Оборудование цехов покрытий. Управление воздухом

Порошковое окрашивание. Добавление воздуха

Имеются существенные преимущества нагнетания воздуха в помещение. Повышенное давление в помещении имеет место, когда воздух нагнетается в здание через нагреватель, предназначенный для подачи компенсационного воздуха. Данное явление аналогично надуванию продырявленного шарика. Нагреватель обеспечивает воздух и контроль окружающей среды, необходимые для эффективной работы системы нанесения порошкового покрытия.

В герметичном помещении нагнетание воздуха для возмещения выводимого из здания воздуха, выполняется через одну контролируемую точку, систему кондиционирования воздуха. Весь воздух, необходимый для компенсации отработанного воздуха и обеспечения обогрева или вентиляции здания, может быть подогрет, охлажден, доведен до заданной влажности и очищен до определенной степени чистоты. Он выталкивается за пределы стен, создавая равномерное давление и комфортные окружающие условия во всем здании.

Что необходимо знать

Чтобы повысить давление воздуха в здании, весь воздух, поступающий взамен механически вытягиваемого воздуха, пропускается через установку кондиционирования воздуха вместе с дополнительным объемом, чтобы противостоять эффекту ветра и тепловой инфильтрации.

Здание, находящееся под слегка положительным давлением, будет противостоять естественным эффектам ветра за пределами помещения и уменьшать попадание холодных сквозняков на предприятие. При открытых дверях герметизированное помещение будет позволять "пузырю" холодного воздуха попадать в здание, подобно "потоку" холодного воздуха, который входит в здание, когда давление воздуха является отрицательным. Повышенное давление в помещении образует буфер для вытеснения тепла в направлении стен здания и уменьшения естественного эффекта наружного ветра и холода.

Повышенное давление в помещении должно варьироваться из-за динамики здания. Может потребоваться изменение общего объема воздуха из-за изменения направления и скорости ветра, открывания и закрывания дверей, включения и выключения вентиляторов. Оптимальная стратегия контроля может учитывать эти изменения и регулировать объем воздуха, проходящий через систему контроля цикла давления.

Некоторые люди считают, что здание, которое нагревается наддувом, будет потреблять больше энергии по сравнению с другими нагревательными системами. Важно понимать, что негерметизированная система отопления зависит от проникновения холодного воздуха.

Возникают две проблемы, которые повышают потребление энергии этими типами систем:

1.Имеется запаздывание между временем, за которое холодный воздух просачивается в здание, и временем, которое требуется для его нагрева, поэтому здание не может постоянно достигать заданной температуры и поддерживать ее.

2.После того как нагретый воздух выходит из системы, он поднимается, а холодный воздух опускается в нижние эшелоны здания, создавая стратификацию температуры.

Испытываемый в результате этого дискомфорт и неэффективность косвенного нагрева фактически означают более высокую стоимость энергии по сравнению с герметизированной системой с прямым нагревом.

Первым шагом в определении потребности в воздухе для системы нанесения порошкового покрытия является хорошее представление, что такое нагреватель компенсационного воздуха (приточного воздуха, компенсирующего вытяжку из помещения). Нагреватель компенсационного воздуха – это устройство, которое подает воздух и тепло в помещение. Оно обеспечивает помещение воздухом, компенсирующим механически вытягиваемый из оборудования системы воздух, не допуская отрицательного давления воздуха внутри помещения, которое является причиной инфильтрации.

Нагреватель компенсационного воздуха создает в помещении слегка положительное давление (обычно 0.01" водяного столба/0.25 кг/M2). Такое повышение давления создает баланс между выводимым и нагнетаемым воздухом. Это позволяет вентиляторам работать без проблем, связанных с отрицательным давлением воздуха и приносит большую пользу, которая часто остается без внимания или плохо понимается менеджерами и владельцами систем нанесения покрытия. Повышенное давление успешно борется с другими силами природы, губительными для системы нанесения порошковых покрытий и нагревателя компенсационного воздуха для помещения.

Преимущества нагревателей компенсационного воздуха

Имеется много преимуществ использования нагревателя компенсационного воздуха. Перечисленные ниже преимущества должны способствовать тем, кто занимается нанесением покрытий рассматривать данный тип нагревателей, существенной составляющей успеха процесса нанесения порошковых покрытий:

•  предотвращает досадные погасания пламени газовых горелок

•  предотвращает обратную тягу в вытяжных трубах

•  помогает вентиляторам в системе работать без помех со стороны поперечных потоков

•  предотвращает конденсацию на стальных предметах помещения, уменьшая потенциал для загрязнений и предотвращая образование ржавчины

•  обеспечивает одинаковую комфортную температуру для обслуживающего персонала и работы оборудования на всех участках помещения.

Сравнение нагревателей с прямым обогревом газовым пламенем с воздухонагревателями

Кроме всех перечисленных преимуществ, нагреватель компенсационного воздуха является наиболее экономичным средством обогрева помещения. Как это возможно? Это действительно очень просто.

Система прямого нагрева отдает 100% своего тепла в воздушный поток. Системы с косвенным нагревом всегда имеют вытяжную или вентиляционную трубу, которая отводит из здания в атмосферу горячие газообразные продукты сгорания.

Воздухонагревательный прибор имеет исходный пиковый уровень эффективности около 56%, так как примерно 20% топлива теряется в топочных газах, а дополнительное топливо теряется в теплообменнике, что составляет около 70% эффективности нового устройства. Теплообменник со временем выходит из строя, и уровень эффективности может упасть до 40 – 50% всей эффективности.

Воздухонагревательный прибор не только неэффективен, он не может обеспечить однородную температуру, потому что он зависит от инфильтрации холодного воздуха для горения. Процесс горения требует, примерно, 10 частей атмосферного воздуха на 1 часть природного газа. На один кубический фут природного газа приходится, примерно, 1000 британских тепловых единиц (бте). Типичное здание может потерять около 3,000,000 бте/час в виде обычных тепловых потерь. Это означает, что нагревательные приборы будут потреблять 3,000 кубических футов воздуха для горения каждый час. Этот просачивающийся воздух для процесса горения должен быть нагрет, следовательно, он увеличивает обычную инфильтрационную нагрузку помещения. Стоимость одного только воздуха для горения в нагревательных приборах составляет около $0.95/ч.

В отличие от воздухонагревательных приборов нагреватель компенсационного воздуха не привносит в здание холодный воздух для горения. Он также не вытягивает нагретый воздух. В сжатой атмосфере температура намного более однородна. Нагреватель компенсационного воздуха не использует теплообменника, он не вытягивает и не подает холодный воздух на предприятие. Газовая горелка работает в соответствии с потребностью, и ее эффективность приближается к 100%. Все тепло, полученное в результате сжигания топлива, поступает непосредственно в помещение. Природный газ содержит 8% воды. Во время горения природный газ генерирует "явное/физическое" тепло, которое повышает температуру в помещении. Присутствующая в газе вода генерирует "латентное тепло", обеспечивающее увлажнение на предприятии. При использовании воздухонагревательного прибора латентное тепло теряется в вытяжной трубе.

Без нагревателя компенсационного воздуха естественная сила ветра соединяется с механической вытяжкой здания и создает ситуацию, в которой холодный воздух поступает в помещение, а теплый покидает его. Холодный воздух скапливается у пола, а теплый поднимается к потолку. Потерянная энергия собирается у потолка, в то время как у работников мерзнут ноги. Все горелки реагируют на сквозняки холодного воздуха на уровне полов более интенсивным горением, чтобы компенсировать проникновение холодного воздуха.

Положительное давление из нагревателя компенсационного воздуха обеспечивает вентиляцию с контролируемым вымещением. Здание по-прежнему дышит, но теперь воздух внутри помещения более свежий, а температура ровная. Свежий воздух из нагревателя компенсационного воздуха выталкивает наружу застоявшийся воздух и загрязнители. Объем вымещаемого воздуха контролируется. Вытяжные системы в мойках и вулканизационных печах работают на заданных объемах, без досадных погасаний горелок или обратной тяги.

Возникновение проходящей через оборудование аэродинамической трубы, которая может возникать в воздухонагревательных приборах, исключено. Стоимость на 20 – 40% ниже, чем при косвенном воздухонагревательном отоплении.

Инфильтрация является причиной сильной стратификации температуры. Пол очень холодный, особенно возле дверей и на участках, плохо утепленных снаружи. Воздухонагревательные приборы, часто использующиеся для обогрева помещения, будут работать постоянно, но никогда не повысят температуру на холодных участках до приемлемого уровня. Воздухонагревательные приборы получают свой воздух для горения из трещин в стенах здания. Поскольку холодный воздух проникает через трещины постоянно, нет никакой возможности, что это помещение прогреется. Нагретый воздух из воздухонагревательного прибора поднимается к потолку вместе с теплом, генерируемым вулканизационными печами и мойкой. Температура у пола может быть около 45 °F, в то время как у потолка около 120 °F (5° – 49 °C) и выше. Воздухонагревательный прибор продолжает работать в напрасном усилии повысить температуру воздуха на уровне пола до комфортного значения. Холодный воздух продолжает проникать, британские тепловые единицы потребляются и теряются по мере повышения температуры и инфильтрации холодного воздуха.

Таким образом, нагреватель компенсационного воздуха с прямым обогревом более эффективен, чем воздухонагревательный прибор. Воздух для горения поступает в нагреватель, нагревается до заданного значения и нагнетается в помещение для эффективной передачи энергии. Поскольку воздух в здании сжат, тепло распространяется по нему намного более равномерно. Те 120 °F воздуха, которые терялись под потолком, теперь распространяются по всему предприятию, повышая общий комфорт. В отличие от воздухонагревательного прибора, который позволяет холодному воздуху постоянно проникать в помещение, нагреватель компенсационного воздуха забирает только то количество наружного воздуха, который необходим для удовлетворения нужд помещения, повышает температуру до заданного значения и распространяет ее равномерно по всему зданию. Горелка модулирует, чтобы выработать только то, что нужно, не больше и не меньше.

Переменный расход воздуха

Режим внутри здания динамичен, и система должна быть способной реагировать на изменения. Для реагирования на изменения давления во время работы можно использовать нагреватель с переменным расходом воздуха.

Нагреватель с переменным расходом воздуха имеет два комплекта впускных заслонок: одну наружного воздуха и вторую для рециркуляционного воздуха. Когда система требует 100% объема нагревателей для компенсационного воздуха, рециркуляционная заслонка находится в полностью закрытом положении, а заслонка для наружного воздуха – в полностью открытом положении.

По мере изменения потребностей в откачке воздуха заслонки будут регулировать подачу воздуха, то открываясь, то закрываясь для обеспечения изменения процентного состава воздуха с улицы и рециркулированного воздуха. Может быть рециркулировано до 90% поступающего воздуха. Когда потребность в наружном воздухе низка, нагреватель эффективно подогревает уже находящийся в помещении теплый воздух, вместо нагревания свежего наружного воздуха. В летние месяцы горелка выключается, и нагреватель может нагнетать 100% наружного воздуха для вентиляции.

Соотношение наружного и внутреннего воздуха можно контролировать вручную с помощью шкалы или автоматически с помощью устройства для контроля перепада давления. Опыт показывает, что устройство контроля контура давления имеет несколько замедленную реакцию, поэтому может быть сложно поддерживать воздушный баланс, когда имеет место много динамических изменений.

Оборудование может быть оснащено ручным управлением с установкой производственного времени, позволяющего забирать снаружи достаточное количество компенсационного воздуха для всей вытяжной системы, и ночного времени, когда система рециркулирует большой процент внутреннего воздуха, чтобы снизить потребление энергии. Данные установки могут быть заданы таймером.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ КРАСОК В  БЕЛАРУСИ. ПО ВСЕМ ВОПРОСАМ ОБРАЩАЙТЕСЬ К НАМ, МЫ СМОЖЕМ ВАМ ПОМОЧЬ!

+37529 670 70 49

Городской
+375 (17) 272-50-61
+375 (17) 272-50-62

Мобильные
+375 (29) 105-70-88
+375 (33) 320-70-88

(ссылка на сайт обязательна)

Рекомендации по применению управления воздуха

При определении мощности систем воздухоснабжения для предприятия необходимо изучить ряд вопросов, чтобы затем учесть их при определении мощности и типа оборудования для инсталляции.

•Загрязняющие вещества, генерируемые в пределах системы

•Необходимые температура и влажность

•Диапазон температур (зима/лето, верхнее значение/нижнее)

•Количество часов работы

•Конструкция здания и плотность стен

•Высота и площадь здания

•Значение "R" изоляции

•Имеющаяся площадь для инсталляции и ограничения

•Климат (мягкий или суровый)

•Общий объем механической вытяжки в кубических футах в минуту и расположение всех вытяжных труб

•Состояние воздуха в помещении (вытяжка, имеющиеся системы обработки воздуха, технологические процессы и др.)

•Расположение всего технологического оборудования в здании

Располагая всеми этими данными, можно определить размер и количество всех необходимых систем обработки воздуха, их расположение, а также тип и характеристики контролирующих устройств.

Определение мощности горелок

Необходимо провести анализ помещения, чтобы определить максимально возможное потребление энергии. При определении мощности горелок необходимо учитывать скорость инфильтрации воздуха, вытяжную нагрузку и условия открывания дверей. Мощность горелки будет фактически рассчитываться на самый холодный период работы.

Примерная оценка инфильтрации:

Размер здания:

200 футов (60 M) ширина x 400 футов (120 M) длина x 25 футов (7.5 M) высота

200 x 400 x 25 = 2,000,000 футов3 (60 x 120 x 7.5 =  54,000 M3)

Скорость инфильтрации воздуха можно рассчитать с помощью специальной  таблицы (не приведена  на сайте), которая рассчитывалась для обычного хорошо построенного предприятия. Фактические скорости инфильтрации будут больше или меньше в зависимости от конструкции и состояния здания.

Расчет объемов воздуха

Чтобы обеспечить достаточное количество тепла для всего помещения и распределить его равномерно, система кондиционирования воздуха должна закачивать снаружи воздуха больше, чем сумма всех механических вытяжек плюс скорость инфильтрации.

Конечно, обогрев здания и мощность воздушного потока будут зависеть от места расположения и конструкции здания. Большое количество щелей в здании, открывающихся и закрывающихся дверей, а также холодные климатические условия обусловят большее потребление тепловой энергии. Герметичное здание с небольшим количеством дверей в сравнительно теплом климате потребует большей вентиляционной мощности.

Кратность воздухообмена может составлять от 1.5 до 6, чтобы удовлетворить потребности здания в разных условиях. Квалифицированный поставщик нагревателей компенсационного воздуха может рассчитать надлежащую потребность в воздухообмене. Хорошим показателем является средний температурный дифференциал между температурой нагнетания и комнатной температурой. Обычно это значение должно составлять менее 10 – 12oF(от - 12 до - 9°C).

Кроме изучения потребности в обогреве, необходимо изучить и потребность в вентиляции в летнее время. Системы для нанесения порошковых покрытий могут генерировать в помещении большое количество тепла, которое должно надлежащим образом отводиться из здания во избежание проблем с оборудованием и дискомфорта обслуживающего персонала. Во многих случаях желательно дополнительно устанавливать вытяжные вентиляторы на крыше для отвода теплопритока от здания. Таким образом, кроме потребности в воздухе для обогрева помещения и в вытяжных системах, система воздухоснабжения потребует дополнительные мощности для установки на крыше вытяжных вентиляторов (эксгаустеров). Охлаждение вместе с вентиляцией могут потребовать 5 обменов воздуха в час.

Вентиляторы, которые используются для вентиляции, должны устанавливаться как можно дальше от места выпуска воздуха из кондиционера воздуха. Они должны устанавливаться над мойкой и вулканизационными печами для отвода как можно большего количества тепла.

Некоторые рекомендации по типичной инсталляции:

•  Выбирайте скорость воздушного потока, поддерживающую среднюю температуру нагнетания от 10 до 12 °F (от - 12 до  - 9 °C) выше заданной комнатной температуры.

Выбирайте скорость воздушного потока, превышающую совместную скорость механической вытяжки и инфильтрации минимум на 10-20%.

•  В тех случаях, когда имеются ограничения, не позволяющие равномерно расставить установки обработки воздуха, может потребоваться бóльшая скорость обмена воздуха.

•  Если первостепенной задачей является охлаждение воздуха совместно с его вентиляцией, обмен воздуха будет происходить чаще, чем это требуется только для обогрева.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ КРАСОК В  БЕЛАРУСИ, ПОРОШКОВАЯ КРАСКА. ПО ВСЕМ ВОПРОСАМ ОБРАЩАЙТЕСЬ К НАМ, МЫ СМОЖЕМ ВАМ ПОМОЧЬ!

+375296151445

+375172026595

Расстояние между установками обработки воздуха

Для хорошего распределения воздуха на предприятии важно правильно расположить установки обработки воздуха. По мере удаления от места выпуска воздух будет охлаждаться. Если расстояние от места выпуска слишком велико, температура воздуха в помещениях будет ниже заданной. Приведенная далее по тексту таблица демонстрирует потерю тепла в зависимости от расстояния.

Расстояние между выпуском и ближайшей стенкой или половина расстояния до следующего нагревателя компенсационного воздуха можно называть "выброс". Смотрите в таблице типичные значения "выброса". Промежутки между этими значениями помогут управлять равномерным распределением воздуха и температуры.

Конструкция

Выброс

Изоляция

Плотная

90 M

300 футов

"R" =

10

75 M

250 футов

60 M

200 футов

45 M

150 футов

Неплотная

30 M

100 футов

"R" =

= 1

Таблица 8-3 – Критерии расстояния между установками обработки воздуха (Номограмма)

Рис. 8-3 – Вертикальный монтаж установки обработки воздуха (вид сбоку)

Air Discharge – выпусквоздуха

Building Wall – стеназдания

Airinlet – впуск воздуха

Groundlevel – уровень земли

Монтаж установки обработки воздуха

Установки обработки воздуха могут иметь конструкцию как для горизонтального так и для вертикального монтажа. Их можно устанавливать на крышах зданий, на земле рядом со зданием или подвешивать на внутренней части крыши здания. Стиль и размещение зависят от типа здания, наличия земли и стоимости инсталляции.

Обычно установка обработки воздуха для системы нанесения порошковых покрытий работает наилучше всего, когда она установлена в вертикальном положении. Точка выпуска находится у верха здания, позволяя воздуху, если это необходимо,  рассеиваться через разгрузочный конец или систему труб. Менее вероятно, что скорость выпуска будет мешать воздушным потокам отдельных частей оборудования. Впуск воздуха расположен внизу установки, следовательно, воздух не будет содержать в себе дождя или снега. Вертикальный монтаж занимает меньше места по сравнению с горизонтальным. В случае вертикального монтажа место впуска воздуха должно быть приподнято над уровнем земли, чтобы исключить захват влаги или грязи.

Высота и направление выпуска является еще одним важным моментом. Воздух, выпускаемый слишком низко над уровнем пола (менее 15 футов/5 метров) может создавать некомфортные сквозняки, гуляющие по ногам людей в зимнее время. Воздух, выдуваемый из вентилятора с большой скоростью, кажется прохладным даже когда он нагрет. В летние месяцы обдувающий людей прохладный воздух создает приятное ощущение.

Воздух, выпускаемый горизонтально на высоте более 40 футов (12 M) над полом, может вызывать стратификацию температуры и плохое разбавление воздуха на уровне пола.

Фильтрование воздуха окрасочных цехов

Степень фильтрования воздуха, подаваемого в систему нанесения порошкового  полимерного покрытия, зависит от типа системы и требований к качеству готовых изделий. На впуске компенсационного воздуха должен всегда быть блок полиэфирных фильтров эффективностью 30% для задерживания более крупных частиц, чтобы они не попадали в здание. Если устройство обработки воздуха выпускает воздух в общую среду предприятия, возможно, его дополнительного фильтрования не потребуется.

Если же воздух выпускается в распылительную комнату или в «чистую комнату» фильтрование должно быть очень тщательным. Используются нагнетательные каналы серии 90% плюс эффективные рукавные фильтры и низкая скорость выпуска. Рамы фильтров должны иметь герметичные края, чтобы воздух мог проходить только через фильтр. Все фильтры должны периодически проверяться и довольно часто меняться, чтобы не допустить избыточного статического давления на нагреватель.

Хорошей идеей является расположения впускного и выпускного отверстий установки обработки воздуха в относительно чистой среде во избежание внесения загрязняющих частиц на линию нанесения покрытия.