ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к вентиляционной технике, а конкретнее к приточным вентиляционным устройствам для вентиляции и кондиционирования воздуха, в частности для вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях с повышенными требованиями безопасности, а также к вентиляционным устройствам с повышенными требованиями надежности, преимущественно для газоперекачивающих агрегатов.
В настоящее время широкое применение находят газоперекачивающие агрегаты, размещаемые в быстровозводимых зданиях-укрытиях (ангарах) и использующие газотурбинные двигатели (установки), размещаемые в специальном теплозвукоизолирующем кожухе (контейнер, отсек). Такой агрегат описан, к примеру, в патенте на полезную модель RU №23639 (опубл. 27.06.2002). В таких агрегатах существует угроза взрыва и пожара из-за утечек газа, которые могут происходить в помещении укрытия и под кожухом газотурбинного двигателя. В связи с этим нормами безопасности, к примеру, ВРД 39-1.8-055-2002 ОАО «Газпром», предусмотрены принудительная вентиляция укрытия газоперекачивающего агрегата с трехкратным воздухообменом в час и принудительная вентиляция (продувка) кожуха газотурбинного двигателя с восьмикратным воздухообменом в час. Причем тем же документом предусмотрено применение для вентиляции укрытия приточной вентиляционной установки с резервным вентилятором. Воздух, подаваемый в укрытие и под кожух, должен быть очищен. Кроме того, оборудование газоперекачивающего агрегата должно работать при положительных температурах. В районах Крайнего Севера применение водяной системы отопления связанно с проблемой «разморозки» системы отопления укрытия, в связи с этим используют совмещение вентиляции с обогревом укрытия, для чего воздух в вентиляционных установках подогревают. При этом все равно сохраняется риск выхолаживания укрытия, например при срабатывании аварийной вытяжной вентиляции. Для подготовки газоперекачивающего агрегата к пуску необходимо проводить продувку кожуха газотурбинного двигателя теплым воздухом.
В настоящее время указанные выше задачи вентиляции и кондиционирования воздуха (здесь и далее под кондиционированием понимается подготовка воздуха до заданных параметров и поддержание заданных параметров воздуха, в частности температуры, чистоты, влажности и т.п.) в укрытии газоперекачивающего агрегата и под кожухом газотурбинного двигателя решаются применением двух отдельных вентиляционных установок, совмещающих функции вентиляции и кондиционирования воздуха.
К таким установкам относится, к примеру, Агрегат воздухонагревательный газовый модульный по патенту на полезную модель RU №100196 (опубл. 10.12.2010) содержащий сборный корпус коробчатого типа, основной и резервный вентиляторы, блок нагрева с рекуперативными воздухонагревателями (теплогенераторами), фильтр, который используется в системе приточной вентиляции помещений. В таком агрегате блок нагрева и фильтр, по сути, являются устройствами кондиционирования воздуха, агрегат может работать с отключенным блоком нагрева. Его недостатком является то, что исключена возможность ремонта вышедшего из строя вентилятора при работе другого вентилятора, так как вентиляторы размещены в общем блоке, а так же нет резервного блока нагрева, что снижает надежность устройства.
Эти недостатки устранены в Системе вентиляции и обогрева по патенту на полезную модель RU №126809 (опубл. 10.04.2013) заявителя, содержащей размещенные в одном корпусе блоки основного и резервного вентиляторов и блоки основного и резервного теплогенераторов, выполненные независимо друг от друга, фильтры. Система предназначена для приточной вентиляции и кондиционирования воздуха легкосборных укрытий газоперекачивающих агрегатов. Однако эта система, как и указанный выше агрегат, не может одновременно использоваться для вентиляции и кондиционирования воздуха и в укрытии и под кожухом.
Как уже было сказано, для вентиляции и кондиционирования воздуха под кожухом используется отдельная установка, и она, как правило, не оснащается резервным оборудованием, для удешевления газоперекачивающего агрегата. Поломка или неисправность установки вентиляции и кондиционирования воздуха под кожухом газотурбинного двигателя влечет за собой невозможность запуска газоперекачивающего агрегата.
Для нагрева воздуха в вентиляционных установках газоперекачивающего агрегата кроме теплогенераторов могут использоваться так же калориферы с различными теплоносителями, теплоноситель при этом преимущественно нагреваться за счет утилизации тепла выхлопных газов газотурбинного двигателя при помощи, к примеру, утилизационных теплообменников, могут использоваться также электроколориферы.
Общим недостатком известных вентиляционных установок является так же то, что в вентиляционной установке используется один способ нагрева воздуха - или при помощи калорифера, или при помощи теплогенератора, это снижает надежность вентиляционной установки.
Таким образом, в настоящее время остро стоит проблема создания такого устройства, которое бы одновременно обеспечивало вентиляцию и кондиционирование воздуха укрытия газоперекачивающего агрегата и кожуха газотурбинного двигателя и обладало высокой надежностью.
Перед авторами стояла задача создания надежной конструкции вентиляционной установки, обеспечивающей вентиляцию, а так же кондиционирование воздуха, одновременно укрытия газоперекачивающего агрегата и кожуха газотурбинного двигателя. Предлагаемое устройство вентиляционной установки предназначено преимущественно для газоперекачивающего агрегата, однако это не ограничивает ее применение для других объектов и помещений.
Для достижения указанного технического результата вентиляционная установка характеризуется тем, что расположена в едином корпусе, содержит два выходных коллектора для подачи воздуха, содержит не менее трех вентиляторов, причем, выход каждого вентилятора соединен через клапан с каждым выходным коллектором, вход каждого вентилятора соединен с промежуточным коллектором, с которым соединены выходы не менее двух устройств кондиционирования воздуха, причем хотя бы одно из них содержит калорифер, а другое содержит теплогенератор.
Установка работает следующим образом.
В штатном режиме любые два вентилятора установки подают подготовленный (нагретый и/или очищенный) устройствами кондиционирования воздух через один выходной коллектор в укрытие газоперекачивающего агрегата, а через другой - под кожух газотурбинного двигателя. При этом один из вентиляторов может подавать воздух через один открытый клапан в один входной коллектор, второй его клапан закрыт, второй вентилятор при этом подает воздух через открытый клапан в другой выходной коллектор, второй его клапан закрыт, таким образом один из вентиляторов подает воздух в укрытие, а другой под кожух. Возможен вариант, когда открыты оба клапана на выходе каждого из этих двух вентиляторов, через которые они связаны с обоими выходными коллекторами, тогда они оба участвуют в подаче воздуха и в укрытие и под кожух. Остальные вентиляторы не работают и находятся в резерве, оба их клапана, которыми они соединены с выходными коллекторами для подачи воздуха агрегата, закрыты.
При аварии или плановом останове на ремонт и профилактические работы одного из первых двух вентиляторов, его заменяют вентиляторы, находящиеся в резерве. Аварийный вентилятор отключается, его клапаны закрываются. Воздух по-прежнему подается и в укрытие и под кожух.
При срабатывании аварийной вытяжной вентиляции укрытия газоперекачивающего агрегата, вентиляторы находящиеся в резерве, могут быть включены для подачи воздуха в выходной коллектор, подающий воздух в укрытие, при этом соответствующие их клапаны открываются, а другие остаются закрытыми, таким образом, воздух в укрытие будут подавать не менее двух вентиляторов. Таким же образом в укрытие можно направить воздух от всех вентиляторов вентиляционной установки, открыв все их клапаны, связанные с соответствующим выходным коллектором и закрыв другие клапаны.
Аналогично, при необходимости, можно направить воздух от всех вентиляторов вентиляционной установки под кожух газотурбинного двигателя.
Вентиляторы забирают подготовленный (нагретый и/или очищенный) устройствами кондиционирования воздух из промежуточного коллектора, куда воздух подается от устройств кондиционирования, хотя бы одно из которых содержит калорифер, а второе - теплогенератор. Калорифер нагревает воздух за счет передачи тепла от теплоносителя (воды, пара, этиленгликоля и т.п.), при этом теплоноситель преимущественно нагревается за счет утилизации тепла выхлопных газов газотурбинного двигателя. Теплогенератор нагревает воздух за счет процесса сжигания различного вида топлива. Причем, в работе, при необходимости, одно-двух разных вентиляционных установках, при этом она обеспечивает надежную вентиляцию и укрытия и кожуха.
Специалисту в данной области техники понятно, что предлагаемая конструкция вентиляционной установки позволяет использовать и другие схемы распределения потоков воздуха, что делает такое устройство многофункциональным. Многофункциональность предлагаемой вентиляционной установки обеспечивается также применением калорифера и теплогенератора. Надежность обеспечивается наличием не менее трех вентиляторов, выход каждого из которых через клапаны связан с каждым выходным коллектором установки, при этом любые два вентилятора могут быть в работе, а остальные - находиться в резерве. Надежность обеспечивается наличием промежуточного коллектора, связанного с входами вентиляторов и выходом устройств кондиционирования, наличием теплогенератора и калорифера, один из которых может быть в работе, а другой в резерве. Применение различных по назначению устройств кондиционирования и их комбинаций также расширяет функциональные возможности такой установки. Благодаря этому такая вентиляционная установка может найти широкое применение в различных областях.
Выполнение вентиляционной установки в едином корпусе, с двумя выходными коллекторами для подачи воздуха, содержащей не менее трех вентиляторов, при этом выход каждого вентилятора соединен через клапан с каждым выходным коллектором, а вход каждого вентилятора соединен с промежуточным коллектором, с которым соединены выходы не менее двух устройств кондиционирования воздуха, причем хотя бы одно из них содержит калорифер, а другое содержит теплогенератор, обеспечивает вентиляцию и кондиционирование воздуха такой вентиляционной установкой укрытия газоперекачивающего агрегата и кожуха газотурбинного двигателя, обеспечивает надежность вентиляционной установки.
Совокупность указанных существенных признаков позволяет создать надежную конструкцию вентиляционной установки, обеспечивающего вентиляцию и кондиционирование воздуха одновременно укрытия газоперекачивающего агрегата и кожуха газотурбинного двигателя.
Предлагаемая конструкция иллюстрируется чертежом.
На фигуре представлена пневматическая схема вентиляционной установки - один из предпочтительных вариантов воплощения полезной модели, где 1 - вентиляционная установка, 2 - выходной коллектор для подачи воздуха установки 1, 3 - вентилятор, 4 - клапан на выходе вентилятора 3, 5 - промежуточный коллектор, 6 - устройство кондиционирования, 7 - теплогенератор, 8 - калорифер, 9 - фильтр, 10 - клапан вентиляционной установки 1, 11 - единый корпус (блок-бокс, блок-контейнер) в котором размещена вентиляционная установка 1, 12 - система подготовки топливного газа теплогенератора 7 - в конкретном примере - рекуперативного газового воздухонагревателя, 13 - система подготовки сетевой воды калорифера 8 - в конкретном примере - водяного калорифера, 14 - система автоматического управления вентиляционной установки 1.
В показанном варианте предпочтительного воплощения полезной модели вентиляционная установка имеет три вентилятора 3, три устройства кондиционирования 6, одно из которых содержит теплогенератор 7 - рекуперативный газовый воздухонагреватель, а два других - водяные калориферы 8. Наличие двух водяных калориферов повышает надежность и ремонтопригодность установки. Устройства кондиционирования содержат также фильтры 9, установленные перед калориферами 8 и теплогенератором 7, что увеличивает ресурс работы калориферов и теплогенератора, а также вентиляторов 3. Фильтры 9 могут быть установлены в другом месте. Клапаны 10 вентиляционной установки 1 необходимы для функционирования установки и повышают ее ремонтопригодность. Вентиляционная установка 1 в показанном примере размещена в блок-боксе 11 и имеет систему подготовки топливного газа 12, систему подготовки сетевой воды 13 и систему автоматического управления 14, которые могут быть размещены в отсеке обслуживания блок-бокса 11.
Специалисту в данной области техники понятно, что в вентиляционной установке могут быть использованы любые известные теплогенераторы, к примеру, воздухонагреватели прямого нагрева и рекуперативные воздухонагреватели, работающие на различном виде топлива, любые подходящие калориферы с любым теплоносителем (пар, вода, этиленгликоль и т.п.), а также электрокалориферы. В качестве клапана в вентиляционной установке может использоваться любое известное подходящее устройство - воздушная заслонка, шиберное устройство, поворотная створка, жалюзийное устройство и т.п. В качестве фильтра может быть использовано любое известное подходящее фильтрующее устройство. Воздух из выходных коллекторов может подаваться: в укрытие непосредственно и/или через воздуховод(-ы); под кожух воздух как правило подается через воздуховод(-ы). Вентиляционная установка и ее устройства могут быть оснащены средствами регулирования, контроля и автоматики. Вентиляционная установка может содержать разные или одинаковые по производительности вентиляторы и устройства кондиционирования. Корпус установки может иметь отсек для обслуживания. Установка может содержать общий воздухозаборный отсек, установка может быть снабжена общим фильтром. Установка может быть выполнена в блочном исполнении. Установка может быть выполнена в модульном исполнении. Для кондиционирования воздуха в вентиляционной установке могут использоваться также устройства для поддержания необходимой влажности воздуха, охладители и другие устройства кондиционирования воздуха.
Заявляемое техническое решение вентиляционной установки может быть осуществлено в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологий. Установка собирается из стандартного теплотехнического, электротехнического, вентиляционного оборудования и приборов, применяются стандартные средства регулирования, контроля и автоматики, при ее изготовлении используются стандартные металлические конструкции, металлопрокат.
Авторами разработана конструкция вентиляционной установки, которая успешно реализована в блоке системы вентиляции и обогрева типа СВО-400МР05-01.