od maktrična energija i geotermalna energija. terijala terijala od koga je napravljen. Č lankasti U odnosu na nosioca toplote (radni radijatori se izrađuju od livenog gvožđa, fluid) centralno grejanje može biti: vodeno (toplovodno i vrelovodno), parno (ni- čeličnog lima i legura aluminijuma. Ne skog pritiska, visokog pritiska i vakuum- može se generalno reći koji su radijatori najbolji. Svaka vrsta radijatora ima svojih sko), vazdušno i uljno. pre p redn dnos osti ti i nedo ne dost stat atak aka. a. N ajdu aj duži ži rad ra d n i Grejna tela su: radijatori (člankasta vek imaju liveni radijatori, radijatori, zatim aluminigrejna tela), pločasti radijatori, cevna grej jums ju mski, ki, a znat zn atno no kraći kra ći čelični čeličn i radija rad ijator tori. i. na tela, konvektori i grejni paneli. Ako se posmatra inertnost sistema (početak grejanja od trenutka uključenja pos p ostr tro o jen je n ja i vrem vr em e h lađ la đ en ja ra d ijat ij ato o ra 2.2.1. GREJNATELA po pres pr esta tank nk u grej gr ejaa nja) nj a),, n ajv aj v eću m asu as u Zadatak grejnog tela je da prostoriji oda radijatora i sadržaj vode u njima imaju raodređenu količinu količinu toplote - jednaku jednak u tre- dijatori od livenog gvožđa, pa su oni najnutnim toplotnim to plotnim gubicima prost prostorije orije.. Od inertniji. Aluminijumski radijatori su najsvih tipova grejnih tela, najviše se kori- manje inertni. Oni najpre počinju da ste radijatori. greju, ali se i najbrže ohlade po isključenju kotla. Specifično odavanje toplote po jed je d in ic i mase ma se rad ra d ijat ij ato o ra n ajv aj v eće j e kod ko d RADIJATORI aluminijumskih, zatim čeličnih, i najmaRadijatori su člankasta grejna tela. Ovak- nje kod livenih radijatora. Najlakše se va konstrukcija je povoljna jer se spaja- montiraju aluminijumski radijatori, jer je njihova masa, za isti toplotni kapacitet, njem određenog broja članaka može do.
19
znatno manja od mase drugih radijatora. zavisi od veličine veličine i vrste radijatora (liveni, Na N a ročito ro čito su tešk te škii radi ra dija jato tori ri od live li veno nogg čelični, aluminijumski). Proizvođači radi ja tora ra ob obično ično u svoj s vojim im kat k atal aloz ozim imaa na navo vode de gvožđa veće širine. Izbor vrste radijatora jato za neki objekat zavisi od zahteva i mo- koliko je potrebno konzola i držača za gućnosti investitora, odnosno korisnika vešanje radijatora u zavisnosti od broja članaka. Radijator se može postaviti i na objekta. Radijator se, po pravilu, postavlja uz nožice, i to ako se postavlja uza staklenu (iz log, ulaz ula z od stak st akla la i sl.). najveću rashladnu površinu u prostoriji. povrŠinu (izlog, Radijatori istog tipa izrađuju se u raKad god je to moguće, radijator se instalira ispod prozora (sl. 2.5). Treba voditi zličitim visinama i širinama. Sto je veća visina, odnosno širina članka, veće je i njegovo odavanje toplote. Treba birati radijatore veće visine (ukoliko to dozvoljava visina parapeta). Karakteristične dimenzije radijatora su: debljina, širina i ukupna visina članka, rastojanje između priključaka i dužina radijatora (sl. 2.6). Neke od ovih veličina su propisane našim na šim standardima. S aspekta standardizac standardizacije, ije, najvažnija dimenzija d imenzija je rastojanje između priključaka (razvodnog i povratnog kod dvocevnih sistema). Ta veličina veličina je odavno propisana standardom, standardom, Sl. 2.5. Postavljanje radijatora uz parapetni zid: a postoji tendencija da se za određene ti(a= 5 cm; cm; b = 7= 7 = 12 cm) cm) pove pov e radij ra dijato atora ra stand st andar ardiz dizuju uju i ostal os talee karačuna da visina radijatora bude za oko rakteristične veličine. 20 cm niža od visine parapetnog zida na koji se postavlja. Radijator treba da bude odignut od poda 7 —12 cm, a od zida odmaknut najmanje 5 cm. Da bi se omogućilo pravilno odvođenje vazduha iz grejnog tela (odzračivanje), radijator tre ba da bu bude de blago bla go na nagn gnut ut u od odno nosu su na horizontalu. Najbolje je da je radijator slo bodno bod no po posta stavl vlje jenn u prosto pro storij rijii (kao na slici 2.5). Termički je nepovoljnije kada se radijator postavi u nišu, a još je lošije rešenje da se radijator maskira maskira.. Postavljanjem maske ispred radijatora ili ili oko njega njeg a smaSl. Sl. 2.6. 2.6. —Karakterist —Karakteristične ične dimenzije dime nzije radijatora: radijatora: b širina članka; d —debljina članka; h —ukupna njuje se njegovo odavanje toplote, pa je visina radijatora; radijatora; hl h l —rastojanje —rastojanje potr po tree bn bnoo p ov ovee ćati ćat i g rejn re jnuu p ov ovrš ršin inu, u, tj. između priključnih otvora broj članaka. člana ka. Radijator Rad ijator se pričvršćuje pričvršćuje na n a zid pomoću konzola i držača. Broj konzola i držača -
-
20
Prema našem standardu, radijator se označava na sledeći način: . n-hjb t i p ------ 5— Rx x R2 gdeje: n - broj članaka, h{- rastojanje rastojanje između iz među priključ priklj učaka aka [mm], [mm], b - širina članaka članaka [mm], [mm], R { - prečnik razvodnog priključka (mož (možee da se napiše nazivn naz ivnaa mera me ra ili u mm), R2- prečnik prečnik povratnog povratno g priključka. priključka. Primer: ,,Termik“
15-600/160 3/4 x 3/4
P L O Č A S T A G R E J N A T E LA
Pločasta grejna tela izrađuju se od čeličnog lima. Osnovne karakteristike su im mala ala debljina i velike glatke ili profilisane prof ilisane grejne površine. Oblik tih profila prikazan je na slici 2.7. = jj- -ri -ri i-innnnnnnnnnn
brički i od te dve veličin ve ličinee zavisi zav isi i njiho n jihovo vo nominalno odavanje toplote. toplote. Kada su posredi visina, trajnost, inertnost i način odavanja toplote, za pločasta grejna tela važi isto što i za radijatore od čeličnog lima. Prednost im je što su lepši od čeličnih čeličnih i klasičnih radijatora.
C E V N A G R E J N A T E LA
Cevi ovih grejnih tela slobodno su izložene vazduhu u prostoriji koja se greje. Cevi su obično čelične. Završna obrada može biti farbanje, niklovanje, plastificiranje, tako da se dobija lep izgled. Cevna grejna tela prikazana su na slici 2.8. Prednost ovih grejnih tela je lako održavanje čistoće. Cevna grejna tela koriste se za grejanje pros pr osto tori rija ja sa m alim al im gubi gu bici cim m a top to p lote lo te (kupatila, WC, hodnici). U poslednje vre-
V-A
rth
i
JJ JJ U U LJ^U LJ^UJJ U U LJU LJ
SI. 2.7. — Poprečnipresek pločastih g rejnih tela
n n r i n i i n n n n ri ri n
uuuuu uuuu m j
H -o- o -o- -o -
JJ U U U U U U_U LJU U
nnnnhnnnnrin
Tok vode i način odavanja toplote pločastih pločastih grej gr ejni nih h tela te la sličn sl ičnii su kao ka o oni kod radijatora, pa se ova grejna tela često nazivaju pločasti radijatori. Međutim, pločasta pločasta grejn gr ejnaa tela te la nem n emaju aju klasične kla sične člančla nke, pa se samim tim ne može dobiti željena dužina grejnog tela na objektu. Određene dužine i visine, se izrađuju fa-
me se izrađuju vrlo lepa grejna tela za ku patila pat ila koja ko ja služe i za sušenj suš enjee peškir peš kiraa i za grejanje prostora. prostora. Da bi se povećalo odavanje toplote po jedi je dini nici ci dužine, duži ne, cevi se orebra ore bravaj vaju u rebrireb rima od lima. lima. Međutim, nedostatak je problem održavanja čistoće, jer se prostor između rebara rebar a teško čisti. čisti. 21
Sl. Sl. 2.9. 2.9. - Presek konvektora: 1 - kućište - maska; 2 - rešetka; rešetka; 3 - lamelasti zagrejač vazduha; vazduha; 4 - šaht; 5 - skretni lim; 6 - - sobni vazduh; vazduh; 7 -zagrejani (ubačeni) vazduh
- estetika (zahvaljujući lepoj masci la-
Sl. Sl. 2.8. 2.8. - Konstrukcija Konstr ukcija cevnih grejnih tela: a —cevna —cevna zmija; b - cevni cevn i registar sa horizontalnim cevima; c - cevni registar sa vertikalnim cevima KONVEKTORI
ko se uklapaju u enterijer); - m a n ja inercija inercija (brže (brže stupaju stupaju u dejdejstvo); -o s im centralne centralne regulaci regulacije, je, postoji postoji mogućnost i lokalne regulacije ka pacite pac iteta ta (sa vaz v azdu dušn šnee strane str ane); ); - izdržavaju više pritiske pritiske.. Nedo Ne dostac stacii konv ko nvek ekto tora ra u odno od nosu su na radijatore su: - lošiji lošiji higijenski higijenski uslovi (teže održavaodržavanje čistoć čistoćee — taloženje p rašine i njeno ,,podizanje“ dok konvektor radi); -n e m a odavanja odavanja toplo toplote te zračenj zračenjem em (blago (blago toplotno zračenje je vrlo ugodno za čoveka).
Konvektori se sastoje od lamelastih zagrejača vazduha smeštenih u metalno kućište. Grejači se izrađuju od orebrenih cevi. Na čelične čelične cevi postavljaju se rebra od čeličnog lima, dok se bakarne cevi ore bravaju aluminiju alum inijumsk mskim im limom. KonstrukKonstr ukcija konvektora prikazana je na slici 2.9. Vazduh iz prostorije struji kroz ulaznu Zbog navedenih nedostataka, konvekrešetku u konvektor, zagreva se i pokretan uzgonskom silom istrujava u prosto- tori se vrlo retko koriste za grejanje stam be nih h zgrada. zg rada. riju kroz izlaznu rešetku postavljenu pri beni vrhu konvektora. Konvektor odaje toplotu isključivo konvekcijom. P A N E L N A G R E J N A T E LA Prednosti konvektora u odnosu na ra- Panelno grejanje je specifičan specifičan sistem gredijatore su: ja n ja kod ko d koga ko ga ne post po stoj ojee grej gr ejna na tela te la u - kompaktnost (manji je utrošak mama- klasičnom smislu. Cevi se postavljaju u terijala, lakši su, jefitiniji); građevinsku konstrukciju prostorije (zid, 22
pod), pod), zagrev zag revaju aju je, je , a zatim za tim se toplota topl ota sa građevinske konstrukcije prenosi na vazduh u grejanoj prostoriji. Toplota se predaje zračenjem na okolne površine i ljude, i konvekcijom konvekc ijom sobnom vazduhu. vazduhu. Postoji više različitih konstrukcija podnog grejanja. Cevi (u obliku cevne zmi je) mogu biti slobod slo bodno no pos p ostav tavlje ljene ne u podnoj ploči. Oko njih se nalazi tanji sloj vazduha. Cevi se takođe mogu uliti u beton i direktno ga zagrevati (sl. 2.10 i 2.11 .11). U ovom slučaju je važno važ no da koefici jenti temper tem peratu atursk rskee dilatac dila tacije ije cevi i betobeto na budu približno jednaki, da tokom zagrevanja beton ne bi pucao. Za podno grejanje obično se koriste bakarne ili plastič stične cevi (polietilenske, (polietil enske, polipropilenske i višeslojne), a ređe čelične cevi. U zavisnosti u koji građevinski element su ugrađene cevi, panelno grejanje može biti: podno, plafonsko i zidno. Najčešć ešće se primenjuje primenju je podno po dno grejanje, mada se smatra da je za čoveka najugodnije zidno grejanje. Prednosti panelnog grejanja u odnosu na ostale sisteme centralnog grejanja su sledeće.
a)
b)
Sl. 2.1 0 .- Način polaganja cevi kodpan elnog grejanja grejanja:: a - u obliku obliku cevne cevne zmij zmije: e: b - spiralno spiralno - u oblik obliku u puža puža
Sl. 2 .1 1. - Podno grejanje - cevi zalivene u betonu: betonu: 1 - završni sloj poda; 2 - grejna cev; 3 - beton; beton; 4 - toplot toplotna na izolac izolacija ija;; 5 - noseća konstrukcija tavanice
- Zbog blagog blagog zračenja zračenja toplote sa velikih površina, isti osećaj ugodnosti moguće je postići i pri nižoj temperaturi vazduha u prostoriji (unutrašnja temperatura je obično dva stepena niža). - Manje se podiže podiže prašina u prostoriji prostoriji.. -Grejna tela ne kvare enterijer prostorije. - Za grejanje grejanje se koristi koristi voda niže tem perature. peratu re. Nedos Ne dostac tacii pa pane neln lnog og grej gr ejan anja ja su: - slabija slabija mogućnost mogućnost regulisanja odavaodavanja toplote zbog velike inertnosti sistema; -problem popravke ako eventualno pukn pu knuu cevi ce vi u po podu du (sre (s rećom ćom,, to se retko događa); -veći investicioni troškovi, posebno kada se sistem za grejanje ugrađuje naknadno. 2.3. EK ONOM IČ NOST UREĐ AJA ZA GREJANJE Za grejanje zgrada troši se se energija. Cena C ena utrošene energije u toku grejne sezone pred pr edst stav avlj ljaa troš tr ošak ak za k oris or isnn ika ik a ob obje jekt kta. a. Cilj korisnika je da taj trošak bude što manji, a da postrojenje zadovoljava njegove potrebe. Kada se analiziraju troškovi za grejanje, moraju se posmatrati ukupni troškovi, koji se sastoje od investicionih i eksploatacionih troškova. Investicioni troškovi obuhvataju cenu opreme, materijala i njihove ugradnje. To je cena ce na izgrad izg radnje nje je j e dn dnee term te rmot oteh ehni ničke čke inin stalacije. Investicioni troŠkovi se u praksi nazivaju i početni, osnovni i kapitalni troškovi. Eksploatacioni troškovi su troškovi pogo po gona na term te rm ote ot e hn hničk ičkog og p o s tro tr o jen je n ja i obuhvataju cenu goriva (energije), radne 23
snage i troškove održavanja postrojenja. za dopunjavanje instalacije predstavlja, Eksploatacioni troškovi se obično raču- takođe, trošak za korisnika. naju po grejnoj sezoni. Ukupni troškovi Pravilna regulacija postrojenja za izgradnje i pogona postrojenja za greja- grejanje bitno utiče na godišnju potrošnju nje mogu da se odrede na dva načina. energije za grejanje. Zadatak regulacije Ako se eksploatacioni troškovi sračunaju je da u prosto pro storij rijii održa od ržava va stal st alnu nu tem te m pepe za ceo radni vek postrojenja (smatra se raturu vazduha (unutrašnju projektnu da je radni vek postrojenja za grejanje od temperaturu) pri bilo kojoj spoljašnjoj 20 do 25 godina) i saberu s investicionim temperaturi. U zavisnosti od trenutne troškovima, dobijaju se ukupni troškovi temperature spoljašnjeg vazduha, odre postr po stroj ojen enja ja za grejanj gre janje. e. Drugi Dru gi način na čin je j e da đuje se i količina toplote koju je potrebse ukupni ukup ni investicio i nvesticioni ni troškovi svedu pre- no dovesti u grejanu prostoriju. Regulako godišnje stope amortizacije i saberu sa cija može biti ručna i automatska. Regu proc pr ocen enjen jenim im eksplo eks ploata atacio cionim nim troškovi troš kovima ma lacija može da deluje na jedan uređaj (loza grejnu sezonu. Tako se određuju uku- kalna regulacija) ili na ceo sistem (cen pni pn i troškov troš kovii u jedno jed nojj grejnoj gre jnoj sezoni. tralna regulacija). Centralna regulacija Godišnja potrošnja energije za greja- može da se podeli na zone ili da bude je dins nstv tven enaa za z a čitav sistem. nje najviše zavisi od građevinskih karak- jedi teristika objekta, od kojih su najvažnije: Za grejanje stanova, poslovnih prostovrsta i debljina toplotne izolacije spoljaš- rija, javnih objekata i fabričkih hala u njih zidova, veličina i kvalitet prozora i našoj zemlji se koriste različita goriva i vrata, kao i kvalitet njihove ugradnje, od- izvori toplote (čvrsta, tečna, gasovita i nos spoljašnje površine zgrade i neto (ko- električna energija). U poslednjih dvaderisne) površine, eliminisanje toplotnih setak godina za grejanje objekata sve više mostova i sl. se koristi električna energija. Za krajnjeg Svakako da mašinski stručnjaci utiču korisnika upotreba električne energije je na potrošnju energije za grejanje. Njihov vrlo povoljna: mali investicioni troškovi uticaj se ogleda u izboru odgovarajućeg za uređaje za grejanje, dobra rasposistema za grejanje, njegovo pravilno loživost izvora toplote (osim u periodu dimenzionisanje, korektno izvođenje, a restrikcije potrošnje električne energije), naročito u kvalitetnom održavanju i pra- jed je d n o stav st av n o k o rišće ri šćen n je u ređ re đ aja, aj a, momo vilnom vilno m korišćenju postrojenja za z a grejanje. grejanje. gućnost dobrog regulisanja, relativno maKotao treba da ima što veći stepen kori- li troškovi grejanja (zbog depresirane cesnosti, kako nominalni, tako i u različitim ne električne energije u odnosu na ostale eksploatacionim uslovima. Cevna mreža energente). Međutim, s aspekta društva treba da bude što kraća, izbalansirana i u celini, korišćenje električne energije za toplotno izolovana dok prolazi kroz ne- grejanje prostorija je krajnje neracionagrejane prostorije (podrum, tavan, hodni- lan vid potrošnje električne energije. Najci). Instalacija treba da bude dobro zap- veći veći deo električne energije u našoj zemlji zem lji tivena kako voda ne bi curila iz sistema. proi pr oizv zvod odii se u term te rm oele oe lekt ktra ran n am a n a U postrojenjima za grejanje (osim u ma- ugalj. Stepen korisnosti transformacije njim instalacijama) koristi se hemijski uglja u električnu energiju u termoelek pripr pr iprem emlj ljen enaa voda, vod a, a to pripre pri prema manje nje vode tranama tranam a iznosi između 25 i 30%. To znači 24
da se tokom grejanja električnom energi jom iskori isk orišćava šćava svega sv ega 25 - 30% topl to plot otne ne moć moći uglja, dok se ostatak ostat ak predaje okolini (gubici transformacije). Kada se ugalj sagoreva u kotlu i dobijena toplota direktno koristi za grejanje, stepen iskorišćenja uglja uglja je 70 - 85%, što znači da je iskorišć iskorišćenje uglja (primarne energije) približno tri puta veće. veće. Sa šireg društvenog aspekta, upotreba električne energije za grejanje ima delimičnog opravdanja samo u odnosu na ekologiju, jer se sprečava zagađenje vazduha na mestu potrošnje. Problem aerozagađenja je sve izraženiji, pogotovo u velik velikim im urbanim urban im sredinama. Korišćenje električne energije za grejanje jedino je energetski opravdano kada se koriste toplotne pumpe. S obzirom na to da je koeficijent grejanja to plotne plotn e pump pu mpee oko 3, uku u kupa pan n stepe ste pen n iskoisko rišćenja rišćenja primarne energije energije je 75 - 90%, 90%, što je pribl pr ibližn ižno o jedn je dnak ako o stepe ste penu nu iskori isk orišćen šćenja ja uglja uglja tokom direktnog d irektnog sagorevanja sagorevan ja u grejgrejnom kotlu.
PITANJA 1. Sta su toplotni gubici prostorije? 2. Kakva je razlika između pojedinačnih uređaja za grejanje i centralnog grejanja? 3. Koji su osnovni kriterijumi za poređenje uređaja za grejanje? 4. Koje su prednosti i nedostaci centralnog grejanja? 5. Koje su osnovne karakteristike peći na čvrsto gorivo? 6. Koji postoje tipovi i koje su osnovne karakteristike uređaja uređaja za grejanje elekt ričnom energi jom? 7. Koje su osnovne podele sistema za centralno grejanje? 8. Koje su karakteristike radijatora kao grejnih tela? 9. Koje su karakteristike konvektora kao grejnih tela? 10. U čemu je specifičnost panelnog grejanja? 11. Od čega zavise ukupni troškovi grejanja? 12. 12. Kako sistem za grejanje i način nje gove go ve eksploatacije utiču na potrošnju energije za grejanje zgrada? 13. Zašto je neracionalno koristiti električnu energiju za grejanje?
25
3. CENTRALNO CENTRAL NO GREJANJE
Toplota proizvedena u kotlu prenosi se cevnom mrežom do svake grejane prostorije. rije. Nosilac N osilac toplote (radni (rad ni fluid) može biti voda, vodena para, ulje ili vazduh. Najčešći Na jčešći radn ra dnii flui f luid d je voda. Predn Pr ednost ostii korišćenja vode su njena široka rasprostranjenost u prirodi i niska cena, a glavni nedostatak je hemijska agresivnost (pospešuje koroziju metalnih delova postro jen je n ja za grejanje grej anje). ). U zavisnosti od temperature vode vode koja polazi po lazi iz kotla, kotl a, razlik raz likuje uje se toplo to plovod vodno no i vrelovodno grejanje. U postrojenjima to plov pl ovod odno nog g grej gr ejan anja ja maksi ma ksima malna lna temperatemp eratura vode ne sme preći 110°C, dok je u sistemima vrelovodnog grejanja najviša temperatura vode između 110 i 150°C. Visoka temperatura vode u grejnim telima pokazala se loše u praksi. Pored opa-^ snosti da se čovek opeče dodirnuvši grejno telo, visoka temperatura tem peratura je dovodila do sagorevanja sagorevan ja organskih čestica prašine, što je j e pogo po gorš ršav aval alo o h igij ig ijen en ske sk e uslo us love ve u zagrevanim prostorijama. Zbog toga se u našoj zemlji sistemi vrelovodnog grejanja više ne koriste. U jednom periodu razvoja postrojenja za centralno grejanje postojala je tendencija da se kao radni fluid, umesto vode, koristi mineralno ulje. Osnovna prednost mineralnih min eralnih ulja kao nosilaca toplote u odnosu na vodu je: neagresivnost prema metalima, kao i veći specifični toplotni kapacitet, tako da se isti efekat grejanja može postići postići uz manji protok radnog fluifluida. Međutim, instalacije sa mineralnim 26
uljem su pokazale određene nedostatke u eksploataciji, tako da je ideja sa mineralnim uljem kao nosiocem toplote toplote u postro jenj je njim im a za centr ce ntraln alno o grej gr ejan anje je u našoj naš oj zemlji potpuno napuštena.
3.1. TOPLOVODNO GR EJA NJE ' Princip rada centralnog toplovodnog grejanja sastoji se u tome da se voda, zagrejana u kotlu do predviđene temperature, sistemom cevi (razvodna cevna mreža) dovede do svakog grejnog tela. U grejnom telu_se voda hladi (odajući pri tom toplotu zagrevanoj prostorij i)v a zatim se ta ohlađena voda povratnom cevnom mrezom vraća u kotao da se pon^j^ ^zagreva, .. Pošto se voda u cevnoj mreži relativno malo hladi, može se smatrati da je tem peratu per atura ra vode vod e na ulazu ula zu u grej gr ejno no telo tel o je j ednaka temperaturi vode na izlazu iz kotla i naziva se razvodna temperatura vode, odnosno temperatura razvodne vode. Povratna temperatura vode je temperatura vode na izlazu iz grejnog tela, odnosno na ulazu u kotao. Razlika između temperature razvodne i povratne vode jednaka je padu pa du temp te mpera eratur turee vode vod e u grej gr ejno nom m telu. U našoj zemlji se obično usvaja tem pera pe ratu tura ra razv ra zvo o dn e vode vo de od 90°C, 90°C , a popo vratne vode od 70°C u projektnim uslovima. Ovaj sistem se kraće označava kao 90/70°C. Pad temperature vode u grejnom telu u ovom slučaju je 20°C. Osim
vi MH\1 OOHOM v* P0V(Li Li(FH FHc» c»W N°C»\A
x
VO&v*
sistema 90/70°C koji se koristi u gotovo Brzina strujanja vode u mreži je utoliko u zgonska ska sila veća. veća. IntenIn tensvim instalacijama toplovodnog grejanja veća ukoliko je uzgon sa radijatorima kao grejnim telima, u zitet uzgonske sile proporcionalan je vi praksi p osto os toje je i sist si stem em i top to p lovo lo vo d no g sini između grejnog tela i kotla i razlici grejanja 80/60°C, 60/45°C, 50/40°C itd. temperature razvodne i povratne vode. Prvi broj pokazuje temperaturu razvodne, Dobra strana gravitacionog grejanja je a dmgi povratne vode. što nema potrebe za ugradnjom pumpe u Cirkulacija vode u postrojenju toplo- sistem, a to znači da rad postrojenja ne vodnog grejanja može biti prirodna (gra- zavisi od električne električne energije. O snovni snov ni nevitaciono grejanje) ili prinudna. Prinudna dostatak gravitacionog grejanja je taj što cirkulacija se ostvaruje cirkulacionom je uzgo uz gons nska ka sila sil a rela re lativ tivno no mala, ma la, pa voda vo da pumpom. stmji u mreži malom brzinom (do 0,2 m/s), tako da cevi moraju imati veće prečnike. Zbog ovog ograničenja, gravitaciono gre3.1.1. 3.1.1. GRAVITACIONO GREJANJE GREJA NJE ja n je se u g lav la v n om k oris or isti tilo lo z a g reja re jan n je U postrojenjima toplovodnog gravitacio- manjih objekata (porodična kuća, stan). nog grejanja cirkulacija vode se postiže Danas se gravitaciono grejanje vrlo retko p roje jekt ktuj ujee i p rim ri m e n juje ju je,, ali al i se jo š u v e k bez upot up otre rebe be m ehan eh aničk ičkih ih uređ ur eđaj aja, a, dakle dak le pro - prirodnim putem. putem. K ruženje vode izaziizazi- može naći u starim zgradama. U zavisnosti od toga da li se horizonva uzgonska sila. Gustina vode zavisi od temperature. Sa porastom temperature talna cevna mreža vodi samo kroz posmanjuje se gustina vode. Razvodna topla dram ili postavlja i na tavan, razlikuju se p o s tro tr o jen je n ja sa d o n jim ji m i g o rn jim ji m raz ra z v o voda voda ima višu temperaturu tempe raturu nego povratna po vratna po voda, sto znači da je gustina povratne vo- dom. de veća od gustine gus tine razvo ra zvodne dne vode v ode (sl. (sl. 3.1). 3.1). Upravo ta razlika gustina, koja postoji ?t 3.1.1. 1.1. 1. Po stroje nje sa donjim stubu tečnosti visine h, prouzrokuje uz- 3.1. razvodom gonsku silu koja pokreće vodu u sistemu.
3.1. - Raspoloživi napor u sistemu toplovodnog toplovodnog 57. 3.1. gravitacionog grejanja: 1 - kotao; 2 - grejno telo; 3 - razvodna razvod na mreža; 4 —povrat pov ratna na mreža
Cevna mreža za distribuciju tople vode u sistemu dvocevnog grejanja sastoji se od sledećih sledećih delova: delova: glavni usponski uspo nski vod, horizontalna razvodna i povratna mreža, usponski vodovi, vodovi, priključci priključci za grejna tela, tela, sigurnosne cevi i vazdušna vazduš na mreža. Glav ni usponski vod čini cev koja iz kotla vodi do horizontalne cevne mreže. Horizontalna razvodna mreža je deo cevne mreže od mesta mesta račvanja račvanja glavnog glavn og usponskog uspon skog voda do korena svake vertikale. Usponski vodovi (vertikale) (vertikale) predstavljaju vertika lni deo cevne mreže od horizontalne mreže do najviše etaže (odnosno najniže etaže kod sistema sa gornjim razvodom) na ko27
joj jo j se n alaz al azee g rejn re jnaa tela. tel a. G rejn re jnaa tela te la su prik pr iklju ljučcim čcimaa pove po veza zana na sa uspo us pons nski kim m vodovima. Postoje razvodni priključak, na kome se obavezno nalazi radijatorski ventil, i povratni priključak, na koji se obično postavlja radijatorski navijak. Sigurnosnim cevima povezuju se kotao i ekspanzioni sud. Postoje razvodna i povratna sigurno sna cev, cev, mada u manjim sistemima toplovodnog grejanja veza između kotla i ekspa nzionog suda može biti biti ostvarena samo jednom sigurnosnom cevi. Na sigurnosne vodove ne smeju biti posta po stavl vlje jeni ni uređ ur eđaj ajii za zatv za tvar aran anje je (venti (ve ntili, li, 57 3.2. Sema Sema dvocevnog gravitacionog grejanja grejanja sa zasuni i sl.). Vazdušna mreža služi za oddonjim razvodom: 1 kolao; 2 grejno telo; 3 - radijator radijatorski ski ventil; ventil; 4 - ekspanzioni sud; sud; vođenje vazduha iz instalacije. Vazduha 5 - horizontalna horizontalna razvodna razvodna ipo vrat na mreža; mreža; ne sme biti u instalaciji toplovodnog 6 usponski vod (vertikala); 7 priključci; priklj učci; 8 vazdušna mreža; 9 —sigurnosna cev grejanja. Nagomilavanjem vazduha može se stvoriti vazdušni čep koji može prouzrokovati prekid cirkulacije vode u delu nosu na drugi kraj cevi. Ovaj nagib omoinstalacije. Takođe, vazduh u cevnoj mre- gućava nesmetano oticanje vode tokom ži izaziva koroziju. praž pr ažnj njen enja ja mreže mr eže,, kao i pra p ravi viln lno o odvo od vođe đe-Osnovna karakteristika postrojenja to- nje vazđuha iz instalacije tokom punjenja plov pl ovod odno nog g grej gr ejan anja ja sa donj do njim im razvo raz vodo dom m mreže i kasnijeg izdvajanja kiseonika iz je da se h oriz or izon onta taln lnaa razv ra zvod odna na i pov p ovrat ratna na vode. mreža vode ispod najniže etaže sa grejZa odvođenje vazduha iz instalacije nim telima telim a (sl. (sl. 3.2). C evi se najčešće najčešće koristi se vazdušna mreža. Ona počinje post po stav avlj ljaju aju ispod isp od tava ta vani nice ce podrum pod ruma. a. Ve- od kraja razvodne vertikale na najvišem šaju se obujmicama za tavanicu ili se spratu. Horizontalni deo vazdušne mreže posta po stavl vljaj jaju u n a konz ko nzol olee ubače ub ačene ne u zidove zidov e vodi se ili ili pod tavanicom najviše etaže, ili po du tavan tav ana, a, kao što je prik pr ikaz azan ano o na pri vrhu vr hu pros pr ostor torije ije.. Pošto Po što podr po drum um spada spa da po podu u prostorije koje se ne greju, da bi se slici 3.2. Vazdušna mreža se izrađuje od smanjili gubici toplote, horizontalna cev- cevi najmanjeg prečnika, obično (j) 3/8. na mreža m reža se izoluje izoluje termoizolacionim termoizo lacionim ma- Vazduh se vodi vazdušnom mrežom ili do terijalom (mineralnom ili staklenom vu- otvorenog ekspanzionog suda odakle se nom), a izolacija obloži aluminijumskim ispušta u atmosferu, ili do automatskog limom radi zaštite. Usponski vodovi koji odzračnog ventila. Ako u sistemu za idu kroz zagrejane prostorije su vidni i ni- grejanje ne postoji otvoreni ekspanzioni su izolovani. Horizontalna mreža, kao i sud, ili nema tehničkih mogućnosti za prikl pr iključci jučci,, nije nij e potpu po tpuno no horiz ho rizon ontal talna na,, već vođenje vazdušne mreže, vazdu h se može se izvodi pod malim nagibo n agibom m od 3 do 5%o, ispuštati i na samim radijatorima preko 0,3 - 0,5% 0,5%.. Nagi odnosno 0,3 Na gib b od 5%o znači odzračnih ventila koji se postavljaju na da je jedan kraj horizontalne cevi dužine vrh radijatora (na otvor naspram razvod1 m pomeren pomeren vert vertikal ikalno no za 5 mm u od- nog priključka). .
-
—
-
—
-
28
-
U postrojenjima dvocevnog toplovodnog grejanja cevna mreža se obično izrađuje od crnih čeličnih cevi (bešavnih ili sa šavom). Da bi se zaštitile od korozije, cevi se pre ugradnje očiste, a zatim premažu prema žu (m iniz in izir iraj aju u ) z ašti aš titn tno o m bojom bo jom.. Posle toga se cevi farbaju bojom otpornom na temperature do 100°C ili se to plotno izoluju. izoluj u. 3.1. .1.1.2. Po strojen stro jen je sa gornjim go rnjim razvodom U sistemima dvocevnog toplovodnog grejanja sa gornjim razvodom horizontalni delovi delovi razvodne razvodn e i povratne mreže vode se na različitim etažama. Horizontalna razvodna mreža se postavlja iznad najviših grejnih tela (obično po podu tavana), dok se horizontalna povratna mreža vodi pod tavanicom podruma (sl. 3.3). Položaj horizontalne povratne mreže je identičan kao u postrojenjima sa donjim razvodom. Prednost sistema sa gornjim razvodom je ta što se zbog dužeg puta razvodne mreže voda u njoj hladi tako da se povećava raspoloživi gravitacioni na por. por. S druge dru ge stran str ane, e, to hlađ hl ađen enje je vode vo de je
štetno, štetno, jer je r se vrši u negre janom tavanu, pa pred pr edst stav avlj ljaa ener en erge gets tsk k i g u b itak it ak u siste si ste-mu grejanja. Postrojenjima sa gornjim razvodom nije potrebna posebna mreža za odvođenje vazduha (odzračna (odzračna mreža), je r tu funkciju ostvaruju usponski razvodni vodovi i horizontalna mreža na tavanu koja se vodi sa usponom prema otvorenom ekspanzionom sudu. sudu. Glavni usponski vod vo d obično ima i funkciju jedne sigurnosne cevi, odnosno sigurnosna cev se vodi samo od mesta grananja glavnog usponskog voda u horizontalnu mrežu do ekspanzionog suda. Svi ostali elementi instalacije su isti kao i u sistemu dvocevnog gravitacionog grejanja sa donjim razvodom.
3.1.2. 3.1.2. PUMPNO GREJANJE GREJAN JE Gravitacioni napor je nedovoljan za savladavanje otpora strujanja vode u mrežama većih dužina. Za centralno grejanje većih zgrada neophodno je obezbediti prin pr inud udnu nu cirku cir kulac laciju iju vode v ode.. K ruže ru ženj njee vod v odee u postrojenju (od kotla razvodnom cevnom mrežom do grejnih tela i povratnom mrežom nazad do kotla) omogućava se cirkulacionom pumpom. Prednosti P rednosti pumpnog grejanja u odnosu na gravitaciono su brojne bro jne:: - nema ograničenja ograničenja u dužini dužini cevne mreže i načinu načinu njen og vođenja; - cevna cevna mreža mreža je jeftinija, jeftinija, jer su zbog zbog većih brzina strujanja vode prečnici cevi manji;
Sl. Sl. 3.3. 3.3. - Šema dvocevnog gravitacionog grejanja sa gornjim razvodom: 1 - horizontalna razvodna mreža; 2 - horizontalna horizontalna povratna mrež mreža; a; 3 — glavni glavn i usponski usponski vod; vod; svi sv i ostali elementi su isti kao na slici 3.2
- m anja inertnost sistema (brže stu panj pa njee u dejstvo); dejst vo); - bolje bolje centralno regulisan regulisanje; je; - manji gubici toplote cevne mreže. 29
Nedo Ne dosta staci ci pum pu m pnog pn og grejan gre janja ja su zavisnost od snabdevanja električnom energi jo m i potr po treb ebaa za o drža dr žava van n jem je m i povr po vreemenim servisiranjem pumpe. Ovi nedostaci su praktično zanemarljivi u poređenju sa pred pr edno nost stim imaa pum pu m pnog pn og grej gr ejan anja ja,, tako tak o da ono danas predstavlja dominantan način centralnog grejanja. Najveći broj instalacija centralnog grejanja se u današnje vreme izvodi kao toplovodno pumpno grejanje. U zavisnosti od načina vođenja cevne mreže od kotla do grejnih tela, postoje dvocevno i jednocevno grejanje.
ekspanzionog suda, mesto njegovog povezivanja sa kotlom i dr. Instalacija može imati ili otvoreni ili zatvoreni ekspanzioni sud; drugo rešenje češće se koristi u današnje vreme. vreme. N a slici 3.4 prikazano je dvocevno pumpno postrojenje sa donjim razvodom razvodom i zatvorenim ekspa nzionim sudom. Odzračivanje instalacije može biti dvojno: centralno (preko vazdušne mreže i odzračnog odzračnog lonca) i lokalno (preko odzračnih ventila ventil a na grejnim grejn im telima). telima). Sigurnosni ventil na kotlu štiti postrojenje od eventualnog nekontrolisanog povišenja pritiska, pritiska, što bi, ako se ne spreči, moglo dovesti do pucan pu canja ja instalaci inst alacije. je.
3.1.2.1. Dvocevno grejanje Koncepcija Konc epcija dvocevnog pumpnog grejanja grejanja je vrlo slična sli čna onoj dvoce dv ocevn vnog og gravitacio gravit acio-nog grejanja, samo što u instalaciji za grejanje postoji i cirkulaciona pumpa. Mehanička energija koju pumpa preda toploj vodi (napor pumpe) troši se za savlađivanje trenja tren ja u pravim deonicama cecevovoda i lokalnih otpora. Pumpno grejanje se može izvesti i sa gornjim i sa donjim razvodom. razvodom. Položaj horizontalne razvodne mreže nije u ovom slučaju slučaju bitan za funkcionisanje sistema, jer je napor pumpe znatno veći od gravitacionog napora (koji takođe post po stoj ojii usle us led d tem te m pera pe ratu turs rske ke razl ra zlik ikee razraz vodne i povratne vode). S obzirom na to da je cevna cevn a mreža obično o bično nešto kraća kod kod post po stroj rojen enja ja sa donji do njim m razvodo raz vodom, m, kao i da je zbog zbo g monta mo ntaže že bolje bol je da cevi horizon hor izontaltalne mreže (razvodne i povratne) budu jedna pored druge, češće se primenjuje sistem dvocevnog pumpnog grejanja sa donjim razvodom (sl. 3.4). Cirkulaciona pumpa može biti ugrađena u razvodni ili povratni vod. Pri oda biru bir u mesta me sta posta po stavl vljan janja ja pumpe pum pe treba tre ba uzeti uz eti u obzir: konfiguraciju cevne mreže, vrstu 30
Sl. Sl. 3.4. 3.4. —Šema —Šema dvocevn dvoc evnogp ogpump umpnog nog grejanja sa donjim razvodom: l —kotao; 2 — cirkulaciona pumpa; 3 - ekspanzioni sud; sud; 4 — sigurnosni ventil; ventil; 5 -gr ejn o telo telo;; 6- ce nt ra ln o odzrać odzraćiva ivanje nje;; 7 —lokalno lokalno odzračivanje
Na N a svaki sv aki razv ra zvod odni ni prik pr iklj ljuča učak, k, ispr is pred ed radijatora, postavlja se radijatorski ventil (sl. 3.5). Ovim ventilom može da se menja prot pr otok ok tople top le vode vo de kroz kr oz rad ra d ija ij a tor to r i tim e reguliše njegovo odavanje toplote. Danas se obično ugrađuju dvostrukoregulišući radijatorski ventili. Prethodna regulacija se obavlja u toku montaže sistema za grejanje i njome se podešava nominalni protok pro tok vode vod e kroz kro z grejn gr ejno o telo. Taj Taj postupos tu-
^tfTcevviA
vRei,
3.1.2.2. Jednocevno grejanje
Sl. Sl. 3.5. 3.5. - Ugaoni radijatorski ventil
pak, pak, pri kom ko m e se pode po deša šava va polož po ložaj aj i na ostalim ventilima u cevnoj mreži, naziva se balansiranje ili uregulisavanje cevne mreže i obavezni je element u procesu izvođenja radova na montaži postrojenja za centralno grejanje. Drugi stepen regulacije radijatorskog ventila (tzv. fina regulacija) obavlja korisnik, a njime se smanjuje protok tople vode kroz radijator kad kada je prostoriju potrebn p otrebno o manje man je grejati. grejati. U poslednje vreme se na radijatorske ventile sve češće ugrađuju termostatske glave (sl. 3.6). Njihov zadatak je da održavaju stalnu temperaturu u prostoriji bez obzira na promene gubitaka, odnosno do bitaka bitaka toplot top lotee u prosto pro storiji riji.. Temper Tem peratur aturski ski senzor meri temperaturu vazduha u prostoriji. Izmerena vrednost se poredi sa zadatom temperaturom (postavna temperatura na termostatskoj glavi) i, u zavisnosti od smera odstupanja, automatski se otvara, odnosno zatvara ventil i time povećava, povećava, o dnos dn osno no sman sm anju juje je pro p roto tok k tople to ple vode vode kroz radijator. Radijatorski Radijatorsk i ventili ve ntili se izrađuju kao ugaoni (sl. 3.5) ili prolazni (sl. 3.6).
Sl. 3.6. 3.6. - Prolazni Prolazn i radijatorski ven til sa termostatskom glavom
Za razliku od sistema dvocevnog grejanja, kod kojeg se voda iz kotla (razvodna voda) transportuje razvodnom mrežom, a voda ohlađena u grejnim telima (povratna voda) vraća u kotao odvojenom, povratnom cevnom mrežom, mreža jednocevnih sistema je jedinstvena. Voda se istom cevi i dovodi u grejna tela i vraća iz njih (sl. 3.7). Kod dvocevnog sistema, temperatura vode na .ulazu u svako grej-
no telo je ista i jednaka temperaturi razvodne vode. Kod sistema jednocevnog grejanja, temperatura vode na ulazu u grejna tela je različita. Samo prvo grejno telo dobija vodu temperature vode na izlazu iz kotla, dok u ostala grejna tela ulazi voda niže temperature (ohlađene u preth pr ethod odni nim m grejn gr ejnim im telim tel imaa u nizu ni zu). ). Zbog Zb og toga se tokom projektovanja jednocevnog grejanja vrši korekcija površine radi jato ja tora ra u odno od nosu su n a dvoc dv ocev evno no grejan gre janje. je. U sistemu jednocevnog grejanja koristi se posebna vrsta radijatorskih ventila - ventili zajed za jedno nocev cev no grejanje (sl (sl.. 3.8). 3.8). Na N a vent ve ntilu ilu se vezu ve zuju ju dve cevi (dov (d ovod od to ple vode vo de u radija rad ijator tor i cev za vra v raćan ćanje je vod v odee iz radijatora). U samom ventilu postoji obilazni vod (bajpas) za toplu vodu, tako da kroz grejno telo ne prolazi celokupna 31
Sl. 3.8. 3.8. - Presek radijatorskog ventila za jed noce no cevn vnii sistem grejan gr ejan ja: 1 - dovod tople vode; vode; 2 - ulaz vode u radijator; 3 - obilazni vod (bajpas); (bajpas); 4 - izlaz vode iz ventila
Sl. 3.9. —Šema —Šema jednoc jed noc evno ev nogg grejanja sa horizontalnim razvodom
količina vode u mreži. Odzračivanje inJednocevno grejanje se u početku stalacije obavlja se na samim grejnim te- obično primenjivalo za grejanje stanova (etažno grejanje) i manjih, porodičnih lima. Prednost jednocevnog grejanja sastoji kuća. Danas postoje tehnička rešenja za jed nocev cevno no grejanje greja nje veliki vel ikihz hzgra grada da (sl. 3.9). 3.9). se u tome što je potrebna kraća cevna jedno Prednost ovakvog sistema grejanja, pored mreža nego u dvocevnom dv ocevnom sistem sistemu. u. Ovo je manjeg broja cevi u stanu, jeste i mood posebnog značaja kada se centralno gućnost merenja mere nja utroška toplotne energije grejanje naknadno ugrađuje u već posto- po stan st anu, u, u g rad ra d n jom jo m m e rila ri la top to p lote lo te n a jeće je će zgrade. zgr ade. Jedn Je dnoc ocev evno no greja gr ejanj njee se obič- ulazu u svaki stan. Potrošnju energije po no izvodi sa bakarnim cevima čija je stanu kod klasičnih dvocevnih sistema je montaža lakša nego postavljanje čeličnih mnogo teže meriti, jer je r je potrebno ugradicevi. Bakarna cev se obično vodi po po- ti delitelje toplote ispred svakog grejnog du, duž ivica prostorije i lako se maskira tela. tela. Osim toga, potrebno je ugraditi i cenlajsnom. Na jedan strujni krug obično se tralno merilo toplote u kotlarnici, odnosvezuje 4 —5 radijatora. no toplotnoj podstanici. 32
3 .1 .1 .3 .3 . E K S P A N Z I O N I S U D
Ekspanzioni Ekspanzioni sud je obavezni obav ezni sastavni s astavni deo svak svakog og postrojenja postro jenja za toplovodno toplovod no i vrelovrelovodno grejanje. Osnovna funkcija eks panzionog panzio nog suda je omog om ogućav ućavan anje je nesme ne sme-tanog širenja vode tokom njenog zagrevanja od temperature okoline do radne temperature (temperatura razvodne vode). Ekspanzioni sud ima, takođe, i funkciju održavanja hidrostatičkog pritiska u instalaciji za grejanje. U sistemima sa otvorenim ekspanzionim sudom preko njega se vrši i odzračivanje instalacije. Kada u postrojenje toplovodnog grejanja ne bi bio ugrađen ekspanzioni sud, tokom zagrevanja vode povisio bi se pritisak u sistemu i moglo bi doći do pucanja instalaci lacije je na kritičnom mestu (obično na n a mestu nekog spoja). Ekspanzioni sudovi se izrađuju kao otvoreni ili zatvoreni.
OTVOR ENI
EK SPAN ZION I SUD
5
SI. 3.10. - Presek otvorenog otvorenog ekspanzion ek spanzion og suda: / -pr eliv na cev cev;; 2 - sigurnosna povraina cev; cev; 3 - sigurnosna razvodna cev; 4 - kratka veza cirkulaciona veza; veza; 5 - odzračivanje
kulacija vode u cilju sprečavanja zamrzavanja vode. Na otvorenom ekspanzionom sudu obavezno postoje prelivna i odušna cev. One su povezane pri vrhu ekspanzionog suda. Prelivna cev se obično vodi do kotlarnice i dok se instalacija puni, pun i, može mož e se videti vid eti kada ka da je j e siste sis tem m napu na pu-njen. Odzračna (odušna) cev služi za odvođenje vazduha vazduha u atmosferu atmosferu i njena n jena funkcija je najizraženija za vreme punjenja instalacije vodom.
Otvoreni ekspanzioni sud je povezan sa atmosferom. Zapremina suda se deli na vodeni i vazdušni deo (sl. 3.10). Otvoreni ekspanzioni sud se nalazi na najvišoj tački u instalaciji, tako da se obično postavlja na tavan. Pošto je tavan prostor koji se ZATVORENI EK SP ANZIO NI ne greje, ekspanzioni sud mora biti dobro SUD termički izolovan lcako se voda u njemu ne bi zamrzla. Osnovna prednost zatvorenih ekspanzioEkspanzioni sud je povezan sa kotlom nih sudova je u tome što mogu da se preko dve sigur sig urno nosn snee cevi: razvod raz vodne ne i po- ugrade na bilo koje mesto u postrojenju, vratne. Na sigurnosne cevi ne smeju se a ne samo na najvišu tačku. Obično se po stavlj vljaju aju u nepo ne posre sredn dnoj oj bliz bl izin inii kotla ko tla ta postavlj post avljati ati nika ni kakv kvii zapor zap orni ni orga or gani, ni, kako posta se cevi ne bi hotimice ili nehotice zatvo- ko da ne postoji opasnost ni od zamrzavarile i prekinula veza između kotla i eks- nja vode. Obavezno se koriste kada nema panz pa nzio iono nog g suda. R azvo az vodn dnaa i pov p ovra ratn tnaa si- tehničkih mogućnosti za postavljanje otgurnosna cev obično su spojene kratkom vorenog ekspanzionog suda (ne postoji vezom kako bi se omogućila izvesna cir- tavan, visina iznad najvišeg grejnog tela 33
3.11. - Presekzatvorenog ekspanzionog suda sa membranom: 1 - priklju čak na toplovodnu mre mrežu; žu; 2 - vodenipro stor suda suda;; 3 - membrana; 4 —vazdušni deo suda
nije dovoljna i sl.), mada se danas sve više koriste i kada postoji mogućnost mogu ćnost za ugraugradnju otvorenog suda. Postoje različite konstrukcije zatvorenih ekspanzionih ek spanzionih sudova. U postrojenjima postrojenjima za grejanje manjih kapaciteta koriste se membranski ekspanzioni sudovi (sl. 3.11). Sud je elastič elastičnom membranom mem branom (od gume) gume) pode po delje ljen n n a dva dv a dela: dela : vode vo deni ni deo koji je pove po veza zan n sa s a toplo top lovo vodn dnom om mre m režo žom m i vazduvazdu šni deo koji je ispunjen ispun jen vazduhom vazduh om ili azoazotom. Tokom zagrev anja voda se širi, širi, kroz sigurnosnu cev ulazi u ekspanzioni sud i potis po tisku kuje je m embr em bran anu u k a vazd va zduš ušno nom m delu. Vazduh ili ili azot u vazdu šnom delu se sabisabi ja j a i povi po viša šava va mu se priti p ritisak sak.. K ada ad a se voda vo da u instalaciji za grejanje hladi, pritisak vazduha potiskuje membranu i voda se iz ekspan zionog ziono g suda vraća vraća u instalaciju. instalaciju. U velikim velikim postrojenjima za grejanje pritisak vazduha u ekspanzionom sudu se održava kompresorom (sl. 3.12). I u njima postoji pos toji m embr em bran anaa koja ko ja fizički fiz ički razdvaj razd vajaa vazdušni od vodenog vodeno g dela ekspanzionog suda. 34
57.
3.12. 3.12. - Zatvoreni ekspanzioni ekspa nzioni sud veće zapremine sa membranom i kompresorom: 1 —kompresor; 2 - prikljućak na toplovodnu mre mrežu žu;; 3 - membrana membrana;; 4 - odzračivanje odzračivanje
Postoje i tehnička rešenja zatvorenih ekspanzionih sudova koji nemaju mem bran br anu, u, već ve ć na n a vode vo denu nu povr po vrši šinu nu u ekspa ek spannzionom sudu direktno deluje sloj vazduha pod po d pritisko prit iskom. m. Da ne bi došlo do šlo do korozi je, je , još jo š je j e bolje bo lje reše re šenj njee da se priti pr itisa sak k vode održava pomoću azota iz boca. boca. U postrojenjima daljinskog grejanja pritis pr itisak ak vode vo de u sistem sis tem u može mo že da se postigne i pomoću posebnih pumpi (tzv. diktir-sistemi).
3.2. 3.2. PARNO GRE JANJE
Prvobitna centralna grejanja stanova u Beogradu izvedena su sa vodenom vodeno m paro parom m kao grejnim fluidom. Zbog toga tehnički nedovoljno obrazovan svet svoje centralno grejanje u stanovima i do današnjih dana naziva parno grejanje, iako je to toplovodno grejanje. grejanje. Na N a osno os novu vu v redn re dnos osti ti prit pr itis iska ka vodene vode ne pare par e u insta in stalac laciji, iji, parn pa rno o grej gr ejan anje je može mo že bibi-
ti: grejanje parom visokog pritiska, greja- našoj našoj zemlji zemlji još uvek funkcionišu funkc ionišu postropostronje parom niskog pritiska i vakuumsko je n ja za grej gr ejan anje je parom pa rom , biće bi će nave na ved d ene en e grejanje. Granica između pare visokog i osnovne karakteristike sistema za grejaniskog pritiska je pritisak od 1,5 bar, od- nje parom niskog pritiska, koji se kod nas nosno natpritisak vodene pare od 0,5 bar najčešće najčešće primenjivao. p rimenjivao. (50 kPa). Osnovn Osnovnii nedostatak pam og g rejanjaje 3.2.1. 3.2.1. GREJANJE PAROM NISKO G visoka temperatura grejnih tela. Kod PRITISKA grejanja parom niskog pritiska temperatura radijatora iznosi oko 100°C, a paPrincip rada parnog grejanja se umnogorom visokog pritiska - preko 100° 100°C. C. Drame razlikuje od principa rada toplovodgi nedostatak parnog grejanja je slaba nog grejanja. Vodena para se proizvodi u mogućnost regulacije, tj. prilagođavanja parn pa rnom om kotlu ko tlu (sl. 3.13). 3.13 ). Suvo Su voza zasićen sićenaa papa trenutnim potrebama za toplotom. Centralna regulacija promenom količine pare u instalaciji za grejanje pokazala se neefikasnom, pa se u praksi primenjuje regula gulaci cija ja uključeno/isključeno. uključeno/isk ljučeno. To znači da se u periodu kada je prostoriju potrebno manje zagrevati vrši periodično grejanje (sa prekidima). Ovi problemi ne postoje kod vakuumskog grejanja. Pritisak vodene pare u sistem temu vakuumskog vakuumsko g greja g rejanja nja je ispod atmosferskog pritiska. Promenom pritiska u instalaciji menja se i temperatura isparavanja, odnosno kondenzacije vodene pare, pa u tim sistemima postoji određena regulacija odavanja toplote. Međutim, javlja lja se se dodatn d odatnii problem p roblem —zapti —zaptiveno venost st instalacije i održavanje vakuuma u njoj. Sl. 3.13. - Principijelna Principijelna šema parno g grejanja: grejanja: Ovaj sistem parnog grejanja primenjivao 1 —parn pa rnii kotao; kot ao; 2 —pa rna rn a mreža; 3 — radijatorski radijatorski se u SAD, dok u našoj zemlji nije koriventii; 4 - radijator; radijator; 5 - odvajač kondenzata; 6 - kondenzna mrež mreža; a; 7 - odzračivanje šćen. Zbog navedenih nedostataka, grejanje zgrada vodenom parom danas je veoma ra straji kroz parnu mrežu do grejnog teretko. U stambenim i poslovnim zgrada- la. Parna mreža odgovara, na neki način, ma se više ne instalira, dok se u industrij- razvodnoj cevnoj mreži toplovodnog greskim pogonima i objektima u kojima se ja n ja . Stru St ruja janj njee pare pa re kroz kr oz ce v n u rnre rn režu žu vodena para koristi za tehnološki proces ostvaraje se pod dejstvom natpritiska natp ritiska pare vrlo retko primenjuje. prim enjuje. I u tim objektima se u kotlu. U grejnom telu para se kondenvodena vodena para dovodi u razmen raz menjivač jivač toplote zuje i predaje toplotu kondenzacije pro para/voda, a zatim za tim se dobi do bije jena na topla top la voda vo da storiji. Kondenzat stvoren u grejnom telu vraća u kotao n a koristi za grejanje prostorija. Budući da u se kondenznom m režom vraća 35
ponovno pono vno zagrevanje zagr evanje i isparavanje. Kondenzna mreža odgovara povratnoj mreži to plov pl ovod odno nog g grejan gre janja. ja. N a slici 3.13 sa pk je označen natpritisak pare u kotlu. Ispred radijatora se postavlja radijatorski ventil, a iza radijatora, na povratnom priključku, nalazi se odvajač kondenzata (parni ustavljač). Odvajač kondenzata treba da spreči prodor pare iz grejnog tela u kondenznu mrežu, a iz nje u atmosferu. Postoje različite različite konstrukcije odvajača kondenzata. Na slici 3.14 prika-
3H -----
H— 2
!3 6 ■
------ l ' c
,_A_f
T
3.15. — Šema Šema sisrpm sisrpmaa grejanja jjarom niskog nisko g pritiska pritiska sa donjim razvocldm i suvom kondenznom mrežom: 1 —parni kotao; %- parna par na mcfež cfeža; a; 3 — kondenzna k ondenzna mreža; mreža; 4 —U-cev;\5 —U-cev;\5 - odzračžvanje; 6 —grejno gre jno telo
57.
Sl. 3.14.
Odvajač kundenza kund enzata: ta: 1 —ulaz pare; — Odvajač 2 — odvod odvod kondenzata
zan je parni ustavljač sa dilatacionim telom u obliku harmonilce. Kada para prodre u odvajač kondenzata, dilataciono telo se raširi i zatvori prolaz ka kondenznoj mreži. mreži. Skupljanjem kondenzata u parnom ustavljaču snižava se njegova temperatura (kondenzat ima nešto nižu n ižu temperaturu temperaturu od pare), par e), dilata dil atacion ciono o telo tel o se skuplja, skuplj a, otva o tvara ra se prol pr olaz az i kon k onde denz nzat at otiče oti če iz odvaja odv ajača ča konko ndenzata. Kao i kod toplovodnog grejanja, parno postr po stroj ojen enje je može biti sa gor g ornji njim m i donji do njim m razvodom. Kondenzna mreža može biti nisko ili visoko postavljena, postav ljena, pa se razlikurazliku ju j u siste sis tem m i sa m okro ok rom m i suvom suv om kond ko nden en-znom mrežom. mrežom. Na N a slici s lici 3.15 pri p rika kaza zana na je šema šem a postropost ro je n ja za greja gr ejanje nje paro pa rom m nisko nis kog g priti pr itisk skaa sa donjim razvodom i suvom kondenznom mrežom. mrežom. I parna i konden zna mreža m reža vode vode 36
se ispod tav^nrce^podruma. Kondenzna mreža se se naziva naziva suva, suva, jer je r je samo jedan deo njenog poprečnog preseka ispunjen kondenzatom. Na drugoj vertikali je prikazano odvodnjavanje parne mreže pomoću U-cevi. Jedan krak U-cevi vezan je za parnu, a dmgi za konde nznu mrežu. Pošto u kondenznoj mreži vlada atmosferski atmosferski pritisak, sak, a u parnoj parnoj pritisak u kotlu uman jen za pad pa d prit p ritisk iskaa pri p ri stm st m janj ja nju u pare, par e, nivoi niv oi vode vod e u cevima će se razlikovati za tu visinu (proporcionalnu razlici pritisaka). U-cev mora biti dovoljno dugačka da bi sprečila prod pr odor or pare pa re iz par p arne ne u kon ko n denz de nznu nu mrežu. mre žu. Ako se iz nekog razloga kondenzna mreža ne vodi pod tavanicom nego pri podu po du podm po dmm m a ili u pose po sebn bnim im kana ka nali lim m a, onda je ona uvek puna kondenzata, p a se naziva mokra kondenzn kond enznaa mreža. mreža. Nivo Niv o vode u kondenznoj mreži označen je na slislici 3.16 sa b-b i odgovara pritisku pare u kotlu. Vazduh se iz instalacije odvodi vazdušnom mrežom koja se postavlja pri bližno bli žno n a 30-5 30 -50 0 cm izna iz nad d nivo ni voaa vode vo de u kondenznoj mreži. mreži. Vazdušna mreža je povezana sa kondenznom mrežom i atmosferom.
Sl. 3.10. - Šema šistema grejanja parom niskog pritiska \a donjim razvodom i mokrom kbndenznom mrežom: / [ - kondenzna inreža; inreža; 2 - vazdušna vazdušna \ mreža; svi oshfli elementi su isti \ kao na slici 3.15
__ _ ] _ c ____ __ 1 __ I Kondenzat se u kotao može vratiti prirodn rodnim im putem (gravitac (gr avitacioni ioni povraćaj), po vraćaj), kao što je prikazano na slikama 3.15 i 3.16, ili pom pomoću oću pum p umpe pe za kond ko nden enza zat. t. Prvi način na čin se primenjuje u manjim postrojenjima i onima sa nižim pritiscima pare u kotlu. U većim postrojenjim postro jenjimaa kond ko nden enzat zat se skuplja u rezervo rezervoaru aru (gravitacio (gra vitacionim nim putem), a zatim se pumpom prebacuje u kotao.
PITAN.TA 1. Koji se radni fluidi koriste u postrojenjima postro jenjima za ce ntralno grejanje? 2. Kako radi toplovodno gravitaciono grejanje? 3. Kakva je razlika između sistema za grejanje sa gornjim i donjim razvodom? 4. Koje su osnovne prednosti pumpnog u odnosu na gravitaciono grejanje? 5. Kakva je razlika između dvocevnog i jednocevnog grejanja? 6. Koji tipovi radijatorskih ventila postoje? 7. Kako se odvodi vazduh iz instalacija toplovodnog grejanja? 8. Koje su osnovne funkcije ekspanzionog suda? suda? 9. Koje su razlike između otvorenog i zatvorenog ekspanzionog suda? suda? 10. Koji su nedostaci grejanja parom u odnosu na toplovodno toplovod no grejanje? grejanje? 11. Kako radi sistem za grejanje parom niskog pritiska? 12. 12. Koja je fimkcija odvajača kondenzata? 13. Koja je razlika između suve i mokre kondenzne mreže? 14. Kako se kondenzat vraća u parni kotao?
37
i
4 .
TOPLOTNIIZVORI DISTRIBUCIJA TOPLOTNE ENERGIJE
4.1. VRSTE TOP LOV ODN IHIZVO RA IN JIH O V ZAD ADAT ATAK AK Toplovodnim sistemima grejanjaproizvodi se, transportuje i distribuira, odnosno koristi voda temperature do 110°C. Topla voda se može proizvesti u kotlovima - tzv tzv. kotlovima za centralno grejanje pomoću razmenjivača toplote, ili u nekim dmgim aparatima koji se nazivaju generatori to ple vode. U Evropi, pa i kod nas, do šezdesetih godina uglavnom su se lcoristili člankasti liveni kotlovi za centralno grejanje. Šezdesetih godina počela je široka primena tečnih goriva i uvođenje kotlova za sagorevanje tečnih goriva. Danas se proizvode sledeći kotlovi za centralno grejanje, kao i drugi toplovodni izvori. - Pošto poskupljuju poskupljuju sve vrste vrste fosilnih fosilnih goriva (gasovita, tečna i čvrsta), proizvode se kotlovi sa manjim toplotnim gubicima. Ovo se naročito odnosi na sniženje tem perat pe rature ure dimnih dim nih gasova. gaso va. Zbog Zb og toga to ga se proizvodi sve veći broj kotlova za centralno grejanje u čeličnoj izvedbi za korišćenje tečnih, gasovitih ili čvrstih goriva. Ovi kotlovi se najčešće rade za temperature vode u potisu 90° 90°C C a u povratku 70 70°C °C.. - Za pojedinačne stanove ili porodič porodične ne zgrade proizvode se uslovno nazvani naz vani električni kotlovi. Voda se zagreva električnim grejačima, što znači da nema klasičnog ložišta.
38
- Da bi bi se poboljš poboljšao ao godišnji stepen korisnosti, odnosno da bi grejanje bilo je ftin ft inij ijee , sve se više vi še ko kori rist stee ko kotl tlov ovii sa prome pro menlj nljivo ivom m tem t empe perat raturo urom m vode v ode,, a to su tzv. grejni kotlovi sa niskom temperaturom, koji se izrađuju sa kapacitetom do 600 kW. Ovi kotlovi se izrađuju tako da maksimalna temperatura vode pri pogonu iznosi 75°C. U zavisnosti od spoljašnje temperature vazduha i drugih uslova oni mogu da rade automatski sa temperaturama do 40°C, ili se podešavaju na maksimalnih 55°C, a da se pri tome ne stvara kondenzat, odnosno niskotemperaturska korozija. Ova korozija nastaje ako produkti sagorevanja sadrže sumporna jedinjenja koja se rastvaraju u vodi i stvaraju sumporastu, odnosno sumpornu kiselinu koja je agresivna na čelične elične delove kotla. - Uz toplovodne toplovodne kotlove kotlove mogu se postaviti poseban cevni registar i rezervoar za pripremu tople tople vode. vode. Ova voda se može koristiti za sanitarne potrebe, tj. za kupanje i pranje. Ovaj sistem ne zavisi od sistema za grejanje. - Sist Sistem em toplovodnog toplovodnog grejanja može se takođe takođe kombinovati sa toplotnom top lotnom pum pom, pom , sola so larn rnim im ko kole lekt ktor orim imaa i term te rm alni al nim m izvorima. Ova postrojenja se nazivaju bivalentni sistemi sistemi za grejanje. grejanje. U ovakvom sistemu grejanja sistem regulacije je nešto složeniji, ali se sigurno povećava godišnji stepen korisnosti postrojenja za grejanje.
pu p u n je n je goriv go rivom om , p rola ro lazi zi za stru st ruja jan n je dimnih gasova, zbirni kanal za odvod dimnih gasova i prostor za pepeo. pepeo. N a pre4.2.1. 4.2.1. LIVENI Č LANKASTI dnjem članku nalaze se vratanca za ložeKOTLOVI nje i vratanca za pepeo, a krajnji članak ima priključak za dimni kanal ili cev za 4.2.1.1. Opšte odvod dimnih gasova. Pojedini članci saLiveni člankasti kotlovi se proizvode za stavljaju se pomoću dvostruko koničnih mala i srednja postrojenja kapaciteta do kotlovskih nazuvica i anker-zavrtanja za 700 kW. Ovi kotlovi imaju manji značaj prit pr itez ezan anje je.. Z apti ap tiv v an je n a stra st ran n i dim di m nih ni h od kotlova koji koriste tečna goriva (lako gasova postiže se letvama za zaptivanje, lož-ulje i mazut) i gasovita goriva, jer više uz dodatak kotlovskog kita ili trake za zagađu zagađuju ju životnu sredinu, naročito jezgra jezg ra zaptivanje. Ovi kotlovi su uglavn ug lavnom om simenaseljenih mesta. S obzirom na to da su i trični. trični. Č lanci većih većih kotlova dele se na dva nešto skuplji, oni su u prvom trenutku i polučla po lučlank nka, a, i tada se pun p unje jenj njee ugl u glje jem m obaob amanj manjee ekonomični. ekonom ični. Međutim, Međutim , pogodniji su vlja odozgo. zbog mogućnosti boljeg snabdevanja ugljem, naročito kada se greje duži period i kada su uslovi snabdevanja ugljem oteža- 4.2.1.3. Ložišta ni (u zimskom periodu). Upotrebljavaju se i onda kada kad a je snabdeva snab devanje nje tečnim te čnim gori- Ložišta člankastih kotlova pogodna su za vom ili gasom otežano ili je nemoguće. mrke ugljeve, brikete i sušene lignite. Povoljnija su goriva koja imaju manje pe pela pe la i vlag v lagee u sebi. Ova Ov a ložišta lož išta mogu mo gu biti za gornje i donje sagorevanje. Ovi kotlovi 4.2.1.2. Karakteristike se znatno bolje eksploatišu ako se lože Ovi kotlovi su počeli da se proizvode kra- koksom. U ložištima za gornje sagoreva jem p rošl ro šlo o g veka ve ka,, i to za sago sa gore reva vanj njee nje (sl. 4.1) užarena je cela količina goričvrstog goriva, odnosno kvalitetnijih ug- va koja se nalazi u ložišnom prostoru, a ljeva. Sastoje se od većeg ili manjeg broja dimni gasovi prostrujavaju kroz sloj goričlanaka, koji se spajaju sa prednjim i zad- va. Loži se sa prednje strane. njim njim člankom. Na N a taj taj način se identičnim ide ntičnim Pri donjem sagorevanju (sl. 4.2) gasočlancima postižu različiti kapaciteti ko- vi se odvode kroz kanale koji se nalaze sa I tlova. Osim ove ove konstrukc konstrukcione ione kar karak ak-- strane na donjem delu ložišta. Sagorevateristike, ovi kotlovi se odlikuju velikom nje se odvija samo u donjem delu ložišta. pogonskom sigurnoš sigu rnošću ću i minima min imalno lnom m opa- Prednost ovog načina loženja je ta što je snošću od korozije sa spoljašnje i unutra- sloj sloj žara nepromenljiv neprom enljiv i zbog toga je i kapašnje strane grejnih površina kotla. citet nepromenljiv, sa visokim stepenom Pojedini članci kotla su šuplja tela sa korisnosti. korisnosti. Kotlovi sa progorevanjem močije se unutrašnje strane nalazi grejna vo- gu se više opteretiti, opteretiti, pa se tako brže zagreda, a duž spoljašnje strane struje dimni vaju. Uglavnom su manji kotlovi kapacigasovi. Sastavljanjem članaka formiraju teta do 50 kW sa sa gornjim, a srednji i veliki se rešetka duž cele dužine kotla, otvor za kotlovi sa donjim sagorevanjem. 4.2. 4.2. KOTLO VI ZA CENTRALNO GREJANJE
39
Sl. Sl. 4.1. 4.1. - Liveni ćiankasti ćia nkasti kotao sa gornjim sagorevanjem: sagorevanjem: a) sa jed nom no m promajom, promajom, b) sa dve promaje, c) asimetrična verzija
Sl. Sl. 4.2. 4.2. - Liveni Liven i člankasti kotao sa donjim sagorevanjem sagorevanjem:: a) saje dnom dn om promajom, promajom, b) sa dve promaje, c) sa dovođenjem sekundarnog vazduha u ložiste
U slučaju donjeg sagorevanja može se trebljavaju za veće kapacitete. Tada se izložiti i odozgo, i to pomoću dodatnog ša- rađuju kao dvodelni (sl. 4.2-b i c), a takav hta ili levka za ubacivanje goriva u lo- kotao detaljno je prikazan na slici 4.3. žište. Goriva bogata gasom, kao što su Na ovoj slici se vide vid e dim di m ni kana ka nali li (1) kvalitetniji ili sušeni ligniti, mrki ugljevi kroz koje odlaze dimni produkti sagoreili sitniji komadi goriva, zahtevaju dovo- vanja. Ovakvo strujanje se naziva dvoprođenje sekundarnog vazduha radi potpuni- majno, a kotao kotao - kotao sa dve promaje, promaje, jer je g sago sa gore reva vanj nja, a, koji ko ji se ubac ub acuj ujee u ložilož i- dimni gasovi koji izađu iz ložišta dva pušte sa strane (bočno) u zonu sagorevanja ta stmje preko istog članka. Pozicija (2) (sl. 4.2-c). preds pre dstav tavlja lja vez v ezu u vod v oden enih ih pros p rostora tora.. Pozi Po ziciciDanas se obično izbegavaju liveni član- ja j a (3) p red re d stav st avlj ljaa k a n ale al e z a d o v o d sekasti kotlovi kapaci ka paciteta teta manjih man jih od 100 kW. kW. kundarnog goriva u ložište. Otvor (4) Ekonom Ekon omičniji ičniji su kotlovi kotlovi na električnu en- služi za čišćenje dimnih prolaza. Pozicija ergiju ili tečno, odnosno gasovito gorivo. (5) predstavlja vezu vodenih prostora ili Zbog toga se liveni člankasti kotlovi upo- parni pa rnih h prosto pro stora ra ako ovi kotlo ko tlovi vi rade ra de kao ka o 40
Sl. 4.3. - Člankasti dvodelni kotao: 1 — dimni dimni kanal; 2 — veza vodenih prostora; 3 —dovod —dovod seknndarn seknn darnog og vazdulta za sagorevanje sagorevanje;; 4 - otvori za čišćenje dimnih proiaza; 5 — veza vodenih ili parnih par nih prostora prost ora ako j e kotao za proizvodn proiz vodnju ju voden vo denepa epare; re; 6 -l o ži št e ; prostor prost or za pepeo; 7 - rešetka; 8 — — 9 —sloj ugija iznad iožišta; 10 - otvor za uhacivanje uhaci vanje uglja
parni parni (obiČ no sa natp na tpri riti tisk skom om suvo suv o zasić sićene ene vodene voden e pare od 0,5 bar, temperatutemperat ure 111,4°C). Prostor (6) predstavlja ložište u kome kome sagoreva ugalj, u galj, (7) j e rešetka rešetk a a (8) prosto prostorr za pepeo (pepel (pe peljaru jaru). ). Ugalj (9) ko ji se nalazi nala zi izn iz n ad loži lo žišt štaa (6) ubacu ub acuje je se kroz otvor (10).
4.2.2 4.2.2.. Č ELIČ NI KOTLOVI KOTLOVI 4.2.2.1. Opšte Celič Celični ni kotlovi se proizvode proizvo de već duže vrev reme, i to u različitim lconstrulccijama. Od šezdeseti šezdesetih h godina godi na počinju p očinju velilce velilce promene u koncepciji ovih kotlova, jer je nagla ekspanzija ovih konstrukcija izazvala značajnu primenu tečnih i gasovitih goriva kao energenata. Međutim, tamo gde ne postoji m o g u ćno st z a dovo do vod d gasa ga sa ili il i je snabdevanje tečnim gorivima otežano,
koriste se kotlovi za čvrsta goriva. Od čvrstih goriva uglavnom uglav nom se koriste ugalj, drvo, drvni otpaci i biomasa. Kod manjih kotlovskih kotlovskih jedinic jed inicaa za etaetažno grejanje ili za grejanje manjih objekata koriste se kombinacije kotlova sa jednim od goriva sa električnim grejačima. Električni grejači se uključuju da zagrevaju vodu u prelaznim godišnjim dobima (jesen - proleće), proleće), kada temperature spospoljašnjeg vazduha nisu ekstremno niske. U većim gradskim četvrtima, delovima gradova, skupini većih stambenih blokova i solitera češće se koriste vrelovodni kotlovi (temperature vode za grejanje više od 110°C). 4.2.2.2. Karakteristike Osnovne karakteristike čeličnih kotlova, bez be z obz o bzira ira na tip i kon k onstr struk ukcij ciju, u, jesu: je su: 41
Bi
O O O
f
-9
IjpS le i
11
35
lc ld
10 12
sć. B
13 14
Sl. 4.4. - Čelični kotao za etažno grejanje: I - ložiste ložiste;; 2 - dimni dimn i lcanai lcanaii; i; 3 —odvo —odvodd dima; dima; 4 - vodom hladena rešetka; 5 —pepeijara; 6 — usmerivač; 7 — zamenljiv zamen ljivaa — usmerivač; vrata; H - vrata za loženje; 9-polazni vod; 10 —povratni vod; vod; II - sigurnosni polazni vod R 1 ", 12 - sigurnosni povratni povratni vod - punjenje, pražnjenje R I ’’ ’’; 13 - regulator promaje R 3/4 ’’; 14 — ručica ručica usmariva usmarivača; ča; 15 - otpiata sa izolacijom; izolacijom; 1 6 - bojler za sanitarnu toplu vodu
- moguća je opravka zavari zavarivanjem; vanjem; - podesni su za visoke temperature temperature i više pritiske; moguće je veće opterećenje grejnih površina; - veliki kapaciteti kapaciteti po jedinici do oko oko 15 MW i više. U našoj zemlji se izrađuju nešto niži kapaciteti, jer je povoljnije vezati dva kotla za z a potreban kapacitet. kapacitet. Za veće veće kapacitete od 15 do 20 MW upotreblja42
vaju se vrelovodni kotlovi, jer su konstrukciono kompaktniji, a sam im tim i jeftiniji; - nedostatak nedostatak im je što što postoji postoji opasnost o pasnost od niskotemperaturske korozije veća nego kod livenih kotlova; - kotao se ne može povećati povećati dodavanjem članaka, što i ne predstavlja veliki nedostatak jer se pouzdana regulacija
Sl. 4.5. 4.5. - Čelični Čeli čni kotao za etažno grejanje: l —ložište; 2 - dimne cevi; 3 —pepeljara; —pepeljara; 4 - vodom hlađena rešetka; rešetka; 5 - predgrevanjep predgre vanjepovratn ovratnee vode; 6 —Mh-anoda; —Mh-anoda; 7 - bojler za toplu vodu; vodu; 8 —oplata —oplata sa sa izolacijom; izolacijom; 9 —poi —poiazn aznii vod; vod; 10 - povratni povrat ni vod; 11 —priključak priklju čak termičkog osiguranja osiguranja kotla; kotla; 12 —sigurn sig urnosni osnipol polazn aznii vod; 13 —sigurnosn sigur nosnipo ipovrat vrat-ni vod - punjenje, punjen je, pražnjenje pra žnjenje;; 14 —odzračivanje; odzračivanje; 15 - odvođenje tople vode iz bojlera; bojlera; 16 —cirkulacioni cirkulacio ni vod; 17 —dovod vode i pražnje nje bojlera; bojlera; 18 - regulator regulator promaje za loženje sa čvrstim gorivom gorivom R I ", ", 19 - električni grejać grejać - dodatna oprema oprema;; 20 - pumpa za bojler — — dodalna dodalna oprema; oprema; 21 - odvod dimnih gasova sa klapnom; 22 - otvorza otvorz a čišćenje; čišćenje; 23 - uklopna uklopna ploča
43
Tabela 4.1
Pro- Povra-
M asa
M asa
K apa-
Koli-
m en
citet
čina
se k
kod
kod
bo j-
b o j-
vode
dim-
bo j-
ulja i
lera
lera
u
njaka
lera
kW
kW
S 25
25
32
S 30
30
S 35
S 40
Ll
»1
1
»3
m aja
tak
be z
mm
mm
Pa
DN
kg
kg
5 18
400
16 0
20
40
353
257
750
518
400
1 60
20
40
415
297
1032
750
518
40 40 0
16 0
22
40
423
305
1812
1110
830
550
450
18 0
25
40
531
375
1860
11 5 0
872
5 93
450
1 80
25
40
605
449
83 8 2 1 6 3
1 34 8
930
624
48 48 0
200
28
50
8 61
631
838
2163
1 34 8
930
624
480
200
28
50
87 8 73
643
83 8
2283
1428
990
650
55 55 0
230
30
65
998
768
mm
mm
mm
mm
595
1 625
1 032
750
595
16 2 5
1032
761
95 5 9 5 5 95
16 2 5
977
826
700
700
1056
826
822
700
270
11 8 0 9 8 6 11
986
83 8
1260
270
986
1 1 80
98 6
83 838
12 6 0
280
11 6 0
1 3 50
986
880
I
mm
mm
mm
mm
mm
95
600
94
6 41
778
641
595
37
120
740
109
761
8 98
761
59 5
35
43
12 0
740
113
761
898
40
48
1 80
81 0
13 2
826
50 50
62
18 0
8 10
18 0
905
S 65
65
78
3 1 5 1260
S 80
80
99
315
S 100
1 00
122
315
Hi
kotlu
I /h
S 50
H
Pre-
Volu-
citet
p li n a
B
«4
K apa-
citet uglja
L
I l2
M ode l K apa -
Tabela 4.2
M odel K apa-
K apa-
Koli- B o j l e r
Ll
L
H
B
G
F
E
D
D im njak
Min.
Povra-
Pri-
K ružn i
Sigur-
p ro -
ta k
klju-
vo d
nosni
M asa
Kapac.
k o t i a b o jl er a
citet
citet
čina
ko d
k o d
vode
m aja
čak
vo d
k o d
u lja i
u
za
hladne
p u n je -
temp.
p li n a
kotlu
čvrsta
i tople
nje-
45°C
goriva
vode
-praž-
uglja
njenje
kW
L 25
26
kW
26
c o l ( “) “) c a . k g
l it it ././ h
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
® mm
m mV mV S
DN
c o l (“ (“ )
c o l (“ (“ )
64 1 5 85 85
1 62 62 0
750
416
00 5 1 8 4 00
781
160
2
32
1
1
1
32 32 0
8 10
120
761
585
16 1620
750
416
518
400
900
160
2
32
1
1
1
370
740
*113
120
761
585
1 620
750
416
51 8 4 0 0
900
160
2
40
1
1
1
390
740
1 32
185
840
650
18 18 0 0
830
420
583
450
980
18 0
2
40
1
1
1
53 53 0
81 0
1 40
185
840
650
18 18 0 0
830
420
583
450
980
180
2
50
1
1
1
53 5
81 0
li l it .
lit. m m
96
95
10 9
32
L 30
32
32
37
L 35
34
37 43
L 40
39
43
48
L 50
48
56 62
čeličnih kotlova može vršiti u oblasti od 20 do 100% od nominalnog kapaciteta. Ovo se odnosi na kotlove ložene tečnim i gasovitim gorivom; - složen transport i montaža većih većih jedinica. Za pojedinačne stanove, za porodične objekte i za manje objekte sa više više stanova izrađuju se kotlovi za etažno grejanje (sl. 4.4). Kotao n a slici 4.4 predviđen je za ugalj ugalj i za ručno loženje. Ugalj se ubacuje kroz vrata za loženje u ložište, i pada na rešetku, koja se kod modernih konstrukcija hladi vodom. Da bi se što više toplote od dimnih gasova predalo vodi za grejanje, obično se formiraju dimni kanali između registara od cevi ili od cevnih zidova. Oni služe da gasovi što duže putuju kroz njih (2) i predaju toplotu grejnim grejn im površinama. Na N a izlaz izl az iz kola ko la obično ob ično se posta po stavl vlja ja reguregu laciona lacion a klapna klapn a (3). (3). Ona ima zadatak da rereguliše protok dimnih gasova, i kada se prek pr ekin inee ložen lož enje, je, a u kotlu ko tlu ima im a još žara, žara , da se zatvaranjem spreči brzo dogorevanje žara i hlađenje kotla. Na N a kotlu ko tlu se obav ob avez ezno no nalaz na lazii regula reg ulator tor proma pro maje je (13) koji ko ji u zavisn zav isnos osti ti od tempetem perature polazne vode za grejanje dovodi više ili ili manje m anje vazduha vazdu ha za sagorevanj sagorevanje. e. Ovi kotlovi mogu m ogu biti izvedeni od dvodvo plaš pl ašni nih h zidov zid ovaa ili od cevn ce vnih ih regist reg istara ara koji čine zidove kotla. Mogu biti opremljeni i bo b o jler jl ero o m za top to p lu sa n ita it a rn u vodu vo du (16). (16) . Ovaj bojler se greje indirektno vodom za grejanje. Svaki bojler je opremljen dovodnom cevi za hladnu vodu, odvodom tople vode, sigurno sig urnosnom snom cevi ili ili ventilom ventilo m sigursigurnosti na vodu za toplu vodu, kao i termometrima. N a slici 4.4 vidi se da je sa donje strane bojlera ugrađen električni grejač za pripr pr iprem emu u tople top le vode vo de u perio pe riodu du kada ka da nem ne m a grejanja. 46
Na donj do njem em delu del u slike slik e 4.4 prik pr ikaz azan anaa je je varijanta kotla bez bojlera za toplu vodu. U tabeli 4.1 dati su orijentacioni podaci za čelični etažni kotao sa slike 4.4. Na slici 4.5 prik pr ikaz azan an je kota ko tao o za z a etaž e tažno no grejanje sa gorionikom za tečno gorivo, ili čvrsto gorivo. Podaci o tom kotlu dati su u tabeli 4.2. 4.2. Da bi se ilustrovale ove kombinacije, na slici 4.6 4.6 prikazan je etažni kotao sa bojlerom ili bez bojlera za toplu vodu i za sve tri vrste goriva.
Sl. 4.6. .6. - Sema et ažnog ažno g kotla kotla za ce ntralnn ntral nn l j no grejanje grej anje za razlićita goriva i u kombinaciji kombin aciji sa bojlerom i uez oujiera „ Panonija “ - Inđija) UPotr°šnu vodu (proizvod „
4.2.3. BLOK-KOTLOVI
Za izradu većih kapaciteta toplovodnih kotlova koriste se iskustva izgradnje parnih k otlo ot lov v a, p a se k otlo ot lov v i izgr iz građ ađuj uju u kao blok-kotlovi raznih kombinacija. Ovi kotlovi mogu se ložiti čvrstim, tečnim i gasoviti gasovitim m gorivima goriv ima..
Na N a slici sli ci 4.7 p rika ri kaza zan n je je d a n topl to ploovodni kotao, predviđen za proizvodnju tople vode do 110°C 110°C.. Kotao je kon k onstru struisan isan za sagorevanje teč te čnog ili gasovitog goriva. Kotao prikazan na slici 4.7 ima horizontalnu konstrukciju sa dva prolaza dimnih gasova (ravna plamena cev i dimne 47
cevi). Na izlazu iz dimnih cevi nalazi se priklj pri ključak učak za z a dim di m njak nj ak kroz kro z koji dim di m ni gasovi odlaze u dimnjak. U ravnoj plamenoj cevi je omogućen povr po vrata atak k plam pl amen ena, a, što obezb ob ezbeđ eđuje uje potpupotp uno sagorevanje i visok stepen iskorišćenja. Plamena cev je zavarena za prednje dance, a preko posebne konstrukcije nosača ostvarena je veza između zadnjeg danca kotla i danca plam enih cevi. cevi. Dimni gasovi, nastali sagorevanjem goriva, okreću se u plamenoj cevi i sku pljaj pl jaju u se u predn pr ednjoj joj komo ko mori ri odakle oda kle ulaze ula ze u dimne cevi. Ohlađeni dimni gasovi se skupljaju u zadnjoj komori, a iz nje se odvode dimnim kanalima do dimnjaka. Vrata Vrata kotla su ujedno i prednja pred nja komora komo ra kotla i na njih se postavlja gorionik. Vrata su obložena termoizolacionom masom. Kotao radi sa natpritiskom na strani dimnih gasova, a potreban natpritisak za savladavanje otpora strujanju kroz kotao obezbeđuje ventilator koji se nalazi na gorioniku. Kotao je snabdeven svom potrebnom armaturom i mernim instrumentima. Ozid kotla, kao zaštita od dejstva to plote na materi ma terijal jal kotla ko tla i okoli ok olinu nu,, svede sve den n je j e na m inim in imum um . Ceo Ce o kota ko tao o j e izo iz o lov lo v an vunom vuno m za izolaciju, izolaciju, koja može biti staklestaklena, kamena, mineralna; i obložen je limenom oplatom, koja je tako izvedena da kotao ima četvrtasti četvrtasti oblik. U tabeli 4.3 date su karakteristike kotla kapaciteta do 3000 kW. U ovakvim tabelama daju se svi podaci potrebni za ugradnju ovakvih kotlova. Oni se uglavnom odnose na povezivan je kotlova sa cevima, kao i na opterećenje temelja, kada se pro jekt je ktuj uju u i izvod i zvodee građ gr ađev evins inski ki objekti. obje kti.
48
Tabela 4.3
KOTA O TM G
1.1
2
K APAC ITET KOTLA
kW
128
PO TR O ŠN JA GO RIVA LAK O U LJE Hd=4 2.1M J/KG
Z E M N I G A S IId = =33 5. 5.6 M J / K G
m 3/ h
R A D N I P R I T IS A K
bar 1
S A D R ŽA JV O D E
PR IK LJ U Č C I NA K O T L U
kg/h
6
7
8
9
23 233
349
46 5
58 1
698
814
12.5 2222 . 5
3 3 .5
44.5
56
67
4 0 53.5
67 6
DN
mm
H c
mm
L A B
1 163
1512 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0
7 8 .5
8 9 .5
11 2
14 5
80
9 3 .5
10 7
1133 4
174
6
6
6
6
6
1 2 50 50 1 4422 0
1 69 0
6
6
6
6
4444 5
555
6 50
92 0 10 1030
6655
80
10 0
10 0
65
80
10 0
10 0
29 5
1122 5
125
10 1 00
125
12 5
2800
4050
2 00
2 00
20 0
200
200
200
5500
50
65 65
65
80
10 0
40
40
40 40
40
3 50
400
450
450
2100
2100
235 0 1 7 20 20 1720 1770 1770 1900 2 1 5 0 23
2 3355 0
25
32 32
40
40
40
5500
50
40
40
40
■ 40
40
40
40
40
200
25 0
3300 0
300
300
300
300
350
900
9 8 0 1100 5 0
900
1750 2 0 95
12 5
65
1340
6
10 0
65 65
40 350
14 7 0 1 4 7 0 14
13 4 0 1 1 60 60 1270 1340 13
6
80
215
6
80
50
345
65
50
165
287
65
50
125
230
1 50
4400
1550 1 4 00 00 15
288
12 1 25
1130 1230 1133 8 0
24 240
1 50
32
19 2
1 25
10 0
26
930
17
2211
13
27
50
T3 T4
10
1 4 .5
T2
A
'O
5
50
© T6
D IM EN ZIJE STO PE K O T LA
4
T1
T5
D IM EN ZIJE KO TL A
3
26 5
50 5 2 3355 0 2 50
260 5 2930
147 0 1 3 4 0 1340 14
68 0 1 4 7 0 1 68
215
1 740
1 800
2200
30 0 22 2 2 0 0 2 30
980
1050
1160
1270
1000 1144 0 0
1500
1 8 50 50 1 6 5 0 18
215
250
250
1 68 68 0 1 8 6 0
26 5
215
1177 5
265
380
3060
3850
3850
1860
2100
2 .1 0 0
mm
TE ŽIN A K O TL A
kg
O PTE R EĆ E N JE TEM ELJA KOTLA
kg
2 2 0000 2 1 0000 22
1940
1 8 9 0 2211 5500
50 0 2 4455 0 2 5 5 0 3 50
2 8 0000 1 7 00 00 1950 2 6 0 0 28
55 0 3 3355 0 3 55
4 6 0000 4 0055 0 46
75 0 10 1005 1 4 50 50
2 3322 0 2 4 5 0 3 1 5 0 3150
1 9 50 50 2200 0000
1 31 31 0 1155 8 0
4 3355 0 5750 6 0 0 0
5 5 0 0 6699 0000
8 4 0000 11000
4.2.4. AUTOMATSKI RAD KOTLOVA Obezbeđen je automatski rad kotlova na tečna i gasovita goriva. Podešeni su elementi za automatski rad, kontrolu i upravljanje, tako da se promenom kapaciteta povećav po većavaa koli ko ličina čina goriva gor iva (kada (kad a je posredi posr edi tečno ili gasovito gorivo). Količina K oličina goriva koja se dovodi ili odvodi ide preko regulacionih elemenata ka gorioniku, ili se smanjuje povratkom od gorionika. Automatski se signaliziraju nepravilnosti u radu kola. Na primer, ako se izgubi plamen ili ugasi kotao, preko foto-ćelije se zaustavlja dalji dovod goriva. Na taj način se sprečava eksplozija ili gubljenje goriva. Radom ovakvih automatskih kotlova na tečno ili gasovito gorivo komanduje se sa komandnog pulta ili sa centralne komande kompletne kotlarnice, odnosno toplane.
Kada se loži čvrstim gorivima, automatizacija je nešto složenija. Naime, automatsko loženje se može obaviti ako je ugalj manje ili više stalne granulacije. Tada se iz kotlovskog bunkera transporterom ubacuje ugalj u dozirni ili prihvatni bunker bun ker,, iz koga ko ga se ugalj ugal j ubacuj uba cujee u ložište. ložiš te. Pepeo se takođe odvodi automatski. Na slici slici 4.8 prikazan je jed an sistem za automatsko snabdevanje gorivom i odvođenje pepela. Dovod Do vod goriva gori va može mo že se regul reg ulisa isati ti ventilatorom ili preko otvora za dovod goriva. Rad kotlova u kojima se spaljuje biomasa, kao što su slama, stabljike biljaka i slično, složen je i ne može se automatizovati. Takvi ostaci obično se skupljaju i baliraju bali raju,, bale b ale se zatim zat im odvoze odvo ze do kot k otlar larni ni-ca i spaljuju u kotlovima. Rad je moguće automatizova automatizovati ti jedino ako je veličina bala ili ili briketa goriva uvek konstantna. konstantn a.
Sl. 4.8. —Kotao —Kotao sa otvorom za punjen pun jenje je sa automatskim punjenje punj enjem m i odvođenje šljake i pepela
50
Takođe je nemoguće uvesti potpuno - parni kotlovi kotlovi koji proizvode proizvode suvo zaautomatski rad kotlova u kojima sagoreva sićenu paru viših pritisaka. razni otpad od drveta, tekstila, kartona i Za manje kapacitete ili za etažno greslično. U principu, mogla bi da se postave jan ja n je koriste kor iste se tzv. elekt ele ktrični rični kotlovi kotl ovi.. To postr postroje ojenja nja za secka sec kanje nje i usitn us itnjav javan anje, je, ali prak pr aktično tično nisu ni su kotlov kot lovii zbog zb og toga tog a što nene bi bi takva takva postr po stroje ojenja nja bila bil a presku pre skupa pa za na- maju klasično ložište, već električne gremenu kojoj bi služila. jače ja če pa p a rade ra de kao k ao bojleri, bojl eri, s tim što zagrev zag revaa ju vodu vo du na višu v išu temper tem peratu aturu, ru, n a prim p rim er na 90°C. Da bi bezbedno radili, ovi kotlovi se opremaju potrebnom sigurnosnom arma4.3.IZB OR KOTLO KOTLOVA VA turom, slično kao i kotlovi sa klasičnim 4.3.1. 4.3.1. GREJNI GREJN I FLUID ložištima. Osnovni parametri prema kojima se bira ju kotlovi kotlovi jesu je su radni rad ni fluid flu id i goriv g orivo o koje će se koristit koristiti. i. Radn Radnii fluid u kotlu mogu m ogu biti topla voda, vrela voda vod a i vod v oden enaa para. Postoje Posto je i kotlovi koji rade sa termalnim uljima kao grejnim fluidom, ali se oni uglavnom koriste u tehnološke svrhe a ne za grejanje. Svi kotlovi, pa i oni za grejanje, imaju sled sledeć ećee para p arame metre tre:: - toplovodni toplovodni kotlovi zagrevaju vodu do 110°C; -vrelovodni kotlovi zagrevaju vodu preko 110°C 110°C ali ne i prek pr eko o 180°C; 180°C; -parni kotlovi koji proizvode suvo zasićenu vodenu paru natpritiska 0,5 bar;
Toplovodni sistemi rade rade sa vodom vod om tem peratu per ature re do 110°C 110°C.. Oni On i mogu mo gu da rade rad e i u sistemima za grejanje direktno sa temperaturama 90/70°C, 90/70°C, što zna znaČ Č i da je voda vod a za grejanje u polazu na 90°C, 90°C, a u povratku u kotao na 70°C. Vrelovodni sistemi rade sa temperaturama vode preko 110°C. Ovakvi sistemi rade u sistemima daljinskog grejanja. U njima se preko razmenjivača priprema topla voda za z a grejanje. Koriste se i sistemi sistemi za grejanje gre janje sa parnpar nim kotlovima do 0,5 bar. Ovi kotlovi se često nazivaju niskopritisni parni kotlovi. Međutim, parno grejanje se izbegava zbog visokih temperatura na kojima se nalazi grejno telo, telo, zbog velikog uzgona uzg ona i gorenja goren ja prašin pra šine. e. Temp Te mper eratu atura ra ove pare pa re j e 111°C, 111°C, pa se doti d otični čni kot k otlov lovii oda o dabir biraju aju za one on e slučajeve kada je ovakva para potrebna i za nekakvu tehnologiju (npr. u kuhinjama, perio pe rionic nicam ama, a, pegler peg leraji ajima ma i sl.). Sa ovom ov om suvo zasićenom parom preko razmenjivača toplote toplote može se priprem ati topla voda za grejanje temperature 90/70°C.
51
4.3.2. 4.3.2. IZBOR KOTLA PO KAPACITETU Kada se donesu odluke o izboru grejnog fluida i goriva, a moguće moguće je obezbediti obezbediti potrebne količine, količine, pristupa se izbom ka pacit pa citeta eta kotla. kotla . Za neke nek e kotlov kot lovee proi pr oizv zvođ ođači ači daju daj u alte al tern rnat ativ ivna na goriva, ali se tada međusobno razlikuju kapaciteti ili ložni uređaji (na prim er gorionici). gorionici). Na N a slic sl icii 4.9 vid vi d i se kota ko tao o koji može proizvoditi toplu vodu ali i vodenu paru natpritiska do 0,5 bar. Na ovoj slici se vidi kako izgleda ozid kotla od šamotne opeke, koji se stavlja kada sagoreva tečno ili gasovito gorivo, da bi se zaštitile izvesne zone ložišta zbog povišene temperature plamena.
Sl. 4.9. - Kotao ..Vulkan - super"proizvodnje super"proizvodnje „Radijat „Radijator" or" - Zrenjanin Zrenjanin sa oznakama za šamotni ozid kada kotao radi sa tećnim ili gasovitim gorivom
52
Tabela 4.4 T E H N I Č K I P O D A C I Z A „ V U L K A N - S U PE PE R “ O Z N A K A K O T I.A VODA
K A P A C IT E T kW
PARA
VODA
PARA
G R E JN A
SAD RŽAJ VODE
T E Ž IN A
D UŽ IN A
POVRŠI.
(I )
KOTLA
(L )
PA RA
cca kg
rnm
te čn o
m rki
te čn o
m rk i
te čn o
mrki
te čn o
m rki
m2
9 1 .0 8
9 0 .0 8
9 3 .0 8
92.08
254
178
222
156
2 7 ,3
640
380
3 .6 6 0
983
91.09
9 0 .0 9
9 3 .0 9
9 2 .0 9
290
202
253
17 7
31,1
710
420
4 .0 2 0
1 .1 0 8
9 1 .1 0
9 0 .1 0
9 3 .1 0
9 2 .1 0
325
227
284
199
3 4 ,9
780
460
4 .3 8 0
1 .2 2 3
91.11
9 0 .1 1
9 3 .1 1
9 2 .1 1
360
252
315
220
3 8 ,7
850
500
4 .7 4 0
1 .3 5 8
91.12
9 0 .1 2
9 3 .1 2
9 2 .1 2
395
277
346
242
4 2 ,5
920
540
5 .1 0 0
1 .4 8 3
9 1 .1 3
9 0 .1 3
9 3 .1 3
9 2 .1 3
431
302
377
264
4 6 ,3
990
580
5 .4 6 0
1 .6 0 8
9 1 .1 4
9 0 .1 4
9 3 .1 4
92.14
466
326
408
285
5 0 ,1
1 .0 6 0
620
5 .8 2 0
1 .7 3 3
9 1 .1 5
9 0 .1 5
9 3 .1 5
9 2 .1 5
501
35 1
439
307
5 3 ,9
1.130
660
6 .1 8 0
1 .8 5 8
9 1 .1 6
9 0 .1 6
9 3 .1 6
9 2 .1 6
537
376
470
329
557,7 7,7
1.200
700
6 .5 4 0
1 .9 8 3
91.17
9 0 .1 7
9 3 .1 7
92.17
572
401
501
350
6 1 ,5
1.270
740
6 .9 0 0
2 .1 0 8
91.18
9 0 .1 8
9 3 .1 8
9 2 .1 8
607
425
532
372
6 5 ,3
1 .3 4 0
780
7 .2 6 0
2 .2 3 3
9 1 .1 9
9 0 .1 9
93.19
92.19
643
450
562
393
69,1
1 .4 1 0
820
7 .6 2 0
2.358
91.20
9 0 .2 0
9 3 .2 0
9 2 .2 0
678
475
593
415
772,9 2,9
1 .4 8 0
860
7.980
2.483
VODA
U tabeli 4.4 dati su tehnički podaci za _ Q kW ovaj kotao. Vidi se razlika u kapacitetu A k m kotlova kada rade sa tečnim gorivom, odnosno sa mrkim ugljem. U ovoj tabeli gde je: se vidi još jedan podatak koji daju proizQ, kW - toplotni kapacitet kotla, vođači kotlova, a to je grejna površina. Ak, Ak , m2 - grejna površina kotla. Naime, ka kada da u istom ist om ko kotlu tlu sagore sag oreva va lcvalcva Na N a primer, primer , za prvi kotao, kot ao, ka kada da se propro litetnije gorivo, na primer tečno gorivo, kapacit kapacitet et kotla je već veći. i. Dakle, za istu grej- izvodi topla voda, toplotno opterećenje će nu površinu, dobija se veći kapacitet. U biti: kotlogradnji postoji podatak koji govori o - tip tip kotla kotla 91.08 91.08 - tečno tečno gorivo gorivo toplotnom opterećenju kotla. To je toplo254 tni kapacitet podeljen sa grejnom povra . t = ------= 9,30 kW/m2 = Ak 27,3 Šinom: = 9300 W/m2, ^A k
—
’
2
’
53
- tip tip kotla 90.08 90.08 - mrki ugal ugaljj 178 178 27J = 6 >5 2 kw k w / ni ni2 = = 6520 W/m2. Dakle, vidi se da je toplotno opterećenje grejnih površina veće ako sagoreva tečno gorivo. U principu, kotlovi sa većim većim toplotnim opterećenjem su manji, lakši ali i skloniji brže br žem m pro p ropa pada danj nju u ili ošte o štećen ćenju ju materij ma terijala. ala. Značajan nedostatak livenih kotlova je velika težina, a time i veliko opterećenje temelja, odnosno postolja kotla.
4.4. POMOĆNIUREĐAJIKOTLA, GR UB AI FINA ARMATURA ARMATURA.. SIGURNOSNIUREĐAJI. REGULACIONI UREĐAJI UREĐAJI 4.4. 4.4.1. 1. POMOĆ NI UREĐ AJI KOTLA, KOTLA, GR UB AI FINA ARMATU ARMATURA RA
Sl. Sl. 4.10. 4.10. —Principije —Principijehia hia sema rada kotla sapo moć nom opremom: opremom: 1 —trakasti transp tr ansporte orterr za za dovoz d ovoz tiglja; 2 -b u n k e r za ugalj; ugalj; 3 —dodavač —dodavač za ugalj; ugalj; 4 - ventilator svežeg vazduha vazduha za sagorevanje; 5 - ventilator dimnih gasova; 6 —dimnjak; kolla vodom vodom 7 - napojne pumpe za napajanje kolla
Da bi kotlovi mogli da funkcionišu, uz njih se postavljaju određeni uređaji koji jih ji h jedn je dnaa radi a druga je u pripravno pripra vnosti, sti, ukou koomogućuju njihov ispravan rad. Na slici liko se prva pokvari ili prestane da radi. 4.10 šematski je prikazan kotao koji može Ako se loži tečnim ili gasovitim gorida proizvodi toplu vodu, v relu vodu ili ili vovom, nema bunkera bu nkera za ugalj, pa se na kodenu paru. Ako se kotao loži čvrstim go- tao postavljaju gorionici sa svojim elerivom, transportnom trakom (1) doprema mentima za regulaciju. U tom slučaju, se ugalj u bu nker nke r (2). (2). Iz bunkera bun kera (2) preko naročito kod gasnih gorionika, može da se dodavača (3) gorivo se ubacuje na rešetku postav pos tavii samo gorio go rioni nik k koji ko ji ima im a svoj sopza sagorevanje. Ventilatorom (4) dovodi stveni ventilator. U tom slučaju nije potrese vazduh potreban za sagorevanje. Ukoli- ban ba n doda do datni tni vent ve ntila ilato torr za dim di m ne gasove. gaso ve. ko je potreban, može se postaviti i ventila- Ako se koristi tečno gorivo, potreban je po seba ban n ven v entil tilat ator or za dovo do vod d vazdu va zduha. ha. tor za dimne dim ne gasove, koji ih potiskuju kroz jo š pose dimnjak (6) u atmosferu. Dovod vode ili Osim ovih uređaja, na samom kotlu se veza u cirkulacionom kragu obavlja se nalazi niz elemenata koji imaju određenu pum pu m pama pa ma (7). Sigu Si gurn rnos ostt rada ra da postr po stroj ojen enja ja funkciju i koji se dele u dve osnovne obezbeđuju obezbeđ uju dve napojne nap ojne pumpe (7), od ko- grape: 54
Sl. 4.1 4.11 1. - Prikaz livenog čla nkastog kotla za centralno grejanje sa označenim o značenim elementima grube i fi n e armature armature
- graba armatura i
- fma armatura. armatura. Na Na slici 4.11 pred pr edsta stavl vlje jen n je jed je d a n liveni člankasti kotao, na korne se, kao ilustracija, vide neki elementi koji spadaju u grubu i finu armaturu.
Grubu armaturu čine sve vrste vrata, poklo po klopac pacaa i prikl pr iklop opaca aca,, vrat vr ataa za žare ža renj nje, e, otvori za kontrolu plamena, kao i razne klapne za regulaciju. U finu armaturu spadaju ventili, zasuni, suni, slavine, vodoka zna stakla, sigurnosni i regulacioni elementi. 55
>
Na kotlo ko tlovi vima ma se takođe tak ođe mogu mo gu uočiti i merni uređaji, kao što su termometri, manometri, merači merači protoka proto ka pare i protoka vode i slično.
4.4.2 4.4.2.. SIGURNOSNI SIGURNOSNI UREĐ AJI Da bi se toplovodni i parni kotlovi osigurali od povišenog pritiska, moraju se obezbediti nekim sigurnosnim uređajem. Na slici 4.12 prikazana je sigurnosna cev za niskopritisni lcotao. Dvokraka cev se koristi za pritiske od 0,3 do 0,5 bar natpritiska. Ove dimenzije se vide u tabeli 4.5. Ova sigurnosna cev se priključuje na parni prostor kotla ili na razvodnu cev za paru par u (sl. 4.13).
grejanja mora da bude u vezi sa atmosferom preko jednog jedn og sigurnosnog razvodnog voda i jednog jedno g sigurnosnog povratnog po vratnog vovoda povezanog sa ekspanzionom posudom posudom koja omogućuje širenje vode pri zagrevanju. U zatvorenom sistemu koristi se, po pravilu prav ilu,, eksp ek span anzi zion onaa posu po suda da sa membramemb ranom, u kojoj se sa jedne strane postiže određeni natpritisak nekim inertnim gasom (vazduh, azot). Kada se voda širi, preko membrane membr ane se potiskuje inertan inert an gas i deo deo prostor pro storaa se pop p opun unja java va vodom. vodo m. U tabeli 4.6 dati su prečnici razvodnih i povratnih sigurnosnih vodova u toplovodnom grejanju. grejanju.
Sistemi sa toplovodnim kotlovima su uglavnom otvorenog ili zatvorenog tipa (sl. 4.14). Otvoreni sistem toplovodnog
57.
56
4.12. 4.12. - Sigurnosna cevza cev za niskopritisni parni par ni kotao kotao
Tabela 4.5. PREČNICISIGURNOSNOG RAZVODNOGISIGURNOSNOG POVRATNOG VODA U TOPLO VODNOM GRE JANJU S i g u r n o s n i p o v r a tn tn i v o d
Sigurnosni razvodni vod
Sigurnosni vod DN
Do ka paciteta ko tla od kW
25
do
50
do
10 0
32
pr el co
50 do
15 0
p re k o
100 d o
350
40
p re k o
150 do
350
p r e k o
350 do
600
50
p rek o
350 do
600
p re k o
6 00 do
1200
65
p r e k o
600 do
1200
p re k o
1200 do
3000
80
p r e k o
1200 do
2000
p re k o
3000 do
5000
10 0
p r e k o
2000 do
4000
p re k o
5000 do
8000
125
p r c k o
4 000 do
6000
p rc k o
8000 do
15000
150
p rck o
6000 do
10000
p rc k o
15000 do
20000
Para
Sl. Sl. 4.13. 4.13. - Povezivanje sigurnosne cevi na niskopritisnom niskopritisnom parnoin parnoin kotlu
— kotao; Sl. 4.14. .14. - Šema instalacije instal acije kotlar k otlarnice nice sa otvorenim i zatvorenim sistemom grejanja: grejan ja: K — kotao; SPV ~ sigurnosni povratn povratnii vod; vod; SR V sigurn sig urnosn osnii razvodni razvo dni vod; R V - razvodni razvodni vod; vod; PV - povratni povra tni vod; vod; P —cirkulacion cirkulacionaa pumpa; PZK-priključakza PZK-priključakza kompres kompresor or ili ili bocu sa azoto azotom m za održavanjepr održavanjepritis itiska; ka; M -man -m anom om etar; eta r; EP - ekspanziona ekspanziona posuda posuda
57
Tabela 4.6. NA N A JM A N JIP JI P R E Č N IK ZA SIGU SI GU RNOS RN OSNE NE CEVI CE VI K A P A C I T ET K O T L A
N A Z I V N I P R E Č N I K C E V I
kW
40
64
134
325
650
kg/h
60
100
200
500
1.000
mm
32
40
50
65
80
DIME DI MENZ NZIJE IJE ZA SIGUR SIG URNO NOSN SNE E CEV1 N azivni
P r i ti ti s a k
p re r e č n ik ik
p ar ar e
bar
d, mm
mm
0, 1 0 ,2 50
0 ,3 0 ,4
5 7 x 2 ,9
3 3 , 7 x 2, 2,6
0 ,5 0,1 0, 1 0 ,2 65
80
0 ,3 0 ,4
D IM E N Z IJ E
Sigurnosne cevi
7 0 x 2 ,9
3 3 ,7 x 2 ,6
A
B
B,
mm
mm
mm
990
1 .6 9 0
1.990
1.260
1.525 1 .8 2 5 2 .3 5 0
800 1 .0 5 0
1 .6 0 0 2 .1 0 0
1 .3 3 0
2 .6 6 0
990 1 .9 5 5 1 .5 2 5 1 .8 1 5
690
0 ,5
2.340
0,1 0 ,2 0 ,3 0 ,4 0 ,5
990 955 8 8 ,9 x 3 ,2
4 2 ,4 x 2 ,6
1 .5 2 5 1.815 2.340
1 .2 7 0 790 1 .0 5 0 1.320 690 1.270 790 1 .0 5 0 1 .3 2 0
_
-
-
-
1 .5 8 0 2 .1 0 0 2.640 _
-
1 .5 8 0 2 .1 0 0 2 .6 4 0
C
D
E
F
H
mm
mm
mm
mm
mm
420
240
420 495
240
1.410 2.410
14 0 16 0 -
495
325 325
-
-
495
325
—
—
420 495 495
240 325
1 .4 1 0 2.450
140
600 600 495 600 600 600 600
325 415 415
-
140
-
-
-
-
-
-
325 415
1 .4 8 5 1 .5 5 5
140 170
415 415 510
-
-
-
—
“
_
-
2.020 2.320 2.845 -
_
2.020 2.415 2.940 _
-
2.125 2.415 3.020
Parni kotlovi mogu se osigurati i ventilom sigurnosti. sigurnosti. U posebnim poseb nim slučajevima slučajevima i toplovodni kotlovi mogu biti osigurani ventilima sigurnosti. 4.4.3. 4.4.3. REGULACIONI UREĐ AJI Na N a slici slic i 4.11 može mo že se uočiti uo čiti memb me mbran ranski ski regulator. Takav regulator se postavlja na parn pa rnee kotlo ko tlove ve (sl. 4.15). 4.15 ). Funk Fu nkci cion oniš išee na prin pr inci cipu pu memb me mbra rane ne;; kada ka da opada op ada pritisak prit isak,, otvara se priklopac priklop ac ili vrata i dovodi dovodi se više vazduha za sagorevanje. Na slici 4.16 vidi se regulator sagorevanja sa oprugastom cevi ili valovitim mehom. 58
Sl. Sl. 4.15. 4.15. - Parni regulator regulator sagorevanja
Toplovodni kotlovi se regulišu pomoću nekih elemenata koji rade na principu širenja metala (sl. 4.17) ili neke tečnosti za širenje (sl. 4.18). Kotlovi na tečna ili gasovita goriva regulišu se u odnosu na spoljašnju temperaturu raturu vazduha, podeša vanjem rada goriogorio-
4.5.
GORIVA
4.5.1. 4.5.1. OPŠTI POJMOVI O GORIVU GORIV U Goriva predstavljaju takve materije koje sagorevanje sagorevanjem m - procesom procesom burnog sjedinsjedin java ja vanj njaa sa kiseo kis eoni niko kom, m, osim osi m m ater at erija ijaln lnih ih prod pr oduk ukata ata proc pr ocesa esa (tzv. produ pro dukt ktii sagor sag oreeSl. 4.16 .16. - Regulatnr Regul atnr sa oprugastom opr ugastom elastičnom elast ičnom cevi za vanja), daju i određenu količinu toplote. pa parne kotlo kotlove: ve: D - prikijuč prik ijučak ak na parn iprost ipr ostor; or; G - teg Goriva su danas osnovni izvor toplotne energije i energije uopšte, a koriste se u domaćinstvima, raznim termotehničkim i termoenergetskim postrojenjima svih vrsta (kotlovi, industrijske i metalurške peći itd.), kao i u motorima različitih vidova (klipni motori, dizel-motori, mlazni, raVodeni regulator ketni). sagorevanja Uže posmatrano, svaka materija koja Sl. 4.17. 4.17. - Vodeni Vodeni regulator sagorevanja reagujući sa kiseonikom (najčešće iz vazduha) daje određenu količinu toplote, ne može se nazvati gorivom u industrijskom Podešavajuce smislu. Da bi jedna materija mogla da se dugme koristi kao industrijsko gorivo, ona mora da zadovolji niz uslova: - da procesom sagorevanja proizvodi Poluga Prema ktapni znatnu količinu toplote u kratkom Opruga svežeg vazduha vremenskom periodu; - d a se u prirodi prirodi nalazi nalazi u dovoljnim količinama; Oprugasta cev sa - da se relativno lako eksploatiše, ako tečnošcu za širenje su posredi prirodna goriva, odnosno da se može lako proizvoditi, ako je reč o proizvedenim gorivima; - d a ne sadrži sadrži neprihvatlji neprihvatljivo vo veliku veliku Sl. 4.18. - Regulator Regula tor sa cevi sa oprugom za toplovodne kotlove količinu količinu negorivih materija - vlage i mineralnih primesa (pepela); nika. Na ovaj način se povećava ili sma- da ne menja m enja osetno svoj sastav pri njuje količina goriva za sagorevanje, a tiusklađivanju, transportu i rukovanju; me i potrebna potre bna količina k oličina vazduha za sagore- da je bezbedna, bezbedna, da ne izaziva izaziva požar i vanje. eksplozije eksplozije prilikom uskladištenja, transporta i rukovanja; - da je cena proizvedene količ ko ličine ine toto plot pl otee prih p rihvat vatljiv ljiva; a; 59
- da nastali nastali produkti sagorevanja nisu opasni po živa bića i okolnu sredinu. Gorivo koje bi ispunilo sve ove zahteve, nažalost, ne postoji. U uslovima industrijske i tehničke primene najbolje je ono gorivo koje u tim posmatranim uslovima daje najbolje rezultate, ispunjavajući pri tom manje ili više sve navedene osnovne zahteve. 4.5.1.1. Vrste goriva Opšta podela svih goriva vrši se najčešće prem pr emaa agre ag rega gatno tnom m stanju sta nju i načinu na činu dobi janj ja nja. a. Prem Pr emaa agreg ag regatn atnom om stanju, stan ju, goriva gori va se dele na: čvrsta, tečna i gasovita. Prema načinu dobijanja, dele se na: prirodna i proi pr oizv zved edcn cnaa goriva. goriv a. Prirodna goriva su ona goriva koja se nalaze u prirodi i koja se mogu koristiti već posle odstranjivanja grubih primesa. Takođe, to su i ona koja se prerađuju tako što im se menjaju samo vid i oblik, a ne i sastav (npr., mlevenje uglja u prah radi uspešnijeg sagorevanja u lcotlovima termoelektrana moe lektrana većih većih snaga). Prirodna Prirod na čvrsta čvrsta goriva su drvo, treset, ugalj i uljni škriljci, tečno prirodno gorivo je nafta ili prirodno zemno ulje, a gasovito prirodno gorivo je prir pr irod odni ni gas. Proizvedena goriva dobijaju se preradom iz prirodnih goriva. Broj proizvedenih goriva je znatno veći od broja prirodnih, budući da se u postrojenjima pro p roiz izv v ed en a gori go riva va ko rist ri stee u razl ra zličit ičitim im oblicima. 4.5.1.2. Sastav goriva - elementarna analiza
Da bi se upoznalo jedno gorivo i ocenile mogućnosti njegove primene, prim ene, potrebno je ispitati i detaljno odrediti njegov sastav i 60
svojstva, kao i količinu toplote koja se razvija njegovim sagorevanjem. Na osnovu poznatog sastava i ostalih karakteristika goriva proračunavaju se veličine potrebne za konstruisanje odgovarajućeg po stro st roje jen n ja, ja , a isto is tovr vrem em eno en o p o zn avan av an je sastava goriva omogućava provem i kontrolu rada postrojenja u kome se gorivo koristi. Sastav goriva određuje se takozvanom nom elementarnom analizom - podacima podacima o sastavu goriva po elementima koji se u njemu nalaze, a karakteristike važne za korišćenje korišćenje goriva goriva - tehničkom analizom. Pre razmatranja elementarnog sastava nekog goriva potrebno je naglasiti da samo poznavanje elementarnog sastava, bez podata pod ataka ka tehničke teh ničke anali an alize, ze, nije ni je dovol do voljno jno za određivanje oblasti uspešne primene. Na osno os novu vu pozn po znato atog g elem el emen enta tarn rnog og sastasasta va goriva može se, međutim, izračunati niz podataka: potrebna količina kiseonika, (odnosno vazduha) za potpuno sagorevanje, količina koli čina toplote koja se dobija sagorevanjem, količina i sastav produkata sagorevanja, kao i temperatura produkata sagorevanja, koja se ostvaruje sagorevanjem goriva. goriva. Od svih elemenata koji ulaze u sastav goriva samo tri elementa su sposobna da sagore i odaju količinu toplote, a to su ugljenik, vodon v odonik ik i sumpor. sumpor. Od ostalih elemenata koji se određuju elementarnom analizom, u gorivu se nalaze kiseonik i azot. Osim ovih elemenata, koji se najčešće izražavaju u procentima, uslovno se u elementarni sastav sastav ubrajaju i komponente koje čine balast: mineralne primese (pe peo) i vlaga. Elementarni sastav goriva može se na pisati u obliku: C + H + S + 0 + N + W + A = 100% 100%,,
gde su C, H, S, O, N hemijski simboli usvojeni za ugljenik, vodonik, sumpor, kiseonik i azot, koji su u datoj jednačini izraženi u masenim procentima, a W i A su simboli za vlagu i mineralne primese, takođe izraženi u masenim procentima. Ovako prikazan elementarni sastav važi za sva goriva, pri čemu se udeo pojedinih komponenata menja, naravno, u zavisnosti od vrste goriva. Kod gasovitih goriva praktično nema ni mineralnih primesa ni vlage, kod tečnih goriva vlaga i mineralne primese nalaze se u zanemarljivim količinama, a kod čvrstih goriva uvek ima i mineralnih primesa i vlage. (C) je srž gorivih materija, ne Ugljenik (C) samo zato što je u gorivima najviše zastu pl pljen jen već i što n jeg je g o v im sag sa g orev or evan anje jem m nastaje najveća količina toplote, koju gorivo oslobađ oslobađa. a. Sagore Sag oreva vanje njem m jedno jed nog g kilograma čistog ugl u gljen jenik ikaa oslob os lobađa ađa se količikoli čina toplote od 33,829 MJ. Sagorevanjem čistog ugljenika ostvaruje se maksimalna temperatura od 2240°C (računato bez toplotnih i drugih gubitaka). Ugljenik potiče iz pramater pramaterije ije iz koje je gorivo goriv o nastalo. nastalo . U čvrstim tim gorivim gor ivimaa može m ože se naći n aći kao ka o elemenelem entaran i vezan sa vodonikom i kiseonikom ividu složenih hemijskih jedinjenja; kod tečnih goriva veza ve zan n je uglav ug lavno nom m sa vodonikom, a kod gasov g asovitih itih goriva g oriva - sa kiseonikom i vodonikom. Vodonik (H) (H) je druga po važno sti gori-
va komponenta goriva. Kao i ugljenik, po potič tiče iz prama pra mater terije ije,, iz koje je posmat pos matrarano gorivo nastalo. Kod gasovitih goriva vodonik se javlja i slobodan, dok je kod čvrstih i tečnih goriva vezan sa drugim elementi entim ma (najčešće sa u gljenikom gljen ikom). ). Pri sagore goreva van nju jedn je dnog og kilograma kilog rama vodonika vodo nika oslo ba bađa se se količin ko ličinaa toplot top lotee čak od 142 142 MJ M J ili 4,2 puta veća od količine toplote koja se
oslobodi pri sagorevanju ugljenika. Maksimalna temperatura sagorevanja čistog vodonika, proračunata ne uzimajući u obzir gubitke, iznosi 2235°C. Sumpor (S) (S) je treća treća goriva komponen kom ponen--
ta jednog goriva. U gorivima se sadržaj sumpora obično deli na deo koji može sagoreti - gorivi sumpor i na deo koji ne može sagoreti sagoreti - negorivi negoriv i sumpor. sumpor. Gorivi sumpor može biti organski (u obliku složenih organskih jedinjenja) i piritni (sjedinjen sa grožđem, FeS2). Negorivi sumpor, lcoji se najčešće javlja u obliku sulfida gvožđa, tokom procesa sagorevanja prelazi u pepeo i ne utiče na toplotna svojstva goriva. I pored toga što sagorevanjem čistog sumpora nastaje određena količina toplote od 9,295 MJ/kg, prisustvo sumpora u gorivu je izrazito nepoželjno. željno. I u elementarnom elem entarnom stanju i u obliku raznih jedinjenja sumpora korozivno deluje, a produkti nastali tokom procesa sagorevanja otrovni su po živi svet, štetno utiču na okolinu i korozivno deluju na konstrukcione materijale. materijale. Kiseonik (O) (O) nije goriva komponenta,
ali omogućava proces sagorevanja. sag orevanja. U gorivima se nalazi nalazi vezan sa dmgim dmg im elementima, osim u gasovitim gorivima, gde se može naći i slobodan, u manjim količinama. Azo A zo t (N) nalazi se u gorivima, u sas-
tavu složenih organskih jedinjenja. U čvrstim i tečnim gorivima ima ga veoma malo (0 do 2%), dok ga u gasovitim gorivg orivima može biti i više (naročito u proizvedenim gorivima). Azot, kao inertan gas, ne učestvuje učestvuje u procesu sagorevanja. Vlaga (W) zajedno sa mineralnim pri-
mesama predstavlja štetnu komponentu goriva. Ona umanjuje toplotnu moć goriva, jer se na njeno isparavanje troši deo toplote nastale sagorevanjem. Vlaga je 61
obavezni obavez ni sastavni sasta vni deo čvrstog goriva, goriva, dok je u tečn t ečnim im gorivi gor ivima ma ima znatn zn atno o manje ma nje ili je uopšte uop šte nema. nem a. Javlja Jav lja se u nekoli nek oliko ko vidovido va, ali u tehničkim analizama razmatra se samo ,,gruba“ i ,,higroskopna“ vlaga. Gru ba vlag vl agaa preds pr edstav tavlja lja sadržaj vode vod e u gorivu, a nastaje kvašenjem goriva vlagom iz spoljašnje sredine pri drobljenju, transportu i skladištenju goriva. Higroskopna vlaga je voda koja se nalazi u krupnim i sitnim poram po ramaa čvrstog čvrstog goriva. Između ove dve vrste vlage ne može se povući oštra granica, a često je određena i uslovima ispitivanja, odnosno odgovarajućim propis pro pisim imaa i standar stan dardim dima. a. Zbir Zb ir gmbe gm be i higroslcopne vlage određuje ukupnu vlagu goriva. Min M iner er a lne ln e prim pr imes esee (A) su štetne, sma-
njuju udeo gorivih materija u gorivu, otežavaju sagorevanje, povećavaju troškove transporta i održavanja postrojenja, i tako skraćuju njegov vek trajanja. Najveći deo mineralnih materija u gorivu čine gline i škriljci (silikati), pirit (sulfid gvožđa) i karbonati. U toku procesa sagorevanja mineralne materije trpe niz hemijskih promena, čiji je krajnji produkt pepeo, koji pre p red d stav st av lja lj a skup sku p r a z n ih oksid ok sida. a. U prkos prk os tome što se mineralne materije i pepeo suštinski razlikuju, u tehničkim proračunima se usvaja da je sadržaj mineralnih materija jednak sadržaju pepela. Za primenu određenog goriva, osim sadržaja pepela pep ela,, važn va žno o j e i njegov nje govo o pona po naša šanj njee na visokim temperaturama. Istopljen pepeo lepi se za grejne površine ložišta, ometa jući ju ći pre p redv dviđ iđen enu u razm raz m enu en u toplote. toplote .
u određenim ložištima, pećima ili drugim potrošačima potr ošačima.. Jedn Je dnaa od najv na jvaž ažni niji jih h karakteristika goriva je toplotna moć. Količina toplote koja se dobija sagorevanjem nekog goriva i koja predstavlja onu neophodnu polaznu veličinu za niz pror pr oračuna ačuna jed je d n a je od najz na jzna načajn čajnij ijih ih karakteristika goriva. Ova veličina, koja po definiciji predstavlja količinu toplote koja se oslobodi oslobodi pri potpunom potp unom sagorevanju sagorev anju jedinice mase goriva, naziva se toplotna moć toga goriva. Zavisno od temperature produkata sagorevanja, razlikuju se gornja i donja to plotn pl otnaa moć. Upr U proš ošćene ćene defi de fini nicij cijee gorn go rnje je i donje toplotne moći glase: - gornja toplotna moć predstavlja predstavlja kokoličinu toplote koja se oslobodi potpunim sagorevanjem jedinice količine (mase) goriva, pri čemu su svi produkti sagorevanja ohlađeni do temperature koju je gorivo imalo pre sagorevanja (20°C); - donja toplotna moć, moć, za razliku od gorgornje, predstavlja količinu toplote koja se oslobod oslobodii potpunim potpu nim sagorevanjem jedinice količine (mase) goriva, pri čemu vodena para pa ra iz prod pr oduk ukat ataa sag sa g o rev re v a n ja osta os taje je u parn pa rnom om stanju. stanju . Iz ovih defmicija proističe da se gornja i donja toplotna moć razlikuju za količinu toplote koja se dobije ako se produkti sagorcvanja ohlade ohlade na početnu p očetnu temperaturu goriva, odnosno za količinu toplote koja se gubi ako ostanu u gasovitom (parnom) stanju. Iz njihove razlike uspostavlja se veza između gornje i donje toplotne moći jedn je dnog og goriva: Hg = H .d + 25W,
4.5.1.3. 4.5.1.3. Toplotna moigoriva
Određene karakteristike goriva, sa podacima o elementarnoj analizi, definišu kvakvalitet goriva i mogućnost njihove primene 62
gdeje: H - toplotna moć,
indeks indeks g - gornja, gornja, inde indeks ks d - donj donja, a,
W - vodena vodena para (ona se javlja jav lja u produktima sagorevanja jednim delom kao rezultat sagorevanja vodonika, a drugim delom zbog vlage u gorivima, koja tokom sagorevanja isparava), br broj 25 - stoti deo toplote top lote ispara isp arava vanja nja je jednog kilograma vode. U praksi se najviše koristi donja to pl plotna moć, oć, i ona služi kao k ao mero m eroda davn vnaa karakteristika goriva za primenu u kotlovima i pećima, pored drugih navedenih karakteristika goriva.
4.5.2. PODELA GO RIV RI V AIN AI N JIHO JIH O V NASTA NA STANA NAK K
4.5.2.1. Čvrsta goriva Čvrsta goriva se dele na prirodna i prerađena. Prirodna čvrsta su: drvo, treset, mrki ugalj, kameni ugalj, gorivi škriljci i antracit. Prerađena čvrsta goriva, koja nastaju pr prerad radom pri p riro rodn dnih ih,, jesu je su:: d rven rv en i ugalj ug alj,, po polukoks, koks, briket bri ket itd.
Sekundarna (neobnovljiva) čvrsta goriva nastala su najvećim delom preobražajem primarnih čvrstih goriva, složenim dugotrajnim procesom. Ova vrsta čvrstih goriva praktično se ne obnavlja, a njene rezerve su iscrpive. Sekundarna čvrsta goriva su treset, sve vrste ugljeva i gorivi škriljci.
DRVO
Drvo se uglavnom sastoji od celuloze (C6H (C6H 1q 0 5) i lignina (složenog jedinje jed injenja nja ugljenika, vodonika i kiseonika). U manjim količinama u njemu se nalaze smole, voskovi, masnoće, belančevine, tanin i mineralne primese primese (sastav drveta bez vlage). Sadržaj vlage u drvetu u prirodi kreće se u granicama od 45 do 65%, a stajanjem na vazduhu tokom dve godine smanjuje se na 18 - 20%. Toplotna moć drveta bez vlage iznosi 18,4 MJ/kg. Drvo nije opravdano koristiti kao gorivo. Racionalno se upotrebljava u drvnoj i hemijskoj industriji.
P RI RO DN A Č V R S T A G O R I V A TRESET
Prirodna čvrsta goriva dele se na primarna(o na(obn bnov ovlji ljiva va)) i seku s ekunda ndarna rna (neobno (neo bnovljivljiva). Primarna (obnovljiva) goriva predstavlja ljaju čvrsta goriva gor iva koja koj a stalno sta lno nastaju, nast aju, koja se stalno obnavljaju i koja su praktično neiscrpna. Ovakvih goriva je malo, količina toplote koja se dobija njihovim sagorevanjem je neznatna, a često njihovokorišćenje u procesu sagorevanja predstavlja najnepovoljniji i najneracionalniji način njihove upotrebe. Primarna čvrsta goriva su drvo i otpaci njegove prerade (grane, iver, strugotine itd.), biljna materija i njeni otpaci (slama, (slam a, šaša, pleva ple va itd.).
Treset predstavlja proizvod prve faze transformisanja biljne pramaterije u procesu koji prethodi nastajanju nas tajanju uglja. Najčešće se nalazi u močvarnim predelima. To je rasresita materija sive do crne boje. Prema stepenu izvršene transformacije biljne materije, treset može biti: -v lak n as ti - sastoj sastojii se se od još neraspadnutih ostataka biljnog rastinja, - zemlj zemljast astii - osnovni deo biljne matematerije transformisao se u treset, ali sadrži manji deo netransformisanog rastinja, 63
- smolasti —sast —sastoji oji se od homogene tresetne mase, koja ne sadrži sadrži nikakve ostatke biljne materije. materije. Kvalitet treseta raste sa stepenom transformisanja biljne materije. Donja to plot pl otna na moć mo ć trese tre seta ta bez be z grube grub e vlage vlag e kreće se u granicama od 11 do 12,5 MJ/kg. Sadržaj vlage u tresetu iznosi obično od 80 do 95%. Sušenjem na vazduhu tolcom nekoliko meseci udeo vlage smanjuje se na 30 - 40%. Osušeni Osušen i treset lako lako se pali i gori dugim plamenom. Velika nalazišta treseta su na severu Evrope i Azije. Najvećim rezervama treseta raspolaže Rusija, gde se i industrijski koristi.
U GALJ
Na osno os novu vu dosa do sada dašn šnjih jih istra is traži živa vanja nja utvrutv rđeno je da je ugalj ugalj nastao najveć na jvećim im delom od biljne pramaterije a samo manjim delom od ostatka živih organizama. Takozvanu organsku teoriju nastanka uglja krajem XIX veka definisao je i dokazao Gimbel. N a suvom tlu, tlu, izumrla pramateripramateri ja , koja ko ja se sasto sa stojal jalaa od uglje ug ljeni nika ka,, vodo vo do-nika i kiseonika, raspadala se u prisustvu kiseonika iz vazduha, stvarajući ugljen-dioksid i vodu. U močvarnim predelima ili područjima bogatim vodom izumrla pram pr amat ater erija ija biljn bi ljnog og ili živo ži votin tinjsk jskog og porepore kla bila je pokrivena vodom, time ujedno zaštićena i od delovanja kiseonilca iz vazduha. Ovi ostaci bili su izloženi delovanju aneorobnih bakterija (bakterija koje za svoju egzistenciju ne zahtevaju slobodan kiseonik). kiseon ik). Rezultat R ezultat ovakvog bakteriobakteriološkog dejstva bio je treset. U toku ove transformacije sadržaj kiseonika i vodonika se smanjivao, a sadržaj ugljenika rastao. U toku veoma dugog vremenskog peri pe riod odaa tres tr eset et je bio zasi za sipa pan n i pokr po kriv ivan an 64
muljem, peskom i glinom. Pod pritiskom stvorenih slojeva gasoviti sastojci i dalje su se izdvajali iz pramaterije, a sadržaj ugljenika je i dalje rastao. rastao. Određenim Određ enim tektonskim poremećajima ova materija je dodospevala na veće dubine, pa je u uslovima pove po većan ćanih ih prit pr itis isak akaa i tem te m pera pe ratu tura ra trpela trp ela niz promena, usled kojih je kasnije nastao ugalj. Za stvaranje jedn og metra debljine sloslo ja prama pra materij terijee bilo je potre po trebn bno o 3 000 godina, dok je za stvaranje sloja kamenog uglja debljine jednog metra bilo potrebno 200 metara debljine sloja pramaterije. Najsta Naj starije rije vrste vrs te uglja ug lja (antra (an tracit citi) i) nastali nast ali su u periodu devona (pre oko 450 miliona godina), kameni ugalj ugalj nastao je u periodu karbona (pre oko 380 miliona godina), mrki u periodu krede, krede, a najvećim delom u tercijeru (pre oko 60 miliona godina), dok su najmlađe vrste (ligniti) nastale pre nekoliko koliko miliona godina. Pramaterija uglja stvarala se u različitim itim vremenskim vremen skim razdobljima, razdobljima, pa je i proces ugljenisanja, određen sadržajem ugljenika u uglju, dostizao različite stadijume u različitim slojevima slojevim a pramaterije. Tako su i nastale vrste uglja sa različitim različitim sadržajem ugljenika - kameni ugalj, mrki ugalj, lignit. U ovim procesima transformacije, osim vremena trajanja procesa, na sam proces pro ces su uticali utic ali i priti pr itisa sak k i tem perat pe ratur ura, a, kojima su slojevi pramaterije bili izloženi. Prema stepenu ugljenisanja, vrste uglja se dele na antracite, vrste kamenog i mrkog uglja.
ANTRACITI
Antraciti su ugljevi čiji je proces ugljenisanja ljenisa nja u najvećoj najvećoj meri izvršen. izvršen . Sadržaj Sadržaj ugljenika u antracitu iznosi i do 98% (kada se odstrani odstrani vlaga i min eralne primese). primese).
Antraciti su kompaktne strukture, sivocrne do sjajne crne boje, teško se pale i teško sagorevaju kratkim plavičastim plamenom. Donja toplotna moć antracita u sirovom stanju iznosi od 21 do 27 MJ/lcg. Veća nalazišta antracita su u Velikoj Britaniji, Nemačkoj, SAD i Rusiji.
LIGNIT
U našoj zemlji su najveće rezerve lignita. Lignit sadrži velike količine količine balastnih ba lastnih materija (pepeo i vlaga), ali ipak čini osnovu energetike naše zemlje. Ligniti se primenjuju u različitim različitim vrstama vrstam a kotlova, naročito sušeni ligniti. To su goriva poboljšanog sastava jer se u procesu industrijskog sušenja delimično odstranjuje vlaga. Od ovih K A M E N I U GA LJ goriva se u našoj zemlji naročito koriste Kameni ugalj je takođe proizvod visokog sušeni ugljevi Kolubara jer imaju veoma stepena ugljen ugl jenisan isanja ja prvob prv obitne itne pramateripram aterimalo sumpora. sumpora. Ovo gorivo sagoreva nešto je je. Kam Kameni eni ugalj sadrži sad rži nešto ne što manj ma njee ugljeugl je brže brž e od mrkog mrk og uglja ug lja,, na prim pri m er, iste tonika (u granicama od 75 do 97%), a nešto pl otnee moći. moći. D onja on ja topl to plot otna na moć nesu ne suše še-više vodonika i kiseonika nego antracit. plotn Vrste Vrstekam kameno enog g uglja, koje su naziv na ziv dobile nog lignita kreće se u granicama od 5 do l ignit it može imati po po svom svom mine mi nera raln lnom om izgledu, izgle du, nasta na stale le su 10 000 kJ/kg, dok sušeni lign pre prete težžno od biljne bil jne prama pra materi terije. je. Mogu Mo gu biti toplotnu moć i do 13 000 kJ/kg. sjajne, tamnocrne boje, ili mat, sivocrne do somotaste crne boje. Donja toplotna moč kamenog uglja u sirovom stanju kreće se GORIVI ŠKRILJCI u granicam granicamaa od 21 do 29 MJ/kg MJ/ kg.. Bogat Bo gataa nalazišta kamenog uglja su u Rusiji, Veli- Gorivi škriljci su se obrazovali iz organkoj Britanij Britaniji, i, Nema Ne mačkoj čkoj,, Poljsk Po ljskoj, oj, Č eškoj, skog mulja, nastalog raspadanjem biljnih Francuskoj i SAD. i životinjskih životinjskih organizama, organizama, odnosno od nosno planktona, stajaćih voda. Dobijena organska masa mešala se sa velikom količinom miM R K I U G A LJ neralnih primesa, postajala sve gušća usPrema stepenu ugljenisanja, vrste mrkog led pritiska slojeva iznad nje i konačno se uglja zauzimaju mesto između treseta i transformisala u gorive škriljce. Gorivi kamenog uglja. Sadržaj Sadrž aj ugl u glje jeni nika ka kreće k reće se škriljci predstavljaju, znači, stenu (mineugranicama od 65 do 75%. Mrki ugljevi ralne materije) prožetu organskom goriimaju veću količinu balasta (vlage i mine- vom masom. Mineralne materije u škriljralnih primesa) nego kameni ugljevi, pa cima su uglavnom uglavno m krečnjak, glin a i pesak. pesak. imje imje i toplotna moć manja. manja . Donja Do nja toplotn to plotnaa Sadržaj mineralnih materija je veoma moć vrst vrstaa mrkog uglja je 6 - 1 7 MJ/kg. Po svojoj boji, svetlomrkoj do tamnomrkoj i visok i u gorivim škriljcima kod kojih odstranjena vlaga dostiže vrednost od 70%. crnoj, nazvane su mrki ugalj. količine balasta toplotna to plotna moć Mrkog uglja ima na mnogim mestima Usled velike količine veom a mala i kreće kreće se na Zemlji. Bogata nalazišta su u SAD, u sirovom stanju je veoma Kanadi, Australiji, Rusiji, Srednjoevrop- u granicama od 6 do 10 MJ/kg. Primena skoj ravnici (Nemačka (Ne mačka,, Č eška, eška , Mađarska, Mađar ska, gorivih škriljaca je novijeg datuma i vepostojeću nestašicu ne stašicu energetskih Austrija) i na Balkanu (Jugoslavija, Bu- zana je za postojeću garska). izvora. Gorivi škriljci mogu se iskori65
šćavati ili sagorevanjem u kotlovima velikih termoelektrana ili preradom u plemenitija goriva - tečna ili ili gasovita gasovita.. 4.5.2.2. Tečna goriva
Gasovita goriva mogu biti prirodna ili veštačka, veštačka, odnosno od nosno gasovita goriva g oriva koja se dobijaju u procesima nekakve proizvodnje. Najveću primenu, ipak, ima prirodni gas. gas. U sastav prirodnog prirodn og gasa ulazi ulaz i više vrsta gasova, ali najviše ima metana. Toplotna moć prirodnog gasa zavisi zavis i od njegovog sastava i kreće se u granicama od 35 do 41 MJ/kg.
Tečna goriva se mnogo upotrebljavaju kao termoenergetsko gorivo u raznim vrstama kotlova i peći. Tečna goriva imaju sledeće prednosti u odnosu sa čvrstim gorivima: veću toplotnu moć, manji sadržaj pepel pe pelaa i vlage, vla ge, bolje bol je kara k arakte kteris ristik tikee sagore4.5.3. SNABDEVANJE, vanja, bolje mogućnosti regulisanja proTRANSPORTI SKLADIŠTENJE cesa sagorevanja, lakši transport i jednoGORIVA stavnije manipulisanje na skladištu. Prema poreklu, tečna goriva se dele na 4.5.3.1. Skladištenje uglja prir pr irod odna na,, pre pr e rađ ra đ en enaa i sinte si ntetička tička.. Jedi Je dino no priro pri rodno dno tečno te čno gorivo goriv o je nafta. Iz nje se Ugalj se do mesta korišćenja uglavnom prera pre radom dom dobija dobi ja niz vrsta vrs ta tečnih te čnih goriva. transporluje sredstvima za suvozemni i Sintetička goriva se dobijaju u raznim he- vodeni transport. Ugalj se dovozi železnimijskim procesima, i to uglavnom iz čvr- com i kamionima, odnosno transportnim brodovima. brodovim a. stih goriva. Kada se određuje količina goriva, obiTečna goriva koja se upotrebljavaju u o na količina goriva dovoljna kotlovima obično su lako ulje (naziva se čno se planira ona ložno ulje ili ulje za loženje, koje se često često za najmanje dva meseca u grejnoj sezoni koristi i u domaćinstvima) i mazut (teško ili više, u zavisnosti od veličine skladitečno gorivo) koje se mora podvrći odre- šnog prostora. Skladišni prostor može biti đenom zagrevanju da bi se mogao tran- otkriven, natkriven i zatvoren. U skladisportovati pumpama. šnom prostoru se mora voditi računa da Toplotna moć tečnih goriva kreće se nasipna visina uglja ne bude veća od viuglavnom u granicama od 35 do 42 MJ/kg. sine sloja uglja da ne bi došlo do samopaljenja. Ova visina obično iznosi oko 2,5-2,7 m. Samopaljenje je naročito opa4.5.2.3. Gasovita goriva sno kada su u letnjem periodu više tempeGasovita goriva se danas sve više koriste rature. Tada može doći do samopaljenja se manifestuje tinjan tin janjem jem uglja, kao energetska goriva, jer imaju niz oso- goriva koje se zbog og toga tog a na nasl slag agee ug uglj lja, a, na naro ročito čito bin b inaa po povo voljn ljniji ijihh i od tečnih te čnih i od čvrstih pa se zb goriva. Tokom sagorevanja gasovitih go- ako su na otvorenom, polivaju vodom da sa gorev revan anje je spreč spre čilo. riva nastaje manje otrovnih materija u bi se ovo sago Ugalj se do kotlova doprema doprem a transporttranspor t produ pro dukti ktima ma sagor sa goreva evanja nja,, ve veom omaa se jedn je dnoostavno reguliše proces sagorevanja u loži- nim trakama do bunkera, ili se kolicima štima, transportovanje gasovitog goriva i ugalj dovozi do kotlarnice, i to količine uglja potrebne za jedan dan. Ne preporurukovanje njima veoma je jednostavno. 66
čuje se nagomilavanje uglja ispred kotlova, potrebne za ložista koje može izazvati pal palje jen nje goriva. goriva.
4.5.3 .5.3.2 .2.. Skladi Sk ladišten štenje je tečnih goriva
Rezervoari za tečna goriva (koja su naftni derivati) prema osnovnim elementima konstrukcije, mogu da budu: - nadzemn nadzemni, i, - ukopani ukopani i -poluukopani. Na slici 4.19 prika pri kazan zanii su osnov osn ovni ni ti po povi ovakvih rezerv re zervoara oara..
Sl. Sl. 4.19. 4.19. - Tipovi rezervoara rezervoa ra za tečna tečn a goriva: a) nadzemni rezervoar; b) ukopani rezervoar; c) poluukopani rezervoar
Nadzemni Nadzemn i rezer re zervoa voari ri se dele d ele na: -vertikalne (stojeće) i - horizontalne (ležeće). (ležeće). Horizontalni rezervoari (šematski prikaz na sl. 4.20) izrađuju se uglavnom za ogran ogranič ičen enee kapacitete. kapac itete. Ne izrađuju se preko 200 m3zapremine. Plašt rezervoara se izrađuje od čeličnog lima. Danca se izrađuju izvlačenjem ili presovanjem.
Sl. 4.20. 4.20. —Seniatski prikaz h orizontaln oriz ontalnog og rezerv rezervoct octra: ra: I) priključa priklj učakza kza punjen pu njenje; je; 2) priključa prik ljučakk za pražnje praž njenje; nje; 3) otvorza ulaženje; ulaženje; 4) odušna cev sa zaštitnom mrežico mrežicom; m; 5) priključakz priklju čakza a preliv; 6) priključak priključa k za pražnje pra žnjenje nje rezervoara; 7) nivokazn niv okazna a stakla; 8) oslonci oslonc i rezervoara
Vertikalni rezervoari se izrađuju od lima tako što se elementi sklapaju, odnosno zavaruju na mestu postavljanja objekta. Zapremine velilcih vertikalnih rezervoara iznose i do nekoliko desetina hiljada ku bnih bni h metara. Da bi rezervoar funkcionalno odgovarao svojoj nameni, na njemu moraju postojati određeni priključci (sl. 4.20). Ako se skladište lakši naftni derivati, na rezervoar se postavlja postavlja nivokazno nivokazn o staklo za kontrolu količine količine tečnosti. Međutim, Među tim, postoje i druga rešenja za merenje i kontrolu (mehanička, električna, pomoću izotopa itd.). Teži Teži naftni derivati derivati - ložna ulja, mora ju se zagrevati zagre vati da bi se post p ostigl iglaa visk vi skoz ozno nost st pogo po godn dnaa za z a transp tra nsport ort pumpam pum pama. a. Zagr Za grev evaanjem se smanjuju i otpori trenja i lokalni otpori strujanja u cevovodima. Manje gusta ložna ulja ulja se ne zagrevaju je r im je viskoznost i na nižim temperaturama takva da su pogodna za transport. Da bi se teško ložno ulje (npr. mazut) transportovalo do potrošača, ono se prethodno zagreva u rezervoarima. Na slici 4.21 šematski je prikazan nadzemni sto je ći reze re zerv rvoa oarr za tešk te ško o ložn lo žn o ulje ul je,, sa osnovnim elementima i priključcima za nesmetan transport i snabdevanje potrošača gorivom. 67
Povratak
Sl. Sl. 4.21. —Šematski —Šematski prilatz nadzemn nadz emnog og stojećeg rezervoara rezervoara:: 1) prikljiičakz a punj pu njen enje je rezervoara; 2) prikl pr iključ jučak ak za odvod mazuta; mazuta; 3) priključak priključ ak za povratak viška mazuta od potrošača; 4) dovod pare za zagrevan zag revanje je mazuta; 5) podn po dnii grejač mazuta; 6) protočni grejač mazuta; 7) merač nivoa mazuta u rezervoaru; ii) odušna cev sa zaštitnom mrežicom; mrežicom; 9) otvor za ulaženje; ulažen je; 10) 10) otvor otvo r za pražnj pra žnjenj enjee rezervoara
Odvod mazuta A Odva Odvajač jač ^ konde ndenzata ata
a
N
c O > G O O
T3
'T 3
"O
Za izgradnju i postavljanje ovakvih rezervoara postoje propisi koji najviše vode računa o pogonskoj sigurnosti. Ako su posredi tečna goriva, merne sigurnosti se odnose uglavnom na sprečavanje požara. Da bi se sprečilo sprečilo izlivanje izliva nje goriva g oriva iz rezerrezervoara u slučaju slučaju pucanja pucan ja i havarija na cevo-
vodima, izgrađuju se zaštitni bazeni, koji treba da prihvate izliveno gorivo. Ako se u jedno jed nom m bazenu baze nu nalazi nal azi jeda je dan n rezervoar, rezer voar, za prem pr emina ina tog bazen ba zena, a, po pravilu pra vilu,, treba tre ba da je takva da može prihvatiti celokup celo kupnu nu zapreminu izlivenog goriva. Ovi zaštitni bazeni se uglavnom izrađuju od armiranog armirano g betona.
i
D2
Sl. Sl. 4.22. 4.22. - Zaštitni bazen za rezervoar rezervoar tečnoggoriv tečnog gorivaa
68
,4
rezervoarza rezervo arza tečno te čno gorivo; gorivo; 5) fin ijil tar ; 6) pumpa za distribuciju tečnog goriva; goriva; 7) merači protoka; H) H) prekostrujn preko strujnii ventil: ventil : 9) pov ratni rat ni vod mazuta
Ako se u zaštitnom bazenu nalazi više održava određeni pritisak tečnog goriva rezervoara, zapremina zaštitnog bazena koji koji zadovoljava rad svih gorionika potrose nešto malo smanjuje, i to prema propi- šača. Kada opadne potrošnja goriva, tada sima za odre od ređe đena na goriva gor iva.. se (usled porasta pritiska) višak goriva, preKada je tečnim gorivom potrebno potreb no snab- ko prekostrujnog ventila, povratnim vodevati nekoliko potrošača, izgrađuju se po- dom vraća u rezervoar. sebne pumpne stanice. Na slici 4.23 data Ako je viskoznost tečnog goriva takva je je principijelna šema še ma sistem sis temaa za distribudistr ibu- da ono ne može da se transportuje, gorivo ciju tečnog goriva. se zagreva. Da se gorivo u cevovodima cevovod ima ne hla dilo i zgušn zgu šnjav javalo alo,, uz cevi cev i se pos p ostav tav-Sistem za snabdevanje potrošača te- bi hladilo čnim gorivom sastoji sast oji se od o d cevo ce vovo voda da i po- ljaju prateći grejaČi. Ovi grejači su izvedetrebne opreme. Osnovni princip snabde- ni od cevi u kojima je para ili vrela voda, vanjapočinje od istovarnog mesta. Tečno a pri tom temperatura fluida za grejanje gorivo se može dovoziti vagonima-cister- sme da prelazi 150°C. Prateći grejači mogu ele ktrični rični,, i to u oblik ob liku u štam št ampa pani nih h nama, kamionima-cisternama ili tankeri- biti i elekt ma. Na usisni usi sni deo cevov cev ovod odaa postav pos tavlja ljaju ju se grejača i u oblika kabla koji se obmotava grubi filtri, a zatim se gorivo pumpom oko cevi. Cevi se zajedno sa pratećim greja pre preb bacu acuje u sklad sk ladišn išnii rezervoa rezer voar. r. Iz ovog čima izoluju u zajednički snop. rezervoara se gorivo preko finih filtara U pojedinim slučajevima moguće su i (prečistača) transportuje pumpama do kombinacije električnih i parnih pratećih po potro trošač šača. Na slici slic i 4.23 prik pr ikaz azan an je linijlini j- grejača. Na slici 4.24 prikazani su poloski sistem snabdevanja potrošača. Oni su žaji pratećih grejača u snopu sa cevima za pov povez ezan anii preko pre ko jed je d n o g voda vo da,, u kome ko me se tečno gorivo. 69
r
Električni
! ! I c) i
^ ----------- \
z
______
\ d
/
\
prateči grejač
.
) _____ ____
Sl. 4.24. - Prateći grejači uz cevovode leskih tečnih goriva: a) kombinacija pratećegparnog grejača i cevi za mazut; b) polisni i povratni cevovod mazuta sa pratećim grejačem; c) potisni i povratni cevovod mazuta sa pratećim električnim grejačem u obliku štapova iparnim pratećim grcjačem; d) električni grejać u obliku kahla koji se obmotava oko cevi
4.5.3.3. Razvod gasovitih gasovitih goriva goriva
Gasovito gorivo, g orivo, prirodni prirod ni gas, vodi se mamagistralnim gistraln im gasovodima. Kada se gas dovo dovo-di u gradska područja, pritisak se reduku je j e sa viso vi sok k ih prit pr itis isak akaa u m agis ag istr tral alni nim m vodovima (60 bar i više) na pritiske potrebne pojedinim potrošačima. Pritisci u sekundarnim mrežama kreću se od 1,05 do 13 bar. Regulacija i sniženje pritiska gasa sa vrednosti pritiska koji vlada u gasovodu na potrebnu vrednost, odnosno na vrednost koja omogućuje njegovo korišćenje kod pojedinih potrošača, odnosno trošila gasa, vrši se u merno-redukcionoj stanici. Merno-regulacione stanice se, po pravilu, smeštaju u posebno izgrađene zgrade ili metalne ormare na posebnim temeljima. Lokacija ovih objekata u odnosu na druge objekte određuje se na osnovu propisa za ovakvu vrstu instalacija. U krugu industrijskih i termoenergetskih potrošača, merno-regulaciona stanica (MRS) može se postaviti na otvoren prostor, prost or, ali tada ta da se mor m oraju aju post p ostavit avitii ograda ogra da i nadstrešnica, koja štiti objekat od atmosferskih uticaja u ticaja.. 70
MRS se koriste pri redukciji gasa iz magistralnih gasovoda za distributivne gasovode, kao i od distributivnih gasovoda do razvodne mreže potrošača. Ispred pojedi poj edinih nih trošila tro šila ili grupa gru pa mogu mo gu se postavljati MRS, kojima se vrši fina regulacija pritisk pri tiskaa gasa, kako bi trošilo tro šilo radilo rad ilo neoneo metano. Osnovni elementi koje mora imati svaka MRS prikazani su na slici 4.25. Pre ulaska u MRS, ogranak gasovoda se može opremiti motornim ili nekim drugim brzozatvarajućim ventilom, kojim se gasovod (odnosno ogranak) može brzo zatvoriti, čime se sprečava isticanje gasa u slučaju havarije. MRS se obično snabdeva jednim dovodom pomoću koga se u kompletnu opremu uvodi neki neutralan gas (npr., azot), radi produvavanja instalacije pri remontu ili zameni pojedinih uređaja. Na ulazu gasa u MRS postavlja se filtar radi otklanjanja eventualnih mehaničkih nečistoć nečistoća. a. Zatim se postavlja ventil venti l sigurnosti, čiji je zadatak da ispusti u atmosferu određenu količinu koli činu gasa, u slučaju slučaju da se pritisak gasa, pre redukcije, povisi na vrednost višu od dozvoljene. Pre redukcije, ukoliko je to potrebno, gas se zagreva i uvodi uvodi u reducir-ventil. Ispred reducir-
-ventila nalazi se regulacioni ventil, koji seotvara ili pritvara, zavisno od potrošnje gasa u mreži potrošača. Impuls za otvaranje ili ili zatvara zatv aranje nje ve vent ntila ila omogu om ogućava ćava porast ili sniženje snižen je pritis pri tiska ka posle redukcije redu kcije.. Kada se pokvari reducir-ventil, u MRS sepostavlja obilazni vod, na kome su obično dva ručna regu re gula lacio ciona na ve venti ntila, la, kojima koj ima se pritisak podešava na potrebnu vrednost, odnosno brojilo koje pokazuje ukupnu po potro trošnju gasa. Ak Akoo je pritisa pri tisakk gasa gas a posle redukcije viši nego što je potrebno, postavlja se još jedan ventil sigurnosti, i tek setad tada odvodi ka trošilu troš ilu gasa gas a ili grupi g rupi trošila.
2) po mogućnosti zaštiti skladišta uglja sa strane gde duva vetar zbog raznošenja ugljenog praha po okolini; okolini; 3) obavezno obezbediti priključak za vodu za crevo ili više creva tako da mlaz vode može dospeti do svake tačke skladišta; 4) pored skladišta obezbediti sanduke sa peskom i alatom (lopate i budaci); 5) ako ako nema nem a vode pored skladišta, obezbediti zbediti jedno jedn o do dva bureta sa vodom i kofe (vedra) (vedra) za gašenje gaše nje požara; 6) obavezno u blizini obezbediti dva mčna ili pokretna aparata za gašenje požara; 7) u kotlarnici i u skladištu ili blizini 4.5.4. 4.5.4. ZAŠTITNE ZAŠT ITNE MERE MER E U ulaza u skladišta, obavezno istaći uramSKLADIŠTIMA GORIVA Ijeno uputstvo za rad i upozoravajuće ozS kl ad iš t e č v r s t o g g o r i v a nake; 8) obavezno naznačiti da nije dozvoUskladištima čvrstog goriva neophodne ljeno ulaziti u skladište sa otvorenim plasu sledeće mere: cigaretom. 1) voditi voditi računa o nasipnoj nasip noj visini vis ini gori-menom i upaljenom cigaretom. va - povremeno poravnati naslage goriva na preporuče preporu čene ne visin vis ine; e; 71
S k l a d i š t e t e č n o g go r i va
U ovim skladištima preduzimaju se sledeće mere: 1) obezbediti sanduke sa peskom i alatom (lopate i budaci); 2) obezbediti najmanje dva aparata sa prahom pra hom,, pe peno nom m ili drugim dru gim sredst sre dstvom vom za gašenje tečnih goriva; 3) obavezno naznač nazna čiti da se u skladište skladište ne sme ulaziti sa otvorenim plamenom i upaljenom cigaretom; cigaretom; 4) u kotlarnici i u skladištu postaviti uramljeno uram ljeno uputstvo o radu sa ovim postro jen je n jem je m , i mogu mo gućim ćim štetno šte tnosti stima ma i opa opasnosnostima kao i zaštitne mere u slučaju požara; 5) oko skladišta mora biti uvek obezbeđen normalan prolaz na protivpožarnom putu na kome ne sme biti nikakvih predm pre dmeta eta niti pa parki rkira ranih nih vozila. 4.5.5. ŠTETNI SASTOJCI U GORIVU GORIVU I MERE ZANJIHOVO ZANJIHO VO OTKLANJANJE Štetni sastojci u gorivima, uglavnom u uglju i tečnim gorivima, mogu se podeliti u dve grupe: pepeo u kome se nalazi više mineralnih sastojaka i sumpor i njegova jedi je dinj njen enja ja.. Mineralne čestice iz goriva ponete strujom strujom produkata sagorevanja - dimom, dimom, nanose se na grejne površine ko kotla. tla. Na te površ po vršin inee se ovaj leteći lete ći pep pepeo eo taloži talo ži ili se lepi za njih. To ima za posledicu slabije provo pro vođe đenje nje toplot top lotee i sm s m an anje jenje nje ka kapac pacite iteta ta kotla. Kotlove za centralno grejanje uglavnom nije moguće u toku procesa loženja čistiti, pa čišćenje mora obaviti kada se prekin pre kine. e.
72
Drugu opasnost čini sumpor, jer pri sagorevanju nastaju kiseline koje nagrizaju grejne površine kotla. Mere za smanjenje ovih štetnih uticaja su sledeće: u čvrsto gorivo se dodaju materije (aditivi) u obliku praha (u ložišta za ugalj) ili tečni aditivi u rezervoare za tečna goriva. Ovi aditivi pomažu stvaranje rastresitih naslaga pepela koje može odneti struja dima, ili vezuju nastala štetna gasovita jedinjenja jedin jenja (sumpor-dioksid (sumpor-dioksid i sumsum por-trioksid), por-trio ksid), odn odnos osno no sumpo sum porn rnuu i sumporastu kiselinu. Jedan od najpoznatijih isporačilaca svih vrsta aditiva za kotlovska goriva je „Kosmaj komerc“ iz Mladenovca. 4.5.6. SAGOREVANJE Sagorevanje je fizički proces pri kome se hemijski vezana energija u gorivu oslo bađa, od odno nosn snoo pretv pr etvara ara u topl to plot otnu nu energi ene rgi- ju. ju . Proces Proc es sagor sag orev evan anja ja se de defin finiše iše jedn je dnoostavnije kao proces pri kome dolazi do burn bu rnog og sje sj e d inja in javv a n ja go gori riva va sa kise ki seoonikom. Proces sagorevanja sagoreva nja je tehnički koristan samo u onim slučajevima kada je sagorevanje potpuno i kada se odvija kontrolisano. Kada je sagorevanje kontrolisano, može se i regulisati. Da bi započeo proces sagorevanja, gorivo se mora zapaliti. U tom slučaju se razlikuju temperaturapaljenja goriva i temtem pera pe ratu tura ra gore go renj nja a - temperatura temperatura na kojoj kojoj se proces sagorevanja odvija. odvija. U tabeli 4.7 date su temperature gorenja, a u tabeli 4.8 oblast paljenja u vazduhu i temperatura gorenja. Ovi podaci upozoravaju da da i najmanji procent proc ent nekih ne kih gasova u vazduhu može izazvati paljenje.
Tabela 4.7. TEMPERATUR TEMPERATURA A GORENJA G O RIV AU VAZDUHU (SREDNJE (SREDNJE VREDNOSTI) VREDNOSTI) Tem p. gorenja u "C
Gorivo
B e n z in
3 5 0 ...5 2 0
S iro v i m rk i u g a lj
2 0 0 ...2 4 0
Bcnzol
520...600
Č ad
5 0 0 ...6 0 0
Gorivo
Butan (n)
430
Zemni gas
= 650
Ložno ulje lako
= 360
Ložno ulje teško
= 340
Tem p. gorenja ii
G ra d sk i g a s
“C
= 450
K a m e n i u g a ljlj
150-220
p r a š i n a
Drvo
200...300
k o v a čk i u g a lj
= 260
Dtveni ugalj
3 0 0 ...4 2 5
a n tra c it
= 485
Koks
550...600 = 500
Propan
Š ib ic a
170
T re s e t. s u v
225
Tabela 4.8. OBLA OBLAST STP PAL ALJE JEN NJA ITEM PE RA TU RE GORENJA NA JVAŽN IJIH TEHN IČKIH GASOVA IPAR A
Vrsta gasa
Hem. formula
O d n o s g u s t in in e (vazd. = 1)
Oblast palj. (u vazdu hu) (zapr. % )
T e m p . g o r e n ja ja (u vazduhu )
1,045
3,0...14
520
0 ,9 8
3 ,0 ...2 8
480
0,59
1 3 ,5 ...2 7 ,0
651
0 ,9 0
2 ,3 ...8 2 ,0
335
-
1,2...7,0
350
2 ,0 1
1 ,5 ...8 ,5
430
Htan
c
2h
Etilen
c
2h 4
Amonijak
NH,
Acetilen
c
2h 2
-
Benzin Butan (n)
s
4h ,„
c
fC)
Zemni gas (suv)
-
0 ,6 0
5 ,0 ...1 5
635
Tečni gas (50% prop an/b utan )
-
1,77
2,0...9,0
490
Generatorski gas (kam. ugalj)
-
0,90
18...64
625
Ložno ulje lako
-
-
0,6...6,5
360
co
0 ,9 7
1 2 ,5 . . . 7 5
600
4
0 ,5 5
5 ,0 ...1 5
645
s
1 ,5 6
2 ,1 ...9 ,5
510
Ugljen-monoksid Metan
c h
Propan
c
3h
Propilen
c
3h (1
1,48
2,2 ... 11,1 11,1
455
2s
0,19
4,3...45,5
290
-
0 ,4 7
5 ,0 ...3 5
450
0 ,0 7
4 ,1 ...7 5
450
Suinpor-vodonik Gradski Gradski ga s Vodonik
h
h
2
73
Tabela 4.9.
EL E L EM E NT AR N A A N A L I Z A 1 D 0 N J A TO PL OT NA M O Ć N E K IH GORIV GO RIVA A G o riv o
C
H
O
N
S
A
W
H d, K J / k g
K a m e n i u g a lj lj Ib Ib a r
61,76
4,55
6,38
0 ,6 0
4 ,7 5
2 1 ,0 5
0 ,9 1
25895
M rk i u g a lj B a n o v ić
4 5 ,6 5
3 ,5 5
11,10
0 ,8 9
0 ,7 2
15,54
22,55
17585
M r k i u g a lj lj A l e k s i n a c
4 4 ,0 4
3 ,6 2
8,60
0,40
5 ,9 9
2 3 ,8 5
1 3 ,5 0
18268
M rk i u g a lj R e m b a s
4 2 ,3 0
3,68
12,00
1 ,0 0
0 ,2 9
2 0 ,7 6
1 9 ,8 7
16488
L ig n it K o lu b a ra
2 3 ,2 8
2 ,2 8
9 ,8 2
0 ,6 0
0 ,2 6
10,96
5 2 ,8 0
7771
L ig n it K o lu b a ra (s u š e n )
4 2 ,0 8
3 ,7 3
14,40
0,81
0 ,8 5
1 1 ,9 8
2 6 ,1 5
16051
L ig n it K re k a
3 3 ,0 1
2 ,2 8
11,70
0 ,8 8
0 ,9 3
2 6 ,7 9
2 4 ,4 1
11757
L ig n it T rb o v lje
4 3 ,7 0
3 ,2 7
12,50
0 ,7 8
2 ,2 9
1 3 ,0 6
2 4 ,4 0
16494
D rv o
4 0 ,0 0
5 ,0 0
34,00
0,05
-
0 ,3 5
2 0 ,6 0
13943
Mazut
83,40
1 0 ,0 0
0 ,1 0
0 ,3 0
2 ,9 0
0,30
3 ,0 0
40472
L a k o I o ž n o u l je je
86,03
13,34
0,05
0 ,4 9
0 ,0 2
0 ,0 2
0 ,0 5
43352
Sledeća Sledeća vrednost vredn ost o kojoj kojoj je bilo reči je donja toplotna moć goriva kao jedna od glavnih karakteristika goriva. U tabeli 4.9 dat je elementarni sastav nekoliko naših ugljeva i primeri za izračunavanje donje to plotne plo tne moći. Elem El emen entar tarna na analiz ana lizaa je u ta beli 4.9 data u pro p rocen centim timaa po masi goriva.
- mogućnost mogućnost centralnog regulisanja regulisanja;; - nema konden k ondenzata zata kao kada k ada se lc lcoriristilo stilo parno grejanje; - manji gubici toplote; toplote; -povoljnije mere za zaštitu životne sredine jer postoji samo jedan izvor zagađenja zagađenja koji se može jednostavnijednostavn i je kontro kon trolisa lisati. ti.
4.6. TOPLOVO DNA GR EJAN JA
Nedostac Nedo stacii ovog greja gr ejanja nja su: - toplota toplota ne može da se transportuje transportuje na veća veća udaljenja udalje nja zbog toplotnih gubitaka u toplovodnim sistemima i instalacijama; - ograničene ograničene mogućnosti mogućnosti promene ka paci pa cite teta ta,, osim os im ako su pred pr ed v iđen iđ en a mesta za ugradnju kotlova u slučaju proširen proš irenja. ja.
Toplovodna grejanja prema prem a koncepciji odgovaraju velikim pumpnim grejanjima. Grejanja mogu biti blokovska, kao što je to prikazano na slikama 4.26 i 4.27. Ova grejanja mogu biti izvedena kao otvoreni ili zatvoreni sistemi sa tempcraturama polazne vode za grejanje do 110°C.
4.6.1.1. Kotlarnice
4.6.1. TOPLANE Centralno snabdevanje naselja ili ili blokova blokova zgrada toplotnom energijom povoljnije je od lokalnih izvora toplote. Prednosti to plovo plo vodn dnih ih dalji da ljinsk nskih ih greja gr ejanja nja su: - velika velika pogonska sigurno sigurnost; st; 74
Pojam toplana obuhvata kompletno post po stro roje jenj njee za snab sn abde deva vanj njee toplot top lotom om.. U sastav toplane može ući i više objekata, odnosno postrojenja (sl. 4.26): -kotlarnica za smeštaj dva kotla ili više njih,
Sl. 4.26. -Blokovsko grejanje za stambena naselja. Sagorev revati se mogu sve s ve vrst vr stee goriv go riva. a.
-prostor za pumpe za transport tople vode, -prostorija za pripremu vode (može biti biti u komb ko mbina inaciji ciji sa pumpn pum pnom om stanistan icom),
- prostor prostor za komandnu tablu sa mernim uređajima i instrumentima i uređajima za regulisanje, - pomoćna pomoćna radionic radionica, a,
75
Sl. Sl. 4.27. 4.27. -M a n je naselje naselje ili ili blok objekata sa datjinskom toplanom. toplanom. D imnjak se po pravilu postavlja uz na/višu zgradu ili objekt. objekt.
- pomoćne prostorije prostorije za osoblje osoblje i rukorukovaoce, - skladište goriva g oriva (alc (alco o se koristi tečno tečno gorivo, to su rezervoari za goriva, ako se koristi čvrsto gorivo, potrebno je predv pr edvide ideti ti prost pr ostor or za skladi skl adišten štenje je uglja ili drugih goriva, kao i prostor za pepeo, a ako se koristi gas, potre bno bn o je obezbe obe zbedit ditii prosto pro storr za merno me rno-regulacionu stanicu). stanicu). Kada su postrojenja mala, na primer od 3 do 5 MW, MW, kotlovi kotlov i se postavljaj postav ljaju u u podrum najviše zgrade, da bi se iskoristile pred pr edno nosti sti koje koj e pruža pru ža izgrad izg radnj njaa dimnja dim njaka ka (sl. 4.27). Veće grejne centrale (toplane) smeštaju se u posebne objekte (sl. 4.26). Toplota za grejnu vodu proizvodi se u kotlovima, a ekspanzioni sud može biti zatvoren, zatvoren , što je i najčešće najčešće slučaj. slučaj. Potrošna Po trošna voda, na primer, za kuhinje, perionice, ku patila pat ila,, zagrev zag revaa se, po pravil pra vilu, u, decent dec entral raliizovano, odnosno kod potrošača u zgradama, preko razmenjivača toplote. Ovakva veza kotlarnice u daljinskom toplovodnom sistemu sistemu prikazana p rikazana je na slici slici 4.28. 4.28. 76
4.6.1.2. Regulacija u kotlarnicama U kotlarnicama za grejanje uglavnom se kontroliše kontroliše temperatura potisne ili ili razvodne tople vode koja se šalje potrošačima. Ova temperatura se reguliše u odnosu na spoljašnju temperaturu vazduha. U zavisnosti od te temperature, kotlovima se dovodi više ili manje goriva, odnosno prigušuje se ili intenzivira sagorevanje u kotlovima sa čvrstim čvrstim gorivom. gorivom. Regulacija Regu lacija se može, u princi pri ncipu, pu, obaviti obavit i na dva načina: način a: - promenom temperature, temperature, a zadržavazadržavanjem iste količine vode (kvalitativno regulisanje) i - promenom količine količine a zadržavanjem zadržavanjem konstantne temperature vode (kvantitativno regulisanje). Prvi način se primenjuje u većem bro ju j u slučaje slu čajeva va.. N a odre od ređe đeno nojj klim kl imat atsk skoj oj lokaciji izvodi se primenom kliznog dijagrama. Na slici 4.29 prikazan je takav di jagr ja gram am koji pokazuj pok azujee tem t empe perat ratur uru u razvo ra zvoddne i povratne vode u sistemu toplovodnog grejanja sa pripremom tople potrošne p otrošne vode.
Potrošna voda
SL4.2 L4.288. - Šema zatvorenog toplovodnog daljinskog grejanja grejanja sa kućnim priključcima priključcima preko razmenjivača toph to ph te i sazagrevanjem toplepotrošne vode: A - senzor spoljašnje temperature vazduha; B - hojlerza toplu potrošnu vodu: D- uređa uređajj za doziranje; doziranje; M —ventil ve ntilza za mešanje; S - sigurnosni sigurnos ni ventil; ventil; SR —sigurnosna cev cev;; W —razmenjivać toplote toplote;; Z - cirkulacija cirkulacija za toplu potrošnu vodu vodu °C
4.29. - Klizni Klizn i dijagram dijagram temperatura temperatura grejne vode za dvoc dvocev evni ni sistem sa pripremom tople potroš ne vode vod e i pogonom pogo nom od 24 h dnev d nevno no
57.
Na ovom ovo m dijag dij agram ramu u se vidi da se tem pe peratu ratura ra pov p ovra ratne tne vode vod e održav odr žavaa na 70°C sve dok se spoljašnja temperatura vazduha ne snizi do oko 5°C. Posle toga, tem per peraatura tura razv ra zvod odne ne vode vo de raste ras te do 110°C 110°C a tada temperatura spoljašnjeg vazduha dostiže spoljašnju projektnu temperaturu od -15°C. Sa porastom temperature razvodne vode raste i temperatura povratne vode.
Regulacija može biti automatska, poluautomatska ili ručna, a ta tri načina mogu se i kombinovati. Automatska regulacija znači da se svi elementi za regulaciju podes po desee pomoću pom oću davača dav ača impulsa imp ulsa,, koji jav ja v ljaju određene poremećaje. U ov om slučasluča ju j u je to tempe tem perat ratura ura spol sp oljaš jašnj njeg eg vazduh vaz duha. a. Poluautomatske regulacije se izbegavaju, je r se u određ od ređen enim im trenu tre nucim cim a ili pozic po zicija ija-ma, odnosno stanjima nekih veličina, mora intervenisati na određenim kontrolnim mestima. Na primer, dok se temperatura ne spusti ispod 0°C, kotlovi rade u jednom režimu, a posle toga rade u drugom režimu koji se mora ručno podesiti itd. Ručnu regulaciju obavlja pogonsko oso blje koje koj e kont ko ntro roliš lišee i sve para pa ram m etre et re popo strojenja. 77
r
4 6.1.3. Dimnjaci i zaštita životne sredine Dimnjak je bitan deo kotlovskog postro jenj je nja. a. Nj Njim imee se produ pro dukti kti sagore sag orevan vanja ja odvode što dalje, odnosno što više, od površine Zemlje. Dimnjalc istovremeno stvara i prirodnu promaju, odnosno prirodnu vuču, i omogućuje odsisavanje dimnih gasova. Dimnjaci Dim njaci se izrađuju od cigle, cigle, betona ili čeličnog lima, a mogu biti izvedeni i od pretfabrikovanih elemenata. Dimnjaci mogu biti zajednički za više kotlova ali tako da svaki kotao može imati imati svoj kanal, obično pravougaonog preseka. Tako se naročito grade dimnjaci i kanali manjih postrojenja, a dimnjak se postavlja uz najvišu zgradu. Kod čeličnih dimnjaka treba voditi računa da temperatura dimnih gasova ne bude ispod isp od 125-130° 125-1 30°C, C, je j e r ako gorivo goriv o sadrži sumpor, može nastati korozija, usled stvaranja agresivnih jedinjenja (sumporasta i sumporna kiselina).
Sl. 4.30.
78
— Ku ćnipr iključa k
Dobrim izborom i dobrim proračunom visine dimnjaka, štiti se životna sredina i smanjuje zagađenje vazduha na površini Zemlje. 4.6.2 4.6.2.. KUĆ NA PODSTANICA U kućnoj podstanici se grejna tela korisnika priključuju u daljinsku toplovodnu mrežu. Direktno priključenje kućne instalacije je često najekonomičnije rešenje. Indirektno priključenje zahteva nešto veću investiciju, jer je potrebno ugraditi i razmenjivač toplote. Direktan priključak sistema grejanja u objektu sa pumpama u toplovodnom pogonu sa dvocevnim sistemom šematski je prikazan na slici 4.30. Centralna regulacija sobne temperature vrši se dodavanjem vode iz povratnog voda. Na šemi se uočava toplotnopredajna stanica koja je označena ozn ačena kao ,,toplana“ ,,toplan a“ i u pri p rinc ncip ipu u može mo že služ sl užiti iti za više vi še objek ob jekata ata,, kao i kućna toplotnopredajna stanica, označena kao ,,kuća“.
toplovodnogp umpnogg rejanja sa dvocevnim dvocevnim sistem sistemom: om: I - ventil; ventil; 2 —reduc —reducirir-venti venti!; !; 3 — pumpa; pumpa ; 4 - grejno grejn o telo; 5 - ventil venti l za podešavanje; podeša vanje; 6 — toplote — merač utroika toplote
Funkcionalnu opremu toplotnopredajne stanice čine: -armatura za zatvaranje u potisnom (razvodnom) i povratnom vodu, kao i armatura za zatvaranje kućnog priključka, - merač merač količine toplote, -graničnik protoka vode, koji u razvodnom i povratnom vodu održava konstantan diferencijalni pritisak na biendi bien di i ogr o gran aničav ičavaa pro p roto tok k vode, vo de, - manometri i termometri, termometri, - sigurnosni sigurnosni ili reducir-venti reducir-ventil, l, koji obezobez beđuje kućnu ku ćnu inst in stal alac aciju iju od natpr na tpriitiska, -nepovratni ventili, koji sprečavaju prenose pren ose hidrau hid rauličkih ličkih udara uda ra u cevnoj cevn oj mreži.
- cirkulaciona pumpa za grejanje, grejanje, - manometri i termometr termometri, i, - sud za odvazdušenje odvazdušenje (vazdušni sud). sud). 4.6.3. DI3TRIBUCIJATOPLOTNE ENERGIJE - T OPLOD ALEKO V OD ODII
Toplotna energija se može distribuirati parov pa rovod odim ima, a, vrelo vr elovo vodi dim m a i topl to plod odal alek ekoovodima. Toplodalekovodi se izrađuju od čeličnih cevi cevi koje mogu biti bešavn e i šavne. Savne cevi imaju uzdužno i spiralno vareni šav i iziađuju se zavarivan jem n a automatskim mašinama. U našoj zemlji ovakve cevi proizvode se u Fabrici šavnih cevi Uroševcu. Bešavne cevi se kod nas ne proizvode i uglavnom se uvoze iz Funkcionalnu opremu kućne toplotno- Bugarske, Č eške, Slovačke, Slovačke, Rusije, Aus pre pred dajne ajne stanic stan icee čine: trije, Nemač Nema čke i dr. dr. (Poznatiji (Pozn atiji uvoz uv oznik nik ce- armatura armatura za zatvaranje za tvaranje u potisnom i vi je firma TEKON TEKON MB iz Beograda.) povra po vratno tnom m vodu, vod u, Cevi se izoluju i postavljaju nadzemno -regulator temperature za mešanje na konstrukcije izrađene od čeličnih provode iz potisnog i povratnog voda, fila ili na betonske stubove. Toplovodi se kan ale u zemlji. -nepovratna klapna lcoja sprečava takođe mogu postavljati u kanale mešanje mešanje vode sa povratnom vodom, vodom, Poseban vid postavljanja cevi je beskaPoklopac Zaptivanje
a) U-kanal U-kana l
b) Kanal sa pravo pravoug ugaon aonom om haubom
d) U-kanaL sa kosim uglovima Sl. Sl. 4.31. 4.31. - Projilni kana li za toplodalekovo toplodalekovode de
c) Kanal sa poL poLu ukruž kružn nom haubom
Gomja površina Zemlja ili sl. Peščani fiLtar Beton Toplotna izolacija Klizni ležaj
Drenažna cev e) Kanal od gotovih delova od armiranog betona 79
//
nalno postavljanje. Cevi se izolu ju i zaštite zaš tite spolj sp oljaš ašnj njim im omota om otačem čem od PVC-a, ili - češće ešće - u polipolietilenskoj (PE) zaštiti i direktno se postave u zemlju. Ovalcve cevi se nazivaju predizolovane cevi. (Poznatiji proizvođač ovih cevi je „Corbo Dioxid“ iz Bečeja.) Kao pravilo treba usvojiti sledeće: deće: kada god je to moguće, cevi post po stav avlj ljat atii n adze ad zem m no. no . Izgr Iz grad adnj njaa cevovoda je jeftinija, brža, brža, pogon pouz po uzda dani niji, ji, a jedn je dnos osta tavn vnij ijee interint ervencije u slučaju kvarova. U gradskim jezgrima, kada je to nemoguće, toplodalekovodi se posta po stavl vljaj jaju u u kana ka nale. le. Neki Ne ki od ti pova po va lcanala prilcazani su na slici 4.31.
t
4 7. ELEMENTI CEVOVODA IARMATURE U cevovodne sisteme ugrađuje se niz elemenata čija funkcija omogućava ispravan rad postrojenja. To su prevashodno elementi za zatvaranje pojedinih delova 'cevovoda: slavine, ventili i zasuni. Ovi, kao i drugi elementi koji služe za regulaciju i sigurnost rada, nazivaju se zajedničkim imenom armatura. Na N a slici 4.32 prik pr ikaz azan anaa je j e slavina za zatvaranje, koja ima omotač za zagrevanje slavine. Zagrevanje se obavlja kada se koriste gušći fluidi a preti opasnost od začepljenja. Svaka armatura je definisana veličinom DN, što znači „dijametar nominalni“ i
80
4.32. - Ručna slavina slavin a sa kućištem za zagrevanje zagrev anje velič v eličine ine DN 15-150, P N 16-40 16-4 0 (proizvod,,P (proiz vod,,Prva rva Isk I skra ra“ “ - Barič)
57.
br broj pored oznak oz nakee DN odgo od gova vara ra veličin ve ličinii pri prik klju ljučka u milim m ilimetri etrima ma,, odno od nosn sno o nazivnaziv noj veličini. veličini. Na prim pr imer, er, ozna oz naka ka DN 100 100 znači da je otvor prečnika 100 mm. Pored ove oznake stoji oznaka PN, što znači „pritisak nominalni“, a pokazuje koliki pr pritis itisaak može izdrža izd ržati ti pred pr edm m etna et na armatuarm atura na 20°C.
Na N a slici s lici 4.33 vid v idii se ručni ru čni zap z apor orni ni venve ntil, a na slici 4.34 ugaoni zaporni ventil, koji se koristi za posebne konfiguracije cevovoda, izlaze iz nekog aparata ili uređaja i slično. Za ručno regulisanje protoka u vodenim i parnim instalacijama koriste se često ručni regulacioni ventili (sl. 4.35). Mikrometarska podela služi za određivanje pozicije zapornog elementa i nalazi se na obimu kućišta. Iz pozicije položaja svakog ventila na osnovu njegovog đijagrama mogu se odrediti protok i odgovarajući varajući otpor strujanju, od nosno pad pritiska.
Sl, 4.3 4.33 3. - Ručni Ruč ni zaporni zapo rni ventil venti l DN 15-150, do PN P N 40 \ (MINEL - FAD FAD, Beograd)
Sl. Sl. 4.35. 4.35. - Ručni Ru čni regulacioni regula cioni ventil ve ntil D N 15—300, 300, PN 10-1 10-16: 6: 1 -kućis te; 2 -sed ište; 3 -zatv ara č (pečurka); (pečurka); 4 - zaptivač; zaptivač; 5 - vođica vretena; vretena; 6 - zaptivač; 7 - zaptivna zaptiv na čahura čahuraj, j, 8 - vreteno; 9 - navojna nav ojna čaliura; čaliura; 10 - potiskivač; potiskivač; 11 -dote -d ote zač; za č; 12 - zavrtanj;
Sl. 4.34.
-
Ugaoni ručni zaporni ventil D N 15-80 15-80,,
P N 10 (MINEL (MINEL - FAD FAD, Beograd) Beograd)
13 - navrtka; 14 —podloška; 15 - ručni ruč ni točak toč ak (ruko (rukohva hvat); t); 1 6-p oldo pac ; 17 - poklopac; poklopac; 18 -zavrtanj; 19 -zavrta nj (PANONIJA (PANONIJA —Inđija) —Inđija )
81
i L
t
Da bi se sprečio prekomerni porast pritiska, što može imati za posledicu pucanje ili eksploziju opreme i uređaja, ugrađuju se ventili sigurnosti. Ovi ventili imaju zadatak da višak tečnosti, para ili gasova ispuste u atmosferu atmo sferu ili u neki ne ki drugi odvod, odvod, koji je specijalno namenjen za to. Na slici 4.36 vidi se ventil sigurnosti sa tegom, a na slici 4.37 ventil sigurnosti sa oprugom. Podešavanjem pritiska opruge ili pomeranjem tega reguliše se pritisak zatvaranja sedišta ventila sigurnosti, odnosno određuje se pritisak otvaranja. Ventili sigurnosti se u pogonu plombiraju na određenu vrednost a samo ovlašćena lica smeju menjati te vrednosti. U instalacijama je često potrebno potrebn o pritisak određenih- fluida redukovati, tj. sniziti. Na slici 4.38 prikazan je reducir-ventil, til, koji određenim prigušivanjem snižava pritis pri tisak ak tečnosti tečno sti,, para pa ra i gasova ga sova.. Da bi se neki uređaj u instalacijama zaštitio, ili da bi se instalacija zaštitila od udara fluida koji straji, u instalacije se po p o stav st avlj ljaj aju u n e p o v ratn ra tnii v e n tili ti li.. N a slici sl ici 4.39 vidi se jedan takav ventil koji štiti deo instalacije, i propušta fluid samo u jednom pravcu. pravcu. 82
L
57.
4.38 4.38.. —Reduc —Reducir-ve ir-ventil ntil D N 15-150, PN P N 16 („Prva Iskra " - Barič)
Da bi se instalacija zaštitila od nagomilavanja vazduha ili gasova, na najvišim mestima cevovoda ili opreme postavljaju se uređaji za odzračivanje. Na slici 4.40 prik pr ikaa zan za n je je d a n auto au tom m atsk at skii od zračn zr ačnii ventil.
Sl. Sl. 4.40. 4.40. - Odzračni ventilpr vent ilpriklju iklju čne mere R 3/4 1 - odvod vazduha; vazduha; 2 -za -z a št itn it n a mrežic mrežica; a; 3 - zaptivač; zaptivač; 4 - nerđajući zavrtnji; zavrtnji; 5 - poktopac; 6 - zaptivač; 7 - - gumiran vrh zaptivnog zapti vnog elementa; 8 —nerđajuća —nerđajuća žič ana mrežica; mrežica; 9 —hromirani deo za ptivnog ptiv nog elementa; elementa; 1 0-ku 0- ku ćište ći šte ; 11 —nerđajuči plovak plov ak (CALEFFl, (CALEFFl, Italija)
83
Sl. 4.41. - Brzi odv odvajci& jci&. kondenzata kondenz ata R 1/2 1/2 1 ”, PN 6: 1 — poklopac; 2 - termostatsko termostatsko telo sa fluidom; fluidom; 3 - zaporno telo; telo; 4 - sedište; sedište; 5 —ćep (MINEL —FAD —Beograd)
On radi na principu potiska tečnosti. Ugrađuje se na najvišoj tački neke instalacije i kada se kućište ispuni vazduhom, pl plovak usled usle d sopst so pstve vene ne teži te žine ne padn pa dnee i povuče špic za zaptivanje. Tako vazduh izađe u atmosferu. atmosferu. Plo P lova vak k se s e podiž po dižee usl u sled ed pop orasta nivoa tečnosti i ventil se zatvara. Iz mnogih uređaja i instalacija potre bn bnoje odvesti kon k onde denz nzat at.. Da bi se to učinilo, na najnižim tačkama postavlja se uređaj koji se često naziva kondenz-lonac. Na slici 4.41 prikazan je odvajač kondenzata koji radi na principu širenja termostatskog tela. Usled širenja, kada u odvajač kondenzata prodire samo para, telo se širi i zatvara odvod za kondenzat. Kada se kondenzat sakupi, termostatsko telo se skupi, podigne pečurku zatvarača i kondenzat se pod pritiskom ispusti. Pošto se usled zagrevanja cevi u instalacijama šire, one se vode tako da se prirodnim putem može vršiti dilatacija, čime se sprečava pucanje cevi. To znači da se cevovodi mogu slobodno širiti bez opasnosti od pucanja cevi. Na slici 4.43, poSl Sl.. 4.44. 4.44. - Kompenzatori kazano je kako se otpori usled širenja cevi pr prenose na čvrste čvrs te tačke. Kada Ka da to nije moKada Kad a ni to nije moguće, moguće, koriste se komguće, postavljaju se kompenzatori izrađe- penz pe nzato atori ri u obliku obl iku harm ha rmon onik ikee (sl. 4.45). 4.4 5). ni u obliku obliku slova slov a P, često često naziv na zivan anii - lire. Na N a bora bo rani ni deo se izra iz rađu đuje je od spec sp ec ija ij a lno ln o Na slic slicii 4.44 4. 44 prik pr ikaz azan anaa su dva načina na čina iz- elastičnog čelika, otpornog na koroziju. rade ovih kompenzatora; donja izvedba je za, na primer, bakarne cevi sa kolenima za lemljenje pravih delova cevi.
57.
4.45. 4.45. - Cevni kompenzator u vidu vidu harmonike od hrom-molibden čelika
85
f 4.8. PUMPE
4.8.1. OPŠTE O PUMPAMA U tehnici se najčešće najčešće koriste spiralne centrifugalne, propelerne, zavojne i klipne pump pu mpe. e. U siste sis tem m ima im a za grej gr ejan anje je ug uglav lav-nom se koriste centrifugalne pumpe. Pumpe za grejanje se izvode gotovo uvek kao pravolinijske, što znači da se prirabnica na usisnoj i potisnoj strani nalazi na pravoj liniji. Spiralno kućište je od livenog gvožđa ili plemenitih plemen itih čelika. čelika. Motor manjih man jih pumpi je spo spojen jen sa kućištem kućišt em,, a elektro ele ktromo motor tor većih pumpi spaja se sa pumpom preko spo jnic jn icee i posta po stavlj vljaa se na po poseb sebna na postolja. 4.8.2. 4.8.2. REGULACIJA RADAPUMPI RADA PUMPI Oprema Oprem a za podešavanje kapaciteta k apaciteta pumpi, pumpi, odnosno protoka vode, vode, u grejnom sistemu sistemu predv pre dviđa iđa se ugla u glavn vnom om iz dva razloga: - tolerancije nepreciznosti u proraproračunu, dimenzionisanju i izvođenju cevne mi'eže i prateće opreme, što često zahteva naknadno podešavanje kapaciteta pumpi u određenom određeno m sistemu za grejanje; grejanje; - promenljive promenljive potrošnje toplote toplote koja je posle po sledic dicaa prom pr omen enljiv ljivih ih spo spolja ljašnj šnjih ih uslova uslo va (oko 60% vremena vrem ena rada manje je od 30% projek pro jekto tova vano nogg kap kapacit aciteta) eta).. U prvom slučaju pumpe se stepenasto pode po dešav šavaju aju izborom izbo rom prečni pr ečnika ka radn ra dnog og kola, promenom broja obrtaja, uključivanjem i isključivanjem u funkciji od spoljašnje temperature vazduha. U drugom slučaju potrebno je takođe predv pr edvide ideti ti m og ogućn ućnos ostt uključiv ukl jučivan anja ja i isključivanja, zatim promene prome ne broja obrtaja ili ili prom pr omen enee radn ra dnog og kola. kol a. Međut Me đutim, im, kotlovi kot lovi kapaciteta preko 50 kW imaju spoljašnju 86
regulaciju regulaciju (kao što je već napomen na pomenuto uto ko kodd regulacije kotlarnica), koja dejstvuje u odnosu na stanje stanje okolnog oko lnog vazduha. vazduha. 4.8.3. UGRADNJAPUMPIU POTISNIILI POVRATNI VOD U veliki broj cirkulacionih sistema ugrađuju se cirkulacione pumpe (sl. 4.46). One se mogu postavljati u potisni ili povratni vod. U principu, uvek je bolje pumpe postavljati na hladnijoj strani, odnosno u povrat pov ratnom nom vod voduu gde su temper tem peratu ature re vode niže. Po mogućnosti, pumpu treba postaviti tako da potiskuje vodu lcroz kotao ili druge aparate sa većim hidrauličkim ot porom. Ako se pumpa pum pa ugrađu ugr ađuje je u potisni potis ni vod, može se javiti kavitacija usled isparavanja sa usisne strane zbog mogućeg pada pritiska usled povećanja otpora. Zbog toga je dobro da u bilo kom slučaju dotok vode bude sa visine od 5 do 20 m. Ovi podaci, kao i karakteristike pumpe moraju se proveriti računski. Kavitacija Kavita cija se očituje kao pucan puc anje je u cevima, cevim a, što po ne neki ki pu putt liči na prav pr avii pras pr asak ak,, a i izaz iz aziv ivaa n e p rija ri jatn tnee šumove. Posledica kavitacije može biti korozija radnog kola, a u slučaju jače kavitacije izjede se kompletno kolo i ostane samo glavčina radnog radno g kola. Uz veće pumpe je potrebno ugraditi elastične prigušnice šumova i zvuka na potisno poti snojj i usisnoj usisn oj strani stra ni pumpe pum pe,, kako ka ko bi b i se sprečio prenos šumova i neprijatnih vi brac br acija ijakr kroz oz cevov ce vovod od po obje o bjektu ktu,, što je naročito neprijatno u stambenim objektima.
SL 4.46. 4.46. - Dva tipa cirkulacionih pumpi .ta cevnoin čahurom čahurom za razdvajanje motora i pumpe sa suvim kolom
4.9. TOP I.OTNA I.OTNA I ZV l'Č l'Č NA ! IZOLACIJA 4.9.1. TOPLOTNAIZOLACIJA Razvod tople vode i vodene pare može biti dug nekoliko stotina metara, pa i nekoliko kilometara. Ukoliko bi se cevovodi razvodili neizolovani, došlo bi do velilcih
gubitaka toplote. toplote. Zbog Zbo g toga se izoluju materijalom koji sprečava sprečava provođenje provođen je i odvođenje toplote okolnom vazduhu ili zemlji, kada su cevovodi ukopani u zemlju. Ne izoluju izoluju se cevovodi vertikalnih i horizontalnih razvodnih vodova koji inače inače prolaze kroz prostorije koje se greju, a spajaju grejna tela. Najčešći izolacioni materijali su sledeći. 87
F
PLASTIČNI IZOLACIONI M A T E R I JALI ( S M E S A Z A T O P L O T N U Z AŠ T IT U)
Kizelgur, magnezijum i grotlena prašina isporučuje se u obliku praha; na građevini se pomešaju sa vodom i u slojevima nanose na cevi. Posle toga cevi se obmotavaju i premazuju. Otvrdnjavanje se vrši pomo po moću ću grejn gr ejnog og sredstva sred stva u cevima. cevim a. To je tzv. izolacija tvrdim omotačem. Jeftina je i prilagodljiva svakom obliku. Ranije je najčešće korišćena za centralno grejanje. Grejanje mora biti završeno pre nego što počne da se izrađuje toplotna izolacija. Spoljna zaštita svih toplotnih izolacija izvodi se pomoću limenih omotača, folija, ter-papira, zavoja koji se namotavaju i dr. PROFILISANI
Ploče od staklenih vlakana ili mineralne vune mogu biti različitih debljina i gustina, povezane sintetičkim smolama. Takođe se izrađuju i u obliku šolja, i to za cevi sa spoljnim zaštitnim omotačem. Plutane ploče se koriste u današnje vreme samo za zaštitu od hladnoće. Osim plutanih ploča, koriste se i ploče od penastog stakla otpome na pritisak, nezapaljive i neosetljive na vlagu. Ploče lake izrade izrađuju se od mineralizovane drvene vune i primenjuju se samo u visokoj gradnji.
KOMADI
Profilisani komadi proizvode se fabrički od kizelgura, magnezijuma, plute, mineralnog vlakna, tvrde pene polistirola, poliuretana, penastog stakla i dr. u obliku elemenata ili ploča. Postavljaju se na predmet koji treba izolovati početnom smesom ili bez nje. Elemen ti za suvu izolaciju mogu se ponovo koristiti, ali su skuplji. Za izolaciju od niskih temperatura primenjuje se izvedba sa parnom branom, npr. npr. Al-folijom. Al-fo lijom. Elem El em enti en ti od pen p en a sto st o g materi ma terijala jala (poretan, pena od polietilena, polietilena, porozna guma i dr.) savitljivi su i navlače se na cevi. Takođe imaju proreze za naknadnu montažu. Komadi se u montaži lepe. T O P L O T N A I Z O L AC I J A U O B L I K U M I N E R A L N I H P LO ČA
Ploče od azbesta ili mineralnih vlakana (staklena tkanina, tkanina, staklena vuna, vuna, staklena vata, mineralna min eralna vuna, šljakasta šljakasta vuna) mogu da se dobiju u različitim oblicima, i to: 88
- sa štepom na jednoj jedno j strani, strani, krep-papikrep-papirom ili žičanom žičanom mrežom; - sa štepom štepom na obe strane izm eđu az bestn be stnog og tkanja tka nja,, stak st akle leno nog g tkan tk anja ja ili žičane mreže.
I Z O LA C I JA P U N J E N J E M
Suplji prostor formiran posebnim nosećim konstrukcijama, npr., od omotača žičane mreže kod cevnih vodova, puni se zrnastom plutom, tresetom, šljakastom vunom, staklenom vunom (mineralna vuna), azbestom itd. Ovakva izolacija je skupa. Spoljašnja zaštita je načinjena od žičane mreže, limenog ili tvrdog omotača. Gustinapunjenjaje 125...250 kg/m3.
I Z O L AC I J A P L E T E N I C A M A ICREVIMA
Creva su od od tekstilnih vlakana, staklenog konca ili konca od mineralnih vlakana ili tankih žica, koja se pune pun e rastresitim izolacionim materijalom, materijalom, npr., mineralnim mine ralnim vlaknima, zrnastom plutom, azbestom itd. Postavljanje je jednostavno, čisto i obavlja se na hladnim vodovima. Posle skidanja izolacija je ponovo upotrebljiva. Upotreb-
Ijava se do oko 100°C. Za Z a cev c evne ne vodo vo dove ve koriste se sintetički omotači sa prorezima i sa kopčanjem kopčanjem (izom (iz omat) at) i creva cr eva od venti ve ntillkaučuka (armafl (arm afleks eks,, mise mi selfi lfiks ks). ).
P E N A S TI
MATERI JALI
Proizvode se od različitih vrsta sirovina, naročito od polistirola i PVC-a, kao i od polie polietile tilena na,, feno fe no l-sm l- sm o la i poli po liur uret etan ana. a. Sirovina može biti tečna i čvrsta. Penasto stanje izolacije postiže se dodavanjem sredstva za širenj šir enje. e. Pena Pe naste ste izolacij izol acijee izvode se delimično i na licu mesta na već montiranoj cevi. Postoje mnogi trgovački nazivi za njih, kao frigolit, poresta, izo po por, moltopr molt opren en itd. U z doda do data tak k prim pr imes esaa po postaju taju tešlco tešlco zapa za palj ljiv ivi. i. Ispo Is poru ručuj čuju u se u
crevima ili trakama. trakama. P ovršinska zaštita je od folija. Za toplotnu izolaciju cevi koriste se pretežno creva sa prorezima i bez proreza. prore za. Ovi mater ma terija ijali li u oblik ob liku u ploča plo ča pop ogodni su za izolaciju vazdušnih kanala, ukoliko nisu propisani nezapaljivi izolacioni materijali. Tečni penasti materijali koriste se za izolaciju cevi u zidnim zid nim prorepror ezima i sl. Za temperature do 110°C koristi se izo-pena, u čiji sastav ulaze karbamid i formaldehidna smola. Za više temperature, do 180°C, primenjuje se poliuretanska tvrda pena, koja se takođe koristi za proizv pro izvod odnju nju pred pr edizo izolo lova vani nih h cevi. Da bi se cevovodi razlikovali, oni se boje. Može se obojiti obo jiti ceo cevov cev ovod od ili samo pojedini njegovi delovi tako što se preko izolacije oboje prstenovi u boji koja odgovara fluidu koji se vodi cevovodom.
T a be be la la 4 . 7
N a p o m e n a
Para
O s n o v n a b o ja
Oznaka ccvovoda
B l iž iž a n a m e n a
crvena
crveno c r v e n o - b e 1o - z e l e n o
zasićena para p r e g r e j a n a p a ra i s p u s n a p a ra ra
crveno-zeleno-crveno
zeleno
Voda
Vazduh
Gas Ga s
Vakuum
zelena
p la v a
žuta
siv a
zeleno-belo-zeleno
p it k a v o d a topla voda
zeleno-crveno-zeleno svetlozeleno zeleno-žuto-zeleno svetlozeleno-crveno-svetlozeleno zeleno-crno-zeleno
napojna voda b u n a r s k a v o d a kondenz. voda meka voda otpadna voda
p la v o p l a v o - b e l o - p l a v o
v a z d u h d u v a l jk jk c topli vazduh
p l a v o - c r v e n o - p l a v o p l a v o - c r n o - p l a v o
komprim. vazduh u g l j e n a p r a š in in a
žuto žuto-belo-žuto
gradski gas (p lin) acetilen vodonik
žuto-plavo-žuto žuto-zeleno-žuto
ugljen-dioksid
siv o
vakuum
89
storije. Moguće je izmeriti nivo buke svakog uređaja. Mora se voditi računa da se ne pređe određeni nivo buke u kotlarnicama i drugim prostorijama gde borave Iju4.9.2. 4.9.2. ZVUČ NA ZAŠTIT ZAŠTITA A di, di, odnosno odnos no pogonsko po gonsko osoblje, stalno ili po povremeno, što je propisano pravilnicima. Sagorevanje u gorionicima za tečna i gasovita goriva izaziva šumove usled vrtlo- Ukoliko se određeni nivo buke prelazi, ženja iii promene pritiska na ventilatoru osoblje mora da nosi zaštitna sredstva proti v buke. ili u ložištu. Ovi šumovi se kao svaki zvuk protiv odbijaju od zidove kotia. Ponekad se poProstorije u kojima se nalaze grejni ureure jačav ja čavaa ju zb zbog og od odje jeka ka izm iz m eđ eđuu loži lo žišt štaa i đaji ili druga oprema moraju biti građedimnjaka. vinski zvučno izolovane. Na uređaj koji je Ostali šumovi, odnosno buka, javljaju naročito jak izvor buke, može se postaviti se u kotlovskim postrojenjima usled rada posebn pos ebnaa hau hauba ba ili poklopac poklo pac za izolova izol ovanje nje cirkulacionih pumpi čiji su obrtni delovi buke. neuravnoteženi, ležajevi oštećeni, a u armaTokom sagorevanja nastaju šumovi koturama je velika brzina strujanja. Maniposledi ledica ca prome pro mene ne meša me šavin vinee tečnog festuju se kao ,,sviranje“ kroz ventile, slavi- ji su pos ne i slično. goriva i vazduha, veličine mlaznice i njeZvučni talasi se od kotla prenose preko nog ugla, pritislca pumpe itd. Na slici 4.47 pri kazane ane su neke od mera me ra za zašti za štitu tu od tavanice, zidova i dimnjaka, nosećih nosećih zidozido- prikaz va i elemenata u susednu prostoriju ili pro- buke. U tabeli 4.7 prikazan je način obeležavanja cevovoda bojama prema vrsti fluida koji se transportuje.
Sl. Sl. 4.47. 4.47. - Primer mera mera za zvučnu izolaciju izolaciju ujedn uje dn oj kotlarnici: 1 - prigušivač zvuka na otvaru za usisavanje vazduha; 2 - hauha za prigušivanje zvuka zvuka iznad izna d gorionika, gorionika, prigušivanje prigu šivanje 10-15 dB(A); 3 - izolacija izolacija cevi kodzi ko dzidn dnih ih i plafonskih prolaza prolaza kao i pri zavešenju cevi o tavanicu; 4 - podloge podlo ge za izolaciju i zolaciju zvuka zvu ka kotlova kotlov a i pu m pi ; 5 —priguš pri gušivač ivač zvuka zvuk a u kanalima dimnih gasova, priguše prig ušenje nje oko 10 dB(A); 6 - - izolacija cevi dimnih gasova na ulazu u dimnjak; 7 - kompenzatori između kotla i cevovoda
90
4 10 PR IPREM IPR EM A VODE ZA CENTRALNO GREJANJE
POVRŠINSKI
Ako se u postrojenjima za grejanje koristi sirova voda, u toplovodnim i parnim kotlovima mogu se stvoriti velike naslage kamenca. Ove naslage sprečavaju ispravnu razmenu toplote i širenje cevovoda, što može dovesti do havarije u kotlovskim postrojen postrojenjima jima.. Z bo bogg toga to ga se vo voda da prepre čišćava mehanički, ukoliko je potrebno, a obavezno hemijski da bi se smanjila količina karbonata i drugih sastojaka u njoj, odnosno da bi se voda ,,omekšala“.
NAPON
VODE
Površinski napon vode je posledica međusobnc privlačnosti molekula vode. Pošto ova osobina tečnosti određuje visinu do koje se voda može popeti, veliki površinski napon vode obezbeđuje njeno kretanje do najviših stabala na Zemlji, a time i njihov opstanak. SPOSOBNOSTRASTVARANJA
Voda je najbolji rastvarač na Zemlji, zahvaljujući svojoj velikoj sposobnosti rastvaranja mnogih čvrstih, tečnih i gasovitih materija.
4.10 .10.1. .1. OSNOV OSN OVNI NI POJM PO JMOV OVII O VO VODI DI OSNOVNE HEMIJSKE F T ZI Č KE O S O B I N E
E L E K TR I Č N A P R O V O D L J I V O S T
I
Osnovnu masu hemijski čiste vode čine molek lekuli H2 H200 , ko koji ji se s e sasto sa stoje je od o d dva atoat oma vodonika vodonika i jednog jedn og atoma atom a kiseonik k iseonika. a. Hemijski čista voda je tečnost bez boje i mjrisa, sa tačkom ključanja na 100°C i tačkom mržnjenja na 0°C, a specifičnom gustinom 1. U prirodi se voda nalazi u tri agregatna stanja: čvrstom, tečnom i gasovitom. Od najvažnijih fizičkih i hemijskih oso bi bina vode, vode , p otre ot rebn bnoo je na napo pom m en enut utii sledeće. SPECIFIČNT TOPLOTN1 KAPACITET
Voda ima vrlo visoku specifičnu toplotu u odnosu na ostale materije u vodi. Stoga se vodena masa u prirodi zimi sporo hladi a leti lagano zagreva, što predstavlja prirodnu regulaciju temperat tem perature ure na Zemlji. PH =
0 12 3 j a k o kkiselo iselo
45 s la b o kkiselo iselo
Hemijski čista voda, kao slabo disocirana tečnost, ne raspolaže u dovoljnoj meri slobodnim slobodnim jonima koji bi provodili provodili elekelektričnu struju i stoga ima malu specifičnu električnu provodljivost. provodljivost. Ona O na se povećava sa porastom sadržaja otopljenih soli i povišenjem temperature. temperature. Iznos za specifičnu električnu provodljivost uzima se kao pokazatelj poka zatelj sadrža sad ržaja ja soli u vodi. vo di. pH-V R E D N O S T
Ova vrednost je pokazatelj koncentracije vodonikovih jona jo na u vodi. vodi. Za hemijski hem ijski čisčistu vodu na temperaturi od 22°C pH = 7. Što je neki rastvor kiseliji, pH-vrednost je manja, i obrnuto - bazni rastvor ima veću veću pH-vrednost. pH-vre dnost. U praksi se koriste pH-vr pH -vred edno nosti sti od 0 do 14. pH p H -vre -v redn dnoo st o bu buhh va vata ta sam sa m o d isoc is ociirane H-jone a time indirektno i OH-jone. Vrednosti za pH mogu se predočiti na sledećoj skali: 67 8 n e u tr a l n o
9 10 slabo b a z n o
11 12 13 14 ja j a k o bazno
91
p
I
m
ALKALITET
Ove vrednosti pokazuju u kojoj količini se u vodi nalaze hidroksidi, karbonati i bikar bik arbon bonat ati,i, što se vidi vid i iz pril p rilož ožen enee tabele. ta bele.
move i magnezijumove soli), minerale i organske kiseline, kao i mehaničke nečistoće. Zato se vrlo retko može upotrebiti direktno u industriji. U vodi se nalaze
Ako je p = 0 m > 0 2p > m > p 2p = m 2p < m p = m
hidroksidi
2 p —m P
i m vrednosti se određuju tako što se uzorak vode titruje sa 0,1 N rastvora hlorovodonične kiseline uz dodatak indikatora fenolftaleina (p-vrednost) i metiloranža (m-vrednost). (m-vrednost). p
POREKLO
karbonati
b i k a r b o n a t i
2 (m (m - p ) 2p 2p
m m - 2p
Voda se najčešće koristi kao napojna voda, rashladna voda, tehnološka voda i pitka pitk a voda. Prem Pr emaa svojoj s vojoj na nam m en eni,i, vo voda da se mora na odgovarajući način pripremiti. Voda koja se koristi za različita pranja obično se prethodno ne priprema.
VODE
4.10.2 4.10.2.. PREČ PREČ IŠĆ AVA AVANJE NJE VODE
Zemaljska kugla je ogroman destilacioni aparat lcoji isparava vodu u atmosferu u Kako su uslovi za postizanje kvaliteta po je dini nihh vrsta vrs ta indus ind ustri trijsk jskih ih vo voda da razl ra zličiti, ičiti, i vidu vodene pare. Ona se u visinskim slo- jedi vod e su različiti. jev je v im a k o n d e n z u je i ka kaoo atm at m osfe os fers rska ka načini pripreme vode voda pada na zemlju. Jedan deo te vode pono po novo vo otpari otpa ri u atmosf atm osferu eru,, drugi deo teče BISTRENJE VODE povr po vršin šinom om tla kao pov površi ršinsk nskaa vod vodaa a treći deo prolazi kroz tlo i obogaćuje podzem- Površinske vode sadrže u sebi osim lebne vode. Deo podzemnih voda uliva se u dećih materija i organska onečišćenja, pri površ po vršins inske ke vod vodee (pon (p onor orni nice ce,, izvori) izvo ri) ili se čemu je deo organskih materija m aterija u topivom iskorištava kao bunarska voda. obliku a deo u koloidnom. Stoga u većini Zahvaljujući toj ravnoteži kružnog to- slučajeva nije dovoljna obična filtracija ka vode u prirodi nema bojazni od opšteg preko pre ko pe pešča ščano nogg filtr fi ltra, a, pa se prim pr im en enju juje je poto po topa pa ili sveo sv eopš pšte te suše, suš e, što št o bi zn značil ačiloo postup pos tupak ak bis b istre trenja nja sa kon k onta takt ktni nim m muljem mul jem,, kraj života na Zemlji. koji može služiti istovremeno za dekarboPovršinska voda je uvek mekša od du- nizaciju. bins bi nske ke ili izvors izv orske ke vode. U prirodi prir odi ne poGrube mehaničke nečistoće u površinstoji hemijski čista voda. Svaka površin- skim vodama, kao što su čestice gline i ska voda ili podzemna podzem na voda sadrži manje peska, pesk a, uk ukla lanja njaju ju se prola pro lask skom om kroz kro z taložtalo žili više otopljenih soli (uglavnom kalciju- nike, sedimentacijom. Posle toga u vodi 92
ostaju sitne dispergovane čestice, koloidne čestice koje se mogu lako ukloniti dodavanjem sredstava za flolculaciju (aluminijum-sulfat ili ferihlorid).
Bistra voda otiče preko perforiranog čeličnog kanala postavljenog uza zidove reaktora. Da bi se olakšao pristup reaktoru, napravi se most na gornjem delu na Flok Flokula ulacij cijaa alum iniju in ijumm-su sulfa lfato tom m Al2 kojem se nalazi pumpa za povraćaj kon(S04)3 odigrava se na jbolje jbo lje kada ka da su taktnog mulja u zonu reakcije i mešalica. U donji deo reakcione zone dovode se pH pH-vre -vred dnosti od 5 do 6. sirova voda i hemikalije. Potrebna turbuAko se upotrebljava ferihlorid, flokulalencija postiže se mešalicom. Broj obrtaja cija se dobro odvija u području od pH 8, mešalice podešava se tako da se ne razbi pa pa i više iše. Stoga je ferihlo fer ihlorid rid pogoda pog odan n za ju nastale nas tale flokule. istovremenu dekarbonizaciju i flokulaReakcioni mulj prolazi kroz prorez na ciju. Aluminijum-sulfat se na našem tržidonjem delu reakcionog prostora u zonu štu može nabaviti u krupnim komadima sedimentacije, gde se mulj razdvaja od koji se rastvaraju u vodi u posudama za vode. Voda koja izlazi iz flokulatora vodi pr pripremu otopine, otopin e, a zatim dozir-pu doz ir-pumpa mpama ma se dalje na peščane filtre i prema potrebi ubacuje u vodu. na dalju obradu. TALOŽENJE
Taloženje je naredna faza u postupku bistrenja vode u postrojenjima za flokulaci ju-flokulatorima, ju-flokulato rima, odno od nosn sno o reaktorima. reakto rima. Hidro idroks ksid idi, i, koji nastaju nas taju hidro h idrolizo lizom m aluminijum-sulfata, odnosno ferihlorida, prvo nastaju u koloidnom obliku a tek posle izvesnog vremena prelaze u fazu flokule. Da bi se se povećala pov ećala brzi br zina na koag ko agula ulacij cije, e, dozira se polielektrolit. Polielektrolit gradi vrlo brzo grube flokule sa velikom brzinom taloženja. Ova reakcija dalje zavisi od temperature. Zbog toga je potrebno zagrevati sirovu vodu na ulazu u flokulator na 15-20°C. Ukoliko je po potre trebna isto is tov v rem re m en a. deka de karb rbon oniz izac acija ija,, neophodno je pored flokulanata i polielektrolita dodati i odgovarajuću količinu kreča. Reaktor se sastoji od olcruglog čeličnog ili betonskog bazena u koji je ugrađen centralni deo za reakciju. Ispod tog dela nalazi se levak za mulj iz koga se periodično ispušta sadržaj.
FILTRACIJA
Proticanjem vode preko filtracionog materijala, izdvajaju se čestice čestice koje nisu prethodno uklonjene taloženjem. Kao filtracioni materijal koristi se kvarcni šljunak granulacije od 0,5 do 6 mm. Na površini filtracionog materijala stvara se sloj od flokula (filtracioni kolač), koji pojačava efekat filtracije. Prema dužini filtracije, peščani filtri se dele na spore, brze i ultrabrze filtre. Spori jiltr i su danas praktično odbačeni. Prednost im je biološki stepen delovanja. nja. Služili Služili su za pročišćavanje pročišćavanje površinskih povr šinskih voda bez daljnje obrade. Brzi Brz i filt fi ltrr i se danas najviše upotrebljavaju. Kroz njih voda neprekidno struji pod po d odre od ređe đeni nim m priti pr itisk skom om koji ko ji zavis za visii od prese pr eseka ka filtra filt ra i visi vi sine ne filtra fil traci cion onog og sloja. Građeni su od čelika i cilindričnog su oblika. Filtar deluje površinom celog volumena filtracione mase. Ako filtar radi nekoliko sati, voda se bolje filtrira. U tome se 93
r
ogleda efekat adhezije - filtracioni sloj sloj zadržava čestice manjeg prečnika od pre~ čnika slobodnog prostora između zrnaca peska. Za filtraciju se koriste dva sloja peska: - donji, nosivi sloj, u visini do 30 cm, cm, granulacij granulacijee 4- 6 mm, mm, - gornji, radni sloj, sloj, granulacije 1-2 mm, mm, a visina sloja zavisi od brzine filtracije (najčešće do 2 m).
sa stepenom zasićenja aktivnog uglja i zavisi od vrste ulja i njegove emulgacione sposobnosti. Aktivni ugalj ne sme se koristiti za uklanjanje ulja u prisustvu oksida gvožđa.
IZDVAJANJE VIŠKA F ILORA IZ P I T KE V O D E DEZODORIZACIJA
Hlorisana pitka voda ne sme sadržati više od 0,3 mg/1 aktivnog hlora. Količina koja se dodaje podešava se prema kon centraci ji sredstava kojima kojim a se vrši hlorisan hlor isanje je i sadržaj klica. Kako količina Cl2 od 0,3 mg/1 daje vodi neugodan neug odan miris, vodu je potrebULTRABRZIFILTRl no dezodorisati. U ovu svrhu se takođe Ovi filtri imaju kombinovano punjenje. koristi filtar sa aktivnim ugljem. Na ovaj način na čin se odstr od stran anjuj juju u i svi druGornji sloj se sastoji od aktivnog uglja grube granulacije i deluje kao neka vrsta gi neugodni mirisi. Vek trajanja aktivnog predfil pre dfiltra tra,, koji koj i ukla uk lanj njaa samo krupni kru pnije je če- uglja, zavisno od zagađenja vode, iznosi stice iz vode. Sitnije čestice se uklanjaju godinu do dve dana. Ovde se aktivni ugalj na peščanom sloju, koji je smešten ispod takođe ne regeneriše, već se zamenjuje novim. aktivnog uglja. Na N a ovaj ovaj način se znatno produžava vreme filtracije. filtracije. Kada poraste otpor u filtru na 5-6 m VS, ili kada je izlazna voda mutna, filtar se ispira vazduhom vazduho m i vodom.
PREČIŠĆAVANJE VODE J O N S K I M I Z M E N JI V A Č I M A I Z D V A J A N J E U L JA IZ K O N D E N Z A T A
Ako kondenzat sadrži veliki procenat ulja, npr. iznad 10 mg/1, kondenzat se prevodi kroz bazene ba zene u kojima kojim a se zadržava pola sasata do sat. Tada se ulje odvaja od vode i is pliva pli va na površi pov ršinu. nu. Ulje se iz kond ko nden enza zata ta potom poto m izdvaj izd vajaa filtra fil tracij cijom om kroz kro z sloj aktivnog uglja. Na taj način se može ukloniti maksimalno 20% ulja. Regeneracija aktivnog uglja nije moguća, stoga se iscrpena količina ulja zamenjuje novom. Filtar najbolje radi na temperaturi oko 100°C. Sadržaj ulja preostalog u kondenzatu raste 94
Izmenjivači su čvrste, u vodi netopive materije, sposobne da iz otopine elektrolita prime prim e na sebe pozi p ozitiv tivne ne ili nega ne gativ tivne ne jon jo n e i da ih zamene ekvivalentnom količinom vlastitih jona. jona . Kako ta izmena obuhvata samo jone i podleže podle že zakonu zak onu o delova del ovanju nju masa, masa , ove mama terije se nazivaju jonski izmenjivači. Na N a osno os novu vu toga to ga da li se vrši vr ši izm iz m ena en a katjona ili anjona, izmenjivači se dele na katjonske i anjonske.
NEUTRALNA
JONSKA
I Z M E NA NA . O M E K Š A V A N J E
Ova vrednost za neutralnu jonsku masu obično iznosi do 25 m/h.
Katjo tjonski izmenji izme njiva vač, č, zas z asićen ićen katj k atjon onsk skim im jo jonima, zame z amenju njuje je kalcij ka lcijum umov ovee i magn ma gneeUTROŠAK SREDSTAVA ZA zijumove jone, otpuštajući natrijumove REGENERACIJU jo jone. Kako tvrdoću tvrd oću čine jo n i kalcij kal cijum umaa i magnezijuma, ovaj postupak naziva se Teoretski utrošak sredstava za regeneraci ju je ona on a količin ko ličinaa sred s redsta stava va potre po trebn bnaa da d a se omekšivanje vode. nadoknade izmenjeni jon i iz jonske jon ske mase. Omekšavaju se one vode koje nemaju Stvarni utrošak je teoretski utrošak uveviso isoku tvrd tvrdoću oću.. ćan za višak sredstava za regeneraciju. U Omekšavanje se sprovodi provođenjem praksi se poka p okazao zao potreb pot rebnim nim.. vode preko preko omek om ekšiv šivača ača ili jons jo nsko kog g filtra filtr a u Za neutralnu jonsku masu uzima se kome se nalaz na lazii kat k atjo jons nska ka m asa u neune unajčešće 250 g NaCl/I mase. Posuda za so tralnom obliku. Voda na izlazu iz filtra manjih omekšivača smeštena je na vrhu više ne sadrži kalcijumove i magneziju- omekšivač omekšivača. a. Kod većih jonskih jons kih filtara za move soli, soli, već ekviv ekv ival alen entn tnu u kol k oličin ičinu u neun eu- omekšavanje vode, posuda za so je odvotralnih soli. Takva voda je mekana i ima jena je na.. U oba ob a slučaja slu čaja voda vo da protiče prot iče kroz kro z popo tvrdoću 0°N. sudu otapajući so, a zatim odlazi na jonDa bi jonsk jon skaa masa m asa bila ponovo pono vo sposob- sku masu. Najčešće se koristi 10%-na na da veže kalcijumove i magnezijumove otopina soli. soli. Postrojenja za omekšavanje, soli, potrebno ju je regenerisati. Rege- koja dnevno troše 0,5 t soli pa i više, imaba zenee za so. U baze ba zeni nim m a se priređ pri ređuje uje neracija se vrši otopinom kuhinjske soli, ju bazen pr pri čemu emu se kalci ka lcijum jumov ovii i magn m agnezij ezijum umovi ovi 10%-ni rastvor soli koji se centrifugalnim pum pamaa uvodi u vodi u filtar. jo joni istisnu iz jons jo nske ke mase ma se a na njihovo njih ovo pumpam Dok posuda za so sadrži količinu soli mesto ponovo pon ovo vežu ve žu natrij na trijum umovi ovi joni jo ni.. po trebn bnu u za je d n u regen reg enera eracij ciju, u, dotle dotl e baDa bi omekšivač dobro funkcionisao, potre zen za so sadrži soli za dve regeneracije po potre trebno je zado za dovo voljit ljitii sledeće sled eće vredn vr ednost osti. i. pa i više njih. Za ekstr ek strem emno no visok vis oku u dnev dn ev-Specifično opterećenje jonske mase mase je nu potrošnju soli, soli, grade se bazeni za vlažnu vla žnu minimalna, odnosno maksimalna količideponiju soli. U tim bazenima se nalazi na vode koju može preraditi jedan kubni prez pr ezas asićen ićen rastv ras tvor or soli, koji ko ji se pum pu m pom po m metar etarjo jons nske ke mase u jedini jedi nici ci vremena: vreme na: transportuje do mešača gde se razređuje sirovom vodom do potrebne koncentraSp = (m3/h)/m3. cije. Ova vredn vre dnost ost treba tre ba da se kreće u granicama od 5 do d o 40. Brzina p ro tic ti c an ja je količina vode u jed jedinic inicii v rem re m en a p rera re račun čun ata at a n a efekefe ktivnu površinu filtra:
RADNI PERIOD FILTRA
Radni period filtra omekšivača soli jonskih filtara predstavlja vreme zasićavanja jons jo nske ke mase i vreme vre me regene reg enerac racije ije.. Radni Ra dni period per iod jonsk jon skog og filtra filt ra ne n e treba treb a da bude b ude krakra ći od 8h ni duži od 24h. 95
ČIŠĆENJE JONSKOG F I L T R A ZA O M E K Š A V A N J E VODE
Na jon jo n sko sk o j masi ma si se vrem vr emen enom om natalo nat alože že razne čestice nečistoće nečistoće koje dolaze sa nedovoljno prečišćenom vodom ili zaprIjanom kuhinjskom solju. Te čestice se najčešće sastoje od jedinjenja gvožđa i glinenog glineno g mulja. mulja. Za čišćenje čišćenje jonsk e mase koristi koristi se hlohlorovodonična kiselina. Ukoliko filtar nije u kiselootpornoj kiselootpo rnoj izvedbi, masa se mora izvaditi iz njega.
POSTUPAK ČIŠĆENJA
Voda Voda se ispusti iz filtra do gornjeg gornje g sloja jonjon ske mase i ubaci se vazduh u količini od 1001/h i vremenu od 15 min. Masa se do bro rastr ra strese ese i izmeša. izme ša. Zatim Zat im se protustr pro tustruu jn o pere pe re vodo vo dom m da bi b i se uklon uk lonio io rastreše rast reše-ni talog, sve dok izlazna voda ne postane bistra. Ovaj postupak postup ak se ponovi. Voda se sasvim ispusti iz filtra a jonsk jon skaa masa se pre baci u veću plast pl astičnu ičnu posudu. posudu . U plasti pla stičnu čnu posud po sudu u ulije ul ije se 15%-na 15%- na kise k iselin linaa u količini kol ičini od 1,5 do 2 1po litri jonske mase. Ovako poto po topl plje jena na jon jo n ska sk a masa ma sa ostavi se da stoji 12 sati. Radi boljeg efekta kiselina se može zagrejati na 50°C. Posle 12 sati delovanja kiselina se ispusti iz plastične posude a masa se opere vodom. Za potpuno ispiranje kiseline potrebna je desetostruka desetostruka kolikoličina čina vode u odnosu na n a jonsku jons ku masu. masu. Masa se zatim prebaci u filtar. Radi prevođenja u Na-oblik regeneriše se 10%-nim rastvorom NaCl, uz dodatak od 20 g/1 mase natrijumnatriju m-karbo karbonata nata (Na2C (Na2C 0 3). Količina kuhinjske soli treba da je dvostruka od uobičajene, tj. oko 400 g/1. Ispiranje je završeno kada je izlazna voda potpuno neutralna. neutralna.
96
P R I ME R P O V E Z I V A N J A OMEKŠIVAČA
Na slici 4.48 prika pr ikazan zano o je postr po stroje ojenj njee koko je služi za om ekša ek šava vanj njee vode. vod e. M ogu og u se kombinovati i dva jonoizmenjivača i jedna posuda za so. Tada je jedan jonoizmenjivač u pogonu a drugi se regeneriše. Omekšivači vode se koriste u postro jenj je njim im a gde se voda vod a zagre zag reva va ili isparava, pa postoj pos tojii opasn op asnos ostt da se kam ka m enac en ac taloži na grejnim površinama, na cevima i zidovima kotlova i uređaja. Omekšivači vode služe za pripremu kotlovske vode, za bojler boj leree tople to ple vode, vode , u perio pe rionic nicam ama, a, u induindu striji (hemijska, tekstilna, farmaceutska i slične). Omekšivači vode sastoje se od filtra f iltra sa izmenjivačkom masom, posebne posude za so i cevnog razvoda sa armaturom arma turom preko koje se voda omekšava, regeneriše i is pira pir a izme iz menji njivačka vačka masa, masa , i ispira ispir a posu p osuda da za so. Radni pritisak je obično do 6 bar, a radna radn a temperatura od +5 do +50°C. Omekšivač vode izrađuje se od čeličnog lima. Unutrašnje i spoljašnje strane omekšivača zaštićene su kiselootpornim premazim prem azima. a. Tokom prolaska vode kroz masu u omekšivač, joni iz soli koji čine tvrdoću vode zamenjuju se jonima iz soli koje nemaju svojstvo da stvaraju kamenac. Posle omekšavanja predviđene količine vode, omekšivačka masa se iscrpljuje. Ova masa se regeneriše rastvorom kuhinjske soli, posle čega se ispira vodom. Tada je uređaj sprem spr eman an za dalju dal ju eksplo eks ploata atacij ciju ui pogon.
M A GN E TN A
OBR AD A
VODE
Na Na ulaznu cev ce v u k otlo ot lov v e , n a ročit ro čito o one on e za grejanje, preporučuje se postavljanje magnetnog uređaja za sprečavanje taloženja kamenca. Na slici 4.49 prikazan je je jedan takav uređaj uređ aj sa nav n avoj ojni nim m veza ve zama ma za cevovode. Poznato je da voda spada u „nemagnetične materijale“, ali magnetno polje, po pod određen odre đenim im uslo us lovi vim m a, utiče ut iče n a neke ne ke fizičke karakteristike vode. Ova pojava je
Sl. 4.49. — Magnetni Mag netni uređaj za sprečavanje sprečav anje stvaranja stv aranja kamenca (LIMES - Beograd) Beograd)
97
uočena još tridesetih godina ovoga veka, fna masa m asa (poznata kao arago nit-talk) koja koja ali je praktična primena magnetno obra- u vidu mekog mulja otiče vodenom struđene vode počela neposredno posle Dru- jom jo m , ili se talož tal ožii pa nakn na knad adno no ispira. ispi ra. Zagog svetskog rata. Postupak magnetne pa že n o j e da m a g n etn et n o o b ra đ e n a voda vo da obrade primenjuje se i na druge tečnosti. takođe deluje na smanjivanje kamenca Da bi magnetna obrada vode bila efi- nataloženog pre nego što je primenjen kasna, potrebno je ispuniti sledeće us- magnetni uređaj. love: Fizičke karakteristike magnetno obra- da postoj postojii magnetno polje polje dovoljne dovoljne đene vode ne menjaju se neograničeno jačin ja čine, e, čije m agne ag netn tnee linije lin ije sila sil a treba tre ba da dugo. U zavisnosti od načina korišćenja ove vode (raspršivanje, dodir sa vazdudeluju popreko n a protok vode; vode; - da voda nije hem ijski čista čista (dest (destiloilo- hom i slično), fizičke karakteristike se vana ili demineralizovana), već da sadrži vraćaju u prvobitno stanje posle nekoliko izvesnu količinu jona rastvorenih soli i sati, odnosno nekoliko dana. minerala; - da voda struj strujii kroz magnetno polje polje određenom brzinom (po mogućnosti u opsegu od 0,5 do 5 m/s). Osnovna namena uređaja za magnetnu obradu vode je sprečavanje stvaranja kamenca u uređajima sa tekućom vodom, naroČ naroČ ito ito ako se ta voda vod a zagreva na tem perat pe rature ure više viš e od 60°C, kada ka da se kam ka m enac en ac stvara intenzivnije. Prolazeći kroz magnetno polje, voda ne menja svoj hemijski sastav, sastav, pa se ne može reći da je ona „omekšana“ . S druge strane, nezna tno se menja ju j u neke nek e njen nj enee fizičke fizi čke karak ka rakter terist istike ike,, kao što su: viskozitet, površinski napon, električna provodnost i pH-vrednost (ukoliko je pre obra ob rade de b ila il a ispod isp od v redn re dnos osti ti 7,5). 7,5) . Međutim, veoma je značajno gubljenje sposobnosti rastvorenih soli da stvaraju tvrde kristale koji u vidu naslaga oblažu instalacije i uređaje kroz koje teku ili u kojima se nalaze. To se objašnjava dejstvom magnetnog polja na elektronske orbite atoma u molekulima rastvorenih soli. S obzirom na to da u vodi najčešće ima kalcijum-karbonata (krečnjaka), pod dejstvom magne m agnetnog tnog polja stvara se, se, umesto tvrdih naslaga kamenca, nastalih srastanjem kristala kalcijum-karbonata, kalcijum-karbonata, amor98
4.10. 4.10.3. 3. SMETNJE U POGONU, UZ RO CII CI I OTKLANJANJE Mesto
Smetnje
Pe ščani f i lt lt a r P o r a s t p r i t i s k a u p o s u d i
Omekšivač ili neutralni jonski fil ta r
U z ro k P re v e lik a z a p rlja n o s t filtra
M u t n a v o d a to to k o m radnog perioda
L o š e o p r a n f i l ta ta r P o j a v a k o l o i d n i h n e č i s to to ć a u u sirovoj vodi
Porast pritiska u posudi
M e h a n i čk č k a z a p r l ja ja n o s t jo jo n s k e mase
S k r a ć e n je je r a d n o g p e r i o d a
O tk la n ja n je O p r a ti fllta r Ponoviti pranje P r c t h o d n o i s t a l o ž it it i k o l o i d c
O p r a t i i h e m i j s k i t r e t i ra ra t i j o n s k u m a s u s a H C I
G u b i t a k m a s e i z fr fr l tr tr a
Preg ledati ispravn ost dizni i dopuniti masu
U s i tn t n j e n j e m a s e u sl s l e d m r ž n j e n ja ja meh. udara i dr.
Laboratorijski ispitati kapacitet m ase i po potrebi zameniti masu
M e h a n i č k a z a p r lj lj a n o s t m a s e
D obro rastresti m asu, oprati a po . p o tr e b i i h e m ij s k i o či s ti t i Proboj tvrdoće tokom
S p e c i f ič ič n o o p t e r e ć e n j e v a n d o z v o l j e n i h g r a n ic ic a
r a d n o g p e r io io d a
Loše izvedena regeneracija P r e v i s o k s a d r ž a j N a u s i r o v oj oj v o d i M e š a n j e s a s ir ir o v o m v o d o m
Napojna voda
Povećan sadržaj kiseonika
P o v e ć a ti t i , o d n o s n o s m a n j i ti ti p r o t o k Ponoviti regeneraciju Projektna greška Pregledati instalacije i p r o b n u s t a n ic u I s p i ta ta t i h e m i k a l i j e i p o
N e i s p r a v n o s t h e m i k a l ij a z a o đ r e đ i v a n j e t v r d o će će
p o t r e b i n a p r a v i t i s v e ž e
N i s k a t e m p e r a tu r a
Pregledali armatuni na đovodu pare P r o k o n t r o l i s a ti ti r a d p u m p e i
N e đ o v o l jn o d o z i r a n j e h i d r o z i n a
ispravnos t instalacije za hidrozin N i s k a p H - v r e d n o s t (p-alkalitet > 0) P o j a v a u k u p n e t v rd rd o će će
N e d o v o l j n o d o z i r a n j e t r in in a t r i j u m - f o s f a t a Dodata voda nije dovoljno omekšana
Pregledati pum pu i instalacije z a t r i n a t r ij ij u m - f o s f a t Otkloniti sve hemijske faktore, kao i kvarove n a instalacijama
K o n d e n z a t je j e v e l ik i k e t v rd rd o će će N e i s p r a v n e i n s t a l a c ij e Kotlovska voda
Prev isok alkalni broj
Povećana koncentracija soli u kotlu
PITANJA
1. Sta su toplov top lovodn odnii sistem sis temii za grejanje? grejanj e? 2. Od kakvih kakvih se materijala mate rijala prave kotlo ko tlovi vi za z a centralcentra lno grejanje? 3. Koje oje su osnov osn ovne ne karakteristike livenih liven ih člankastih člankasti h kotlova? 4. Kakva akva su ložišta kod liveni liv enihh člankastih člank astih kotlova? kotlova ?
Povećati odsoljenje
5. Koje su osnovne karakteristike čeličnih kotlova? 6. Šta su to blok-kotlovi blok-kot lovi za centralno grejanje? grejanje? 7. Kako se obezbeđuje automatski rad rad kotlova? 8. Koji se grejni fluidi primenjuju za centralno gre janje? 9. Šta je toplotno opterećenje kotla? 10. 10. Koji su pomoćni uređaji kotlova? 11. Šta su gruba i fina armatura kotla? 99
1 22.. K o j i s e s i g u r n o s n i u r e đ a j i p r i m e n j u j u k o d k o t lo lo v a z a c e n t ra r a l n o g r e ja ja n j e ? 1 33.. K o j e s e v r s te t e r e g u l a t o r a p r im i m e n j u j u n a k o t lo lo v i m a z a c e n t r a l n o g r e j a n je je ? 1 4. 4. Š t a s u f o s i l n a g o r i v a ? 1 55.. Š t a j e e l e m e n t a r n a a n a l iz i z a g o r iv iv a ?
2 9 . K a k v u u l o g u i m a d i m n j a k u p o s t r o j e n j u c e nntralnog grejanja? 3 0 . Š t a s u k u ć n e p o d s t a n i c e ? ( S k i c ir i r a t i o s n o v n u o pp--
1 66.. 1 7. 7. 1 8. 8. 1 9. 9.
33. 34. 35. 36. 37. 38.
Š t a j e g o r n j a i d o n j a t o p l o t n a m o ć g o r iv iv a ? K o j a s u k a r a k t e r i s ti ti č n a č v r s t a g o r i v a ? K o s u p r e d s t a v n i c i te te č n i h g o r i v a ? K o j e g a s o v i t o g o r i v o s e n a j č e š ć e k o r i st s t i u s i s te te m i m a z a c e n t r a l n o g r e ja ja n j e ? 2 0 . K a k o s e s k la la d i š t i u g a l j ? 21. Kako se skladište tečna goriva? Koje vrste rezerv o a r a p o s t o je je ? 2 2 . K o j a j e o s n o v n a o p r e m a r e z e r v o a r a z a te t e č n o g o r iivo ?
23. Šta je to m erno-regu laciona stanica za gas? 2 4 . O č e m u s e m o r a v o d i t i r a č u n a u s k l a d iš i š t u č v r st st o g goriva? 2 5 . O č e m u s e m o r a v o d i ti t i r a č u n a u s k l a d i š tu t u te te č n o g goriva? 2 6 . Š t a s e p o d r a z u m e v a p o d p o j m o m t o p la la n a ? 2 7 . Š t a se s e p o d r a z u m e v a p o d p o j m o m k o t l ar a r n ic ic a ? 2 8 . K a k o s e v r š i r e g u l a c i j a u k o t la l a r n i c a m a s o b z ir ir o m n a p r o m e n u s p o l ja ja š n je j e t e m p e r a tu tu r e v a z d u h a ?
remu.) 3 1 . K a k o s e t r a n s p o r t u j e to to p l o t n a e n e r g i j a ? 3 2 . K a k o s e i z v o d e to to p l o d a l e k o v o d i ? K a k v a j e r a z l ik i k a i z m e đ u s l a v i n e i v e n t i la la ? K ako se obeležava armatura? Š ta su ve ntili sigurn osti? Š t a j e r e g u l a c i o n i v e n t i l? l? Š t a j e , ,k , k o n d e n z - lo lo n a c “ ? K a k v e s e p u m p e n a j če č e š ć e k o r i s te te u i n s t a la la c i ja ja m a c e n t r a l n o g g r e j a n ja ja ? 3 9 . N a k o j i m s e m e s t im im a i n s t a l a c i ja j a c e n t r a l n o g g r ee j a n j a u g r a đ u j u c i r k u l a c i o n e p u m p e ? 40. Šta je toplotna izolacija i čem u služi? 41. Šta je zv učn a izolacija i čem u služi? 4 2 . Z a š to t o j e v o d u p o t r e b n o p r i p re r e m i ti t i p r e n e g o š t o se se
n j o m e n a p u n i i n s ta t a l a c i ja ja c e n t r a l n o g g r e j a n j a ? 4 3 . Š ta ta s u j o n o i z m e n j i v a č i ? 44. K akav je to m agn etni uređaj za obrad u vod e i čemu služi? 4 5 . K o j e s m e t n je j e n a s t a ju j u u r a d u p o s t ro ro j e n j a z a h e m i js js k u p ri r i p re r e m u v o d e ? K a k v e s e m e r e p r im im e n j u j u z a n j i h o v o o t k l a n j a n j e ?
5. EKSPLOATACIJ EKSPLOATACIJA A PARNIH I TOPLOVODNIH KOTLOVA
Pogon jednog postrojenja za centralno grejanje, bez obzira na veličinu i kapacitet, može imati nekoliko faza ili etapa, kakoujednom danu, tako i u celom grejnom pe periodu, i to: to: - pripremni pripremni radovi, - start postrojenja, - normalan normalan pogon, pogo n, - gašen gašenje je postrojenja postro jenja i - prestanak rada.
5 1. PRIPREMNI RADOVI Pre poč početka etka grejn gr ejnee sezon sez onee m ora or a se preglepre gledati i prokontr prok ontrolis olisati ati ra zvod zv odna na cevn ce vnaa mremre ža, kao i grejn gr ejnaa tela. tela . Ova Ov a kon k ontro trola la se jeje dnostavno može izvršiti tako što se sistem napuni vodom i pusti u rad cirkulaciona pu pumpa. Even Ev entu tualn alnaa prop pr opuš ušta tanj njaa i curen cu renja ja odmah su vidljiva.
Curenje na grejnim g rejnim telima, spojevima i armaturi može se blagovremeno otkloniti. Pre starta kotlova takođe treba preduzeti određene radnje koje ne zavise od pri prem pr emnih nih radnji rad nji na mreži. mre ži. O ne čine čin e pose po se- bnu bn u fazu, a mogu mo gu se izv i zvod oditi iti istov ist ovrem remen eno. o. To su pripreme za start postrojenja.
5.2. 5.2. START START POSTRO POS TRO JENJA JEN JA
Pre starta postrojenja za centralno grejanje treba pregledati: - trakt goriva goriva i produkata sagorev anja i -trakt grejnog medijuma (topla voda ili vodena para). para).
TRAKT PRODUKTA
GORIVA
I
SAGOREVANJA
Ukoliko u sistemu etažnog grejanja nema cirkulacione cirkulaci one pumpe, pum pe, odno od nosn sno o ako je togravitaciono grejanje, sistem se može po podvrći probi pod p od vod v odov ovod odsk skim im priti p ritisko skom m (ne višim od 3 bar).
1) Najpre na kotlu pregledati pregled ati da li funkcionišu vrata za ložište (za ubacivanje uglja) i vrata na pepeljari. Ovo je važno da u pogonu ne bi nastale smetnje u slučaju zatvaranja ili otvaranja ovih vrata.
Ako je posredi parno grejanje, ponoviti post postu upak ispit is pitiva ivanja nja sa vod v odov ovods odskom kom vodom, s tim da se vodi vo di račun ra čunaa da prit p ritis isak ak u grejnim telima telim a ne bude bu de viši viš i od o d pritis pr itiska ka koko ji ji vlad lada u siste s istemu mu grejanja gre janja..
2) Ispitati da li funkcioniše sistem za izbacivanje šljake i proveriti da se ne iz bacuj ba cuju u iskre iz kot k otla la u toku tok u pog p ogon ona. a.
Vodo Vodovo vods dsku ku vodu vod u treba treb a priprem prip remiti, iti, odnosno ,,omekšati“ pre pr e punje pu njenj njaa cev c evne ne mreže za start, onako kako je objašnjeno.
3) Proveriti rad klapni ili zaklopki na izlazu dimnih gasova u dimnjak, ako ima više kotlova, da li može svaki kotao da se izoluje, odnosno da li svaki kotao može da se isključi. 10 1
4) Pregledati da na kotlovskom dimnjaku i nema prskotina; ako dimnjak ima kontrolne otvore - da li mogu da se zatv zatvoore, i da li su im ispravna vratanca ili drugi uređaji za zatvaranje.
plomb plo mbom om i slično). s lično). Ako Ak o je vent ve ntil il sigurn sig urnoosti sti sa tegom, proveriti da li je teg na označenom i ispravnom ispravn om mestu. Ventil sigurno- ' sti se nikako ne sme dodatno dodatn o opterećivati opterećivati ; nikakvim teretom. To može uzrokovati pr estan tanak ak rada rad a vent ve ntila ila sigurn sig urnos osti, ti, te priti5) Ako se primenjuje tečno gorivo, pro- pres izaveriti rad svih grejača, ispravnost pumpi i sak u kotlu može porasti, što može da izaelektromotora, te ispitati svu armaturu zove eksploziju i pričini ogromnu materište tu, i prou pr ouzr zrok okuj ujee ljuds lju dske ke žrtve. žrtv e. (ventile, filtre i ostalo) i sistem za signa- ja ln u štetu, Veoma često rukovalac pravi grešku kada lizaciju nivoa u rezervoarima. vidi da ventil sigurnosti malo pušta vodu, 6) Kod gasnih instalacija vizuelno pro- pa ga doda do datno tno opter op tereti eti (!) m isleći isl eći da će veriti ispravnost položaja armature, mer- na taj način sprečiti kvar. Ukoliko to uoči, nih i regulacionih organa, uzemljenja i odmah treba da pokuša opravku ili zamostova za lutajuće struje između priru- menu men u ventila sigurnosti, sigurnosti, a neispravan ven bnica bn icam m a odvo od voje jenih nih delova. til odmah uputi na remont. 5) Proveriti stanje ekspanzione posude, bez obzira na to da li li je sistem otvoren T R A K T G R E J N O G M ED I. T UM A ili zatvoren. Posebnu pažnju posvetiti is pravn pra vnos osti ti preliv pre livnih nih cevi cev i i odv o dvod odaa iz prelipre li1) Ukoliko kotao već nije napun jen vova kod otvorenog sistema. sistema. Kod K od zatvorenog dom, napuniti ga; ako u okviru postroje- sistema proveriti rad membrane i održanja nema hemijske pripreme vode (jono- vanje natpritiska, natpritiska, kao kao i predviđeno osiguosiguizmenjivači), obavezno se preporučuje ranje. pu n jen je n je kotla ko tla pom po m oću m agne ag netn tnog og ureure 6) Proveriti da li su svi odvodni i pođaja, koji treba ugraditi što bliže kotlu. Parna postrojenja pos trojenja nikako ne puniti vodom vratni cevovodi vezani sa mrežom. Sa armaturom (ventili, slavine i ostalo) treba koja nije hemijski pripremljena. raditi prema uputstvu za rad sa predme2) Proveriti sve termometre; pregledati tnim kotlovskim postrojenjem. postrojenjem. Ovo uputda im nisu n isu pukle končanice kon čanice žive ili druge druge stvo sa šemom postrojenja, na kome se tečnosti koja se širi i pokazuje temperatu- vide svi elementi instalacije, mora biti u ru. Pregledati čahure sa uljem i napuniti napu niti ih kotlarnici kotlarnici na n a vidnom mestu i uramljeno. da bi rezervoar sa živom ili drugom te Na slici 5.1 šemats šem atski ki su prik pr ikaz azan anii točnošću bio u ulju. kovi temperatura grejnog medijuma pre3) Proveriti da li su svi manometri ma spoljašnjoj temperaturi vazduha. prik pr iklj ljuče učeni ni preko pre ko trokr tro krak akee slavi sla vine ne,, da li Ukoliko spoljašnje temperature nisu su slavine u ispravnom položaju i da li popo- ispod nule, kotao se može startovati istokazuju pritisak u kotlu za vreme pogona. vremeno sa uključivanjem cirkulacione 4) Proveriti ispravnost ventila sigur- pump pu mpe. e. U kolik ko liko o su tem te m p erat er atu u re spol sp olja ja-nosti ili sigurnosne sigurno sne cevi. Ukoliko su ven- šnjeg vazduha ispod nule, potrebno je babatili sigurnosti sa oprugom, proveriti da ni- rem tenipcraturu u kotlu podići na tem je došlo do šlo do neki ne kih h prom pr om ena en a u odno od nosu su na pera pe ratu turu ru povr po vrat atn n e vode vo de i tada ta da u klju kl jučiti čiti bažd ba ždar aren eno o stan st anje je (otki (ot kida danj njee osigu os iguran ranja ja sa cirkulacionu pumpu. pumpu. Na ovaj se n ačin une102
P R IR IR O D N A C I R K U L A C IJ A O
P
30°
^
P R IN IN U D N A P U M P N A C I RK U L A C U A +20°
30°
O
P
-
32°
fv
36
-
+15°
30°
34 40°
40°
47
-
hl0°
37°
44
-
52
-
38°
50°
50° 56
-
. + 5° 5°
46°
60° 63
-
44°
60° 62
48°
-
50°
69
-
56°
76
-
60°
83
-
66°
90
-
70°
70° 71
-
-5 °
54°
70°
78
-
60°
-
10
°
80° 80° 84
-
65°
90
-
70°
-15°
90° -
90°
20°
- S p o l j n a te te m p e r a t u r a v a z d u h a O P
- T e m p e r a t u ra ra o d v o d n o g v a z d u h a - T e m p e r a t u ra r a p o v r a tn tn o g v a z d u h a
Sl. 5.1. 5.1. - Toko Tokovi vi tempera temperatura tura u polaznim i povratnim vodovima vodovima kod toplovodnog grcjanja u zavisnosti od spoljašnje temperature temperature vazduha vazduha (za (za spoljnu projekt nu temperaturu temperaturu od -2(f'C )
toliko štiti kotao tako da ne nastaje niskotem tempera eraturn turnaa koroz ko rozija ija na mestu me stu prikl p riključejučenja povratnog povr atnog voda vo da..
strojenja ili pre nego što postrojenje počne da radi, može se stalno kontrolisati stanje izolacije cevovoda i opreme.
7) Ako se kotao loži gasom, proveriti ispravnost blokada s obzirom na određeni br broj izmena vazd va zduh uhaa u kotlu, kotl u, odno od nosn sno o u totlarnici.
5.3. NORM ALAN PO GO N
8) Posle ovih priprema kotao može se star tartov tovati onako onak o kako k ako je to predv pr edviđe iđeno no uputuput stvom za rad postro po strojen jenja. ja. U tok t oku u rad r adaa po-
1) Tokom Tokom norma lnog pogona pogo na obavezno se pridržavati temperaturskih režima koji su dati na slici 5.1, 5.1, s tim što se može konkon trolisati i automatika koja je eventualno 10 3
predv pre dviđ iđen enaa za rad u okv okviru iru po postr stroje ojenja nja i 5.4. GAŠENJE POSTROJENJA koja reguliše pojedine uređaje. uređaje. Ukoliko Ukoliko je Postrojenj a za centralno central no grejanje grejan je obiobiza neko područje i postrojenje posebno 1) Postrojenja sati tokom jedn je dnog og grejgrejdat temperaturski režim, treba se prven- čno rade 14 - 16 sati nog dana. Gašenje gorionika kotlova na stveno pridržavati njega. tečno i gasovito gorivo znači i trenutni 2) Nikako ne ubacivati više uglja u ko presta pre stanak nak dovođ d ovođenj enjaa toplote, toplote , odno od nosn snoo pretao ukoliko je vidljivo da će to povisiti stanak sagorevanja. U kotao na ugalj pospoljašnju temperaturu te mperaturu vazduha vazduha.. trebno je pred kraj loženja obustaviti uba3) Ukoliko se kotao pregreje ili se usi- civanje goriva i dopustiti sagorevanje jaju ja ju njego nje govi vi delovi, delo vi, nikak nik akoo ih ne polivat poli vatii ostataka goriva. goriva. vodom. Ako se veoma zagrejane površine U periodima veoma niskih temperatura temperatura poliv po livaju aju vod vodom om,, dolazi dola zi do tre t renu nutn tnog og ispa- može se ložiti ložiti u minim alnom režimu režim u i bez ravanja vode i do stvaranja vodene pare. prek pr ekid ida. a. To z na nači či da j e d ov ovoo ljno lj no samo sa mo Ova para može da izazove veoma opasne održavati održavati plamen a vodu održavati na takopekotine na osobama koje se nalaze u voj temperaturi da ne dođe do zamrzava blizi bli zini ni kotla. nja. Takođe je potrebno održavati i cirku4) U toku normalnog norm alnog pogona treba kon- laciju, odnosno obezbediti strujanje da se trolisati količinu pepela, ukoliko se ne od- neki delovi instalacije ne bi zamrzli. vodi mehanički. Ovo je potrebno da bi se 2) Nikako ne zaustavljati pogon grejasprečilo zagušenje i omelo dovođenje va- nja sa punim ložištem goriva koje je ostazduha. Posle izbacivanja pepela i šljake, vljeno da tinja. Ovo može da dovede do mogu ostati žar i sitni komadi uglja koji stvaranja gasova usled nepotpunog sagonije izgoreo. Oprezno i malim količinama revanja, koji mogu eksplodirati u ložištu vode treba gasiti šljaku i pepeo da ne bi ili kanalima za dimne produkte sagoredošlo do naglog isparavanja vode i širenja vanja, što može izazvati velike havarije. neprijatnog mirisa i vodene pare. pare. 3) Postrojenje ostaviti čisto i pripre5) Ako se prekine normalna cirkulacija mljeno za rad u sledećem grejnom danu. kroz kotao, voda u kotlu može da se pregreje. Potrebno je odmah smanjiti intenzitet sagorevanja. Pritvoriti dovod vaz5.5. PRESTANAK RADA duha, čime se sprečava oslobađanje nove količine toplote u kotlovskom ložištu. 1) Pod prestankom rada postrojenja postrojen ja smasma6) Ukoliko je potrebno produvavati si- tra se prestanak i završetak grejne sezone parno m kotlu koji ragurnosne cevi ili ventile sigurnosti, oba- (ukoliko se ne radi o parnom vezno kontrolisati nivo vode u kotlu i di za neke tehnološke potrebe u kupatilidopuniti sistem, obavezno smanjiti sm anjiti inten- ma, kuhinjama i perionicama tokom cele zitet vatre u ložištu dok se ne uspostavi godine). normalan nivo. 2) Postrojenje Postrojen je se mora oč očistiti, istiti, a delo koji se moraju remontovati skidaju se i odnose na pregled i remont. 104
ANOM ALIJE U RADU 3) Posle Posle čišćenja čišćenj a i priprem prip remee kotlova, kotlo va, P O S T R O J E N J A K O JE eventualnih redovnih i vanrednih pregleREGISTRUJU INSTRUM ENTI da, kompletnu instalaciju potrebno je na pu puniti vodom vod om i zašt za štit itit itii je od koro ko rozi zije. je. Rad postrojenja može se kontrolisati poUkoliko ne postoji hemijska priprema moću dva instrumenta: termometra i mavode, obavezno napuniti instalaciju kroz nometra. Svaka promena temperature tnagnetni uređaj za obradu vode. ukazuje na nepravilnost u radu postrojenja. O tim nivoima temperatura već je bilo govora u delu o praćenju temperatura 56. VANREDNE MERE U OKVIRU tople vode i spoljašnjih temperatura vaPOSTROJE N JA ZA CENT RALN O zduha. GREJANJE Promenu pritiska uvek prati promena Uradu svakog postrojenja mogu nastati temperature. Kada nema promene temneke nepravilnosti. nepravilnos ti. U svakom sva kom uputstv upu tstvu u za peratur per ature, e, raste r aste pritisak prit isak,, posre po sredi di je neka ne kaka kav v rukovanje određ odr eđen enim im postro pos troje jenji njima ma i ure- poreme por emećaj ćaj u struja str ujanju nju u cevnoj cev noj mreži mr eži ili u đajima navode se nedostaci ili zastoji ko- kotlu zavisno od sistema za grejanje. jim jimogu nastati nas tati i mere me re za njiho nji hovo vo otklaotkla njanje.
V I Z U E L N I E F E K TI N E N O R M A L N O G R A DA
Neke pojave u toku to ku rada ra da post po stro roje jenj njaa za centralno grejanje mogu se vizuetno uočiti: -dim u kotlarnici - nedovoljno otvoren ili zatvoren zaporni organ na odvodu dimnih gasova; - vlažni zidovi kotla - veoma vlažno gorivo ili neka neispravnost u radu dimnjaka; -usijanj -usijanje e pojedinih delova postrojenja postrojenja -
smanjiti dovod goriva i zatvoriti dovod vazduha da bi se sprečilo sagorevanje i pr proveriti nivo vode vod e u kotlu kot lu i insta in stalac laciji; iji; loženje, -veoma crn dim - neispravno loženje, otvoriti dovod vazduha i regulisati sagorevanje.
POSTUPCI RUKO VAOCA POSTROJ ENJA U SLUČAJU N E I S P R A V N O G R AD A
U tačkama ovog poglavlja nekoliko puta su navođene anomalije i nepravilnosti ko je mogu mo gu nasta na stati, ti, kao i nek n ekii postu pos tupc pcii za z a njinj ihovo otklanjanje. N ajva Naj važn žnije ije j e da niko ni kova vala lacc u p o zn a p o stupke stupke koje je neophodno preduzeti u slučaju nenormalnog rada, što mora biti dato u uputstvu za rukovanje svake kotlarnice.
Kada rukovalac nije siguran da može opraviti opraviti kvar na n a postrojenju, nikako se ne sme upuštati u opravku. Bolje je postro jen je n je ne uključiva ukl jučivati ti u rad ra d i obav ob aves estiti titi nana dležnu službu o nepravilnosti i nemogućnosti opravke.
PITANJA 1. Koje radnje se izvode u normalnom pogonu, odnosno eksploataciji, postrojenja za centralno gre janje? janje? 105
2 . Š t a s u p r ip ip r e m n i r a d o v i ? 3 . Š t a s e p o d r a z u m e v a p o d s t a r to to m p o s t r o j e n j a i k o j e r a d n j e t r e b a i z v r š i t i n e p o s r e d n o p r e d s t a r t ? 4. Šta je normalan pogon? 5 . K a d a s e g a s e p o s t ro r o j c n j a z a c e n t r a l n o g r e ja ja n j e ? 6 . K o j e s e r a d n j e iz i z v o d e p o p r e s t a n k u ra ra d a p o s t r o j e n j a z a c e n l r a ln l n o g r e j a n je je ?
7 . K o j e se s e v a n r e d n e m e r e p r e d u z i m a j u u o k v i r u ra r a da da p o s t r o j e n j a z a c e n t r a l n o g r e j a n j e ? 8 . K o j i s u v i z u e l n i e f e k ti ti n e n o r m a l n o g r a d a ? 9 . K o j e n e p r a v i l n o s t i u ra r a d u r e g i s t r u j u i n s tr tr u m e n t i ? 1 0. 0. Š t a m o r a r a d it it i p o s l u ž i l a c p o s t r o j e n j a z a c e n t r a l n o g r e j a n je j e u s lu l u č a ju j u n e i s p r a v n o g r a d a p o s t r o je je n j a i li n j e g o v i h d e l o v a ?
r 6. OD ODRŽA RŽAVA VANJE NJE PARNIH ITO IT OPLOVODNIH KOTLOVA
6.1 OPŠTE OPŠ TE O ODRŽAV ODR ŽAVAN ANJU JU KOTL KOTLOV OVA A CENT C ENTRA RALN LNOG OG GREJANJA
Prema tome, na kotlove koji potpada ju po podd na nadl dlež ežno nost st insp in spek ekci cije je p arn ar n ih ko ko-tlova (IPK), kao i na posude pod pritiskom, koje takođe potpadaju pod IPK, odnose se sledeći pregledi: a) ispitivanje pritiskom hladne vode, b) unu u nutra trašn šnji ji pregle pre gled, d, c) spoljašnji pregled. Nave Na vede deni ni pregle pre gledi di mogu mog u biti: a) prvi pregled; b) redov red ovan an pregled; pregled ; c) vanredan pregled.
Po prestanku rada postrojenja za centraIno grejanje, kotlovi i instalacije se pri pr premaju na propi pr opisan san na način čin i konz ko nzerv ervira iraju ju se do sledeće upotrebe, posebno posie grejne sezone. Međutim, ukoliko se ustanove neke neispravnosti, potrebno je izvršiti određene popravke i normalan remont postrojenja. Pod pojmom redovan remont po postro stroje jennja p od odra razu zum m ev evaa se k o n tro tr o la i čišćenje svih uređaja i dovođenje u ispravnopogonsko stanje. P R VI P R E G L E D Parni kotlovi, vrelovodni kotlovi i sta bi bilne po posud sudee po podd priti pr itisk skom om po podle dležu žu ko konn- 1. Posle pos postavljan tavljanja, ja, premešta prem eštanja nja ili ili retroli inspektorata parnih kotlova. Toplo- konstrukcije parnog postrojenja, koje je vodni kotlovi podležu kontroli inspektora izvršeno na osnovu odobrenja, a pre pa parnih kotlo k otlova va sam sa m o ak akoo imaju im aju v en enti tile le pušta pu štanja nja u pog p ogon, on, oba obavlj vljaa se prvi pregled. preg led. sigurnosti. Kontrola se odnosi na kon- Pri prvom pregledu već upotrebljenih a trolu pogonske sigurnosti i bezbednosti zatim rekonstruisanih ili ili premeštenih prem eštenih par po pogonskog osoblja oso blja koje koj e radi rad i sa ov ovim im ureure - nih postrojenja, a naročito onih čije pođajima. reklo materijala nije poznato, inspektorat pa rnih ih ko kotlo tlova va može mož e zahtev zah tevati ati ispitiv isp itivan anje je Stabilne posude pod pritiskom su one parn zatvo tvorene pos posude ude ko koje je ispu is punja njava vaju ju sledeći sled eći materijala i konstrukcije. uslov: 2. Inspektorat parnih kotlova izdaće p > \ i p - V> 0,3, odobrenje za stavljanje u pogon parnog postroje pos trojenja nja ako su ispitiv isp itivanj anjee hla h ladn dnim im prip rigde je: tiskom i unutrašnji pregled dali povoljne p - najviš najvišii radni pritisak p ritisak u ba bar, r, rezultate. zaprem ina u m3. m3. V - radna zapremina 3. Pri stavljanju u pogon nepokretnog Parni kotao je svaki sud u kome se par p arno nogg ko kotla tla ili sud suda, a, po pore redd preg pr egle leda da iz razvija vodena para pritiska iznad atmo- tačke 2, obavezan je i prvi spoljašnji presferskog. gled. 107
1
4. U prvoj godini god ini neće se obavljati spo- 2. Redovni spoljašnji pregled obavlja ljašnji pregled pokretnih parnih kotlova, se iznenada, b ez prethodnog obaveštenja. obaveštenja. osim ako je prilikom unutrašnjeg pregleda 3. U slučaju nepovoljnih rezultata naređeno da se izvrši izmena ili prepravka redovnog pregleda (ispitivanje hladnim čije izvršenje mora da se proveri. vodenim pritiskom ili unutrašn jeg pregleda), inspektor parnih kotlova obavlja ponovni pregled, pošto se otklone svi neR E D O V A N P R E G L ED dostaci nađeni pri pregledu. 1. Redovn Re dovnii pregledi su: su: ispitivan je hladnim vodenim vo denim pritiskom, pritiskom, unutrašnji unutraš nji preglepregledi i spoljašnji pregledi u određenom roku. roku. Pregledi se obavljaju u sledećim rokovima: a) ispitivanje hladnim vodenim pritiskom sa obaveznim unutrašnjim pregledom - najdalje do kraja šeste šeste godine od od posle po sledn dnje jeg g izvr iz vrše šeno nog g isp i spitiv itivanj anja; a; b) nare na redn dnii unut un utra rašn šnji ji pregle pre gled d - svake treće godine, s tim da se svaki drugi unutrašnji pregled obavlja jednovremeno sa ispitivanjem hladnim vodenim pritiskom; c) Prvi unutrašnji pregled lokomobilskih kotlova onih on ih lokomobila koji se upotrebljavaju samo za vršaj poljoprivrednih plodov plo dova, a, obav ob avlja lja se posle pos le 12 godin go dina. a. Ako inspektor parnih kotlova posumnja da postoji kakvo oštećenje lima u unutrašnjosti kotla, ili ako korisnik parnog kotla zahteva unutrašnji pregled, on se može obaviti i pre tog roka. Pošto ovakav kotao navrši 12 godina, redovni unutrašnji pregled obaviće se posle toga u trećoj godini, s tim da se prilikom svakog drugog unutrašnjeg pre p reg g led le d a izvr iz vrši ši isp is p itiv it ivaa n je h lad la d n im vovo denim pritiskom. Pri tom treba voditi računa da se za unutrašnje preglede sve vatrene cevi moraju vaditi svake dvanaeste godine, odnosno tokom svakog drugog ispitivanja hladnim vodenim pritiskom, a i onda kad inspektor parnih kotlova bude to zahtevao. Ako se sve cevi vade odjedanput, mora se obaviti unutrašnji pregled. 1 08
VANRE DNI
P RE G L E D I
1. Vanredni pregledi se obavljaju: a) pre stavljanja u pogon parnog postrojenja strojenja koje je pre dve ili više g odina bibilo van pogona; b) kad ka d je postr po stroje ojenje nje bilo u poža po žaru ru ili je ostalo bez vode, i tom prilikom mu se jed je d an deo pregre pre grejao jao,, sa vidl vi dljiv jivim im oštećeošte ćenjem površine ili bez toga. Tokom obavljanja ovog pregleda inspektor parnih kotlova može da zahteva ispitivanje materijala; c) ako je postroje p ostrojenje nje oštećeno oš tećeno i zahteva neku od sledećih opravki: opravki: - izmenu plamene plamene cevi, cevi, odnosno dela dela plame pla mene ne cevi, ili nek n ekog og drugo dru gog g del d elaa kotla, kotla , ako je prečnik toga dela veći od 102 mm; - izmenu više od 15% 15% ukupnog ukup nog broja sprežnjaka, ankera ili plafon-zavrtnjeva, više od 25% ukupnog broja vodenih cevi ili 50% dimnih cevi; - izmenu jednog dela kotlovskog kotlovskog lima, lima, bez obzira obz ira na veličinu; vel ičinu; - izmenu najmanje najmanje 15 zakovica zakovica jedne do druge, ili najmanje 25% ukupnog bro ja j a zakovi zak ovica ca u jed je d n o m sastavu; sasta vu; - ako je izvršena izvršena opravka opravka varenjem; varenjem; - ako ako su na kotlovskim kotlovskim površinama površinama prim pr imećen ećenaa raslo ra sloja java vanj nja, a, puko pu kotin tine, e, risevi rise vi i dr. U ovim slučajevima inspektor parnih kotlova može zahtevati i ispitivanje kotlovskog materijal m aterijala; a;
- kad se kod pokretnog parnog kotla menjajedan jed an zid vetre ve trenik nika, a, deo loma, lom a, ili se varenjem opravlja oštećeno mesto u vatreniku ili dužnom delu kotla. 2. Pored vanrednog ispitivanja hladnim vodenim pritiskom i unutrašnjeg pre preggled leda, inspe ins pekto ktorat rat parn pa rnih ih kotlov kotl ovaa može da naredi i vanredni spoljašnji pregled. Vanredni spoljašnji pregled obaviće se ako je prilikom ispitivanja hladnim vodenim pritiskom ili prilikom unutrašnjeg pr pregleda na naređ ređen enaa kak kakva va m an anja ja opravka oprav ka ili izmena na samom parnom postrojenju ili na zgradi, odnosno uređaju ložionice, pa pabi izvršenje na nare ređen đenja ja trebalo treb alo proveriprove riti, a veličina i značaj izvršene popravke, odnosno izmene ne zahteva ispitivanje hlad ladnim vo vode deni nim m pritisko prit iskom. m.
6.2 OPŠTE O STABILNIM POSU OSUDA DAMA MA POD PRITISK PR ITISK O M Kao i kotlovi, i stabilne posude pod pritiskom podvrgavaju se ispitivanjima i kontroli. Obavljaju se sledeći pregledi i kontrole: 1) pregled kons k onstru trukci kcije, je, 2) prvo ispitivanje pritiskom, 3) ispitivanje ispitivanje pritiskom prit iskom u eksploataciji, 4) unutrašnji pregled, pregl ed, 5) spoljašnji pregled, 6) vanredni pregled. Pregled konstrukcije posude pod pritiskom obavlja se posle završene izrade kod proizvođača ili na mestu montaže. Pregled se obavlja prema dokumentaciji na osnovu koje je izdato i izrađeno odo br brenje za izradu. izradu. Prvo ispitivanje pritiskom posuda u eksploataciji mora se obaviti najkasnije
do kraja kraja šeste godine od poslednjeg ispitivanja, ako nekim propisom nije drugačije određeno. Unutrašnji pregled posuda pod pritiskom obavlja se svake treće godine, pre svakog ispitivanja ispitivanja pritiskom, uz obaveznu oba veznu priprem prip remuu za z a unu u nutra trašn šnji ji pregl p regled. ed. Pre po počečetka unutrašnjeg pregleda posuda se mora odvojiti od instalacije slepim prirubnicama ili ulošcima, i mora se dobro očistiti i provetriti. Tokom unutrašnjeg pregleda kontroliše se stanje zidova posude, zavara, zakovica, sprežnjaka i drugih veza i priključaka, kao i uticaj radne materije na posudu. Ako nije moguće obaviti unutrašnji pregled, može se izvršiti ispitivanje pritiskom, s tim da se kontroliše debljina lima i zavarenih spojeva nekim od metoda bez razaranja. Spoljašnji pregled posuda pod pritiskom obavlja se za posude klase I i II svake godine, klase III svake druge godine a klase IV svake treće godine. U klasu IV spadaju uglavnom izmenjivači toplote za grejanje, ekspanzione posude i rezervoari za komprimovani vazduh. vazduh. Tokom spoljašnjeg pregleda proverava se i kontroliše: 1) opšte stanje prostorije u kojoj se nalazi posuda pod pritiskom; pritiskom; 2) stanje celokupnog postrojenja pod pritiskom; pritisko m; 3) funkcionisanje sigurnosne opreme (ventili sigurnosti, prelivne cevi i slično). Vanredni pregledi obavljaju se onako kao i redovni pregledi, i to u sledećim s ledećim slučajevima: 1) ako je posuda pod pritiskom bila van pogona više od dve godine; 2) ako je posuda pod pritiskom premeštena; 109
3) ako se javi jav i sumn s umnja ja da je postrojenje - karton karton podm azivanja sa podaci podacima: ma: oštećeno u toj meri da postoji opasno st za ko, kada, gde, kojim sredstvima podm azuljude i imovinu; je delove del ove postr po stroje ojenja nja;; 4) ako je posuda oštećena, pa su po- karton mera mera zaštite zaštite od smrzavanja. smrzavanja. trebne sledeće sledeće opravke: zavarivanje na ziOsim ovoga, u kotlarnici obav ezno tretredovima posuda, izm ene više od 15% 15% ukupukup ba da se čuva: nog broja sprežnjaka ili vijaka, izmena - kotlovska kotlovsk a lcnjižic lcnjižica, a, lcoja lcoja se se vodi vod i po jed je d n o g dela de la posu po sude, de, zam za m ena en a više viš e od 50% propis pro pisim imaa za z a kotlov k otlove; e; cevi cevnog registra, odnosno izmena - knjižica posude pod pritiskom, koja koja više od 25% zakovica z akovica u jedn om sastavu sastavu;; se vodi vodi prema pravilniku o tehničkim nornor5) ako su na površinama posude primativima za stabilne posude pod pritimećena razvlačenja, prsline, zarezi i dr.; skom; 6) ako jedan jed an od redovnih pregleda nije - primerak glavnih glavnih projekata važnih za dao zadovoljavajuće rezultate. rad postrojenja (glavni mašinslci, građevinski i elektroprojekat). 6.3. POGONSKADOKUMENTACIJA U KOTLA RNICI
6.4. KO NTR OLE I POS TU PCI U POSEBNIM INCIDENTN INCIDENTN IM SITUACIJAMA
U svakoj kotlarnici ko tlarnici obavezno obav ezno je voditi pogonsku dokumentaciju, dokumen taciju, jer je r se u odgovaraodgovara ju ćim ći m d n e v n icim ic im a i k a rto rt o n im a m oraju or aju nalaziti svi podaci iz kojih se konstatuje Od pogonskih aktivnosti usmerenih na ispravnost ili neispravnost rada postro- obezbeđivanje sigurnosti pogona sa visokim stepenom ekonomičnosti najvažni jen je n ja, ja , odno od nosn sno o njeg nj egov ovih ih delova. delova . j a j e n e p rek re k idn id n a k o n tro tr o la n a jva jv a ž n ijih ij ih U dokumentaciju o rukovanju, kori- ja po gons nski kih h vel v eličin ičinaa i dis d isci cipl plin inov ovan ano o sprošćenju i održavanju postrojenja i insta- pogo vođenje periodičnih kontrola funkcionallacija lacija za cen tralno grejanje spadaju: spadaju: - dnevn ik rada postrojenja postrojenja i instal instalaciaci- nosti određene opreme i obavljanje odre ja. ja . U d n e v n ik se u n o s e poda po daci ci koji ko ji se đenih preventivnih radova. očitavaju na kontrolnim instrumentima, zapažanja, kvarovi i oštećenja (dnevna potr po troš ošnj njaa goriva gor iva,, spol sp olja jašn šnja ja i un utra ut rašn šnja ja 6.4.1. 6.4.1. TRAJANJE TRAJA NJE KON KONTROL TROLE E temperatura, odgovarajući pritisci, vreme pušta pu štanja nja u pogon po gon i obustav obu stavaa rada). U ovom ovo m Tokom pogona parnih kotlova stalno se dnevnik dne vniku u se mogu voditi i podaci o ispitiispiti- kontrolišu: vanju i omekšavanju kvaliteta napojnih i - nivo vode vode u Vodokazi Vodokazima ma i cirkulacionih voda; - pritisak pare u kotlu. kotlu. - karton redovnog održavanja postropostroTokom pogona vrelovodnih i toplo je j e n j a c e n tra tr a ln o g g reja re jan n ja sa poda po daci cim m a: se: ko, kada i gde obilazi postrojenja i insta- vodnih kotlova, kontrolišu se: lacije, obavlja pregled i popravke; - cirkulacij cirkulacijaa vode kroz kroz kotao i 'i
110
- pritisak vode u kotlu i vrelovodnom sistemu. U toku rada parnih i vrelovodnih kotlova kontroliše se: - stanje vatre u ložištima.
Obavezno je održavati formu i boju plam pl am en enaa ko koja ja se utvr ut vrđu đuje je u no norm rm aln al n im pogo po gons nski kim m uslovim usl ovima. a. Form Fo rmaa i b oja oj a plapla mena me na zavise od vrste vrste goriva, opterećenja optere ćenja i kvaliteta uređaja za sagorevanje.
6.4.2. PREGLED PERIODIČ NIH RADOVA RADOVA OBAVEZNI OBAVEZNIH H KO NTRO NT ROLA LAII REGULACIJA Vrsta rada
Dnevno
Sedmično
Petnacstodnevno
Mcscčno
TroSczonsko mesečno
N a p o m e n a
Odmuljivanja i odvodnjavanja: Parnih kotlova
*
Po potrebi češće
Vrelovodnih kotlova
*
Po potrebi češće
Ekspanz. sudova rezerv. napoj. vode
*
Po potrebi češće
Kotl Kotlov ovsk skii v od ok az i
*
Kivostati kotlovski
*
Vodokazi na rezervoarima
*
Svaka smena: svaka dva do četiri sata
*
Rezervoar goriva Rezervoar kompresora
Po potrebi češće
*
Po potrebi češće Sedmično: a i č n o
Delovaaje sigmnosnih ventila
Delovanje regulatora pritiska vo d e , g o r iv a , vazduha
aktiviranje radi spreč. blokiranja. P r e p o č c tk tk a s c z o n c k o n t r o l a ra ra d a p r e m a manometru
*
*
*
*
Sezonsko: k o n t r o l a i p o p o tr . p o d e š a v a n j e
Delo Delova vanj njee te rm osta ta Kotlovski radni
*
*
Kotlovski sigurnosni Dogrejača ulja za loženje Šte Štedna dna grej alic a u rezervoaru
*
*
K o d s v a k e v e će će p r o m e n e kvaliteta goriva K o d s v a ke ke v e ć e p r o m e n e kvaliteta goriva
111 11 1
V r s ta ta r a d a
Dnevno
Sedmično
Petnaesto-
M e s e čn čn o
dnevno
Tromesečno
S ezo nsko
N apom ena
D c l o v a n j e p r e s o s t a ta ta K o t l o v sk sk o g r a d n o g (parni kotao)
*
*
Kotlovsko sigurnosnog Razne radne namene
*
*
*
* Posle svake
K o n t ro r o l a d im im n o g b r o j a i s a s ta v a dimnih gasova
reg. sagorevanja i reg. odno sa količine goriva i vazduha P o s l e p o r a s ta ta t em em p . d i m n i h
Cišćenje dimne strane ko tlova, d i m n i h k a n a la la
gasova za 30°C u odnosu na č i s t k o ta ta o n a p u n o m o p t.
*
i dim njaka
Produvavanje ekunomajzera
Po potrebi s v a k a sm sm e n a
p o m o ću d u v a ča ča đ i Cišćenje filtra Ulje za loženje ispred dovodnih p u m p i
*
*
Po potrebi češće
Ulje za loženje
*
*
P o p o t r e b i č e š će će
*
Posle 300 do 400 tona p r e to v a r e n o g goriva, po p o t r e b i če š će
*
Po po trebi češće
ispred gorionika
I s p re re d p u m p i z a p r e t o v a r u l j a z a loženje
Z a v o d u i sp sp r e d regulacione armature i na u s is is i m a p u m p i R azni pregledi i kontrole Unutrašnjost vrelovodnih k o t l o v a k o n t r o la la curenja Količina goriva
*
*
u rezervoaru Tv rdoća vode
112
*
V i z u e ln l n a k o n t r o la la
S v a k a sm sm e n a
S v a k a sm sm e n a
6.4.3. POSTUPCI UINC UI NC IDEN ID ENTN TN IM SITUACIJAMA Najne Najnezg zgod odni nije je inci in cide dent ntne ne situacije situ acije mogu mog u nastati u toplovodnim i vrelovodnim kotlovima sa sagorevanjem uglja na kotlovskim rešetkama. -Ako nestane struje, celo postrojenje pr prestaje taje da radi, ali se proi pr oizv zvod odnj njaa toplote to plote u ložištu nastavlja kako usled akumulirane toplote raspaljenog uglja, tako i usled delova delovanja nja priro pri rodn dnee promaje prom aje u uslovim u slovimaa nepotpunog zaptivanja ložišta i vazdušnog trakta. - U uslovima prestanka cirkulacije vode kroz kroz kotlov kotl ovee i m režu rež u ova top t oplot lotaa izaziva porast temperature iznad 110°C i isparavanje vode u kotlu, a time naglu ekspanziju vrelovodnog sistema, koju regulacio,ni ventili ne mogu pratiti. Neugodne Neugod ne p osle os ledi dice ce duže du žeg g staj st ajan anja ja kotla u navedenim uslovima mogu biti opasne zbog: -pro diran ja pare u cevovod, što što izaziizazivalo valoka kaln lno o pregrevanje, pregrev anje, nepredviđeno nepred viđeno dilatiranje cevovoda i pojačano opterećivanje fiksnih fiksn ih tača t ačaka ka;; - mešanja mešanja pare i hladne vode, što ima zaposledicu hidrauličke udare unutar vrelovoda, koji mogu prouzrokovati lomove armature i cevovoda.
Rad kotlova ili jedne jedinice može se prin pr inud udno no prek pr ekin inuti uti i zbog zbo g delo de lova vanj njaa ,,blo,,blo kada“. Pošto svaki uzrok prekida rada kotla ima svoje osobenosti a sprečavanje neugodnih posledica zahteva razne postupke, najopasniji slučajevi se posebno opisuju. 1. Nestan Ne stanak ak struje („potpu („po tpuni ni prekid pre kid rada postrojenja“). 1.1. Hitno (bez gubljenja vremena) sprečiti delovanje prirodne promaje prodiranjem vazduha kroz vazdušni trakt i levkove za ispust pepela iz zonskih promaja. Zatvoriti vazdušne klapne. Usis ventilatora vazduha pokriti ceradom. Isto to učiniti na levkovima za ispust pepela. 1.2. Paru, koja se može pojaviti u cevima ložišnih ekrana, odnosno na bubnju, direktno ispuštati iz kotla u atmosferu otvaranjem odzračnih ventila, je r se na taj taj način sprečava prodor pare u vrelovodni cevovod i ekspanzioni rezervoar. Istovremeno i hitno zatvoriti ventile ispred regulacionog ventila i ventila sigurnosti ili ventil na cevovodu za održavanje pritiska, kako bi se sprečilo prodiranje pare pa re u eksp ek span anzio zioni ni rezervoar. reze rvoar. Ostaviti otvorene samo odzračne ventile tile kotla na kojima je para počela intenzivno da ističe iako kotao ima vise odzračnih ventila. Ako se ne može prekinuti kretanje vode i pare, prema ekspanzionom rezervoaru odzrake kotla toliko toliko otvoriti da pritisak u kotlu padne ispod radnog pritiska sistema. Po uspostavljanju uslova za nastavak rada kotlova (obezbeđeno napajanje nap ajanje električnom energijom), sprovesti sledeće radnje: - uključiti uključiti pumpe za održavanje pritiska i obezbediti normalan radni pritisak vrelovodnog sistema; sistema; 1 13
- dobro odzračiti odzračiti kotao i ceo vrelovodni sistem; - odzračne odzračne ventile ve ntile kroz koje koje ističe ističe para para držati otvorenim sve dok na izlazn iz ventila para ne prestane da ističe; -uključiti u rad mrežne cirkulacione pumpe; pum pe; -uključiti u rad kotlovske recirkulacione pumpe; - nastaviti proizvodnju toplote toplote.. 2. Prekid rada pumpi, kotlovskog cirkulacionog sistema. Deluje blokada minimalnog protoka vode kroz kotlove. 2.1. Ako radi više kotlovskih jedinica, a ispadne jedna cirkulaciona pumpa, uključiti rezervnu pumpu, pa nastaviti rad. 2.2. Ako rezervna pumpa ne može da se pusti u rad: - uključiti uključiti u rad dve dve pumpe za održavanje pritiska i intenzivno odzračivati ložišne ekrane, kako je navedeno u tač. 1.2.; - ako se se proceni da kvar cirkulacionih cirkulacionih pumpi pum pi može mo že potraj pot rajati ati duže, ugasit ug asitii kotlokotlo ve izbacivanjem vatre sa rešetaka, prekinuti dovod d ovod uglja na n a rešetke i izbaciti ugalj ugalj i šljaku iz ložišta. 3. Prekid rada sistema za održavanje pritisk pri tiskaa (kva ( kvarr pumpi, pum pi, kvar kv ar regula reg ulator toraa pritipriti ska, nestanak vode u rezervoaru, veliki gubici vode). 3.1. Zatvoriti ventile ispred regulatora ili na cevovodu za održavanje pritiska. 3.2. Do otklanjanja kvara na sistemu za održavanje pritiska ili do gašenja kotlova izbacivanjem vatre sa rešetalca, ostaviti u pogonu cirkulacione pumpe sve do sniženja pritiska na usisu pumpi ispod 0,5 bar. 114
4. Ako dođe do naglog nag log gubitka gub itka vo zbog kvara na mreži, odmah kotlove pogasiti.
6.5. REMO NT PO STR OJE NJA ZA CENTRALNO GREJANJE Postrojenja za grejanje stambenih i poslovnih prostora rade sezonski, tj. samo u period per iodu u od 15. okto o ktobra bra do 15. 15. aprila apr ila,, s tim da pogonslca spremnost postrojenja podrazumeva period od 20. septembra do 10. maja. Period od 10. maja do 20. septembra koristi koristi se uglavnom za remontne rem ontne radove i konzervaciju postrojenja. postrojenja.
/
6.5. 6.5.1. 1. KON KONZER ZERVAC VACIJ IJA A 'Z POSTROJEN POSTROJENJA JA ZA GREJA GREJANJE NJE Konzervacija obuhvata sledeće: - konzervacij konzervaciju u kotlova kotlova i - konzervaciju vrelovodnih sistema. sistema. Konzervacija kotlova podrazumeva konzervaciju gasne površine kotlova i konzervaciju vodene strane kotlova. kotlova. Konzervaciji gasnih površina kotlova obavezno prethode: temeljno tem eljno čišćenje čišćenje gasnih površina, popravka pop ravka unutar unu tar kotla ko tla (ošt (ošteećeni šamot, vrata, poklopci, nadzorna okna, dimne klapne i drugo). Konzervacija se obavlja unošenjem higroskopnih materijala:neg mate rijala:negašeni ašeni kreč CaO CaO, kalcijum-hlorid (CaCl) ili silikagel u podesnirn otvorenim posudama. Konzervaciji vodene strane kotlova prethod pret hodii hemijslco čišćenje, čišćenje , a ako je potrepotre bno, bno , i poprav popr avka ka svih s vih uređ ur eđaj ajaa i opre o preme me,, koko ji j i se nalaze nal aze u kont ko ntak aktu tu sa kot k otlo lovsk vskom om vodom.
Kotlovi na kojima se obavljaju veći radovi, kao zamena cevi, ne konzerviraju se. Proizvođači kotlova obično daju uputstva za postupke konzervacija. Za konzervaciju vrelovodnih sistema, s obzirom na to da se radi samo o zaštiti vodene strane cevovoda, važi isto pravilo kao za kotlove: sprovodi se posle popravke opreme koja je u kontaktu sa vodom iz vrelo vrelovo vodn dnog og sist si stem ema. a. Radovi na konzer k onzervacijam vacijam a postrojenja mogu se tretirati kao specijalistički (obavezno učešće specijalizovanog stmčnjaka hemijske struke). N a p o m e n a . - O d rem re m on ontn tnih ih radova navedenih od tačke 6.5.2 do 6.5.10 po pogonsko osob o soblje lje oba obavlj vljaa samo on onee koje na osnovu opremljenosti sredstvima rada i kvalifikacionoj strukturi osoblja može obaviti. 6.5. 6.5.2. 2. REMON REM ONT T KOTLOVA Remont kotlova uglavnom obuhvata sledeće: - zamena zamena zaptivaka na kotlovskim ko tlovskim poklopcima, vratima koji se tokom sezone grejanja upotrebljavaju; - temeljito spiranje vodokaznih stakala, popravak vod v odok okaz aznih nih ve venti ntila, la, po po po-trebi zamenu stakala i zaptivaka; - popravku raznih pokretnih mehanizama koji su tokom sezone oštećeni ili bl blokira irani: na nadg dgled ledna na okn okna, a, šarnirs šar nirske ke veze, zamena polomljenih vijaka i drugih elemenata; - popravku šamotnih ozida (za veće po popravke i ko kom m pletn pl etnee izm i zmen enee oz ozida ida angaanga žuju se specijal spec ijalizo izovan vanee organi org anizac zacije) ije);; - sve vijke na spojevima izloženim visokim temperaturama namazati mastima
otpornim na visoke temperature, a ostale grafitiranom mašću; mašću; - ostale radove, koji su lc lcao potrebni potre bni registrovani tokom rada postrojenja. 6.5. 6.5.3. 3. REMONT UREĐ URE Đ AJAZ A TRANSPORT TRANSPORT Č VRSTIH GORIVA GORIVA - Popravak Popravak ili ili zamena zamena transportnih transportnih traka. - Popravak Popravak ili zamena zam ena ležaja. ležaja. - Popravak pokretnih opterećenih eleelemenata transportnih uređaja i zamena oštećenih delova. 6.5.4. 6.5.4. REMONT REMO NT VAZDUŠNIH I DIMNIH KLAPNI - Razrađiva Razrađivanja nja pokretnih pokretnih mehanizamehanizama, zamena oštećenih delova. - Provera stepena stepena zatvaranja klapni i sprovođenje radova eventualno potrebnog poboljšanja stepena zatvaranja. 6.5. 6.5.5. 5. REMONT UREĐ AJA NA NA SISTEMU SISTEMU TEČ NOG GORIVA GORIVA ZA LOŽENJE Remont Rem ont uglavnom obuhvata sledeć sledeće: e: - temeljno čišćenje čišćenje svih filtara i po popotrebi zamena oštećenih o štećenih mrežica (voditi računa da gustima mreže tačno odgovara o dgovara radnim uslovima); - zamenu oštećene oštećene opreme i sekcije sekcije pratećih pra tećih grejača, grej ača, ne neis ispr prav avni nihh term te rmos ostat tata, a, manometara i termometara; - zamenu pohaban pohabanih ih delova pumpi (ako konstrukcija pumpi to dozvoljava) ili zamenu novim pumpama (skinute pumpe mogu popraviti specijalizovana preduzeća); 1 15
I
- temeljno čišćenje čišćenje same otpadne vode vode 6.5.8. 6.5.8. REMONT ARMATURE i goriva pročišćavanjem propusnih kaZbog potrebe da se konzervacija što pre nala; sprovede, preporučuje se da se sva arma- remont gorionika gorionika po preporukama preporukama i tura koja dobro dobro ne zatvara zam eni no novom vom,, uputstvima proizvođača (najčešće zame- a skinuta armatura naknadno remontuje i nu oštećenih i pohabanih delova). pripre pri premi mi za upo u potre trebu bu slede sle deće će godi g odine. ne. 6.5. 6.5.6. 6. REMONT REMONT UREĐ AJAZA HEMIJSKUITERMI HEMIJSKUITERMIČČ KU PRIPREMU VODE
6.5.9. 6.5.9. REMONT REMO NT PUMPI
Remont pumpi može da predstavlja praktično kompletnu inovaciju, ako se nabaOvaj Ov aj remo re mont nt uglavnom obuhv obuhvata: ata: ve svi potrebni delovi. - posude za rastapanje rastapanje kuhinjske kuhinjske soli soli Obratiti pažnju na kvalitet zaptivača, mo rajuu biti viso vi soko kogg kv kval alite iteta ta i dugootvoriti posudu, očistiti do do metalnog meta lnog sjaja, sjaja, je r moraj prem pr emaza azati ti zašt za štitn itnim im prem pr emaz azom om otporn otp ornim im ročni. na vodeni rastvor kuhinjske soli soli;; - remont posu posude de jonskih jonsk ih izmenjivač izmenjivačaa 6.5. 6.5.10. 10. REMONTNI RA DO VIN A - otvoriti otvoriti poklopac, pregledati pregledati stanje unuELEKTROINSTALACIJII OPREMI trašnjih površina i kvalitet izmenjivačke smole. Po potrebi izvaditi jonsku masu, Ako u pogonskom osoblju ima kvalifikoočistiti unutraŠnje površine do metalnog vanih električara, oni sami mogu obaviti sjaja i premazati odgovarajućim zaštitnim određene remontne remon tne radove. radove. prema pre mazom zom,, po potreb pot rebii pregled preg ledati ati mlaznimla znice, zameniti jonoizmenjivačku masu i dizne; P I T A N JA - remont remo nt degazatora termič termičke ke priprepripre1. Š t a s u p o s u d e p o d p r i t is is k o m ? me vode vode - otvoriti otvoriti ga - pregledati pregledati stanje 2 . Š t a s u to to p l o v o d n i k o t l o v i ? kaskada, po potrebi angažovati specija3. Šta su vrelov od ni kotlovi? listička preduzeća za njihovu zamenu; 4. Šta su parni kotlovi? popravit pop ravitii armatu arm aturu ru na de degaz gazato atoru ru za ma5 . K a k v e v r s te t e p r e g l e d a o p r e m e p o s t o je je ? nometre, termometre, ventile za dovod 6 . K a k v i p r e g l e d i m o g u b i t i š t o s e t ič ič e v r e m e n s k o g pare, pare , vode vo de i lcondenzata, lcondenza ta, venti ve ntile le za otpara p e r i o d a ? vanje i ugrađene pločice za redukciju ot7. Šta je prvi preg led? para pa rava vanj njaa ( 0 provrta: 4-6 mm). 8. Šta je redo van p regled? 9 . Š t a j e v a n r e d a n p r e g le le d ?
6.5.7. 6.5.7. REMONT REMO NT REZERVOARA NAPO NA POJN JNE E VO VODE DE Otvaranje, čišćenje, pregled i procena korozionog oštećenja površina. Po potrebi zamena zamen a korodiranih ko rodiranih delova rezerv rezervoara oara.. 116
1 0 . K o j a d o k u m e n t a c i ja j a s e m o r a v o d it it i u t o k u p o g o n a ujednoj kotlarnici? 1 1 . Š ta t a s e u p o g o n u r e d o v n o k o n t r o l iš i š e k o d k o t lo lo v a ? 1 22.. Š t a tr t r e b a b i t n o u r a d i ti ti k a d a n e s t a n e s t r u j a u k o t larnici? 13. Šta treba uraditi kada se ponovo uspostavi elekt r ič ič n a e n e r g i j a ?
14. Š t a p o d r a z u m e v a k o n z e r v a c i j a p o s t r o j e n j a z a g r e ja nj e i k a k o s e iz v o d i ?
1 9 . Š t a p o d r a z u m e v a r e m o n t u r e đ a j a i o p re re m e z a
15. K a ko ko s e i z v o d i r e m o n t k o t l o v a ?
2 0 . K a k o s e v r ši š i r e m o n t re re z e r v o a r a n a p o j n e v o d e ?
16. Š ta s e p o d r a z u m e v a p o d r e m o n t o m u r e đ a j a z a transport čvrstih goriva?
2 1 . K a k o s e o b a v l ja j a r e m o n t a rm r m a t u re re ?
17. Št Šta j e r e m o n t k l a p n i k o t l o v a ? 18. K ak ak o se se s p r o v o d i r e m o n t u r e đ a j a u s i s t e m u te čn čn og og g o r i v a z a l o ž e n j e ?
h e m i js js k u i te t e r m i č k u p r i p re re m u v o d e ?
2 2 . K a k o s e o b a v l ja ja r e m o n t p u m p i ? 2 3 . K o i z v o d i r e m o n t n e r a d o v e n a e l e k t r o i n s t a l a c i ja ja m a i oprem i?
117
7. VAZDUŠNO GR GREJA EJANJE NJE I PROVETRAVANJE
Provetravanje je proces zamene vazduha u zatvorenoj prostoriji svežim vazduhom. Svež vazduh je spoljašnji vazduh, bez obzira na temperaturu (hladan zimi, topao leti). Sve zatvorene prostorije potrebno je s vremena na vreme provetriti. Učestalost i intenzitet provetravanja zavise od vrste i intenziteta zagađivanja vazduha u prostoriji. U stambenim i poslovnim zgradama glavni ,,zagađivači“ prostorija su ljudi (dišu, znoje znoj e se). se). Osim ljudi, vazduh se zazagađuje i lako isparljivim materijama iz odeće, nameštaja, tepiha i raznih predmeta u prostoriji; u kuhinjama se osećaju mirisi namirnica, kao i oni nastali tokom prip pr ipre rem m an anja ja hran hr ane; e; u pe peri rion onic icam am a isparenja potiču p otiču od pranja i sušenja rublja itd.; u industrijskim pogonima, vazduh se često zagađuje tokom tehnološkog procesa: isparenjem hemikalija, prskanjem boje, dimom, prašinom i sl. Provetravanje može biti prirodno i mehaničko (prinudno). U današnje vreme se termin ventilacija sve češće upotrebljava kao sinonim za provetravanje, pa se kaže: priro pr irodn dnaa ve vent ntil ilac acij ijaa i meha me hani nička čka ven ventil tilaacija. cija. Najbolje bi bilo da se prirodno provetravanje (ventilacija) naziva provetravanje, a da se mehanička, mehanička, odnosno odn osno prinudna ventilacija (provetravanje) naziva ventilacija.
118
7 1. PROVETRAVANJE
Prirodno provetravanje prostorija može se ostvariti: - infiltracijom infiltracijom vazduha kroz procepe procepe prozora pro zora i spolj sp oljašn ašnjih jih vrata; vrata ; - otvaranjem otvaranjem prozora prozora i - kroz posebne posebne kanale i otvo otvore. re. Spoljašnji vazduh može ući u prostori ju pod dejstv dej stvom om ve vetra tra ili usle u sledd Arhim A rhimedo edo-ve uzgonske sile. Uzgonska sila nastaje usled razlike gustine spoljašnjeg i unutrašnjeg vazduha, koja je posledica razlike temperatura spoljašnjeg i unutrašnjeg vazduha. Tokom prirodnog provetravanja vazduh se izmeni u prostoriji mali broj puta. Pod brojem izmena vazduha u prostoriji podraz pod razum umeva eva se koliko koli ko se pu puta ta va vazd zduh uh u prostorij pros torijii zameni zam eni svežim sve žim va vazdu zduho hom, m, u toku jedno jed nogg sata. sata. Osnovna pređnost provetravanja je u tome što nije potreban nikakav uređaj za pokret pok retan anje je vazduha, vazd uha, pa se ne n e troši troš i ni energija za pogon. Nedosta Ned ostaci ci prove pro vetra trava vanj njaa su: su: - relativno relativno mali intenzitet ventilacije ventilacije (mali broj izmena vazduha); - nekontrolisani nekontrolisani upad upad vazduha kroz kroz otvore pri pri dejstvu vetra vet ra veće brzine; brzin e; - mogućnost ulaska insekata i sitnijih sitnijih životinja u prostoriju kroz otvore za provetra prov etravan vanje. je.
Provetravanje se primenjuje u stambenim i manjim poslovnim zgradama, man ji jim prodavnicama, kao i u prosto pro storij rijam amaa u kojima nema velikih izvora zagađenja vazduha.
7.2. VENTILACIJA Prinudno provetravanje (ventilacija) prostorije ostvaruje se radom ventilatora. Energija koju ventilator predaje struji vazduha troši se za savlađivanje otpora trenja pri strujanju vazduha kroz kanale, otvore za ubacivanje i izvlačenje vazduha, proc procep epee i dr. Meh M ehan aničko ičko pro p rovet vetra rava vanje nje pros prosto torij rijee može mo že se izve iz vest stii izv iz v lačen la čenje jem m (odvođenjem) vazduha iz prostorije, ubaciva ivanjem jem (dovođen (dov ođenjem jem)) svežeg vazdu v azduha ha u pro prosstori toriju ju i kom ko m bino bi nova vano no:: istov ist ovrem remen enim im dovođenjem svežeg i odvođenjem zagađenog vazduha. Iako se u praksi primenjuju sva tri načina ventilacije prostorije, najbolji je treći način i jedino se on može smatra trati pravom prav om ventila ven tilacij cijom om..
7.2.1. VENTILACIJA ODVOĐ ENJEM VA VAZDU ZDUHA HA Ventilator izaziva potpritisak na usisu ventilatora i izvlači vazduh iz prostorije. Odvođ dvođen enje jem m vazduha vazdu ha stvara se u prostoripro stori ji ji potpritisak u odno od nosu su na atmosf atm osfersk erski, i, pa vazduh iz okoline ulazi u prostoriju kroz pro prozzore i vrata. Ako Ak o su prozori prozo ri i spoljaš spo ljašnja nja vrata zatvoreni, vazduh se usisava kroz pro proccepe (fuge), a ako a ko se vazd va zduh uh usisa us isava va iz sus susednih prostorij pros torija, a, spoljašnj spolj ašnjii vazduh vaz duh ulazi u te prostorije kroz prozore. Vazduh iz prostorije može se odvoditi lokalno ili centralno. Centralna ventilaci ja podrazumeva podrazumev a odv o dvođ ođen enje je vazdu vaz duha ha sa više mesta u prostoriji sistemom kanala i
odsisnih elemenata, i izbacivanje tog vazduha u okolinu preko zajedničkog ventilatora. Centralnom ventilajbijom celoku pna pn a prosto pro storija rija prove pro vetra trava va se ravn ra vnom om erno er no ili ili gotovo ravnomerno. U sistemima sistem ima ventilacije, kada se samo izvlači vazduh, retko se primenjuje primenjuje centralna centraln a ventilacija. Lokalnom ventilacijom vazduh se odvodi sa određenog mesta u prostoriji (obično iznad najvećeg zagađivača) i ventilatorom izbacuje u okolinu. U jednoj pros pr osto tori riji ji m ože ož e biti bi ti in sta st a lir li r a n o više vi še sistema za lokalno odsisavanje, ali se u tom slučaju slučaju obično ugrađuje i sistem za ubacivanje vazduha. vazduha. Za lokalno odsisavanje iz zagađenih sredina najčešće se koriste haube različitih konstrukcija, u zavisnosti od grane industrije, primenjene tehnologije i vrste zagađivača. Zadatak odsisne haube je da izvlačenjem minimalne količine vazduha efikasno odstrani isparenja sa mesta nastajanja i spreči njihovo širenje po celoj prostoriji. prosto riji. Najčešće Na jčešće se izrađu izr ađuju ju haube ha ube sa bočni bo čnim m ili gornjim odsisom. odsisom. Na slici 7.1 7.1 prikazan pr ikazanaa je jed je d n a bočna bo čna hauba. haub a. Trebalo Tre balo bi da vazduh struji ravnomerno po celom čeonom
Sl. Sl. 7.1. .1. - OdsLma OdsLma hauba hauba sa bočnim usisavanjem vazduha: 1 — čeona brzina na ulazu
119
presek pre seku u haube ha ube,, što je ovim ovi m tipom tip om haube teško postići. Ravnomernije brzine usisavanja postižu se haubama sa prorezima (sl. 7.2). Kada se izvor zagađenja nalazi na nekom stolu oko koga su raspoređeni radnici, lokalno odsisavanje odsisa vanje obavlja se pomoću viseće haube. Na slici 7.3 prikazana je jedna viseća hauba, a naznačena i pre poru po ručena čena vred vr edno nost st koliko kol iko dimenz dim enzije ije hau be treb tr ebaa da p rela re laze ze ivic iv icee rad ra d n og stola. stola . Sličan tip hauba koristi se i za lokalno odsisavanje vazduha u kuhinjama. Odsisne Odsisne haube se postavljaju iznad štednjaka i obavezno imaju filtar koji sprečava prodor masnih isparenja u kanal i ventilator.
U prostorijama u kojima zagađenje vazduha nije izrazito (skladišta, magacini, radionice) vazduh se može odsisavati aksijalnim ventilatorom smeštenim u spoljnjem zidu. Obično se sa spoljašnje strane post po stav avlj ljaj aju u lebd le bdeće eće ž alu al u zin zi n e koje ko je sprečavaju strujanje u suprotnom smeru kada je vent ve ntila ilator tor isključen. isk ljučen. Lokalno izvlačenje vazduha se skoro uvek primenjuje u toaletima zgrada opšte i javne jav ne namene, a sve češć češćee i u stambenim stamb enim zgradama. Cilj je da se u toaletu stvori potpr po tpriti itisak sak u odno od nosu su na okoln ok olnee prostor pro storije ije i tako spreči širenje mirisa. Vazduh uvek mora da struji od okolnih prostorija (obično hodnika) ka toaletu, a nikako u obrnutom smeru. smeru. 7.2. 7.2.2. 2. VENTILACIJA VENTILACIJA DOVOĐ ENJEM VAZDUHA
Sl. 7.2. — Odsisna Odsisna hauba sa bočnim usisom kroz procepe: l —brzina usisavanja usisava nja vazduha; 2 - brzina vazduha kroz proreze; 3 - brzina vazduha u haubi; 4 —brzina vazduha u odsisnom kanalu
Spoljašnji vazduh se ubacuje u prostoriju ventilatorom (kroz mrežu kanala kan ala ili direkdirektno). U prostoriji se stvara natpritisak i vazduh iz prostorije izlazi u okolinu kroz prozor pro zoree i vrata. Sistem ventilacije sa natpritiskom obično se koristi kada izvor zagađenja nije u samoj samoj prostoriji koja se provetrava provetrav a nego u susednim prostorijama. Na ovaj način se prosto pro storij rijaa ,,štiti“ ,,št iti“ od zaga za gađe đenj njaa iz okol ok olnih nih prostori pros torija. ja. N a primer, prim er, u rest re stor oran anim imaa se često održava natpritisak u odnosu na kuhinju, čime se sprečava da se miris iz kuhinje širi po sali. 7.2.3. VENTILACIJA DOVOĐ DOVO Đ ENJEM ENJEM I ODVO ODVOĐ Đ ENJEM ENJEM VAZDUHA
Sl. 7.3. 7.3. —Vise —Viseća ća hauba iznad izna d radnepo rad nepovrši vršine: ne: 1 - radna površina - sto, sto, štednjak... štednjak...
120
Kada se iz ventilisane prostorije vazduh samo izvlači, izvlači, spoljašnji vazduh ulazi ul azi u prostoriju kroz otvore u zidovima. Kada se
pro prosto storija rija prov pr ovet etra rava va samo sa mo do dovo vođe đenj njem em šnji vazduh zimi ubacivao u prostoriju, ne vazduha, zagađeni vazduh iz prostorije bi se ostva o stvarili rili pov povolj oljni ni termički ter mički uslovi sreizlazi kroz otvore u zidovima. U oba slu- dine za ugodan boravak ljudi. Zbog toga čaja prostorija je povezana sa okolinom. se sistemi za ventilaciju, po pravilu, komVazduh struji različitim intenzitetom kada binu bi nuju ju sa uređ ur eđaj ajim imaa za grej gr ejan anje je,, i to najsu prozori i vrata u prostoriji zatvoreni češće sa sistemom vazdušnog grejanja. (vazduh struji samo kroz procepe) i kada su otvoreni (razmena vazduha je mnogo intenzivnija). To znači da na mehaničku 7.3. VAZDUŠNO GREJANJE ventilaciju povratni uticaj ima prirodno strujanje vazduha (u prostoriju ili iz nje). U sistemima vazdušnog grejanja radni Intenzitet ventilacije se menja i teško ga fluid je vazduh. On se zagreva u uređaju je je kontrolisati kontrolisati i održa odr žavat vatii u želj že ljen enim im gra- koji predstavlja izvor toplote u sistemu grejanja greja nja (peć, (peć, grejač, grejač, kalorifer), kalor ifer), a zatim za tim se nicama. uvodi u prostoriju gde se meša sa unuTehnički je najbolje rešenje da se spotrašnjim (sobnim) vazduhom. Toplota Toplota koljašnji vazduh dovodi jednim (ubacnim) ju don donos osii zagr za grej ejan an va vazd zduh uh na nado dokn knađ ađuj ujee sistemom za ventilaciju, a da se istovretoplotne gubitke prostorije i tako se odrmeno zagađeni vazduh odvodi iz prostori je je drug drugim, im, ne neza zavi visn snim im (ods (o dsisn isnim im)) sistesis te- žava željena unutrašnja temperatura. Zagrevanje vazduha može biti lokalno mom za ventilaciju. Ovakvim rešenjem toplote je u samoj prostoriji) ili cencen ventilacije, praktično se zanemaruje uti- (izvor toplote caj okoline na rad ventilacionog sistema. tralno. Intenzitet ventilacije, iskazan kroz broj izmena vazduha u prostoriji na sat, može se 7.3.1. 7.3.1. LOKALNO LOKA LNO VAZDUŠNO lako regulisati i održavati na željenom niGREJANJE vou. Obično je sistem za dovođenje vazduha centralni (jedan ventilator, kanalski razvod i veći broj elemenata za ubacivanje vazduha), dok sistem za izvlačenje vazduha može biti centralni ili lokalni. Vazduh se odvoai centralnim sistemom iz pro prost stoorija rija čiji je prosto pro storr rela re lativ tivno no ravnorav nomerno zagađen. Lokalno izvlačenje vazduha primenjuje se kada u prostoriji postoje izraziti zagađivači vazduha, pa je neophodno da se zagađeni vazduh odmah odvede, pre nego što se raširi po celoj prostoriji. U našim klimatskim uslovima, čisto prove provetra trava vanj njee prost pro stor orija ija siste si stemo mom m za venv entilaciju može se vršiti samo leti i u prelaznim periodima. Ako bi se hladan spolja-
Kalorifer je najjednostavniji najjednos tavniji uređaj za vazdušno grejanje. Ima metalno kućište u kome su smešteni ventila ve ntilator tor i grejač (sl. (sl. 7.4). Grejač predstavlja razmenjivač toplote izrađen od orebrenih cevi. Obično se na čelične cevi cevi postavljaju pos tavljaju čelična rebra. Razmenjivači se izrađuju i od bakarnih cevi sa rebrima od aluminijumskog lima. Važno je da rebra dobro (čvrsto) naležu na cevi, kako bi kontaktni otpori prolazu toplote bili što manji. U razmenjivač to plote dovodi se topl t oplaa vod v odaa ili vod v oden enaa para par a iz centralnog toplotnog izvora. Na slici 7.5 prikazan je sklop kalorifera. kalorifera. Vide se svi sastavni delovi, a na osnovu pomoćnih linija može se zaključiti gde se koji deo nalazi u sklopljenom uređaju. 12 1211
I
Postoje i takvi kaloriferi u koje se o neracionalnosti korišćenja električne umesto razmenjivača toplote voda/vazduh, energije, kao i za lokalne uređaje za gre ja n je koji ko ji kori k oriste ste elekt ele ktričn ričnu u energij ene rgiju. u. odnosno odnos no para/vazduh, ugrađuju električ električni ni jan grejači. S obzirom na to da se električna Ventilator kalorifera usisava vazduh iz energija direktno koristi za grejanje, i za prostori pros torije, je, prevo pre vodi di ga prek pr eko o greja gr ejača ča i zaovaj tip zagrejača vazduha važi primedba grejanog uduvava u prostoriju. Ovaj tip 1 22
r
greja rejan nja može biti samost sam ostala alan, n, tzv. tzv. čisto vazdušno grejanje, a može se kombinovati i sa nekim od sistema za provetravanje. Komb Kombin inac acij ijaa kalor ka lorifer iferaa i sistem sis temaa za ventivent ilaciju često se primenjuje u industrijskim pogo pogoni nim ma u kojim ko jim a se vazd va zduh uh zaga za gađu đuje je tokom tehnološkog procesa, pa je prostor po potreb trebn no provetr prov etrava avati. ti. Prostorija se može ventilirati i preko samog kalorifera. U tom slučaju se mora predv predvide ideti ti v eza ez a k a lori lo rife fera ra sa okol ok olin inom om . Ventilator usisava deo spoljašnjeg i deo recirkulacionog vazduha (sl. 7.6). Klap-
žeg vazduha dobro se upotpunjuje sistemom za lokalno odsisavanje (na primer, prek pr eko o hauba) hau ba).. Ako u pros pr osto tori rija jam m a nem ne m a većih zagađivača vazduha (na primer, u prod pr odavn avnica icama ma,, holo h olovim vim a) kalor ka lorife iferi ri se s e koriste za grejanje, a provetravanje se obavlja prirodnim putem - otvaranjem vrata. vrata. Odavanje toplote kalorifera može se regulisati sa vodene ili sa vazdušne strane. Regulisanje sa vodene strane može biti dvojako: dvojak o: - promenom protoka vode vode kroz razmenjivač toplote (u tom slučaju mora posto ja ti reg re g u lac la c ion io n i v e n til ti l na p rik ri k lju lj u čku čk u sa cevnom mrežom) i - promenom promenom tempera temperatur turee razvodne razvodne vode (cen tralna regulacija). regulacija). Kaloriferi obično imaju višebrzinski ventilator (sa dve ili tri brzine), tako da se izborom brzine menja protok vazduha kroz kalorifer. kalorifer.
7.31.1. Vazdušne zavese
Sl. 7.6. - Ubacivanje svežeg vazduha preko kalorifera: / - usis svežeg vazcluha; 2 - usis recirkulacionog vazduha duha;; 3 - žaluzina; 4 - regulaciona klapna; klapna; 5 - kanal kanal;; 6 -pr ela zni elemen element; t; 7 - kalorij'er; 8 - ubacivanje ubacivanje zagrejanog vazduh vazduha a
nom se može regulisati udeo svežeg vazduha u toj mešavini. Mešavina vazduha se filtrira, zagreva i ubacuje u prostoriju, tako da se istovremeno prostorija i provetrava i zagreva. Intenzitet ventilacija prostor torija ija o v im p u tem te m je ograničen. S obzirom na to da se u prostoriji stvara natpritisak, grejanje kaloriferima uz ubacivanje sve-
Posebnu grupu lokalnih uređaja za vazdušno grejanje i sprečavanje prodora spoljnjeg vazduha u prostoriju kroz otvorena vrata predstavljaju vazdušne zavese. Postavljaju se iznad spoljašnjih vrata koja su stalno otvorena, ili se vrlo često otvaraju, i mlazom vazduha velike brzin e štite štite proprostoriju od većeg upada hladnog spoljašnjeg vazduha. Sastavni elementi vazdušnih zavesa vrlo su slič slični ni sastavnim sastavn im elem entima kalorifera, razlikuju se samo po posebnim konstrukcijama, prilagođenim funkciji koju obavljaju (sl. (sl. 7.7). Sa vazdušne vazdu šne zavezav ese (sl. 7.7) skinuta je maska i upravo je prika pri kaza zan n trenu tre nuta tak k kad k adaa se razm ra zm enji en jiva vač č to plote slcida slcida (dem (d emon ontira tira). ). Vazdu Va zdušne šne zavese zav ese obično obično rade samo sa recirkulacio nim vaz12 3
Ova vrsta vazdušnih zavesa primenjuje se u hladnjačama i skladištima sa niskom unutrašnjom temperaturom. Mlaz hladnog vazduha sprečava sprečava upad toplog to plog spoljnjeg vazduha u hlađenu prostoriju prostoriju.. 7.3.2. 7.3.2. CENTRALNO CENTR ALNO VAZDUŠNO GREJANJE
Sl. Sl. 7.7. 7.7. - Vazdušn Vazdušna a zavesa: 1 - razmenjiva razme njivačč toplote
duhom koji usisavaju iz prostorije, zagrevaju prevođenjem preko grejača, a zatim ga velikom brzinom ubacuju duž ulaza u prosto pro storiju riju.. Vazduh Vazdu h se može mo že uba ubaciva civati ti odozgo (češće) (češće) ili bočno. Mlaz M laz vazduha vazd uha pokriva čitavu širinu vrata, ali je relativno r elativno uzan u zan (male širine), tako da se postižu velike brzin br zinee va vazd zduh uhaa (oko 10 m/s) m/ s) i sami sa mim m tim ostvaruje veliki domet mlaza. Vazdušne zavese se primenjuju u ob jek je k tim ti m a u k o jim ji m a su u laz la z n a v rata ra ta često otvorena zbog velike frekvencije ulaska i izlazaka ljudi (robne kuće, ulazi velikih posl po slov ovni nihh zgrad zg rada, a, indus ind ustri trijsk jskee hale h ale u kojikoji ma iz tehnoloških razloga vrata moraju biti stalno sta lno ili često otvor otv oren enaa itd.). Pored toplih vazdušnih vazdušn ih zavesa (ubacu ju zagr za greja ejani ni va vazdu zduh) h) ko koje je se koriste kor iste zimi, posto po stoje je i hladn hla dnee va vazd zduš ušne ne zavese. zav ese. To su vazdušne zavese koje rade sa okolnim vazduhom bez njegove termičke obrade. Svaka topla vazdušna zavesa kada je uključen samo ventilator, a grejač isključen, radi u režimu hladne zavese. U našim klimatskim uslovima one se koriste leti i u prel pr elaz azni nim m periodi peri odima ma.. Prave hladne vazdušne v azdušne zavese ubacuju ohlađen vazduh u zonu otvorenih vrata. 124
U centralnim sistemima vazdušnog gre jan ja n ja va vazd zduh uh se zag z agrev revaa na n a jed je d n o m mestu, mestu , a zatim sistemom kanala razvodi po objektu i preko elemenata za ubacivanje (rešetke, anemostati), zagrejan ubacuje u prostorije. Vazduh se priprema u posebnom uređaju koji se naziva komora. Ako vazduh treba i da provetrava prostoriju, onda je to vent ve ntila ilacio ciona na komora kom ora,, a ako se vazduvazd uhom zgrada i klimatizuje, to je klimatizaciona komora, ili kraće: klima-komora. Sve te komore su slične, samo se razliku ju j u po elem el emen entim timaa koji ko ji se u njim nj imaa nalaze nal aze.. Komora vazdušnog grejanja bez funkcije ventiiacije sadrži sledeće elemente: dovod recirkulacionog vazduha, grejač, ventilator i izlaz (odvod) zagrejanog vazduha. U komori obično postoji i filtar, čiji je zadata zad atakk da prečisti pre čisti vazduh vaz duh,, što je j e dvostruko korisno: ljudima je prijatnije kada se u prostoriju ubacuje zagrejan vazduh iz koga su odstranjene odstran jene čestice prašine; a istoistovremeno se razmenjivač toplote u komori štiti štiti od o d zaprljanja. Vazduh Vazduh se obrađuje na slič s ličan an način kao i u kaloriferu. kaloriferu. Izvlači se iz zagrevane zagrev ane prostorije preko odsisnih rešetaka, a zatim se sistemom kanala (povratni kanali) kan ali) dovodi do komore. U komori se vazduh filtrira, zagreva i ventilatorom potiskuje kroz razvodne kanale do mesta ubacivanja u prosprostorije. U manjim centralnim vazdušnim postr po stroje ojenj njim imaa dovo do volja ljann je jed je d a n ve vent ntila ilato tor r
u komori, dok u većirn sistemima mogu post po stoj ojat atii dv dvaa ve vent ntila ilator tora: a: od odsis sisni ni (za recirk cirkul ulac acio ioni ni vazduh) i pot potisni isni (za priprempriprem Ijeni vazduh). Grejači u komorama napravljeni su od orebrenih cevi. Rebra su izrađena od čeličnog lima (na čeličnim cevima) ili od j aluminij aluminijumsko umskogg lima lim a (na bak bakarn arnim im cevima). Rebra su obično kvadratnog ili pravougaonog oblika, a mogu biti i kružna ili spiralna. Rastojanje između rebara je naj| češće 2-3 2- 3 mm. mm . Radni Rad ni fluid flu id u greja gr ejačima čima je j topla voda (vodena para se u današnje vreme sve ređe primenjuje). 7.3.2.1.
Ventilatori
Za razliku od kalorifera u kojima se koriste aksijalni ventilatori, u komorama za centralizovanu pripremu vazduha primenjuju se centrifugalni ventilatori.
0
ft
)-
Iv
Sl. Sl. 7.8. .8. - Aksijalni Aksija lni ventilator
SI. 7.9. - Centrijugalm ventilator: 1 —ventilator; 2 -
Aksijalni ventilatori (sl. 7.8) koriste se kada je potrebno savladati manji pad pritiska. tiska. Ukoliko u sistemu sistem u za ventilaciju ventilac iju postoji kanalski razvod, koristi se centrifugalni ventilator. Centrifugalni ventilatori se izrađuju sa lopaticama zakrivljenim unapred i unazad. Ventilatori sa lopaticama zakrivljenim unapred obično se primenjuju u ventilacionim sistemima niskog pritiska. U postroje pos trojenjim njimaa za klimatiza klima tizaciju ciju viso v isokog kog pripri tiska koriste se centrifugalni ventilatori sa lopaticama zakrivljenim unazad (sl. 7.9). Ovi ventilatori su stabilni, imaju veći ste pen pe n ko koris risno nosti sti i stvara stv araju ju m an anju ju bu buku ku neg nego o ventilatori sa lopaticama unapred zakrivljenim.
13.2.2. Filtri
Da bi se smanjilo zagađenje unutrašnjeg vazduha, prostorija se provetrava svežim (spoljašnjim) vazduhom. Međutim, ni taj spoljašnji vazduh nije sasvim čist. On sadrži u sebi čestice prašine (biljnog, životinjskog i mineralnog porekla), dim, maglu i druge nečistoće. Da bi se u radnim i proizvodnim prostorijama obezbedio potreban kvalitet vazduha, i spoljašnji i recirkulacioni vazduh se pre ubacivanja u prostoriju obavezno filtrira ju u po post stro roje jenj njim imaa za va vazd zduušno grejanje i provetravanje. U zavisnosti od vrste i koncentracije zagađivača u vazduhu, proces prečišćavanja vazduha može se podeliti na tri osnovne kategorije: filtriranje, apsorpcija i otprašivanje. Filtri imaju zadatak da iz struje vazduha izdvoje izd voje čvrste i delimično tečne čestice i tako kaiš; kaiš; 3 - elektromo elektromotor tor prečiste pre čiste vazd v azduh. uh. Aps A psor orpc pcija ija je 12 5
proces pro ces izdva izd vaja janja nja ga gasov soviti itihh prim p rimesa esa iz ot padn pa dnog og va vazđu zđuha. ha. Otpra Ot prašiv šivan anje je je j e izdvaja izd vaja-nje prašine već većee koncentracije (na primer, primer, tokom obrade drveta rezanjem i brušenjem, ili tokom rada sa praškastim mater rijalima u hemijskoj ili farmaceutskoj industriji). industriji). Filtrkan Fil trkanje je vazduha primenjuje primenjuje se u svim svim ventilacionim ve ntilacionim i klimatizacionim postr po stroje ojenj njim ima, a, a otpraš otp rašiva ivanj njee i apsorp aps orpcija cija samo u industrijskoj ventilaciji, odnosno klimatizaciji. Prašina Praš ina koja se nalazi na lazi u vazduhu deli se na grubu, finu i lebdeću prašinu. Shodno toj podeli, izvršena je i klasifikacija filtara. ra. Pripadnos P ripadnostt filtra određenoj klasi k lasi definidefinisana je stepenom izdvajanja prašine iz vazduha, odnosno efikasnošću filtra. Što je veća klasa filtra, on ima veću sposobnost izdvajanja i može da eliminiše i čestice vrlo malog prečnika. U tabeli 7.1 navedene su osnovne klase filtara. S obzirom na to da se u praksi još uvek koriste i stare i nove oznake klase filtara, dat je uporedni pregled. Tubela 7.1. OSNO VNE KL ASE FILTARA FILTARA
N a m c n a tlltra
N o v a o z n a k a
Stara oznaka
za grnbu p r a š in u
EU 1
A
za finu p r a š in u
EU 2 do EU 4
BiiBr
za finu p r a š i n u visokog kvaliteta
EU 5 do EU 9
C, do C3
E U 10 d o E U 1 8
Q, R, S (HEPA ), T, U (ULPA ), V
za lebdeću p r a š i n u (apsolutni filtar)
126
Kada recirkulacioni vazduh nije mnogo zagađen, i kada u prostoriji nije potre bno bn o da se ispune ispu ne mnog mn ogoo strogi strog i zahtev zah tevii za čistoćom vazduha, u komom se ugrađuje samo jedan jeda n filtar klase do EU 4. Ako se u pro p rost stoo riji ri ji zah za h tev te v a u b aciv ac ivaa n je va vazd zduh uhaa veće čistoće, onda se u ventilacionu komom ugrađuju dva filtra: prvi je pretfiltar (klase EU 2 do EU 4), a dmgi služi za izdvajanje sitnijih čestica i on je klase EU 5 do EU 9. Pretfiltar (gmbi filtar) izdvaja kmpnije čestice i na taj način štiti fini filtar od brzog zaprljanja. U objektima obje ktima u koko jim ji m a se zahtev zah tevaa izuzet izu zetno no viso vi soka ka klas kl asaa čistoće stoće vazduha (na primer: primer: operacione operac ione sale sale,, određeni proizvodni pogoni elektronske i farmac'eutske industrije) obavlja se troste peno pe no filtri fil trira ranj njee lcoje lcoje se ostv os tvar aruj ujee strujanjem vazduha kroz tri filtra, i to: gmbog filtra (klase EU 2 do EU 4) na n a ulazu ula zu u kokomom, mom , finog filtra (klase (klase EU 7 do EU 9) na izlazu iz klimatizacione komore i apsolutnog filtra (klase EU 12 do EU 16) na mestu ubacivanja vazduha u prostoriju. Filtri se izrađuju od različitih materi jala ja la.. Od priro pr irodn dnih ih m ater at erija ijala la ko koris riste te se: se: pamuk, pam uk, vu vuna na i celuloza. celu loza. Filtri Fil tri se izrađuju izra đuju od tzv tzv.. netkanih n etkanih tekstila. tekstila. U posledn po slednje je vreme filtarska masa se sve češće izrađuje od veštačkih materijala, od kojih su najznačajniji: poliamidi, poliestri, polipropilen, polie po lietile tilen, n, fiberfib er-vla vlakn kna, a, teflo tef lonn i dr. Postoje različiti tipovi i konstrukcije filtara. Svaki od njih ima svoj domen primene i opseg klase. Najjednostavniji su žičani filtri. Izrađuju se od isprepletene žice. Imaju zaštitnu funkciju fu nkciju je r sprečavasprečava ju j u prodo p rodorr većih predmeta pred meta (hartija, lišće i sl.) sl.) u ventilaciono ventilacio no postrojenje. Ako se žica naulji (premaže uljem) povećava se efekat izdvajanja. U tehnici ventilacije i klimatizacije najnajčešće se koriste kasetni filtri. U metalno
/ kućište (ram filtra) ugrađuje se filtarska masa od prirodn priro dnih ih ili veštačkih ve štačkih materijala. Kasetni filtri mogu biti ravni (smer stru jan janja vazdu vaz duha ha ispred isp red filtra fil tra upra up rava van n je na filtarsku masu) ili je ugaoni (sl. 7.10).
Sl. Sl. 7 . 10. — Kasetni Kasetni ugaoni jilta jil ta r za vazduh vazduh
Ugaonom ugradnjom filtra povećava se njeg njego ova površina površ ina po jedinic jedi nicii protoka vazduha, pa se time povećava i efikasnost izdvajanja nečistoća. Tokom prolaska vazSl. Sl. 7.1 7.12. -F il ta r za vuzduh vuzduh sa pokretnom trakom duha kroz filtarsku masu, čestice prašine rol-filtar se ,,lepe“ na vlakna filtra, vazduh se preU industriji se koriste i filtri sa pokretčišćava, a filtar prlja. Kako se zaprljanost nom trakom trak om (sl. (sl. 7.12). Ovi filtri se nazivanaziva filt iltra povećava, pove ćava, raste ra ste otpor otp or struja s trujanju, nju, pa se ju i rol-filtri. rol-fi ltri. Vazduh Vazd uh struji stru ji kroz kr oz filtar fil tarsk sku u smanjuje protok vazduha. Kada se dosti- masu i kada se ona zaprlja, pokretanjem gne granična zaprljanost, filtar se čisti pogo po gons nsko kog g m ehan eh aniz izm m a zapr za prlja ljani ni deo fil(pere, produvava) ili se zamenjuje filtar- tra se namotava na valjak, njegovo mesto ski uložak. Kasetni filtri se obično ugra- zauzima zauzim a čist čist filtar koji se odmotava odm otava sa čisčisduju u komoru, a mogu biti postavljeni i u tog valjka. Rol-filtri mogu imati i neprekanalu za vazduh ili neposredno ispred kidnu traku. U donjem delu filtra filtra nalazi se svakog elementa za ubacivanje. posu po suda da sa ulje ul jem m . F ilta il tarr se laga la gano no kreće kr eće očiVrećasti filtri (sl. 7.11) obično se kori- tako da stmja vazduha uvek nailazi na očišćenu i zauljenu filtarsku filtarsku masu. ste u industrijskoj ventilaciji kada posto- šćenu jiizv jii zvor or praš pr ašin ine, e, m ada ad a se m ogu og u naći na ći i u Elektrostatički filtri mogu izuzetno komorama za komfornu klimatizaciju. efikasno izdvojiti veliki broj čvrstih čestiKada se filtar zaprlja, izvadi se iz komore ca iz vazduha. Vazduh prolazi pored proi očisti. vodnika sa visokim visokim električnim potencija127
lom i čvrste čestice u njemu pozitivno se naelektrišu. Zatim vazduh struji između ploča plo ča pod po d napo na pono nom m i čestice čestic e se izdvaj izd vajaju aju na negativno naelektrisanim površinama površinama.. Filtri sa aktivnim ugljem odlično apsorbuju gasove. Obavezno se koriste u skloništima, jer neutrališu dejstvo hemijskih borbenih sredstava (otrova). U poslednje vreme koriste se i u malim klima-jedinicama (sobnim klimatizerima) za izdvajanje (neutralisanje) duvanskog dima i mirisa u stanu.
Kada se bira materijal za kanale, trebalo bi obratiti pažnju na sledeće zahteve: -površina kanala treba da je glatka (manji pad pritiska pri pri strujanju); - kanali moraju biti otporni na korozi korozi- ju i neza n ezapal paljiv jivi; i; - materijal ne sme biti biti higroskopan (da lako upija vlagu); - kanali treba da su male težine (zbo (zbog g lakše montaže) i da su dugotrajni; - proizvodnja proizvodnja i m ontaža k anala treb trebaa da bude što jeftinija.
Za izradu vazdušnih kanala najčešće za vazduh 1 3 . 2 3 . K anali za se koristi čelični lim. Lim je obično pocinkovan, a može biti premazan i nekim Kanali služe za razvođenje vazduha po zaštitnim slojem. objektu. U zavisnosti od namene vazduha Kanali mogu imati kružni i pravoukoji se transportuje, vazdušni kanali mogaoni poprečni presek. Za manje protoke gu biti: razvodni, povratni, za svež vazvazduha obično se primenjuju kružni kaduh, za otpadni vazduh itd. Termički nali, a za veće pravougaoni. Treba težiti pri p rip p rem re m ljen lj en v a zd uh u kom ko m ori or i m režo re žom m da odnos kraće i duže stranice poprečnog razvodnih razvod nih kanala kan ala dovodi se do mesta ubauba prese pre seka ka prav pr avou ouga gaon onog og kana ka nala la bude bu de u gragracivanja civan ja u svaku ventilisanu (ili (ili klimatizo- nicama do 1 : 2 (max 1 : 4). 4). Deb ljina lim limaa vanu) prostoriju. Ako je grejanje vazdu- zavisi od veličine preseka k anala ana la i pritiska pritiska šno, vazduh koji se izvlači iz prostorija vazduha u njemu. U svetu se da nas kanali kanali povr po vrat atni nim m kan k anal alim im a vraća vr aća se u komo ko moru ru na sve češće izrađuju industrijski (serijska pono po novn vnu u obradu. obra du. K anali an alim m a za svež vazduh vazdu h proi pr oizv zvod odnj njaa u fabr fa bric ici). i). Z bo g toga to ga j e izspoljašnji vazdu h dovodi se od mesta usiusi- vršena standardizacija veličine kanala. sa na fasadi objekta ili van va n objekta do cen- Standardima su propisani prečnici kružtralne komore. Vazduh koji se lokalno od- nih kanala i dužine stranica pravougaosisava vodi vodi se kanalim a za otpadni vazduh nih. U našoj zem lji se kanali kanal i još jo š uvek u vek rade rade van objekta. po meri me ri na samom sam om objek ob jektu, tu, pa se izrađuju Vazduh Vazduh od komore do ve ntilisanih propro- u različitim, često nestandardnim velistorija treba da se dovede što kraćim pu- činama, u skladu sa zahtevom projektanta po stro roje jenj njaa za ven v entil tilac aciju iju i klima kli matiz tizaci aciju. ju. tem, kako bi kanalska mreža bila kraća, i post samim tim jeftinija. Kanali treba da zauKanali se po dužini spajaju savijanjem zimaju što manje mesta, treba da imaju lima (tzv. falcovanje), i to mašinski. Poodređenu krutost, kako bi što manje proiz- stoji više tipova šavova, kao što su: ležeći vodili i prenosili buku. Tokom eksploata- (sl. 7.13), Pitsburg šav (sl. 7.14), džepni cije sistema, kanali se prljaju (taloženjem itd. itd. Gotovi delovi kanala kan ala spajaju sp ajaju se pomopomo praš pr ašin ine) e),, pa ih je j e potre po trebn bno o s vrem vr em ena en a na ću L-profila. Gvozdeni profil širine od 20 vreme očistiti. do 40 mm (zavisno od preseka kanala) 128
Sl. 7 .13..13 .- Podužno spajanje kanala kanal a - ležeći šav
hteva se klasa propustljivosti, tako da se uobičajeno ne sprovodi test zaptivenosti kanala za vazduh. Na N a mestu me stu gde kana ka nall skre sk reće će (obi (o bično čno za 90°) ugrađuju se kolena. Kolena, račve, prela pr elazn znii koma ko madi di i sl. naziv na zivaju aju se jed je d n im imenom fazonski komadi. Svi ti elementi prouz pr ouzrok rokuju uju pad pritisk prit iskaa u struji str uji vazdu va zduha ha.. Kolena treba da su glatka (bez oštrih ivica), ca), izvedena izvede na sa odgovarajućim odgovarajućim radijusom krivine, tako da izazivaju što manji pad pritis pri tiska ka (sl. 7.15). 7.15 ). Da bi se održa od ržalo lo ravn ra vnoomernije strujanje po preseku kan ala, u kolena se postavljaju skretni limovi (sl. 7.16) ili usmeravajuće žaluzine.
Sl. Sl. 7.15 7.15.. - Koleno Kolen o 9(/‘ za vazduš va zdušne ne kanale kanal e
Sl. 7.1 7.14. - Podužno Podužn o spaja s pajanje nje kanal k anala a - šav Pitsburg
spaja se sa sa limom lim om kana ka nala la zakov za kovicam icam a (nit(n itnama), a kraj kanala se savija preko profila (tzv. pertlovanje). Između profila se stavlja zaptivni materijal, a protil se priteže zavr za vrtn tnjim jima. a. Ako se traži potpuna zaptivenost kanala, onda se spajanje vrši zavarivanjem. Kanali se testiraju na propuštanje, i u zavisnosti od količine vazduha koja iscuri kroz spojeve, određuje se klasa zaptivenosti kanala. U standardnim instalaci ja jama za za venti ve ntilac laciju iju i klim kl imati atiza zaciju ciju ne za-
Sl. Sl. 7.16 7.16.. -K o le n o 90° sa ugrađenim skretnim limovima limovima
Na N a mestim me stimaa odva od vajan janja ja struje str uje vazd va zduh uhaa (ili (ili na mestima sabiranja dveju struja vazduha u povratnoj mreži kanala), postavIjaju se račve (sl. 7.17) i T-račve T-račve (sl. 7.18). I ovde važi pravilo da treba izbegavati oštre ivice, zbog intenzivnog vrtloženja i pove po većano ćanog g pad p adaa pritiska. pritis ka. Osim od pocinkovanog čeličnog lima, kanali u ve ntilacionim ntilacionim p ostrojenjima ostrojenjima mo12 9
Sl. 7.17. 7.17. —Odva —Odvajanje janje struje str uje vazduha - ra& ra&va za krušn k rušnee kanale: kanale: A -po vr šin a preseka preseka kanala; kanala; Q - zapremi zapreminski nski protok vazduha vazduha
vazduha koriste se: rešetke, anemostati, mlaznice, linijski difuzori, vrtložni difuzori itd. U centralnim sistemima grejanja i ventilacije, vazduh se najčešće izvlači preko pre ko rešetki. rešetk i. Rešetke sc izrađuju od aluminijumskog lima, čeličnog lima ili plastificiranog čeličnog lima. Uglavnom su pravougaonog oblika, a različitih veličina, zavisno od potrebnog protoka vazduha. Rešetke se mogu konstruisati od ispre pleten ple tenee žice (obično (ob ično se koris ko riste te za odsisaodsisavanje vazduha), sa fiksnim i sa pokretnim lamelama. Lamele mogu biti jednoredne i dvoredne. Jednoredne lamele mogu biti posta po stavlj vljene ene horiz ho rizon onta talno lno ili vertik ver tikaln alno. o. U rešetkama sa dvorednim lamelama one su post po stav avlj ljen enee i h o rizo ri zo n taln ta lno o i verti ve rtika kaln lno. o. Pravac istrujavanja vazduha može se usmeravati postavljanjem lamela u određeni položaj. polo žaj. N a slici 7.19 prik pr ikaz azan anaa j e stan-
Sl. 7.18 7.18.. - T-račva T-račva za pravougaone kamate
gu se izrađivati i od aluminijumskog ili baka ba karn rnog og lima, različit raz ličitih ih plas pl astični tičnih h masa, azbestnog cementa, a kanali kanali velikog poprepoprečnog preselca mogu biti i zidani (opekom ili betonom). Kanali od aluminijumskog i baka ba karn rnog og lima, lim a, kao i plast pl astične ične cevi, koriste se za odvođenje hemijski aktivnih i agresivnih para. Primenjuju se u laboratorijama i određenim pogonima hemijske industrije. Ako je posledica tehnološkog procesa visoka tem peratura odvodnih gasova, kanali se izrađuju od azbestnih ploča. 7.3.2.4. Elementi za ubacivanje i izvlačenje vazduha
Sl. Sl. 7.19 7.19.. - Rešetka za uhacivanje uhaciva nje vazduha sa horizonhorizontalnirn i vertikalnim lamelama
dardna rešetka za ubacivanje ili izvlačenje vazduha, a na slici 7.20 dat je njen presek pre sek.. R ešetk eše tkaa može mo že imati im ati ili ne regulator protoka.
Anemostati se obično ugrađuju u spuVazduh pripremljen u komori razvodi se štene tavanice. Vazduh se se ubacujc horizonkanalima do svake prostorije, a u prosto- talno (duž tavanice). Anemostati mogu riju se ubacuje kroz posebne otvore — biti bi ti kvadra kva dratni tni i kruž k ružni. ni. Kvad Kv adra ratn tnii anemoanem oelemente za ubacivanje. Za ubacivanje stat obično izduvava vazduh na sve četiri
7.20 .20. - Presek resetke sa pokretni pokr etnim m horizon hor izontalni talnim m lam lamelam elama: a: B - širina šir ina rešetke; H —visina —visina rešetke
Linijski difuzori (tzv. šlicevi) jesu elementi za ubacivanje koji se koriste u sistemima klimatizacije niskog i visokog pritiska. Dugi Dug i su je j e d an do četiri metra, me tra, a otvor je širok od 10 do 20 mm. Vrtložni difuzori su konstruisani tako da se omogućava omogućava spiralno ubacivanje ubac ivanje vazduha, čime se postiže visok stepen turbulencije i indukcije okolnog vazduha. Prilikom izbora elementa za ubacivanje vazduha treba voditi računa o dometu mlaza vazduha. U zoni boravka ljudi, brzina stmjanja vazduha ne sme da pređe dozvoljenu vrednost. vrednost. Dopuštena brzina b rzina strustru ja n ja u zoni zo ni bora bo ravk vkaa i rada ra da ljudi lju di zavis za visii od namene objekta, i najčešće iznđsi 0,25 m/s. Pri višim brzinama može se javiti neugodan osećaj promaje.
7.4. 7.4. SPREGA POSTRO JENJA ZA VENTILACIJU I GREJANJE
Sl. 7.21. -JzgledkV'ađrathSg-anemostata
i
i
i
Sl. 7.22. — Presek Presek anemostata
strane (sl. 7.21), mada može na dve ili tri strane. Presek anemostata prikazan je na slici 7.22. Postoje i perforirani anemostati. Ispred anemostata može, takođe, biti ugrađen regulator protoka koji omogućava da tačno određena količina vazduha bu bude ubačena uba čena kroz kro z posm po smatr atran anii elem e lemen entt za ubacivanje. Anemostati se izrađuju od istih materijala kao i rešetke. Mlaznice, kao element za ubacivanje, služe za ubacivanje vazduha u prostori juvelikom brzi br zino nom m . K oris or iste te se kada ka da je potr potreebno bno posti po stići ći velik ve likii dom do m et vazd va zduš ušne ne struje.
Ukoliko centralno postrojenje služi samo za ventilaciju prostora, komora za pripremu vazduha naziva se ventilaciona komora. Takvo postrojenje radi samo sa svežim vazduhom (100% spoljašnjeg vazduha). Ventilaciona komora ima sledeće elemente: dovod svežeg vazduha, filtar (obično klase EU 2 ili EU 3), centrifugalni ventilator i izlaz vazduha (veza sa razvodnim kanalom). kanalom). U našim klimatskim uslovima, ovakva postrojenja se koriste leti i u prelaznim periodima. periodima. Mnogo se češće sistem za ventilaciju kombinuje sa postrojenjem postrojenjem za grejanje. U tom slučaju slučaju u komoru se dovode dovod e svež vazduh (zbog potrebe provetravanja provetrav anja zgrade) zgrad e) i recirkulacioni vazduh (omogućava jeftiniji niji pogon - manju potrošnju potrošnju energije za grejanje). Svež i recirkulacioni vazduh mešaju se u elementu komore z vanom ko131
mora za mešanje ili sekcija za mešanje. U postrojenja vazdušnog grejanja poOdnos mešavine svežeg i recirkulacionog stavlja se termostat koji meri temperaturu vazduha može biti stalan, ili promenljiv. vazduha u prostoriji i poredi je sa postaOsim navedenih elemenata ventilacione vnom vrednošću. Senzor temperature se komore, ovakvi sistemi imaju i grejač. postav po stavlja lja ili u ka kana nall od odvo vodn dnog og vazdu vaz duha ha ili ili Obično se upotrebljava upotrebljav a toplovodni toplovod ni grejač, grejač, u samu prostoriju. Ako je senzor temperatemperaali postoje i rešenja sa zagrevanjem pa- ture u prostoriji, mora se voditi računa o rom ili elektrogrejačima. elektrogrejačima. tome da bude postavljen na neko reprezenta tivno mesto. Senzor Senz or nije dobro posta posta-Sistem za ventilaciju može da se kom- zentativno binu bi nuje je sa grej gr ejan anjem jem radijat rad ijatorim orima, a, koje ta- viti tako da bude izložen direktnom Sunda predstavlja dežurno grejanje. Radija- čevom zračenju, da se nalazi neposredno po redd m esta es ta u b a civ ci v a n ja prip pr ipre rem m ljen lj enoo g tori greju prostoriju i kada je sistem za pore ventilaciju isključen (van radnog vreme- vazduha ili da je u blizini grejnog tela, jer na). Grejanje radijatorima obično nado- u tom slučaju temperatura koju meri senvazknađuje transmisione gubitke toplote, dok zor ne odgovara srednjoj temperaturi vazprostoriji.. Na osnovu osn ovu razlike razlik e izmeizmeventilaciona ventilacion a komora pokriva toplotne gu gu-- duha u prostoriji bitke bitk e usled us led prove pro vetrav travanj anja. a. Ovo rešen reš enje je se đu stvarne i željene temperature vazduha često primenjuje tokom rekonstrukcije u prostoriji, termostat, preko regulatora, objekata i prilikom naknadne ugradnje deluje na ventil ispred grejača u komori. U zavisnosti od vrste ventila i položaja sistema za ventilaciju. pump pu mpe, e, regu re gula laci cija ja ka kapa paci cite teta ta (oda (o dava vanj njaa toplote grejača) grejača) ostvaruje se ili promenom protok pro tokaa radnog radn og fluida ili prom pr omen enom om tem7.5. REGULISANJE perature pera ture vode na ulazu ulaz u u grejač. Kada komora radi i sa svežim i sa reRad centralnog toplovodnog grejanja radijatorima može se dvojako regulisati: cirkulacionim vazduhom, njihov odnos centralno i lokalno. Centralno regulisanje (odnos mešanja) može biti stalan i prose ostvaruje promenom temperature raz- menljiv. Protok se menja pomoću regulavodne vode i naziva se kvalitativno reg- cionih žaluzina (dempera). Položaj žalum ože se menjati ručno ili automatski. automatski. ulisanje. Lokalno regulisanje se izvodi na zina može samim grejnim telima promenom protolca Kada je regulacija ručna, obično se samo grejnog fluida. Protok vode se menja po- menja položaj žaluzina prilikom prebacimoću radijatorskog ventila, a regulacija vanja sa zimskog na letnji režim. Žaluzimože biti ručna ili automatska. Za auto- na se može ručno prebacivati i na pogon vazduh a u perioperiomatsku regulaciju regulaciju neophodno je da na ra- sa 100% recirkulacionog vazduha dijatorskim ventilima budu termostatske du uzgrevanja objekta (pre početka radglave. Izborom postavne vrednosti na ter- nog vremena i prelaska na normalan remostatskoj glavi bira se željena vrednost žim rada), što je redak slučaj. temperature u prostoriji. Ventil automatAutomatska regulacija za promenu prom enu po po-ski menja protok vode kroz radijator u ložaja regulacionih žaluzina koristi elekskladu sa trenutnim gubicima toplote pro- tromotorni pogon. Radom motora obično storije i održava zadatu temperaturu vaz- diriguje termostat koji meri temperaturu duha. mešavine i u zavisnosti od njene vredno1 32
sti menja udeo svežeg vazduha. Rad žaluzina na usisu svežeg i recirkulacionog vazduha je obično spregnut, tako da se pritvaranjem j e d n e žalu ža luzi zine ne,, prop pr opor orci cioonalno otvara druga i tako se održava konstantna ukupna količina (protok) vazduha.
7 6 EKSPLOATACIJA EKSPLO ATACIJA SISTEM SIS TEMA A ZA GREJAN GREJANJE JE IVENT ILACIJU
Za razliku od postrojenja za grejanje koja se koriste samo zimi, uređaji za ventilaciju se koriste leti, zimi ili tokom cele godine. Jasno, u poslednja dva slučaja uređaji za ventilac ven tilaciju iju moraju mor aju biti spregnuti spreg nuti sa sistemom za grejanje. Postrojenja za grejanje obično u radu imaju povremene prekide: (noću se zagrevanje prekida ili je ograničeno). U poslovnim objektima i fabrikama grejanje se isključuje i vikendom, pa treba voditi računa o periodu uzgrevanja prvog radnog dana posle prekida. Dovoljno uzgrevanje zgrade trebalo bi da se ostvari do početka radnog vremena. Postrojenje za ventilaciju je obično ulcljučeno samo u toku radnog vremena i vrlo retlco radi van tog perioda. Ima i izuzetaka: magacini, skladišta prehram prehramben benih ih proiz pro izvo voda da itd., u kojim ko jimaa je je sistem za ventil ve ntilacij aciju u neprek nep rekidn idno o uključen. uk ljučen. Tokom eksploatacije i održavanja postrojenja za vazdušno grejanje i ventilaciju, najčešće se menja filtar. Tokom rada, prašina iz vazduha se izdvaja na filtarskoj masi i filtar se prlja. Sa zaprljanjem filtra, povećava se otpor strujanju vazduha i smanjuje protok vazduha kroz komom. Učestalost zamene filtra zavisi od namene objekta,'vrste i intenziteta zagadivača. Informacija o stanju zaprljanosti filtra obično je u sklopu automatike
celokupnog postrojenja za grejanje i ventilaciju. Presostat meri razliku pritisaka ispred i iza filtra i upoređuje se sa dozvoljenom vrednošću. Kada se dostigne granična zaprljanost filtra (izražena preko odgovarajućeg pada pritiska u filtru) uključuje se alarm (obično signalna lampica na kontrolnom panelu) koji informiše mkovaoca postrojenja postrojenja da je potrebno zameniti filtar. Ako nije ugrađena automatska kontrola, onda se zaprljanost filtra kontroliše vizuelno. Obično se iskustveno zna posle koliko je vremena potrebno zameniti ili očistiti očistiti filtar za z a vazduh. Centrifugalni ventilatori se obično pokreću kreću elektromotorima preko kaišnog ka išnog prenosa. S vremena na vreme treba prokontrolisati da li je kaiš dovoljno zategnut. Ako je kaiš labav, nastaje proklizavanje, koje ima za posledicu manji broj obrtaja ventilatora, pa time i manji protok vazduha kroz sistem. Ako je kaiš previše zategnut, izložen je većim mehaničkim na prezan pre zanjim jima, a, p a se brže b rže kida.
P I T A N JA 1. Zašto se prostorije provetravaju? 2. Koje su karakteristike karakteristike prirodnog provetravanja? 3. Kakva je razlika razlika između ventila cije odvođenjem vazduha i ventilacije dovođenjem vazduha? 4. Kada se primenjuje primenjuje lokaln o odsisavan odsis avan je vazduha? 5. Po kom principu principu radi radi vazdušno vazd ušno grejanje? 6. Koji su osnovn osn ovnii delovi kalor kalorifera ifera? ? 7. Koja je osnovna osn ovna razlika razlika između kalorifera kalorifera i vazdušne zavese? 8. Kada se primenjuje aksijalni, aksijalni , a kada centrifugalni centrifug alni ventilator? 9. Kako se filtri dele po klasama? 10. 10. Koji su osno vni tipovi filtra za vazduh? vazduh?
133
11. 11. Kakve osob o sobin inee treba da imaju imaju materijali za izradu izradu kanala?
15. Kako se reguliše odavanje toplote grejača u komori?
12. Kako se spajaju kanali od čeličnog lima?
16. Zašto se i kako menja odnos svežeg i recirkula-
13. Koji su osnovni tipovi elemenata za ubacivanje i izvlačenje vazduha?
cionog vazđuha u postrojenjima za vazdušno gre janje?
14. Zašto se sistem za ventilaciju kombinuje sa postrojenjem za grejanje i kako?
17. 17. Kada se menja fdtar u postrojenjima postrojenji ma za grejanje i ventilaciju?
Treći razred
1. DALJIN DAL JINSKO SKO GREJANJ GREJANJE E
Razvoj i napredak tehnike, kao i celoku pa pan progres čovečanstv čovečan stva, a, tesno tes no su povepov ezani sa razvojem energetike. Otkriće novih izvora energije, načina korišćenja, kao i primena savremenijih metoda pretvaranja jednog oblika energije u drugi predst predstav avljaj ljaju u o snov sn ovnu nu karak kar akter terist istik iku u po jed jedinih inih period per iodaa razvo raz voja ja čovečanstva čovečans tva.. Savremena tehnologija proizvodnje u raznim granama grana ma industr ind ustrije, ije, poljopriv poljo privrede rede,, saobraćaja itd. zahteva ogromne količine energije, bez koje se danas ne može zamisliti razvoj ljudskog društva. Snažni pro proccvat industr indu strije ije u XIX X IX veku vek u bio b io je tesno tes no pove poveza zan n sa pro pr o nala na lask skom om prve pr ve term te rmičke ičke (top toplotn lotnee) mašine m ašine - parne mašine, mašin e, koja k oja je nagovestila potpuno nove mogućnosti razvoja tehnike i industrije. Početak proizvodnje električne energije u termoelektranama uslovio je energetski ciklus u kome voden vo denaa para pa ra visokog viso kog pritiska prit iska i visoke temperature, temperature, proiz p roizved vedena ena u parn p arnim im koko tlovima, pomoću parnih turbina pokreće generatore električne energije. Sličan energetski ciklus neophodan je i za nuklearne energane. Energija koja se oslobađa tokom nuklearnih reakcija koristi se za proizvodnju vodene pare, kojom se pokreću pa parne rne turb tu rbin ine, e, od n o sn o g ener en erat ator orii za proizv proizvod odnju nju elek el ektr trične ične ener en ergij gije. e. S obziobz irom na značaj značaj energeti ener getike ke u savre s avremen menom om ljudskom društvu, objasnićemo najvažni je je energetske energetske ciklus cik lusee i energ en ergets etska ka postropos tro jen jenja za dobija dob ijanje nje topl to plotn otnee energije. ener gije.
Energetska postrojenja predstavljaju određeni broj uređaja i aparata za ostvarivanje određenog energetskog ciklusa. Po pravil pra vilu, u, ovakva ova kva post po stro roje jenj njaa su pove po veza zana na sa nizom cevovodnih sistema koji u svom sklopu imaju cevi, armaturu i prateću opremu za savlađivanje toplotnih dilatacija i nošenje cevovoda. U sklopu energetskih postrojenja su i različiti sistemi merno-regulacione tehnike. Ova oblast tehnike tehnike veoma je razvijena, razvijena, jer je r od stepena automatizacije automatizacije znatno zavise i ekonomski pokaza pok azatel telji ji rada rad a poje po jedi dini nih h post p ostroj rojen enja. ja. Da bi se razumeli sistemi, odnosno šeme rada postrojenja za toplane (TO) (TO) ili toto plan pl anee —term oele oe lekt ktra rane ne (TO —TE), koje koj e rade u toplifikacionim sistemima daljinskog grejanja, prikazaćemo rad kotlovskog postrojenja.
1.1. .1. KOTLOV KOT LOVSKO SKO POSTRO JENJE
Na slici 1.1 šematsk šem atskii je j e prik pr ikaz azan ano o kotlov kot lov-sko postrojenje postrojenje sa osnovni osn ovnim m elementima. Ovo postrojenje proizvodi zasićenu ili preg pr egrej rejanu anu paru par u koja ko ja se korist kor istii u energ ene rgetetskim postrojenjima za pokretanje turbina ili za tehnološke potrebe u nekom procesu. Na N a prika pr ikazan zanoj oj šemi je parn pa rnii kotao kota o (1) za loženje tečnim gorivom (2). Vazduh za sagorevanje dovodi se ventilatorom (3). Dimni gasovi se odvode ventilatorom za odsisavanje dimnih gasova (4) kroz dimne 137
Sl. 1.I. - Šematski prikaz kotlovskog postrojenja
kanale (5), pa se kroz dimnjak (6) odvode u atmosferu. Proizvedena vodena para dovodi se u parni razdelnik (7), odakle se zatim odvodi ka potrošačima. U napojni rezervoar (8) dovodi se voda omekšana u po p o stro st ro jen je n ju za hem he m ijsk ij sku u prip pr ipre rem m u vode vo de (9), prema kvalitetu vode koji zahtevaju poje po jedi dini ni tipovi tip ovi kotlo ko tlova va prem pr emaa param par ametr etriima vodene pare koja se proizvodi. U na pojn po jnii reze re zerv rvoa oarr takođ tak ođee se dovod dov odii i konkon denzat iz rezervoara (11) pomoću pumpe za kondenzat (12). Ovaj kondenzat (koji se vraća od potrošača) mora biti čist, kako 138
ne bi nastale neželjene posledice usled zaprljanja cevi kotlovskih grejnih površina. Voda se u napojni rezervoar uvodi preko pre ko degazat deg azatora ora,, u kome ko me se oslo o slobađ bađaa de deo rastvorenih rastvoren ih gasova ga sova i delimično delim ično zagrev zagreva, a, a voda se dogreva u napojnom rezervoaru. Tako zagrejana napojna voda uvodi se u kotao napojnom kotlovskom pumpom (10). Ova principijelna šema sadrži osnovne elemente, bez obzira na vrstu goriva koje se sagoreva u kotlovskom ložištu.
1.2. TOPLIFIKACIONA POSTROJENJA Sa gledišta urbane tehnologije, toplifikacija gradova kod nas odavno nije imperativ, već svakidašnja potreba u daljem razvoju gradova i njegovih delova. Problemlokalnih gre janja jan ja poje p oje dinačnih din ačnih stanova i manjih objeka obje kata ta poje p ojedno dnostav stavljuje ljuje se i rešava kompleksnim toplifikacionim sistemima, koji uključuju proizvođače to plo plotn tnee energ en ergije ije i cevo ce vovo vodn dnee mreže mre že za razvod fluida koji je nosilac toplote. U jedan sistem daljinskog daljinsko g grejanja gre janja mogu biti uključeni proizvođači toplotne energije koji koriste klasična fosilna goriva ili nuklearna goriva, iako još uvek neznatno tno u odno o dnosu su na proizvodnju proizv odnju ukupne toplotne energije. Praktična primena nekih drugih izvora toplotne energije u topl toplifi ifika kacio cioni nim m sistemim siste mimaa daljins da ljinskog kog gre ja janja, kao što su term te rmaln alnee vode vod e ili SunčeSun čeva energija, još uvek je u razvoju ili eks peri perim menti entim ma. Postrojenja za proizvodnju toplotne energije mogu se klasifikovati na sledeći način: - postrojenja postrojenja za proizvodnju toplotne toplotne energije za potrebe dobijanja električne energije; - postrojenj postrojenja a za proizvodnju toplotne toplotne energije u tehnološke svrhe; - postroje postrojenja nja za proizvodnju proizvodnju toplotne energije za grejanje i za pripremu sanitarne tople vode.
Toplotna energija može se proizvoditi u takv takvim im po stro jen jim a koja ko ja proizvod pro izvodee električnu energiju u termoelektranama uklju ljučenim enim u sistem s istem za snabd sn abdeva evanje nje elektroenergijom. Za industrijske potrebe ovakva postroje pos trojenja nja mogu biti uključen uk ljučenaa u industrijske energane u kojima se može koristiti para, regulisanim oduzimanjem
iz kondenzacionih kondenzacion ih turbina ili na protivpritisnim turbinama, za tehnološke potrebe i za grejanje industrijskog industrijskog kompleksa. Na N a slici slic i 1.2 1.2 data da ta je j e osno os novn vnaa šema še ma termoelektrane u kojoj se osim proizvodnje električne energije može pripremati i topla voda za grejanje i vodena para za tehnologiju. Ona se skraćeno naziva termoele mo elektra ktrana na —top —toplan lanaa (TE (T E —TO). Za izgrađena ili rekonstruisana gradska jezgra ili rejone veoma su pogodne toplane sa vrelovodnim kotlovima (vrela voda znači da je temperatura vode viša od 110°). Sa stanovišta kontinualnog pogona ovakva toplana možda nem a opravopravdanja, s obzirom na to da su uglavnom u pogo po gonu nu od 6 do 8 mes m esec ecii u god g odini. ini. Za snabdevanje toplotom potrebnom za grejanje znatno su pogodnije kombinacije toplan to planee i termoele term oelektra ktrane ne (TO —TE). Na N a slici 1.3 pri p rik k a z a n a je je j e d n a termo ter moele elekktrana sa vrelovodnim kotlom kojim se u zimskom periodu pokriva vršna potrošnja toplotne energije za grejanje. Koncepcija ovakvog postrojenja je znatno složenija za izgradnju i zahteva određene prateće uslove. Sigurno da je velika prednost ovakvih toplana i termoelektrana u tome što njihovo uključenje u generalni sistem za snabdevanje elektroenergijom znatno može rasteretiti velike iermoelektrane u period pe riodima ima remon rem onta, ta, zasto za stoja ja ili vršn vr šnih ih opterećenja. Na N a slikama slik ama 1.4 1.4 i 1.5 prik pr ikaz azan anaa su postrojenja za toplifikaciju sa parnim kotlovima i izmenjivačima toplote, s tim što je u drugom slučaju predviđena potrošnja pare par e i za tehno teh nološ loške ke potre po trebe be i za grejan gre janje. je. Toplifikacioni sistemi, kada su u njih uključene samo toplane, prema načinu pro p roiz izv v o d nje nj e top to p lotn lo tnee en e rgij rg ijee m ogu og u se podeliti pod eliti u dve grupe: 139
3
Sl. Sl. 1.2. .2. - Toplifikaciono Toplifikaciono postrojenj postr ojenje e u kombinaciji kombinac iji sa termoelektranom: 1 —parn pa rnii kotao; 2 —glav gl avni ni pa rni rn i ventil; ventil; 3 - kondenzaciona konden zaciona turbina; turbina; 4 —generator; 5 - turbinski kondenzator; kondenzator; 6 - kula za hlađenje vode; 7 — pumpa za rashladnu vodu; 8 —ven —ventil til za regulaciju oduzimanja pare u turbini; 9 —izmenjivač izmen jivač toplote topl ote sistema vodena vode na para para vrela voda; voda; 10 - cirkulaciona cirku laciona pumpa; 11 -po -p o troš tr oš ač vrele vode za potrebe grejanja; 12 —regulacioni regulac ioni ventil; 13 —pumpa pump a za kondenzat; konde nzat; 14 - napojn nap ojnii rezervoar sa sa degazatorom; 15 —postrojenj postr ojenjee za hemijsku pripremu vod vode; 16 —napojna kotlovska kotlovska pumpa; pumpa; 1 7 - pumpa za kondenzat
— dire —di rekt ktni ni siste si stem m i - voda ili para pa ra kao nosilac toplote prolazi kroz kotao i kroz grejna tela i — ind —in d ire ir e ktn kt n i sist si stem em i — voda vod a ili pa ra iz kotla kotla prim arn i j e nosilac toplote; toplote; preko izmenjivača toplote priprema se sekundarni nosilac toplote (topla voda), koja pro pr o lazi la zi kroz kr oz grej gr ejn n a tela.
3
1.3. - Toplifikacionopostrojenje Toplifikacionopostrojenje u kombinaciji termoeiektrane termoeiektrane sa vrebvodnim vrebvo dnim kotlom kotlom za pokrivanje pokrivan je vršnih potrošnji uezo uezoni ni grejanja: grejanja: 1 - parni pa rni kotao; 2 - glavni glavn i parni pa rni ventil; ventil; 3 - kondenzaciona kondenzacio na turbina; 4 - generator; 5 - turbinski ion ionden denzato zator; r; 6 - kula za hladenj hlad enjee vode; 7 —pumpa pum pa za rashladnu rashla dnu vodu; vodu; <3—ven 3—ventil til za regulaciju oduzimanja oduzi manja u turbini; pumpa za kondenzat; 10 —izmenjivać toplote sistema vodena para —vre —vrela la voda; voda; 11 —potrošač vrele vode; vode; 12 —cirV pu kulac lacion iona pumpa; 13 - regulacioni regulac ioni ventil; 14 - napojni napo jni rezervoar sa degazatorom; degazatorom; 15 —postr ojenje ojen je za hemijsku hemij sku pri prip prcm rcmu vode; vode; 16 - napojna nap ojna kotlovska pumpa; 17 - vrelovodni kotao za vršna opterećenja; op terećenja; 18 - cirkulaciona cirkula ciona pu pumpa za vrelu vodu; 19 —trokraki ventil ve ntil za mešanje; 20 - izmenjivač izmenji vač toplote sistema vrela voda —vrela —vrela voda Sl.
Sl. 1.4. 1.4. - Toplijikaciono Toplijikaciono postroje post rojenje nje sa izmenjivačima toplote toplote sistema sistema vodena para - vrela vrela voda: voda: 1 - p a r n i kotao; 2 —regulacioni ventil; 3 - izmenjiva izme njivač č toplote sistema sistema vodena para - vrela vrela voda; voda; 4 - cirkulaciona pumpa; 5 - potrošač potroš ač vrele vode za grejanje; 6 - odvajač kondenzata; 7 - rezervoar rezervoar za skupljanje kondenzata; 8 —pumpa za kondenzat; kondenza t; 9 - nap ojni rezervoar sa degazato degazatorom rom;; 10 - napojna kotlovska kotlovska pumpa 141 14 1
Kada se projektuju novi gradski delovi, bezuslovno se u infrastrukturi planiraju toplodalekovodi. To znači da se kao redovan redo van kom k omuna unalni lni elem ele m ent posma po smatra tra to toplana za grejanje. Bez obzira na vrstu generatora toplotne energije za toplifikacioni sistem, glavne prednosti centralnih toplana u odnosu na pojedinačne su sledeće: - ugraduju se kotlovske jedinice znat-
Sl. 1.5. - Toplijikaciono postrojenje sa potrošačem pare za tehnološ tehn ološkepo kepotreb trebe: e: 1 —pa rni rn i kotao; kota o; 2 —razde —razdelnik lnik pare; 3 —potrošač potroša č pare u tehnološke tehnolo ške svrhe; 4 — odvajač odvajač kondenzata; 5 - regidacioni ventil; ventil; 6 - izmenjivač toplote vodena para - vrela voda; 7 - - cirkulaciona pumpa; 8 - - potrošač potro šač vrele vode; 9 - odvajač kondenzata; kondenzata; 1 0 - rezervoa rezervoarr za za skupljanje skupljanje kondenzata; kondenzata; 11 -p um pa za kondenzat; kondenzat; 12 - napojni r ezervoarsa ezervoarsa degazatorom; 13 - napojna kotlovska kotlovska pumpa
1.2.1. TOPLANESA VRELOVODNIM KOTLOVIMA U toplanama sa vrelovodnim kotlovima mogu se koristiti svi oblici klasičnih k lasičnih fosilnih goriva, odnosno čvrsta (ugljevi, drvni otpaci, biomasa), tečna (razni derivati nafte) i gasovita goriva. Sa gledišta ekonomičnih rezervi uglja i onih koje će vremenom me nom postati ekonomične, s obzirom na stalna istraživanja, trebalo bi u našoj zemlji koristiti pretežno rezerve uglja. Međutim, u pojedinim zonama gradova koji se toplificiraju, veoma teško bi bilo postaviti skladište uglja, skladište šljake i pepela, obezbediti kontinualan i nesmetan transport itd. Zbog toga se u takvim toplanama koristi tečno ili gasovito gorivo (ukoliko ga ima), ili njihova kombinacija. 142
no većeg kapaciteta; kapaciteta; poz na to je da se cena kotla svedena na proizvedenu jedinicu toplotne energije smanjuje sa porastom kapaciteta; kapaciteta; - kotlovska ložišta se projektuju za određenu vrstu goriva, pa p a j e i st stepen korisnosti ložišta optimalan; - stepen korisnosti korisno sti ovakvih kotlova kotlova je viši nego neg o kotlova kotlo va m anjeg an jeg kapa kapacciteta iteta;; - moguće j e izvesti viši stepen autom tomatiti zacije, zacij e, je r rela re lati tivn vna a ce cen n a autom automatik atikee zn z n a tn o opad op ada a s p o v eć eća a n jem je m kapaciteta citeta postrojenja. Efikasno Efika snost st rada radaje veća kada se određ o dređene ene veličin vel ičin e mo mogu meriti je r cena instrumen instru men ta ne zav zavisi od veličine kotla, kao ni regulacionih elemenata elemen ata i uređaja. uređaja. U odno od nosu su na na veća postrojenja, relativna relativn a cena cen a zn znatno opada; - brojpotrebnihpo brojpotre bnihpomoć moćnih nih uređaj uređaja a op opada a raste njihov kapacitet, što takođe snižava cenu proizved pro izvedene ene top toplotn lotnee energije; - za z a velika velika postrojen pos trojenja ja može se obezbediti kvalifikovanije osoblje, što osigurava gurava pouzdaniji pogo n; - toplana topla na može da se locira u grad radskim naseljima naseljim a tako da n e ometa normalnu komunikaciju i život grada, kao i da se ispune optimalni uslovi zašti za štite te čoveko čov ekove ve okoli ok oline ne;; - centralizacij centralizacijom om toplana uštedi se se i pro p ro sto st o rza rz a sklad skl adišt išten enje je goriva gori va i, ev even en-tualno, šljake i pepela;
- ve veli liki ki objekti se sigurnije ipo voljnije vo ljnije snabdevaju gorivom.
U izboru generatora toplotne energije, odnosno o tome to me da li će se prim p rim eniti en iti parni par ni ili vrelovodni kotao, presudnu ulogu ima vrsta potrošača. Ukoliko postoji potreba zateh zatehnol nološk oškom om parom, paro m, usvaja usv aja se parni parn i razvod, dok se u odre od ređe đeni nim m slučajevi slu čajevima ma primenjuje razvod i pare i vrele vode. Para kao nosilac toplotne energije ima određene prednosti: - toplotna energija se može transportovati bez pumpi, odnosno bez dodatnog utroška energije, ali sa gubitkom pritiska prit iska u paro pa rovo vodu du;; -manji su troškovi izgradnje postro jenja je nja;; -jedno stavna je redu redukci kcija ja pare visovisokog kog pritiska na želje ne parametre, parametre, a pomoć pom oću u izm iz m enji en jiva vača ča toplot top lotee dobij do bija a se vrela voda;
- mogu moguća ća je direktna direktna kombinacijaprokom binacijaproizvodnje električne i toplotne enerSUe-
Međutim, toplifikacioni sistemi sa paromkao mkao nosiocem nosio cem toplote imaju i znatnih zna tnih nedostataka: -složenije je vraćanj vraćanjee kondenzat kondenzata a i održavanje kvaliteta kvaliteta kondenzata; ko ndenzata; -parni dalekovodi se moraju odvodnjavati njavati,, i imaju složen slo žene e sisteme kom penza pe nzaci cija ja toplot top lotnih nih dilatac dila tacija ija na mestima skokova cevovoda; -nastaje korozija u cevovodima za kondenzat;
- toplotni gubici su znatno veći, s tim što se mora računati i na kvalitetnu izolaciju; - konstrukciona rešenja za sprečavanje sprečavanje toplotnih dilatacija cevovoda su slo ženija. ženij a.
Naj N ajb b itnije itn ije p redn re dnos osti ti koje ko je ima im a topl to plifi ifi-kacioni sistem daljinskog grejanja vrelom vodom kao nosiocem toplote toplote u odnosu na paru pa ru u glav gl avno nom m su slede s ledeće: će: - nema problema problema u vezi sa vraćanjem vraćanjem kondenzata; - toplotni toplotni gubici gubici u cevovodima su manji; - jednostavnija jednostavnija je mreža toplod toplodale alekokovoda i jednostav jedn ostavnije nije se polaže; - ceo ceo toplifikacioni toplifikacioni sistem sistem jedno stavnije se reguliše prema opterećenju potroš pot rošača; ača; - vek trajanja trajanja cevovoda cevovoda je znatno duži; duži; - u sluč slučaju havarije havarije cevovoda, mnogo je j e m anja an ja opas op asno nost st ako ak o se koris ko risti ti vrevr elovodni sistem nego sistem vodene pare pa re visok vis okog og pritisk prit iska. a.
1.2.2. DIREKTNIIINDIREKTNI SISTEM DALJINSKOG GREJANJA Kada še usvaja vrelovodni toplifikacioni sistem daljinskog grejanja, u principu se može usvojiti direktni ili ili indirektni indir ektni sistem sistem daljinskog grejanja. Na slici 1.6 šematsk šem atskii je p rika ri kaza zan n vrevre lovodni sistem sa kotlom direktno uključenim u sistem daljinskog grejanja. Ovakav sistem je primenjen u velikom broju toplana. U pogledu toka vode, mreža daljinskog grejanja g rejanja i kotlovski kotlovski krug predstavljaju zatvoren sistem, dok se sa aspekta temperatura vode ipak formiraju dva strujna kola. Jedno kolo je mreža daljinskog grejanja sa potrošačima, a drugo kolo je kotao sa hladnom i toplom recirkulacijom (recirkulacioni krug sa recirkulacionim vodom i recirkulacionim pumpama). pump ama). Tem pera pe ratu ture re vode vo de u prvo pr vom m k rug ru g u su običn ob ično o 130/75°C 130/75°C ili do 150/75°C 150/75°C,, pri čemu čem u je mo143
Sl. Sl. 1.6. 1.6. -Di re kta n sistem toplifikacionog postrojenja sa vrelovodnim kotlom: 1 - vrelovodni kotao; kotao; 2 - recirkidaciona recirkidaciona pumpa; 3 — regulacioni regulacioni ventil kotlovskog cirkulacionog kruga; kruga; 4 - regulacioni ventil cirkulacionog kruga; kruga; 5 — cirkulaciona cirkulaciona pumpa; — 6 — potrošač potro šač toplote t oplote za potrebe potr ebe grejanja
guća regulacija temperature vode u polaznom vodu u zavisnosti od spoljašnje temperature vazduha. Ova promena tem pera pe ratur turee u po pola lazn znom om vo vodu du postiže pos tiže se mešanjem određene količine vode iz kotla, čija je temperatura konstantna, i vode na ulazu u kotao. Ako kotao ima vodogrejne cevi, cevi, ulazna ula zna temperatura tem peratura u kotao ne bi tretre balo bal o da bud budee niža niž a od 130 130°C, °C, da bi se sa sigurnošću sigurnošću izbegao nastana na stanak k niskotemperaturske korozije. Ovo ne važi za gasovita goriva, pri čijim sagorevanjima se ne po javl ja vlju juju ju sum su m po porn rnaa jedin jed inje jenj nja. a. Sa gledišta recirkulacije, povoljnije je da temperatura vode na izlazu iz kotla budee što viša, bud viš a, i da je j e u gran gr anic icam amaa od 18 1800 do 200°C, 200°C, je r se na taj način smanjuje sma njuje količina vode koju treba recirkulisati. Međutim, povišenjem temperature vode na izlazu iz kotla termodinam ički ički se uslovljava i pora po rast st prit pr itisk iskaa ko koji ji treba tre ba odr održat žatii u sistesiste mu, a to nije povoljno za objekte direktno prik pr iklj ljučen učenee n a mre m režu žu da dalji ljins nsko kogg gre grejan janja. ja. Veoma nepovoljna nepo voljna strana stran a ovog sistema je ta što sva voda koja prolazi kroz grejna tela potrošača, potrošača, odnosno odnosn o izmenjivač izm enjivače, e, prolazi i kroz kotao, tako da velika količina vode mora biti hemijski pripremljena. Da bi se sprečila spr ečila ko koro rozi zija ja sa vo vode dene ne strane, stra ne, 144
koja nastaje usled slobodnog kiseonika, mora se vršiti stalna degazacija ili doziranje hemikalija u sistem, što znatno povećava pogonske troškove. Na N a slici 1. 1.7 7 prik pr ikaz azan an je dru drugi gi sistem sistemsa sa vrelovodnim kotlom, odnosno indirektni sistem ili dvokmžni sistem. Ovaj sistemje takođe naišao na široku primenu. Osnova indirektno indire ktnogg sistema je form formiranje iranje dva odvojena voje na sistema, odn odnosn osnoo cirkulacion cirku lacionaa ko kola, međusobno nezavisna, kako u pogledu cirkulacije, tako i u pogledu pritiska. U prim pr imar arno nom m ko kolu lu se na nalaz lazii vre vrelo lovo vodn dnii kotao, i kako pritisak u primarnom kolu nema nikakvog nikakvo g uticaja utica ja na sekund sek undarno arno kolo, koristi se obično ob ično voda vo da visok v isokee temp temper erat atur uree na izlazu iz kotla, u granicama od 180 do 200°C, kako kak o bi se dobi d obila la što veća ve ća tem temperaeraturska razlika između predajnika i prijemnika toplote u izmenjivaču. Cirkulaciju vode u primarnom prim arnom kolu om omogućavaju ogućavaju po posebne cirkulacione pumpe. Temperatura | vode na ulazu u kotao iznosi najmanje 130°C, a opadanjem opterećenja ona raste, ste, jer je r se sistem sist emreg reguliše uliše tako što jedan jed an deo vode primarnog kola obilaznim vodom pono po novo vo do dolaz lazii u kotao, kota o, m ešaj eš ajući ući se sa po povratnom vratn om vodom iz izm enjivača. Temp emperaera-
Sl. 1.7. — Indirektan sistem toplifikac topli fikacionog ionog postroje postrojenja nja sa vrelovodnim kotlom: 1 —vrelovodni kotao; 2 - cirkulaciona pumpa pump a prim arn og kola; 3 —izm —izmen enjiv jivač ač toplote sistema voda —voda; 4 — trokraki ventil za mešanje za regulaciju temperature vrele vode u primarnom primar nom i sekundarnom sekundar nom kolu; 5 — cirkulaciona pumpa sekund s ekundarno arnog g kola; 6 —potrošač potro šač toplote za potrebe grejanja
tura vode na izlazu iz kotla održava se konstantnom. Na taj način se kotao veoma efikasno efikasno štiti štit i od o d nisk ni skote otemp mpera eratu tursk rskee korozije, jer se smanjenjem opterećenja po povišava tempe tem perat ratura ura vode vod e na ulazu ula zu u kotao, dok opada opa da tempe tem perat ratura ura izlaz izl aznih nih dimnih dim nih gasova. Prednosti indirektnog sistema u odnosuna direktni, uglavnom su sledeće: -pritisak vode u primarnom kolu ne zavisi o d p r itis it iskk a u se k u n d a rn o m kolu; -kotao se veoma jednostavno i efikasno štiti od niskotemperaturske korozije; -primarno kolo ima relativno mali sadr sadrža žajj vode i potpu po tpuno no j e odvojeno od sekun sek unda darn rnog og kola, tako da se popo tre treban kvalitet kotlovske vode jedn je dn ostavno održava; -moguć -mogućee je graditi graditi velike velike jedin ičn e kapacitete.
Glavni nedostaci indirektnog sistema su: - izmenjivači izmenjivači toplote unekoliko une koliko posku pljuju post po stro roje jen n je zato za to što št o j e za njih nji h potreban odre od ređe đeni ni smeš sm ešta tajn jnip ipro rosto stor, r, a zbog dodatne transformacije to plote plo te imaj im aju u top to p lo tn e i s tr u jn e gugu bitke.
Pored navedenih dobrih rešenja dvokružnog, odnosno indirektnog sistema, rešiva su i sledeća pitanja. Omogućava se po potpuna zašti za štita ta kotlo ko tlova va je j e r se kvali kv alite tett vode iz mreže dalj d aljins insko kog g grejan gre janja ja redovn red ovno o kontroliše. U direktnom sistemu grejanja kroz kotao kotao cirkuliše 1 0 - 2 0 puta već ve ća količina vode nego u indirektnom sistemu. Prema tome, tome , uvek uv ek je mogu mo guće će obe o bezbe zbedit ditii kvalitet vode za dvokružni sistem, što je kod direktnog sistema veoma teško i po-
većava pogonske troškove. Sprečava se ili ili smanjuje prljanje grejnih površina na strani dimnih gasova jer je zbog male za pre p rem m ine in e vode vo de,, u d v o k ruž ru ž n o m siste si stem m u, bez pose po sebn bnih ih teš t eško koća ća mogu mo guće će držat dr žatii kotao k otao neprekidno u toplom stanju. Takođe se izbegava visok radni pritisak kotla, u zavisnosti od konfiguracije terena, jer su prim pr imar arni ni i seku se kund ndar arni ni deo sistem sis temaa odvoodvo jeni je ni..
1.2. 1.2.3. 3. VODENA VODE NA PA PARA RA U KOTLARNICAMA KOTLARNICAM A SA VRELOVODNIM KOTLOVIMA Iskustva velikih toplana sa većim brojem vrelovodnih kotlova pokazala su da je veoma praktično ugraditi još jedan kotao manjeg kapaciteta, na primer kotao u blok bl ok-iz -izve vedb dbi, i, za p roiz ro izvo vod d nju nj u p regr re grej ejan an e pare. par e. Prvo Pr vo važn va žno o p ita it a n je koje ko je se reša re šava va korišćenjem pregrejane pare jeste efikasan rad duvača čađi. Obično se kod vrelovodnih kotlova primenjuje sistem sa duvačima čađi koji koristi komprimovan vazduh koji koji se prethodno zagrev a kao medijum za duvanje. U nekim slučajevima troškovi nabavke i ugradnje navedenog blok bl ok-k -kot otla la sa p regr re gree jano ja nom m p a rom ro m m anji an ji su od troškova instalacija za pripremu vazduha za duvače čađi. Prema tome, ugradnjom jednog kotla za pregrejanu paru, kako je to šematski prikazano na slici 1.8, .8, mogu se rešiti sledeće fimkcije: — obezbeđenje povoljnog medijuma (pregrejana (pregrejana para) para ) za duvače čađi; čađi; —zagr —za grev evan anje je mazu m azuta ta za tran tr an spor sp ortt i cirkulaciju kulaciju do gorionika (manje dimen zije zij e grejača grejač a sa paro pa rom m nego ne go grejač gre jača a sa toplom vodom); —dega —de gazac zacija ija doda do datn tnee n a p o jne jn e vode vo de za kotao, kotao, kao i dod atne vode za sistem; 145
-9
Sl. 1.8. 1.8. - Toplifikaciono postrojen postr ojenje je sa vrelovodnim kotlom ipa i parn rnim im kotlom: 1 —p arni ar ni kotao; 2 —vrelovo —vrelovodni dni ko kotao tao; 3 -p a r n i razdelnik; razdelnik; 4 - cirkulaci cirkulaciona ona pumpa pumpa primarnog kola; kola; 5 - izmenjivač izmenjivač toplote toplote sistema sistema voda —vo —voda da;; 6 —trokraki trokraki ventil za mešanje za regulaciju regulaciju temperatur temperaturee vrele vrele vode vode u primarnom i sekundarnom sekund arnom kolu; cirkulaciona pumpa pump a sekundarn sekun darn og kola; kola; 8 - potrošač toplote toplote za grejanje; 9 - ekspanziona posuda za održ održav avan an 7 — cirkulaciona pritiska pritis ka u sekundar sekun darnom nom cirkulacionom cirkulaci onom kolu i dopunu dop unu sistema vodom; 10 —napoj na pojni ni rezervoar rezerv oar sa degaza degazator torom; om; 11 - postrojenje za hemijsk hemijsku u pripremu pripremu vode; vode; 12 - grejanje grejanje objekt objekta a toplane; toplane; 13 -p um pa za kondenzat; 1 4 - zagrevan zagrevanje je teškog teškog ložnog ložnog ulja ulja;; 1 5 - napojna napojna pumpa parnog kotla kotla;; 1 6 - duvač čađi čađi
I—
©
4
— I
i * J - - - - -- - - - 1
r
4
SI. 1.9. 1.9. - Toplijikacion Topliji kacionopostro opostrojenje jenje sa kaskadnim kaska dnim izmenjivačem izmenjiv ačem (sis (siste tem m kali kalikv kva) a):: 1 -p a rn i kotao kotao;; 2 - parni razdel razdelnik nik;; 3 -potroš ačp are za za tehnološke potrebe; potrebe; 4 - kaskadni izmenjivač toplote sa mešanjem (sistem kalikva) kalikva) u direktnom sistemu sistemu grejanja; 5 - cirkulaciona pumpa; pumpa; 6 —potrošač potr ošač toplote za grejanje; 7 —trokraki regulacioni regula cioni ventil; 8 - napojni napo jni rezervoar rezervoar sa degazat degazatorom orom;; 9 —napojn —napojna a kotlovska pump pumpa a
146
- održavanje pritiska u sistemu toplo-
vodnog grejanja sa parom kao osnovni sistem; -grejanje objekta toplane.
1.3. .3. POSTROJ POST ROJENJA ENJA ZA KORIŠĆENJE GEOTERMALNE ENERGIJE
Pod pojmom geotermalne energije uglav■ Na slic slicii 1.9 prikazan je poseban sistem sistem nom se podrazumeva topla voda koja sadirektnog toplifikacionog sistema pod na- ma izbija iz unutrašnjosti Zemlje, ili se zivom kalikva.* U ovom o vom sistem u topla top la buše buš e bun b unari ari za takv ta kvu u vod v odu. u. O va vo v o da izbivoda u kaskadnom izmenjivaču toplote ja j a u oblik ob liku u gejzir gej zira, a, odn od n osno os no topl to plih ih izvor izv oraa pr priprema se d ire ir e k tnim tn im m ešan eš anje jem m pare pa re i ili arteskih bunara. Ove tople vode su se vrele vode. Jedan deo povratne vode kori- prvo pr vobit bitno no koris ko ristile tile ugla ug lavn vnom om z a kupa ku panj njee sti se za ponovno mešanje sa parom, a je- (balneološka dejstva voda) ili za piće. dandeo se vraća vr aća u dega de gaza zato torr i napo na pojn jnii reSavremenijim metodima istraživanja, zervoar za kotao. Jedan deo proizvedene u poslednjih nekoliko decenija, decen ija, moguć mog ućee je pa pare može može se koris ko ristit titii za tehn te hnolo ološk škee po- prog pr ogno nozir zirati ati izdaš izd ašno nost st izvo iz vora ra geot ge oter erm m altrebe u nekom drugom procesu. nih voda i temperaturu tih izvora. Temperature ovih voda mogu biti više i od 90°C.
’ Na Naziv p o t ič ič e o d j e d n e f r a n c u s k e f a b r i k e k o j a j e p a ten tentir tirala ov aj si s te m
57.
1.10. - Šema Šema kompleksno kompleksnogg koriićenja koriićenja geotermalni geotermalnihh voda kao izvora toplote 147
Na N a slici slic i 1.10 prik p rikaz azan anaa je j e ko komp mple leks ksna na šema korišć ko rišćenja enja geotermalne geoterm alne vode. Iz bušotine cevovodom (1) topla voda se dovodi do jednog uređaja (2) u kome se vrši degazacija (izdvajanje gasova) vode. Nai N aim m e, skor sk oroo sve sv e g eo eote term rmal alne ne vo vode de sadrže gasove, pretežno metan (CH4). Ovaj gas je goriv i može da se sakuplja u nekom delu postrojenja, što može izazvati eksploziju. Voda Voda oslobođena oslob ođena gasova ga sova dolazi u rezervoar (3), koji služi i kao neka vrsta akumulatora, mulatora, je r ukoliko je on pun, voda se ne dovodi iz bušotine, odnosno od nosno izvora. izvora. Dalje se pumpom (4) preko trokrakog regulacionog ventila (5) topla voda odvodi do izmenjivača izmen jivača toplote. toplote. Trokraki T rokraki regulacioni ventil (5) ima davač temperature i ukoliko temperatura u sekundarnom kolu poraste, jed je d a n deo top tople le vo vode de se pre preko ko trećeg tre ćeg kraka ventila (5) vraća u rezervoar (3). Kroz izmenjivač toplo toplote te sistema sistema voda - voda (6) pumpa (8) vrši cirkulaciju sekundarne vode, koja služi za grejanje kod korisnika (7) . Ovaj sistem rada sekundarnog kola može biti zadovoljen temperaturskim nivoom geoterm g eotermalnih alnih voda samo do određeodređene spoljašnje temperature okoline u kome geografskom području je izvor izvor.. Ako je to nedovoljno, u sekundarni krug uključuje se još jedan izmenjivač koji vodu zagre ja n u ge geot oter erm m alno al nom m vodo vo dom m zag z agre reva va još jo š do potre po trebn bnee tempe tem perat rature ure.. Ovaj dru drugi gi sistem, siste m, koji je vezan za klasičnu toplanu, uključuje se kada temperatura okoline opadne ispod neke određene vrednosti. Dalje, voda koja je prošla izmenjivač (6) (6) dolazi u rezervoar rezerv oar (9), odakle se pumpom (10) može prebaciti u sisteme za banjske (balneološke) potrebe ili za rekreativne potre po trebe be (zat (z atvo vore reni ni ba baze zeni ni za pliva pli vanje nje). ). 148
Takođe se pumpom (12) topla vodal može slati za grejanje staklenika (13) ilil plas pl aste teni nika ka prek prekoo greja gr ejača ča (14), a takođ takođes esel el može grejati tlo u staklenicima cevimal (15). Odavde se voda može provesti krozl izmenjivač (16) koji služi za grejanje bu-| narske vode. Ova bunarska voda se poti-| skuje pumpom (17) i služi za zalivanjel (18) staklenika ili plastenika. Na krajusel ohlađena voda izbacuje u kanale, vodoto-| kove ili ili vvešt eštačka ačka jeze je zera ra za to pred predvviđen iđena. a. Pri korišćenju geotermalnih voda, ne-| ka od ovih faza ili primena može se izo-| staviti. Međutim, tu i nastaju najveći pro-l blem bl em i u p rim ri m en enii ov ovih ih v od oda, a, k a d su ul ul pita pi tanj nju u veće v eće kol k oličine ičine.. Odre Od ređe đeni nim m propisiisi-[[ ma se dozvoljava najviša temperatura vo-l da koje se mogu ulivati u otvorene vodo-l tokove. To važi pod pretpostavkom dal geotermalna voda nema u sebi materijel koje mogu biti opasne za ljude i životinjs-| ki svet. Geotermalne vode sa aktivniml solima, koje mogu stupati u hemijske reakcije, akcij e, ne smeju sme ju se ispušta isp uštati ti u vodot vodotooko kove vell niti u otvorene slivne kanale i slično. Tol može potpuno da uništi biljni i životinjski| svet u tim vodama.
1.4. .4. KUC KUCNE NE TOPLOTNO-PREDAJNE TOPLOTNO-PREDAJNE | STANICE
Sistemi daljinskog grejanja mogu biti di-l rektni i indirektni. Kada su temperaturel grejne - polazne pola zne vode niže, ku kućne ćne top toplo-l tno-predajne stanice priključuju se direk l tno na sistem daljinskog grejanja, odno-l sno na primarnu razvodnu mrežu. Kadal su temperature polazne vode više, kućnel instalacije se u toplotno-predajnim stani-T cama cam a indirek ind irektno tno priključuju priklju čuju na n a siste sistem mpo po-l -l moću razmenjiv razm enjivača ača toplote. U njemu se seol
sekundarnoj strani priprema voda za gre ja janje temperat temp erature ure 90/70°C. Direktno priključenje kućne toplotno■predajne stanice moguće je samo kada su grejna tela u zgradi takva da mogu izđržati maksimalni radni pritisak. U industrijskim objektima to je moguće kada rostoje vazdušni grejači, konvektori i drugi grejači koji obezbeđuju izdržavanje iritiska dovodne grejne vode. U većini slučajeva stambeni objekti se greju pomoću razmenjiva razm enjivača ča toplot top lote, e, od odno nosn snoo indiind irektnim povezivanjem na sistem daljinskog grejanja. Za ispravan rad instalacije i kućne toilotno-predajne stanice, treba da postoji sledeća armatura: -ventil za sniženje pritiska, da se u kućnu instalaciju ne bi prenosio visok pritisak iz primarne razvodne mreže; - sigurnosni ventil za slučaj da redukcioni ventil otkaže; -glavni ventil za zatvaranje u priključnim nim vodov vodovima ima daljinske daljinsk e mreže; -glavni ventil za zatvaranje razvodnog i povratnog voda priključka kućne toplotno-predajne stanice;
- graničnik protoka koji koji služi služi za ograograničenje protoka kako ne bi došlo do prek pr ekom omer erno nogg stru st ruja janj njaa vo vode de za gre janj ja nje; e; -regulator temperature sa termostatom u razvodnom vodu koji dejstvu je u zavis za visno nosti sti od sp spol olja jašn šnje je tempetem perature vazduha; - merač utrošene količine toplote; toplote; - slavine slavine za pražnjenje i odzračivanje, odzračivanje, manometri, termometri, hvatači prljavština ljavš tina i slično. slično. Šematski prikaz jedne kućne toplotno-predajne stanice u direktnom sistemu daljinskog grejanja dat je na slici 1.11. Kada je temperatura polazne grejne vode u razvodnom vodu promenljiva, zavisno od spoljašnje temperature vazduha, kućna toplotno-predajna stanica ne mora imati i regulator temperature. Kućna instalacija se indirektno prikljupriključuje preko razmenjivača toplote koji se po p o stav st avlj ljaa u ku kućno ćnojj top to p lotn lo tnoo -pre -p redd a jno jn o j stanici stanici,, što što je pogodno je r se kućna instalacija odvaja od primarne mreže daljinskog grejanja. Glavni nedostatak je što se u procesu razmene gubi nešto energije u razmenjivaču toplote, armaturi i cevovodima i neizolovanim delovima. Vazdušni sud
Sl. 1.11. —Kućna toplotno-predajna stanica u direktno direktnom m priklju pri ključen čenju ju na sistem daljinskog daljinskog grejanj grej anja a
Broj Brojil iloo topl toplot otee
Grejno telo pf] pf] Dav Davač ač spo spoljn ljnee V tem tempe pera ratu ture re
Gran Granič ični nikk Regu Regula laci cion onii Regulator protoka protoka ven ventil til
149
Sl. 1.12. 1.12. —Kućna Kućn a toplotno-predajna toplot no-predajna stanica stanic a u indirektnom
Sl. 1.13. —Kućna toplotno-predajna stanica u indirektnom priključenju priklju čenju na sistem daljinskog grejanja grejanja sa klima-uređajima: 1 — merač merač utroška toplote: 2 - graničnikprotoka; 3 —sigurnosni ventil; ventil; 4 - ekspanzioni sud sa membranom membranom;; 5 - redukc redukcion ionii ventil; 6 - prek p rekostr ostr ijni ventil koji koji deo vode vode vraća vraća u povratn pov ratnii vod
VazduŠni vodovi
postav pos tavlja ljaju ju se ve vent ntil il za zatv za tvar aran anje je i ve ventil za redukciju pritiska, a u povratnom vodu ograničavač protoka grejne vode, merač utroška utroš ka toplote toplo te i ventil vent il za regu re gulisa lisanje nje tem perature. peratu re. Voda u kućnoj inst in stal alac aciji iji cirk irkulili Na N a slici 1.12 prika pr ikaza zana na je ku kućna ćna toplo- še pomoću posebnih cirkulacionih pumpi Na N a slici 1.13 1.13 pprik rikaz azan anaa je ku kućna ćna toplotno-predajna stanica u indirektnom sistemu sa razmenjivačem toplote sistema vrela tno-predajna stanica za veće objekte sa voda - topla voda. voda. U razvodni vod pripri- dodatnim instalacijama i uređajima za marne mreže daljinskog sistema grejanja klimatizaciju. 150
PITANJA 1. Ka Kako izgleda izgl eda eiementar eiem entarna na šema š ema jedno jed nog g kotlovkotl ovskog postrojenja? 2. Kak Kakva mogu biti postrojenj postr ojenja a za proizvod pr oizvodnju nju tot oplotne energije? 3. Kako izgled izg leda a toplifi topl ifika kacio ciono no postrojenj pos trojenjee koje može i da da proizvodi proizvod i električnu el ektričnu energiju (TO - TE)? 4. Kakvu fiinkciju fiinkc iju ima im a vrelov vre lovod odni ni kotao u sistemu si stemu TO-TE? 5. Ka Kako izgled izg leda a toplif top lifik ikac acio iono no postroje post rojenje nje sa paparom? 6. Kako izgled izg leda a toplif top lifika ikacio ciono no postroje post rojenje nje sa parom parom kada postoji i tehnološka potrošnja pare? 7. Koje Koje su prednost pred nostii a koji nedost ned ostaci aci vod v oden enee pare kao nosioca energije? 8. Ko Koje su prednosti predno sti vrel vr elov ovod odno nog g sistem sist ema a daljindaljin skog grejanja? 9. Kako ako izgled izg leda a direktni direkt ni sistem sist em daljin dal jinsko skog g grejanja?
10. Kako izgleda indireklni sistem daljinskog gre janja? janja? 11. Koje su prednosti indirektnog sistema u odnosu na direktni sistem? 12. Koje prednosti donosi parni kotao u toplani sa vrelovodnim kotlovima? 13. 13. Kakav je sistem siste m grejanja sa mešanjem? 14. Kako izgleda postrojenje za korišćenje geotermalne energije? 15. Kako izgleda kućna toplotno-predajna stanica u direktnom sistemu? 16. Koju osnovnu armaturu mora imati kućna toplotno-predajna stanica? 17. Kako izgleda kućna toplotno-predajna stanica u indirektnom sistemu? 18. Koju osnovnu armaturu i opremu mora imati kućna toplotno-predajna stanica u indirektnom sistemu? 19. 19. Kako izgleda izgled a šema instalacije instalac ije kućne toplotno-predajne stanice ako postoji i sistem za klimatizaciju?
15 1
2. SNABDEVANJ SNABDEVANJE E TOPLOM POTROŠNO POTROŠNOM M VODOM
2.1. 2.1. ZADATAK SNABDEVAN SNABD EVANJAI JAI ZAHTEVI ZA SNABDEVANJE TOPLOM POTROŠNOM VODOM VODOM
Topla potrošna potrošn a voda je voda koja se u gre jačim ja čimaa zagr za grev evaa m ak aksi sim m alno al no do 90°C. U savremenoj privredi i industriji potrebna je u ve velik likim im količina kol ičinama ma.. Do Doma maćinst ćinstvi vima ma su potrebne srazmerno male količine za prip pr ipre rem m an anje je jela je la i pića, za z a pran pr anje, je, čišćenj čišćenjee i kupanje. Ugostiteljski i hotelski objekti, kuhinje društvene ishrane i bolnice troše znatno veće količine tople vode za istu svrhu. U još većim količinama količinam a troši se vovoda u zanatskim i industrijskim pogonima, kao što su perionice, farbare, farbare, klanice, mlekare, kupališta i bazeni, topionice i rudnici i slično. Da bi se ispunili određeni zahtevi za snabdevanje toplom vodom, potrebno je da postrojenja i uređaji za pripremu tople potr po troš ošne ne vod vodee ispu is pune ne ne neke ke od odre ređe đene ne uslo u slo-ve. Najvažniji uslovi su sledeći: - potrošna voda sa zadatom zadatom tempetemperaturom i u zadatoj količini treba da stoji stoji na raspolaganju ras polaganju stalno ili u vrevremenu men u koje je zadato; zadato; —tem —tempe pera ratu tura ra tople top le po potro trošn šnee vod vodee tre ba da bu bude de po pode desiv sivaa na mestim me stimaa korišćenja; —to —topl plaa po potr troš ošna na vo voda da higij hi gijen ensk skii treba tre ba da bude besprekorna; - postrojenja postrojenja za toplu toplu potrošnu potrošnu vodu treba da budu pogonski sigurna i jednostavna za rukovanje; rukovanje; 152
- eksploatacija eksploata cija i održav odr žavanje anje treba treb a da dasu jeft je ftin ini,i, da po posto stoji ji m og ogućn ućnos ostt uštede energije i da se ne zagađuje životna sredina. 2.2. VRSTE PO ST RO JEN JA Topla potrošna potrošn a voda može m ože se pripremat priprematiu iu različitim različitim uređajima uređ ajima ili postrojenjima. 1. Prema vrsti izvora toplote koji se koristi za zagrevanje tople potrošne vode, uređaji mogu biti: - grejač grejačii vode na ugalj, ugalj, - grejači grejači vode na tečno gorivo, - grejač grejačii vode na gas, - električ električni ni grejači grejači vode, - grejači vode na n a otpadn o tpadnee dimne dimn e ga gasove, - parni grejač grejači tople vode, vode, - vrelovodni grejač grejačii potrošne vode, vode, - solarni grejač grejačii potrošne vode. 2. Prema vrsti razmenjivača za pripremu tople potrošne vode, mogu biti: biti: - grejači grejači za direktno zagrevanje zagre vanje pot potrorošne tople vode: grejači na čvrsto, tečno i gasovito gasov ito gorivo, g orivo, kao k ao i električ električni ni grejači, - grejač grejači za indirektno indirek tno zagrevanje zagreva nje potrošne tople vode: ovo su razmenjivači toplote koji koriste vodenu paru ili vrelu vodu za z a zagrevanje zagre vanje po potro trošn šnee tople vode. 3. Prema broju mesta za uzimanje potrošne vode, mogu biti: biti:
-pojedinačna snabdevanja sa jednim Na N a slikam slik amaa 4.4, 4.5 i 4.6 de delu lu udž u džbe beni ni-crpnim mestom, ka za II razred prikazani su kotlovi ma- grupno snabdevanje sa najmanje dva njeg kapaciteta u koju je mogućno ugradicrpna mesta, koja se nalaze u blizini, ti bojlere za pripremu tople potrošne potroš ne vode. -centralno snabdevanje sa mrežom za Manji kotlovi se često nazivaju i peći za centralno grejanje. grejanje. veliki broj crpnih mesta. 4. Prema pritisku, uređaji za pripremu tople potrošne vode mogu biti: OPŠTA OPŠTA UPUTSTVA ZA MANJI M ANJI KOTAO KOTAO SA BOJLEROM BOJLERO M -otvorena postrojenja postrojen ja povezana sa atatmosferom i koja zbog toga imaju 1. V O D A samo nizak pritisak (pritisak slobodnoog pada - koriste se relativno re- Peć i instalaciju propisno napuniti vodn dom. Za punjenje i dopunjavanje sistema tko), -zatvorena postrojenja koja su pod koristiti vodu tvrdoće ispod 5°d (pet ste pe ni ne nema mačke čke tvrdoće) tv rdoće).. Uk Ukol oliko iko se koris ko risti ti pritiskom vod vodov ovod odaa ili pumpe pum pe kojom koj om peni tvrda voda, na zidovima cevi taloži se kase transportuje topla potroš p otrošna na voda. 5. Prema sistemu zagrevanja tople po- menac. Vodu kojom se puni instalacija obavezno hemijski hemijski omekšati. Ukoliko netrošne vode, može biti: ma instalacije za hemijsku pripremu vode, -sistem sa rezervoarima u kojima se velika količina vode zagreva pomo- kotao obavezno puniti preko magnetnog ću nekih grejača (parni, elektrogre- uređaja za obradu vode. Ovaj uređaj treba da je što bliži kotlu. Voda iz instalacije se jač i slično), s lično), ne sme koristiti u druge svrhe. Potrebn Po trebnoo je -protočni sistemi sistemi u kojima se zagreva zagreva kontrolisati ispravnost instalacije i spresamo toliko vode koliko se troši, čiti svako curenje cure nje ili gubitak g ubitak vode. - kombinovani sistemi. sistemi. 23. POJEDINAČNAI CENTRALNA POSTROJENJA ZA ZAGREVANJE TOPLE POTROŠNE VODE
Postoji veliki broj različitih pojedinačnih grejača za vodu. ,,Bojler“ je grejač za toplu potrošnu vodu, koji ima skoro svako domaćinstvo. Pojedinačni bojleri se uglavnomkoriste u stanovima ili drugim lokalnim mestima potrošnje. Ovi bojleri uglavnom imaju električne grejače ili koriste prirodni priro dni gas. Č ešće je cent ce ntra ralno lno snabdev evan anje je,, kao k ao što je prika pr ikaza zano no na slici 4.28. u delu udžbenika za II razred. Na toj šemi je prikaz pri kazana ana toplotn top lotno-p o-pred redajn ajnaa stanica sa pripremom tople potrošne vode za je jednu veću stam st ambe benu nu zgradu.
2.
GORIVO
Može se koristiti čvrsto gorivo, i to koks, mrki ugalj, ugalj, lignit lig nit (naročito (naročito je dobro ako je sušen). Najpovoljnija granulacija je kocka, odnosno veličina od 30 do 60 mm. Ukoliko se koristi tečno ili gasovito gorivo, sagorevanje se vrši preko odgovara jućih ju ćih gorionika gorio nika.. 3. P R E P O R U Č E N I E L E M E N T I R E Ž I M A R AD A
Da bi se postigao nominalni kapacitet i stepen korisnosti kotla, odnosno peći, u eksploataciji, potrebno je pridržavati se prepo pre poru ručenih čenih elem el emen enat ataa rež r ežim imaa rad r adaa peći. 153 15 3
4. O B U S T A V L J A N J E G R E J A N J A
Po završetku sezone loženja, kotao, odnosno peć, dimnjaču i dimnjak dobro očistiti. Preko leta vodu ne ispuštati iz sistema grejanja, grejan ja, već po po potrebi povremeno dopunjavati. Preporučuje se da se preko leta postave u ložište vrećice sa silikagelom ili sud sa negašenim krečom, da bi vazduh u kotlu, odnosno peći ostao suv. Tako se sprečava korozija. Sva vrata, priklopci i poklopci treba da budu zatvoreni i dobro zaptiveni.
5. O P A S N O S T O D S M R Z A V A N J A
Ako je grejanje u zimskom periodu van pogo po gona na,, pre na nast stan anka ka nisk ni skih ih tempe tem perat ratura ura vodu treba ispustiti. Otvoriti ventile na grejnim telima i ventile za odzračivanje. Slavine za pražnjenje ostaviti otvorene sve do ponovnog punjenja instalacije. Ukoliko je grejanje prekinuto kratkotra jno jn o , peć treba tre ba ložiti lož iti toliko tol iko da ne dođe do smrzavanja. Nije Ni je po povo voljn ljnoo os osta tavi viti ti insta ins tala laci ciju ju bez vode jer tada intenzivno nastaje korozija (sa unutrašnje strane peći, grejnih tela i instalacije). instalacije). Ovo je veoma opasno ukoliko ukoliko je inst in stal alac acij ijaa izve iz vede dena na sa čeličnim čeli čnim radija rad ija-torima. Br.
ELEMENTI
Jed.
Veličina
1.
Temperatura dim. gasova
°C
180-350
2.
Promaja
Pa
24+40
3.
dozvoljen radni pritisak
bar
4
154
Veličine preporučenih elemenata režima rada peći zavise od kapaciteta peći. Veći iznosi preporučenih elemenata odgovaraju pećima većih kapaciteta i obrnuto. POSEBNA UPUTSTVA UPUTSTVA 1. P U Š T A N J E U R A D I REDOVNA KONTROLA
Peć i instalaciju napuniti vodom. Pre puštanja u rad, proveriti da li su peć i instalacija za grejanje ispravni, da li su svi priklo pri klopci pci,, zasu za suni, ni, ve vent ntili ili,, m erni er ni i reg regulalacioni instrumenti ispravno podešeni. Kod pumpnog grejanja pustiti u rad cirkulacione pumpe. Ukoliko je dimnjak nov, peć se ne sme držati stalno pod punim kapacitetom, dok se dimnjak potpuno ne osuši. Pre početka rada i u toku rada držati se uputstva koje daje proizvođač peći. peći. Po proveri ispravnosti peći i instalacije, sasvim otvoriti priklopce na donjim vratima i dimnjači, razastrti potpalu od papir pa piraa i drve dr veta ta po rešetk reš etkii i potp p otpali aliti. ti. Kada se razgori, ubaciti tanak sloj goriva. Čim se vatra dobro razgori, ubaciti gorivo do potr po treb ebne ne v isin is inee kroz kr oz g o rnja rn ja vrat vr ata. a. Ukoliko se loži koks, ložište se puni do vrha,a ako gorivo razvije više gasova, preporučuje se niž n ižii sloj i češ češće će dopu do punj njav avan anje je.. Vatru povremeno prodžaravati ispod rešetke na donjim vratima. Žarač ne držati dugou vatri da se ne bi deformisao. Pepeo iz pe peljare pelj are uk uklon loniti iti na vreme vre me.. Fors Fo rsira iranj njee peći treba izbegavati zbog neekonomičnog rada i stvaranja prekomerne šljake. Gornja vrata peći treba uvek pažljivo otvarati, da plame pla menn koji može mo že da se pojavi poj avi,, ne bi opekao ložača. Donja vrata držati zatvorena.
Redovno kontrolisati da li je peć zaptivena (kotlovski git, azbest). Posebnu pažnju obratiti na temperaturu i nivo vode. Ako je potrebno, instalacije dopuniti vodomsamo kada je peć u hladnom stanju. Prepomčuje se kontrola promaje, naročito za instalacije sa više peći, da se jedna peć ne bi preopteretila. Kontrolisati da navrtke na šipkama za ankerisanje nisu suviše stegnute, što se vremenom može desiti (usled preopterećenja i sl.), po potrebi ih popustiti da ne bi došlo do loma.
2. R E G U L A C I J A
Izvršiti takvu regulaciju kojom se sa preporučenim elementima režima rada obezbeduje nominalni kapacitet i stepen iskorišćenja peći. Sagorevanje se gmbo reguliše pomoću priklopca na donjim vratima, ručno ili preko toplovodnog regulatora. Regulator tako podesiti da se pomenuti priklopac zatvori čim termometar pokaže potrebnu temperatum. Pomičnu ploču na gornjim vratima delimično ili potpuno pomeriti nagore, naročito ako se radi sa gorivima koja razvijaju mnogo gasova. Po potrebi malo otvoriti i gornja vrata. Prep Prepom omču čuje je se slede sle deća ća temperatu temperatura ra vode u peći u zavisnosti od spoljašnje temperature (ukoliko je spoljašnja temperaturavazduha -20°C): Teraperalura spoljašnjeg °C - 2 0 - 1 5 - 1 0 - 5 vazduha Temperatura vode u peći
0
+5 + 10
°C 90 85 80 75 65 55 45
Ukoliko je ugrađeno više peći, na vreme pustiti u rad sledeću peć.
3. N O Ć N I P O G O N
Rešetku očistiti od šljake i pepela i dopuniti gorivom. Ako se lože goriva bogata gasovima, regulaciju za noćni pogon obaviti tek kada gasoviti sastojci izađu iz goriva. Zabranjeno je puniti ložište gorivom koje razvija mnogo gasova, pa onda zatvoriti dovod vazduha. Za noćni pogon isključuje se regulator, a dovod vazduha priguši se na najmanju mem (regulaciju priklopaca na donjim vratima).
4. O D R Ž A V A N J E
Sve površine peći koje dodiruju dimni gasovi redovno održavati i čistiti. Čiste grejne površine garantuju ekonomičan rad peći. Vertikalni dimni kanali čiste se četkom odozgo, a horizontalni kanali čiste se četkom sa prednje strane peći. Dimnjača se čisti četkom skidanjem poklopca sa donje strane. Ostatak čađi ispod rešetaka članaka izvući izvlakačem. Preporučuje se čišćenje peći bar bar jednom jedn om mesečno. Kada se lože goriva koja više prljaju površine sa gasne strane, peći treba češće čistiti. Kontrolisati kvalitet i količinu vode za dopunjavanje peći i instalacije. Zabranjuje se rashlađivanje peći veštačkom promajom po prestanku loženja. Ložište ne kvasiti vodom da bi se ohladilo. U peć ne treba baciti otpatke van sezone loženja.
155
5. S M E T N J E Red. br.
Smetnje
Mogući uzročnik
2
3
i i.
Otklanjanje 4
N e p os o s t i z a va v a nj nje
G o r i v o n i s k e k a l o r ič ič n e
Zam eniti gorivom od govarajuće
nominalnog
vrednosti
kalorične vrednosti.
kapaciteta peći Neobezbeđeni preporučeni elem enti režima rada peći
Nezaptivena peć
Snimiti režime rada peći, i po potrebi regulisati režim r a da da , k ak ak o b i s e p o s t i g l i p r e p o r u č e n i e l e m e n t i .
Ustanoviti mesto nezaptivenosti i promeniti azbest i li li u t i sn sn u t i s p o l j a g i t n a m e s t u n e z a p t i v e n o s t i .
Z a p u š e n a d o n j a v ra ra t a zbog pepela i šljake na rešetki i u pepeljari
P o v r e m e n o v a t r u p r o d ž ar ar a v a ti ti i p e p e o i z p e p e lj lj ar ar e n a v r e m e o t k l o n i ti ti .
Prljave površine sa gasne
O č i s ti ti ti ti p e ć . U k o l i k o j e u k r a ć e m v r e m e n s k o m
s tr tr a n e - č a đ
p e r i o d u p o t r e b n o č i s ti ti t i p o v r š i n e , t o j e z n a k neispravnog sagorevanja. Proveriti promaju i čistoću dimnjaka.
Prljave površine (kamenac)
O d s tr t r a n it it i k a m e n a c . Z a č i š ć e n j e p e ć i o d k a m e n c a
sa vodene
obratiti se proizvođaču peći ili preduzeću koje tak ve
stranc
radove izvodi. Posle odstranjenja kamenca, peć n a p u n it it i v o d o m d o z v o l j e n e t v r d o ć e. e.
2.
3.
4.
5.
P oj o j a v a v od od e n a
Vlažan dimnjak, duži pogon-
Ob ustaviti rad rad peći. Z apaliti vatru vatru
zidovima peći
ski prekidi
u dimn jaku, a zatim pustiti peć u rad.
V la ž n o g o r iv o
K o r is t it i s u v a g o r i v a .
V od od a u p e ć i
P r e k o r a če če n a m a k s i m a l n a
P r e k i n u ti ti l o ž e n j e . I s k l j u č it it i d o v o d v a z d u h a n a sv sv im im
proključa
dozv oljena temp. u peći,
v r a t im im a a o t v o r i t i p r e d n j e p o k l o p c e d i m n i h k a n al al a. a.
n e i s p r a v n a c i r k u l. l. v o d e u
S v a g r e j n a t e l a p o s t a v i t i n a , , t o p l o “ . P r e g le le d a t i
instalaciji
e l e m e n t e z a z a tv tv a r a n je je i c i r k u l a c i o n u p u m p u .
P o v iš i š en e n j e t e mp m p er e r at at u re re
Zaprljane pov ršine peći sa
O č i s ti t i ti ti p o v r š i n e p e ć i s a g a s n e
dimnih gasova
gasne strane
s tr tr a n e i r e d o v n o i h o d r ž a v a t i č i s te te .
N a sl s l a ge g e sa s a ga g a sn sn e
Nedovoljna promaja, odnos-
P e ć p o d l o ž i t i k o k s o m i d rž r ž a ti ti g a i z v e s n o v r e m e po pod
strane peći koje
no nepotpuno sagorevanje.
v i s o k i m t o p l o tn t n i m o p t e r e ć e n j e m d o k s e n e o d st st ra ra ne ne
se ne mogu
n a s l a g e , i l i k o r i st st i ti ti h e m i j s k a s r e d s t v a z a
č e t k o m s k in in u t i. i.
odstranjivanje naslaga, uz prethodno obraćanje p r o i z v ođ ođ a č u . A k o s e p o s l e o v o g p o s t u p k a n a sl sl a g e n e s k i d a j u , ob ob r a t it it i s e p r o i z v o đ a č u p e ć i z a s a v e t .
6.
C ir i r ku k u la l a ci c i o na n a pu pu m mp p a se se
O t p u š t e n e p r i k l ju ju č n i c e
Pregleda ti i pritegnuti zavr tnje n a m estim a prik priklj ljuč učak aka. a.
n e u k l ju ju č u j e i li li
P r e g l e d a t i i p o p o t r e b i z a m e n i t i o s i g u r a č e , o t k lo lo n i ti ti
izbacuje osigurač
n e i s p r a v n o s t p r i k l j u č a k a n a m o t o r u i l i n a i n st st a la la c ij ij i. i. B lo k a d a rotora
P r e s v a k o g p o č e t k a g r e j a n j a i s p i t a t i l a k o k r e t a n je r o to to r a. a. T a l o ž e n j e t o p l e v o d e m o ž e b l o k i r a t i ro ro to to r. r. Z a v r t a č e m o k re re ta t a ti ti o s o v i n u m o t o ra ra l e v o - d e s n o , d o k s e n e o n e m o g u ć i s l o b o d n o k r e ta ta n j e ro r o to to ra ra .
156
Red. bt. bt.
Smetnjc
M o g u ć i u z r o č n ik ik
Otklanjanje
i
2
3
4
7.
Kvar peć i u garantnom roku
Skrivena fabrička fabrička greška
DOPU PUN NSK SKA A UPUT UP UTST STVA VA Z A BOJLER 1. P U Š T A N J E U R A D I REDOVNA KONTROLA
Prilikom punj pu njen enja ja peći sa bojler boj lerom om i instain stalacije vodom, proveriti da li je ventil izmedu peći peći i boj b ojle lera ra otvore otv oren, n, kao i vent ve ntili ili pri prik kazani u šem i ,,vez ,,v ezaa b o jler jl eraa sa sani sa ni-tamom instalacijom“. Peć sa bojlerom i instalacijom napuniti vodom. Voda mora da bude čista i bez mirisa. Proveriti da li su isprav ispravno no ugra ug rađe đeni ni i podeše pod ešeni ni autom aut omatatski odzračni odzračni ven v en til, m erni ern i i regula reg ulacio cioni ni instrumenti bojlera, a prema uputstvu pro proiz izv vođača odzr od zračno ačnog g vent ve ntila ila,, instru ins trume me-nata i peći. U sezoni grejanja isključiti cevni gre ja jač. U letnje let njem m perio pe riodu du - van va n sezon sez onee gre ja janja - zatvo zat vorit ritii vent ve ntil il između izm eđu peći i bojbo jlera i uključiti električni cevni grejač, po povezan sa term ter m ostat os tatom om ugra ug rađe đeni nim m u bojbo jler. Bojler tada radi kao običan električni bo bojler. Predv Pre dviđ iđen en je j e radn ra dnii priti pr itisa sak k peći p eći od 4bar, a dozvo do zvoljen ljenii unu u nutra trašn šnji ji pritis p ritisak ak bojlera - 6 bar. bar. Pore Po red d redo re dovn vnee kon k ontro trole le peći, kontrolisati i ispravnost automatskog odzračnog ventila bojlera i sigurnosno-povratnog ventila. Rad sigurnosno-povratnog ventila kontrolisati svakih 15 dana, odvija ijanjem jem okrugle okr ugle nazu na zubl bljen jenee matice ma tice ulevo, sve dok se ne čuje preskok navoja. U tommomentu vod v odaa počinje po činje da teče, što je dokaz da je vent ve ntil il isprav isp ravan. an.
Neispravnosti ne otklanjati, već izvestiti proizvođača peći. U protivnom proizvođač peći ne daje garanciju. Ak o jc neispravan blok članka (curi (curi vod a), obustaviti obustaviti rad peći.
2. R E G U L A C I J A
Regulacija temperature potrošne vode u bojleru zavisi od temperature vode u peći. Maksimalna temperatura potrošne vode u bojleru dostiže oko 80°C pri temperaturi vode u peći od 90°C. Temperatura potrošne vode vod e ne može biti viša od tempe tempera ratur turee vode u peći. Van sezone grejanja potrošna voda se reguliše termostatom bojlera. Pre nego što se uključi električni cevni grejač obavezno isključiti cirkulacionu pumpu bojlera i obratno. Ne sme se uključiti cirkulaciona pumpa bojlera bojlera iako su ventili ventil i ili jedan od venven tila za vezu između peći i bojlera zatvoreni. Sprečavanje prekoračenja dozvoljenog pritiska u bojleru obezbeđeno je sigurnosno-povratnim gurnosno-povratnim ventilom. ventilom . 3. O D R Ž A V A N J E
Pregledati i očistiti bojler posle 18 meseci rad rada, a u zavisnost zavisn ostii od uslova us lova rada rada bojlera bojlera i temperature vode. Bojler se može pregledati i očistiti i u kraćim ili dužim vremenskim intervalima, što zavisi takođe i od stanja bojlera i kvaliteta vode. Kamenac i mulj sa tela grejača i unutrašnje površine bojlera, koju dodiruje potrošna voda, odstranjuje se skidanjem okrugle prirubnice sa prednje strane bojlera, alatom manje tvrdoće da se ne bi oštetio emajl na unutrašnjoj strani bojlera. 157
Ukoliko Ukol iko je grejanje grejanje u zimskom zimsk om period periodu u van pogona, vodu ispustiti iz peći, instalacije iz bojlera, kako se voda ne bi smrzla.
Na slic sl icii 2.1 prikazana je tabla sa ins instrumentima umentima,, a u tabeli 2.1 dati su podac podacii o instrumentima, odnosno o tabli sa instrumentima.
4. S M E T N J E Red. br.
S m e t n j e
M o g u ć i u z r o č n ik ik
O t k l a n j a n j e
2
3
4
i i.
N ep ep o s tiz a v a n je
Neispravan rad peći
Otkloniti neispravnost peći.
N e o d z ra r a č en e n o st s t b oj o j l e ra ra
O d zr z r ač a č it it i bo b o jl jl e r - z am a m e n it i t i a u to to m a ts ts k i o d zr z r ač a č ni ni
normalnog kapaciteta bojlera
ventil.
2.
Prljava unu trašnja trašnja
Odstraniti kamenac. Za čišćenje bojlera od kamenca
površina bojlera-
o b r a ti ti ti ti s e p r o i z v o đ a č u p e ć i i l i p r e d u z e ć u k o j e
kamenac
takve radove izvodi.
Ključanje vođe
Prekoračena max.
I s k lj lj u č it it i p e ć s a b o j l e r o m , o d n o s n o i s k l ju ju č i t i e le le k tr tr ič ič n i
u bojlcru
d o z v o l j e n a t e m p e r at at u ra ra
cevni grcjač i ispustiti vodu iz bojlera. Proveriti
u bojleru, neispravna
ispravnost instrumenata i po potrebi ih zame niti.
regulacija 3.
Nefunkcionisanje
Neisprav. mernih i
O b u s t a v i t i r a d b o j le le r a . Z a m e n i t i n e i s p r a v n e m e r n e
mernih i regulacionih
regulacionih
r e g u l a c i o n e i n s tr tr u m e n t e . I n s t r u m e n t e m o g u
instrumenata
instrumenata
z a m e n j i v a ti t i s a m o z a t o o v l a š ć e n a s tr tr u č n a l ic ic a .
RAD GREJAČ GREJAČ A
TEMPERATURA VODE U BOJLERU
I I I I II
Kapilar radnog termostata bojiera
Kapilar sigumosnog KapiU KapiU termostata bojlera termometra bojtera
' Grejač
Sl. 2.1. - Tabla sa instrumentima za konlrolu rada bojlera
1 58
Tabela 2.1.
Pozicija
Osnovni tehnički podaci
N aziv
1
Term ostat bojlera bojlera
2
S ig u rn o sn i term ostat
3
K a p ila r n i term o m eta r
4
D vo v o p o l n i p r e k id a č g reja ča
5
D v o p o l n i p r e k id id a č p u m p e
6
K o n t r o l n a s i j a l ic ic a c r v e n a
O p s e g r e g u l a c ij ij a d o 9 0 ° C d o z v o l j e n a s tr tr u ja ja p r e k id id a 16 A /250 V 50 H z Temperatura isključenja 100“C dozvoljena struja pre kida 16 A /250 V 50 Hz
T e m p e r a tu tu r n o p o d r u čj čj e 2 0 - 1 2 0 ° C
D o z v o l j e n a s t ru ru ja ja p re re k id id a 1 6 A / 2 5 0 V 5 0 H z o t p or or a n n a temperaturi T = 120°C D o z v o l j e n a s tr tr uj uj a p r e k id id a 1 6 A / 2 5 0 V 5 0 H z o tp tp o r a n n a temperaturi T = 120"C Rad ni napon/struja 250 V 5 0 Hz/1 inA otporan otporan na temperaturi temperaturi T = 100“C
159
Na slikama 2.2 i 2.3 prikazane su in-
Sl. 2.2. - Šema instalacije otvoren og sistema - hez cirkulacione cirkulacione pump pu mp eza hojler hojler:: 1 — kotao (peć za centr ce ntraln alnoo grejanje); grejan je); 2 - dimnjača; dimnjač a; 3 - razvodni razvodni vod; vod; 4 -po vratn vr atn i vod; vod; J — cirkulaciona cirkulaciona pumpa; pum pa; 6 —ventil; —ventil; 7 - radijatorski ventil; 8 —radijator (grejno telo); 9 —odzračni ventil; 10 —otvorena ekspanziona posuda; posuda; I I —zaporni ventil; ventil; 12 - odzračna cev; cev; 13 - prelivna cev cev;; 14 —v —ventil; entil; 15 —automatski odzračni ventil; 16 —slavina za pun jenje jen je i pražnjenje; 17 - dovod hladne vode; 18 - saporni ventil; ventil; 1 9 - nepovratni ventil ventil;; 20 - ventil sigurnosti sigurnosti sa oprugom; oprugom; 21 - odvod tople vode vode iz hojlera hojlera;; 22 - ventil; ventil; 23 - cirkulacioni cirkulacioni vod; vod; 24 —venti —ventil; l; 25 - nepovratnepovratni ventil; 26 2 6 —zaporni zapo rni ventil; 27 —sigurn —sigurnosna osna cev c ev
160
2.3. - Šema instalacije instala cije zatvo za tvoreno renogg sistema — sacir sacirku kulac lacion ionom om pump pu mpom om za z a bojler: bojler : 1 - kotao kota o tpećza centralno grejanje); 2 - dimnjača; S-ra S-razv zvod odni ni vod; vod; 4 - povratn pov ratnii vod; l-cirk l-cirkulac ulaciona iona pumpa; 6 - ventil; 1-radijatorski ventil; 8 —radijator (grejno klo); 9 - odzračni odzračni ventil; ventil; 1 0 - zatvorena zatvorena tkspanziona posuda; 11 - sigurnosn i ventil; ventil; 12-v 12-ven enti til; l; 13 - automatski autom atski odzrač od zračni ni ventil; 14-cir 14-cirkul kulaci aciona ona pumpa pum pa bojlera; 15 - slavina slav ina :a punj punjen enje je i pražnje pra žnjenje nje;; 1 6 - dovod dov od hladne hlad ne nie; 17-zaporni ventil; 18 —nepovratni ventil; 19 19 - venti ve ntill sigu si gurn rnost ostii sa oprugom; oprugo m; 20-o 20-odv dvod od tople vode iz bojlera; 21 - ventil; 22-cirkul 22-cirkulacion acionii vod; 23 - ventil; ven til; 14-nepovratni ventil; 25 —ventil
Sl.
2.4. .4. TOPLOTN TOPL OTNE E PUMPE PUM PE ZA ZAGREVANJE TOPLE POTROŠNE VODE Toplotne pumpe mogu da se koriste i za zagrevanje potrošne vode. Njihovo ugrađivanje je skuplje, ali je zato u eksploataciji manja potrošnja električne struje. Agregat sa toplotnom pumpom za zagrevanje vode sastoji se od uobičajenih elemenatarashladnog postrojenja: kompresor, kondenzator, prigušni element, isparivač, uređaj za upravljanje i regulisanje (sl. 2.4). Najčešće rashladno sredstvo je R 22.
Sl. Sl. 2.4. 2.4. - Šematski prikaz prika z postrojenja za z a pripremu tople potro po trošne šne vode sa toplotn to plotnom om pumpom pump om 1 61
Toplotna pumpa može biti ispod ili iznad igzervoara; prima toplotu okoline prek pr eko o ispari isp arivača vača a preda pre daje je je preko pre ko konkon denzatora vodi u rezervoaru (bojleru). Kondenzator Konde nzator je jedn ostavne konstrukc konstrukcije ije,, sačinjen je od cevne zmije direktno poto plje pl jene ne u toplu top lu potro po trošn šnu u vodu. Ispariva Ispa rivač č je gotovo u svim slučajevima slučajevim a isključivo isključivo vazdušni hladnjak hla dnjak sa rebrastim cevima i aksiaksi jaln ja lnim im vent ve ntila ilato torom rom.. Zapremina rezervoara za stanove najčešće iznosi do 300 1, a priključna snaga oko 0,35 kW, temperatura tople vode je oko 50-55°C. Koeficijent proizvodnosti iznosi oko 2,5. To To znači da se se sa 1 kW može da dobije toplotni kapacitet od 2,5 kW, što je oko dva puta više nego kod električnih bojlera. Naročito je povoljno kada se ovakvo postrojenje koristi strujom po noćnoj tarifi.
Z A Š T I T A OD K O R O Z I J E
Zašti Za štita ta od koroz ko rozije ije obuh ob uhva vata ta slede s ledeće će mere: -k o rišće ri šće n je m aterijala otpornog otpornog na koroziju, kao što je nerđajući čelik, hrom i hrom-nikl čelik (prohrom čelici), bakar, legure bakra i niklai slično; - metalnu me talnu prevlak prev laku, u, kao što je po pocink ci nkov ovan anje je,, bak b akar aris isan anje je i slično. slično. Pocink ci nkov ovan anee cevi c evi se koris k oriste te samo samo do 60°C; - plastifik plas tifikaci aciju ju ili gum gu m iran je toplim postup pos tupcim cima; a; - emajlir em ajliranj anjee ili glaz gl aziran iranje je na tem temperaturama od 800°C, što je veoma efikasn ka sno, o, ali i skup sk upo. o. Veom Ve omaa često često se koristi, ako nisu u pitanju nerđajući čelici; - katodn ka todn a zaš tita sa potroš nom anodom veoma veo ma je efika efi kasn snaa i pogodna za veća postrojenja.
2.5. 2.5. ZAŠTITA OD KOROZIJE KORO ZIJE I KAMENCA Svi delovi koji vode toplu vodu izloženi su koroziji i stvaranju kamenca, naročito na temperaturam a višim od o d 60°C. 60°C. TempeTemperatura potrošne vode treba da bude ispod 60°C. Karakteristika korozije je manje ili više ravnomemo nagrizanje površine ili i mestimično mpičasto nagrizanje. Bakarne Baka rne cevi, ukoliko ih ima u instalacijama, uvek, gledano u pravcu stmjanja vode, ugraditi iza čeličnih cevi. U suprotnom, usled u sled dejstva vode bakar se rastvara i taložeći se na čelik stvara lokalne elemenelem ente koji izazivaju mpičastu koroziju. koroziju.
162
ZAŠTIT A O D KA ME NC A
Kada je karbonatna tvrdoća vode ispoi 10°d a temperatura ispod 60°C, nema uslova za izraženije stvaranje kamenca. Vodi veće tvrdoće dodaju se polifosfati, čime se delimično ili sasvim sprečava taloženje karbonata.
P I T A N JA 1. Šta j e topla potrošna voda i čemu služi? 2. Koje Ko je uslov usl ovee treba da ispuni isp uni postro po strojen jenje je za pripremu premu tople potrošne po trošne vode? 3. Koje postoje pos toje vrste postrojenja za pripremu pripremu topk potrošne vode? 4. Šta je pojedina poj edinačna čna priprema tople potrošne potrošn e vode1 5. Šta je centralna priprema priprema tople potrošne potroš ne vode vode?? 6. Kako radi radi kotao, kota o, odnos odn osno no peć za centra cen tralno lno grejanje sa bojlerom bo jlerom za pripremu tople to ple potrošne potr ošne vo vode?
7. Kako se u letnjem letn jem peri p eriodu odu koristi kori sti bojle b ojlerr za pripremu tople potrošne vode? 8. Koje su smetnje smetn je u radu bojlera bojler a i koje se s e mere m ere preduzimaju za njihovo otklanjanje? 9. Ka Kako izgleda izgl eda post p ostro rojen jenje je za pripremu tople top le pop otrošne vode pomoću toplotne pumpe?
10. Koje mere se preporučuju za zaštitu postrojenja za pripremu tople potrošne vode od korozije? 11. Koje mere se preporučuju za sprečavanje taloženja kamenca u postrojenju za pripremu tople potrošne vode?
16 3
3. KLIMATIZACIJAI SISTEMI KLIMATIZACIJE
Klimatizacija Klimatizacija je grana tehnike tehnike koja se ba- nje ugradi hladnjak, prostoriju je moguće vi ostvarivanjem pogodnih uslova za bo- hladit hla ditii i leti, le ti, ali a li se vla v lažn žnos ostt vazdu vaz duha ha ne moravak ljudi u zatvorenim prostorima. Pod že regulisati. U praksi postoji i rešenjepo po p o v o ljn lj n im u slo sl o v im a se pođr po đraz azUm Umev evaju aju kome se u postrojenje za vazdušno greodređeni termički uslovi ugodnosti, pro- ja n je ugrađ ug rađuje uje i ovlaž ov laživ ivač ač vazd va zduh uhaa kako og la održ od ržav avat atii rela re lati tiv v na vlaž lažnost vetrenost prostorije i čistoća vazduha. bi se m ogla vazd uha u određen odre đenim im granicam granic ama. a. U ov ovom Osnovni termički uslovi sredine su: tem- vazduha slu čaju vazd va zduh uh se ne n e može mo že hlad hl aditi iti u do perat pe ratura ura vazduh vaz duha, a, tem t empe perat ratura ura okol ok olnih nih po- slučaju vršina u prostoriji, relativna vlažnost i voljnoj meri. Ovo su primeri delimične brz br z ina in a stru st ruja janj njaa vazd va zduh uhaa u bliz bl izin inii mesta me sta klimatizacije. Ona se primenjuje akoje sistem siste m potpu po tpune ne klima kli matiz tizaci acije je skup za ko korina kome ljudi borave. Da bi postrojenje za klimatizaciju mo- snika ili ako on proceni da mu nije potre bn o da se u pros pr osto toru ru održ od ržav avaj aju u svi neopglo uspešno da ostvari navedene zahteve, bno param etri vazduha. vazduha. mora da sadrži određene elemente kojima hodni parametri Klima Kli matiza tizacija cija se deli de li na kom k omforn fornu u i inse mogu ostvariti sledeći procesi: grejanje i hlađenje vazduha, provetravanje pro- dustrijsku. U komfornoj klimatizaciji rad storije, storije, održavanje vlažnosti vazduha va zduha u pri- klimatizacionog postrojenja prilagođava potreb amaa ljudi. O snov sn ovni ni joj je j e zadatak tak hvatljivim granicama, filtriranje vazduha se potrebam ostvarivanje takvih termičkih uslova srei obezbeđivanje određenog smera strujadine koji najviše odgovaraju ljudima koji nja vazduha vazd uha u klimatizovanoj prostori prostoriji. ji. bora bo rav v e u k lim li m a tiz ti z o v a n im prostorijama. prostorijama. Potpuna klimatizacija zadovoljava sve Komforna klimatizacija se primenjuje u navedene elemente i može da održava stam benim ben im prost pr ostorij orijam amaa i objek obj ektim timaa op opšte željene parametre vazduha u klimatizo- i javne namene (pozorišta, bioskopi, hovanom prostoru tokom cele godine, bez teli, administrativne zgrade, trgovinski obzira na spoljašnje i unutrašnje unutra šnje elemente elemen te centri, izložbeni prostori itd.). koji deluju na poremećaj termičke ravnoOsnovni zadatak industrijske klimatiteže. Za razliku od potpune (totalne) kli- zacije je obezbeđivanje optimalnih klimatizacije, delimična klimatizacija održa- matskih ma tskih uslova us lova za prav p ravilno ilno odvija od vijanje nje proiva željene parametre vazduha u toku zvodnog procesa. Parametri sredine koje je d n o g peri pe rio o da godi go dine ne (leti (le ti ili zim zi m i), ili održava klimatizaciono postrojenje (temodržava samo neke parametre vazduha u pera pe ratu tura ra i vlaž vl ažno nost st vazd va zduh uha, a, smer sm er stru trujajaodređenim određe nim granicama. granicam a. Ako se, na primer, primer, nja i dr.) određuju se prvenstveno prema u komoru za pripremu vazduha u postro- zahtevima tehnološkog procesa. U indu je n ju za vazd va zduš ušno no grej gr ejan anje je i prove pr ovetra trava va-- strijskoj klimatizaciji, termički uslovi 164
ugodnosti čoveka su u drugom planu. Industrijska klimatizacija se primenjuje u industriji, i to u onim industrijskim pogonima u kojima tehnološki proces zahteva određene parametre vazduha (industrija pr prerade duvan duv ana, a, teks te ksti tiln lnaa indust ind ustrija rija,, određeni proizvodni pogoni hemijske i farmaceutske industrije itd.). U industrijskim pogo pogoni nim ma, u kojim ko jimaa ne postoje pos toje specif spe cifični ični tehnološki zahtevi, primenjuje se komforna klimatizacija.
3.1. OSNOVITEHNIKE KLIMATIZACIJE
Spoljašnji klimatski faktori najvažniji su element u donošenju odluke da li je neku zgradu potrebno grejati zimi, odnosno hladiti leti. U našim klimatskim uslovima klimatizaciono postrojenje radi tokom cele godine. Režimi rada u zimskom i letnjem periodu sasvim su različiti. Na Na rad klim kli m atiza ati zacio ciono nog g sistema siste ma u zimskom periodu utiču sledeći klimatski faktori: temperatura i vlažnost spoljašnjeg vazduha i brzina vetra. U letnjem režimu rada najvažniji klimatski elementi su: Sunčevo zračenje, temperatura i vlažnost spoljašnjeg vazduha. Intenzitet Sunčevog zračenja zavisi od geografske širine, nadmorske visine i lokalne zamućenosti atmosfere, kao i od orijentacije površine. Unutrašnja projektna temperatura klimatizovane prostorije zavisi od njene namene. U zimsk zim skom om period pe riodu u obično o bično se usvausva ja ja unutrašn unutr ašnja ja temp te mpera eratur turaa od 20 do 22°C, uz relativnu vlažnost vazduha 50%. U letnjem periodu unutrašnja temperatura je obično 26°C, uz istu relativnu vlažnost vazduha kao i zimi. Više je razloga zbog kojih se u istoj prostorij pro storijii održa o država va viša viš a temtem -
peratu per atura ra vazd va zduh uhaa leti nego ne go zimi. Prvo, Prv o, leti je j e o rga rg a n izam iz am čovek čov ek a a d a p tira ti ran n n a više viš e temperature okoline. Drugo, kada bi leti u klimatizovanim prostorijama temperatura vazduha bila 20°C, nastala bi velika razlika između temperatura vazduha spolja i unutra, pa bi ljudi ulaskom u klimatizovanu prostoriju doživljavali „termički „termički šok“ . Treće, mada svakako ne najmanje važno, jest je stee to da bi potro po trošn šnja ja ener en ergij gijee za hlađe hla đe-nje bila znatno veća kada bi se prostorija hladila na 20°C umesto na 26°C. To znači da bi i eksploatacija sistema za klimatizaciju bila skuplja. skuplja. Nave Na vede dene ne tempe tem perat rature ure i proce pro cent ntii vlavl ažnosti vazduha primenjuju se u komfornoj klimatizaciji. U industrijskoj klimatizaciji tehnološki proces diktira potrebne param pa rametr etree vazd va zduh uhaa koji se održa od ržava vaju ju radom klimatizacionog postrojenja. postrojenja. U zimskom periodu klimatizacija ima isti isti zadatak kao i postrojenje za grejanje, a to je da se dovođenjem dovođ enjem toplote nadoknade nadokn ade toplotni gubici prostorije. U letnjem režimu rada, klimatizaciono postrojenje treba da eliminiše dobitke toplote u prostoriji. Suvi dobici toplote neutrališu se ubacivanjem vazduha niže temperature, temperature, a latentni dobici dobici toplote (usled disanja i znojen ja ljudi) eliminišu se ubacivanjem suvljeg vazduha u prostoriju. 3.1.1. 3.1.1. DOBICI DOBIC I TOPLOTE TOPLO TE Dobici toplote u klimatizovanoj prostoriji mogu da potiču od unutrašnjih i spoljašnjih izvora toplote. Spoljašnji izvori su: Sunčevo zračenje i spoljašnji vazduh. Temperatura spoljašnjeg vazduha prouzrokuje uzrokuje prolaz toplote tran smisijom kroz građevinski omotač prostorije (zidovi, prozori, proz ori, vrata). vrata ). Spol Sp olja jašn šnja ja proj pr ojek ektn tnaa temtem 1 65
pera pe ratu tura ra j e m aksi ak sim m alna al na temp te mpera eratu tura ra spo- spoljašnjih vrata. U klimatizovanim proljašnjeg vazduha u p rojektnom danu. Kao storijama prozori su često fiksni, tj. ne što spoljašnja projektna temperatura zimi mogu se otvarati. Prozorske fuge su zanije minimaln m inimalnaa temperatura temperatura zabeležena u ptive pti vene ne tako tak o da vaz v azdu duh h prodir pro diree u pros rostor torinekom nek om mestu, tako ni letnja projektna projektn a tem- ju j u m nogo no go m a n je ne go kro kr o z standardne pera pe ratu tura ra nije ni je m aksi ak sim m alna al na izm iz m eren er enaa temtem - prozo pro zore re u zgra zg rada dam m a koje k oje imaju im aju samo sam o gr gre ja nje. e. pera pe ratu tura ra vazd va zduha uha.. Ako A ko bi se kapa ka pacit citet et kli- janj matizacionih postrojenja po strojenja određivao određivao prema Unutrašnji izvori toplote u klimatizoapsolutnim minimalnim i maksimalnim vani va nim m prosto pro storijam rijamaa mogu mo gu biti: ljudi, osvetemperaturama, ti uređaji bi bili predi- tljenje, mašine, uređaji, tehnološki proces menzionisani. Primeraradi, spoljašnjapro- i dr. dr. Usled U sled proc pr ocesa esa metab me taboliz olizma ma u organi je k tn a tem te m pera pe ratu tura ra zimi zim i za Beo B eogr grad ad izno iz nosi si zmu, ljudi neprekidno odaju toplotu oko —15°C, uz rela re lativ tivnu nu vlažn vla žnos ostt vazdu va zduha ha 90%. lini, i to preko kože, odeće i disanjem. InU letnjem režimu režim u spoljašnja spoljašnja projektna temtem- tenzitet oslobođene toplote čoveka zavisi pera pe ratu tura ra izno iz nosi si 33°C (belež (be ležii se u 15h), pri od mnogo faktora, među kojima je najvarelativnoj vlažnosti vazduha 33%. žniji žnij i stepe s tepen n fizičke aktivnosti. aktiv nosti. Č ovek ove k od oda j e i suvu suv u i late la tent ntnu nu toplotu top lotu.. Suva Su va top toplota lota Sunčevo zračenje z račenje dospeva u p rostorije rostorije je kroz staklene površine. Kroz osunčani utiče na povišenje temperature u prostorideo stakla prolazi celokupno Sunčevo ji, ji , dok do k late la ten n tna tn a pove po ve ćava ćav a v laž la ž n o st vazzračenje koje se sastoji od direktnog i difu- duha. znog zračenja. zračenja. Kroz deo prozora u senci u I upaljene sijalice predstavljaju izvor pros pr osto torij riju u prodir pro diree samo sam o difiizn difi izno o zračenje zra čenje.. toplote u prostoriji. Intenzitet odate toU letnjem periodu treba smanjiti dobitke plote plo te zavisi zav isi od tipa tip a sveti sv etiljki ljki (sa užaren užarenom om toplote od Sunčevog zračenja zračenja la oz staklestakleniti, fluorescentne, halogene i dr.). U stane površine, pa se prozori štite od Sunčenovima i poslovnim prostorijama, zbog vog zračenja. Prozori se mogu zaštititi na male instalisane snage svetiljki, dobici više načina: stvaranjem senke na prozoru toplote od osvetljenja o svetljenja su relativno rel ativno mali. ali. U (od konstrukcionih konstrukc ionih ispusta, pokretnih elerobnim rob nim kućama, ku ćama, izlož iz ložben benim im cen c entri trima ma i dr drumenata, mena ta, tendi tend i i sl.), sl.), postavljanjem zastora (zavese, žaluzine između stakala, roletne gim dobro osvetljenim prostorijama, osi sl.), ili primenom specijalnih vrsta osta- vetljenje može predstavljati najveći izvor klimatizovan om objektu. kljenja (refleksiono staklo, apsorpciono toplote u klimatizovanom itd.). Razne mašine, uređaji i aparati, koji za Zidovi i krovovi ne propuštaju Sunče- svoj pogon koriste energiju (obično elekvo zračenje, ali ga spoljašnja površina zi- tričnu energiju) odaju toplotu okolini. U da apsorbuje. Usled apsorpcije energije, industriji, izvor toplote može biti sam tetemperatura tempe ratura površine zida se povišava, pa hnološki proces (kuvanje, topljenje, zagretoplota prolazi kroz zid ka prostoriji. To vanje itd.). znači da Sunčevo zračenje zračenje doprinosi dobiAko se ne klimatizuje ceo objekat, necima toplote i kroz zidove (građevinski klimatizovane prostorije (stepeništa, hoomotač prostorije). dnici, pomoćne prostorije) predstavljaju Vetar utiče na infiltraciju spoljašnjeg, izvor dobitaka toplote kroz unutrašnje zitoplijeg vazduha kroz procepe prozora i dove u klimatizovan im prostorijama. prostorijama. 166
više zagađen, predviđa se da sistem za klimatizaciju radi sa 100% svežim vazduPotrebna količina vazduha u sistemu za hom. klimatizaciju određuje se na osnovu poPriprema vazduha u klima-komori u trebne količine toplote za grejanje (gubi- zimskom i letnjem režimu dosta je razlitaka toplote zimi), toplotnog opterećenja čita. Mešavina svežeg i recirkulacionog pr prostorije (dobita (dob itaka ka toplot top lotee leti) leti ) i potreb po trebaa vazduha filtrira se u grubom filtru klase zaventilacijom (provetravanjem prostoriEU 2 - EU 3. 3. Zatim se, se, zimi, vazduh za je je). Na osno os novu vu ova tri kriteri krit erijum juma, a, usvaja usv aja greva u grejaču —predgrejaču. Za razliku senajve najveć ća kol k oliči ičin n a vazd va zduh uha. a. od postrojenja postrojenja za vazdušno grejanje u koAko je odabrana (usvojena) količina me je dovoljan jed an grejač grejač vazduha, u klivazduha veća od minimalne potrebne koli- matizacionom postrojenju obično postoje čine vazduha za z a ven v entil tilac aciju iju,, ond o ndaa se, radi dva grejača: predgrejač i dogrejač. Izmeekonomičnijeg pogona, koristi deo re- đu njih je smeštena maglena komora za cirkulacionog vazduha. Recirkulacioni (op- vlaženje vazduha zimi. Spoljašnji vazduh ticajni) vazduh predstavlja vazduh koji se zimi ima veliku relativnu vlažnost, ali maodvodi iz klimatizovane prostorije i ima lu apsolutnu vlažnost (mali sadržaj vlage pa parametre tre (temp (te mpera eraturu turu i vlaž vl ažno nost) st) kao i u sebi). Kada se vazduh zagreje, smanjuje vazduh u prostoriji (sl. 3.1). Zimi je enermu se relativna vlažnost, tako da vazduh getski povoljnije (i jeftinije) zagrejati postaj pos tajee suv, suv, što nepr ne prija ijatn tno o nadra na dražu žuje je sluvazduh od unutrašnje, nego od spoljašnje zokožu disajnih puteva, oč o čiju i usta. Zbog Z bog temperature (do temperature ubacnog vaztoga se vazduh u sistemima za klimatiduha). Takođe je i leti povoljnije hladiti zaciju zimi vlaži. Kada se vazduh vlaži vazduh od unutrašnje, nego od spoljašnje vodom, temperatura mu se snižava, pa ga temperature (do temperature ubacnog vaz je j e posle po sle vlaž vl ažen enja ja potre po trebn bno o pono po novo vo dogre do gre-duha). Ukoliko su potre p otrebe be za ven v entil tilac acijo ijom m jati ja ti,, i to u dogreja dog rejaču. ču. Ako se vaz v azdu duh h vlaži vla ži izuzetno velike, velik e, ili je unut un utra rašn šnji ji vazdu vaz duh h isuisu vodenom parom, u klima-komori je dovoljan samo jedan grejač. Posle termičke priprem prip reme, e, vazdu va zduh h se obično ob ično još jo š jed je d a n p u t 5 , filtrira filtrira (finim (finim filtrom klase EU 5 - EU 9), t
* \
m
rm
167
je manje efik ef ikas asno no kada ka da je rela re lati tivn vnaa vlažvla žnost vazduha velika. Hlađenjem vazduha poveća pov eća se njeg nj egov ovaa rela re lativ tivna na vlažn vla žnos ost. t. Da bi se sman sm anjio jio proc pr ocen enat at vlage vla ge u vazduh vaz duhu, u, vazduh se hladi u hladnjaku čija je tem pe p e ra tura tu ra p o v ršin rš inee n iža iž a od tem te m p erat er atur uree tačke tačke rose, tako da se vode na para iz vazduha kondenzuje na površini hladnjaka i izdvaja (odvodi). Posle hlađenja i sušenja, vazduh prolazi kroz fini filtar i ventilatorom se potiskuje u kanalski razvod. razvod.
ladni fluid. fluid. U rashl ra shladn adnim im uređaji uređ ajima ma koji koji se koriste u tehnici klimatizacije, rashladni fluid je neki nek i freon freo n (rani (ra nije je najčeš na jčešće će R 12 ili R 22, a sada R 134a, R 407C ili R 410A). Vazdušni Vazd ušni kana ka nali li u postro p ostrojenji jenjima ma za klimatizaciju isti su kao i kanali u sistemima za vazdušno grejanje i ventilaciju. klimatizacionim sistemima kanali se obično izoluju iz oluju neki ne kim m term te rmoiz oizola olaci cion onim im materijalom. Time se postiže dvostruki efe kat. Prvo, smanjuju se energetski gubici Priprema vazduha vazdu ha za klimatizaciju mo- tokom transporta pripremljenog vazduha. že biti biti lokalna lokaln a i centralna. Lo kalna obrada Zimi se, pri strujanju kroz kanale, topao vazduha vrši se u samoj klimatizovanoj (zagreja (zag rejan) n) vazdu va zduh h ohladi, ohlad i, dok se - nasu pro p rost sto o riji ri ji.. C e n tra tr a ln a p rip ri p rem re m a v azdu az duha ha prot tome tom e - leti, vazd va zduh uh ohla oh lađe đen n u klimaobavlja se na jednom mestu, a zatim se komori zagreva tokom transporta kana pripr pr iprem emlje ljeni ni vazd va zduh uh siste sis temo mom m kana ka nala la ra- lima do klimatizovanih prostorija. Druga zvodi po objektu do svake klimatizovane predn pre dnos ostt izolo izo lova vani nih h kana ka nala la j e što se u le le prostori pros torije. je. I u siste sis temi mima ma cent ce ntra raln lnee klima kli ma-- tnjem periodu, kada kroz kanale struji tizacije postoje varijante sa lokalnom dohladan vazduh, ne kondenzuje vlaga iz radom parametara vazduha u samoj provazduha na spoljašnjim površinama kastoriji. nala. Na N a kanale ka nale predviđe pred viđene ne za dist distri ribu buci ciju ju hladnog vazduha obavezno se postavlja izolacija sa parnom branom tako da se 3.2. KOMPONENTE sprečava sprečava konden kon denzac zacija ija koja pospešuje koKLIMATIZACIONOG roziju čeličnog lima od kog su izrađeni POSTROJENJA kanali. Osnovne komponente klimatizacionog Kao elementi za ubacivanje i izvlače po p o stro st roje jen n ja su: klim kl imaa-ko kom m ora, or a, izvo iz vorr to- nje vazduha koriste se rešetke, anemosta plote, plo te, uređaj ure đaj za hlađe hla đenj nje, e, razvo raz vod d kana ka nala la i ti, difuzori, dakle isti elementi kao i u elementi za ubacivanje i izvlačenje vaz- postr po stroj ojen enjim jimaa za z a vazd va zduš ušno no grej gr ejan anje je i ven ven-duha. tilaciju. Međutim, u pojedinim sistemima klimatizac ije koriste se i složeniji slože niji eleme elemennIzvor toplote može biti kotao (toplo- klimatizacije vodni, vrelovodni, parni) ili razmenjivač ti za ubacivanje vazduha, kao što su: kutime šanje, je, kutij ku tijee za rast ra ster erećen ećenje je,, inintoplote u toplotnoj podstanici, p odstanici, ako je zgra- je za mešan da povezana na sistem daljinskog grcja- dukcioni aparati, ventilator-konvektori, nja. uređaji za ubacivanje promenljive količiv azduha i dr. Ovi uređa u ređaji ji za ubacivanje ubacivanje Za hlađenje se koristi rashladni agre- ne vazduha gat. gat. Kroz hladnjak hlad njak u klima komori n ajčeajče- vazduha ostvaruju određene specijalne njih ova konstruk kon strukcija cija i način ra rašće struji hladna voda. Ona se priprema zahteve, a njihova (hladi) (hladi) u rashladnom rashlad nom uređaju - čileru ileru.. Za da biće opisani u poglavlju o sistemima hlađenje u rashladnom rashladn om uređaju služi služi rashrash- klimatizacije. 168
Postoje i rešenja da se ispred komore za mešanje mešanje postav postavii još jedan jeda n element elemen t sa jedjed Klim lima-ko a-kom mora ora j e deo de o klim k limat atiz izac acion ionog og po- nim parom regulacionih žaluzina u kome strojenja u kome se vazduh priprema za se struja vazduha koji se odvodi iz klimaklimatizaciju (filtriranje i termička obra- tizovane prostorije deli na deo recirkulađa). Figurativno rečeno, klima-komora je cionog vazduha (koji ulazi u komoru za srce svakog svakog klimat klim atiz izac acio iono nog g sistema. sistem a. Mo- mešanje) i deo otpadnog vazduha koji se žda bi jezički bilo pravilnije koristiti terizbacuje van objekta (u atmosferu). min klimatiz klim atizacio aciona na komo k omora, ra, ali s obzirom obziro m U klima-komorama se koriste isti tinaširoku rasprostranjenost i ukorenjenost povi filtara filt ara kao i u ven v entil tilac acio ioni nim m kom ko m oraor auinženjerskoj praksi skraćenog naziva, i ma (detaljno su opisani u poglavlju o vazuovom udžb ud žben enik iku u je korišćen ko rišćen popula pop ularni rni dušnom grejanju i ventilaciji). Jedina naziv klima-komora. razlika je što se u sistemima za klimatiOsnovni elementi klima-komore su: zaciju, po pravilu, vazduh bolje (finije) komora za mešanje, filtarska sekcija, gre prečišć pre čišćava ava.. Stepe Ste pen n filtri fil trira ranj njaa vaz v azdu duha ha zaza ja jač, hladnja hl adnjak, k, m ag len le n a kom ko m ora or a ili parn pa rnii visi od namene klimatizovanog objekta. U ovlaživač, ventilator i pripadajuća auto- objektima u kojima zahtevi za čistoćom matika. U odno od nosu su na komo ko moru ru za vazdu va zdušno šno vazduha nisu izraženi, u klima-kom oru se grejanje i ventilacionu komoru, dodatni postav pos tavlja lja je d a n filtar, obično ob ično klase kla se EU 2 elementi su uređaj za vlaženje vazduha ili ili EU 3. Ako je u klimatizovanom klima tizovanom objek(maglena komora ili parni ovlaživač) i tu potrebna veća čistoć čistoćaa vazduha u klimahladnjak jak. I auto a utoma matik tikaa ovih o vih uređa ure đaja ja j e slo-komori se vazduh dvostepeno filtrira. Prženija. vo se postavi grubi (klase EU 2 ili EU 3) a Komora za mešanje služi za mešanje zatim fini filtar (klase EU 5 - EU 9). U struje spoljašnjeg i recirkulacionog vaz- prosto pro storij rijam amaa u kojim ko jimaa j e neop ne opho hodn dno o ostduha (sl. 3.2). Odnos mešanja spoljašnjeg variti vrlo visoku klasu čistoće vazduha recirkulacionog vazduha može biti sta- (operacione sale, pogoni za proizvodnju lan (konsta (ko nstanta ntan) n) ili promenl prom enljiv. jiv. O dnos dno s lekova, lekova, pojedina odeljenja elektronske elektron ske inmešanja menja se pomeranjem lamela re- dustrije) vazduh se filtrira u tri stepena. gulacionih žaluzina. Položaj lamela može Grubi i fini filtar nalaze se u klima-komosemenjati ručno ili automatski. Automat- ri, ri, a filtar vrlo visokog stepen a izdvajanja ska regulacija se ostvaruje preko elektro- (apsolutni filtar) postavlja se neposredno motor tornog pogo po gona na na koji deluje del uje regulator. regulato r. pre pr e u b a c iva iv a n ja v azd az d u h a u p ros ro s tori to riju ju (u sam ubacni elemenat elem enat ili ispred njega). njega). Podela grejača u klima-komori na pred pr edgr grej ejač ač i dogr do grej ejač ač j e fun fu n k c ion io n a lna ln a . Konstrukciono, i po svim ostalim karakteristikama, grejači su isti kao u postrojenjima za vazdušno grejanje greja nje i ventilaciju. U klima-komoram a se koriste koriste centrifugalni ventilatori, najčešće sa lopaticama zakrivljenim unazad. Pošto u klima-komori ima više elemenata nego u ventilaSI. 3.2. - Komora za mešanje: 1 - svež vazduh; vazduh; 2- recirkulacioni recirkulacioni vazduh; vazduh; 3 - regulacione žaluzine žalu zine cionim i komorama za vazdušno vazdu šno grejanje, 3 .2 .2 .1 .1 . K L I M A - K O M O R A
i
169
pad pritis pri tiska ka pri struj st rujan anju ju vazd va zduh uhaa je veći, pa v e n tila ti lato torr m ora or a da ima im a veći ve ći napo na porr i snagu. Zbog toga se često, pogotovo u većim klimatizacionim sistemima, postavljaju dva ventilatora. Jedan služi za izvlačenje odvodnog vazduha iz klimatizovanih prostorija, a drugi za savladavanje otpora strujanja u samoj klima-komori i razvodnim kanalima. Ovaj drugi se naziva potisni ventilator.
nego protočni hladnjaci u klima-komorama, ali su obavezan sastavni deo lokalmt klimatizacionih uređaja. uređaja. Konstrukcija hladnjaka vrlo je slična konstmkciji grejača vazduha u klima-komorama. Hladnjaci se obično izrađujuod čeličnih cevi cev i orebr ore bren enih ih lame la melam lamaa od čeličnog lima (sl. 3.3). Na krajeve hladnjaka
3.2.1.1. Hladnjak Hladnjak služi za hlađenje vazduha u klima-komori. Kao sredstvo za hlađenje koristi se hladna voda koja protiče kroz cevi hladnjaka, pa se ovi hladnjaci nazivaju pro p roto točni čni.. T em pera pe ratu tura ra vode vo de na ulaz ul azu u u hladnjak hladn jak iznosi obično obično 5 - 6°C 6°C. U hladnjaku se voda zagreva na račun toplote oduzete vazduhu, tako da je njena temperatura na n a izlazu 11 - 12°C 12°C.. Voda Voda za hlađenje hlađ enje označava se sa 5/11°C ili 6/12°C (prvi broj preds pre dstav tavlja lja temp te mper erat atur uru u vode vo de na ulazu ula zu u hladnjak, a drugi na izlazu iz hladnjaka). Rashladna voda se priprema (hladi) u rashladnom uređaju - čiler ileru. u. Postoje i hladnjaci za vazduh sa direktnim isparavanjem. U cevi hladnjaka ulazi tečnost rashladnog fluida (freona) (freona) niskog pritiska prit iska.. Toplota Topl ota koj k ojaa se oduzim odu zimaa vazdu va zduhu hu tokom hlađenja hla đenja troši troši se za isparavanje frefreona. Iz hladnjaka hladnjak a izlazi para freona niskog pritisk prit iskaa koja koj a se usisav usi savaa u kompresor. KomKom pre p reso so r sab sa b ija ij a paru pa ru i podi po dižž e joj jo j priti pr itisa sak. k. Para visokog pritiska odvodi se u kondenzator gde se kondenzuje. Tečni freon visokog pritiska prolazi kroz prigušni ventil gde mu se snižava pritisak. Tečnost niskog pritiska ulazi u hladnjak i tako započinje novi ciklus hlađenja. Hladnjaci sa direktnim isparavanjem se koriste ređe 170
Sl. 3.3. 3.3. - Izgled Izgle d hladnjaka hladnja ka za klima-komore: klima-komore: 1 - ulaz laz vode za hlađenje; hlađe nje; 2 - razvodni kolektor; 3 - orebr rebren enee cevi (rebra su prikazana prikaz ana samo delimičn d elimično); o); 4 —sa —sabir birni ni kolektor; 5 —izlaz vode za hlađenje
postav pos tavlja ljaju ju se cevi c evi većeg ve ćeg pre p rečni čnika ka (raz (razv vodni i sabirni sa birni kolektor), spojene spoj ene oreb orebre reni nim m cevima. Time se omogućava paralelni tok hladne vode. Hladnjaci su obavezno pocinkovani, cink ovani, jer je r se, zbog zbo g niske nisk e tempera temperatur ture, e, na njihovim površinama površina ma kondenzu kond enzuje je vl vlaga iz vazduha. Izdvojeni kondenzat je vrlo korozivan. Hladnjaci se izrađuju i od baka ba karn rnih ih cevi sa oreb or ebre renj njim imaa od aluminialumini jum ju m skog sk og lima. Takvi hlad hl adnj njac acii su znatno otporniji na koroziju, ali su manje čvrstoće pa se rebra prilikom transporta, montaže i čišćenja lakše deformišu. Deformisana rebra smanjuju svetli presek za strujanje vazduha, a time se smanjuju i proto pro tok k vazdu vaz duha ha i efik ef ikas asno nost st hla h lađe đenj nja. a. Međutim, zbog manjih gabarita i težine, u savremene klima-komore, klim a-komore, po pravilu, ugra ugra--
đuju se hladnj hla dnjac acii izra i zrađen đenii od o d baka b akarnih rnih cevi sa aluminijumskim rebrima. Pošto je razlika temperature vode za hlađ lađenje (11 (11 - 5 = 6°C) man m anja ja od o d razlike razlik e tem temperat eratu ure vode vo de za z a greja g rejanje nje (90 - 70 = 20°C), u našim na šim klima kli matsk tskim im uslo u slovim vimaa potre bn bna površin pov ršinaa hla h ladn dnja jaka ka obično ob ično je veća ve ća od po površin ršinee grejača. gre jača. Kak K ako o klim kl ima-k a-kom omora ora ima i ma isti poprečni poprečni pres p resek ek celom celo m dužin du žinom om (zbog ravnomernijeg strujanja vazduha), hladnjak obično ima više redova cevi nego gre ja jač. Grejač Grejači obično o bično imaju im aju jed je d a n do tri reda re da cevi (po dubini), a hladnjaci tri do osam. 32.1.2. Maglena komora Maglena komora je deo klima-komore u kojoj se vazduh vlaži vodom koja se ubrizg rizgaava u struju st ruju vazd v azduha uha kroz mlaznice. mlaz nice. Voda se rasprskava u što sitnije kapi da bi se povećala površina kontakta između vode i vazduha. Velika površina kontakta neophodna je za intenziviranje procesa isparavanja vode, čime se povećava efikasnost maglene komore. Raspršena voda koja u kontaktu sa vazduhom ne stigne da ispari, pada na dno maglene komore kom ore u rezervoar rezerv oar za z a vodu v odu (sl. 3.4 3.4). ). Pump Pu mpaa usisa us isava va vod v odu u iz rezervoarez ervoara kro kroz filtar z a vod v odu u (,,korpu (,,k orpu““ na usisu) i po potisk tisku uje j e kroz kr oz cevn ce vnii raz r azvo vod d i mlaznic mla znice. e. Ventil sa plovkom plov kom održava održ ava pred p redviđ viđeni eni nivo vode u rezervoaru. Pošto voda isparava, nivo vode u rezervoaru opada. Kada opadne do donjeg graničnog nivoa, rezervoar se dopunjava vodom iz vodovoda. Voda za vlaženje u maglenoj komori termički se ne priprema. Na rezervoaru za vodu postoje preliv pre livna na cev i cev za z a pražnjepr ažnjenje. Ukoliko ventil sa plovkom ne zaustavi dotok sveže vode i rezervoar se pre pu puni, preliv pre livna na cev ce v omogu om ogućuje ćuje da se voda vo da ne razlije po celoj klima-komori, već da vi-
Sl. Sl. 3.4. - Maglena Mag lena komora u dve projekcije: 1 —usmerivač vazduha vazduha;; 2 - eliminator —odvajač —odvajač kapi; 3 - mlaznice mlaznice;; 4 - dovod sveže vode; vode; 5 - ventil sa sa plovkom; 6 - prelivna preli vna cev; 7 - odvodna odvodn a cev; 8 - cirkulacio cirkulaciona na pumpa
šak vode odvede u kanalizaciju. kan alizaciju. Rezervoar za vodu se povremeno isprazni i očisti. Eliminator kapi, koji se postavlja na kraj kraj maglene komore, sprečava sprečava struju vazduha da povuče za sobom i kapljice vode koja nije isparila u ostali deo klima-komore i kanalski razvod. Usmerivač vazduha služi da struju vazduha na ulazu u maglenu komoru ravnomerno raspodeli po celom cel om pop p opre rečnom čnom preseku. pres eku. Time Tim e se povećava efikasnost vlaženja. Teorijski, vazduh na izlazu iz maglene komore je zasićen. U praksi, zbog relativno kratkog vremena kontakta vazduha i vode u maglenoj komori (do jedne sekunde), relativna vlažnost vazduha na izlazu je od 80 do 90%. 171 17 1
ska). Deo pare se kondenzuje (jer se aparat nalazi u prostoriji), skuplja na dnu Osim vodom, vazduh može da se vlaži i aparata apar ata i odvodi odvod i kroz k roz odvaja odv ajač č kon konde denz nzat ata. a. vodenom parom. Prednost vlaženja pa- Para visokog pritiska ima i višu temperarom je u tome što se željena željen a vlažnost vaz- turu, tako da istovremeno zagreva unuduha može lako regulisati. U početku se trašnji deo aparata u kome vlada niži privlaženje parom primenjivalo u onim ob- tisak (šrafirani deo na slici 3.5) i sprečava jek je k tim ti m a u kojim ko jimaa su, zbog zb og tehn te hnolo ološk ških ih po- da u njemu dođe do kondenzacije. Para treba, već postojali izvor i razvod vodene visokog pritiska prolazi kroz prigušni pare. par e. Gl Glav avni ni nedo ne dosta staci ci vlaž vl ažen enja ja parom pa rom bib i- ventil (koji joj snižava pritisak) i ulazi u li su pojava neprijatnih mirisa i moguć- kom oru nisk og pritiska. p ritiska. O datle ulaz ulazii u nost razvoja algi i bakterija bakterija u kondenzatu. perfo pe rforir riran anu u cev i kroz kro z otvore otv ore istrujavau istrujava u Posebnim konstrukcijama aparata za vla- struju vazdu va zduha ha vlaž v lažeći eći ga. Perforira Pe rforirana na ce cev ženje ti nedostaci su u potpunosti otklon- je smeš sm ešte tena na u kan k anal alu u z a vazdu va zduh. h. Oko pe per je n i i dan d anas as se vlaž vl ažen enje je parom pa rom uprav upr avo o kok o- forirane cevi nalazi se još jedna cev. Izristi u objektima u kojima vladaju strogi među njih struji para visokog pritiskai zahtevi čistoće (bolnice, prehrambena in- sprečava kon denzac den zaciju iju pare u unut unutra rašn šnjo jojj dustrija, farmacija itd.). cevi. Ako se posle prekida u radu parni Na N a slic sl icii 3.5 prik pr ikaa z an o j e j e d n o tehte h- ovlaživač ovlaž ivač ponov pon ovo o koristi, kor isti, posto p ostoji ji opas opasn nost ničko rešenje ovlaživača parom koje ispu- od kondenzata, jer je aparat hladan. Zato njava zahteve u pogledu kvaliteta (čisto- se na odvod odv od kond k ondenz enzata ata postavlja post avlja zaštitn itni će) pare za vlaženje. Para visokog pritiska termostat. Tek kada termostat registruje ulazi u aparat a parat za vlaženje vlaže nje i struji struji kroz spospo- da je ceo aparat dovoljno zagrejan i daje ljašnji deo aparata (zona visokog priti- isključena mogućnost stvaranja konden3.2. 3.2.1 1.3. .3. P a rn i ovla živač
Sl. Sl. 3.5. 3.5. - Parni Par ni ovlaživač: ovlaživač: 1 —dovod do vodpa pare re visokogpritiska; 2 - odvajač nečist nečistoća; oća; 3 -p ro la z pare visokog pritiska oko oko perforiran perfor iranee cevi; 4 —perforiran perfo rirana a cev; 5 - skretni skre tni lim za za kondenzat; 6 - komora komora visokog pritiska; 7 - sknpljanje kondenzata; kondenzata; 8 -z a sti tn i termo termost stat at;; 9 - odvajač odvajač kondenzat kondenzata; a; 1 0 - komora komora niskogpritiska; l l - ulazpare ulazpar e niskogpritiska; 12 - regulacioni ventil; ventil; 13 —pogon ventila; 14 - priguši prigušivač vač buke buke
172
zata u delu apar a parata ata niskog nis kog pritiska, pritisk a, termostat otvara prigušni ventil i omogućava pr prolaz pare za z a vla v laže ženj njee vazduha vaz duha.. Nedos Ne dosta tatak tak o p isa is a n o g p a rno rn o g ov ovla laži ži-vača je taj što je potreban dovod pare visokog pritiska do svakog parnog ovlaživača, a to to zn znači ači da je po potreb trebno no obezbediti obezbe diti razvod pare po objektu. Danas se proizvode i autonomni parni ovlaživači. Oni imaju mali električni parni kotao u kome se priprema para za vlaženje.
nim filtriranjem, sa konstantnim ili promenljivim udelom svežeg vazduha va zduha itd. itd. Na slici 3.6 prikazano je tipsko rešenje klima-komore, koje se često primenjuje u centralnim sistemima klimatizacije sa konstantnom količinom vazduha. Postoje i različite varijante usisa i potisa vazduha. vazduha. Otvori za vazduh m ogu biti postavljeni vertikalno, čeono ili bočno. Kada je prostor za smeštaj klima-komore limitirajući limitirajući faktor, faktor, deo komore može m ože da d a se postavi post avi na samu sam u komo komoru. ru. U zaht za htev evu u za z a izradu i isporuku klima-komore treba obavezno navesti sa koje se strane komora opslužuje opslužuje - leve leve ili desne.
3.2.1.4. Sa sta v kl im a -k o m o re
Klima-komora nije uređaj koji ima striktan sastav. U zavisnosti od potreba obrade vazduha za klimatizovani objekat, biraju sepot potrebn rebnii elem el emen enti ti i sklapa sklap a klima-kom klim a-komoora. Klima-komore se izrađuju u različitim, ali standardizovanim veličinama poprečnih preseka, a dužina im je promenljiva i zavisi od broja bro ja uugra građe đenih nih elemenat elem enata. a.
3.3. SISTEM I KL IMA TIZA CIJE Klimatizaciono postrojenje je tehnički sistem kojim se u klimatizovanom prostoru održavaju određeni termički uslovi sredine. Sastoji se od niza uređaja i elemenata 5|
12
,4
a l i
10
V
/
8
7
SI. 3.6. — Sastav Sastav tipične klima-komore: 1 —dovod vazd vazduh uha a iz klimatizovaneprostorije; klimatizovanepros torije; 2 - odsisni venti ventiiat iator or;; 3 - komora za mešanje mešanj e sa regulacionim zaiuzin zaiuzinama ama;; 4 —otpad —otpadni ni vazduh; vazduh; 5 —sve —svežž vazduh; vazduh; 6-vre 6- vre ćasti ća sti filtar; 7 —predgreja predgrejač; č; 8 - hladnjak; hladnjak; 9 - maglena maglen a komora sa eliminatorom kapi; 10 — dogrej dogrejač; ač; I I - po tis n i ventila ventilator tor;; 12 — pripremlje pripr emljeni ni vazduh
Postoje vrlo različita rešenja klima■komora: sa jednim ventilatorom ili dva ventilatora, sa jednim grejačem ili dva grejač jača, sa vla v laže ženj njem em vodom vodom,, paro parom m ili bez vlaženja, sa jednostepenim ili dvostepe-
6
3
2
po v eza pov ez a nih ni h u fun fu n k c io n a lnu ln u celi ce lin n u. RaRa zličiti zahtevi (građevinski, tehnološki, energetski, ekonomski, estetski) za održavanje unutrašnje klime u pojedinim objektima, uslovili su razvoj velikog broja različitih klimatizacionih sistema. Svaki od njih ima određene prednosti i nedostatke, što određuje i domen primene. Osnovna podela sistema za klimatizaciju je: 17 3
1. prema prem a radnom radno m fluidu: fluidu: vazdušni vazd ušni i va3.3.1. CENTRALNI zdušno-vodeni sistemi (vodeni sistemi JEDNOKANALNI SISTEM NISKOG nisu pravi sistemi klimatizacije); klimatizacije); PRITISKA SA KONSTANTNOM KOLIČ INOM VAZDU VAZDUHA HA 2. prema brzini strujanja vazduha u kanalima: sistemi niskog pritiska i sistemi visokog pritiska (granična brzina je 12 Ovo je osnovni (najjednostavniji) sistem klimatizacije. Spada u čisto vazdušne sim/s); steme, jer je radni fluid samo vazduh. 3. prema broju kanala: jednokanalni i Vazduh se priprema u centralnoj klimadvokanalni sistemi; -komori i sistemom sistemo m kana ka nala la razvo ra zvodi di do kl kli4. prema količini vazduha koja se uba- matizovanih prostorija. Na ulazu u svaku cuje u klimatizovanu prostoriju: sistemi prostorij pros torijuu (ispre (is predd svak s vakog og ele e lem m en enta ta za z a ub ubasa konstantnom količinom vazduha i si- civanje) pripremljeni vazduh ima iste pastemi sa promenljivom količinom vaz- rametre (temperaturu, vlažnost i čistoću). duha (tzv. varijabilni sistemi). Sema jedne relativno opšte varijante Na N a slic sl icii 3.7 da datt j e šem še m atsk at skii prik pr ikaz az jed je d n o k an anaa lno ln o g sist si stem emaa klim kl imat atiz izac acije ije niosnovne podele sistema za klimatizaciju. skog pritiska sa konstantnom količinom Nav N aved eden enee su samo sa mo os osno novn vnee va vari rija jant nte, e, a vazduha prikazana je na slici 3.8. Rad svaka od njih ima veći broj podvarijanata. žaluzina svežeg, recirkulacionog i otpadSvi prikazani sistemi se ne primenjuju nog vazduha (Žp Ž2, Ž3) je spregnut. Ka podj po djed edna nako ko često. U našoj našo j zemlji zem lji se na najj- da se zatvara žaluzina za spoljašnji vazčešće primenjuju centralni jednokanalni duh, istovremeno se zatvara i žaluzina sistemi niskog pritiska sa konstantnom otpadnog vazduha, a proporcionalno otkoličinom vazduha i vazdušno-vodeni si- vara žaluzina ža luzina za recirkulacion re cirkulacionii vazduh na stem sa ventilator-konvektorima ventilator-konvektorim a (dvocev(dvocev- ulazu u komoru za mešanje (M). Ovakvim, povezanim radom žaluzina, postiže ni sa prebacivanjem prebaciva njem ili četvorocevn četvorocevni). i). 174
Sl. 3.8 3.8.. - Šema jednokan jedn okanalno alnogg sistem sistemaa sa konstantnom konstantnom količinom količinom vazduh vazduha: a: S V - s v e ž vazduh vazduh;; P V - pripremljen pripremljen vazduh zduh;; U V- vazduh vazduh koji se uhacuje uhacuje;; O V - odvodni vazduh; vazduh; O - otpadni vazd vazduh uh;; R V - recirkula recirkulacion cionii vazduh; vazduh; M -k o m o r a za z a mešanje; meš anje; F -j il ta r ; Gt - predgrejač; H -h la d n ja k ; MK - maglena magle na komora; kom ora; G2- dogrejač; Vt -p o tis n i ventilator; ventilator; V2 - ventilator ventilator odvodnog vaz vazdu duha ha;; P - prosto prostorija rija;; Ž , , Ž , , Ž} - regulacione regulacio ne žaluzine; žaluzin e; Tt ,T 2,T } -termostat -termostatii
se da postrojenje radi sa konstantnom ukupnom količinom vazduha, a da se pri tom može menjati udeo svežeg i recirkulacionog vazduha u mešavini. Sistem radi sa minimalnom količinom svežeg vazduha. Ona se određuje iz uslova provetravanja i ne sme se smanjivati u toku rada. U prelaznim periodima (jesen, proleće) kad god je termički povoljnije obrađivati svež vazduh, njegov njeg ov udeo u mešavin m ešavinii sme da se pov povećava ećava do 100%, što odgovara odgo vara radu samo sa svežim vazduhom. Radom elektromotornog pogona žaluzina (dem per pera) a) up upra ravl vlja ja term te rmos osta tatt (T ,) po post stav avlj ljen en iza komore za mešanje. Menjajući odnos
mešanja, termostat održava konstantnu temperaturu mešavine. Ovo je jedan od mogućih načina regulisanja odnosa mešanja svežeg i recirkulacionog vazduha. Mešavina vazduha prolazi kroz filtar. Ako u klima-komori postoji samo jedan filtar (kao što je prikazano na slici 3.8), onda je to grubi filtar klase EU E U 2 ili EU 3. Filtar prečišć prečišćava ava vazduh za klimatizaciju, a u isto vreme štiti površine grejača i hladnjaka od zaprljanja. z aprljanja. U zimskom režimu rada, grejači (predgrejač i dogrejač) priključeni su na izvor toplote (kotao ili razmenjivač toplote). U klima-komorama obično se primenjuju 175
je ći kroz kanale ka nale delimi deli mično čno ohladiti, tak takoda | toplovodni grejači sistema 90/70°C. Da- jeći ul azuu u prost pr ostori oriju ju bude b ude ne nešto što niže te temnas se vazduh više ne greje parom (mada na ulaz pera ture nego neg o na izla i zlasku sku iz klim klimaa-ko kom more. ore. se još uvek taj postupak negde primenju- perature obr nuto, leti je pri pripr prem emlje ljeni ni vazd v azduh uh hl hlad je). je ). Vazduh Va zduh z ag agre reja jann u pre predg dgre rejaču jaču (G,) (G ,) I obrnuto, niji od okoline, pa se tokom transporto prol pr olaa zi kroz kr oz h lad la d n jak ja k ko koji ji je zim zi m i va vann vanja kroz kanale može zagrejati. Zbogl pogo po gona na i ulaz ul azii u m ag aglen lenuu kom komoru oru u kojoj toga se kana ka nali li za raz r azvo vod d hlad hl adno nog g vaz vazduha, | se vlaži vodom. Vlažeći se vodom, vazp ravilu, ilu, termički ter mički izoluju. izoluju . duh se i hladi pa se mora ponovo zagrevati po prav u dogrejaču (G2) do željene temperature Ventila Ven tilator tor otpa ot padn dnog og va vazd zduh uhaa (V2), (V2), koji ubacivanja. je na slici 3.8 prika pr ikaza zann u ka kana nalu lu povratRad predgrejača reguliše termostat nog vazduha, može se nalaziti i u klimakomori. To je, je , takođe, takođ e, centr ce ntrifu ifuga galni lni venti(T2) koji se nalazi iza maglene komore. On meri temperaturu zasićenog (ovlaže- lator koji isisava vazduh iz prostorije nog) vazduha, poredi je sa zadatom zadatom vred- (odvodni vazduh). Taj vazduh se delom recir kuliše,, a ostatak osta tak se izbacuje izba cuje u ok okolin linu nošću i daje signal za otvaranje, odnosno recirkuliše zatvaranje ventila na dovodu tople tople vode u (otpadni vazduh). predgr pre dgreja ejač. č. Pošt P oštoo term ter m ostat ost at meri tempera tem pera-U letnjem režimu rada, predgrejač, turu zasićenog vazduha, ovaj način regumaglena komora i dogrejač su isključeni. term ički obrađuje obra đuje samo sam o u hladlisanja naziva se regulisanje preko tačke Vazduh se termički rose. Radom dogrejača upravlja termostat njaku. H ladnja lad njakk je obi obično čno proto p rotočni. čni. Poveu prostoriji (T3). On meri trenutnu tempe- zan je sa centralnim rashladnim agreraturu vazduha u prostoriji i poredi je sa gatom u kome se priprema hladna voda si stema ma 5/11 5/11 ili 6/12°C. 6/1 2°C. Vazdu Va zduh h struji stru ji kkrroz zadatom (postavnom) vrednošću tempera- siste ture. Ako je izmerena vrednost niža od hladnjak i pri tome mu se snižava temperatura. Ako je temperatur temp eraturaa površine površ ine hladželjene, termostat šalje signal da se otvori ratura. njaka njak a niža n iža od temp te mperat erature ure tačke rose ros e ul ulazventil na dovodu tople vode u dogrejač i nog vazduha, vazd uha, vazduh va zduh se u hladnja hlad njaku, ku, osim time se poveća odavanje toplote i zagrešto se hladi, i suši (odvlažuje). Na izlazu vanje vazduha. vazduha. temperaturei Centrifugalni ventilator (V,), posta- iz hladnjaka, vazduh je niže temperaturei smanjene vlažnosti (manja je apsolutna vljen na kraju klima-komore, potiskuje vlažnos t, ali mu je zbog hlađenja hlađ enja veća re re pripr pr iprem emlje ljeni ni va vazdu zduhh kroz ka kana nale le do svake sv ake vlažnost, vlažnost). klimatizovane prostorije. Vazduh se uba- lativna vlažnost). Radom hladnjaka upravlja sobni tercuje u prostorije kroz elemente elem ente za ubacivamostat (T3), koji zimi reguliše rad dogrenje (rešetke, anemostate itd.). Na slici 3.8 ja ča. Pri Pr i prel pr elas asku ku sa z im sko sk o g n a letnji letnji pose po sebn bnoo su oz ozna načeni čeni pri pripr prem emlje ljeni ni i vaz- jača. (T3)) promeni prom eni se se duh koji se ubacuje. Strogo Strogo uzevši, oni mo- režim rada, na term ostatu (T3 gu imati različite termičke parametre. Vaz- zadata vrednost temperature (zimi je obipro-duh na izlazu iz klima-komore naziva se čno 20 - 22°C, a leti 26°C). Ako se u pro pripr pr iprem emlje ljeni ni vazduh vaz duh,, a va vazdu zduhh na mestu mest u storiji povećaju dobici toplote, povisi se ubacivanja u samu prostori prostoriju ju - ubacni ubacni unutrašnja temperatura vazduha i termovazduh. Ako je kanalski razvod dugačak i stat šalje impuls za otvara o tvaranje nje vven entila tila i porazgranat, pripremljeni vazduh, koji je u većavanje dotoka hladne hladn e vode u hlad hladnja njak. k. zimskom periodu zagrejan, može se stru- To dovodi do većeg hlađenja vazduha u 176
klima-komori. Pripremljeni vazduh niže temperature neutrališe dobitke toplote i snižava se temperatura vazduha u prostoriji. Svaka klima-komora za jednokanalne sisteme niskog pritiska sa konstantnom količinom vazduha ne mora da ima sve elemente prikazane na slici 3.8. Na primer, ako sistem radi sa 100% svežim vazduhom, ne postoji pos toji kom k omora ora za meša m ešanje nje,, niti kanal za recirkulacioni vazduh. Ako se umesto vodom, vodo m, vazdu va zduh h vlaži vla ži parom, paro m, u klik lima-k a-komor omorii je dovo do voljan ljan samo jedan jed an grejač. grejač. U klima-komoru može biti ugrađena i dodatna automatika koje nema na prikazanom rešenju. Može postojati indikator zaprljanosti filtra. Presostat meri pad pritiska pri stru s trujan janju ju vazdu va zduha ha kroz filtar i kada se dostigne granična vrednost (kao posl posled edic icaa zap z aprl rlja jano nost stii filtra), uklju uk ljučuje čuje se alarm. Alarm može biti svetlosni (kontrolna lampica) ili zvučni (signal). Takođe, može postojati i indikator rada ventilatora. Presostat meri razliku raz liku pritisak prit isakaa ispred isp red i iza ventilatora i ako je ta razlika nula, to znači da je ventilator van pogona (bilo da je je isključen, bilo b ilo da je u kvaru). kva ru). Iza predpre dgrejača se obično postavlja tzv. mraz-termostat koji meri temperaturu posle predgrevan evanja ja.. Ako tem peratu pe ratura ra vazduha vazd uha padne pa dne ispod +5°C, znači da postoji neki pro bl blem u radu ra du predgre pred grejača. jača. Da bi se sprečilo sp rečilo eventualno zamrzavanje vode u grejaču, mraz-termostat isključuje ventilator u klima-komori i šalje signal za zatvaranje žaluzine svežeg vazduha. Rešen Rešenje je centralnog jednok analno g sisistema niskog nisko g pritiska prit iska sa konst ko nstan antno tnom m količinom vazduha najčešće se primenjuje u tehnici klimatizacije. Skoro uvek se koristi za klimatizaciju klimatiz aciju jedn je dnee velike prostorije (hala, dvorana, magacin i sl.). Centralni
sistem se primenjuje i za klimatizaciju više prostorija prostorija ako imaju sličnu sličnu dinamiku dina miku prom pr omen enee toplo top lotn tnog og opte op tere rećenj ćenjaa (gubit (gu bitak akaa i dobitaka toplote), jer je regulacija centralna. Osnovne prednosti centralnih jednokanalnih sistema niskog pritiska sa konstantnom stantno m količinom vazduha vaz duha su sledeće: sledeće: - to je najmanje složen sistem sistem;; - najmanji su investicioni trošk troškovi ovi;; - održavanje održavanje je relativno lako lako;; - mogu se izvoditi izvoditi u kombinac iji sa centralnim grejanjem radijato radijatorima. rima. Glavni nedostaci ovog sistema su: - nema mogućnosti mogućnosti individualne (lo(lokalne) regulacije; - sistem sistem stalno radi sa velikom količinom vazduha (kanali su velikog popr po prečn ečnog og pres pr esek eka, a, a v eći su i trotro škovi škovi pogona pog ona ventilatora).
3.3.2. 3.3.2. ZONSKI ZON SKI SISTEMI KLIMATIZACIJE Zonski sistemi klimatizacije primenjuju se kada klimatizovane klimatizov ane prostorije imaju različitu dinamiku toplotnog opterećenja, pa p a se c e n tral tr aln n o m reg re g u lac la c ijo ij o m n e m ogu og u posti po stići ći želje že ljeni ni param pa rametr etrii vazd va zduh uhaa u svim svi m prosto pro storija rijama ma.. R ešen eš enje je je da se prosto pro storij rijee sa sličnom promenom gubitaka, odnosno dobitaka toplote toplote grupišu u zone. Vazduh se centralno obrađuje do određenog stepena (zajednička priprema u klima-komori), ma-komori), a finalna finaln a obrada vazduha vrši se pojedinačno za svaku zonu. Osim centralne regulacije rada klima-komore, pos p osto toji ji i zo nsko ns ko regu re guli lisa sanj njee p a ram ra m eta et a ra vazduha prema trenutnim toplotnim toplo tnim potre bam ba m a svake svak e zone. zon e. 177
Postoje tri osnovna tipa zonskih sistema klimatizacije: - sa zonskim dogrejač dogrejačima, ima, - sa višezonskom višezonskom komorom komorom i - sa zonskim potkomoram potkomorama. a. Sistem klimatizacije sa zonskim dogrejačima je u osnovi vrlo sličan centralnom jednokanalnom sistemu klimatizacije. To je, takođe, sistem klimatizacije niskog pritiska sa konstantnom količinom vazduha. Centralna klima-komora ista je kao n a slici 3.8, osim što radom dogrejača upravlja termostat postavljen u razvodnom razv odnom kanalu kan alu umesto u prostori prostoriji. ji. Specifičnost Specifičnost zonskih zon skih sistema je u tome što je u svakom glavnom razvodnom kanalu ka pojedinoj zoni ugrađen zonski dogrejač (sl. 3.9). Vazduh se kompletno prip pr ipre rem m a u cent ce ntra raln lnoj oj (zaj (z ajed edni ničko čkoj) j) klikli ma-komori, ali se u njoj ne zagreva do temperature na ulazu, nego do neke niže temperature. Vazduh se do potrebne tem pera pe ratur turee ubac ub aciv ivan anja ja za svaku sva ku zonu zo nu dogredogr eva u zonskim dogrejačima. Rad svakog zonskog dogrejača reguliše termostat postavljen u odgovarajućoj zoni. Rad sistema sa zonskim dogrejačima je neek ne ekon onom omičan ičan u let l etnj njem em periodu. perio du. Celokupna količina vazduha hladi se u hlad-
njaku klima-komore prema potrebama toplotno najopterećenije zone, tj. zone sa trenutno najvećim dobicima toplote. Za sve ostale zone tako pripremljen vazduh je hlad hl adnij nijii nego ne go što je potre po trebn bno, o, pa se do dogreva u zon z onski skim m dogrejačima. dogreja čima. Pri tome se se energija dvostruko nepotrebno troši. Za zone sa manjim toplotnim opterećenjem vazduh se pothlađuje, a zatim se dogreva. Klima-komora u sistemu sa višezonskom komorom ima specifičnu konstrukciju. Na kraju komore (iza ubacnog ventilatora komora ima do datak - izl izlaznu aznu sekciju sa posebnim izlazom za svaku zonu. U svakom sv akom izlazu izlaz u postoji po p o par p ar ra razmenjivača toplote: dogrejač i hladnjak. Zimi vazduh prolazi kroz dogrejač, a ako nije potrebno maksimalno grejanje vazduha, deo vazduha struji kroz hladnjak koji koji je van pogona, pogona , pa p a predstavlja predstav lja obilaz obilazni ni vod. Pre ulaska u glavni kanal za zonu, zagrejan vazduh iza dogrejača i vazduh koji je prošao kroz kro z hladn hla dnjak jak se mešaju. IsIs pred pr ed dogre do greja jača ča i hlad hl adnj njak akaa (postavlj (pos tavljenih enih para pa rale leln lno) o) post po stoj ojee reg re g u laci la cion onee žaluzine. žaluz ine. Njih Nj ihov ov rad ra d je spregn spr egnut. ut. O tvar tv aran anje jem m žalu žalu-zine ispred dogrejača povećava se protok vazduha koji se dogreva, a istovremeno smanjuje količina k oličina vazduh vaz duhaa koja struji s truji ob obilaznim vodom. U letnjem periodu kroz
Sl. Sl. 3.9. 3.9. - Šema klimatizacionog sistema sa zonskim zonskim dogrejačim dogrejačima: a: 1 - s v e ž vazduh; vazduh; 2 - recirkulacioni vazdu vazduh; h; 3 - otpadni vazduh; 4 - klima-komora; 5 - ventilator vazduha koji se ubacuje ubacuje;; 6 - zonski dogreja dogrejači; či; 7 - ventilator povra pov ratno tnogg vazduha; Z t , Z 2 , Z} - pripremljen priprem ljen vazduh za zone zo ne
178
hladnjak protiče hladna voda, a dogrejač Prednost sistema visokog pritiska je je je va vann funk fu nkcij cijee i služi služ i ka kaoo ob obila ilazn znii vod. što veća brzina strujanja vazduha omoRadom žaluzina (klapni) upravlja termo- gućava da za isti protok poprečni presek stat postavljen u odgovarajućoj zoni. On kanala bude b ude manji. To je naročito naročito značajznačajmeri temperaturu vazduha u prostoriji, no u velikim objektima koji imaju velike upoređuje je sa postavnom vrednošću i staklene površine. U njima njim a su veliki dobidobiukoliko utvrdi da postoji razlika, pome- ci toplote, pa je proporcionalno velika i ran ranjem jem lamela lame la žaluz žal uzine ine,, pove p ovećava ćava količinu koli činu potre po trebn bnaa kol k oličin ičinaa vazdu vaz duha ha.. Kad K adaa bi se kovazduha ko koja ja se greje, greje , od odno nosn snoo hladi. ristio ristio sistem niskog pritiska, kanali ka nali bi bili Osnovni nedostatak višezonske komo- velikog poprečnog preseka, pa u nekim re je da zahteva dosta prostora za ugrad- slučajevima prostorno ne bi mogli da se objektu. Kanali K anali manjeg man jeg poprenju. Broj zona je ograničen konstrukcio- razvedu po objektu. nim reŠenjem izlazne sekcije. Višezonska čnog preseka su jeftiniji, a i lakše je naći pr osto torr za z a nji n jiho hovv smeštaj. sme štaj. komora ima veći broj dogrejača i hladnjak pros sa odgovarajućom automatikom. Osnovni nedostatak sistema klimatiSistem klimatizacije sa zonskim pot- zacije visokog pritiska je taj što je zbog komorama sastoji se od centralne klima- veće brzine strujanja potreban i viši pritikomore i zonskih klima-komora za svaku sak. Zbog toga su ventilatori i klima-kozonu. U centralnoj klima-komori obra- mori veće snage, da bi pri istom protoku đuje se samo svež vazduh koji se kanali- dali veći napor. napor. Drugi ned nedostata ostatakk je taj što ma za primarni vazduh razvodi do usisa je zb zbog og ve velik likee brz br z ine in e stru st ruja jann ja v azdu az duha ha zonskih komora (potkomora). U njima se izraženiji problem buke nego u sistemima pripremljen (pr (p r ečiš eči š ćen i term te rmičk ičkii ob obra ra-- niskog pritiska. đen) spoljašnji vazduh meša sa recirkulaSistemi klimatizacije visokog pritiska cionim vazduhom iz odgovarajuće zone, a mogu da rade sa konstantnom ili prozatim se ta mešavina ponovo obrađuje menljivom količinom vazduha (varijabil(filtrira, hladi ili dogreva). ni sistemi). Od svih zonskih zon skih sistema, sistem klimatizacije sa zonskim zons kim potkomor potko morama ama ima nana jbol jbolju ju m o g u ćn ćnoo st z o n sk skoo g reg re g ulis ul isan anja ja.. 3.3.3.1 3.1.. Siste mi sa ko nst ant no m Osnovni nedostatak je što umesto jedne 3.3. količinom vazduha centralne, postoji više manjih klima-komora. Elementi koji ulaze u sastav klima-komore, način regulacije i proces pripreme vazduha ovog sistema sistem a isti isti su kao kod cen3.3.3. S I S T E M K L I M A T I Z A C I J E tralnog tralnog jednokanalnog jednoka nalnog sistema sistema niskog priV I S O K O G P R I TI T I SK SK A tiska sa konstantnom konstantn om količinom količinom vazduha, U sisteme sisteme klimatizacije klim atizacije visokog pritiska samo je brzina strujanja vazduha veća i spadaju ona klimatizaciona postrojenja u pri p riti tisa sakk u p o stro st roje jenn ju viši. vi ši. J e d ina in a b itn it n a kojim jima je brzina brz ina vazduha u kanalima kanalim a veća razlika između sistema niskog i sistema od 12 m/s. U pojedinim deonicama kana- visokog visokog pritiska pritiska je u elementu e lementu za ubacivala, vazduh struji brzinom od 25, pa čak i nje vazduha. U sistemima niskog pritiska 30 m/s. vazduh se ubacuje kroz rešetke i anemo179
3.3.3. 3.2. 2. Sistem i sa pr om en ljivo m state, a u sistemima visokog pritiska vaz- 3.3. količinom vazduha duh prvo mora proći kroz specijalne uređaje, đaje, tzv. tzv. kutije za rasterećenje raster ećenje (rasteretne ( rasteretne (varijabilni sistemi) kutije). Svi dosada opisani sistemi klimatizacije Kutija za rasterećenje ima sledeće sledeće funrade sa konstantnom količinom vazduhi kcije: tokom cele godine. Količina vazduhaje! - sniženje statičkog statičkog pritiska pritiska iz iz kanala; određ od ređena ena prem pre m a proj p rojek ektni tnim m uslovima uslovima,, a] - obezbeđivanje obezbeđivanje konstantnog protok protokaa kada ka da je trenu tre nutno tno toplotn topl otno o opterećen opt erećenje je mavazduha u prostoriju bez obzira na nje, potrebno hlađenje prostorije ostvaraoscilacije pritiska u kanalu; je se prom pr om enom en om tempe tem perat ratur uree vazd va zduh uhaa koji' - prigušenje prigušenje buke buke.. se ubacuje. ubacu je. Zimi Zi mi se sni s niža žava va uba u bacn cnaa te tem p erat atu u ra u o d n o su n a p ro jek je k tnu tn u , a leti Kutija za rasterećenje (sl. 3.10) sastoji per se od metalnog kućišta sa unutrašnjom povišava pov išava.. oblogom koja apsorbuje šumove. Iz kaU sistemima sa promenljivom količi-
nom vazduha maksimalna količina pri pre p rem m ljen lj en o g v azd az d u h a u b acu ac u je se u prostoriju samo kada su maksimalni toplotni gubici, odnosno toplotni dobici. U svira ostalim ostali m slučajevima, slučajevim a, kada kad a je toplotn top lotno o op opterećenje prostorije manje od projektnog, u prostoriju se ubacuje manja količina vazduha, propor pro porcion cionalna alna trenutn tren utnom om toplotnom tn om optere op terećenju. ćenju. U ovo o vom m slučaju slu čaju se ne menja me nja temperatura temp eratura vazduh vaz duhaa koji ko ji se ub ubacu je j e (osim (os im pri prela pr elasku sku sa letn le tnje jeg g n a zims imski režim rada).
Sl. 3.10. —Kutijaza rasterećenje: 1 —zvučna izolacija; 2 —regulat —regulator or konstantn ogp rotok a sa oprugo oprugom; m; 3 — dovod dovo d vazduha iz kanala; 4 —vazduh —vazduh koji se ubacuje
Pred nost varijab ilnog sistema je u tome što se maksi m aksima malna lna količin k oličinaa vaz vazduha uha prip pr iprem rem a samo sam o pri pr i p roje ro jekt ktn n im uslovi uslovima ma.. Najv Na jveći eći broj bro j d an a u g odin od inii u klima-koklima-komori se priprema i kroz kanale struji znatno manja količina vazduha. Time se postižu znatne uštede električne energije za pogo po gon n venti ve ntilat latora ora..
nala visokog pritiska pritiska vazduh ulazi u rasterasteretnu kutiju i dolazi do reg ulatora protoka. protoka. Osnovni problem varijabilnih sistema Ukoliko je pritisak vazduha u k analu viši, st v a riv ri v a n je dobr do bree rasp ra sp o d ele el e vazvazon više sabija oprugu i presek ulaznog je s te o stv uba civan ja ma maotvora se smanjuje, tako da bez obzira na duha u prostoriji prilikom ubacivan ko ličine vazd uha uh a od projektne proje ktne.. Ako se se trenutni pritisak vazduha u kanalu, uvek nje količine smanji količina vazduha koji se ubacuje, ista količina vazduha ulazi u uređaj. Prodom et mlaza mla za vazduh va zduhaa koji se se tok vazduha, oblik suženja ulaznog otvora otvora smanjuje se i domet i krutost opruge oprug e su usaglašeni. ubacuje, pa određene zone u prostoriji 180
mogu ostati bez dovoljne količine svežeg slici 3.11). Kada se ubaci manja količina iterm itermič ički ki obrađe obra đenog nog vazduh vaz duhaa (pojav (p ojavaa tzv. tzv. hladnog vazduha, prostorija se manje mrtvih zona u prostoriji). Ovaj problem se hladi, i unutrašnja temperatura raste ka donekle ublažava elementima za ubaci- postav pos tavnoj noj vredno vre dnosti sti.. vanje specijalne konstrukcije. Vazduh se Pošto i varijabilni sistemi spadaju u ubacuje tangencijalno ispod same tavansisteme visokog pritiska, specijalni uređaj ice. Struja vazduha se ,,lepi“ uz tavanicu i za ubacivanje promenljive količine vaztako se povećava njen domet u prostoriji. duha mora da ispuni i ostale funkcije kuti Na slici slici 3.11 3.11 dat je upro up rošćen šćen prikaz prik az ele je za raster ras terećenj ećenje, e, a to su: sniž sn ižen enje je pritiprit imenta za ubaciv uba civan anje je prom p romenl enljive jive količine ska (rasterećenje) i apsorbovanje šumova. vazduha i njegov položaj u prostoriji. U klimatizovanim prostorijama se vrlo vrlo Nepo Neposr sred edno no pre izla iz lazn znog og otvor ot voraa za vazvaz duh nalazi se regulator protoka. Sastoji se često, bez obzira na primenjeni sistem klimatizacije, postavlja spuštena tavanica, od elastične obloge u koju se dovodi vaz- klimatizacije, 3.11. OsnoOsn oduh iz pneumatskog regulacionog sis- kao što je to prikazano na slici 3.11. tema. Njegovim radom diriguje termostat vna funkcija spuštene tavanice je estetika uprostoriji. Kada je, na primer, u letnjem enterijera. U međuprostor spuštene tavarežimu rada potrebno manje hlađenje nice (plenum), smeštaju se kanali za vaz pro prost sto orije rije (jer (j er se unut un utra rašn šnja ja temp te mpera eratu tura ra duh, kao i sve ostale instalacije u zgradi. prostorije je se jedino jed ino vidi rešetka za ubaspustila ispod zadate vrednosti), termostat Iz prostori izna d spuštešalje impuls pneumatskom regulacionom civanje ili anemostat. Prostor iznad ne tavanice je obično neprohodan (visine organu da ubaci uba ci još jo š vazduh vaz duhaa u regulacioni regula cioni indus trijskim oborgan sa elastičnom oblogom. Regula- od 50 do 80 cm), ali se u industrijskim cioni organ se širi i smanjuje presek za jekt je ktim ima, a, u kojim ko jimaa se često prist pr istup upaa insta ins ta- pr prolaz klim kli m atiz at izov ovan anog og vazd va zduh uhaa iz termiterm i- lacijama, plenumi rade kao prohodni ili po luproh rohodn odni. i. nala (uređaja za ubacivanje vazduha na polup Klima-komora za varijabilne sisteme je u osno os novi vi ista is ta kao ka o z a sist si stem em e sa kon ko n stantnom količinom vazduha, samo se koriste ventilatori za promenljiv protok. Najčešće Na jčešće se proto pro tok k m en ja (regu (re guliš liše) e) propro menom broja obrtaja obrtaja ventilatora.
Sl. 3.11. - Uređaj Uređaj za ubacivanje promenljive količine vazduha: I - međuspratna konstrukcija; 2 - dovod vazduha - terminal; 3 — spuštena spuštena tavanica; tavanica; 4 - ubacivanje ubacivanje vazduh vazduha a
Postoji razlika i u načinu regulisanja grejača i hladnjaka u klima-komori. Dogrejač i hladnjak se ne regulišu termostatom u prostoriji, nego temperaturskim davačem u razvodnom kanalu. Termostat u prostoriji, prostoriji, čiji čiji je zadatak zadata k održavanje održa vanje zadate unutrašnje temperature vazduha, deluje na element za ubacivanje vazduha menjajući protok klimatizovanog vazduha u prostoriju. 181 18 1
3.3.4. DVOKAN DVOKANALNI ALNI SISTEMI Osnovna karakteristika ovih sistema je dupla dupla razvodna kanalska mreža. mreža. Iz klima-komora polaze dva razvodna kanala sa prip pr ipre rem m ljeni lje nim m vazd va zduh uhom om do svake svak e prostorije (zone). Jedan je kanal toplog vazduha i kroz njega njeg a struji struji zagrejan vazduh, a drugi je kanal hladnog vazduha. Ispred prosto pro storij rijee se m eša eš a vaz v azdu duh h iz jed je d n o g i drugog kanala (u određenom odnosu) i mešavina meš avina se ubacuje u prostoriju prostoriju.. Dvokanalni sistemi su pogodni za ob jekt je ktee sa s a veliki vel ikim m brojem bro jem zon z ona, a, od kojih svaka ima svoju dinamiku toplotnog opterećenja. Primenjuju Prime njuju se za poslovne prostore prostore sa velikim brojem b rojem kancelarija. Prednost dvokanalnih sistema je vrlo fleksibilan pogon i dobra lokalna regulacija. U svakom trenutku, svaka prostori ja j a može mo že da se i zagre za greva va i hladi. hla di. Međut Me đutim, im, dvokanalni sistemi imaju i dosta nedostataka. stataka. Potreban P otreban je veći veći prostor za razvod dva kanala. U mnogim režimima rada pogo po gon n je j e neek ne ekon onom omičan ičan.. Vazduh Vazdu h se greje za topli kanal, a hladi za hladan, pa se zatim meša pre ubacivanja u prostoriju, pri čemu nastaju gubici mešanja. Da bi se ostvario ekonomičniji pogon, potrebno je ugraditi relativno složenu automatiku.
Zbog Zb og svih ovih ovi h nedos ne dostat tatak aka, a, dana da nass se umesto dvokanalnih sistema mnogo češćel ugrađuju vazdušno-vodeni sistemi klima f tizacije. Dvokanalni sistemi se dele na sistemel zavisnog i nezavisnog dejstva.
3.3. 3.3.4. 4.1. 1. D vo ka na lni zavis ni siste sistem m
Ovo je sistem klimatizacije sa konstantnom količinom vazduha. U prostoriju prostoriju se ubacuje ubac uje stalna staln a količina k oličina vazduha, vazduh a, sam samo se prema pre ma tren tr enut utni nim m potre po treba bam m a m enja en ja odnos između količine vazduha iz toplog i hladnog kanala. I kroz zajednički deo klima-komore struji konstantna količina vazduha, ali se menja odnos protoka u kanalima toplog i hladnog vazduha. Posle pripreme u zajedničkom delu klima-kom klim a-komore ore (filtriranje, (filtrira nje, zagrevan zagr evanje, je, vl vlaženje, hlađenje vazduha), struja delimično pripremljenog vazduha deli se na dve grane gra ne (sl. (sl. 3.12). 3.12). U kan k analu alu toplog top log vazduha, vazduh vazd uh se dogreva dogr eva do tem peratu pe rature re od 35 do 45°C. U kanalu hladnog vazduha održava se temperatura od 14 do 16°C. Kanali toplog i hladnog vazduha se razvode do svake prostorije (zone). Ispred svake prostorije ogranci toplog i hladnog razvo-
Sl. 3.12. - Šema dvokanalnog dvoka nalnogsistema sistema:: 1 - dovodsve dovo dsvežeg žeg vazduha vazduha;; 2 —otpadni vazduh; 3 - recirkulacioni vazd vazduh uh;; 4 - ventilator; ventilator; 5 —zajednička —zajednička klima-komora klima-komora;; 6 - dogreja dogrejač; č; 7 — topli kanal; 8 - hladnjak; 9 —hladni —hladni kanal; 1 0 - aparat aparat za meša mešanje nje;; Zr Z2- zone; zone; T - term termos osta tat t 182
dnog kanala spajaju se sa aparatom za mešanje koji služi za ubacivanje vazduha u prostoriju. Zadatak tog aparata je da, u zavisnosti od trenutnih toplotnih potreba objekta, propusti određenu količinu vazduha iz svakog kanala i tako dobijenu mešavinu ubaci u prostoriju. Na Na osnov osn ovu u način na činaa regu re gulis lisan anja ja meša me šanja nja vazduha (koliko će vazd v azduha uha iz kog kanala kan ala bi biti ubačeno u pros p rostor toriju iju), ), razl ra zliku ikuju ju se dva d va tipa aparata za mešanje: sa direktnim regulisanjem i sa indirektnim regulisanjem. Na slici 3.13 p rik ri k a z a n a je skica skic a apara a parata ta za mešanje sa direktnim regulisanjem. Aparat je povezan sa oba kanala. Položaj prek preklop lopne ne klap kl apne ne određ od ređuj ujee odno od noss mešameš anja. Na slici 3.13 klapn kla pnaa je postav pos tavljen ljenaa ta-
Sl. 3.1 3.13 3. - A p a ra tz a mešanje sa direktnim direktnim regulisanregulisan jem: 1 - kanal kana l toplog vazduha; vazduha; 2 - kanal hladnog vazd vazduh uha a; 3 - preklopna klapna; klapna; 4- p o g o n klapne klapne;; 5 - perjorirana pregrada; pregrada; 6 - pokretna pokretna krila krila za regulaciju protoka; 7 - - zvučna zvuč na izolacija; 8 - izlaz vazduha u prostoriju; 9 - kućišt kućište; e; 1 0 - termos termostat tat u prostoriji prosto riji
ko da zatvara dotok toplog vazduha. IspreIsprekidanom kidano m linijom označen oz načen je drugi granični granični polo po loža žajj u kom ko m e z atva at va ra dovo do vod d h lad la d n o g vazduha. Termostat, koji se nalazi u prostoriji ili u kanalu odvodnog vazduha, deluje na uređaj za pokretanje klapne (pneumatski ili električni). Pomeranjem pre p rek k lop lo p n e k lap la p n e otv ot v a ra se dovo do vod d vazva zduha iz jednog kanala a istovremeno pritvara dovod vazduha iz drugog. Time se postiž po stižee da kroz kro z apara ap aratt protiče pro tiče k o nsta ns tan n tna tn a količina vazduha. Dovod vazduha iz jednog i drugog kanala je spregnut (nije nezavistan). Zato se ovi sistemi i nazivaju dvokanalni sistemi zavisnog dejstva. Pošto se radi o sistemu visokog pritiska, aparat za mešanje mora da ostvari i sve sve funkcije kutije z a rasterećenje. rasterećenje. Mešavina vazduha iz toplog i hladnog kanala prol pr olaz azii kroz kr oz p e rfo rf o rira ri ran n u pre pr e g rad ra d u i snisn ižava joj se pritisak. Aparat za mešanje obložen je zvučnom izolacijom koja priprigušuje gušuje nastale na stale šumove i na taj n ačin sprečava širenje buke u prostoriju. Mešni aparat sa indirektnim regulisanjem ima odvojene pogone zatvarača (klapni) na kanalima za topao i hladan vazduh. Rad jednog zatvarača (obično na priklj pri ključku učku toplog top log vazd va zduh uha) a) kont ko ntro roli liše še so bn i termo ter mosta stat. t. Ako, Ak o, na prim pri m er, tem te m pera pe ra-tura vazduha u prostoriji prostoriji opada, termostat term ostat šalje impuls da se poklopac otvori i tako propu pro pusti sti veća ve ća koli ko ličin činaa topl to plog og vazd va zduh uhaa u aparat za mešanje, odnosno u prostoriju. Položaj zatvarača drugog kanala diktira presos pre sostat tat koji k oji se nal n alaz azii pri pr i vrh v rhu u apar ap arata ata za mešanje u struji pripremljenog vazduha. Presostat reaguje na promenu statičkog prit pr itis iska ka (koji (ko ji j e pro pr o p o rcio rc ion n a lan la n prot pr otok oku u vazduha) i reaguje u smislu održavanja konstantnog konstantn og protoka vazduha. Ako termostat više otvori dovod toplog vazduha, 183 18 3
pove po većava ćava se u k up upna na k o ličin li činaa m ešav eš avin ine, e, raste pritisak i presostat šalje impuls pokretaču kretaču zatvarača na kanalu kana lu hladnog vazduha da pritvori dovod hladnog vazduha (jer je termostat povećao dotok toplog vazduha). Time se, na indirektan način, održava konstantn kons tantnaa količina vazduha koji koji se ubacuje u prostoriju. prostoriju. 3.3. 3.3.4. 4.2. 2.
D vo ka na lni nezavisn i sistem sistem
Ovaj sistem radi sa promenljiv prom enljivom om količinkoličinom vazduha, što znači da spada i u grupu varijabilnih sistema. sistema. Na N a mestu ubacivanja vazduha u prostoriju, iz kanala se uzima potr po treb ebna na ko koli ličin činaa va vazd zduh uhaa ko koja ja odg odgova ovara ra trenutnom toplotnom opterećenju prostorije. Kroz jedan kanal protiče konstantna količina vazduha promenljive temperature. Zimi je vazduh zagrejan, a leti hladan. Ovaj kanal se naziva kanal primarnog vazduha. Kroz drugi kanal (kanal sekundarnog vazduha) tokom to kom cele godine struji struji hladan vazduh. Protok Pro tok vazduha kroz ovaj ovaj kanal je promenljiv, zavisno od trenutnih potr po treb ebaa pros pr osto tori rija ja z a h lad la d n im sekun sek unda darrnim vazduhom. Dvokanalni klimatizacioni sistem nezavisnog dejstva ima dve klima-komore. Priprema vazduha za primarni i sekundarni kanal kan al je potpuno odvoodvo jena je na.. Vazduh se u prostoriju može ubaciti dvojako. Ako se primarni i sekundarni vazduh odvojeno ubacuju, primarni vazduh, čiji je protok konstantan, ubacuje se kroz kutiju za rasterećenje. Količina sekundarnog vazduha zavisi od toplotnog optereć optere ćenja prostorije i vazduh se ubacuje ubacuje kroz uređaj za ubacivanje promenljive količine vazduha (isto (isto kao i kod jednokajedno kanalnih nal nih varijabilnih varijabiln ih sistema). sistema). Ako se primami primam i i sekundarni vazduh ubacuju na jednom 184
mestu (kroz zajednički uređaj), koristi se aparat za mešanje za promenljivu količinu vazduha.
3.3.5. VAZDUŠNO-VODENI SISTEMI Vazdušno-vodeni sistem je kombinovan sistem klimatizacije, koji kao radni fluid koristi i vazduh i vodu. Vazduh ima funkciju provetravanja. Ovi sistemi rade samo sa svežim vazduhom. Pošto se ne primenjuje recirk re cirkulac ulacija ija vazduha, vazduh a, kroz k roz vazdu vazdušn šnoo postr po stroje ojenje nje struji stru ji man m anja ja kol k oličin ičinaa vaz vazdu duhha, tako da su kanali manjeg poprečnog preseka. Funkcija vode kao radnog fluida je da nadoknadi toplotne gubitke, odnosno eliminiše toplotne dobitke prostorije, mada deo te funkcije obavlja i primarni vazduh. Zašto je odabrana kombinacija vazduha i vode? Vazduh je ne neop ophod hodno no dovoditi da bi se prostorije provetravale, a voda je, zbog veće gustine i specifičnog toplotnog kapaciteta, mnogo bolji nosilac toplote toplo te nego n ego vazduh. vazduh . Filtr F iltrira iranje nje i ter term mičk ička pripr pr iprem emaa prim p rimar arno nogg vaz v azdu duha ha obavljaju obavlja ju se se u centralnoj klima-komori, a parametri vazduha vazdu ha dorađuju se u pos posebn ebnom om aparat ratu koji se nalazi u svakoj klimatizovanoj prostori pros toriji. ji. Ov Ovaa fina fi naln lnaa pripr pr iprem emaa va vazd zduh uha, a, u skladu sa toplotnim potrebama prostori je, je , ostvar ost varuje uje se u indu in dukc kcio iono nom m aparatu apar atu ilili ventilator-konvektoru. Indukcioni aparat je dobio naziv po efektu efekt u koji se koristi. ko risti. Priprem Prip remlje ljeni ni vaz vazduh se iz kanala primarnog vazduha (visokog prit p ritis iska ka)) ub ubac acuj ujee u p rost ro stor or indukcionog aparata kroz mlaznice (sl. 3.14). Vazduh istrujava iz mlaznica velikom brzinom i povla po vlači či sa sob sobom om (indu (in duku kuje je)) ok okol olni ni (so bni) bn i) vazduh vaz duh.. Post P ostoje oje raz r azličite ličite konstrukcij konstrukcijee
indukcionih aparata. Na slici 3.14 prikazano je rešenje u kome sobni (tzv. sekundarni vazduh) prolazi kroz razmenjivač toplote indukcionog aparata. U zavisnosti od toga da li kroz razmenjivač toplote protiče topla ili hladna voda, sekundarni vazduh se greje ili hladi pre nego što se pomeša sa primarnim vazduhomi, kao pripremljen vazduh, ubaci u pr prostoriju.
Sl. 3.15. - Ventilator-konvektor: 1 - ulaz pripreml/enog ili spoljašnjeg vazduh vazduha; a; 2 - ulaz recirkulacionog vazvazduha; 3 - regulac regulacion iona a ldapna; ldapna; 4 -fil ta r; 5 — ventilator; ventilator; 6 —kadica za skupljanje kondenzata; 7 - - razmenjivač toplote; 8 - - kućište kućište - zvučno izolovano; 9 —izlazna —izlazna rešetka
Sl. 3.14 .14. - Indu In dukc kcio ioni ni aparat apa rat:: 1 —usi.’ —usi.’s sobn so bnog og vazduha; vazd uha; 2 - razmenjivač toplote toplote;; 3 - obilazni vod; 4 -p rim ar ni vazduh; vazduh; 5 - izlazna izlazna rešet rešetka ka
Stepen termičke obrade vazduha u indukcionom aparatu moguće je regulisati sa vazdušne ili sa vode vo dene ne strane. strane . ReguReg ulisanje sa vazdušne strane ostvaruje se klapnom koja sekundarni vazduh usmerava delom kroz razmenjivače toplote, a delom obilaznim vodom (sl. 3.14). Regulacija sa vodene strane obavlja se promenom protoka ili promenom temperature vode na ulazu u razmenjivač toplote. Vazduh u prostoriji može se obrađivati iu ventilator-ko ventila tor-konvek nvektoru, toru, ili —kako se u pr praksi često čest o n a ziv zi v a — fen fe n -ko -k o il apar ap arat atu u (prema nazi na zivu vu n a engle en glesk skom om jeziku jezi ku). ). Vazduh struji kroz ventilator-konvektor zahvaljujući radu ventilatora (sl. 3.15). Ventilato latorr-ko konv nvek ekto torr usisava usisa va m ešavin eša vinu u sobnog sobn og isvežeg vazduha (što se smatra lošijim rešenjem) ili mešavinu sobnog (sekundar-
nog) i pripremljenog vazduha u klima-komori (primarni vazduh). Mešavina se filtrira i, prema potrebi, zagreva ili hladi u razmenjivaču toplote u ventilator-konvektoru. Kako se u razmenjivaču toplote kada radi u režimu hlađenja hlađe nja može izdvojiti vlaga iz vazduha, ugrađuje se kadica za skupljanje skupljanje kondenzata. Kondenza Kon denzatt se cevnom mrežom m režom odvodi u kanalizaciju. Rad ventilator-konvektora može se regulisati i sa vodene i sa vazdušne strane. Regulisanje sa vodene strane je identično kao za indukcione aparate: promenom protoka prot oka ili temp te mpera eratur turee ulaz ul azne ne vode vo de u razra zmenjivač toplote. Toplotni učinak ventilator-konvektora sa vazdušne strane reguliše se promenom količine vazduha koja se ubacuje u prostoriju. Ventilatori su obično dvobrzinski ili trobrzinski a izborom brzine brz ine m enja en ja se proto pr otok k vaz v azduh duha. a. Postoji Postoji više modela m odela ventilator-konvektora. Parapetni tip se obično postavlja is pod prozora. proz ora. Smer Sm er uba u baci civa vanj njaa vazd va zduh uhaa je vertikalno naviše (sl. 3.15). Horizontalni tip se obično ugrađuje u prostor spuštene tavanice. Na slici 3.16 prikazan je ventilator-konvektor koji se često ugrađuje za 185
Sl. Sl. 3.16. - Rešenje Reše nje ugradnje ugradn je ventilator-konvektora u klimatizovanom prostoru: 1 - ventilator-konvektor; ventilator-konvektor; 2 - prikljućak p rikljućak na kanal; 3 - kanal primarnog vazduh vazduha; a; 4 - prozor; 5 - recirkulacioni recirkula cioni vazduh; vazduh; 6 - soba; 7 - predsohlje; 8 - hodnik hod nik
klimatizaciju hotelskih soba. Sobni vaz- bac b ac ivan iv an je sist si stem em a sa zim zi m sko sk o g na letnji duh, pripremljen u centralnoj klima-ko- režim znači prebacivanje glavne razvomori, vodi se kroz kanal u hodniku. Ven- dne cevi, sa kotla na rashladni agregati tilator-konvektor uzima deo vazduha iz obavlja se na određenoj spoljašnjoj tempetog kanala, a preostali deo vazduha re- raturi, ratu ri, tzv. temp te mpera eratu turi ri preba pre baciv civanj anja. a. Necirkuliše iz sobe i predsoblja. Ova meša- dostatak dvocevnih sistema sa prebacivavina se dodatno termički obrađuje u ven- njem nj em prim pr imećuj ećujee se u prel pr elaz aznim nim period iodima ima, tilator-konvektoru i kroz rešetku pri vrhu kada spoljašnja temperatura dosta varira, zida ubacuje u hotelsku sobu. sobu. pa se naiz na izm m enično en ično jav ja v lja lj a ju potr p otrebe ebe za greDo svakog indukcion og aparata, aparata, odno- jan ja n jem je m , odno od nosn sno o hlađ hl ađen enje jem m prostorija. sno ventilator-konvek ventilator-k onvektora tora mora da se razrazKod četvorocevnih sistema postoji isvede cevna mreža kojom se dovodi topla, tovrem tov rem eno en o dovo d ovod d i tople i hladn hla dnee vode do odnosno hladna voda. Prema broju cevi svakog aparata. Zavisno od toplotnog optekoje dolaze do razmenjivača toplote, raz- rećenja prostorije, u razmenjivač toplote likuju se dvocevni i četvorocevni sistemi. propušta pro pušta se ili topla topl a ili hlad hl adna na voda. Te TermoDvocevni sistemi mogu biti sistemi sa stat u prostoriji upravlja radom sekvent preb pr ebac aciv ivan anje jem m ili sistemi siste mi bez be z preba pr ebaciv civaa- nog ventila koji u svakom trenutku omonja. gućava prolaz p rolaz vode vod e u razm raz m enjiva enj ivač č top toplote U dvocevnim sistemima bez prebaci- samo iz jedne razvodne cevi (tople ili hlavanja, kroz cevnu m režu cele cele godine propro- dne) i vraća vodu iz razmenjivača toplote tiče hladna voda. Prostorije se zagrevaju u odgovarajuću povratnu cev. U četvorotoplim vazduhom. Ovaj sistem se prime- cevnim sistemima postoji po par cevi (ranjuje u područjima sa dugim i toplim leti- zvodna i povratna) za toplu i hladnu cev. ma i blagim zimama. U našim klimatskim uslovima koristi se dvocevni sistem sa prebacivanjem. Leti kroz cevnu mrežu (i razmenjivač toplote) cirkuliše hladna voda, a zimi topla. Pre-
186
3.3.6. 3.3.6. VO VODEN DENII SISTEMI Uovim sistemima „klimatizacije“ radni fluid je samo voda (topla zimi, hladna leti). Ne postoji priprema vazduha u centralnoj klima-komori. Zato se ovi sistemi ne mogu smatrati pravim sistemima klimatizacije, jer ne mogu da ostvare dva važna zadatka tehnike klimatizovanja prostora: provet provetrav ravanj anjee i regu re gulac laciju iju vlaž vl ažno nosti sti vazduha. U okviru obrade vazduha vrši se filtriranje, grejanje ili hlađenje vazduha uz delimično sušenje. U vodenim sistemima vazduh se pri pr prema u vent ve ntila ilato torr-ko konv nvek ekto toru ru.. Sli Slične čne je konstrukcije kao na slici 3.15, samo što ne postoji dovod primarnog vazduha, već uređaj radi samo sa sobnim (recirkulacion ionim) im) vaz v azdu duho hom. m. Vodeni sistemi se obično primenjuju prili priliko kom m rek re k o n s tru tr u k c ije ij e term te rm o teh te h n ičkih ičk ih instalacija u postojećim zgradama i kada nema mogućnosti za provlačenje kanala za vazduh kro k rozz objekat. obje kat.
3.3.7 .3.7.. LOKA LO KALNI LNI KLIMATIZACIONI KLIMATIZA CIONI UREĐ UREĐ AJ AJII Za razliku od centralnih postrojenja za klim klimat atiz izac acij iju, u, u kojim a se vazduh vazd uh obrađu je je na na jed je d n o m mestu me stu,, a zatim za tim pripr pri prem emlje ljen n razvodi do svake klimatizovane prostorije, kompletna priprema vazduha lokalnim klimatizac klim atizacionim ionim uređajim uređ ajimaa obavlja se u sam samoj prostoriji. Lokal Lo kalni ni klimatizacioni klima tizacioni uređaji su auton au tonom omne ne klima-jedinice. klima-jed inice. U sastav lokalnog klimatizacionog uredaja obavezno ulaze: kompresor, isparivač, kondenzator, ventilator sa elektromotorom, pomoćna oprema i automatika. Svi noviji klima-uređaji imaju ugrađene filtre. U procesu hlađenja obavlja se i su-
šenje (odvlaživanje) vazduha. Većina uređaja može i da da zagreva vazduh. Oni uglavnom rade sa sobnim (recirkulacionim) vazduhom. Prednosti Prednosti lokalnih lokalnih klimatizacionih klim atizacionih uređaja su: su: manji investicioni troškovi, jedno jed no-stavno prenošenje i zamena, kompaktan i lep lep izgled, izgled, lako i jednostav jedn ostav no rukovanje. Osnovni nedostaci lokalnih klimatizacionih uređaja su nemogućnost provetravanja prostorija (mada postoje tehnička rešenja sa ograničenim dovođenjem spoljašnjeg vazduha), kao ni regulisanja vlažnosti vazduha zimi. Grejanje ovim uređajima je ograničeno. ograničeno. Mada lokalni klimatizacioni uređaji ne pruž pr užaju aju m ogućn og ućnos ostt p otpu ot pune ne klim kl imati atiza zacij cijee prost pr ostori orija, ja, zbog zb og svoje svo je jed je d n o stav st av n e ugra ug raddnje i relativno niske cene, sve više se koriste. Primena lokalnih klimatizacionih uređaja je vrlo široka: od stanova, preko kancelarija, poslovn ih prostorija, prostorija, trgovin trgovinaa do automatskih telefonskih centrala, računskih centara i sl. Razvijen je veliki broj broj lokalnih klimatizacionih uređaja različitih po obliku, veličini, sastavu i tehničkim mogućnostima. Osnovna podela lokalnih klima-uređaja je na kompaktne i razdvojene klima-jedinice. Za razdvojene klima-jedinice manjeg kapaciteta koristi se termin split-sistemi, dok se uređaji većeg kapaciteta zovu klima-ormani.
3.3. 3.3.7. 7.1 1. Ko m pa kt ne klima -jedinice
Kompaktne klima-jedinice su, prema ka pacitet pac itetu, u, najm na jman anji ji loka lo kaln lnii klim kli m atiza ati zacio cioni ni uređaji. U praksi se koriste i nazivi: prozorski klimatizer ili erkondišn. To su klima-uređaji u čijem su jednom kućištu smešteni svi elementi: rashladna mašina 187 187
(hermetički kompresor, kondenzator, isparivač), rivač), ventilato ven tilatorr sa elektromotorom, elektromotorom , filtar za vazduh vazd uh i prateća automatika (sl. (sl. 3.17) 3.17)..
Sl. Sl. 3 .1 7 .- Skica kompaktnog klimatizacionog uređa uređaja ja:: 1 - ubacivanje ohlađenog ohlađeno g vazduha vazduha;; 2 - usis sobnog vazduha; 3 —filtar filt ar;; 4 - isparivač; isparivač; 5 - ventilator; 6 - elektromot elektromotor; or; 7 - kompresor; 8 - - kondenzator; 9 - usis spoljašn spolj ašnjeg jeg vazduha; vazduha; 10 - izduvavanje vazduha spolja
Kompaktni klimatizeri se ugrađuju u prozo pro zore re ili spol sp olja jašn šnje je zidove zid ove.. Jeda Je dan n deo uređaja mora da se nalazi u klimatizovanoj prostoriji, a drugi van nje (napolju). Mogu da rade i sa delom svežeg vazduha (obično oko 10% od ukupnog protoka). Protok vazduha je od 300 do 500 m3/h, a kapacitet hlađenja od 2 do 3 kW. Prozorski klimatizeri su prvobitno bili namenjeni samo za hlađenje prostorije. Kasnije se uvidelo da lako mogu da se priprilagode i za grejanje, naročito naročito u prelaznom pe p e rio ri o d u (pro (p role leće, će, je se n ). J e d n a m ogućog ućnost je ugradnja elektrootpornog grejača kapaciteta oko 2 kW. U režimu grejanja klimatizer radi kao kalorifer koji može i da filtrira i ubacuje spoljašnji vazduh. Dmgi način je da se obrne radni ciklus hlađenja, tako da klimatizer radi radi kao toplotna pump pu mpaa vazdu va zduh/v h/vaz azdu duh. h. U tom režim rež imu u ra188
da ostvamje se efekat grejanja izražen koeficijentom grejanja oko 2,5. To znači da se za svaki kilovatčas električne energije utrošene za pogon kompresora može do biti 2,5 kWh kW h toplote top lote u prostorij pros toriji. i. Prozorski klimatizeri imaju određene nedostatke. Mogu se postaviti na ograničen broj mesta u prostoriji, jer zadnji deo klimatiz klim atizera era mora biti izvan izv an prostorije. Ka Kada se klimatizer ne upotrebljava (isključen je) izražen je upad spoljašnjeg vazduha kroz uređaj, naročito pri dejstvu vetra. Prozorski klimatizer je relativno bučan, bu čan, je r se i komp ko mpres resor or i ventil ven tilat ator or nalaze u prostoriji prosto riji (u delu d elu uređ u ređaja aja koji je u samoj prostoriji). 3.3.7.2.
Razdvojene klima-jedinice
Svi navedeni nedostaci kompaktnih klimatizera matize ra znatn zn atno o se prevazilaze preva zilaze prim primen enom om razdvojenih jedinica, tzv. split-sistema. Ovaj tip klima-uređaja ima dva odvojena dela: dela: unutrašn unu trašnju ju i spoljašnju spolja šnju jedinicu jedin icu,, ko ko je j e su m eđus eđ usob obno no p o v e za n e sa dve dv e bakarne cevi. Krozjednu struji tečni freon,a kroz dmgu para freona. freona. Spoljašnja jedinica sadrži: hermetički kompresor, vazduhom hlađeni kondenzator, aksijalni ventilator, skupljač tečnosti (resiver) i neophodnu automatiku. Kada uređaj radi u režimu hlađenja, spoljašnja je d in ica ic a p reds re dsta tavl vlja ja s tra tr a n u viso vi soko kog g pritiska. U unutrašnjoj jedinici su smešteni: is parivač, ventilator, venti lator, regula reg ulacio cioni ni ven v entil til i pr prateća automatika. U režimu hlađenja to je strana niskog pritiska freona. freo na. Kada Ka da klim klimaa-uređaj radi u režimu grejanja (kao toplotna pumpa), strane niskog i visokog pritiska menjaju mesta.
Spoljašnja jedinica se postavlja napolju, obično na zidu, krovu ili u dvorištu. Izabrana lokacija treba da zadovolji sledeće uslove: -da je količina svežeg vazduha za hlađenj hlađenjee kondenzatora konde nzatora dovoljna; dovoljna; - da nema prašine praš ine i peska; peska; -lak pristup uređaju (radi servisiranja); - da da je što bliže unutrašnjoj jedinic i (kraći razvod bakarnih cevi).
super multi split-sistemi kod kojih je na jed je d n u spol sp olja jašn šnju ju jed je d inic in icu u tako ta kođe đe veza ve zano no više unutrašnjih jedinica. Specifičnost ovog sistema sistema je u tome što jedne jed ne unutrašnje jedinice mogu da rade u režimu hlađenja, dok druge u isto vreme greju prostorije. Zahvaljujući posebnoj vrsti regulatora, super multi split-sistem omogućava istovremen istovremen rad u režimu grejanja i hlahlađenja uz minimalan utrošak električne energije (ekonomičan pogon). Klima-orman je razdvojeni klimatizacioni uređaj većeg kapaciteta (hlađenja i protoka proto ka vazduha) vazdu ha) i većih ve ćih dimen dim enzi zija ja od opio pisanih split-sistema (sl. 3.18). Inače, ima
Unutrašnje jedinice mogu biti različitog tipa. Najčešće se primenjuje zidni tip, zatim plafonski i parapetni (podni). Svi ovi modeli unutrašnjih jedinica rade isključivo sa sobnim vazduhom. Kod kasetnog i kana kanals lsko kog g tipa unutra un utrašnjih šnjih jedin je dinica ica moguće je dovesti izvesnu količinu svežeg vazduha. Ovi uređaji se postavljaju u prostor spuštene tavanice. Razdvojeni klimatizacioni uređaji mogu da imaju samo funkciju hlađenja ili da rade i kao toplotne pumpe. U tom slučaju, leti hlade hlade prostoriju pros toriju,, a u prelaz pre laznom nom periodu i zimi je greju. Postoje takva tehnička rešenja da se Sl. Sl. 3.M. 3.M . - Klima-orman: Klima-orman: 1 - unutrašnja jedinica; 2 - cevni razvod freona; freona; 3 - spoljašnja spoljašnja jedin ica na jednu spoljašnju jedinicu poveže više unut unutra rašn šnjih jih jedi je dini nicc a (dve, tri, četiri, do maksimalno 48). To su takozvani multi split- sve iste elemente, kao i princip rada. Kom-sistemi. Rad svake unutrašnje jedinice presor pre sor može mož e biti smeš sm ešten ten u unut un utra rašn šnjo jojj ili može se regulisati iz same prostorije. u spoljašnjoj jedinici. Kada se kompresor Može se zadati vrednost temperature vaz- nalazi u samom klima-orma klima-ormanu, nu, spoljašnja spo ljašnja duha koju treba održavati u prostoriji. jed je d inic in icaa sadrži sadr ži samo sam o kond ko nden enza zato torr i jed je d an Menjanjem brzine ventilatora menja se i aksijalni ventilator ili više njih. Na slici pr protok tok vazduha. vazdu ha. Pom Po m eran er anje jem m žalu ža luzi zina na na 3.18 3.18 prikazano je rešenje sa dva ventilatootvoru za ubacivanje vazduha može se ra. Ukoliko je kompresor smešten u spomenjati jati pravac struje vazduha vazd uha koji se uba- ljašnju jedinicu pored kondenzatora, vencuje. tilatora i energetsko-komandnog ormana, Multi split-sistemi predstavljaju, na ne- ona se naziva agregat. Agregati manje ki način, prelazak ka centralnim sistemi- snage obično imaju vazduhom hlađene ma klimatizacije. klimatiz acije. Sledeća Sled eća faza razvoja raz voja su kondenzatore. Za veće snage primenjuju se i vodom hlađeni kondenzatori. 189
P I T A N JA
1 1. 1. U č e m u j e r a z l i k a i z m e đ u s i s te t e m a k l im im a t i za z a c ij i j e sa k o n s t a n t n o m i p r o m e n l j i v o m k o l i č i n o m v a zdu ha ?
1. Koji se termički parametri sredine održavaju klim a t iz iz a c i jo jo m ?
t e m a k l i m a t i z a c i je je ?
2 . K o j i s u iz i z v o r i d o b i t a k a t o p l o t e k l im im a t i z o v a n e prostorije? 3 . K o j i s u o s n o v n i e l e m e n t i k l im im a - k o m o r e ? 4 . K a k o ra r a di di m a g l e n a k o m o r a ? 5 . K a k o r a d i u r eđ eđ a j z a v l a ž e n j e v a z d u h a p a ro ro m ? 6 . K a k o s e d e l e k l i m a t iz i z a c i o n i s i st st e m i ? 7. K ako
r ad ad i j e d n o k a n a l n i
s is is t e m
k l im i m a t iz i z a c i je je
n i s k o g p r i ti t i s k a s a k o n s t a n t n o m k o l ič ič i n o m v a z duha? 8 . U č e m u j e s p e c i f ič i č n o s t z o n s k i h s i st s t e m a k l im im a t i zacije? 9 . K o j e s u p r e d n o s t i s is is t e m a k l im i m a t i za z a c i je je v i s o k o g pritiska? 10.
1 2 . K o j e s u o s n o v n e k a r a k t e r i st st i k e d v o k a n a l n i h sis-
K o j e s u o s n o v n e f u n k c i j e k u t i je je z a r a s te t e r e ć e n je je ?
1 3 . K a k o r a d i a p a r at at z a m e š a n j e ? 1 4. 4 . K o j e s u o s n o v n e k a r a k t e r i s ti t i k e v a z d u šn šn o - vo vo denih sistema? 15. Kako radi indukcioni aparat? 1 6. 6. U č e m u j e r a z l i k a i z m e đ u v e n t il il a to to r - k o n v ek ek t o r a i indukcionog aparata? 1 7 . Z a š t o s e v o d e n i s i s t e m i n e s m a t r a j u p r a v im im si sist e m i m a k l i m a t iz i z a c i je je ? 1 8 . K o j e s u k a r a k t e r i s t ik ik e l o k a l n i h k l i m a t iz iz a c io io n i h uređaja? 1 9. 9 . K o j i s u s a s t a v n i e l e m e n t i p r o z o r s k o g k li l i m a ti ti ze ze ra ra i k a k o o n r a di di ? 2 0 . S t a s u to t o m u l ti ti s p l i t -s -s i s t e m i ?
4. REGULACIJAIAUTOMATIKA KLIMATIZACIONIH SISTEMA
Klimatizaciono postrojenje se dimenzio- matizacionim postrojenjima se isključivo niše za projektne uslove. Veličina i kapa- prim pr imen enju juje je auto au toma matsk tskaa regu re gulac lacija. ija. R učna učn a citet pojedinih pojed inih eleme ele mena nata ta i uređaja uređ aja određu- regulacija se, eventualno, koristi za pre ju ju se tako da m ogu og u da zado za dovo volje lje termičke term ičke baciv ba civan anje je sa letnj le tnjeg eg na zimski zim ski režim re žim rada, rada , uslove sredine sred ine i pri vrlo vrl o nep n epov ovol oljni jnim m (sko- za doterivanje odnosa mešanja svežeg i ro ekstremnim ) spo ljašn jim uslovim a. recirkulacionog vazduha ako se radi sa Međutim, spoljašnji projektni uslovi se konstantnim odnosom mešanja, za uregretko javljaju, kratko traju i retko se pok- ulisavanje cevne mreže ručnim regulalapaju sa maksimalnim unutrašnjim do- cionim ventilima i sl. Generalno se može bi bicima toplote. top lote. Sve ostalo osta lo vreme vre me potre po trebe be reći da se ručna regulacija primenjuje zahlađenjem zgrade leti, odnosno zagre- samo samo onda kada je određene prom ene povanjem zimi manje su od projektnih. Da trebno obaviti obaviti jedanpu jeda nputt ili ili nekoliko nek olikoputa puta go bi se zadržali zadr žali želj ž eljen enii unu u nutr traš ašnj njii uslovi, uslo vi, rad r ad dišnje. Svi ostali procesi u klimatizacioklimatizacionog postrojenja mora da se nom sistemu vode se automatski. automatski. pr prila ilagodi tren tr en u tno tn o m topl to plot otno nom m optere op terećećeRegulacioni uređaj uređaj ima tri osno vna elenju prostorij pros torijee (zgr (z grad ade). e). menta: davač, davač, regulator i izvršni izvršn i organ. DaZadatak regulacije rada uređaja za klivač (senzor) meri neku fizičku veličinu i matizaciju je da održi zadate parametre tu informaciju prosleđuje regulatoru. U vazduha u svim uslovima eksploatacije. klimatizacionoj tehnici se najčešće koUkoliko ne bi b i bio reguli reg ulisan san rad klima k limatizatizariste senzori temperature, senzori pritiska cionog postrojenja, ili ukoliko ona ne bi i senzori relativne relativne vlažno v lažnosti sti vazduha. bi bila adekv ade kvat atna na,, u p rost ro sto o rija ri jam m a se ne bi Regulator prima impuls o izmerenoj mogli održa od ržavat vatii pov p ovol oljn jnii term te rmički ički uslovi. uslo vi. Prostorije bi se pregrevale ili pothlađivale, vrednosti od jednog ili više davača, upovlažnost vazduha bi izlazila iz prihvat- ređuje ih međusobno ili sa nekim, una p red d z ad a tim ti m v re d n o stim st im a (p o sta st a v n e ljivog opsega, a potrošnja energije u loše pre regulisanim klimatizacionim postrojenji- vrednosti) i određuje da li je potrebno akmaje mnogo mn ogo veća. Imajući Ima jući u vidu vid u prirodu prir odu tivirati tivirati izvršni organ. Reg ulatori mogu mog u bifunkcije koju obav ob avlja lja klimatiz klim atizacija acija,, nezaneza - ti: ti: bez pomo p omoć ćne energije, en ergije, električni (elekmisliv je ispravan rad klimatizacionog tronski) i pneumatski. Prema ponašanju, post postro roje jenj njaa b ez dobr do bree regula reg ulacije cije.. regulatori se dele na diskontinualne i Regulacija može biti ručna i automat- kontinualne. Diskontinualni mogu biti ska. S obzirom na dinamiku promene to- dvopoložajni (uključeno —isključeno) i plo plotn tno og o p te re ćen će n ja (vrl (v rlo o česta, čest a, skor sk oro o višepoložajni (na primer: za ventilatore sa neprekidna promena tokom dana), u kli- više brzina). Od kontinualnih regulatora, 191
u tehnici klimatizacije se najčešće koriste: pro p rop p o rcio rc ion n aln al n i (P-r (P -reg egul ulat ator ori) i),, inte in teg g raln ra lnii (I-regulatori) i proporcionalno-integralni (Pl-regulatori). Svojim delovanjem, izvršni organ menja neku fizičku fizičku veliči v eličinu nu (regulišuća (regulišuća veliveličina) čina) u cilju neutralisanja neutralisan ja dejstva poremećaja koji je promenio prom enio regulisanu veličinu. veličinu. Registrovana promena regulisane veličine znači impuls regulatoru da je potre bno bn o da deluje. deluje . Kao ilustracija navedenih principa regulisanja, prikazano je zagrevanje vazduha u kanalu toplovodnim grejačem (sl. 4.1). 4.1). Cilj Cilj je da se održava konsta ntna tem pera pe ratu tura ra vazd va zduh uhaa posle po sle zagr za grev evan anja ja (regu(reg ulisana veličina) bez obzira na vrednost temperature ispred grejača (poremećajna veličina). Senzor temperature (T) meri temperaturu vazduha u kanalu i prosleđuje informaciju u regulator (R). Regulator poredi izmerenu vrednost sa zadatom (postavnom vrednošću temperature tz) i ukoliko konstatuje razliku, šalje signal r
~C h r
! •» 1 v L HZh
i i i i
mt
,
k
X
G Sl. 4.1. -Šemajednostavnogregulacionoguređaja: G - toplovodni grejač grejač;; R - regulat regulator; or; T - senzor tem perature; peratur e; V —prolaz pro lazni ni vent ve ntil il sa elektromotornim pogon pog onom om;; r — temperatura temperatura vazduha posle zagrevanja; zagrevanja; tu — temperatura temperatura vazduha na ulazu u grejač; tw—temperatura vode; m —pro —protok tok vode kroz kr oz grejać 192 192
ventilu (V) da promeni protok vode (reguliš gu lišuća uća veličin ve ličina) a).. Ako A ko se (tu ( tu)) snizila, sn izila, i (t) biće niža n iža u odn o dnos osu u na n a želj že ljen enu u vrednost, vrednost, pa će regulator poslati impuls da elektromotorni pogon otvori ventil i poveća protok tople vode. Veći protok vode usloviće veće odavanje toplote grejača, pa će temperatura vazduha iza grejača da raste i teži zadatoj vrednosti. Regulaciono kolo prikazano na slici 4.1 4.1 prim enjuje en juje se kada kad a je potre po trebn bno o od održavati konst ko nstan antnu tnu temperatu temp eraturu ru vazduha vazd uha u ka kanalu. Ako treba održavati temperaturu vazduha vazdu ha iza grejača g rejača ( t ) u zavisnosti zav isnosti od spoljašnje spol jašnje temper tem peratu ature, re, regu re gulac lacija ija je nešto složenija. Mora se ugraditi ugra diti još jed je d an senzor temperature (za merenje spoljašnje temperature) i regulatoru zadati funkcionalna naln a veza između temperature tem perature vazd vazduh uhau au kanalu i spoljašnje temperature. Regulator dobija informacije od oba senzorai utvrđuje da li se izmerena temperatura vazduha vazdu ha u kana ka nalu lu razlikuje razlik uje od predv predviđ iđen enee temperature u kanalu koja odgovara trenutnoj spoljašnjoj temperaturi. Ako ta razlika postoji, regulator šalje impuls elektromotornom pogonu ventila da izvrši korekciju protoka. protoka. Davač (senzor) neke fizičke veličine i upoređivač, koji poredi tu izmerenu vrednost sa postavnom, mogu biti spojeni u jed je d inst in stv v en uređaj. ure đaj. Ako A ko se mer m erii temperatura i poredi sa nekom postavnom vrednošću, regulacioni uređaj se naziva termostat. Ako se meri i poredi pritisak, to je pres pr esos osta tat. t. A ko j e z ad a tak ta k u re đ a ja reguregulisanje vlažnosti vazduha, to je higrostat. Za održavanje kon stantnog stantno g nivoa nivo a tečno tečnost stii koristi se nivostat. Princip rada ovih uređaja objašnjen objašnje n je u poglavlju pogla vlju o automat automatic icii rashladnih uređaja. uređaja. U klimatizacionim klimatizacio nim postrojenjim po strojenjim a regu regu-lacija može da se obavlja sa vazd ušne i sa sa vodene strane.
4 1 REGULACIJA SA VAZDUŠN VAZDUŠNE E STRANE
Regulacija sa vazdušne strane ostvaruje se promenom protoka vazduha kroz klima-komoru, kanale i elemente za ubacivanje vazduha. Kao izvršn izv ršnii organ o rganii koriste se: klapne (obično u kanalima), regulacione žaluzine (demperi) i regulatori protoka po poseb ebnne konstru kons trukc kcije ije (u uređaj ure đajim imaa za ubaub acivanje vazduha). Regulacione žaluzine se postavljaju na ulaz vazduha (spoljašnjeg i recirkulacionog) u klima-komoru. Izrađuju se sa istosmernim (paralelnim) i suprotnosmernim lamelama (sl. 4.2). Žaluzine se mogu po-
sopstveni elektromotorni pogon, a da njihov rad bude bude koordiniran koord iniran (spregnut) regulatorom. Potreban stepen otvorenosti žaluzina obično određuje termostat, koji ima zadatak da održava konstantnu temperaturu mešavine. U sistemima sa promenljivim protoko pro tokom, m, radom ra dom žalu ža luzi zina na može mo že da upra u pravvlja merač protoka vazduha vazdu ha (sl. (sl. 4.3). Prema P rema temperaturi u prostoriji, određuje se potre ban ba n protok pro tok va vazd zduh uhaa u razv ra zvod odno nom m ka kana nalu lu.. Na osn osnovu ovu meren me renja ja protok pr otokaa vazduh vaz duha, a, elektromotorni tromotorni pogon menjapoložaj menjap oložaj žaluzina. žaluzina. ---------------- j ,---------------------------------------------------------------------- ,
J L I5 - L -
2^ k >
<
11
rU F
J _
A
0 0 W
4.3. -Reg ulis anje an je protoka protoka vazd vazduha uha:: 1 -prip rem ljen 57. 4.3. vazduh; 2 — regulacion regulaciona a žaluzina; P - elektromotor elektromotorni ni pogon pog on žaluzina; žaluz ina; F — meraćprotoka meraćprotoka vazduh vazduha a - sa reguregulatorom; T — termostat termostat u prostoriji
U uređajima za ubacivanje vazduha obično se koriste regulatori protoka sa oprugom. Oni spadaju u grupu regulatora koji rade bez pomoćne pomo ćne energije. Takav regulator koristi se u kutijama za rasterećenje (sl. 3.10). SL 4.2. —Regulacione žaluzine za vazduh: A —sa istosmernim lamelama; B —sa suprotnosmernim lamelama
kretati ručno i automatski. Za automatsko pokretanje ž a luzi lu zinn a po potr treb eban an je elekt ele ktro ro-motorni pogon. Rad žaluzina za svež, recirkulacioni i otpadni vazduh je obično spregnut. Ako između žaluzina postoji malo rastojanje rasto janje,, mogu se pokretati jednim jed nim elektromotorom. Međutim, bolje je rešenje da svaka regulaciona žaluzina ima
4.2. 4.2. REGULA REG ULACIJA CIJA SA VODENE STRANE
Odavanje toplote razmenjivača toplote sa vodom kao radnim fluidom, može se regulisati na tri načina: - promenom temperature temperature razvodne razvodne vode pri konstantnom protoku (kvalitativna regulacija); regulacija); 193
2
veniili 57. 4.4. —P ro lazn i regu lacio ni ve u p r e s e k u : A —s a j e d n i m s eed d iš iš le le m ven tila; B —sa dv a sed išta venti ventila la;; I —ulaz v ode; 2 — izlaz vod e
I
Sl. 4.5. - T r o k ra ra k i r e g u l a c i o n i v e n t i l u p r e s e k u : A - v e n t i l z a m e š a n j e ; B — r a z d e ln i v e n ti l; 1 - u l a z v o d e ; 2 — izlaz vod e
- promenom protoka protoka vode kroz kroz razrazmenjivač toplote pri konstantnoj temperaturi razvodne vode (kvantitativna regulacija); - istovremenom promenom promenom i tempetemperature vode i protoka (kvalitativno-kvantitativna regulacija, ili kombinovana regulacija). Ako je radni fluid u grejačima vodena para, regulisanje se obavlja promenom protoka pare. Izvršni organi u procesu regulisanja vodenih sistema (toplovodnog grejanja, odnosno hlađenja hladnom vodom) jesu ventili. Regulacioni ventili mogu biti dvokraki, trokraki i četvorokraki. Dvokraki regulacioni ventili nazivaju se prolazni 194
ventili. Na slici 4.4 prikazani su preseci prolaznih ventil ven tila a sa jedn je dnim im sedištem sedi štem i dv dva sedišta. Pomeranje Pomer anjem m vretena vreten a ventil ven tila a menja se položaj pečurke venti ve ntila la u odnosu na sedište, a time i slobodan presek za stru janje fluida. fluida. U tehnici grejan grejanja ja i klima imatizacije obično se koriste prolazni regulacioni ventili ve ntili sa jednim sedištem. sedištem. Trokraki ventili imaju tri otvora za ulaz/izlaz radnog fluida. Izrađuju se kao ventil za mešanje i razdelni ventili. Trokraki mešni ventil (sl. 4.5 A) ima dva ulazai jedan izlaz. Koristi Koristi se za mešanje dveju struja fluida različitih termičkih parametara. tara. Trokr Trokraki aki razdeln razde lnii ven venti till ima jeda je dan n ula ulazz i dva izlaza fluida (sl. 4.5 B). Koristi se za podelu protoka vode (u određenom odnosu) u dve grane (struje).
4.3. 4.3. TIPIČNE TIPIČ NE PRIMENE REGULACIJE I ZAŠTITE U TEHNICI KLIMATIZACIJE Rashladni kapacitet protočnih hladnjaka uklima-komorama reguliše se promenom količine rashladne vode koja protiče kroz hladnjak (kvantitativna regulacija). Promena protoka vode može se ostvariti prolaznim regulaci regu lacioni onim m venti ve ntilom lom ili trokr trokraakimrazdelnim ventilom (sl. 4.6). Radom
mrežu hladne vode (izuzev kroz priključke hladnjaka) stalno cirkuliše konstantna količina hladne vode. Za razliku od hladnjaka, u kome se primenjuje kvantitativna (količinska) regulacija, za regulisanje toplotnog kapaciteta grejača (predgrejača, dogrejača i zonskih dogrejača) primenjuje se kvalitativna regulacija. Protok vode kroz grejač je konstantan, a u skladu sa trenutnim toplotnim topl otnim
57. 4.6. — Reg ulacija h lad nja ka u k l im im a - k o m o r i : A - p r o l a z n i v e n ti t i l; l; B - t ro k r a k i r a z d e l n i v e n ti l; l — s i g n a l i z r e g u l a to to r a ; 2 - p r o l a z n i v e n t i l s a e l e k tr tr o m o t o r ni ni m p o g o n o m ; 3 —r a z v o d n a v o d a za za h l a đ e n j e ; 4 —p o v r a t n a v o d a ; 5 - s t r u j a v a z d u h a ; 6 - h la l a d n ja j a k ; 7- t r o k r a k i v e n t i l s a elektromotornim pogonom
hladnjaka obično upravlja termostat. On meri temperaturu temperaturu vaz vazdu duha ha u kana kanalu lu pripremljenog vazduha, ili u prostoriji, ili u kanalu otpadnog vazduha, poredi tu vrednost sa zadatom (postavnom) i šalje signal regulatoru. Ukoliko postoji razlika između izmerene i željene temperature, regulator deluje na elektromotorni pogon ventila i menja protok rashladne vode. Povećanjem, odnosno smanjenjem protoka vode kroz lladnjak, povećava se, odnosno smanjuje njegov kapacitet hlađenja. Ako se primenjuje prolazni ventil, promenom protoka vode kroz hladnjak menja se i protok vode u cevnoj mreži. Promenom položaja jednog regulacionog ventila, menja se hidraulički režim u celoj mreži hladne vode. Ako se primenjuje trokraki razdelni ventil, menja se protok vode kroz hladnjak, ali se ne menja protok kroz cevnu mrežu. Kroz celokupnu cevnu
G
Sl. 4. 7. - R e g u la c i j a g r e ja č a p r e k o tr o k r a k o g m e š n o g v e n ti t i la la n a r a z vo v o d u : G - g r e ja j a ć - p o t r o ša š a č t o pl p l ot ot ee;; P - c iirr ku k u la l a c io io n a p u m p a ; M - v e n t i l z a m e š a n je j e sa sa e l ek e k ttrr o m o t or o r n im im p o g o n o m ; V - p r o l a z n i v en en t il il ; K —kotao (izvor toplote); I i 3 — ulaz vo de u trokraki ventil; 2 - izlaz vode iz trokrakog ventila
1 95
potrebama menja se temperatura vode na ulazu u grejač. Ova Ov a vrsta vrsta regulacije ostvaruje se trokrakim ventilom za mešanje sa elektromotornim elektromotornim pogonom. pogonom . Na slici 4.7 prikazano je rešenje regulacije toplovodnog grejača sa trokrakim ventilom za mešanje postavljenim na razvodni vod. Voda iz kotla meša se sa povratnom vodom iz grejača u odnosu kojim se dobija odgovarajuća temperatura vode na ulazu u grejač. Radom Rad om trokrakog trokrakog venti ve nti-la upravlja termostat, koji preko regulatora deluje na elektromotorni pogon i menja odnos mešanja (odnos protoka kroz krake 1 i 3). Kada su maksimalne potrebe potrebe za za grejanjem (pri projektnim uslovima), krak 3 je zatvoren i u grejač direktno ulazi voda iz kotla. Kada se za regulisanje koristi ventil za mešanje, u krug grejača mora da se ugradi dodatna pumpa. Ona obezbeđuje konstantan protok vode kroz grejač. Kroz kratku vezu (deonica a-V na slici 4.7) 4.7 ) i kroz ostali ostali deo mreže protiče protiče promenljiva količina vode. Na slici 4.8 prikazano je rešenje regulisanja toplovodnog grejanja sa trokrakim ventilom za mešanje postavljenim u povratnom vodu i dve kratke veze. Primarna pumpa ostvaruje cirkulaciju tople vode kroz kotao, cevnu mrežu i trokraki ventil. Zadatak sekundarne cirkulacione pumpe je da ostvari ostvari konstantan konstantan protok vode kroz kroz krug grejača. Ovim rešenjem se obezbeđuje konstantan protok tople vode i kroz krug grejača i kroz toplotni izvor i cevnu mrežu. mrežu. Protok Protok je promenljiv promenlj iv jedin je dino o u deonicama kratke veze (a-b-c-V na slici 4.8). Nepovratni ventil na kratkoj vezi (b-c) omogućava protok vode samo od tačke c ka b (označeno strelicom na slici 4.8), a sprečava eventualno strujanje suprotnog smera. Ručni regulacioni ventil (V) na kratkoj vezi (a-V) služi za balansiranje (uregulisavanje) protoka u sistemu. 196
S l. l. 4 . 8 . - R e g u l a c i j a g r e j a č a p r e k o t r o k r a k o g v e nt nt il il aa aa m e š a n j e n a p o v r a t u ( s i s te te m z a u b r iz iz g a v a n je je ) : G - g r e j a č - p o t r o š a č t o p lo lo t e ; S - s e k u n d a r n a pu pumpa; P - p r i m a r n a p u m p a ; M — v e n t i l z a m e š a n j e sa e l e kktt ro r o m o t o r n im im p o g o n o m ; V - p r o l a z n i ve v e n ti ti l ; K - k o ta t a o - i z v o r t o pl p l ot o t e ; N - n e p o v r a t n i p r o t i v s t r u jn i v e n ti l; I i 3 - u la z v o d e u tr o k ra k i vent ventil; il; 2
-
izlaz vode iz trokrakog ventila
Prikazana rešenja regulacije grejača obavezno se primenjuju za predgrejače,a najčešće i za dogrejače u klima-komorama i zon z onsk skee dogrejač dogr ejače. e. Cilj je da se kroz predgrejač ostvari dovoljno veliki protok vode, tako da ako temperatura spoljašnjeg vazduha naglo opadne, a regulacioni sistem ne reaguje dovoljno brzo, ne dođedo zamrzava zamrzavanja nja vode vo de u predgrej predgrejaču. aču. Voda Voda ima najveću najv eću gustinu, gust inu, i propor pr oporciona cionalno lno to tome najmanju najmanj u zapr z apremi eminu, nu, na temperatur temperaturii od +4°C. Zamrzavanjem se voda širi, što izaziva naprezanje u cevima i može dovesti do pucanja (prskanja) cevi grejača. U dogrejačima ne postoji tako izražena opasnost od zamrzavanja vode, jer ti elementi nisu na direktnom udaru hladnog spoljašnjeg vazduha. Međutim, i kapacitet dogrejača najčešće se reguliše promenom temperature razvodne vode. Pri konstantnom protoku vode postiže se ravnomerni ja raspodela raspodela temp temper erat atur uree po celoj površini ini
grejača (sl. 4.9). U ovom slučaju nije potrebna dodatna pumpa u krugu dogrejača. Protok tople vode kroz dogrejač i kratku vezu (a-V) je promenljiv, dok je kroz izvor toplote i cevnu mrežu konstantan. Sličan efekat regulisanja postiže se ako se na razvodnom vodu dogrejača (tačka a) ugradi ugradi trok trokra raki ki razdelni ven v entil til umesto umes to trotrokrakog mešnog ventila.
Sl. 4.9 4.9.. - Regulacija grejača preko trokrakog ventila za mešanje napovratnom vodu: G - grej grejač ač - potr potroošač šač toplote; P - cirkul cirkulaci aciona ona pump pumpa; a; M -v e n ti l za mešanje mešanje sa elektromotorn elektromotornim im pogonom; V - prolazni ventil; ventil; K - kota kotaoo - izvor toplo toplote; te; I i 3 - ulaz vode u trokrak trokrakii ventil; 2 - izlaz vode iz trokrakog ventila
poprečnog preseka grejača. Ipak, postoje dogrejači, pogotovo zonski, čiji se kapacitet reguliše promenom protoka vode kroz dogrejač. Trokraki ventil za mešanje postavlja se na povratnom priključku do-
Na slici 4.10 prika prikazan zana a je uobičajena šema regulacije u klima-komori. Termostat (T,) meri temperaturu mešavine vazduha i održava je konstantnom. On upravlja radom elektromotornog pogona žaluzina i menja udeo svežeg vazduha. Predgrejač se reguliše preko tačke rose. Termostat (T2) meri temperaturu vazduha iza maglene komore, upoređuje je sa zadatom zadatom vrednošću i u zavisnost zav isnostii od utvr utvr-đenog odstupan odstupanja, ja, pomoću pom oću trokrak trokrakog og venve ntila za mešanje menja temperaturu vode na ulazu u predgrejač. Hladnjak i dogrejač se obično regulišu prema temperaturi vazduha u prostoriji.
Sl. 4.1 4.10. 0. — Regu lacija klima-komore: S V —sv ež vazduh; P V —pripremljen vazduh; Ž t —žaluz ina svež eg vazduha; t,-žalu t,-žalu zina re reci cirkulaci rkulacionog onog vazduha; vazduha ; M — komora za m ešanje; ešanje; F — fi l t a r ; G s - p re d g r e ja č ; P —pu —p u m p a p re d g re ja ča , H - h la d n ja k ; M K — m a g le n a k o m o r a ; G 2 - dogrejač; V V - ventilator; 7) - termostat za za žaluzine; T2 —termo stat za predgr pre dgreja ejač; č; R t t - regulator pokr etanja ža luzina; R 2 - regulator predgrejača; R s —regulator hladn jaka i dogrejača 197
Regulator (R.,) na slici 4.10 dobija signal od termostata koji se nalazi u prostoriji ili u kanalu odvodnog vazduha iz prostorije. U zavisnosti od odstupanja izmerene temperature vazduha u odnosu na postavnu vrednost, regulator povećava, odnosno smanjuje protok vode kroz dogrejač, odnosno hladnjak. Prikazano rešenje odnosi se na slučaj alternativnog rada dogrejača i hladnjaka. Dogrejač radi zimi, kada se, zbog hlađenja vazduha pri vlaženju u maglenoj komori, vazduh mora dogrejati pre ubacivanja u klimatizovanu prostoriju. Hladnjak radi samo leti i tada su oba gre jača i maglena magl ena komora komora van pogona. U slučaju da se leti, zbog potreba sušenja, vazduh prvo pothlađuje u hladnjaku, a zatim dogreva u dogrejaču (što znači da su i dogrejač i hladnjak istovremeno u pogonu), automatika je nešto složenija. Osim termostata, u prostoriju mora biti postavljen i higrostat. Higrostat meri relativnu vlažnost vazduha u prostoriji i, ako
je ona veća od željene, šalje, preko preko regulatora (R3) impuls elektromotornom pogonu da otvori ventil na hladnjaku i propusti veću količinu hladne vode u hladnjak. Kapacitet hladnjaka se pri tom povećava, pa se vazduh vaz duh viš vi še hladi i viš vi še suši suš i (sm (sman juje mu se apsolutna apsolutna vlažnost). Termostat u prostoriji registruje sniženje temperature (izazvano prekomernim hlađenjem vazduha) i šalje impuls elektromotornom pogon pog onu u vent ve ntil ila a dogreja dog rejača ča da poveć po veća a protok tople vode i time više zagreje ubacni vazduh. Na slici 4.10 prikazana je regulacija dogrejača i hladnjaka pomoću prolaznih ventila, mada se za dogrejač češće primenjuje regulacija pomoću trokrakog ventila za mešanje. Iza predgrejača se ugrađuje mraz-termostat, koji se obično postavlja na vrednost od +5°C (sl. 4.11). Ako nastane problem u radu predgrejača (nedovoljan protok tople vode, niska ulazna temperatura vode), a temperatura vazduha iza pred-
57. 4.11 4.11.. —Kontrola —K ontrola rada izaštita izaštita klima-ko klima-komore: more: (S V - sv svež ež vazduh; vazduh; P V - pripremljen pripremljen vazduh; vazduh;
Ž, —ž a l u z i n a s v e ž e g v a zd u h a ; Ž 2 - ž a lu z in a r e c ir k u la c io n o g v a zd u h a ; M - k o m o r a z a m e š a n je ; F - f i l t a r ; G t - p r e d g re re ja j a č ; P - p u m p a p r e dg d g r ej ej ač a č a ; H - h l a dn d n ja j a k ; M K - m a g l e n a k o m o r a; a ; G 2 - d o gr g r ej eja č ; V - v e n ti ti la la t o r; r ; T M - m r a z -t -t er er m o s ta ta t; t ; R - r e g u la l a t o rp r p o k r e ta ta n j a ž a lu lu z in in a ; D P { - d i fe f e r e n c i ja ja l n i p r es e s o s t a tf tf il il tr tr a ; D P 2 —diferenc ijalnipresos tat ventilator ventilatora) a) 1 98
grejača padne ispod postavne vrednosti upoređuje je sa zadatom vrednošću i pre(+5°C), mraz-termostat stupa u dejstvo. ko regulatora deluje na odgovarajući ureOn potpuno zatvara žaluzinu na dovodu đaj. U zimskom periodu higrostat upravlja hladnog spoljašnjeg vazduha (Ž,), isklju- radom uređaja za vlaženje vazduha. Ako vode nom parom parom,, higrostat higrostat čuje ventilator venti lator u klima-komori (V), ukl ukljuju- se vazduh vlaži vodenom deluje na regulacioni regulacioni ventil u pamom pam om ovlačuje cirkulacionu pumpu predgrejača (P) i deluje otvara trokraki ventil ispred predgrejača. živaču. Pomeranjem igle ventila povećaSve ove aktivnosti imaju za cilj spreča- va se, odnosno smanjuje protok pare kroz vanje eventualnog zamrzavanja vode u aparat za vlaženje, odnosno dotok u stmvla ži (sl. 3.5). 3.5 ). Parni Parni predgrejaču. Tako se izbegava havarija ju vazduha koji se vlaži uređaja. Dakle, mraz-termostat ima zašti- ovlaživač omogućava kontinualnu regulaciju vlažnosti vazduha. tnu tnu ulogu. ulog u. Ako se vazduh vlaži u maglenoj koStanje zaprljanosti filtra kontroliše se mo mori, ri, higrostat higrostat deluje na cirkulacionu pumdiferencijalnim presostatom. Za razliku pu za vodu (sl. 3.4). Kada se u prostoriji od standardnog presostata, koji meri priti- dostigne maksimalna dozvoljena vlažnost, sak vazduha u nekoj tački u postrojenju i higrostat isključuje pumpu za vlaženje. poredi je sa postavnom vrednošću, difer- Vazduh Vazduh se i dalje priprem pripremaa u klima-komori, klima-komo ri, encijalni presostat meri razliku pritisaka i ali se ne vlaži, tako da vlažnost vazduha u poredi je sa postavnom vrednošću. Preso- prostoriji postepeno opada. Kada higrostat filtra (DP^) na slici 4.11 meri razliku stat registraje da je dostignuta donja grapritisaka ispred i iza filtra (pad pritiska u nična vrednost željene vlažnosti, ponovo filtru) i kada ta, izmerena razlika dostigne se uključuje pumpa za vlaženje i vazduh graničnu vrednost, presostat uključuje se opet vlaži u maglenoj komori. Za vlaalarm. Alarm je znak rukovaocu postro- ženje vazduha u maglenoj komori prime jenja jenja da filtar filtar treba treba očistiti ili zameniti. njuje se dvopoložajna regulacija (ukljuGranična (dopuštena) zaprljanost filtra čeno-isključeno). Mogućnosti precizne zavisi od vrste i klase filtra (grubi, fini, regulacije relativne vlažnosti vazduha su, apsolutni filtar). jasno, znatno manje manje nego ka kada da se vazduh vazduh Diferencijalni presostat ventilatora je vlaži parnim ovlaživačem. kontrolni uređaj. On meri razliku pritisaKada je leti potrebno regulisati relativka iza i ispred ventilatora (napor ventila- nu vlažnost vazduha u klimatizovanoj protora) i ako ona postoji, znači da ventilator storiji, higrostat deluje na regulacioni (DP2) na slici 4.11 radi. Ako je ventilator ventil hladnjaka. Ovaj način regulisanja isključen, ili je u kvaru (pokidan prenosni je već ve ć opisan. opisan. kaiš i dr.), uključuje se signalna lampica koja označava da je ventilator van funkci je i da vazduh ne protiče kroz kroz klima-koklima-ko- P I T A N J A moru. 1. Koji zadatak ima regulacija postrojenja za klimaAko je značajno relativnu vlažnost u tizaciju? klimatizovanoj prostoriji održavati u rela2. Koje elemente sadrži regulacioni uređaj? tivno uskim granicama, u prostoriju ili ka3. Štaje termostat? nal odvodnog vazduha postavlja se higro4. Kakva je razlika između presostata i diferencijalstat. On meri trenutnu vlažnost vazduha, nog presostata? 199
5. Koji sve postoje tipovi regulacionih ventila ventila?? 6. Kako se reguliše hladnjak, a kako grejač? 7. Šta predstavlja regulacija preko tačke rose?
8 . Kako deluje mraz-termostat? mraz-termostat? 9 . Kako se kontroliše zaprljanost zaprljanost filtra? filtra? 10. 10. Kako se reguliše relativna vlažno vla žnost st vazduha u klilimatizovanoj prostoriji?
-'l-
■
j| i
i
..
/ .T) I3t,. I3t,.
:<>* W j '! ')'•
\
I
ir u o n fn if fT r b ' ^r l i
;
Tt:
.oii,; \u cn cn
4
5. EKSP EKSPLO LOAT ATACI ACIJA JAII ODRZA ODRZAVA VANJE NJE POSTROJENJA ZA KLIMATIZACIJU KLIMATIZACIJU
Osnovni elementi klimatizacionog postrojenja su: - toplotni toplotni izvor (kot (kotao ao); ); - rashlad rashladno no postrojen postrojenje; je; - klima-ko klima-komor mora; a; - razvod kanala kanala i cevn c evna a mrež mreža; a; -elementi za ubacivanje i izvlačenje vazduha; - merno-regulacioni merno-r egulacioni uređa uređaji ji i autoautomatika. Tokom rada klimatizacionog postro jen jenja, ja, pojedini elementi se pokreću pokreću (žaluzine, pumpe, ventilatori, ventili), vazduh i voda struje kroz instalaciju, postoje termičke dilatacije, metalni delovi izloženi su koroziji. Sve to utiče ut iče da se tokom tok om vremena pojedini delovi postrojenja kvare i dovode u pitanje rad celog sistema. Da bi se sprečili česti kvarovi i rad ne bi prekidao, postrojenje za klimatizaciju je neophodno održavati. Pravilnim održavanjem postiž stižee se ispunjavanje osno o snovnih vnih funkcionalnih zadataka klimatizacije, maksimalna efikasnost uređaja, pouzdanost i sigurnost u radu. Postoje preventivno održavanje klimatizacionog postrojenja i zaustavno održavanje u slučaju kvara (havarije). Preventivno održavanje obuhvata redovno održavanje električnih instalacija, cevovoda i armature, čišćenje kondenzatora i isparivača, i sparivača, pregled preg led kotlo k otlova, va, gorionigori onika, pumpi, ventilatora, pomoćnih uređaja, merno-regulacione opreme i automatike.
U zavisnosti od učestalosti i obima posla, preventivno održavanje može biti: redovno (svakodnevno), periodično (mesečno, na kraju grejne sezone) i generalni remont. Teško je dati generalno uputstvo za rukovanje i održavanje klimatizacionog postrojenja, jer postoji veliki broj klimatizacionih sistema, vrlo različitih po složenosti, veličini, elementima i načinu eksploatisanja. Svakako da se ne mogu na isti način održavati lokalni klimatizeri i velika centralna postrojenja sa desetinama pojedinačnih klimatizacionih klimati zacionih sistema. Svako postrojenje ima svoje specifičnosti, pa način održavanja sistema mora biti prilagođen njegovim tehničkim zahtevima. Uobičajeno je da se pri izradi projektne dokumentacije i, kasnije pri izvođenju radova, napiše uputstvo za upotrebu i održavanje klimatizacionog postrojenja. Plan održavanja zasniva se na iskustvu u eksploataciji sličnih postrojenja u objektima iste ili slične namene. Plan treba da obuhvati: vrstu i postupak održavanja, učestalost pregleda elemenata i uređaja, spisak materijala i rezervnih delova koje treba da ima služba za održavanje itd. Isuviše česti, detaljni pregledi celokupnog postrojenja mogu da budu previše skupi, pa samim tim i ekonomski neopravdani. Nasuprot Nasuprot tome, pri retkim pregledima stanja postrojenja, veća je verovatnoća po jave velikih kvarov kvarova a i hava havarij rija, a, jer jedan kvar, ako se ne otkrije na vreme i ne otkloni, klon i, može mož e da prouzrok prouzrokuje uje niz ni z drugih kvakvarova koji mogu dovesti do potpunog pre201
stanka rada celog postrojenja. Za saniraProizvođači rashladnih uređaja daju nje takvog stanja potrebno je duže vreme detaljna uputstva za rukovanje i održai velika materijalna ulaganja. vanje svojih proizvoda. Rashladni agregaRad klimatizacionog klimatizacio nog postroje postrojenja nja je ug- ti (čileri) imaju kontrolne table na kojiraa lavnom automatizovan. Na kontrolnom se prate sve relevantne veličine vezane za ormanu (kontrolnoj tabli), na kome se rad uređaja. Odstupanje bilo kog paramenalaze prekidači za uključivanje i iskljutra tra izvan dozvolj doz voljenih enih vrednosti vredno sti sig signalizu lizu-čivanje ventilatora, cirkulacionih pumpi, je se na kontrolnoj kontrolnoj tabli. tabli. Ako odstup tupanje kompresora i dr., obično se nalaze konnekog parametra može da ugrozi bezbetrolne lampice koje pokazuju trenutni sta- dan rad uređaja i eventualno prouzrokuje tus pojedinih elemenata i uređaja klimatištetu, automatika isključuje uređaj. Danazacionog postrojenja (u funkciji ili van šnji rashladni agregati imaju vrlo visok funkcije). Neregularna stanja obično se stepen stepe n samozašti s amozaštite te od preopterećenja preopter ećenja i ne neoznačavaju crvenom svetlošću, ponekad i regularnog pogona. u sprezi sa zvučnim signalom. To je znak Klima-komora, takođe, zahteva redorukovaocu postrojenja da je potrebno van pregled i održavanje. Element koji se otkriti i otkloniti kvar. najčeš naj češće će servisira je filtar. filtar. Tokom T okom rada rada fi filNačin održavanja kotla zavisi od njetar se prlja i kada se dostigne granična govog tipa tipa i veličine velič ine - da li je toplovodni, toplovodni, (maksimalna dozvoljena) zaprljanost, vrelovodni ili parni kotao, kao i od toga da li je kotao na čvrsto i tečno teč no gorivo. Pro- čisti se ili menja (zavisno od tipa). Dužina rada filtra zavisi od namene objekta. Učeizvođači kotlova dostavljaju uputstvo za stalost kontrole zaprljanosti i zamene filupotrebu i održavanje isporučenog kotla. Svi proizvođači zahtevaju da se kotao i tara određena je na osnovu iskustva za datu vrstu objekta. Najbolje rešenje je da kotlarnica održavaju u čistom stanju i u se zaprljanost filtra meri diferencijalnim granicama dozvoljene vlažnosti. Curenje presostatom. radnog fluida (vode ili pare) na spojevima cevovoda, ventilima i armaturi treba što Elektromotor i ventilator najčešće su pre otkloniti. Svakodnevno, pre puštanja povezani kaišem. Kaiš treba da bude prakotla u rad, treba proveriti da li je nivo vilno pritegnut. Ako je labav, nastaje provode u parnom kotlu na preporučenom klizavanje, pa se smanjuje broj obrtaja i nivou. U sistemima toplovodnog grejanja kapacitet ventilatora. Previše nategnut treba prokontrolisati da li je instalacija kaiš izložen je prevelikim mehaničkim potpuno ispunjena vodom. Za dopunjanaprezanjima i češće se kida. vanje instalacije obavezno treba koristiti Oko klima-komore, na cevnom razvohemijski pripremljenu vodu. Hemijski nedu postoje ventili (zaustavni, regulacioni, pripremljena voda koja se direktno dodaje nepovratni itd.). Ako cure, potrebno je proiz vodovoda vodo voda stvar stvara a kamenac. kamenac. Regulacioni Re gulacioni ventili su naročito osetljivi na nečistoće u meniti zaptivku (prepakovati ih). Povremeno treba prokontrolisati da li se voda kotlovskoj vodi. Kotlovi se dopunjuju voravnomerno rasprskava (po celom popredom na hladno. U zagrejan kotao ne sme čnom preseku) u maglenoj komori. Odvase uvoditi hladna voda, jer dolazi do terminečis toće treba treba povremeno otvor otvoriti iti i čkih naprezanja koja mogu da izazovu jače nečistoće prskanje kotla. očistiti. 202
Kanali za vazduh najčešće ne zahteva juposebno održava održavanje. nje. Jedino se u veoma zaprljanim sredinama taloži prašina u kanalima, pa ih je povremeno potrebno očistiti. Na tim kanalima predviđeni su posebni otvori za pregled zaprljanosti i čišćenje. Cevovodi za toplu i hladnu vodu, paru i rashladni fluid ne smeju biti začepljeni (vazdušnim čepovima ili nečistoćom). Cevovodi moraju biti zaštićeni od korozi je je i termički termički izolovani. izolo vani. Izolacija treb trebaa da bude neprekidna i zaštićena od eventualnih mehaničkih oštećenja. Elementi za izvlačenje vazduha su izloženiji prljanju od elemenata za ubacivanje vazduha. Kroz te elemente prolazi pripremljen (prečišćen) vazduh, dok se kroz odsisne elemente zagađen vazduh izvlači iz prostorije. Zbog toga se odsisne rešetke, pogotovo u postrojenjima industrijske klimatizacije klimatizacije,, mo moraju raju povremeno povr emeno čistiti. Jednostavniji elementi za ubacivanje (rešetke, anemostati, difuzori) obično ne zahtevaju redovni pregled i održavanje. Međutim, složeniji uređaji za ubacivanje, kao što su: kutije za rasterećenje, aparati za mešanje, uređaji za ubacivanje promenljive količine vazduha, imaju pokretne delove, tako da je povremeno potrebno prokontrolisati njihov rad, podmazati ih i sl.
Automatika klimatizacionih postrojenja obuhvata električne uređaje, davače i izvršne organe (čiji su delovi pokretni). Svi ovi elementi podložni su kvaru. Zbog toga ih je potrebno redovno kontrolisati da bi se utvrdilo da li automatika pravilno radi. Često se oko automatskih regulacionih ventila predviđaju obilazni vodovi sa ručnom regulacijom. Ako automatika otkaže, rad sistema se prebacuje na obilazni vod. Takvo rešenje bi trebalo da se primenjuje samo privremeno, dok se element automatike ne popravi. Bez potpune automatske regulacije teško je ostvariti ekonomičan pogon klimatizacionog postrojenja. P I T A N JA
1. Sta je preventivno održavanje klimatizaci klima tizacionog onog sistema? 2. Sta treba treba da sadrži plan održavanja klimatizaklima tizacionog cio nog postroj postrojenja enja?? 3. Kako se kotao dopunjava vodom? 4. Šta spada spada u osnovn osn ovnoo odižavanje odižav anje klima-komore? 5. Kako se održavaju održavaju kanali za vazduh? 6. Zašto su odsisne rešetke više viš e izlože izlo žene ne prlja prljanju nju nego rešetke za ubacivanje?
203
6. TERMODINAMIČ KE OSNOVE OSNOVE I RADNI PROCESI PROCESI RASH RASHLAD LADNIH NIH UREĐ UREĐ AJA
6.1. 6.1. DRUGI DRUG I ZAKON TERMODINAMIKE Prvi zakon termodinamike uči da se energija ne može ni stvoriti ni uništiti, već se samo može transformisati iz jednog oblika u drugi. Međutim, na osnovu ovog zakona ne može se odgovoriti na pitanje da li je posmatrani proces transformacije energije moguć i u kom smeru će se on odvijati. Ovim problemom bavi se Drugi zakon termodinamike koji se može formulisati na nekoliko načina. Dve najčešće formulacije su sledeće: - Toplota Toplota ne može mož e preći, sama sama od sesebe, sa tela niže temperature na telo više temperature ni neposredno ni posredno (Klauzijusov postulat). —Nije moguće napraviti mašinu sa periodičnim dejstvom čiji bi jedini učinak bio podizanje nekog tereta na račun hlađenja jednog toplotnog izvora (Plankova formulacija). Prva formulacija Drugog zakona termodinamike, u stvari, znači da toplota spontano (sama od sebe) može da pređe samo sa tela više na telo niže temperature. Taj proces traje sve dok se ne postigne ravnoteža, odnosno dok se temperature ta dva tela ne izjednače. Obmuti proces, tj. kada toplota prelazi sa tela niže na telo više temperature, moguć je samo ako se uloži dodatni rad. Kada bi postojala mašina opisana u dmgoj formulaciji Drugog zakona termo204
dinamike, to bi značilo da je moguće da toplotna mašina radi samo sa jednim izvorom toplote (perpetuum mobile druge vrste). vrste). To bi dalje zna z nači čilo lo da bi takva mašina mogla da daje rad samo na račun hlađenja atmosfere, morske vode ili nekog drugog, praktično neiscrpnog, izvora toplote, što bi predstavljalo rešenje energetskih problema čitavog čovečanstva. To, naravno, nije moguće pošto je za dobijanje korisnog rada neophodno da postoje najmanje dva tela između kojih postoji termička neravnoteža (toplotni izvor i toplotni ponor). 6.2. LEVOKRETNI KRUŽNI PROCESI. KRUŽNI PROCES U RASHLADNOM RASHLADNO M POSTROJENJU POSTROJENJU U termičkim uređajima i postrojenjimaod posebnog je značaja razmena energije u vidu rada i toplote koju radno telo razmenjuje sa okolinom. Ako se proces izvodi tako da radno telo, u kratkim vremenskim intervalima, trpi niz uzastopnih promena stanja, pri čemu se svaki put vraća u isto početno stanje, takav se proces naziva kružni proces ili ciklus. Za razliku od desnokretnog kružnog procesa, kod levokretnog kružnog procesa smer smer promene prome ne stanja je suprotan smeru kretanja kretanja kazaljke na satu, satu, kao k ao što je prika ikazano na slici 6.1. Na ovoj slici je takođe moguće mogu će uočiti uoč iti da se toplota top lota (Q,), (Q ,), potreb trebnna za širenje radnog fluida (povećanje v), na
p '
2
i
v
«
. V
Sl. Sl. 6.1. 6.1. - Levokretni Levokretni kn d n i proce process
delu ciklusa ob obele eležen ženom om sa (a), dovodi d ovodi pri nižem pritisku i temperaturi, a da se toplota (Q2) od radnog fluida pri njegovom sabijanju (smanjenje v), na delu ciklusa obeleženom sa (b), odvodi pri višem pritisku i temperaturi. To znači da se toplota sa tela niže temperature (toplotni izvor) prenosi na telo više temperature (toplotni ponor) posredstvom radnog fluida. Ima juć jući u vidu Drugi Drugi zakon termodinam termodinamike, ike, ovakav proces se može odvijati samo uz utrošak rada, što je šematski prikazano na slici 6.2. Veoma veliki značaj levokretnih kružnih procesa određen je velikim značajem rashladnih uređaja koji rade po ovim proT o p L o tn i p o n o r - T i
S l. l. 6 . 2. 2. - P r e n o s t o p l o t e s a t el el a n i ž e n a t e lo lo v i š e t e m p e r a t u r e u z u t r o š a k ra ra d a
cesima. Moderan život ne može se zamisliti bez tehnike hlađenja, bilo da se hlađenje koris koristi ti kao pomoćni, pomoćn i, bilo bil o kao glavni glav ni proizvodni proces (proizvodnja leda, veštačka klizališta, hemijska industrija, industrija nafte, medicina...), bilo da se koristi za poboljšanje životnih i radnih uslova (klimatizacija), bilo kao sredstvo za konzerviranje namirnica (hlađenje ili smrzavanje). U svakom slučaju, osnovni zadatak rashladnih uređaja je hlađenje izvesnih tela ili predmeta ispod temperature okoline i održavanje na toj temperaturi. Hlađenje (oduzimanje toplote) može biti prirodno (spontani prelazak toplote sa hlađenog na hladnije telo) ili veštačko pomoću rashladnog uređaja. Veštačko hlađenje podrazumeva oduzimanje toplote hlađenom telu i odavanje te toplote topli jem telu uz utrošak utrošak rad rada za pogon rashla rashla-dnog uređaja. Očigledno je da je to levokretni kružni proces. Jedan od najpoznatijih i najekonomičnijih levokretnih kružnih kružnih procesa je Kararnoov kružni proces (ciklus). Šema rashladnog postrojenja koje radi po ovom ciklusu i odgovarajućeg procesa u TT-ss di jagramu, pri pri radu radu sa vlaž vl ažno nom m parom, parom, prikazana je na slici 6.3. Ovaj proces se sastoji sastoji od izentropske (s = const ) kompresije radnog fluida od stanja (1) do stanja (2) u kompresoru kompresoru,, izotermskog hlađenja hlađenja (T = const) od stanja (2) do stanja (3) ko je se izvodi izvod i u kondenzatoru, kondenzatoru, izentropske ekspanzije u cilindru ekspanzione mašine od stanja (3) do (4) i izotermskog isparavanja od stanja (4) do stanja (1) u isparivaču. Karnoov ciklus podrazumeva da su promene stanja iz kojih se on sastoji povratne i da su tempera temperature ture između izme đu kojih se se ovaj ciklus izvodi (temperature T0 i T), odnosno temperature toplotnog izvora i toplotnog ponora, konstantne. Ovako 205
6.3. —Šem a ras hlad nog pos trojen ja i T-s T-s dijagram levo kretnog Kar no ov og ciklusa ciklusa 57. 6.3.
koncipiran teorijski ciklus pogodan je za na šrafiranom površinom. Važan podatak analizu pošto je najpribli najpribližniji žniji ciklusima u je i količina toplote oduzeta na isp ispariv arivač ačuu najrasprostranjenijim stvarnim rashlad- u jedinici vremena koja predstavlja rashnim uređajima. Pri tom treba imati u vidu ladni kapacitet posmatranog postrojenja, i da često telo koje se hladi ili telo kome se koja se izražava u jedinicama za snagu količ ina toplote, osim totopredaje toplota ima konačne toplotne ka- (W ili kW). Ova količina pacitete. To znači da se temperatura ta- plote koja se oduzima hlađenom telu, obukvih tela u toku hlađenja ili u toku zagre- hvata i sve ostale količine toplote koje vanja menja. U tom slučaju više nije reč o opterećuju rashladnu instalaciju, odnosno hlađenju između konstantnih temperatu- njen isparivač koji se nalazi u hlađenom ra, pa je potrebno razmatrati neki drugi prostoru. Uobičajeno se toplotno opterećenje rashladnog uređaja proračunava kao kružni proces umesto Karnoovog. zbir osam parcijalnih opterećenja koja obuhvataju: - prolaz prolaz toplote toplote iz okoline okoli ne kroz kroz zidove zidove 6.3. 6.3. TOPLOTA TOPLOT A HLAĐENJA, HLAĐE NJA, hlađene komore, UTROŠENI UTROŠEN I RAD I KOEFICIJENT -rashlađivanje i smrzavanje proizHLAĐENJA voda, U najopštijem slučaju, hlađenje nekog - infiltraciju infiltraciju ili provetrav provetravanje anje toplim toplim tela znači oduzimanje toplote tom telu. vazduhom iz okoline, Oduzeta toplota naziva se toplota hlađe- toplotu toplotu koja koja se oslobađa biološkim biološkim nja i izražava se u jedinicama za energiju procesima u uskladištenim proizvo(J ili kJ). Kod rashladnih uređaja, toplota dima, hlađenja (Q0- sl. 6.3) jeste količina k oličina toplo- stvaran stvaranje je inja na isparivaču, isparivaču, te koja se preda rashladnom fluidu koji - rad rad ljudi, ljudi, protiče kroz isparivač, prouzrokujući ispa- osve osvetlj tljenj enje, e, ravanje (promenu faze) tog fluida. Toplota hlađenja je u T-s T-s dijagramu predstavlje- rad rad ventilatora na isparivačima. 206
Utrošeni rad ( L L ) jeste rad neophodan 6.4. 6.4. TEORIJSK TEO RIJSKII CIKLUS T-s dijazapogon rashladnog uređaja i u T-s JEDNOSTEPENE PARNE gramu (sl. (sl . 6.3) 6. 3) preds pre dstav tavlje ljenn povr po vrši šino nom m KOMPRESORSKE RASHLADNE 1-2-3-4. T-s DIJAGRAMU MAŠINE U T-s Mera ekonomičnosti levokretnog kruusavršavanja i približavanja realnim žnog procesa, odnosno rada rashladnih U cilju usavršavanja postrojenja, jeste koeficijent hlađenja (e). uslovima i mogućnostima rada postroprikazana na na slici 6.3, Onse defin de finiše iše kao odnos od nos koli k oličin činee toplote jenja čija je šema prikaza izmene . Utvrđeno je oduzete na ispari isparivaču vaču - toplote top lote hlađenja hlađenja izvršene su određene izmene. da je rad koji se dobija u ekspanzionom (Q0) i utr utrošenog rada rada ( L L ): cilindru posmatrane rashladne mašine mali i praktično neupotrebljiv, pa je ekspanziona mašina zamenjena prigušnim ventilom u kome se kondenzovana tečKoeficijent hlađenja levokretnog po- nost rashladnog fluida prigušuje sa privratnog ciklusa koji radi pri konstantnim tiska kondenzacije na pritisak isparavatemperaturama toplotnog goriva i toplo- nja. Osim toga, stalna opasnost od tečnog tnog ponora (Karnoov ciklus) najveći je udara u kompresoru, odnosno od naglog mogući koeficijent. Sledeći definiciju, povišenja pritiska u cilindru kompresora koeficijent hlađenja za Karnoov ciklus usled sabijan sabijanja ja nestišljive nestiš ljive tečnosti tečnos ti rashladrashladdat na slic sl icii 6.3, 6.3 , mo mogu guće će je prikazati na nog fluida, razlog je što se sa ,,vlažnog“ sledeći način: usisavanja kompresora prešlo na ,,suvo“ usisavanje. To znači da je proces isparaT A s = T0 Qo= vanja rashladnog fluida u isparivaču isparivač u orga L (T - T 0)-As T - T 0 nizovan tako da se u isparivač dovodi tačno onoliko tečnosti rashladnog fluida Pošto su procesi koji se ostvaruju u koliko u njemu ispari, pa kompresor umepraksi nepovratni, to se (sk), kao maksi- sto vlažne usisava suvozasićenu paru. Ovamalni mogući koeficijent hlađenja, koristi ko koncipirana jednostepena (sabijanje u zaocen zaocenjiva jivanje nje efikasn efi kasnosti osti realnih procesa jednom jedn om kompresor kompresoru) u) parn parnaa rashlad rashladna na mamakoji se izvode u istim temperaturskim šina i odgovarajući T-s T-s dijagram šematski granicama. Posmatranjem jednačine 6.2, su prikazani na slici 6.4. lako je zaključiti da ukoliko je razlika Sa svim uvedenim izmenama, posmatemperatur tura toplot top lotnog nog izvora izvora - hla hlađen đenog og trani ciklus se odvija na sledeći način. tela (7) i toplotn top lotnog og ponora - okoline okol ine (T 0) Kompresor usisava suvozasićenu paru veća, utoliko je koeficijent hlađenja lošiji. (x = 1) rashladnog fluida koja izlazi iz Izovog zaključka sledi osnovno pravilo isparivača sa stanjem (1) i sabija je izentehnike hlađenja da ne treba hladiti na tropski (s = const ) od pritiska isparavanja temperaturu nižu od potrebne, niti raditi (po) na pritisak kondenzacije (p ) - do sa temperaturom tela kome se predaje stanja (2). U kondenzatoru se odvija izotoplota višom od potrebne, jer će se u tom barski proces (p = const) tokom koga se slučaju trošiti više energije nego što je pregrejana para rashladnog fluida stanja neophodno (koeficijent hlađenja biće (2) hladi do gornje granične krive (x = 1) manji). i dalje kondenzuje do stanja ključale teč207
K o n d e n za to r
—wwvP .T
K j
P r ig u š n i v e n t i l
LIE-
K o m p re s o r
Po’To ■ AAAA/V / V Is p a r i v a č
Sl. 6.4. Šema i T-s dijagram jednostepene parne kompresorske rashladne mašine
nosti (x = 0) - stanje (3), (3), na račun račun zagrevanja medijuma za hlađenje kondenzatora. Posle toga, tečnost rashladnog fluida prigu pri gušu šuje je se u prig pr iguš ušno nom m ve vent ntilu ilu po izenize ntalpi (h = const ) do pritiska isparavanja i stanja (4). Vlažna para stanja (4) izobarski (i izotermski) isparava u isparivaču, oduzimajući toplotu hlađenom objektu i vraćajući se u početno stanje ( ). Zamena procesa sabijanja vlažne pare i ekspanzije ključale tečnosti procesima sabijanja suve pare i prigušivanjem ključale tečnosti, dovodi do znatnog odstupanja ovog procesa od levokretnog Karnoovog ciklusa. Budući da je koeficijent hlađenja Karnoovog ciklusa maksimalan, jasn ja snoo je j e da će koef ko efic icije ijent nt hlađ hl ađen enja ja ciklusa cik lusa sa uvedenim izmenama biti manji, odnosno da će ovakav ciklus biti manje efikasan. 1
208
6.5. .5. PRIGUŠ PRIG UŠIVA IVANJE NJE I PREHL PR EHLAĐ AĐ IVANJ IVANJE E TEČ NOSTI RASHLADNOG FLUIDA, MASENAI ZAPREMINSKA RASHLADNA RASHLADNA SPOSOBNOST 6.5.1. MASENAI ZAPREMINSKA RASHLADNA SPOSOBNOST Dve bitne fizičke veličine koje se pojavljuju u proračunima i analizama rada rashladnih rashlad nih uređaja uređa ja jesu je su specifična spec ifična mase masena na i specifična zapreminska rashladna sposobnost. Specifična masena rashladna sposobnost (obeležava se sa qo) qo) predstavlja to plotu plo tu hlađ hl ađen enja ja po kg rashladnog fluida koji se prigušuje u prigušnom ventilu. Ona se koristi za izračunavanje protoka rashladnog fluida kroz isparivač, koji se dobija deljenjem potrebnog rashladnog kapaciteta isparivača (toplota hlađenja u jedi je dinn ici ic i vrem vr emen ena) a) sa sp spec ecif ifično ičnom m maseasenom rashladnom sposobnošću. Ova veličina je ,,specifična“ zato što zavisi oc osobina rashladnog fluida i od vrste rashladnog ciklusa koji se razmatra. Ako se posma pos matra tra ciklus cik lus prik pr ikaz azan an u T-s dijagramu na slici 6.4, specifična masena rashladna 1
sposobnost može se definisati kao razlika entalpija stanja (1) i (4) i predstaviti šrafiran ranom oblašću oblašću u tom istom dijagramu: % = \ ~ K
[kJ/kg].
(5 3 )
Druga bitna fizička veličina je specifična zapreminska rashladna sposobnost (qv). Ona predstavlja količinu toplote hlađenja koja se u isparivaču oduzme hlađenom objektu po 1 m 3 suvozasićene pa pare ko koju ju iz ispa is pari riva vača ča us usis isav avaa ko komp mpre re-sor: 4 v = % k J/m V0
3].
( 6 .4 )
Pri tome v" [m3/s] predstavlja specifičnu zapreminu suvozasićene pare rashladnog fluida na pritisku isparavanja. qv zavisi od osobina rashladnog fluida i od temperatura isparavanja i kondenzacije. Značaj specifične zapreminske rashladne sposobnosti ogleda se u činjenici da ova veličina određuje dimenzije rashladnog uređaja. Veće (r/v) znači manje dimenzije elemenata rashladne instalacije, pri istom rashlad rashladnom nom kapacitetu kapac itetu uređaja.
6.5.2. PRIGUŠIVAN PRIGUŠ IVANJE JE I PREHLAĐ PREHLAĐ IVANJE IVANJE TEČ NOSTI RASHLADNOG FLUIDA FLUIDA Već je utvrđeno, logičnim rasuđivanjem, da je zamena procesa ekspanzije u eks panzionoj panzionoj m ašin aš inii proc pr oces esom om prigu pr igušiv šivan anja ja rashladnog fluida u prigušnom ventilu, dovela do smanjenja koeficijenta hlađenja ovog rashladnog ciklusa. Egzaktnu potvrdu potvrdu ov ovog og tvrđ tv rđee nja nj a mogu mo guće će j e dob dobiti iti
analizom T-s dijagrama na slici 6.4. Sa ovog dijagrama se može videti da se prigušivanjem smanjuje specifična masena rashladna sposobnost, u odnosu na odgovarajuću varajuću veličinu kod k od Karnoovog Ka rnoovog ciklusa ciklusa,, za (Aq0). Isto tako, utrošeni rad se povećava sa (A/) pa je iz definicije d efinicije koeficijenta hlađenja jasno da će će koeficijent koe ficijent hlađenja hlađenja ovog ciklusa biti manji od koeficijenta hlađenja Karnoovog ciklusa: _ g o k - A go
/k +A/
(6.5)
Štetan uticaj prigušivanja na koefici je j e n t h lađ la đ e n ja u toli to likk o j e v eći u ko koli likk o je veća razlika temperatura isparavanja i kondenzacije, zato što povećanje razlika ovih temperatura prouzrokuje povećanje (Aqf)) i (A/) (A/),, i samim tim smanjenje sman jenje koeficijenta (s). Da bi se umanjio štetan uticaj prig pr iguš ušiv ivan anja ja n a ko koef efic icij ijen entt h lađ la đ en enja ja (e ), tečnost rashladnog fluida se prehlađuje na na izlazu iz kondenzatora. Ovo prehlađivanje se obavlja ili u samom kondenzatoru ili ili u posebnom razm enjivaču enjivaču toplote preh pr ehla lađi điva vaču, ču, u ko kom m e se tečno te čnost st rash ra shla la-dnog fluida prehlađuje na račun zagrevanja vode za hlađenje kondenzatora (sl. 6.5). Ovom intervencijom postiže se po p o v e ćan ćanje je sp spee c ifičn if ičnee m a sen se n e rash ra shla ladn dnee sposobnosti u odnosu na ciklus na slici 6.4 za (Ag0), čime se povećava i koefici je j e n t hlađ hl ađen enja ja (s). ^ _ q0+Aq0 l
( 6 . 6)
Treba napomenuti da se za većinu uo bičaje bi čajeni nihh rash ra shla ladn dnih ih fluida flu ida izoba iz obare re u oblaobla sti tečnosti praktično poklapaju sa donjom graničnom krivom. Zbog toga se izobara procesa u prehlađivaču 3-4 preklapa sa krivom x = 0 . 209
SI. 6.5. -Šema i T-s dijagram jednostepene rashladne mašine sa prehlađivanjem tečnosti rashladnog jluid jlu idaa na izlazu iz konde ko ndenzato nzatora ra
P I T A N JA 1. 2.
K o j e s u d v e n a j č e š ć e f o r m u l a c ij ij e D r u g o g z a k o n a termodinamike? K ako se odvijaju levokretn i kružni proc esi (objasnite na primeru rashladnog postrojenja koje radi p o K a r n o o v o m k r u ž n o m p r o ce c e s u )? )?
3.
S t a s u to to p l o t a h l a đ e n j a , u t r o š e n i r a d i k o e f i c i j e n t hlađenja?
4.
N a š e m i i T-s d ij i j ag a g r am a m u j e d n o s t e p e n e p a rrnn e k o m p r e s o r s k e m a š i n e , o b j a s n i ti t i k o j e s u iz iz m e n e u o d n o s u n a m a š in i n u k o j a ra r a di d i p o K a r n o o v o m c ik ik lusu?
5.
Š t a s u m a s e n a i z a p r e m i n s k a r a s h la l a d n a sp s p os o s oob n o s t i z b o g č e g a s u v a ž n e z a p r o u č a v a n j e ra r as hladnih postrojenja?
6.
Z b o g č e g a p r i g u š i v a n j e t e č n o s t i r a s h l a d n o g flu ida smanjuje koeficijent hiađenja?
7.
K a k o p r e h l a đ iv i v a n j e t e č n o s t i r a s h l a d n o g fl fl u id id a na i z l a z u i z k o n d e n z a t o r a u t iičč e n a k o e f i c i j e n t hl hla đe đe nja (nacrtati T-s d i j a g r a m ) ?
7. R A S H L A D N I U R E Đ A J I
7.1. 7.1. VRSTE VRST E RASHL ADN ADNIH IH POSTROJENJA
7.1.1. 7.1.1. PODELA PODE LA RASHLADNIH RASHLAD NIH POSTROJENJA Rashladna postrojenja se mogu podeliti na osnovu nekoliko kriterijuma, i to prema: - fizič fizičkom stanju radnog tela; tela; -obliku energije potrebne za ostvarenje procesa hlađenja; - kapacitetu kapacitetu hlađenja i -temperaturi do koje se hladi hlađeni objekat. - Na osnovu fizičkog fizičkog stanja stanja radnog tela razlikuju se postrojenja kod kojih se pr proces ostva os tvaru ruje je n a osno os novu vu fazne faz ne transtra nsform formaacije cije (para - tečnost) radnog rad nog fluida (kompresorski, ejektorski i apsorpcioni rash rashla lad dni uređaji), uređaj i), postroje pos trojenja nja koja rade sa vazduhom kao rashladnim fluidom (,,vazdušni“ kompresori) kom presori) i postroje po strojenja nja kod k od kojih se koristi Peltieov termoelektrični efekat (termoelektrični uređaji). - Prema obliku energije energije potrebne za ostvarenje procesa hlađenja, rashladna postro postrojen jenja ja se dele del e na komp ko mpres resors orska ka (koriste mehaničku energiju), ejektorska i apsorpciona (koriste toplotnu energiju) i termoelektrična postrojenja (koriste električnu energiju).
- Na osnovu kapacitet kapacitetaa hlađenja, hlađenja, rashladna postrojenja se dele na: - mal mala, - srednja (komerci (komercijalna jalna), ), - velika (industr (industrijs ijska). ka). Mali rashladni uređaji podrazumevaju uređaje do oko 1 kW rashladnog rashlad nog kapacitekapac iteta. U ovu kategoriju spadaju frižideri za domaćinstva, specijalni laboratorijski uređaji i najmanji sobni klimatizeri. Pod srednji srednjim m - komercijalni komercijalnim m rashladni rashladnim m uređajima podrazumevaju se uređaji ka pacite pac iteta ta do 15 kW koji koj i se korist kor istee u trgotrgo vinama i ugostiteljstvu, u bolnicama, za hlađenje mobilnih sredstava (kamioni, autobusi, tobusi, vagoni) itd. Velika Velika - industrijska rashladna postrojenja obuhvataju oblast rashladnih kapaciteta od 15 do više hiljada kilovata. U ovu kategoriju mogu se svrstati postrojenja koja se koriste u hladnjačama, pivarama, za klimatizaciju velikih poslovnih objekata, u hemijskoj i farmaceutskoj industriji... - Prema temperaturi temperaturi do koje koje se hladi hlađeni objekat, procesi u rashladnim po p o s tro tr o jen je n jim ji m a se dele de le n a k rio ri o g e n e (sa temperaturama ispod -100°C), niskotem pera pe ratu turs rske ke (od (o d -1 0 0 ° C do -3 0 ° C ), sresr ednjete dnj etemp mperat eratursk urskee (od (o d -30°C -30 °C do —10°C) 10°C) i visokotemperaturske procese (od -10°C do +20°C).
21 1
7.1.2. KOMPRESORSKI RASHLADNI RASHLADNI URE UREĐ Đ AJI Kompresorski rashladni uređaji su najrasprostranjen raspro stranjenija ija vrsta rashladnih uređaja. uređaja. Osnovni element ove vrste uređaja je kompresor. On sabija paru koja u isparivaču nastane isparavanjem rashladnog fluida sa pritiska isparavanja na pritisak kondenzacije. Na taj način kompresor, uz utrošak rada potrebnog za njegov pogon, ostvaruje levokretni kružni proces oduzimajući toplotu telu niže temperature (to plot pl otaa potr po treb ebna na za ispara isp arava vanj njee rashl ras hlad adno nog g fluida u isparivaču), ispariva ču), i predajući je telu više temperature (medijum za hlađenje kondenzatora). Detaljniji opis vrsta, načina rada i elemenata kompresorskih rashladnih uređaja biće dat u narednim poglavljima.
šće voda). Najvažnija osobina apsorbenta I je da pri višim vi šim tem perat pe ratura uram m a apso apsorb rbu ujel jel manje, a pri nižim više pare rashladnogl mediju med ijuma ma.. Ovaj O vaj tip post po stro roje jenj njaa nem ne m a kom-1 pres pr esor or pa njeg nj egov ovu u ulog ul ogu u preuzi pre uzima maju ju ap-1 sorber sorbe r i generator. genera tor. I
U prve prv e apsorp aps orpcio cione ne uređa ure đaje je spada mašina koju je napravio Edmund Kare. Toje mašina periodičnog dejstva (nije hladila kontinualno) i njena šema je data na slici 7.1. Prin Pr inci cip p rada rad a ove maš m ašin inee j e sledeći. Zagrevanjem (parom) bogatog rastvora rashladn rash ladnog og medijum m edijum a u apsorb a psorbentu entu kojise nalazi u generatoru, iz ovog rastvora is parav pa ravaa lakše ispar isp arlji ljiva va kom ko m pone po nent ntaa - rashladn hla dnii medijum me dijum.. Za to vrem v rem e zatvoreni su su prigu pri gušn šnii vent ve ntil il i vent ve ntil il izm iz m eđu eđ u ispariv isparivač ačai ai generatora. Posle toga rashladni medijum prela pre lazi zi u tečno te čno stanj sta njee u konde ko ndenz nzato atoru, ru, pa pa se skuplja skupl ja u resive resi veru ru (skuplja (sku pljač ču). Kada se u resiveru skupi dovoljno tečnosti rashla7.1.3. 7.1.3. APSORPCIONI APSOR PCIONI RASHLADNI RASHLA DNI dnog medijuma, obustavlja se grejanjei UREĐ UREĐ AJ AJII počinj po činjee hlađ hl ađen enje je (vodom (vo dom)) gene ge nera rator toraa ko koji Jedan od najstarijih najstarijih tipova rashladnih ure- tako preuzima ulogu apsorbera. Ventil izme đu apsorb ap sorbera era i ispariv isp arivača ača i prigušni prigu šni ve venđaja je apsorpcioni rashladni uređaj. Kod među njega se osim rashladnog medijuma, koji til se otvaraju. Tečnost rashladnog medi ju m a ispara isp arava va u ispa is pariv rivaču aču hlad hl adeći eći okolni lni pred pr edst stav avlj ljaa neko ne ko lako la ko isparl isp arljiv jivo o i rastvo ras tvorr- jum pros tor, a apso ap sorb rben entt aps a psorb orbuje uje nasta na stalu lu pa paljivo sredstvo (najčešće amonijak), koristi prostor, i sekundarni medijum - apsorbent (najč (najčee- m. Kada Ka da se rastvo r astvorr u apsorb aps orbem em obogati ra-
7.1. 7.1. - Periodična apsorpapsorpciona rashladna mašina
57.
212
shladnim medijumom, prekida se period hlađ hlađen enja ja i ponovo pono vo počinje p očinje period pe riod grejanja gre janja generatora. Vremenom je ovaj tip mašine unapređen tako što su apsorber i generator razdvojeni a između njih je postavljena pumpa, čime je proces hlađen hla đenja ja postao kontinualan.
se pumpom (P) vraća u kotao a drugi deo se prigušuje u prigušnom ventilu (PV) i vraća u isparivač. isparivač. 7.1.5 7.1.5.. TERMOELEKTR IČ NI RASHLADNI RASHLADNI UREĐ AJI
Rad termoelektričnih rashladnih uređaja zasniva se na Peltierovom efektu, prema 7.1.4. EJEKTORSKIRASHLADNI kome, kada se strajnom kolu, koje se saUREĐ UREĐ AJ AJII stoji od dva različita provodnika spojena krajevima, dovede jednosm jedn osm erna straja, straja, Ejektorski rashladni uređaji su veoma na krajevima, za grev evat atii a drag dr agii hladit hla diti. i. atra atrakt ktiv ivni ni je r rade m imo im o i bez šuma. šuma. Prin- je d a n kraj će se zagr cipije cipijeln lnaa šema rad a ejektorske mašine maš ine ko- Tako će se na jednom spoju održavati temperaturaa niža a na dragom viša od tem ja radi sa vodo vo dom m data da ta je j e n a slici slic i 7.2. Pro- temperatur pe p e ratu ra ture re okol ok olin inee . U ređ re đ a ji k o ji rad ra d e n a ovom principu su u suštini veoma jednostavni, rade bešumno, nemaju pokretnih delova delova pa nema ni njihovog habanja. Međutim, njihovi osnovni nedostaci su loš koeficijent hlađenja i visoka cena polu prov pr ovod odni nika ka koj k ojii se kod k od njih nj ih kori k oriste ste.. Upra Up ra-vo zbog toga uređaji ove vrste su našli prim pr imen enu u u spec sp ecifi ifičnim čnim obla ob lasti stim m a - za hla h la-đenje elektronske o preme raketa i svemirskih brodova, za frižidere i klimatizere u podm po dmorn ornic icam amaa itd. 7.2. 7.2. RASH LADN I FLUIDI
ces hlađen hla đenja ja ostvam je se tako što para pod pritisko priti skom m stru st ruji ji iz p a rno rn o g k o tla tl a (PK) (PK ) u mlaznik (M). U mlazniku para ekspandira do pritiska koji je nešto ispod pritiska pritisk a u is parivaču parivaču (R), pri čemu joj j oj brzi br zina na poraste. poraste . Ta „brza para“ povlači pam iz isparivača u kome se snižava pritisak, zbog čega jedan deo vode vo de ispara isp arava va na račun ra čun hlađehla đenja ostale količine vode. Dve struje pare mešaju se i odlaze u difuzor (D) gde se smanjuje brzina i pritisak pare povišava do pritiska kondenzacije. kondenzac ije. U kondenza kon denzatom tom (Kd) para se kondenzuje i jedan deo vode
7.2. 7.2.1. 1. KRITERIJUMI ZA IZB O R RASHLADNIH FLUIDA Radni fluidi fluidi koji se koriste koriste za ostvarivanje ostvarivan je proce pro cesa sa hlađ hl ađen enja ja u rash ra shla ladn dnim im uređ ur eđaj ajim imaa nazivaju se rashladni fluidi. Da bi rashladni uređaj mogao da radi što efikasnije (uz što manji utrošak energije za pogon uređaja, vode za hlađenje kondenzatora, materijala za gradnju samog uređaja uređ aja i sl.), sl.), i da bi se izbegl izb eglaa opas op asno nost st od štetn šte tnog og delov del ovaanja na čoveka i njegovu okolinu, rashladni fluid mora da ispunjava sledeće uslove: 213
- da ima što veću veću toplotu toplotu isparavanja isparavanja hlad hl adno nogg flui f luida da o kojoj k ojoj se m ora or a voditi rar [kJ/kg], pošto to obezbeđuje manju kočuna prilikom konstruisanja rashladnoa ličinu rashladnog rashladn og fluida koji koji cirkuliše kroz uređaja; instalaciju i veći veći koeficijent koe ficijent hlađenja (e); (e); - visok vis okaa diel d ielek ektri trička čka otp o tpor orno nost st u ra rad« - da specifični specifični toplotni kapacitet sa hermet her metički ički zatv z atvor oren enim im ko kom mpres presor orim ima; a; c [kJ/kgK] bude što manji, jer se tako - ne sme da posto po stoji ji kor k oroz oziv ivno no ili rassmanjuje uticaj prigušivanja na odstupa- tvarajuće tvara juće dejstvo rash ra shlad ladno nogg fluida na nje posmatranog ciklusa od Karnoovog metale i zaptivne materijale od kojihje ciklusa; napravljena rashladna instalacija; - potreban rad sabijanja sabijanja pare rashla rashladd- rashladni rash ladni fluidi koji su toksični toksični ne nog fluida treba da bude što manji, čime smeju se upotrebljavati u instalacijamaza se obezbeđuje da koeficijent hlađenja real- klimatizaciju prostorija u kojima borave nog ciklusa bude bude bliži maksimalno mogu- ljudi; ćem koeficijentu hlađenja Karnoovog - laka kontrola kontr ola istican istic anja ja rash rashlad ladnog ciklusa; fluida radi efikasnog pronalaženja mesta - kritična kritična temperatura rashladnog rashladnog flui flui-- isticanja; da treba da je što je moguće viša od maksimaksi- niska cena cen a i jedno jed nosta stavn vnaa i po pouzdana malne moguće temperature kondenzacije, mogućnost nabavke. je r se na taj na način čin ob obez ezbe beđuj đujee no norm rmal alno no odvijanje procesa u kondenzatoru; 7.2.2 7.2.2.. VRSTE RADNIH FLUIDAU FLUID AU - specifična specifična zapreminska rashladna rashladna RASHLADNIM MAŠINAMA sposobnost (qv) rashladnog fluida treba da je što veća, je j e r ova ve veličin ličinaa direk dir ektno tno utiče uti če Rashladni fluidi koji se najčešće upotrena veličinu elemenata rashladne insta bljava blja vaju ju u rash ra shla ladn dnim im uređ ur eđaj ajim imaa su fre freoni lacije; i amonijak. - temperatura smrzavanja smrzavanja rashladnog rashladnog Freoni su zajednički naziv za rashladfluida mora da bude niža od najniže tem- ne fluide (R11, (R 11, R12 R12,, R22, R5 R502... 02...)) koji su su, pera pe ratur turee u rash ra shla ladn dnom om uređaju ure đaju,, ka kako ko bi b i se u stvari, halogeni derivati metana i etana. sprečilo sprečilo smrzavanje smrzavan je rashladnog fluida; fluida; Nji N jiho hova va zaje za jedn dničk ičkaa o so sobi bina na j e relativno relativno - pritisak pritisak kondenzacije treba da je što što mala toplota isparavanja, ne reaguju sa niži, a pritisak isparavanja što viši. Visoki metalima koji se koriste u rashladnim pritis pri tisci ci kon k onde denz nzac acije ije oteža ote žava vaju ju zap z aptiv tivanj anjee uređajima uređ ajima ali rastvar ra stvaraju aju prirod prir odnu nu gumu pa pa i povećavaju opasnost od eksplozije na se ona ne može upotrebljavati kao zapdelu instalacije gde vlada visok pritisak. tivni materijal. Veoma je zn značajn ačajnoo da fre fre Nis N iskk i p riti ri tisc scii isp is p a r a v a n ja i loša lo ša zapt za ptii- oni nisu n isu otrovni ni zapaljivi ali u plam plamenu enu venost na odgovarajućim delovima insta- se razlažu, pri čemu nastaju i manje kolacije lacije prouzrokuju prodor p rodor vazduha i vlage, vlage, ličine ličine veoma veom a otrovno otro vnogg fozgena. fozge na. Osim ovošto nepovoljno utiče na rad čitavog rash- ga, freoni veoma slabo rastvaraju vodu, ladnog uređaja; dobri su dielektrici i većina njih se dobro meša sa uljima. - nezapaljivost nezapaljivost i neeksplozi neeksplozivnost; vnost; - sposobnost sposobnost mešanja sa uljima uljima za pod pod-mazivanje kompresora osobina je ras214
Što se tiče specifičnosti najčešće korišćenih freona, freon 12 (R12) na atmosfer sfersk skom om pritisku pritisk u ključa klju ča na -29,8 - 29,8°C °C,, a do skoro je bio široko primenjivan u frižiderima za domaćinstva, u komercijalnim rashladnim uređajima (u ugostiteljstvu i trgovini), u mobilnim agregatima za hlađenje na transportnim sredstvima i dr. Od 01. 01. 1996. god. proizvodnja ovog freona je zabranjena, saglasno Montrealskom protoko protokolu, lu, ko koji ji je j e po potp tpisa isala la i na naša ša zemlja, zem lja, i odgovarajućim amandmanima na ovaj protokol. R azlo az logg za ov ovuu z ab abra rann u j e činjenica da R12 razara ozonski omotač Zemlje, koji je prirodna zaštita od ultraljubičastog zračenja Sunca. Razaranjem ozonskog omotača povećava se rizik od bole bolest sti,i, kao što su rak kože, katarakta katar akta i ošteoštećenje imunološkog sistema čoveka. Kao zamena za R12 u široku upotrebu ušao je freon 134a (R134a). Njegove termofizičke osobine veoma su slične osobinama R 1 2 , on ne razara ozonski omotač, nije zapaljiv, ima ekstremno nisku toksičnos sičnostt i visoku vis oku termičku term ičku stabilnost. Freon 22 (R22) još je jedan jeda n od široko široko rasprostranjenih rashladnih fluida. Ključa na atmosferskom pritisku na temperaturi od —40,8°C. Spec Sp ecifi ifična čna zapr za prem emin insk skaa rashladn hladnaa sposobnost sposo bnost mu m u je za oko 60% veća od one za R12, a po svojim termodinamičkim svojstvima blizak je amonijaku. Pritisci kondenzacije su, za uobičajene temperature, oko 1, 6 puta viši od onih za R12. R22 se primenjuje u brodskim uređajima đajima za hlađenje hlađ enje,, u klimatizaciji klima tizaciji i svuda gde se traži kompaktnija rashladna instalacija. Amonijak (R717) je veoma značajan rashladni fluid. Pri atmosferskom pritisku ključa na -33,4°C. Amonijak u tečnom stanju je bezbojan, a njegova para ima veoma nadražujući i prodoran miris. On
je zapa za paljiv ljiv i u većim konce ko ncentr ntrac acija ijama ma eks ploziv plo zivan an.. K ritična rit ična temper tem peratur aturaa amon a monijak ijakaa je +132 +1 32,4°C, ,4°C, kriti kr itični čni pritisak prit isak 11 112, 2,88 bar, a temperatura smrzavanja -78°C. Osim toga, amonijak je rastvorljiv u vodi, ne meša se sa uljima za podmazivanje i nagriza bakar. Zbog Zbo g velik ve likih ih vred vr edno nosti sti toplote toplo te isparavanja, ovaj rashladni fluid se koristi u velikim kompresorskim instalacijama induindustrijskog tipa. Osim ovih rashladnih fluida, ređe se koriste i ugljen-dioksid, metan, etan, pro pan, pa n, vazduh vaz duh,, vo voda da i dr. M og ogućno ućnost st njihonjih ove šire upotrebe, zbog problema sa zaštitom čovekove čovekove okoline, sve intenzivn inten zivnije ije se proučava. prou čava.
7.2.3. 7.2.3. OZNAČ AVANJE RASHLADNIH FLUIDA Pojava freona je prouzrokovala uvođenje sistema označavanja koji je potom proširen i na sve druge rashladne fluide. Time Time su obezbeđene jasnoća jasno ća i jednoobrajednoobra znost njihovog označavanja, čime su prevaziđeni problemi šarolikosti trgovačkih naziva, i omogućeno da se po utvrđenom postup pos tupku ku n a os osno novu vu oz ozna nake ke repro rep rodu duku kuje je hemijski sastav rashladnog rashladno g fluida fluida.. Freoni, po svom hemijskom sastavu, pred pr edst stav avlja ljaju ju ha halo loge gene ne su sups pstit tituc ucio ione ne derivate rivate parafinskih parafinskih ugljovodonika ugljovodonika - metana (CH4) (CH4) i etana eta na (C 2H6). Supstitucija podrazumeva zamenu nekih ili svih atoma vodonika sa odgovarajućim brojem atoma fluora (F), (F), hlora (Cl) ili broma (Br). (Br). Opšta form for m ula par p araf afin inaa je CK CKH H 2K+2. Zam en enom om atoma vodonika atomima fluora i hlora dobija se se jedinje jed injenje nje sa opštom formulom: C K„ H 1.F m C1n ,’
(7.1 (7 .1))7 v 215 215
Pri čemu mora da bude zadovoljen uslov:
va i iz kartera kompresora, zaptivanje pro p rost sto o ra izm iz m eđu eđ u pare pa re rash ra sh lad la d n o g flu fluida ida visokog i niskog pritiska, redukovanje 2K + 2. (7.2) 1+ m+ n — 2K bu k e k o ju g e n er išu iš u p o k re tn i delov de lovii u Imajući sve ovo u vidu, opšta formula kompresoru, prevencija korozije i dr. Svojza označavanje o značavanje freona je: stva koja treba da zadovolji ulje za podmazivanje rashladnih kompresora, ima(7.3) R - ( K - \ ) ( l + \ ) m , ju ći u v idu id u da o n o d o lazi la zi u k o n tak ta k t sa s tim što broj atoma hlora dobija prema rashladnim rashladn im fluidom, jesu: je d n a čin či n i (7.2 (7 .2). ). Tako Ta ko,, n a p rim ri m er, er , R -12 -1 2 - da sadrže sadrže što što manje vlage, vlage, znači da je (K - 1) = 0, (1 (1 + 1) = 1 i - da kiselost ulja bude bud e što manja m anja zbo zbog m = 2, odn osno da je K = 1,1 = 0. Iz forformogućeg korozionog dejstva, mule (7.2) sledi da je n = 2 pa hemijska - što n iža taČ taČ ka zamu ćivanja (iz (izdvaformula za freon 12 glasi: ja n ja voska vo ska), ), CF 2C12. (7.4) - što što viša tačka tačka paljenja, paljenja, Ako jedinjenje sadrži i atome broma, - što n iža tačka stinjava nja zbog ni nidodaje se slovo B i broj odgovarajućih skih temperatu temp eratura ra u poje p ojedin din im delo delov viatoma (na primer prim er R-13B1). R-13B1). ma instalacije. Brojevima od 400 do 500 označavaju Veoma bitna osobina ulja je i njegova se razne smeše a brojevima od 500 do 600 označavaju označavaju se azeotropne azeotropne smeše - smeše smeše rastvorljivost u rashladnim fluidima. Ona čiji se sastav parne i tečne faze, na datom zavisi od vrste rashladnog fluida i od ve pri p riti tisk sk u , pri pr i p ro m e n i faza fa za n e razl ra zlik iku u je ličine pritiska i temperature. Većina freona fre ona odlično rastvara rastv ara ulje, što (npr. R-502). Neo N eorg rgan ansk skaa jed je d inje in jen n ja koja ko ja se koriste kor iste može da izazove niz problema. Kada se kao rashladni fluidi označavaju se brojem uključi kompresor, naglo se snižava pritisak u karteru, što izaziva burno isparava700 i višim brojevima. N a primer: primer: nje rashladn ra shladnog og fluida iz ulja i penjenj pen jenjee ul ulja. R-702 R-702 - vodonik vodonik Na N a taj način na čin ulje ul je biva bi va p o vučen vu čeno o k a konkonR-717 R-717 - amonijak amonijak denzatoru ili, čak, ka isparivaču, usled R-71 R-718 8 - voda voda čega bi bilo ugroženo pravilno podmaziR-728 —azot vanje kompresora i znatno smanjeni koeficijenti prolaza toplote usled taloženja R-744 - ugljen-di ugljen-dioksi oksid. d. ulja na zidovima kondenzatora i isparivača. vača. D a bi se ova o va pojav po javaa sprečila spr ečila ili um umanjili njeni efekti, preduzima se nekoliko 7.3. U LJE U RASHLAD NIM mera. Najefikasnija mera je postavljanje U R EĐ E Đ A JI JI M A odvajača ulja n a potisu kompresora kom presora iz koUlje je sredstvo sredstvo za podmazivanje podm azivanje komprekompre- ga se ulje automatski vraća u karter kom pr esor ora. a. O sim si m toga to ga,, u v e ćim freon fr eonski skim m sora čija čija je osnovna osnov na uloga da trenje i haha- pres ban b anje je izm iz m eđu eđ u pokr po kret etni nih h čvrstih čvrs tih povr po vršin šinaa kompresorima ugrađuje se električni gresvede na najmanju moguću meru. Osim jač ja č ulja ul ja u karter kar teru, u, koji ko ji služi slu ži za z a isparava isp aravanje nje ove primarne uloge, ulje ima i niz sekun- freona iz ulja pre starta kompresora i na darnih darn ih uloga: uloga: odvođenje odvođ enje toplote od ležaj ležajee- taj način sprečava penjenje ulja pri startu. 216
Pored red ovih mera, m era, neop neophod hodno no je voditi ra- sa gornje strane glavnog i obilazncg obilaznc g voda čuna i o praviln pra vilnom om izbom izbo m brzina brz ina stmj s tmjanja anja sprečavaju vraćanje ulja u isparivač (R). rashladnog fluida, kao i o odgovarajućim Ovakav princip koristi se i u potisnim vokonstmkcionim merama za vraćanje ulja dovima ako iza kompresora nema odvau kompresor. U tom cilju se horizontalni jača ja ča ulja. cevo cevovo vodi di postavljaj posta vljajuu sa nagibom na gibom od % u Amonijak se ne rastvara i ne meša sa prav pravcu cu stm st m janj ja nja, a, a brz b rzin inaa pare pa re u uusi sisn snim im i uljima pa je u amonijačne instalacije instalacije ne potisnim u sp spoo n sk skim im vo vodo dovi vim m a m ora or a da ophodno postaviti odvajač ulja iza komobe bezb zbed edii ,,povlačenje“ ,,pov lačenje“ ulja ka k a kompreso- presora pre sora.. Pošt P oštoo od odva vajači jači ulja ul ja nis n isuu apso a psolut lutni ni ru. Dodatni problemi nastaju ako je za odvajači, odvajači, mala količina ulja ipak prođe do vert ve rtik ikal alni ni usp uspons onski ki vod v od vezano vez ano više v iše kom- drugih elemenata instalacije (resiver, (resiver, kon pres presor oraa ili jed je d a n više vi šeci cilin lindr drični ični kompre kom pre-- denzator...). Oni na dnu imaju male susor. Pošto se u takvim slučajevima ka- dove u kojima se skuplja ulje, koje je teže pacitet pacitetii reg re g uliš ul išuu isk is k lju lj u čen čenje jem m p o jed je d inih in ih od amonijaka, i iz kojih se ono povremekompresora ili cilindara, pri malim ras- no ispušta pomoću, za to predviđenih, hladn ladnim im kap kapacite acitetima tima brzin br zinaa pare u usponuspo n- ventila. skom vodu može da padne p adne ispod minimalm inimalManji klipni kompresori podmazuju podmaz uju se ne vrednosti koja obezbeđuje povlačenje bućkan jem.. Ulje Ul je po podm dmaz azuj ujee po pokr kret etne ne deulja. U tom slučaju se usponski cevovod bućkanjem love pod dejstvom gravitacije, gravitacije, pošto je zadeli na dva dela: glavni (G) i obilazni (O) love (si. 7.3). Pri najmanjem rashladnom ka- hvaćeno kašikom koja se nalazi u pro pac pacit iteetu, tu, na dn dnuu glavnog glav nog usp usponsk onskog og voda dužetku klipnjače. Pošto nema transporta (veći prečnik) stvara se uljni čep (zbog ulja pomoću posebnih vodova pod prifiltrira no samo spoljnedovoljne brzine pare), a u obilaznom tiskom, ono može biti filtrirano usponskom vodu (manjeg prečnika) brzi- nim sredstvima. Veći kompresori podmana pare će biti dovoljna za povlačenje zuju se prinudnom cirkulacijom ulja pod p riti tisk skom om kro kr o z k a n a le u v rati ra tilu lu i klip kl ip-ulja. Kada rashladni kapacitet poraste, pri pa para probija prob ija uljn ul jnii čep i usp uspost ostav avlja lja cirkucirku - njačama. Pritisak i cirkulacija ulja ostvalaciju kroz glavni usponski vod. Lukovi ruju se pomoću klipne, zupčaste ili rotacione pumpe za ulje koja dobija pogo pogonn od vratila kompresora. Pre ulaska u uljnu pumpu pum pu ulje prolaz pro lazii kroz kro z filtar fil tar u ko kome me se zadržava eventualn eve ntualnaa neč nečistoć istoća. a. 1
7.4. PR INC IPIJEL N A ŠEMA RASHLAD NIH MA ŠINA SA SA DVOSTEPENIM SABIJANJEM
57. 7.3. 7.3. —Dvostru —Dvostruki ki usponski uspon ski usisni usis ni cevovod
Kada je odnos pritisaka kondenzacije kondenza cije i isis para pa rava vanj njaa ve velik liki,i, od odno nosn snoo ka kada da je ve velik likaa razlika odgovarajućih odgovarajućih temperatura, koeficijent hlađenja poboljšava se uvođenjem višestepenog sabijanja sa međuhlađenjem. njem. Principijelna P rincipijelna šema rashladnog ure217
Kd
Sl. Sl. 7.4. 7.4. —Sema —Sema i T-s dijagram dvostepene rashladne rashla dne mašine sa međuhlađenjem međuhla đenjem i prehlađiva preh lađivanjem njem
đaja sa dvostepenim sabijanjem i odgoT-ss dijagramu dati su na varajući proces u Tslici 7.4. Proces se odvija tako što suvu paru iz isparivača (R) stanja (1) usisava kompresor niskog pritiska (KpNP) i sabija je sa priti pr itisk skaa ispa is para rava vanj njaa (pQ) na međupritisak (pm) do stanja stan ja (2). (2). U međuhladnjaku međ uhladnjaku (MH) preg pr egre reja jana na para pa ra rashl ras hlad adno nog g fluida flui da izobarizob arski se ohladi do temperature temperat ure vode za hlađenje - (TpH (TpH) - teorijski, teorijski, odnosno od nosno da stanja (3). (3). Ovu O vu paru usisava kompresor visokog pritis pri tiska ka (KpVP) (KpV P) i sabija sab ija je do pritiska prit iska konkon denzacije (p ) - stanje (4). (4). U kondenzatoru (Kd) para stanja (4) se hladi pa kondenzu je do stan st anja ja (5) na donjoj don joj grani gra ničnoj čnoj krivoj. Tečnost rashladn og fluida stanja stan ja (5) u preh pr ehla lađi điva vaču ču (PH) teorij teo rijsk skii se ohladi ohla di do stanja (6), da bi posle prigušivanja u prigušnom ventilu (PV) na pritisak isparavanja (p Q) ušla u ispariv isp arivač ač (R) sa stanje sta njem m (7) i u njemu isparila do stanja (1). Kako šrafirana površina (2-3-4-2') predstavlja uštedu u utrošenom radu u odnosu na ciklus u kome bi sabijanje bilo u jednom stepenu ( 1 -2 '), jasno je da dvoste pe p e n o s a b ija ij a n je p o ve ćava ćav a k o e fic fi c ije ij e n t hlađenja (s). Osim toga, temperatura na kraju procesa sabijanja u kompresoru vi218
sokog pritiska pritisk a - tačka (4), (4), znatn zn atno o je niža od tempera tem perature ture koja koj a bi se dobila dob ila jed jedno nost stee penim pe nim sabija sab ijanj njem em - tačka ta čka (4'), (4 '), što je veoma važno sa stanovišta podmazivanja kompresora. Međup Me đupritis ritisak ak se bira bi ra tako tak o da odnos odno s pr pritisaka sabijanja za oba kompresora bude isti, isti, što znači zna či da je:
odakle sledi da se r p in računa kao: kao: Pm=s/p-Po-
(7.6)
7.5. STVARNI PR O C ES I U KOMPRESORU 7.5.1. STVARNI RAD KOMPRESORA. INDIKATORSKI DIJAGRAM U teorijskim razmatranjima termodinamičkih ciklusa rashladnih uređaja najčešće se podrazumeva da je kompresor idealan. U stvarnosti to nije tako, pa je pri prou pr oučav čavan anju ju rada ra da samog sam og kompresora
DMT DMT
neophodno uzeti u obzir i gubitke koji se tanja klipa (K) ulevo (smanjenje zaprem javljaju javlj aju pri njeg nj egov ovom om realn re alnom om radu rad u (tre- ine i povišenje pritiska). Posle ovoga sanje, otpor strujanju pare kroz ventile i bija bi janj njaa otvar otv araa se po potis tisni ni ve vent ntil il (PV) (PV ) i nakanale, nesavršenost zaptivanja između staje proces istiskivanja pregrejane pare klipa i cilindra...)- Usled ovih gubitaka ra- rashladnog fluida (I) na pritisku istiskiKa da klip dođe do gornje mrtve shladni kapacitet, odnosno stvarno usisa- vanja (p'). Kada na količina pare rashladnog fluida, biće tačke (GMT) i pođe udesno (povećanje za pr emine ine i sn sniž ižen enje je pritisk pri tiska), a), prvo pr vo se širi manja od one koju bi kompresor usisao prem zaostala para (Š), sve dok pritisak ne pakada tih gubitaka ne bi bilo. pritisk a usis u sisav avan anja ja (p ^). Tada se Za detaljnu analizu stvarnog rada ko- dne do pritiska mpresora neophodno je snimiti indika- otvara usisni ventil i počinje proces usisatorski dijagram. On predstavlja izmerenu vanja (U) koji traje dok klip ne dođe u zavisnost pritiska koji vlada u cilindru od donju mrtvu tačku (DMT). promene zapr za prem emin inee us uslov lovlje ljene ne kret kr etan anje jem m klipa od donje do gornje mrtve tačke i 7.5.2. KOEFICIJENTISPORUKE obratno. Karakterističan indikatorski di jagra jag ram m sa p a rale ra leln lnim im šem še m atsk at skim im prik pr ikaa- Veličina Veličina koja uzima u obzir o bzir već pomenute zom odgovarajućeg cilindra predstavljen nedostatke realnog rea lnog kompresora kompresor a i koja pred je na n a slici slic i 7.5. K riva ri va (s) pred pr edsta stavlj vljaa krivu kr ivu stavlja jednu jed nu od najvažnijih najva žnijih karakteristika sabijanja pare rashladnog fluida usled kre- svakog kompresora jeste koeficijent is219
poru po ruke ke (A.). Po de defi finn icij ic iji,i, k oe oefi ficc ijen ij entt is poruk po rukee ko kom m pres pr esor oraa jes j este te od odno noss mase ma seno nogg prot pr otok okaa par p aree rash ra shla ladn dnog og fluida flu ida ko koju ju kom k om- pres pr esor or stva st varn rnoo poti p otisku skuje je,, prem pr emaa mas m asen enom om prot pr otok okuu ko koji ji bi os ostva tvario rio teorijs teo rijski ki kompre kom pre-sor (bez gubitaka) iste sekundarne za prem pr emin ine, e, pri pr i isto is tom m stan st anju ju rash ra shlad ladno nogg fluida na usisu i potisu. On može da se odredi iz formule koja sledi neposredno iz definicije i koja glasi: glasi: X =
G r f ' V-^ K
(7.7) (7.7)
gde su: rashladnog fluida fluida G r f - maseni protok rashladnog [kg/s]; vppp - specifična zapremina vp zaprem ina rashladnog fluida na usisu [m 3/kg]; V„ - sekundna zapremina z apremina kompres kompresora ora [m3/s],
nja ,,sveže“ pare ne može da počne dok pritis pr itisak ak zaost za ostale ale pare par e ne op opad adne ne do prititiska usisavanja. N a taj na način čin zaosta za ostala la pa para ispunjava deo sekundne zapremine cilindra (C,) i smanjuje raspoloživu zapreminu za usisavanje usisava nje pare iz isparivač isparivača. a. - Sa dijagrama dijagrama na slici 7.5 vidi se daj dajee pri p riti tisa sakk u sisa si savv a n ja (p'0) niži od pritiska koji vlada u isparivaču (p0). Razliku ovih pri p riti tisa saka ka uz uzro roku kuje je p rig ri g u šiv ši v a n je pa pare re na usisnom ventilu, usled čega nastaje gu bitak bit ak ko koris risne ne zapr za prem emin inee cilin ci lindr dra. a. Taj Taj gu bita bi takk j e predst pre dstavl avlje jenn ve veli ličin činom om (C2 (C 2), koja koja,, u stvari, ozna o značava čava deo zapre za premi mine ne koju k oju kl klip mora mo ra da pređe pređ e dok d ok ne n e dođe d ođe do prit p ritisk iskaa (p (p0) i početka procesa sabijanja. - Gubitak Gubitak usled zagreva nja uzima u obzir zapreminske zap reminske gubitke u cilindru koji nastaju kao posleđica zagrevanja i širenja hladne pare rashladnog fluida od vmćih zidova cilindra. - Poslednja gm pa zaprem inskih gu gu bita bi taka ka ob obuh uhvv aćeni aće nihh k o e fic fi c ije ij e n tom to m ispoisporuke jesu je su gubici usled proticanja. proti canja. On Onii obu obuhvataju gubitke pare rashladnog fluida usled nesavršenosti zaptivanja između klipa i cilindra i usled nehermetičnog zatvaranja usisnih i potisnih ventila.
Sekundna zapremina kompresora je, u stvari, stvari, proizvod proizvo d broja obrtaja i ukupne za prem pr emin inee ko koju ju preb pr ebriš rišuu klipov kli povii svih cilin ci lin-dara krećući se od donje do gornje mrtve tačke. Koeficijent isporuke obuhvata četiri vrste gubitaka u kompresoru, i to: - gubitak gubitak usled štetnog prost prostora, ora, - gubitak usled usled prigušivanja pri usisausisavanju, 7.5.3. 7.5.3. STEPEN KORISNOS KOR ISNOSTI, TI, - gubitak gubitak usle usledd zagrevanja zagrevanja i INDIKATORSKAI EFEKTIVNA EFEKTIVNA - gubitak gubitak usled usled proticanj proticanja. a. SNAGA. IZBOR POGONSKOG - Gubitak usled usled štetnog prostora uzima MOTORA u obzir činjenicu da klip pri kretanju kroz cilindar dolazi najdalje do gornje mrtve Efektivni stepen korisnosti (koeficijent tačke (sl. 7.5). Neiskorišćeni prostor iz- korisnog dejstva - r)e r)e) kompreso ko mpresora ra je, po među čela klipa i kraja (vrha) cilindra na- definiciji, odnos rada utrošenog na sabiziva se štetni prostor (ŠP). Veličina ovog ja j a n je 1 kg rashladnog fluida na vratilu pro p rost stoo ra k reće re će se u g ran ra n ica ic a m a od 4 do idealnog i stvarnog kompresora. Ovaj po10% 10 % sekundne sekund ne zapremine zapre mine cilindra cilindr a (Vs) (Vs). U datak je veoma značajan zn ačajan jer je r pokazuje pokazu je odštetnom prostoru zaostane izvesna količi- stupanje stvarno potrebne snage na vrana pare visokog pritiska. pritiska. Ova para se, ka- tilu kompresora u odnosu na potrebnu da klip pođe udesno, ud esno, širi i proces proces usisava- snagu za pogon idealnog kompresora. kom presora. Pri Pri 220 220
tome (r|e) može da se prikaže i kao proPoslednja stavka u proračunu rashizvod indikatorskog (ri,) i mehaničkog ladnog kompresora je izbor pogonskog (T|m) koef ko efic icije ijent ntaa kori ko risn snog og dejstva. dejs tva. Prvi motora. Ako se pogon kompresora ostgovori o odnosu odno su radova ra dova potreb p otrebnih nih za z a sabi- varuje kaišnim prenosom, onda se pri janje janje rashlad rash ladno nogg fluida flui da u ide i deal alno nom m i stvar- određivanju potrebne snage pogonskog m oraju uzeti u obzir ob zir i gubici u prenom nom kom presor pre soru, u, a (r|m (r |m)) uzima uzim a u obzir motora moraju mehanič mehaničke ke gubitke usled tren t renja ja u kompre- nosu. Taj gubitak se obuhvata koeficijentom korisnog dejstva prenosnika 0 l PR) sora. koji uobičajeno iznosi od 0,95 do 0,98. Veoma bitne veličine koje ukazuju na Na taj način, na čin, snag sn agaa elek el ektr trom omot otor oraa za efikasnost rada kompresora za rashladni po gonn k om p reso re sora ra b ira ir a se n a o snov sn ovuu uređaj su i indikatorska ( P ) i efektivna pogo (Pm (P m) - kod pogona sa kaišnim kaišnim prenosom (Pe) snaga. Indikatorska snaga može se ili na osnovu (Pe) - za direkt direktan an pogon izračunati kao proizvod sekundne za- elektromotorom, s tim što se ove vredno premine premine (F ( F s) i sred sr ednj njeg eg indika ind ikato torsk rskog og prip ri- sti uvećavaju za 15 - 20%, što predstavlja pred stavlja tiska (p{) koji se dobija iz indikatorskog rezervu u slučaju preopterećenja. dijagrama: P r vs-P s-Pi-
o7-8)
Efektivna snaga je u suštini efektivno potrebna snag sn agaa za pogo po gonn komp ko mpre reso sora ra na njegov njegovom om vratilu. Ona On a predstavlja predsta vlja zbir indikatorske snage i snage potrebne za savlađivanje trenja u kompresoru. Ako je poznat poznat meh m ehan anički ički stepe ste penn koris ko risno nosti, sti, efekefe ktivna snaga može da se dobije i kao: n = — ■
(7-9)
PITA N JA 1.
K a k o se se d e l e r a s h l a d n a p o s t r o j e n j a ?
2.
K a k o ra ra d i n a j j e d n o s t a v n i j i a p s o r p c i o n i u r e đ a j ?
3.
P o k o j im i m s e k r i t e r ij i j u m i m a b i r a j u r a s h l a d n i f lu lu i d i ?
4.
K o j e su s u p re r e d n o s ti t i i m a n e r a sh s h l a d n i h fl f l u id i d a k o ji ji s e n a j č e š će ć e u p o t re r e b l ja j a v a j u u r a s h l a d n i m u r e đ a j im im a ?
5.
K a k o s e o z n a č a v a j u f re re o n i ?
6.
K a k o s e o b e z b e đ u j e p o v r a ta ta k u l j a u k o m p r e s o r e f re r e o n s k i h i a m o n i ja ja č n i h r a s h l a d n i h u r e đ a j a ?
7.
K a k o ra r a d e r a sh s h l a d n i u r e đ a j i s a d v o s te t e p e n i m s a b ii j a n j e m ?
8.
Š t a j e k o e f i c i j e n t i sp s p o r u k e k o m p r e s o r a (o (o b j a s n i t i u z p o m o ć i n d i k a to t o r s k o g d i ja ja g r a m a ) ?
221
8. SA SAST STAV AVNI NI ELEMENTI ELEMENTI RASHLA RASHLADNI DNIH H POSTROJENJA
Osnovn Osn ovnii elementi elemen ti koji koji čine kompresorsko kompresorsko rashladno postrojenje su: kompresor, kondenzator, isparivač i prigušni ventil, kao i cevovodi koji povezuju ove elemente. Kompresor sabije paru rashladnog fluida koja dolazi iz isparivača sa pritiska isparavanja na pritisak kondenzacije. U kondenzatoru, koji predstavlja razmenjivač toplote, ova pregrejana para rashladnog fluida hladi se i kondenzuje (često i prehlađuje) na račun zagrevanja medijuma za hlađenje kondenzatora (vazduh, voda). Dobijena Dobijen a tečnost rashladnog fluida potom potom se prigušuje u prigušnom ventilu do pritiska isparavanja i odlazi u isparivač (razmenjivač toplote) gde isparava oduzimajući toplotu od hlađenog objekta. Kompresor ponovo usisava tako stvorenu paru pa ru rash ra shla ladn dnog og fluid flu idaa i ciklu ci kluss se pona po na-vlja. Osim ovih osnovnih elemenata, rashladnu instalaciju čine i pomoćni aparati (odvajači tečnosti, resiveri, prehlađivači, međuhladnjaci, odvajači ulja...) i odgovarajuća rajuća armatura arm atura (zaustavni ve ntili i ventili ventili sigurnosti, manometri...). Pomoćni aparati služe da povećaju ekonomičnost, odnosno da smanje potrošnju energije rashladnog postrojenja, kao i da obezbede njegov trajan i siguran rad.
222
8.1. KOMPRESORI U rashladnim uređajima sa mehaničkom kompresijom najčešće se koriste sledeći tipovi kompresora: - klip klipni ni,, - rota rotacio cioni ni,, - vijč vijčani i - turbo turbokompr kompresor esori. i. 8.1.1. KLIPNIKOMPRESORI Klipni kompresori su najrasprostranjenija vrsta kompresora. Proizvode se za veoma široku oblast obla st rashladnih rashla dnih kapaciteta, kapac iteta, i to to od od oko 100 W (za frižidere za domaćinstva) do 1000 kW i više (za industrijske rashladne uređaje). Ova vrsta kompresora ima niz prednosti u odnosu na ostale kom presore. preso re. Oni On i mogu mo gu da d a sav s avlad ladaju aju veli v eliki ki ste ste p /p 0 = 100), odlikuju pen pe n sabi sa bija janja nja (/ do p/p se visokim brojem obrtaja i kompaktnošću konstrukcije. Veoma razvijena tehnologija proizvodnje i velike serije obezbeđuju relativno nisku cen c enu u ovih kom kom presora pre sora i njih nj ihov ovih ih reze re zerv rvni nih h delov de lova, a, kao i lako održavanje. Najznačajniji nedostaci u odnosu na druge tipove kompresora su veliki broj pokretnih delova izloženih ha banju ba nju,, što im sman sm anju juje je vek ve k traja tra janj nja, a, kao i velika osetljivost na „tečni udar“.
Karakteristične konstrukcione osobine dipnih kompresora su, između ostalog, jovezane i sa vrsto vr stom m rash ra shlad ladno nog g fluida flui da sa cojim jim komp ko mpreso resorr radi. Iz tog razlog ra zlogaa se za svaki kompresor obavezno napominje sa cojim je rashladn rash ladnim im fluidom predviđen predviđ en da radi. Kompresori mogu imati jedan cilindarili više (do 16) cilindara, raspoređenih u obliku slova V, W ili radijalno. Svaki cilindar ima svoj usisni i potisni ventil. Ovi ventili se nalaze na ventilskoj ploči koja je kod malih i srednjih kompresora, pomoć pomoću u zavr za vrtan tanja ja,, zaje za jedn dno o sa poklo po klopc pcem em cilindra, pričvršćena za sam cilindar. Kod kompresora velikih rashladnih kapaciteta između ventilske ploče i cilindra postoje jak jake opruge opr uge.. N jih ova ov a uloga ulo ga je da, u slučaju „tečnog udara“, pri naglom porastu pritiska pritiska p o tisk ti sk iva iv a n ja obez ob ezbe bede de odiz od izan anje je
ventilske ploče i tako spreče havariju kom presora. pres ora. Prema načinu pogona, kompresori se dele na kompresore otvorenog i zatvorenog tipa. Otvoreni kompresori su oni čiji se sam kompresor i pogonski elektromotor ne nalaze u istom kućištu, već su razdvojeni (sl. 8.1). Pogon ovog tipa kompresora ostvaruje se ili direktnom vezom vratila elektromotora i vratila kompresora pomoću spojnice ili kaišnog prenosnika. Pošto Pošto vratilo vratilo kompresora komp resora izlazi izlazi van njegovog kućišta, posebna pažnja se mora posvetiti zaptivanju, kako para rashladnog fluida ne bi isticala van kompresora. U tu svrhu se koriste specijalne zaptivače. Do bra br a stra s trana na ove ov e kons ko nstru trukc kcije ije kom ko m pres pr esor oraa j e
223
Sl. 8.2. — Spoljašnji Spoljašnji izgled i presek hermetičkog kompres kompresora ora zatvorenog tipa tipa
ta što ona obezbeđuje sigurnost u pogonu i omogućava lak pristup i jednostav jedn ostav nu zamenu me nu kom presora ili elektromotora u sluslučaju kvara. Kompresor Kom presor i elektromotor kompresora zatvorenog tipa nalaze se u zajedničkom kućištu. Ako je kućište zavareno, to je hermetički (sl. 8.2), a ako je zatvoreno zatv oreno zavrtnjima vrtnjim a - poluhermetički poluhermetički (sl. (sl. 8.3) 8.3) komkom-
57.
224
presor. Kod Ko d oba tipa tip a zatv za tvor oren enog og kompreresora vratilo kompresora i elektromotoraje zajedničko i ne izlazi van kompresora, pa nema ne ma potrebe potreb e za z a zapti z aptivačem vačem.. Tako Ta ko se sm smanjuje mogućnost mo gućnost istican istic anja ja rash r ashladn ladnog og fluida iz kompresora. Danas se kompresori malih kapaciteta (za kućne frižidere i zamrzivače) proizvode isključivo kao hermetički, jer sadrže malu količinu rashladnog fluida pa svako isticanje značajno utiče na rad instalacije. Nedostatak takve konstrukcije (u odnosu na poluhermetičku) jest je stee taj što su even ev entu tual alne ne interv int erven enci cije je na kompresoru ili elektromotoru moguće samo ako se kućište iseče.
8.3. 8.3. - Presek poluhermetičkog kompresora kompresora zatvorenog tipa
Važna karakteristika klipnih kompresora je mogućnost rada sa visokim brojevima obrtaja (do 3600 o/min), čime se znatno smanjuje zapremina cilindara, kao i veličina veličina celog c elog kompresora. kompr esora. Rashladni kompresor, odnosno njegov rash rashla ladn dnii kapacitet, kapac itet, bira bir a se na osno osnovu vu najvećeg toplotnog opterećenja rashladne instalacije koje može da nastane u normalnom pogonu. Pošto se toplotno opterećenje u toku eksploatacije menja, i često je man m anje je od inst in stal alis isan anog og rash ra shla ladn dnog og ka paciteta, paciteta, efik ef ikas asan an i pravi pra vila lann rad r ad instal ins talaci acije je moguć je samo ako je kapacitet kompresora dobro regulisan. reg ulisan. Dobra regulacija podrazumeva što elastičnije prilagođavanje rashladnog kapaciteta kompresora trenutnom toplotnom opterećenju, što se postiž tiže na jedan jed an od sledećih slede ćih načina: - zaustavljanjem i puštanjem u rad kompresora u zavisnosti od temperature ili pritiska isparavanja, pri čemu se ove veličine održavaju u dozvoljenim granicama. Ovaj način regulisanja primenjuje se kod uređaja uređ aja malih m alih i srednjih sred njih kapaciteta; - prigušivanjem pare rashladnog rashladnog flui flui-da na usisu usis u kompresora, kompre sora, najčešće najčešće pomoć pom oćuu ventila za održavanje konstantnog pritiska u isparivaču. Mada je to neekonomičan način, on omogućava održavanje temperature isparavanja u uskim granicama; - vraćanjem vraćanjem jednog jedn og dela dela pare pare rashlad rashlad-nog fluida sa potisa na usis kompresora pomoću sp spec ecija ijaln lnog og ve ventil ntila. a. To je neekonee konomičan ali jednostavan način regulacije koji se koristi kod kompresora komerci jaln ja lnog og tipa; - promenom promeno m veličine veličine dodatnog šteštetnog prostora, čime se menja koeficijent isporuke 1, kao i trenutni rashladni kapacitet kompresora. To je efikasan i ekono-
mičan način regulacije, ali se retko primenjuje jer je ovakva konstrukcija kom plik pl ikov ovan anaa i skupa; - odizanjem usisnih ventila, ručno ručno ili ili elektromagnetnim elektrom agnetnim ventilima, usisana para se vraća u usisni prostor. Tako se odgovarajući cilindri isključuju iz rada i smanjuje se rashladni kapacitet kompresora; - promenom broja broja obrtaja obrtaja kompresora kompresora pom po m oću m e n jan ja n ja b roja ro ja o b rta rt a ja p og ogon on-skog motora, čime se postiže najekonomičnije regulisanje rashladnog kapaciteta kompresora. 8.1.2. 8.1.2. ROTACIONI KOMPRESO KOM PRESORI RI Rotacioni kompresori se najčešće koriste kao kompresori niskog pritiska u dvoste penim pe nim rash ra shla ladn dnim im insta ins talac lacija ijam m a. Pogo Po godn dnii za velike sekundne zapremine (do oko 1,5 m3/s) i umerene razlike pritisaka. Ima ju male ma le gab gabari arite, te, malu ma lu teži te žinu nu i ve veom omaa su pouz po uzda dani ni.. O sn snov ovni ni ne nedo dosta staci ci su ko komp mplilikovana i skupa izrada i problemi sa zaptivanjem između delova radne zapremine u kojima vlada visok i nizak pritisak. Naj po p o z n atij at ijaa su dv dvaa tip ti p a r o tac ta c ion io n ih ko kom m presora: preso ra: - kompresori sa obrtnim kotrljajuć kotrljajućim im klipom i - kompresori kompresori sa obrtnim klipom klipom i krilkrilcima. - Šema rotacionog kompresora sa sa obrtnim kotrljajućim klipom data je na slici 8.4. Klip (rotor) obrće se oko ekscentričnog vratila i istovremeno se kotrlja kotrlja po zidu zi du cili ci lind ndra ra.. Tako Tak o se form fo rm ira ir a rad ra d n a zapremina koju lopatica u zidu cilindra deli na dva dela. Kada se kreće rotor, deo zapremine ka potisnom ventilu se smanjuje, čime se pritisak povišava do pritiska potiskivanja i otvaranja potisnog ventila. U isto vreme povećava se usisni 225
Cilindar
Sl. Sl. 8.4. - Šem a kom presora sa obrtnim kotrljajućim kotrljajućim klipom
Sl. Sl. 8.5. 8.5. - Šem a kom presora sa o brtnim klipom i kril krilci cimi mi
deo radne žapremine u koju se usisava Ovi kompre ko mpresori sori imaju ima ju veom ve omaa mali ma li št štet para pa ra ras r ashl hlad adno nog g fluida. fluid a. Us Usisa isava vanj njee pres p restata- ni prostor a najveći problem je proticanje je j e ka da se d odir od irn n a ivic iv icaa izm iz m eđu eđ u klip kl ipaa i pare par e između izm eđu lopati lop atica ca i zidov zid ovaa cilin ci lindra dra,, ko kocilindra poklopi pok lopi se ivicom lopatice. lopatice. je vre vr e m e n o m rast ra stee zbog zb og h a b a n ja ivic ivicaa Ovi kompresori praktično nem aju štet- lopatica. Ovaj problem se donekle ublani prostor, a za male razlike pritiska kon- žava ubrizgavanjem ulja u cilindar koje denzacije denzac ije i isparavanja isparav anja imaju dobre koefikoefi- smanjuje trenje i poboljšava zaptivacijente isporuke. Ako su razlike između nje. Kompresori sa krilcima nemaju usiovih pritisaka veće, para počinje da pretipreti- sne i potisne ventile, kompaktni su i miče iz oblasti sa visokim u oblast sa niskim rno rade. rade. pritiskom pritis kom,, što se delimično delim ično rešava intenzi inte nzivvnim podmazivanjem rotora i cilindra. cilindra. Kom pre p reso so ri sa o b rtn rt n im k o trlj tr ljaa jućim ju ćim k lipo li pom m mogu lako da se uravno teže pa p a rade sa velikim brojem obrtaja. Najveću teškoću pre p reds dsta tavl vlja ja zaht za htev ev z a fin fi n o m m ašin aš insk skom om obradom delova ovih kom presora čija čija površina vršin a mora mo ra ostati glatka i tokom eksploaeksploatacije. - Kompresori sa obrtnim obrtnim klipom i krilkrilcima (sl. 8.5) imaju rotor (obrtni klip) u čijim se žlebovima nalaze pokretna „krilca“ (lopatice). Prilikom obrtanja rotora, usled centrifugalne sile, lopatice naležu na zid cilindra postavljen ekscentrično u odnosu odno su na osu rotora. rotora. Dve susedne loptice obrazuju radnu zapreminu koja se menja od najveće (V{) do najmanje (V2) pa se sa smanjenjem te zapremine odvija proces sabijanja pare rashladnog fluida. 226
8.1. 8.1.3. 3. VIJČ ANI KOMPRESORI
vijčanih kompresora prikazan je na slici toku obrtanja rotora linija dodira dodira 8 .6 . U toku Vijčani kompresori su dobili naziv po rosvakog para pera i žleba pomera se od torima koji liče na vijke. Jedan rotor ima usisa ka potisu. Ako se posmatra samo pe pera a drugi drug i žlebo žle bove ve.. Ovi rotori roto ri se obrću ob rću u je d a n k a n a l k o ji zaje za jed d no sa kućišt ku ćištem em zajedničkom kućištu na čijim krajevima se nalaze usisni usisn i i potisni potisn i otvor o tvor (nem a usi- obrazuje deo radne zapremine, videće se snih i potisnih ventila). Princip rada da se zapremina tog kanala smanjuje sve dok ne dođe do potisnog otvora kada počinj po činjee istisk ist iskiv ivan anje je pare. Ovi kompresori omogućavaju regulaciju rashladnog kapaciteta u širokim granicama. Nemaju štetni prostor, a volumetrijski gubici nastaju zbog preticanja pare pa re kroz kr oz zazo za zore re izmeđ izm eđu u rotor ro toraa i kućišta ku ćišta i između dva rotora. Ovi gubici su prihvatljivi pošto vijčani kompresori rade sa velikim brojem obrtaja (do 10 00 0 o/min), i pošto po što se u njih nj ih sve vrem vr emee ubriz ub rizga gava va ulje pod po d priti pr itisk skom om koje ko je obez ob ezbe beđu đuje je potre po trebn bno o zaptivanje. Važno je da ovi kompresori nisu osetljivi na tečni udar.
8.1.4. TURBOKOMPRESORI
es o r a 57. 8.6. —P r i n c i p r a d a v i j č a n i h k o m p r es
Kod centrifiigalnih turbokompresora (sl. 8.7) 8.7) pod dejstvom brzorotirajućih lopatica radnog kola i centrifugalnih sila, povećava se kinetička energija pare rashladnog fluida. Posle toga, pri prolasku kroz difuzor, jedan deo kinetičke energije pretvara se u pritisak. Ovi kompresori dobijaju pogon od parne ili gasne turbine, ili od elektromotora. elektromotora. Pri pogonu turbinom rashladni kapacitet se reguliše promenom broja obrtaja a pri pogo po gonu nu elektrom elek tromoto otorom rom - prom pr omen enom om ugla ugl a lopatica pretkola. Rashladni uređaji sa turbokompresorima najčešće se konstruišu kao agregatni uređaji u ređaji (u čiji čiji sastav ulaze kondenzator, isparivač isparivač,, pogonski pogons ki motor mo tor i ostali elementi).
227
Sl. 8. 7. —P r e s e k c e n t r i fu fu g a l n o g t u rb rb o k o m p r e so so r a
8.2. KONDENZATORI Kondenzatori su razmenjivači toplote u kojima pregrejana para rashladnog fluida (na visokom pritisku) odaje toplotu kondenzacije (Q), pri čemu se ona hladi, kondenzuje i obično malo prehladi. To plot pl otaa k o n de nza nz a cije ci je sasto sa stoji ji se od toplo top lote te hlađenja (Q0) [kJ/s [kJ/s = kW] koja se u jedin je diniici vremena oduzme hlađenom telu na isparivaču, i od toplote koja odgovara radu koji izvrši kompresor ( P ) - indi indika ka-torska snaga kompresora:
Q = Q0+ PiPi -
( 8. 1)
U zavisnosti od medijuma za hlađenje kondenzatora, oni se dele na: —va —vazd zduh uhom om hlađe hla đene ne kond ko nden enza zator tore, e, —vo —vodo dom m hlađe hla đene ne kond ko nden enza zato tore re i —ko —kond nden enza zato tore re hlađ hl ađen enee vodo vo dom m i vazvaz duhom. 228
8.2. 8.2.1. 1. VAZDUHOM VAZDUHOM HLAĐ ENI KONDENZATORI Vazduhom hlađeni kondenzatori imaju široku primenu u rashladnim uređajima je j e r vazd va zduh uhaa ima im a svuda, svu da, u neograničenim neograničenim količinama i on je besplatan. Osim toga, za manje rashladne uređaje ovaj tip kondenzatora je najjeftiniji i zahteva najniže troškove ugradnje. Vazduh može cirkulisati preko kondenzatora prirodnim putem ili prinudno (pomoću ventilatora). Prirodna cirkulaci ja j a vazd va zduh uhaa koris ko risti ti se kod ko d kond ko nden enza zator toraa u rashladnim uređajima najmanjih kapaciteta (kućni frižideri i zamrzivači). Njihova konstrukcija je jed nosta no stavn vnaa i sas sastoji se od cevne zmije sa rebrima od žice ili lima, na kojima se zagreva vazduh i tako zagrejan, prirodnim putem, struji naviše. Kod rashladnih uređaja većih kapaciteta, veća je i toplota kondenzacije koja treba
da se razmeni na kondenzatoru. Zbog to- zano je za sniženje pritisaka vazduha toga je neophodno da se pospeši razme- kom strujanja kroz kondenzator, kao i za na toplote između vazduha i rashladnog buku bu ku koj k ojaa tom t om prilik pri likom om nasta na staje je usle us led d rada ra da fluida, što se postiže uspostavljanjem pri- ventilatora i samog strujanja vazduha. nudnog strujanja vazduha preko kondenVazduhom hlađeni kondenzator sastozatora pomoću ventilatora. Veća brzina ji j i se od više vi še red re d o v a v e rtik rt ikaa lno ln o p o stav st av vazduha znači i veći koeficijent prelaza ljenih orebrenih cevnih zmija, međusobno toplote, odnosno manji i efikasniji kon- po v e za n ih k o lekt le kto o rim ri m a (sl. 8 . 8 ). Cevi denzator. Ograničenje brzine vazduha ve- freonskih rashladnih uređaja su od bakra a
S l. l. 8 . 8 . — V a z d u h o m h l a đ e n i k o n d e n z a t o r
229
rebra od aluminijumskog lima. Rebra torom. Tako je potrošnja energije potresu u obliku lamela i postavljaju se na 3 bne bn e za po pogo gonn ov ovog og uređ ur eđaj ajaa m an anja ja,, a sa- 5 mm. mm. Njihova N jihova uloga je da poveć povećaju aju mim tim je i koeficijent hlađenja veći. spoljašnju površinu po vršinu kondenz kon denzatora atora (i do 25 Ovo, naravno nar avno,, važi v aži samo pod uslovom uslo vom da da pu p u ta v iše iš e ne negg o glat gl atke ke c ev evi) i),, a time tim e i se raspolaže r aspolaže dov dovoljn oljnom om količinom kol ičinom jeft jeftin inee, količinu toplote koja na njemu nje mu može da se čiste i neagresivne vode (bunarska, jezerrazmeni. Oplata kondenzatora je od alu- ska ili rečna rečn a voda), voda) , kao k ao i da tran tr ansp spor ortt vo vode minijumskog ili pocinkovanog čeličnog ka kondenzatoru i od njega nije skup. lima. lima. Za oplatu opla tu se najčešće najčešće direktno vezuPostoji neko nekoliko liko vrsta vrs ta kons k onstruk trukcija cija vo vo je j e v e n tila ti lato torr sa elek el ektr trom omot otor orom om po pom m oću dom hlađenih kondenzatora. Jedan od tikoga se ostvaruje cirkulacija vazduha kroz pova po va ov ovih ih ko kond nden enza zato tora ra koji koj i se relat relativ ivno no kondenzator. retko koristi jeste dobošasti kondenzator Prilikom održavanja rashladnih instalainstala- sa potoplj po topljenom enom spiralno spir alnom m cevi. Šema Šem a ov ovog cija sa vazduhom hlađenim kondenzatori- kondenzatora prikazana je na slici 8.9. ma, posebnu pažnju treba obratiti na či- Kroz čelični doboš, a oko spiralne cevi, stoću spoljašnje površine orebrenih cevi struji voda za hlađenje kondenzatora. kondenzatora. Prašina i druga nečistoća Ona oduzima toplotu od pare rashladnog imaju dvojako negativno dejstvo. Prvo, fluida koja ulazi sa gomje strane doboša direktno smanjuju efikasnost kondenzatora jer se povećava toplotni otpor za prl p rlja jann ih cevi ce vi,, u sle sl e d čeg čegaa se sm an anju juje je količina toplote razmenjena između vazduha i kondenzujućeg rashladnog fluida. Osim toga, efikasnost vazduhom hlađenih kondenzatora se smanjuje i zato što nečistoća smanjuje protočni presek za strujanje vazduha kroz kondenzator. Osnovni nedostaci vazduhom hlađenih kondenzatora su buka koja se stvara pri radu ra du i ve veća ća po potr troš ošnj njaa en energ ergije ije za poSl. 8.9. - D o b o š a s ti k o n d e n z a to r s a p o to p lj e n o m s p i r a ln ln o m c e v i gon rashladnog uređaja u odnosu na ureuređaj sa vodom hlađenim kondenzatorom. kroz spiralnu cev, kondenzuje se i na dnu suda izlazi u tečnom stanju. Prednost ovog tipa kondenzatora je jednostavna 8.2. 8.2.2. 2. VODOM HLAĐ ENI konstrukcija i niska cena. Koristi se uglavKONDENZATORI. KULE ZA nom kod malih rashladnih uređaja čiji se HLAĐ ENJE ENJE VOD VODE E doboš ujedno koristi kao rezervoar tople Jedan od faktora koji određuju pritisak vode. Nedostatak dobošastih kondenzatospir alnom m cevi je veliko sniženj sniž enjee pr prikondenzacije jeste i temperatura mediju- ra sa spiralno ma za hlađenje kondenzatora. Ukoliko se tiska sa strane rashladnog fluida (kroz za hlađenje hlađen je koristi voda, temperatura kon- spiralnu cev), i mali koeficijent prelaza denzacije denzac ije će biti biti niža od temperature temperature kon- toplote sa strane vode. I dvocevni protivstrujni kondenzator denzacije koju bi imao isti rashladni uređaj uređaj sa vazduhom hlađenim kondenza- (sl. 8 . 10 ) retko se primenjuje jer je skup. 230
S l. l. 8 . 1 0 . — D v o c e v n i p r o ti ti v s tr tr u j n i k o n d e n z a t o r
Rashladni fluid struji kroz prostor prosto r oko cevi ulazeći odgore, odgore , a voda kroz cevi ce vi strujeći nagore. Tako se obezbeđuje suprotan smer smer toka tok a vode i rashladn rash ladnog og fluida, a time i bolji koeficijent prolaza toplote. Prednost nost ove ove vrste konde k ondenzatora nzatora je i relativno relativno jedno jed nosta stava van n prist pr istup up cevim ce vimaa kad k adaa ih je potrebno čistiti sa strane vode. Ako umesto jedne jed ne cevi cev i kroz kro z koju ko ju struji voda vo da ima im a više cevi cevi manjeg manje g prečnika, to je višecevni višecevn i protivstrujni kondenzator. Ovaj kondenzator je kom ko m pakt pa ktni niji ji i jefltiniji jefltinij i od jed j edno noce cevn vnog og protiv pro tivstr strujn ujnog og kond ko nden enza zator tora. a. Kod manjih kompresorsko-kondenzatorskih agregata za komercijalne rashladne uređaje koriste se koaksijalni spiralni kondenzatori (sl. 8.11). To su kondenzatori tori tipa ,,cev u cev“ c ev“.. Kroz njihovu njihov u unutrašnju cev protiče voda, a kroz prostor između unutrašnje i spoljašnje cevi para
S l . 8. 8. 11 11 . — K o a k s i j a l n i s p i r a l n i k o n d e n z a t o r
rashladnog fluida koja se kondenzuje. Unutar spiralnog kondenzatora najčešće se postavlja hermetički kompresor pa se tako dobija kompresorsko-kondenzatorski agregat kompaktne konstrukcije. Prednost ove vrste vrste kondenzatora konde nzatora je niska cena izrade, izrade, a nedostatak je nemogućnost nem ogućnost čišć čišćeenja spiralne cevi kroz koju ko ju protiče protiče voda. Najza Na jzastu stuplj pljen eniji iji kon k onde denz nzat ator or u rashladrashl adnim instalacijama sa vodom hlađenim kondenzatorima je horizontalni dobošasti dobošasti kondenzator (sl. 8.12). On se koristi za rashladne uređaje kapaciteta 10 i više kilovata. Sastoji se od čeličnog cilindričnog doboša na čijim krajevima se nalaze zavarene cevne ploče. One imaju otvore u koje koje su ,,uvaljene“ ,,uvaljene“ cevi cevnog snopa kroz
231
koje prolazi voda za hlađenje kondenzatora. Na površini ovih cevi (sa spoljašnje strane) kondenzuje se para rashladnog fluida. Zatvaraju se poklopcima koji sa unutrašnje strane imaju pregrade. Ove pre pr e gra gr a de om og oguu ćav ćavaa ju da vo voda da prot pr otiče iče kroz kondenzato konde nzatorr u više više prolaza (nekoliko puta pu ta prođe pro đe sa je j e d n o g kraja kra ja ko kond nden enza zator toraa na drugi). Time se postižu veće veće brzine brzi ne stru jan ja n ja vod vodee kroz kr oz cevi, cevi , što omogućava omo gućava inten in ten-zivniju razmenu toplote i efikasniji rad kondenzatora. Ova brzina je ograničena sniženjima pritiska tokom strujanja vode, koji moraju biti u prihvatljivim granicama. Konstrukcija horizontalnog dobošastog kondenzatora omogućava jednostavno čišćenje cevi sa unutrašnje strane od sloja kamenca koji se stvara tokom eks ploata plo atacij cije. e. N ed edos osta tata takk je ve velik likaa po potro trošn šnja ja sveže vode. Ukoliko se ne raspolaže dovoljnom količinom vode ili je ona skupa, kondenzator se povezuje sa kulom za recirkulaciono hlađenje hla đenje vode vode.. Sematski Sematski prikaz ove veze dat je na slici 8.13. Na istoj slici se vidi i princip rada kule. Voda koja se zagrejala u kondenzatoru brizgaljkama se raspršuje u gornjem delu kule. Sitne kapi pada pa daju ju na nani niže že kroz kro z struj str ujuu vaz v azdu duha ha stvorestvo re232
nu pomoću ventilatora na vrhu. Ispuna u obliku saća obezbeđuje duže zadržavanje kapljica vode, čiji jedan deo isparava. Deo toplote potrebne za isparavanje uzima se od preostale vode i ona se na taj način hladi. Ohlađena voda pada u kadu na dnu kule za hlađenje iz koje ponovo pon ovo ide u ko kondenzator. Iznad brizgaljki se nalazi eliminator kapi koji sprečava da struja vazdu vazduha ha odnese odne se kapi vode v ode van v an kule. Tako se, kori koriššćenjem kula za recirkulaciono hlađenje vode,, potrošnja vode potrošnja vode svodi svodi na 2 - 4 % ukupnog protoka pro toka vode kroz kr oz kond kondenzato enzator. r. To, To, u stvari, pretstavlja pretstav lja količinu ko ličinu vode vo de koja isp ispari i koja se u obliku najsitnijih kapi ipak izađe i rasprši van kule. 8.2. 8.2.3. 3. KONDENZATORI KONDENZATORI HLAĐ ENI VODOM IVAZDUHOM Ovaj tip kondenzatora koristi prednosti koje daje korišćenje sprege vodom hlađenog kondenza kon denzatora tora i kule za hlađenje vode. Konstrukcija je kompaktna jer se i kondenzator (cevi kondenzatora) i kula za hlađenje vode nalaze u istom kućištu. Šema rada kondenzatora hlađenih vodom i vazduhom veoma je slična šemi prikazanoj na slici 8.13. Razlika je u tome što
se kod ovih kondenzatora kondenzatorske cevi, direktno povezane sa ostatkom rashladne instalacije, nalaze na mestu ispune. Osim toga, pump p umpaa potiskuje vodu vod u iz bazena na dnu kondenzatora direktno do brizg brizgalj aljki ki na vrhu. U skladu skl adu sa tim princ p rincip ip rada je sledeći. Voda iz brizgaljki prska direktn ektno o po cevima c evima konden kon denzato zatora ra primajući primajući na sebe toplotu kondenzacije. Istovremeno, ona se hladi hla di tako tak o što jeda je da n deo ove vode ispari oduzimajući toplotu potrebnu za to isparavanje od preostale (neisparele) vode. Voda koja je isparila nadoknađuje se svežom vodom. Voda koja se sliva niz cevi kondenzatora pada u kadu na njegovom dnu pa se pumpom ponovo šalje do brizgaljk brizgaljki. i.
Načel N ačelno no postoj pos tojee dva dv a tipa tip a konde kon denz nzat ator oraa koji spadaju u ovu grupu i koji se dele prema načinu strujanja vazduha kroz njih. Ukoliko vazduh struji prirodnim putem preko pre ko okva ok vaše šeni nih h cevi ce vi kond ko nden enza zato tora ra,, onda on da je to atm at m osfe os fers rski ki kon ko n d en za tor, to r, a ako je strujanj strujanjee vazduha prinudno - izazvano izazvano ventilatorom, onda su to evaporativni kondenzatori (sl. 8.14). I atmosferski i evaporativni kondenzatori se sastoje od više redova redova vertikalnih vertikaln ih cevnih zmija. Cevne zmije evaporativnih kondenzatora, što nije slučaj kod atmosferskih, nalaze se u oplati oplati od pocinkovanog pocinko vanog čeličnog čeličnog lima. Na vrhu tog kondenzatora je eliminator kapljica koji sprečava odnošenje kapljica sa strujom strujom vazduha. vazduha. Zbog toga količina sveže vode vode potrebne za evaporativne kondenkond enzatore iznosi od 5 do 10% količine vode potre po trebne bne za doboš do bošast astee kond ko nden enza zato tore re.. Kod Ko d
233
atmosferskih kondenzatora ovaj odnos iznosi i do 15% zbog odnošenja jednog dela vode usled vetra. Danas se atmosferski kondenzatori retko primenjuju jer su teški i zauzimaju veliki prostor. Evaporativni kondenzatori su znatno kompaktniji ali troše više energije zbog pogona ventilatora, latora, a spoljašnja površina p ovršina cevi se teško čisti od kam k amenca enca jer je r joj je teško prić prići.
8.3. ISPARIVAČI Isparivači su razmenjivači toplote u kojima isparava tečnost rashladnog fluida prethodno prigušena na pritisak isparavanja. Isparavanje se odvija na račun toplote oduzete od hlađenog objekta čija se tem pera pe ratu tura ra na taj n a čin sniž sn ižaa v a i od održ ržav avaa nižom od temperature okoline. Isparivači se dele na više načina. Prema hlađenom medijumu, isparivači se dele na isparivače isparivače za z a hlađenje vazduha i gasova, i na isparivače za hlađenje tečnosti. Prema konstrukciji (vrsti izrade), dele se na isparivače sa ključanjem na cevima u velikoj zapremini i sa ključanjem u cevima. U zavisnosti od načina strujanja hlađenog ili rashladnog fluida, cirkulacija u isparivaču može biti prirodna i prinudna. Osim ovih podela, isparivači se dele i prema načinu isparavanja, i to na suve i pre plavl pla vljen jene. e.
rivače cirkuliše nekoliko puta više teč-1 nosti nego što ispari, tako da se na njiho-1 vom izlazu nalazi vlažna para rashladnog I fluida fluid a (meš (m ešavi avina na pare pa re i tečnosti t ečnosti). ). Pošto Pošto su| klipni kompresori veoma osetljivi na ,,tečni udar“, posebna pažnja mora se obrati-1 ti na n a zaštitu za štitu kom kompre presora sora od prodo pr odora ra teč tečnosti u njegov usis iz isparivača. Specijalne mere zaštite suvih isparivača nisu neophodne. Cela konc koncepc epcija ija je takva tak va da se pomoću termoekspanzionog ventila kontroliše dotok tečnosti rashladnog fluida u | isparivač tako da se obezbedi zadato pregrevanje pare na izlazu iz isparivača i I spreči pojava tečnosti rashladnog fluida na usisu kompresora. Kod preplavljenih isparivača postoji realna opasnost od ,,tečnog udara“ uda ra“ pa p a se iza njih n jih oba obavezn veznoo stavljaju separato sep aratori ri (S) - od odvaja vajači či teč tečno nost stii (sl. 8.15). To su sudovi u kojima vlažna paraa naglo par na glo m en enja ja brz b rzin inu u i prava pra vacc strujan strujanja ja pa se, usled us led ve veće će inerc ine rcije ije,, ka kaplj pljic icee teč tečno no-sti odvajaju odvajaj u i padaju na dno separatora. Usis kompresora je povezan sa parnim prostorom ovog suda tako da kompresor usisava isključivo suvozasićenu suvo zasićenu pa paru ru rash rashla laddnog fluida i na taj način je zaštićen od „tečnog udara“. Inače, lokalna cirkulacija tečnosti kroz prepla p replavljeni vljeni isparivač ispariva č ost ostv vaK d
8.3.1. 8.3 .1. S U V II PREPLAVLJE PREPLAVLJENI NI ISPARI ISPARIVAČ VAČ I Osnovn Osn ovnaa razlika između izme đu suvih (isparivač (isparivačii sa direktnom ekspanzijom) i preplavljenih isparivača je u tome što kod suvih is pariv pa rivača ača tečno te čnost st rash ra shla ladn dnog og fluida, flui da, prolaskom kroz isparivač, potpuno ispari i malo se pregreje. Kroz preplavljene ispa234 234
Sl. Sl. 8.15. 8.15. - Šema jedn ostep ene instalacije instalacije sa p r e p la v lj e n im is p a ri v a č e m i s e p a r a to r o m
mje se ili gravitacijom ili pomoću pumpe koja se stavlja između separatora i isparivača. Suvi isparivači se uglavnom koriste u rashladnim uređajima manjih kapaciteta, a za veće kapacitete se, zbog manjih investicionih troškova, koriste preplavljeni isparivači. Razlog tome je što je veći deo unutrašnje površine cevi preplavljenih is pariv pa rivača ača o k v ašen aš en tečn te čno o šću rash ra sh lad la d n o g fluida fluida,, pa je i prelaz prela z toplote sa strane rashladnog fluida znatno intenzivniji od prelaza suvih isparivača. Zbog toga su dovoljne manje površine isparivača i manji broj broj v en tila ti la i auto a utoma matike tike.. Tako su, uprko upr koss dodatnim troškovima troškov ima za separatore i eventualne pumpe, investicioni troškovi za prep pr epla lavl vljen jenu u rash ra shla ladn dnu u insta in stala laci ciju ju manji ma nji od troškova za suvu instalaciju.
a)
8.3. 8.3.2. 2. ISPA ISPARI RIVA VAČ Č I ZA HLAĐ ENJE TEČ TEČ NO NOST STII Isparivači za hlađenje hlađe nje tečnosti najčešće se konstruišu kao potopljeni ili kao dobošasti isparivači. Potopljeni isparivači su dobili naziv po tome što što su potopljeni u tečnost tečnost koju ko ju hlade i koja se obično nalazi u nekom rezervoaru ili bazenu. Oni se proizvode kao glatke cevne zmije ili u vidu isparivača sa horizontalnim kolektorima i vertikalnim prav pr avim im cevim ce vimaa ili cevi ce vim m a u obliku ob liku riblje rib lje kosti. Cirkulacija hlađene tečnosti, da bi se postiglo efikasnije i ravnomernije hlađenje, ostvaruje se pomoću specijalnih „mešalica" (aksijalnih pumpi). Ovakva konstrukcija potopljenih isparivača je naročito pogodna za akumulaciju toplote hlađenja radi ,,pokrivanja“ vršnih opterećenja. To To podrazumeva nam rzavanje sloja leda na površini isparivača isparivača u periodu kada je j e m an je top to p lotn lo tno o o p tere te re ćen će n , kao ka o i koko rišćenje tako akumulisane toplote hlađe-
I ula ulaz hl hlađene ' tečnosti iztaz
hlađene tečnosti
Sl. 8.16. - D o b o š a s ti is p a ri v a č i: a ) s a d i re re k t n o m e k s p a n z i jo jo m , b) prep lavljeni
235
nja u periodima kada je isparivač najviše opterećen. Ovi isparivači se jednostavno čiste pošto po što im je lako prići. prići. Dobošasti isparivači se uglavnom koriste za hlađenje vode u klimatizacionim postr po stroj ojen enjim jim a. Za m anje an je i sredn sre dnje je kapaka pacitete tih postrojenja koriste se dobošasti isparivač isparivačii sa direktnom ekspanzijom ključanjem rashladnog fluida, u cevima koje mogu biti glatke i orebrene i prave ili savijene u obliku slova U (sl. 8.16a). Tečnost koja se hladi struji oko cevi, a između pregrada pregrad a koje produžavaju produ žavaju put tečnosti tečnosti kroz isparivač isparivač.. Kod Ko d većih instalacija situacija je obrnuta: hlađena hlađen a tečnost struji struji kroz cevi, a rashladni fluid ključa na cevima (sl. 8.16b).
8.3. 8.3.3. 3. ISPARI ISPARIVAČ VAČ I ZA HLAĐ ENJE VAZDUHA Prema načinu strujanja hlađenog fluida, isparivači se dele na isparivače sa prirodnom i sa prinudno m konvekcijom. konvekcijom. Isparivači za hlađenje vazduha sa prirodnom rodno m konvekcijom konve kcijom još se nazivaju i isis pariv pa rivači ači za m irno ir no hlađe hla đenj njee vazdu vaz duha. ha. Oni se prave o d glatkih ili, češć češće, e, orebrenih orebre nih bakarnih ka rnih ili ili čeličnih cevi. Da bi se obezbedila zadovoljavajuća prirodna cirkulacija vazduha kroz ove isparivače, neophodno je j e odab od abra rati ti v e ću tem te m p e ratu ra turs rsk k u razl ra zlik iku u između zahtevane temperature vazduha u hlađenom prostoru i temperature isparavanja va nja rashladnog rash ladnog fluida. fluida. Obično se podešapodešava da ova razlika bude između 10 i 15°C. Ovako velika temperaturska razlika, s druge strane, izaziva povećano kaliranje (izdvajanje vlage) proizvoda, što negativno utiče na njihov kvalitet i cenu. U novije vreme ovaj tip isparivača se veoma retko 236
koristi, izuzev za male kućne (frižideri zamrzivači) i komercijalne (vitrine) rashladne uređaje. Konstrukcija isparivača sa prinudnim strujanjem vazduha (sl. 8.17) vrlo je slična konstrukciji odgovarajućih kondenzatora. Oni se najčešće proizvode kao pake pa keti ti o reb re b ren re n ih cev ce v n ih z m ija ij a sa odgo odgo-varajućim ventilatorima, pri čemu rebra mogu biti spiralna i lamelasta. Ustaljene kombina kom binacije cije materijala materija la za izradu izrad u cevi c evi i re re bara ba ra su bak b akar ar i alum al umin iniju ijum m kod ko d lamelastih i čelik i čelik kod spiralnih rebara. Spiralno orebravanje se obavlja namotavanjem čelične trake normalno na cev, a lamelasta rebra se prvo navlače na cev koja se potom mehanički ili hidraulički ekspandira (proširi). Na taj način se postiže dobar kontakt između cevi i rebara, što je neophodno za efikasan rad isparivača. Osim ovoga, važan uticaj na prenos toplote sa vazduha na isparivač ima i stvaranje inja na površini isparivača sa strane vazduha. Kada je temperatura površine isparivača ispod 0°C, vlaga iz vazduha kondenzuje se i smrzava na ovoj površini. Povećavanjem sloja inja na isparivaču isparivaču povećava se se i toplotni otpor između vazduha i rashladnog fluida i sprečava slobodno strujanje vazduha vazduh a kroz isparivač. isparivač. Zbog Z bog toga to ga je neopneophodno povreme p ovremeno no otapati inje sa površin površinee isparivača, i to na jedan od sledeća tri načina: - zaustavljanjem zaustavljanjem rada instalacije i nanastavljanjem cirkulacije vazduha iz hlađenog prostora preko isparivača (moguće u komorama čija je temperatura tempe ratura vazduha vazd uha iznad 0°C); - zaustavljanjem zaustav ljanjem rada instalacije i ota ota- panj pa njem em elek el ektri tričnim čnim grej gr ejačim ačimaa ugrađ ug rađeni enim m u isparivač ili prskanjem toplom vodom (za komore sa temperaturom temperaturo m iznad iz nad 0°C) 0°C);; i
S l. l. 8 . 1 7 . - I s p a r iv iv a č z a h l a đ e n j e v a z d u h a
- otapanjem toplom parom rashladnog rashladnog fluida fluida koja se iz kom presora preso ra šalje u isparivač koji se otapa.
8.4. PREHLAĐ IVAČ II MEĐ UHLADN UHLADNJJ ACI Opravdanost upotebe prehlađivača i međuhladnjaka sa stanovišta povećanja koeficijenta hlađenja razmotrena je u prethodnim poglavljima. U ovome biće više reči o njihovoj konstrukciji i načinu rada.
8.4. 8.4.1. 1. PREHLA PREHLAĐ Đ IVAČ IVAČ I Prehlađivači su razmenjivači toplote koji se postavljaju iza kondenzatora da bi se snizila temperatura kondenzovanog rashladnog fluida pre nego što uđe u prigušni
ventil. Kod amonijačnih rashladnih instalacija najčešće se koriste prehlađivači hlađeni hlađen i vodom. To su protivstru proti vstrujni jni —,,cev —,,cev u cev“ ili dobošasti razmenjivači toplote, po kon k onstru strukc kciji iji slični sli čni odg o dgov ovar araj ajućim ućim kon k on-denzatorima. Tečni amonijak protiče oko unutrašnje cevi, odnosno oko snopa cevi, dok kroz cevi protiče voda. Razlika tem perat pe ratura ura prehla pre hlađe đeno nog g tečno te čnog g am onija on ijaka ka i temperature vode na ulazu u prehlađivač iznosi 2 - 3°C. 3°C. Ovo prehlađivanje može da se ostvari i u kondenzatoru uz odgovarajuće varajuće poveć pov ećanje anje njegove površine. Tečnost rashladnog fluida može da se prehla pre hlađuj đujee i hlad hl adno nom m suvo su voza zasi sićeno ćenom m papa rom koja izlazi iz isparivača. Sema ovog načina prehlađivanja prehlađivanja prikazana je na slic slicii 8.18. Na ovaj način se povećava toplota hlađenja ali se usled pregrevanja pare na usisu kompresora povećava i utrošeni rad. rad. 237
8.4. 8.4.2. 2. MEĐ UHLADNJACI
18 . - P r e h l a đ i v a n j e t e č n o s t i r a s h l a d n o g fl f l u id id a 57. 8 . 18 s u v o z a s i ć e n o m p a r o m i z is is p a r iv iv a č a
Da li će će ove promene prom ene da utiču utiču na n a smanjenje ili povećanje koeficijenta hlađen ja zavisi od vrste rash ladnog fluida koji koji se koristi. risti. Taj Taj uticaj je pozitivan poz itivan ukoliko se radi sa freonima. Postoje različite različite konstrukcije ovog tipa prehlađivača. Oni mogu biti u obliku cilindričnog suda sa cevnom zmi jo m u njem nj emu u ili veom ve omaa slični sli čni doboš do bošast astim im razmenjivačima razmenjivačima toplote toplote - sa snopom cevi u cilindričnom omotaču (koriste se za instalacije većih kapaciteta). Najčešće se upotrebljavaju koaksijalni (,,cev u cev“) preh pr ehla lađ đ ivači iv ači (sl. 8.19). 8.19 ). Kroz Kr oz unut un utra rašn šnju ju cev prolazi tečnost a kroz međuprostor para pa ra rash ra shla ladn dnog og fluida. Preno Pre noss toplote top lote sa strane pare intenzivira se orebravanjem unutrašnje unu trašnje cevi. cevi. Pri ugradnji ovog prehlaprehlađivača u instalaciju mora se voditi voditi računa da se ulje vraća ka usisu kompresora, komp resora, kako se ne bi zadržavalo u prehlađivaču.
S l. l. 8 . 1 9 . - K o a k s i j a l n i p r e h l a đ i v a č t e č n o s t i rashladnog fluida
238
Kada je potrebno savladati veliku razliku između izme đu pritiska prit iska isp i spara arava vanja nja i pritiska ko kondenzacije, rashladna instalacija proizvodi se kao dvostepena ili kao višestepena. Iza kompresora niskog pritiska dvostepenih instalacija instala cija postavlja postav lja se međuh me đuhladnja ladnjak k ko koji ima zadatak da snizi temperaturu pregre ja n e pare pa re rash ra shlad ladno nog g fluida flu ida na potis po tisu u ko kom preso pre sora ra viso vi soko kog g pritis pri tiska ka,, čime se ujedn jedno o smanjuje i utrošeni rad. Osim međuhladnjaka koji predstavljaju standardne razmenjivače toplote hlađene vodom (sl. 7.4) upotrebljavaju se i dva tipa međuhladnjaka koji su, u stvari, cilin c ilindri drični čni sudovi, sudov i, i to: međuhladnjak bez cevne zmije za dvoste peno pe no i sa c e v n o m z m ijom ij om z a jednos jed nostete peno pe no prigu pr igušiv šivan anje je (sl. 8 .2 0 ). Međuhladnjak bez cevne zmije (sl. 8,20a) radi po sledećem principu. Tečnost rashladnog fluida iz kondenzatora odlazi u prigušni ventil (PVl) gde se prigušuje na međupritisak koji vlada u međuhladnjaku (MH). Pri tome, automatika međuhladnjaka omogućava doziranje rashladnog fluida koje obezbeđuje konstantan nivo tečnosti u međuhladnjaku. Prilikom pri p rig g u šiv ši v a n ja n a sta st a je p a ra rashl ras hlad adno nog g fluida koja direktno odlazi u kompresor visokog pritiska, a tečnost se u prigušnom ventilu (PV2) prigušuje na pritisak pritis ak ispara ispara-vanja koji vlada u isparivaču. Posle isparavanja u isparivaču rashladni fluid u par-
Kd
Kd
Sl. Sl. 8.20. 8.20. - Še Šema ma rashladnih instal insta lacij acijaa sa međuhladnjacima b ez cevne zmije (a) (a) i sa sa c eevnom vnom zmijom ((bb))
8.5. 8.5. RAZMENJIVAČI TOPLOTE TOPL OTE nom stanju odlazi u kompresor niskog pritiska, tamo tam o se sabij sa bijaa n a međup me đupriti ritisa sak ki 8.5. 8.5.1. 1. PODELA RAZMENJIVAČ RAZMENJIVAČ A odla odlazi zi u međuhladnjak. U međuhladnjaku međuhladn jaku TOPLOTE pregre pre grejan janaa para pa ra rash ra shla ladn dnog og fluida flu ida u uron ur on- jenoj jeno j cevčici cev čici hladi hla di se do stan st anja ja zasiće za sićenj njaa Razmenjivači toplote su toplotni aparati na račun isparavanja dela tečnosti iz me- čija je osnovna namena razmena toplote đuhladnjaka, i odlazi u kompresor viso- između dva ili više fluida. Oni se široko kog kog pritiska pa p a u kondenzator. k ondenzator. pri p rim m e n juju ju ju u p roce ro cesn snoj oj i prer pr erađ ađiv ivačk ačkoj oj Za razliku od ovog međuhladnjaka, u industriji, industriji, proizvodnji električne energije, instalaciji sa međuhladnjakom sa cevnom grejanju i klimatizaciji, klimatizaciji, rashladnim rashlad nim uređau ređazmijom (sl. 8 .2 0 b) prig pr iguš ušiv ivan anje je sa pritipri ti- jim ji m a itd. O sno sn o v n a pod po d ela el a raz ra z m en jiv ji v a ča ska kondenzacije na pritisak isparavanja toplote je na: deša dešava va se u jednom stepenu stepenu - u ventilu ventilu - rekuper rekuperati ativne, vne, (PV2). U ventilu (PVl) na međupritisak - regenerat regenerativne ivne i se prigušuje samo onoliko tečnosti koliko - razmenjivač razmenjivačee sa mešanjem flui fluida. da. je neop ne opho hodn dno o za hlađ hl ađen enje je tečnos te čnosti ti rashras hladnog fluida koja prolazi kroz cevnu - Rekuperativni razmenjivači toplote toplote zmiju (CZ) i pregrejane pare koja dolazi iz kompresora niskog pritiska do stanja (rekuperatori) jesu razmenjivači najčešći zasićenja. Cevna zmija se dimenzioniše u industrijskoj praksi. Toplota prolazi sa tako da je temperatura rashladnog fluida toplijeg na hladniji fluid kroz pregradu na izlazu iz cevn e zmije 3 - 4°C 4°C viša viša od koja ih razdvaja (najčešće metalni zid cevi ili metalna ploča). Rekuperativni raztemperature koja vlada u međuhladnjaku m eđuhladnjaku.. menjivači toplote nemaju pokretne delove i kod njih se topliji i hladniji fluid ne mešaju.
239
- Kod regenerativnih razmenjiva razmenjivačča U zavisnosti od smera strujanja toplog toplote (regeneratori), istu površinu za i hladnog fluida, rekuperativni razmenjitoplotnu razmenu naizmenično opstru- vači toplote dele se na istosmerne i su jav ja v aju aj u topao top ao i hlad hl adan an fluid. Ka Kada da tu povr- prot pr otno nosm smer erne ne.. N a slici 8.21 prikazan prikaz an je šinu opstrujava topao fluid, ona se zagre- razmenjivač toplote tipa ,,cev u cev“ sa va. Po prestanku opstrujavanja toplim odgovarajućim promenama temperature fluidom počinje opstrujavanje hladnim toplijeg (indeks ) i hladnijeg (indeks ) fluidom, pri čemu se fluid zagreva (to- fluida. Kod K od oba raz r azm m en enjiv jivača ača toplote tem tem per aturaa toplijeg topli jeg fluida flui da opada op ada (sa t ]p na t]k t]k) plota pl ota se rege re gene neri riše še)) a po povr vršin šinaa za razmerazm e- peratur nu toplote se hladi. Regenerator funkcio- a hlad hl adni nijeg jeg raste ras te (sa t, na t2k t2k). Međ Međut utim im,, niše ciklično ponavljajući ove procese. važno je da kod razmenjivača toplote sa Ovaj tip razmenjivača toplote koristi se u istosmernim tokom temperatur temp eraturaa hlad ladnije nijegg flui da na izlazu izl azu (t2k (t2k) ne n e može mo že da bude b ude vi viša Simens-Martinovim i staklarskim pećima, fluida kao i u parnim pa rnim kotlovima. od temperature toplijeg fluida na izlazu. - Razmenjivače toplo toplote te sa mešanjem mešanjem To je logično pošto topliji fluid ne može fluida karakteriše neposredni kontakt to- da zagreje hladniji na temperaturu kojaje piog pi og i hlad hl adno nogg fluida, flui da, pri čemu se topao viša od njegove temperature na tom mefluid hladi a hladan zagreva. Važno je da stu. Kod razmenjivača toplote sa suprose ova dva fluida posle razmene toplote tnosmernim tokom to nije slučaj, pa su mogu relativno lako razdvojiti. U praksi ovi razmenjivači toplote efikasniji pošto se na ovaj način najčešće razmenjuje omogućavaju bolje korišćenje temperatoplota između gasa i tečnosti. Najtipični- turske razlike. Zbog toga se razmenjivači uv ek kada ka da je to moguće, m oguće, prave pra ve ka kao ji pred pr edst stav avni nikk ov ovih ih razm ra zmen enjiv jivača ača toplot top lotee toplote, uvek su kule za hlađenje vode u kojima voda u suprotnosmerni. neposrednom kontaktu sa vazduhom is para pa rava va i pri tome tom e se hladi. 8.5.2. 8.5.2. KOEFICIJEN KOE FICIJENT T PROLAZA PROLA ZA TOPLOTE, SREDNJA TEMPERATURSKA RAZLIKA, POVRŠINA RAZMENJIVAČ RAZMENJIVAČ A TOPLOTE 1
2
Prolaz toplote je oblik prostiranja toplote između dva fluida različitih temperatura razdvojenih pregradom (zidom). On, znači, obuhvata prelaz toplote sa toplijeg fluida na zid, provođenje toplote kroz zid z id i prelaz prela z toplo toplote te sa zida na hladniji fluid. Veličina koja karakteriše ovakav vid prostiranja toplote naziva se koeficijent prolaza toplote i obeležava se sa K [W/m K], 2
Sl. Sl. 8.21. —Islosm —Islosm ern i (a) (a) i supro tnosm erni (b) razmenjivaći toplote
240
Jedna od osnovnih jednačina koja karakt rakter eriš išee prostiranje pros tiranje toplote kod k od razmenjiraz menjivača toplote je jedn je dnačin ačinaa za toplotni toplo tni flu fluks ks (razmenjenu toplotu u jedinici vremena) koja glasi: Atm,, Atm
Q = K -A
(8.2)
gdeje: A [m2 [m2]] - pov površina ršina razm enjivača toto plote, plo te, Atm [°C] °C] - srednja logaritamska razlika razlika temperatura. Iz ove jedna jed načine čine se vidi vidi da se površina razmenjivača toplote potrebna da bi se razmenila količina toplote Q može odrediti kao: A
. S
-
K-Atm m
(8.3)
Odavde sledi da je za proračun površine razmenjivača toplote (isparivača, kondenzatora, prehlađivača...) potrebno znati koeficijent prolaza toplote K i srednju logaritamsku razliku temperatura At A t m
Koeficijent K je veličina koja se kod prec pr eciz izni nijih jih pror pr oraču ačuna na izračun izr ačunav ava, a, do dokk se za određivanje približne površine koriste | podaci za orijentacione vrednosti ovog koeficijenta u zavisnosti od tipa razmenjirazmen jivača toplote i vrste i stanja fluida koji se koriste.
Srednja logaritamska razlika temperatura izračunava se prema formuli: Atm
At. - At„
gde su: At - početn početna, a, Atk At k - krajnja razlika temperatura flufluida između kojih se razmenjuje toplota (sl. 8 .2 1 ).
P I T A N JA 1. Kako se dele kompresori koji se koriste u rashladnim uređajima sa mehaničkom kompresijom? Koje su osnovne karakteristike tih kompresora? 2. Kako se dele klipni kompresori prema prema načinu pogona? Koje postoje regulacije rashladnog kapaciteta klipnih kompresora? 3. Koje su konstrukcione osobine, prednosti i nedostaci vazduhom hlađenih kondenzatora? 4.
Koje su konstrukcione osob ine, prednosti prednosti i nedostaci vodom hlađenih kondenzatora?
5. Kako rad radii kondenzato r hlađen vodom i vazduhom? 6. Kako se dele isparivači? isparivači? Koje su osn ovn e karak karak-teristike suvih i preplavljenih isparivača? 7. Kako inje utiče na rad rad isparivača za hlađenje vazduha? Kako se inje otapa? 8. Kako se prehla prehlađuje đuje tečnost tečn ost rashladnog fluida suvozasićenom parom iz isparivača? 9. Kako se dele pojedini tipovi razmenjivača toplote? Koje su njihove odlike? 10. Kako se proračunava površina razmenjivača toplote?
241
9. AUTOMATI AUTOMATIKA KA RASHLADNIH RASHLADNIH UREĐ AJA
Rashladni kapacitet rashladnih uređaja određuje se tako da može da zadovolji maksimalno moguće očekivano dnevno toplotno opterećenje. To opterećenje podrazumeva najviše temperature spoljašnjeg vazduha, i to nekoliko uzastopnih dana, maksimalni dnevni unos proizvoda, kao i situaciju da je hlađena komora već pun pu n a proiz pr oizvod voda, a, ili se najve na jveći ći broj ljudi ljud i istovremeno nalazi u hlađenom prostoru, i niz drugih ekstremno nepovoljnih okolnosti. Osim O sim napomenutog, napomen utog, proračunat popotreban rashladni učinak dodatno se povećava smanjenjem vremena potrebnog da se on ostvari na kraće od 24 časa. Tako se ostavlja vreme za otapanje isparivača, za unošenje i iznošenje proizvoda (kod šaržnih tunela, tune la, na primer), za redovno održavanje rashladne instalacije itd.
Osim svega toga, neophodno je stalno pratiti pra titi osno os novn vnee param pa ram etre etr e rada ra da insta instalac lacije ije (pritisci, temperature, uključenost pojedinih elemenata itd.), kao i stanja hlađenog objekta. Na taj način se štite ljudi i materijalna dobra koja mogu biti ugrožena žen a usled us led kvara kv ara ili ekstr e kstrem emnih nih uslova uslova u kojima rashladni uređaji rade. rade. Ručna regulacija i individualno praćenje rada pojedinih elemenata rashladne instalacije su veoma komplikovan, a za velike i složene instalacije čak praktično neostvariv, zadatak. Rešenje ovog problema predstavlja automatizacija rada rashladnih uređaja. Ona se ostvaruje pomoću automatskih elemenata (automatike) koji imaju funkciju kontrole, kon trole, signalizacije signa lizacije,, za zaštite i regulacije. Elementi automatske kontrole služe za merenje i pokazivanje vrednosti najznačajnijih parametara, kao Tokom eksploatacije rashladnog ure- što su: temperatura hlađenog objekta, sredđaja veoma retko se dešava da toplotno stva za hlađenje kondenzatora i rashladopterećenje bude jednako njegovom ras- nog fluida, pritisak isparavanja, kondenhladnom kapacitetu. Obično je rashladni zacije i pritisak ulja, snaga koju troše kompresori i mnogi drugi. Elementi za kapacitet veći od trenutnog toplotnog opautomatsku svetlosnu i zvučnu signaliterećenja, terećenja, pa bi rad uređaja u takvim okolzaciju prikazuju pogonsko stanje elemenostima prouzrokovao sniženje temperanata instalacije. Zelena lampica označava ture hlađenog objekta. To može da bude da je taj taj elem ent u pogonu, pogo nu, a crvena, crve na, koj koja nepoželjno nepož eljno iz tehnoloških razloga (nepred(nepred- je j e na jčešće jče šće p o v e z a n a i sa z v u čnim čni m siviđeno viđen o smrzavanje proizvoda), kao i zbog zbog gnalom, označava nepravilnost u radu i neekonomičnosti rada postrojenja u tak- ispadanje iz rada pojedinih elemenata vim uslovima. Iz ovoga se jasn o vidi da je rashladne instalacije. Elementi za autoregulacija rada rashladnih uređaja neop- matsku zaštitu prekidaju rad dela ili cele hodna hod na da bi se rashladni kapacitet kapa citet što bolje rashladne instalacije kada neki od para prila pri lagod godio io topl to plot otno nom m opt o ptere erećenju ćenju uređaja. uređa ja. metara rada dostigne neželjen než eljenu u ili opas opasnu nu 242
vrednost koja može izazvati havariju. Na kraju, elementi za automatsku regulaciju održavaju vrednost regulisanih veličina (temperatura, pritisak, protok, nivo...) u zadatim zadatim granicama. granicama . U rashladnoj tehnici te hnici najčešće najčešće nije neophodno hod no parametr para metree rada koji se regulišu regu lišu održavati u uskim granicama (sa velikom tačnošću) pa se rashladni uređaji regulišu dvopoziciono. Dvopoziciona regulacija podrazumeva ,,on ,on - o f f ‘, odnosno regulaciju regulaciju na nivou „uključeno „uključeno - isključeno“ isključeno“.. Najočigledniji Najočigledniji primer prim er ovog ov og n ačina ači na regu re gulac lacije ije je regulac reg ulacii ja rada ra da ku kućni ćnihh frižid fri židera era.. R ashl as hlad adna na instains talacija, odnosno kompresor frižidera, radi dok se ne postigne dovoljno niska tem pera pe ratu tura ra u friž fr ižid ider eru. u. Tada Ta da se ko kom m pres pr esor or isključuje i instalacija ne radi dok temperatura vazduha ne poraste do određene vrednosti, kada se on ponovo uključuje. Kompresor se uključuje i isključuje termostatom koji kontroliše temperaturu is pariva par ivača ča ko koja ja je u direkt dir ektno nojj ve vezi zi sa temtem pera pe ratur turom om hlađ hl ađen enog og prosto pro stora ra u frižideru. frižid eru.
9
7
8
Sl. 9. /. - Š e m a a u t o m a t s k o g p r i g u š n o g v e n t il il a
(5) a on sa mehom ( 6). Meh deli kućište na dva dela: u donjem delu vlada pritisak isparavanja (p0) a u gomjem delu atmosferski pritisak ( p j koji se uspostavlja kroz otvor (7). Sa gornje strane meha nalazi se opruga ( 8), a sila u opmzi se podešava zavrtnjem (9). Prigušena tečnost rashladnog fluida odlazi kroz priključak ( 10 ) u isparivač. 9.1. AUTOMATSKI PRIGUŠNI Budućii da je atmosferski pritisak pribBuduć VENTIL ližno konstantan, a da se sila u opruzi po desii samo sam o jedn je dnom om , položa pol ožajj igle, igle , od odnos nos-Jedan od najjednostavnijih elemenata au- podes tomatike je automatski prigušni ventil. no veličina protočnog preseka ventila, određena je pritiskom isparavanja ( p0). On prigušuje tečnost rashladnog fluida sa Snižavanje pritiska isparavanja prouzro prit pr itis iska ka ko kond nden enza zaci cije je na prit pr itisa isakk ispar isp araa- kuje pomeranje igle ventila nadole i povanja i reguliše protok tečnosti kroz ispa- većanje protoka tečnosti rashladnog flurivač u zavisnosti od pritiska isparavanja. ida i obrnuto. U skladu sa tim, kompresor Šema automatskog prigušnog ventila na startu usisava količinu rashladnog fludata je na slici 9.1. Tečnost rashladnog ida veću nego što dotiče kroz prigušni fluida koja dolazi iz kondenzatora ulazi u ventil koji, usled još uvek relativno visokućište ventila ( 1) kroz priključak ( 2 ). kog pritiska (p Q), nije ni je do dovol voljno jno otvoren. otvor en. Prolazeći kroz filtar (3) tečnost se prigu- To znači da je isparivač u tom periodu šuje šuje u sedištu ventila a u zavisnosti od po- loše iskorišćen, jer u njega dotiče manje ložaja igle (4). (4). Igla je povezana povezan a sa jarmom jarm om tečnosti rashladnog fluida nego što je 243
potre po trebn bno. o. Sniž Sn ižav avan anje jem m priti pr itisk skaa u ispariispa rivaču ventil se sve više otvara. U isparivač dolazi sve više tečnosti rashladnog fluida, efikasnost isparivača se povećava ali se i temperatura hlađenog objekta snižava. Tako se dešava da pre zaustavljanja kom pres pr esor oraa u ispar isp ariva ivačč dođ dođee više v iše tečnos te čnosti ti rashladnog fluida nego što je potrebno. Zbog toga se mora voditi računa da se zavrtanj (9) ispravno podesi, kako ne bi došlo do tečnog udara zbog prodora tečnosti tečnosti u usisni vod kada termostat zaustavi kompresor. Ovaj Ov aj ventil je jednostavan jedn ostavan pa je pou pouzzdan i jeftin. N ed edosta ostatak takm m uje što što je ispar ispariivač instalacija sa ovim ventilom najlošije najlošije iskorišćen iskorišćen u poč početku etku rada kompresora, kom presora, kada je potreba za hlađenjem hlađ enjem najveća, najveća, a naj bolje bo lje je iskor isk orišće išćenn pred pr ed isklju isk ljučenje čenje komkom pre p reso sora ra,, ka kadd a j e tem te m p e ratu ra tura ra h lađ la đ en enoo g objekta najniža. Osim toga, ovaj ventil može da se primenjuje primen juje samo u instalacijama sa jednim suvim isparivačem. Ako ima više suvih isparivača, isparivača, ventil ven til na najmanje toplotno opterećenom isparivaču pro puštao puš tao bi tečno te čnost st i izazv iz azvao ao tečni te čni udar ud ar komkom presora pre sora..
9.2. TERMOEKSPANZIONIVENTIL
Termoekspanzioni ventil, kao i automatski prigušni ventil, prigušuje tečnost rashladnog fluida sa pritiska kondenzacije na priti pr itisa sakk ispa is para rava vanj njaa i regul re guliše iše proto pr otokk ove tečnosti kroz isparivač. Međutim, za razliku od automatskog prigušnog ventila, prot pr otok ok se regu re guliš lišee u zavi za visn snos osti ti od toplottoplo tnog opterećenja isparivača, a na osnovu preg pr egre reva vanj njaa pare par e rash ra shla ladn dnog og fluida flui da na izlazu iz isparivača, koje se tom prilikom održava konstantnim. Time je omogućeno znatno bolje iskorišćenje isparivača bez 244 244
obzira na režim rada, kao i primena ovih ventila i u instalacijama sa više suvih is parivača. pari vača. Šema termoekspanzionog ventila i njegove veze sa isparivačem isp arivačem prikazane prikaz ane su na slici 9.2. Konstrukcija je veoma slična konstrukciji automatskog prigušnog ventila. Tečnost rashladnih fluida iz kondenzatora ulazi u kućište ventila ( 1 ) kroz pri p rikk ljuča lj učakk (2). P rola ro laze zeći ći kroz kr oz filt fi ltar ar (3), tečnost se prigušuje u sedištu ventila a u zavisnosti od položaja igle (4) koja je povezana sa jarmom (5) (5) a on sa mehom (6). On deli kućište ventila na dva dela. Prostor iznad meha je pomoću kapilarne cevi (9 - cev malog prečnik p rečnikaa od 1 do 2 mm mm) pove po veza zann sa dav d avačem ačem ( 1 0 ) postavljenimuz cev isparivača na n a njeg n jegovo ovom m izlazu. Dav avaač je, je , u stvari, stvar i, mali ma li cilin ci lindr drični ični su sudd delimično delimično ispunjen lako isparljivom tečnošću (često rashladni fluid kao u isparivaču). Na iglu (4) sa donje strane stra ne deluje delu je opruga (7), a sila u opruzi podešava se pomoću zavrtnja (11) (11).. Rashladni Rashla dni fluid iz prostora ispod isp od me meha odlazi u isparivač ( 8). Princip rada ovog veoma značajnog i široko korišćenog prigušnog ventila je sledeći. U stacionarnom stanju protok rashladnog fluida odgovara toplotnom opterećenju isparivača. U tom slučaju je, na primer, isparavanje rashladnog fluida završeno u tački (B - slika 9.2) a na n a mest mestuu davača pregrevanje pare rashladnog fluida iznosi iznos i 7°C. Ako se, iz bilo b ilo kog k og razloga, razloga, toplotno opterećenje isparivača poveća (unošenje svežih toplih proizvoda, otvaranje vrata hlađene komore...), intenzivnija razmena raz mena toplote prouzrokovaće prouzro kovaće da se se isparavanje u isparivaču završi pre tačke (B). Usled toga će se na ostatku cevi is pariva par ivača, ča, pa i n a m estu es tu da dava vača, ča, povećati preg pr egre reva vanj njee par p aree ras r ashl hlad adno nogg fluid fl uida. a. N a ta taj način će se dodatno zagrejati davač ter-
I
moekspanzionog ventila, u njemu će se popo- je j e n po pom m oću k a p ila il a rne rn e cevi ce vi sa izla iz lazn znoo m visiti pritisak (pd) koji će, usled veze pre- cevi iz isparivača na mestu davača. Ove ko kapilarne cevi, cevi, delovati na meh i jaram izmene su prikazane na slici 9.2 isprekii pomeriti iglu ventila nadole. Na taj na- danom linijom, i pomoću njih se prevazičin će će se povećati protok proto k tečnosti rashlad- laze problemi nastali povećanim sniženog fluida i prilagoditi trenutnom toplot- njem pritiska u isparivač isparivaču. u. nom opterećenju isparivača, čime će se i pre p regg rev re v a n je v rati ra titi ti n a z a d a tu vred vr edno nost st.. Kada se smanjuje toplotno opterećenje 9.3. 9.3. PRIG UŠN IVEN TILI SA isparivača, isparivača, situacija je obmuta. PLOVKOM Pad pritiska rashladnog fluida kroz is pariva par ivačč u ve većim ćim ispar isp ariva ivačima čima ne može mo že se 9.3.1. PRIGUŠNIVENTIL SA zanemariti zanem ariti jer je r će on izazvati veće veće pregrePLOVKOM NA STRANI vanje na izlazu iz isparivača, što će mu NIS N ISK K O G PRIT PR ITIS ISK KA smanjiti efikasnost. U tom slučaju se koriste termoekspanzioni ventili sa egaliza- Ovaj ventil se koristi za prigušivanje i cijom (sa vodom za izjednačenje priti- regulaciju protoka tečnosti rashladnog ska). Njihova konstmkcija je potpuno fluida u zavisnosti od nivoa tečnosti u is pa rivaču aču sa slobo slo bodn dnim im ključa klj učanj njem em,, sepasep aidentična konstrukciji klasičnog termo- pariv ekspanzionog ventila. Jedina J edina razlika je u ratom rashladne instalacije sa preplavtome što je kućište ventila podeljeno na ljenim isparivačima ili u međuhladnjaku. tri tri dela i što je dobijeni međuprostor spo- Šematski prikaz ovog ventila ven tila dat je na slisli245
sa plovkom na strani visokog pritiska mo može se koristiti samo kod rashladnih instalacija sa jedn je dnim im isparivačem ispar ivačem zbog opasn snoosti od tečnog udara u kompresoru. 9.4. SOLENOIDNIVENTIL
57.
9 .3 . 3 . — S e m a p r i g u š n o g v e n t il il a s a p l o v k o m n a strani niskogpritiska
ci 9.3. Priključci za ulaz tečnosti rashladnog fluida (3) i izlaz prigušenog fluida (4) nalaze se na poklopcu (2 ) kućišta ventila (1). Priključak (5) vezuje se sa parnim a (6 ) sa tečnim prostorom suda čiji se nivo reguliše. Promena nivoa tečnosti pokreće plov pl ovak ak (7), što š to se preko pre ko poluge pol uge ( 8) prenosi prenos i na iglu ventila (9). Tako porast nivoa tečnosti prouzrokuje zatvaranje protočnog pres pr esek ekaa u sedištu sed ištu ve vent ntila ila ( 10 ) a pad nivoa otvaranje ovog preseka i propuštanje već većee količine tečnosti. 9.3.2. 9.3.2. PRIGUŠ PRIG UŠNIV NIVEN ENTIL TIL SA PLOVKOM NA STRANIVISOKOG STRANIVISOKOG PRITISKA Konstrukcija ovog ventila je vrlo slična konstrukciji ventila sa plovkom na strani niskog pritiska p ritiska pa o njoj neće biti posebno govora. govora. Za razliku od prethodno opisanog ventila, ovaj ventil se postavlja da bi se prigu pr igušio šio i reguli reg ulisa saoo prot pr otok ok rashla ras hladn dnog og fluida u zavisnosti od nivoa tečnosti u sudosudovima na strani visokog pritiska (kondenzator, resiver...). Kod kon kondenzatora denzatora,, na primer, primer, pomoću pomoću ovog ventila se obezbeđuje da se konde kondennzat ne skuplja u kondenzatoru, već da se što pre priguši i odvede u isparivač. Ventil 246
Solenoidni ili elektromagnetni ventil koristi se za dvopoziciono (otvoreno-zatvoreno) regulisanje protoka fluida kroz cevovod na kome je postavljen. Pri tome se strujno kolo ovog ven v entila tila prekida prek ida ili us uspostavlja pomoću električnih prekidača, i to najčešće termostata i presostata. Šema solenoidnog ventila data je na slici 9.4. Kada se strujno kolo solenoida ( 1) zatvori, kotva ( 2 ) polazi nagore, udara u ventilsko vreteno (3) i otvara ventil. Opruga (4) ublažava ubla žava uda udarr kotve kotv e u kuć ućiš ište te.. Ventil se zatvara prekidanjem strujnog kola usled usle d čega kotva i vreten vre tenoo ventila ve ntila zaza jed je d n o sa pečurk pe čurkom om (5) ( 5) pada pa daju ju na nado dole. le. Do bro zapti za ptiva vanje nje ob obez ezbe beđuj đujee razl ra zlik ikaa pritisa pritisa-ka ispod i iznad pečurke pečurke ventila. Ovi ventili se koriste u različite svrhe. Pomoću ovih ventila termostati regulišu temperaturu u hlađenom hlađeno m prostoru inst instal alaacija sa suvim i sa preplavljenim isparivačima, služe kao cevni cevn i zatvarači za tvarači tokom to kom re regulacije nivoa niv oa teč te čnosti u separatorim separ atorimaa i sl.
1
9.5. PRESOSTATI
Presostati su električni prekidači koji prekidaju prekid aju i u spos sp osta tavl vlja jaju ju stru st rujn jnoo kolo ko lo u I zavisnosti zavisnosti od pritiska. pritis ka. Oni O ni mogu da se koriste kao elementi regulisanja i kao elementi enti zaštite. U zavisnosti z avisnosti od pritisaka na koje reaguju, presostati se dele na presosta sostate te niskog nisk og pritiska, presostate pre sostate visokog pritis pri tiska ka i d ife if e ren re n c ija ij a lne ln e pre pr e sost so staa te koji ko ji reaguju na razliku pritisaka. Konstrukcije ovih ovih presostata preso stata suštinski s uštinski se ne razlikuju, a u zavisnosti od načina postavljanja električnih kontakata pri dostizanju određe| nog pritiska prit iska ili razlike razlik e pritisaka pritis aka strujno kolo može da se zatvara ili prekida. Kada se presostat koristi kao element zaštite, ima dodatni kontakt za ponovno uključivanje (reset) pošto se otkloni uzrok uz rok opasnosti. i Še m a pre pre s ost ostata ata pr prikaza kazana na je na sl slici 9.5. .5. Kada Kad a se kontrolisani kontro lisani pritisak (p) povisi, sila usled razlike tog pritiska i pritiska u kućištu ( 6 ) - jednakog atmosfe atmosfers rskom kom
57.
zbog otvora (7), (7), deluje preko meha (3) (3) na štap (4). (4). Ovo pomeran po meranje je prouzrokuje obrobrtanje laktaste poluge oko oslonca ( 2 ) nadesno pa vertikalni krak ove poluge ( 1) preko pre ko osov os ovini inice ce ( 1 1 ) potiskuje kontaktni mehanizam (12). Kada se dostigne vrednost pritiska pritiska (p), (p), podešena podeš ena na n a skali ( 10 ) pomoću zavrtnja (9) i opruge ( 8), spojiće se kontakti (13) i zatvoriće se strujno kolo vezano sa nekim uređajem od čijeg rada zavisi pritisak (p) - kompreso kompresor, r, solenoidni ventil... Kada pritisak počne da se snižava, laktasta poluga se obrće u suprotnom smeru ali se kontakt neće prekinuti u istom položaju u kojem je uspostavljen jer bi to prouz pro uzro roko kova valo lo suviše suv iše često uklju uk ljučičivanje i isključivanje uređaja. Zbog toga polug po lugaa nai n aila lazi zi na gran gr anični ičnikk (14) (1 4) pa na nju deluje sila opruge (15) koja se podešava zavrtnjem (16) a kontroliše na skali (17). Usled sile u opruzi pritisak na kome se kontakt otvara biće niži od pritiska na kome se on zatvara. Ta razlika pritisaka naziva se diferenca.
9.5 9.5. -Š - Š em a presostat presostataa
247
Presostati niskog i visokog pritiska ko9.6. TERMOSTATI riste se kao elementi zaštite kompresora. Oni isključuju isključuju kompresor kada se pritisak pritisak Termostati su električni prekidači koji su konstrukcijsk i i funkcio fun kcionaln nalnoo gotovo gotov o ide idenna usisu snizi ispod zadatog, odnosno odno sno ka- konstrukcijski da se pritisak na potisu povisi iznad tični presostatima, samo što termostati pr ekida idaju ju i zatva za tvara raju ju strujn str ujnoo ko kolo lo u zavizadatog pritiska koji obezbeđuje bezbe- prek dan rad kompresora kom presora i cele rashladne insta- snosti od temperature. Šema termostata se lacije. Osim ovoga, presostat niskog pri- od šeme na slici 9.5 razlikuje samo po totiska može da se koristi i za regulaciju me što na meh ne deluje direktno pritisak rada kompresora, i to uključivanjem i iz rashladne instalacije, već pritisak iz daisključivanjem kompresora u zavisnosti vača koji je isti kao kod termoekspanzioven tila i koji registruje re gistruje prom p romenu enu temod pritiska na usisu koji opet zavisi od nog ventila per ature. e. toplotnog opterećenja isparivača. Naj- peratur Na N a čini čin i p rim ri m en enee term te rm o s tata ta ta u rashlavažnija uloga diferencijalnih diferencijalnih presostata presostata je kontrola razlike pritisaka ulja koja se dnim instalacijama veoma su raznovrsni. ve omaa često koriste ko riste za reg regu pos p osti tižž e po pom m o ću u ljn lj n e pu pum m pe i k o ja j e Termostati se veom neophodna za pravilno podmazivanje laciju temperature vazduha u hlađenom pr ostor toruu (sl. 9.6). K ad adaa temp te mper erat atur uraa vazazkompresora. Ako ova razlika nije dovolj- pros m inimalno alno dozvoljenu dozvol jenu vre vredna, presostat isključuje kompresor i tako duha dostigne minim nost, termostat (Th) zatvara solenoidne ga štiti od havarije.
248
venti ventile le (SV) - kod velikih isparivač isparivača (R l) vači i međuhladnjaci. Osim toga, bitno je ispred ispred i iza isparivača ispariv ača - i isključuje isključuje venti- obezbediti trajan i siguran rad, što se polatore (V), čime praktično prekida rad tog stiže pomoću druge kategorije pomoćnih isparivača. Usled toplotnog opterećenja aparata u koju spadaju: odvajači tečnosti, temperatura vazduh a u toj toj komori kom ori počinje odvajači ulja, ispuštači vazduha, filtri itd. da se povišava. Kada dostigne maksimalno dozvoljenu vrednost, termostat pono9.7.1. 9.7.1. SKUPLJAČ I (RESIVERI) vo otvara solenoidne ventile i uključuje ventilatore i tako uspostavlja normalan Resiveri su cilindrični sudovi (horizontalrad isparivača. Termostati se upotrebni ili vertikalni) koji se obično postavljaju ljavaju ljavaju u kulama za recirkulaciono hlađe- ispod kondenzatora. Postoje dva tipa renje vode. Oni tu imaju višestruku ulogu. sivera. Prvi tip resivera prima tečnost rasPomoću njih se uključuju i isključuju isključuju ven- hladnog fluida koja se zbog promene totilatori u zavisnosti od spoljne tempera- plo p lotn tno o g o p tere te reće ćen n ja p re m e šta št a u deo ture vazduha, kako bi se uštedela energija instalacije visokog pritiska. Drugi tip i održao minimalno potreban pritisak kon- resivera obezbeđuje u svakom trenutku denzacije. Osim toga, smrzavanje vode u dovoljno tečnosti rashladnog fluida u kadi sprečava se električnim grejačima skladu sa toplotnim opterećenjem isparikoje, opet, uključuje termostat u zavisno- vača. Osim toga, ovaj tip resivera se koristi od trenutne temperature vode u kadi. sti i za velike i razgrana te instalacije, gde rezervnog suda u koji može da Kao i kod presostata, postoje i diferen- ima ulogu rezervnog cijalni termostati koji zatvaraju ili preki- stane tečnost iz jednog isparivača ili grunj ih,, rad ra d i teku te kućeg ćeg o drž dr ž a v a n ja ili popo daju strujno kolo u zavisnosti od razlike pe njih prav ki. U najm na jman anje je rash ra shla ladn dnee insta in stala laci cije je temperatura. Ovi termostati se često ko- pravki. riste riste u visokim kom orama kod kojih k ojih razlirazli- (frižidere) resiveri se ne postavljaju. ka temperatura tempe ratura vazduha između tavanice i poda, pod a, kad k adaa j e ispa is pariv rivač ač isklju isk ljučen, čen, može mož e da dostigne i 4 - 5°C. 5°C. U tim slučajevima slučajevima 9.7. 9.7.2. 2. ODVA JAČ IULJA diferencijalni termostat uključuje samo N ajef efik ikas asni nija ja mera me ra kojo ko jom m se spre sp rečava čava da ventilatore na isparivačima i mešanjem Naj vazduha ujednačava temperatursko polje ulje, koje je iz bilo kog razloga izašlo iz kompresora, ode dalje u kondenzator i isu komori. pariv pa rivač, ač, jest je stee p osta os tavl vlja janj njee odva od vaja jača ča ulja ul ja na potisu kompresora. Na taj način se obezbeđuje efikasan rad pomenutih raz9.7. P O M O Ć N I A P A R A T I IU IU R E Đ A J I menjivača menjiv ača toplote i pouzdan pouzd an i pravilan rad Kompresor, kondenzator, isparivač i prigu- samog kompresora. šni ventil osnovni su elementi koji obeOdvajači ulja su, u stvari, cilindrični zbeđuju funkcionisanje jedne rashlad- čelični sudovi u kojima se ulje odvaja ne instalacije. Da bi ta instalacija radila tako što para visokog pritiska koja dolazi ekonomično, odnosno uz manji utrošak iz kompresora naglo menja pravac strujaenergije potrebne za njen pogon, uvode nja i brzinu, pa se izdvojene kapljice ulja se pomoćni aparati, kao što su prehlađi- talože na dnu suda i odatle vraćaju vraćaju u kom249
10
11
Sl. 9.7 . - Presek Pres ek odvajača odv ajača ulja ulja
presor. U ob običaj ičajen enaa ko kons nstru trukc kcija ija od odva vajača jača ulja koji se koristi koristi kod freonskih instalaci ja j a prik pr ikaz azan anaa je n a slici 9.7. Para rashladnog fluida sa uljem ulazi kroz priključak (13), (13), naglo menja me nja brzinu i prav pr avac ac struja str ujanj nja, a, deo ulja ul ja se odmah odm ah odv odvaa ja j a a pa para ra cirkul cir kuliše iše oko c ilind ili ndri rično čnogg dela del a (2) u kome se skuplja odvojeno odvo jeno ulje. Posle ovoga para prolazi kroz sloj sloj ispune (15) (15) — zgužvana metalna žica ili metalna strugotina - gde se odvaja i preostalo ulje a para pa ra rash ra shla ladn dnog og fluida, flui da, ko koja ja je sada gotovo bez ulja, izlazi iz separatora kroz priključak (12). Kada nivo odvojenog ulja u separatoru poraste do određene određ ene vrednosti, plov pl ovak ak (1) otvar otv araa igličas ig ličasti ti ve vent ntil il (3) i ulje ulj e se, pod dejstvom pritiska kondenzacije, vraća u karter ka rter kompresora. 9.7. 9.7.3. 3. FILTRI FILTRI,, SUŠA SU ŠAČČ II KONTROLNA (VTDNA) STAKLA Filtri sprečavaju prodor čvrstih čestica rđe, peska i drugih nečistoća u kompresor, so r, i tako obezbeđuju obezbeđu ju kompresor kom presor od 250
oštećenja i havarija. Oni se postavljaju u usisnom vodu ili u samom kompresoru, kao i u tečnim vodovim v odovimaa ispred prigu prigušni šnihh ventila i drugih elemenata automatike čiji rad mogu da ugroze čestice nečistoće. Uobič Uob ičajena ajena konstru k onstrukcija kcija filtra prikaz prikazaana je na slici 9.8. 9.8. On O n se sastoji od o d čelič čeličnog nog cilindričnog kućišta ( ), sa donje strane zatvorenog zaptivkom (3), poklopcem poklop cem (4) i zavrtnjim zav rtnjimaa (5). (5). Filtriran Filtr iranje je se obavlja proprolaskom rashladnog fluida kroz finu metalmetalnu mrežicu ( ) koja se povremeno čisti. 1
2
Još jed an problem koji može da se javi je p ojav oj avaa vlag vl agee u rash ra shla ladn dnoj oj inst in stal alac aciji iji.. Ovaj Ovaj problem p roblem je znatno zna tno izraženiji kod frefreonskih instalacija zato što freoni veoma slabo rastvaraju vodu, što nije slučaj sa amonijakom. Zamrzavanje te vode u delovima instalacije gde vlada niska temperatura (u sedištu prigušnog ventila ili u
9.7.4. NIVOKAZI
Nivo Ni voka kazi zi služe za kontro kon trolu lu nivoa niv oa tečnosti tečno sti u različitim sudovima rashladne instalaci je (resiveri, (resiv eri, separato sepa ratori, ri, međuh me đuhladn ladnjaci. jaci...). ..). Ako je u sudovima tečnost rashladnog rashladnog fluida na temperaturi nižoj od 0°C, kao nivokaz može da se koristi vertikalna cev
Sl. 9.9. -Sušać
kapilari) može u potpunosti da blokira rad rad čitave instalacije. Zbog toga je neophodno da se u tečni vod (između kondenzatora i prigušnog ventila) postavi sušač, koji često ima i ulogu filtra. Jedna od konstrukcija prikazana je na slici 9.9. Tečnost rashladnog rashladno g fluida prolazi kroz perforiranu cev (4) pa preko apsorbenta apsorben ta (5) - najčešć najčešćee silikagel - koji apsorbuje vlagu iz iz njega, i mrežice za filtriranje (3) dalje u instalaciju. Iza sušača a pre prigušnog ventila postavlja se kontrolno (vidno) staklo koje ima dvojaku ulogu. Posmatranjem protoka tečnosti rashladnog fluida kroz staklo, moguće guće je primetiti mehure m ehure (pare (pare rashladnog fluida) koji ukazuju na nedostatak rashladnog fluida u instalaciji. instalaciji. Osim ovoga, ovoga, u centru vidnog štakla nalazi se indikator koji menja boju u zavisnosti od količine vlage u rashladnom fluidu. Na osnovu toga se indikuje indiku je zasić zasi ćenost ispune sušača sušača vlavlagom i neophodnost neoph odnost zamene ove ispune ispune..
spojena sa parnim i tečnim tečnim prostorom susuda. Nivo tečnosti u sudu biće identičan nivou tečnosti tečnosti u cevi i on će se jasn ja sno o razaznati pošto će deo cevi u kome se nalazi tečnost biti biti pokriven injem. Kod amonijačnih instalacija koristi se osobina amonijaka da se ne meša m eša sa uljem. uljem. Zato se u donjem delu ovih nivokaza nalaze mali mali rezervoari sa uljem koje se penje u cevi i pokazuje nivo tečnosti u sudu. Za razliku razliku od ovih nivokaza - nivokaza niskog pritiska, u delovima rashlad-
251
ne instalacije ins talacije gde vlada vlad a viša temperatura i pritis pri tisak ak,, post po stav avlj ljaj aju u se nivo ni voka kazi zi visoko vis okog g pri p riti tisk skaa . Sem Se m a je d n o g takv ta kvog og niv ni v oka ok a za prik pr ikaz azan anaa j e n a slici slic i 9.10. 9.1 0. Ovi nivok niv okaz azii su stakleni i spojeni su sa sudom čiji nivo kontrolišu pomoću pom oću zaustavnih zaustav nih ventila. Ako Ako se staklo polomi, ovi ventili se automatski zatvaraju i sprečavaju isticanje rashladnog fluida u okolinu. 9.7.5. ARMATURA
ventili se obavezno postavljaju na svim sudovima koji sadrže veće količine tečnog rashladnog fluida (separatori, resiveri, kondenzatori...). Ukoliko se ugradi dvostruki ventil sigurnosti, njime se omogućava neprekidan rad instalacije i u vreme popravke p opravke ili revizije jedn je dnog og od ve ventila tila sigurnosti.
9.7.6. CEVOVODI
Cevovodi povezuju sve elemente rashJedan od osnovnih elemenata armature armature je ladne instalacije u zatvoreni sistem kroz zaustavni ventil. On prekida ili uspostav- koji cirkuliše rashladni fluid. Zbog osobilja protok na delu cevovoda na kome je na samih rashladni rashl adnih h fluida fluid a i njihove agre post po stav avlj ljen en.. K onst on stru rukc kcija ija ovog ov og ve ntil nt ilaa je sivnosti prema pojedinim metalima, kod jedn je dnos osta tavn vna. a. On se korist kor istii i u parn pa rnim im i u amonijačnih rashladnih instalacija se pritečnim vodovima. Zaustavni ventili postavpostavmenjuju čelične bešavne cevi, a kod ljeni ispred i iza većine elemenata rasfreonskih instalacija insta lacija bakarne baka rne cevi. Za Z a pr prehladne instalacije obezbeđuju njihovu lačnike iznad 20 mm i kod freonskih rashkšu zamenu bez ispuštanja i ponovnog ladnih uređaja koriste se čelične cevi. vakuumiranja i punjenja rashladnim fluCelične cevi se povezuju zavarivanjem, a idom većih delova ili čitave rashladne inveza cevi i pojedinih elemenata instalacistalacije. je ostvaruje ostv aruje se pomoću pom oću prirub prir ubni nica ca i zaptiv zaptiv-Konstrukc Kon strukcija ija ručnog ručnog regulacionog regulacio nog (pri(pri- ke. Bakarne cevi se povezuju lemljenjem gušnog) ventila ne razlikuje se mnogo od a veza sa drugim elementima ostvaruje se konstrukcije zaustavnog ventila. Taj ven- pomo po moću ću navrt na vrtke ke a preko pre ko proš pr ošire ireno nog g dela dela til prigušuje i fino reguliše protok tečnosti cevi. rashladnog fluida od kondenzatora do isPrečnik cevovoda bira se prema do pariva par ivača. ča. Zbog Zb og toga tog a on o n ima i ma finiji fin iji navoj navo j na zvoljenim zvolj enim padovim pa dovimaa pritiska. Ako su cev cevovretenu ventila, fmiji od navoja na zauvodi kraći i instalacije jednostavnije (ne stavnom ventilu, a tan jir ventila je oblikooblikomnogo razgranate), prečnik cevovoda se van tako da omogući fino regulisanje pro bir b iraa prem pr em a d o z v olje ol jen n im b rzin rz inaa m a strustrutoka. Ručni regulacioni ventil često služi ja n ja rashla ras hladn dnog og fluida. kao rezervni u instalacijama koje rade sa termoekspanzionim ventilom. Postavlja se u obilazni vod i omogućava rad instalacije P I T A N JA ako se termoekspanzioni termo ekspanzioni v entil pokvari pokvari.. 1. K a k a v j e p r i n c ip i p r a da d a a u t o m a t s k o g p r i g u šn šn o g Veoma važan element armature rasv e n t il il a ( š e m a , n a č i n d e l o v a n j a ) ? hladne instalacije je i ventil sigurnosti. 2 . G d e s e p r i m e n j u ju ju t e r m o e k s p a n z i o n i v e n t i li li ? Nje N jego gova va uloga ulo ga je da u slučaju slu čaju povi po više šenj njaa 3 . Š t a j e s o l e n o i d n i v e n t i l? l? prit pr itis iska ka izn iz n a d dozv do zvol olje jeno nog, g, ispu is pušta štanj njem em 4 . N a k o m p r i n c ip ip u r a d e p r e s o s ta t a t i? i? rashladnog fluida (najčešće u okolinu) 5 . K a k o s e p r i m e n j u j u t e r m o s t a ti ti ? spreči havariju i eventualne neželjene 6 . K a k o r a d e o d v a j a č i u l j a z a f r e o n s k e r a s h l a d n e in in posled pos ledice ice po ljude ljud e i obje o bjekte kte u blizin bli zini. i. Ovi stalacije?
P RIL OG
U ovom prilogu su dati simboli koji se koriste za izradu šema termotehničkih i procesnih postrojenja, kao i postro je n j a z a gre gr e jan ja n je, je , klim kl imaa tiz ti z a ciju ci ju i hla h lađđ e n je. je . P rilo ri logg je u ra đ e n pre p rem m a s tan ta n d a rdu rd u JUS JU S A .AO .A O .063 .0 63/1 /199 996. 6. g o d inu in u - G rafi ra fički čki simbol simboli. i. Cevovo C evovodi di - funkcionalna funkciona lna prikazivanja. prikazivanja. Za neke posebne oblasti tehnike, ili kao dopuna ovom standardu koriste se, na primer, JUS M.E7.011/1992. Rashladna postrojenja. Šema rashladnih postrojenja. Vrste šema. JUS M.E7.012/1992. Rashladna postrojenja. Šema rashladnih postrojenja. Grafički simboli.
253
1. CEVOVODI Broj
Oblik
Naziv
Cev, uopšte
1.1
___ ______ ______ ______ ______ ____ _ ---------------------------- 1______ Prikaz signalnih protočnih puteva (vidi DIN 19227, Deo 1) Prikaz protočnih materija (vidi DIN 2481)
Objedinjavanje više protočnih linija
1.2
o rm
n
n
m
Spiralna cev
___________________________
__ _____ nmr\
n n n n >
r r r r r r r r r r r r v n n m
254
—
h x h -------------------------------------
Broj
Oblik
Naziv
Crevo
1.3
ir\ / \ / V \A A /
Cev sa omotačem ili sa zaštitnom cevi
1.4
____ _____ ^ z __
IXE
Orebrena cev
1.5
iXH---- W---- H4fH4+ Rebrasta cev sa prirubnicom
255
256
f
257
258
259
Broj
Oblik
1.15
Naziv
Ukrštanje protočnih protočnih linija bez spoja
Alternativno se može jedn je dnaa od protočnih linija na tački ukrštanja prekinuti. Ovaj način prikazivanja važi za izradu crteža računarom. računarom.
1.16
+
Spoj pri ukrštanju protočnih linija
Alternativno se ukrštanje linija toka može prikazati pomereno.
1.17
1.18
1.19
260
T-spoj protočnih linija
/
Kosi spoj protočnih linija
Y-spoj protočnih linija
2. SPOJEVI Po pravilu, jedna od dve priključne linije izostavlja se kada su dva simbola sa istim priključnim prik ljučnim linijama linija ma neposredno nepos redno međusobno povezana. Pr i m e r i : Cevni zatvarač
Par prirubnica
______ ___ _ _______r x - i ____
1 1 H
Cevni zatvarač i H Xr1i---Dva cevna cev na zatvarača zatvarača spojena prirubnicama — K X 3 - H X H —
Umetnuti spoj
____ ______ ____ ___ _ □ ____ ______ ____ __
fv. ----- =P
Par prirubnica
Odvajač kondenzata spojen prirubnicama
J
Odvajač kondenzata
Cevni zatvarač za spajanje umetanjem
^r~
1 1 11
J
Aparat
Par prirubnica
11 1 1
Apara Aparatt spojen spojen priru prirutt nicam nicamaa
|___ _ _| __ 1
261
Broj
Oblik
Naziv
2.1
Spoj zavaren, lemljen, lepljen
2.2
Par prirubnica (opšti slučaj)
— +H —
--------- H— 2.3 2.3
— HXH—
Par prirubnica sa stezaljkama stezaljkama
---------------- ------------------------------2.4
Spajanje umetanjem - —
3
-
— --------------------- 3 X E ------------------
2.5 2.5
Navojni spoj spoj —
- 1 - - —
--------------------- 3 X 1 -----------------
2.6
1
1
1
U 1 * t
1
1
1
Navojni Navojn i spoj spoj sa slepom navrtkom
---------------- i - H X I ------------------262
Broj
Oblik
Naziv
Spojka (opšti slučaj)
2.7
------- Bix------3. FAZONSKIKOMADI FAZONSKIKOMAD I Broj
3.1
Graflčki simboli Naziv, napomene Primeri primene
Oblik
c >
—
Redukovanje uopšte ili koncentrično DN 2g0 / 150
DNHj0/80
Uvek se pri redukovanju označava označava najpre veći prečnik Zatvarač (opšti slučaj)
3.2
|-j 3.3 3.3
-----D
Dno zatvarača uopšte
--------------- [) ^ X*
3) 3) 3.4 3.5 3.5
— --0
K
Slepa prirubnica
Bez prikazivanja vrste spoja Zavareno Umetnuto Sa navojem
Dno zatvarača ravno Č ep zatvarač zatvaračaa sa navojem
----------2XHX 263
4. C E V N I Z A T V A R A Č I
4.1. Zaporni cevni zatvarači Broj
4.1.1
Oblik
Graflčki simboli
Naziv, napomene Primeri primene
Zaporni cevni zatvarač (opšti slučaj)
-DXh
Bez prikaza vrste spoja Sa prirubnicom Zavaren Umetnut
3 X £
Utaknut ili zavaren Sa navojem
—t — t X D X h -HXHtXH — £ X $ X $ —
žlXE—3 X E ^XHXE 4.1.2
264
Zaporni zasun
Broj
Oblik
Zaporni ventil
4.1.3
4.1.4
D oa
4.1.5
4.1.6
Naziv
Zaporna slavina (opšti slučaj)
Zaporna kuglasta slavina
D cca
Zaporna konusna slavina
4.1.7
Zaporna klapna
4.1.8
Membranski cevni zatvarač
8 4.1.9
t> < a
Armatura sa stezaljkama za crevo
265
Broj
O b l ik
N a z iv
4.1.10
Ugaoni zaporni cevni zatvarač zatvarač
4.1.11
Ugaoni zaporni ventil
4.1.12
Ugaona zaporna slavina s lavina (opšti slučaj) slučaj)
4.1.13
Ugaona zaporna kuglasta slavina
4.1.14
Ugaona zaporna konusna slavina
4.1.15
Ugaoni membranski cevni zatvarač
4.1.16
Trokraki cevni zatvarač (opšti slučaj)
4.1.17
Trokraki Trokraki ventil vent il
266
267
Broj
Oblik
~~T~ 1 1 /
-------
\ /
4.1.26 \
Naziv
Priključak za usisavanje
1 ^ >k
ij
y— -
0
Može se kombinovati sa simbo simbolom lom za pogon pogon cevnih zatvarača.
< i —
~~r~ l
4.1.27
Priključak Priključak na zaporni element
r J / iVj ^
__ __ / -------->
X
4.1.28
M ------
Priključak za kućište
<= 1
-
268
Može se kombinovati sa simbolom za zaporne cevne cevn e zatvarače. zatvarače.
>
j
------
Može se kombinovati sa simbolom za zaporne cevne zatvarače, npr. za kontrolu zaptivenosti za vreme vreme rada rada..
4.2 4.2.
Ce vn i zatvarači sa kontinua kont inualnim lnim područjem pod ručjem regulacije regulacije
Broj
4.2.1
Oblik
x
G ra flč ki simboli
Naziv, napomene napomene Primeri primene
Armatura sa kontinualnim područjem regulacije P o d , , k o n t i n u a l n i m “ t rc rc b a p o đ r a z u m e v a t i „poscbno dcfinisan". M o ž e s c k o m b i n o v a t i s a s im im b o l im im a z a p o m e a r m a t u r c . E l e m e n t s i m b o l a m o ž c s c i z o s t a v i ti ti a k o b i st st v a r a o z a b u n u z b o g t o g a št št o j e n a d r u g o m m e s t u t a k v i m s i m b o l o m o z n a č c n r c g u l a c i o n i v e n t i l. l.
Ventil za redukciju pritiska
Ovaj simbol koristi se samo za cevne zatvarač zatvaračee čija je funkcija znatna znatn a redukcija pritiska. Veći trougao predstavlja stranu stran u sa nižim pritiskom.
269
Broj
4.2.3
Oblik
Grafičk i simboli
Prim eri primene primene
V
Ventil za redukciju pritiska ubrizgavanjem
Ventil za redukciju pritiska, ugaoni
4.2.4
N
4.2.5
Ventil za redukciju pritiska, ugaoni, sa ubrizgavanjem
X
/ 4.3.
Naziv, napomene
h
Armature sa sigurnosnom funkcijom
Broj
4.3.1
Oblik
Grafičk i simboli
X I
Naz iv, napomene Prim eri primene primene
Zaporni ventil sa sigurnosnom funkcijom Široku vertikalnu liniju treba staviti staviti n a izlaznu stranu. Može se komb inovati sa simbolima simbolima za zap orne cevn e zatvarače. zatvarače.
4.3.2
>
Sigurnosna membrana, ispupčena Treba navesti smer protoka
-*0270
Broj
Oblik
Naziv
Trajna Trajna zaštita od požara 4.3.3
Može se koristiti kao krajnji osigurač. Plamen gori na strani polukruga.
Osiguranj Osiguranjee od eksplozije blokadom plamen a 4.3.4
Može se koristiti kao krajnja sigurnost (osiguranje prostora) prostora) ili osiguranje cevi. Eksp lozija se javlja na strani strani pravougaonika.
Krajnja Krajnja sigu m ost od eksplozije
Osiguranje cev i od eksplozije
Osiguranje od eksplozije trajnom blokadom plamena 4.3.5
M ože se koristiti koristiti kao krajn krajnja ja sigurnost (osiguranje prostora prostora)) ili osiguranje ce vi. Eksp lozija se javlja na strani pravougaonika, odnosno luka.
L
J
Krajnja sigumost od eksplozije
Osiguranje Osiguranje cev i od eksplozije
Osiguranje od detonacije 4.3.6
M ože se primeniti primeniti samo kao sigurnost cevi. Detonacija nastaje na strani trougla. Osiguranje od detonacije u izvedbi obezbeđeno od trajnog požara Može se koristiti samo kao osiguranje cevi. Deto nacija nastaje nastaje n a strani trougla, trougla, odn osno luka luka..
271
Broj
4.3.8
Grafičk i simboli Oblik
Naziv, napomene Primeri primene
Zaštitna požarna klapna
h i ^ l
4.3.9
Armatura za ventilaciju ventilaciju i ispuštanje vazduha
4.4 4.4. N epovra tni cevni zatvarači
Broj
4.4.1
Grafičk i simboli Oblik
T\J T\J
Naziv, napomene napomene Primeri primene
Nepovratni Nepo vratni cevni zatvarač (opšti slučaj)
Funkcija „sprečavanja povratnog spoja“ daje se preko preko jedne jed ne tačke tačke na ulaznoj strani cevnog zatvarača. -----------------
Nepovratni Nepovr atni ventil
4.4.2
4.4.3
4.4.4
272
T si
Nepovrat Nepo vratna na klapna kla pna
Nepovratni Nepovr atni cevni ugaoni ug aoni zatvarač za opŠte namene
Broj
Oblik
Naziv
4.4.5
Ugaoni nepovratni ventil (napomena kao za broj 4.4.1)
4.4.6
Uređaj Uređaj za povezivanje nepovratnih cevnih zatvarača Može se kombinovati sa simbolima za nepovratne nepovratn e cevne c evne zatvarač zatvarače. e.
H £ / _ / _ ~ / L
4.5. Pogoni Broj
Grafičk i s im b o li Oblik
.T . Naziv, napomene Primeri primene
4.5.1
c
Pogon sa rotirajućim rotirajućim sistemom (opšti slučaj)
>
4.5.2
(*p
Pogon sa elektromotorom
273
Broj
O b lik
4.5.3
)
€
N a zi v
Pogon sa hidromotorom hidromotorom sa jednim jed nim smerom proticanja proticanja
€
Pogon sa hidromotorom sa dva smera proticanja
4.5.5
€
Pogon sa pneumatskim pneumatskim motorom sa jednim smerom smerom proticanja
4.5.6
€
4.5.4
4.5.7
274
p
Pogon sa pneumatskim motorom sa dva smera proticanja
Pogon sa pomičnim sistemom (opšti slučaj)
Broj
Oblik
Naziv
4.5.8
Pogon sa klipom
4.5.9
Pogon sa elektromagnetom
4.5.10
€ p
Pogon za koji koji se kao pomoćna energija koristi energija fluida u cevovodu
Ručni pogon (opšti slučaj) 4.5.11
Cevni zatvarači zatvarači sa ručnim ručnim pogonom pogon om mogu se prikazati bez ovog simbola kada je isključena isključena zamena. zamena.
4.5.12
Pogon sa oprugom oprugom
275
Broj
4.5.13
Naziv
Oblik
c
Pogon sa membranom
Pogon sa tegom
4.5.14
f
b
K ) 4.5.15
Pogon sa plovkom plovkom
Duple pogone treba prikazati prikazati shodno prikazanim primerima. primerima. Pri tom treba prioritetni priorite tni pogon pogo n označiti o značiti na sredini sre dini armature, odnosn o dnosno o spolja.
276
Broj
O blik /
N aziv
\
1 \
\ 1
4.5.16
Cevni zatvarač se otvara pri prestanku dejstva pomoćne energije. Ovaj simbol se može kombinovati sa simbolim a broj broj 4.5.1 do 4.5.10 i 4.5.13 4.5.13
1
i > U-
;
i 'v 'vj
/ 1 \
\ v
/
\ !
4.5.17
V
r' ^ 1
/
1 \
4.5.18
1
>k
/
,^
\
\ 1
X
Pri prestanku dejstva pomoćne energije cevni zatvarač ostaje ostaje u prethod nom položaju. položaju. Ovaj simbol se može kombinovati sa simbolim sim bolimaa broj broj 4.5.1 4.5.1 do 4.5.10 i 4.5.13 4.5.13
r~ i >
1
'i ; i
/
\
i \
\ !
' l "
4.5.19
Ovaj simbol se može kombinovati sa simbolima simbo lima broj 4.5.1 4.5.1 do 4.5.10 i 4.5.13 4.5.13
1
N
s.
Cevni zatvarač se zatvara pri pri prestank u dejstva dejstva po mo ćne energije. energije.
/ N 1 — — 1 — — 1 . -1 1 | ^ 'J
Cevni zatvarač ostaje ostaje pri prestank u dejstva poo m o ćne e n erg p er g ije ij e na jpre jp re u p reth re thoo d n o datom položaju; strelica daje daje dop ušten pra p ravv a c p om eran er anja ja.. Ovaj simbol se može kom binovati sa simbolim a broj broj 4.5.1 4.5.1 do 4.5.10 i 4.5.13 4.5.13
Q
Q
/s
—
s
——
—
— 1> < ] — 277
Broj
Oblik
Naziv
i 1 1
4.5.20
r" \ 1
1
Ručni pogon osiguran osiguran od neovlašćenog aktiviranja ^
1
n
— 1> < ! ------------------------- !— 1
—r —r F ^ Isprekidana linija predstavlja predstavlja nezavisno osiguranj osiguranjee pogona jedno jedno g cevnog zatvarača zatvarača u od nosu na drugi. Dalji podaci za osiguranje daju se uputstvom.
4.6. Cevni zatvarači za odvod Broj
Oblik
Grafičk i simboli
. Naziv, napomene Primeri primene
Odvodnik kondenzata (opšti slučaj)
4.6.1
Tamno o bojena površina predstavlja predstavlja izlaznu stranu. stranu. Bez prikaza prikaza načina spajanja —
—
—
— ^
278
S p a jan ja n je p riru ri ru b n ic o m S p a jan ja n je z a v a riv ri v a n je m Spaja Spajanj njee umetanjem umetanjem
4 .7 .7 . P o k a z n e a r m a t u r e
Broj
Oblik
4.7.1
—
4.7.2
—
JfiL
Naziv
—
Vizirno okno (opšti slučaj)
------------- -
Vizirno okno sa indikatorom
5. KOMP ENZATORI
279
Broj
O b lik
N a z iv
Ko mpe nzator u obliku lire lire
Iz cevi cevi i lukova oblikovane oblikovane ko m penza tore sa U-lukovima treba uprošćeno prikazati ako je njihov prikaz dogovoren u tehnološkoj šemi. šemi.
6.
OSTALI DELOVI CEVOVODA
Broj
Oblik
6.1
Grafičk i simboli simbo li
• napo Naziv, na pom m ene en e Primeri primene
Levak
fi 1
1 V /
6.2
/ Ni
\
/
Veza sa atmosferom
i
/
280
\
2.
Broj
6.3
6.4
Oblik
—
---- -
—
Naziv
/VV
—
Prigušivač zvuka
Linija za mešanje
Smer Smer proticanja odgovara montažnom mon tažnom nagibu. nagibu.
—
6.5
Q)
Kuglični zglob
nnr. cevovod rezervoara
— npr. utovarni rukavac
® 6.6
o)—o
Prigušna ploča (blenda)
® —
X
H
H ®
—
—
—
281
Broj
Oblik
N a z i v
o 6.7
Slepa prirubn ica (opšti slučaj) slučaj)
6.S
Og raničavač raničavač protoka sa blendom
6.9
Ogran ičavač ičavač protoka sa difuzorom
6.10
M laznica za mešanje mešanje
6.11
Ispravljač strujanja
6.12
Odv ajač nečistoća nečistoća
>
282
'U
r
283
LITERATURA 1. Bogner, M., Topić, R., Jaćimović, B.: Ras hladni uređaji, uređaji, 2. izdanje, 10. Vujić, S.: Rashladni Energetskiprocesi, II prer. izdanje, Zavod za Mašinski fakultet, Beograd, 2000. udžbenike i nastavna sredstva, Beograd, 11. Đ orđević, B., Valent, V., V., Šerbanovi Šer banovićć, S.: 1995. Termodinamika i termotehnika, 2. Bogner, M., i dr.: Termotehničar, tom 1 i 2, Građevinska knjiga, Beograd, 1987. 3. izmenjeno i dopunjeno izdanje, Interkli12. Rietschel/Raiss: Heiz- undLi und Liift iftun ungs gstec techn hnik ik,, ma-grafika, Vrnjačka Banja, SMEITS, Springer Verlag, Berlin, 1960. Beograd, 2004. 13. Bogner, M., Stajić, Z.: Tehnika hlađenja, 3. Reknagel, Sprenger, Sramek, Ceperković: Zavod za udžbenike i nastavna sredstva, Grejanje i klimatizacija, 6. prevod na srpski Beograd, 2003. jezik, jezi k, Interklima, Vrnjačka Vrnjačka Banja, Banja , 20 2004 04.. 14. Bogner, M., lsailović , M.: Prirodni gas, 4. Bogner, M., Isailović, M.: Tehničkipropisi u ETA, Beograd, 2005. grejanju, hlađenju i klimatizaciji, 2. dopunjeno 15. Bogner, M., Stanojević, M.: O vodama, izdanje, SMEITS, Beograd, 2002. ETA, Beograd, 2006. 5. ASEIRAE ASEIRAE Handbook: Hand book: Fundamentals, Atlanta, SAD, 2005. 16. Živković, B., Z. Stajić: Mali termotehnički priručnik , SMEITS, Beograd, 2003. 6. ASHRAE Handbook: HVAC Applications, Applic ations, priručnik, 17. Bogner, M., M. Isailović: Termotehnička Atlanta, SAD, 2003. i termoenergetska postrojenja, ETA, 7. Todorović, B.: Klimatizacija, 2. izdanje, Beograd, 2006. SMEITS, Beograd, 2005. 18. Bogner, M.: Projektovanje termotehnički termotehničkihh 8. Todorović, B.: Projektovanjepostrojenja za iprocesnih sistema, 3. izdanje, ETA, centralno grejanje, Mašinski fakultet, Beograd, 2007. 19. Bogner, M., M. Borisavljević, V. Matović, Beograd, 2005. Zccvar ariva ivanj nje, e, 2. dopunjeno M. M. Bogner: Zccv 9. Danon, J.: Klimatizacija —principi ipraksa, izdanje, ETA, Beograd, 2007. Tehnička knjiga, Beograd, 1980.
Dr MARTIN BOGNER, dr BRANISL BRANISLAV AV ŽIVKOVIĆ i mr ZORAN STAJIĆ STAJIĆ : POSTROJENJA ZA GREJAN GR EJANJEIK JEIKLIMA LIMATIZA TIZACIJU CIJU za drugi i treći treći razred mašinske škole • Č etvrto izdanje, 2008 2008.. godina god ina • I z d a v a č : ZAVO ZAVOD D ZA UD UDŽBEN ŽBENIKE IKE,, Beog Beograd rad,, Obil Obilić ićev ev ve venac nac 5 • www.zavod.co.yu • Likovni Lik ovni urednik: urednik: AIDA AI DASPA SPASIĆ SIĆ • Grafički urednik: PETARBOSANAC • Crtezi: MIROSLAV RADOSAVLJEV RADO SAVLJEVIĆ IĆ • Lektor: mr BRANISLAVA BRANISLAVA MARKOVIĆ MARK OVIĆ • Korektor: RUŽICA PUNIŠIĆ • Obim: 17% štamparskih tabaka • Format: 16,6 x 23 23,6 ,6 cm • Rukopis p reda re datu tu štampu štam pu januar jan uaraa 22008. 008. godine • Štampanje završeno marta 2008. godine • Štampa ,,GRAFO-KOMER ,,GRAF O-KOMERC“, C“, Beograd. 284
8
K. B. 22232
600262 000873
