Назначение завес

Воздушно-тепловые завесы для проемов (ворот, дверей, окон) являются энергосберегающим элементом систем отопления и вентиляции зданий всех типов и назначений. Наиболее эффек- тивны завесы «шиберующего» типа, создающие подогретую воздушную струйную преграду от проникновения холодного наружного воздуха через открытый проем внутрь здания. Это позволяет существенно снизить теплопотери здания при открывании дверей и ворот (до 80%). При этом коэффициент эффективности правильно устроенной завесы, а именно: отношение затрат энергии на компенсацию теплопотерь через открытый проем без завесы к сумме затрат на завесу и на компенсацию остаточных теплопотерь при работе завесы достигает 2-3. В теплое время года завесы без источника тепла создают заграждение наружному воздуху в проемах кондиционируемых помещений и холодильных камер.

 Устройство завес

Завеса имеет корпус, изготовленный из листовой стали, с высококачественным полимерным покрытием. Внутри корпуса расположены воздухонагреватель (электрический или водяной), вентилятор, сопло для выхода струи. Вентилятор всасывает воздух из помещения, поток воздуха нагревается в воздухонагревателе и выбрасывается через сопло в виде струи в плоскости проема или под углом к ней.

Завесы устанавливаются горизонтально над проемом или вертикально возле проема (одно- и двусторонние). Как правило, струя, истекающая из завесы, должна иметь размах, равный ширине или высоте проема. Поэтому важнейшим из габаритных размеров завесы является ее длина. Если размер стороны проема, вдоль которой устанавливается завеса, больше длины завесы, то выстраивают в ряд несколько примыкающих друг к другу завес, перекрывающих суммарной длиной сторону проема.

Далее представлены описания всех моделей завес. В ту или иную модель завесы заводом- изготовителем могут быть внесены конструктивные изменения, не снижающие ее качество и надежность и не отраженные в настоящем каталоге.

Вентиляторы завес

В подавляющем большинстве завес использованы вентиляторы диаметрального типа (cross-flow-fan). Длинное рабочее колесо (от 6 до 9 диаметров) такого вентилятора располагается вдоль корпуса завесы. Это позволяет организовать равномерное по длине завесы всасывание воздуха и его подачу в сопло, что способствует правильному формированию истекающей из завесы заградительной струи.

Лопасти рабочих колес направлены не по образующей цилиндра, а под небольшим углом к ней. Тем самым смягчается «ударное» взаимодействие лопаток с языком вентилятора при вращении колеса и снижается уровень шума.

В завесах 500-й серии использованы как осевые, так и радиальные вентиляторы типа DD, со специальным однофазным трехскоростным электродвигателем (фирмы Fasco, США).

В завесах 700-й и 800-й серии использованы осевые вентиляторы с внешнероторным двигателем. Класс защиты IP44.

В завесах серии 400 для автомоек также использованы осевые вентиляторы с внешнероторным двигателем. Класс защиты IP54.

 Электродвигатели

Завесы оснащены следующими двигателями:

ВНЕШНЕРОТОРНЫЕ ДВИГАТЕЛИ отличаются стабильной частотой вращения и низким уровнем шума. Частота вращения легко регулируется путем уменьшения напряжения. В электродвигателях применены рассчитанные с запасом, закрытые с обеих сторон, снабженные смазочным материалом длительного срока службы шариковые подшипники. Класс защиты IP00.

Q-МОТОРЫ – двигатели квадратной формы с расщепленными полюсами, имеют самоустанавливающиеся подшипники скольжения из металлокерамики, с автоматической смазкой и большой емкостью для масла. Средний срок службы при комнатной температуре 30 000 часов. Класс защиты IP42.

Аэродинамическая схема

В завесах с диаметральными вентиляторами (серии 100- 400 и 600) использована высокоэффективная аэродинамическая схема ЦАГИ. Источник тепла расположен на стороне всасывания, кроме серии 100Е. Прямое сопло позволяет организовать равномерную дальнобойную турбулентную струю.

В завесах серии 500 с радиальными вентиляторами установлены специальные растекатели, выравнивающие скорость струи по длине сопла.

Завесы 800-й серии имеют широкое поперечное сопло, формирующее супермощную струю для защиты высоких и широких проемов (6-12 метров)

В завесах 500-й, 700-й и 800-й серии сопла могут быть выполнены как симметрично, так и с углом струи 30° к плоскости проема (под заказ).

Для каждой модели приведен факел свободной (неограниченной полом и стенками) струи. На заданных расстояниях от сопла указана скорость на оси струи – максимальная скорость потока в данном сечении.

 Источники тепла

Электрические источники тепла

В качестве электрических источников тепла используются прямые и М-образные трубчатые электрические нагреватели (ТЭНы) из нержавеющей стали. Длина, мощность ТЭНов и скорость их обдува подобраны таким образом, чтобы температура их поверхности (под ребрами) не превышала 400° С.

Водяные источники тепла

В качестве водяных источников тепла используются водяные двухходовые теплообменники, выполненные из медных труб с насадными пластинчатыми алюминиевыми ребрами. Теплообменник является неразборным узлом.

Теплоноситель подается в теплообменник и отводится из него через патрубки DIN 3/4" (на завесах серии 200W — 1/2", 700W — 1"), выступающие из корпуса.

Во избежание размораживания теплообменника завесы при аварийном отключении горячей воды в зимнее время во всех моделях предусмотрена возможность слива теплоносителя. На торце обоих трубчатых коллекторов теплообменника имеются резьбовые заглушки для организации слива.

Газовые источники тепла

В качестве газовых источников тепла используются трубчатые 4-ходовые теплообменники, выполненные из бесшовных труб. Материалом для теплообменников служит конструкционная сталь с внутренним и наружным алюминиевым покрытием. Толщина стенки теплообменника составляет 2 мм. Температура газов внутри трубы достигает 400° С.

Тепловая защита завес

Завесы с электрическим источником тепла снабжены устройством аварийного отключения ТЭНов в случае перегрева корпуса. Перегрев может наступить по следующим причинам:

входное и выходное окна завесы загромождены посторонними предметами (или сильно загрязнены);

вышел из строя вентилятор;

тепловая мощность завесы сильно превышает теплопотери помещения, в котором она работает (например, в тамбуре небольшого объема).

Кроме того, все электрические завесы (кроме завес 100-й серии) снабжены автоматической задержкой выключения вентилятора при выключении завесы через пульт управления. Вентилятор продолжает продувку до тех пор, пока температура ТЭНов не снизится до заданной величины (1-2 мин.). Это позволяет увеличить срок службы ТЭНов.

Защита от перегрева газового воздухонагревателя в результате недостаточного протока воздуха через воздухонагреватель, неисправности или неправильного монтажа осуществляется посредством двух установленных термостатов.

Методы испытаний

Завесы испытываются на номинальный расход воздуха, структуру потока на выходном срезе сопла, структуру потока по длине свободной затопленной струи, разность средних температур воздуха на входе и выходе из завесы, время срабатывания аварийного термовыключателя при отключении вентилятора, факт срабатывания термостата задержки отключения вентилятора после выключения завесы для продувки остаточного тепла ТЭНов и на уровень шума. Номинальный расход воздуха определяется в холодном режиме.

Структура потока на выходном срезе сопла определяется путем измерения измерительным прибором testо 445 или зондом полного давления на микроманометре ММН. Измерения проводятся обычно не менее чем в 40 точках по сечению сопла.

Структура потока по длине свободной изотермической струи определяется путем измерения термоанемометром эпюр скорости в нескольких поперечных сечениях струи и выявления максимальной скорости на оси струи. Для моделей завес приведена зависимость скорости потока на оси свободной струи от расстояния от среза сопла.

Разность средних температур воздуха на входе и выходе из завесы определяется при максимальном/минимальном расходе воздуха и при номинальной тепловой мощности ТЭНов. Средняя температура воздуха на выходе из сопла завесы определяется по измерению термопарой не менее чем в 40 точках по сечению сопла.

Уровень звукового давления определяется по ГОСТ Р 51402-99.

Окраска завес

Корпусные детали завес защищены снаружи и изнутри высококачественным полимерным покрытием. Термостойкость покрытия 180°С. Стандартный цвет – RAL 9010 (белая шагрень блеск 90%). Для завес серий 400 и 500 стандартный цвет – эмаль молотковая (блеск 90%). По заказу возможно любое моно- и полицветовое решение.

Условия эксплуатации завес с электрическим источником тепла и завес без источника тепла

·        Температура окружающего воздуха -20...+40° С

·        Относительная влажность воздуха при температуре 20°С не более 80%

·        Содержание пыли и других примесей в воздухе не более 10 мг/м3

·        Не допускается присутствие в воздухе капельной влаги (за исключением специальных завес с IP54), веществ, агрессивных по отношению к углеродистым сталям (кислоты, щелочи), липких и горючих веществ, смол, а также волокнистых материалов (технические и растительные волокна).

Условия эксплуатации завес с водяным источником тепла

·        Температура окружающего воздуха -10...+40° С

·        Относительная влажность воздуха при температуре 20°С не более 80%

·        Содержание пыли и других примесей в воздухе не более 10 мг/м3

·        Не допускается присутствие в воздухе капельной влаги (за исключением специальных завес с IP54), веществ, агрессивных по отношению к углеродистым сталям (кислоты, щелочи), липких и горючих веществ, смол, а также волокнистых материалов (технические и растительные волокна).

·        Рабочее давление воды в воздухонагревателе до 1,2 МПа, максимальная температура воды 150° С.

·        Качество питающей воды должно соответствовать ГОСТ 20995-75 и СНиП II-36-76.

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ УСТАНОВКЕ ЗАВЕС

Через открытые, не защищенные завесой ворота внутрь помещения врывается поток холодного наружного воздуха под действием гравитационной разности давлений и ветрового напора. Расход воздуха через открытые ворота для современного «герметичного» здания без зенитных и светоаэрационных фонарей приведен в табл. 1.

Если ворота открываются 5 раз в смену на 2 минуты (всего 10 минут), то теплопотери составят величины, приведенные в табл. 2.

Для компенсации этих теплопотерь, например в течение 10 минут после закрывания ворот, потребовались бы воздухонагревательные устройства мощностью от 120 до 360 кВт.

Защиту приведенных в примере ворот необходимо организовать завесами, суммарный расход воздуха и тепловая мощность которых приведены в табл. 3.

При действии указанных в табл. 3 завес через защищенные открытые ворота внутрь помещения втекает поток с температурой 12°С. Затраты энергии на работу завес и на компенсационный подогрев втекающего потока воздуха до 18°С приведены в табл. 4.

Если сопоставить энергозатраты на защиту ворот завесами по табл. 4, включая компенсационный подогрев втекающих в ворота масс воздуха, с теплопотерями через открытые ворота по табл. 2, то экономия энергии составит 60–70%. Примеры аналогичных расчетов можно увидеть в каталогах других фирм-производителей воздушно-тепловых завес, например в каталоге фирмы FRICO.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ТЕПЛОВЫХ ЗАВЕС

·        Основным назначением тепловых завес является защита помещений от холодного воздуха, проникающего через открытые проемы. Плотность холодного воздуха выше, чем теплого, следовательно, он тяжелее. Возникает так называемая «гравитационная» разность давлений между улицей и внутренностью здания. Давление в здании на уровне проема ниже, чем на улице. Наружный воздух затекает в открытый проем, выдавливая внутренний воздух из помещения. При этом теплый воздух может вытекать через верхнюю часть того же проема или через иные элементы (аэрационные окна, вентиляционные шахты, другие проемы, неплотности окон, форточки и т. п.). Аналогичная ситуация возникает в открытом проеме холодильной (или морозильной) камеры: холодный воздух вытекает из камеры по низу, а теплый врывается через верхнюю часть проема.

• Струйная защита проемов бывает двух типов: СМЕСИТЕЛЬНОГО и ШИБЕРУЮЩЕГО. Завесы СМЕСИТЕЛЬНОГО типа не создают противодействия врывающемуся холодному воздуху, они просто разбавляют холодный поток теплыми струями, повышая его температуру до требуемой. Обычно завесы смесительного типа устанавливаются в тамбуре. Завесы ШИБЕРУЮЩЕГО типа формируют струйное противодействие втеканию наружного холодного воздуха в проем. При этом струи завес должны быть направлены под углом к плоскости проема наружу. Соприкасаясь с массами холодного воздуха, струи завес создают эффект «отпихивания» этих масс, после чего струи разворачиваются и затекают обратно в проем. Таким образом, через открытый проем постоянно проходит поток воздуха с расходом, равным сумме расходов воздуха через завесу и частично – эжектированного струями завесы, а также прорвавшегося снаружи. Подогревая воздух в завесе, можно добиться того, чтобы температура смеси, поступающей через проем в помещение, соответствовала нормативным требованиям. Струя, направленная вертикально вниз из завесы, установленной горизонтально над проемом, искривляется под действием разности давлений и затекает внутрь помещения. Степень искривления, а значит, и количество врывающегося под струей холодного воздуха зависит, при прочих равных условиях, от скорости истечения из сопла завесы и от ширины сопла. Чем выше скорость и шире сопло, тем надежнее защита. Шиберующая защита верхней завесой эффективнее, когда струя направлена под углом к плоскости проема наружу. Струи двусторонней боковой шиберующей завесы также искривляются и затекают внутрь помещения. Струи боковых завес должны быть направлены под углом от 15° до 45° к плоскости проема.
• Завесы производства «Тепломаш» могут использоваться как в смесительной, так и в шиберующей защите проемов. Завесы серий 100, 200, 300, 600 для смесительной защиты подбираются исходя из:

o       температуры наружного и внутреннего воздуха, скорости ветра;

o       ширины и высоты проема, типа и количества дверей, наличия тамбура;

o       высоты лестничной клетки (до крыши здания);

o       частоты открывания дверей (числа людей, проходящих через двери в час);

o       характеристик тепловой завесы (производительности по воздуху, тепловой мощности).

Завесы серий 400, 500, 700 для шиберующей защиты подбираются исходя из:

o       температуры наружного воздуха и внутреннего воздуха, скорости ветра;

o       размеров проема;

o       наличия в помещении окон, фонарей, аэрационных проемов;

o       степени сбалансированности приточно-вытяжной вентиляции.

Супермощные завесы 800-й серии для защиты самых больших проемов (высота 6-12 метров, ширина не ограничена – гаражи спецтехники, самолетные ангары) в самых суровых условиях подбираются аналогично. Однако акцент при этом делается на использование завес без источника тепла, что позволяет в разы сократить капиталовложения и эксплуатационные затраты.

Завесы без источника тепла для холодильных и морозильных камер подбираются исходя из:

o       температур в камере и смежном помещении;

o       размеров проема.

Завесы устанавливаются с внешней стороны камеры (всасывание теплого воздуха из смежного с камерой помещения). При необходимости струя может быть направлена под углом 10-20° в сторону камеры.

• Требования к организации завес сформулированы в СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», раздел 7.7. Расчетные параметры наружного воздуха принимаются по СНиП 23-01- 99* «Строительная климатология».
• Защита проемов от летающих насекомых в сочетании с защитой кондиционируемого помещения от летней жары – отдельная проектная задача. Рекомендации по подбору завес могут быть даны специалистами ЗАО «НПО «Тепломаш».
• Для обоснованной рекомендации по выбору завесы заказчику предлагается заполнить опросный лист (см. раздел Приложения стр. 114, а также сайт www.teplomash.ru). В ответ заказчику направляется лист рекомендаций. Ориентировочный выбор завес часто делают по «эффективной длине струи». Следует помнить, что эта характеристика масштабов действия завесы подходит только для мягких наружных условий: наружная температура не ниже 0°С и ветер до 1 м/с. Для более жестких условий «эффективная длина» может стать короче в 1,5-2,5 раза. Более правильно делать ориентировочный выбор завес по таблицам 1 и 2 с обязательным учетом примечаний к данным таблицам.

Примечания к таблицам 1 и 2

1. Все рекомендации пригодны для зданий и помещений без аэрационных проемов и фонарей и со сбалансированной приточно-вытяжной вентиляцией. Наличие указанных особенностей требует специального проектного расчета.

2. Данные приведены:

• для установки завес серий 100, 200 и 300 в смесительной системе защиты при условиях одноэтажного здания, тамбура и прохода через двери 100 – 200 чел./час;
• для установки завес серий 400, 500 и 700 в шиберующей системе защиты;
• для завес с водяным источником тепла при температуре воды на входе/выходе 95/70°С;
• для завес с электрическим источником тепла (кроме серии 400Е) при минимальной из имеющихся в серии мощности для данной длины завесы (например, для серии 300Е при мощности 6 кВт – КЭВ-6П323Е, или 9 кВт – КЭВ-9П301Е, или 12 кВт – КЭВ-12П304Е);
• для завес с электрическим источником тепла серии 400Е при максимальной из имеющихся в серии мощности для данной длины завесы (например, при мощности 18 кВт – КЭВ-18П403Е, или 24 кВт – КЭВ-24П404Е, или 36 кВт – КЭВ – 36П402Е).

3. В каждой ячейке помещена рекомендация номера серии с добавлением «опт» и «уд». «Опт» означает «оптимально», при этом средняя температура воздуха, втекающего в проем, лежит в диапазоне от 12°С до 18°С. «Уд» означает «удовлетворительно» – температура воздуха в диапазоне от 5°С до 12°С. В скобках указан угол струи к плоскости проема для завес шиберующего типа.

4. При установке двусторонней боковой завесы для жестких условий можно ориентировочно пользоваться теми же рекомендациями, принимая половину ширины проема как 0,6-0,7 от высоты, указанной в таблице под меткой «опт».

5. Следует учитывать, что отклонение реальных наружных условий за пределы выбранной расчетной градации приведет к ухудшению защиты проема (при похолодании и усилении ветра) или к снижению экономичности работы завесы (при потеплении). В первом случае следует повышать температуру или расход воды, увеличивать угол струи до 30°, переустанавливая завесу. Во втором случае можно уменьшать расход воздуха через завесу, понижать температуру или расход воды (смесительный узел) или электрическую мощность. Изменение расхода воздуха и электрической мощности осуществляется вручную с пульта управления. Поддержание заданной температуры вблизи проема происходит автоматически через термостат пульта управления при фиксированных вручную расходе воздуха и электрической мощности ТЭНов (или температуры подаваемой воды).

6. Рекомендации по установке завес 800-й серии могут быть даны только специалистами.

7. Надежное обоснование выбора завесы