Добрый день, уважаемые коллеги.
Я новичок в проектирование систем ОВиК, поэтому прошу помощи в вопросе определения необходимого количества воздуха для ассимиляции тепловыделений в компрессорной.
Исходные данные: два компрессора Nirvana IRN37K-OF с воздушным охлаждением и адсорбционный осушитель с подогревом PB 530 HE. Со слов представителя заказчика, он получил данные по количеству тепловыделений от поставщиков оборудования. Тепловая мощность, выделяемая осушителем при регенерации, 11 кВт. Тепловая мощность, выделяемая одним компрессором, 41 кВт. Одновременно могут работать оба компрессора и осуществляться регенерация осушителя.
Я, конечно, обратил внимание, что номинальная электрическая мощность компрессора 37 кВт, а потребляемая электрическая мощность осушителем 4,8 кВт, но предлагаю опустить расчет тепловыделений при переходе механической энергии в тепловую, так как я все равно не знаю необходимых коэффициентов, и принять в качестве расчетного значения общих тепловыделений 93 кВт. Все равно мой вопрос в другом)
Расход воздуха по явному теплу определяется по формуле Г.1 Приложения Г СП 60.13330.2020. Температура в рабочей зоне принимается 29 градусов по Цельсию в соответствии с п. 5.5 СП 60.13330.2020. Температура приточного воздуха принимается 25 градусов по Цельсию в соответствии с температурой наружного воздуха по Параметрам А для теплого периода года. Остается определить температуру уходящего воздуха. Схема организации воздухораспределения будет следующая: наружный воздух будет подаваться непосредственно в рабочую зону через решетки в наружной стене, расположенные выше уровня устойчивого снегового покрова, а вытяжные решетки будут расположены с противоположной стороны под потолком. Площадь помещения 33 кв. м. и высота 6 м. Коэффициент воздухообмена следует определять по п. 2.6 Рекомендаций А3-669. Согласно Таблице 1 коэффициент для компрессорных равен 1,4. Тогда по формуле из п. 2.5 температура уходящего воздуха будет равна 30,6 градусов по Цельсию. Следовательно, расход воздуха будет равен 59 490 куб. м./ч. Также в Рекомендациях есть Приложение 2. Расчетный коэффициент воздухообмена по формуле 15 будет равен 8,3, так как тепло от компрессоров будут выделяться в верхнюю зону, а от осушителя в рабочую. При таком коэффициенте воздухообмена температура удаляемого воздуха будет равна 58,2 градуса по Цельсию, а расход воздуха получится 10 040 куб. м./ч. При этом в инструкции на компрессоры есть упоминание о расходе воздуха на охлаждение (Cooling air flow), значение которого 184 м3/мин или 11 040 куб. м./ч. для одного компрессора. Мне кажется, что я ошибаюсь в обоих случаях, так как расход 60 000 куб. м./ч выглядит слишком большим, а расход 10 000 куб. м./ч - слишком маленьким. Конечно, из-за отсутствия опыта мне не с чем сравнивать, но мне кажется что истина где-то по-середине) Возможно, все дело в ошибочно принятых данных по тепловыделениям. Возможно, следует принять данные по расходу из инструкции, но в ней, к сожалению, не указано для каких параметров определено его значение.

А Вы читали выложенный Вами же технич. лист компрессора? Там указана максим. т-ра окруж. среды 46 град. С.
Нужно пользоваться Поиском по Форуму - запрос по слову "компрессор" даёт эти темы. Читайте, возможно все Ваши вопросы уже обсуждались ранее.

Конечно, бОльшую часть этих тем я прочел прежде чем задавать свой вопрос. Как раз в одной из них я нашел ссылку на методическое пособие от производителя Atlas Copco, в котором приведены рекомендации по системы вентиляции компрессорной, а также книгу Кузнецова Ю.В. "Сжатый воздух", которая имеет похожие указания. Во многих темах были ссылки на ныне отмененный ПБ 03-581-03, а именно п. 2.45, который регламентировал способ забора воздуха на сжатие для компрессоров различной производительности. Может быть, конечно, я мог его пропустить, но ответа на мой вопрос в старых темах я не нашел.
Ограничение по максимальной температуре 46 градусов по Цельсию я видел, но не думаю, что могу принять её в качестве расчетной внутренней. Я не знаю, какая температура на входе или окружающая его оптимальна для винтового безмасляного компрессора. Также у меня нет никаких технологических требований от представителя заказчика, поэтому я и взял пока указанную в приведенном мной пункте свода правил температуру 29 градусов по Цельсию. Во всяком случаем, судя по данным их каталога на осушитель, при температуре воздуха на входе в него более 35 градусов по Цельсию производительность его начинает стремительно падать. Учитывая, что воздух поступает в осушитель после сжатия в компрессоре, получается, что до него он имеет температуру меньше 35 градусов по Цельсию. К сожалению, я еще не нашел информация о том, как вычислить температуру воздуха после сжатия, но до сжатия она, как мне кажется, явно должна быть меньше. Поэтому вопрос о расчетной температуре внутреннего воздуха тоже остается открытым.
Вернусь к расчету расхода воздуха. В техническом листе на компрессор есть информация о встроенном вентиляторе, а именно указания по расходу и напору. Также указана разница температуры воздуха, как я понимаю, на входе и выходе из компрессора. Если принять, пока только гипотетически, что расчетная внутренняя все-таки 29 градусов, то на на выходе из корпуса воздух будет иметь температуру 40 градусов. Но какую же он будет иметь температуру под потолком на высоте 6 метров? Я же не могу просто принять расход воздуха для помещения по данным из каталога. Он должен быть посчитан с учетом принятой схемы по Приложению из свода правил. При этом предварительно нужно найти коэффициент воздухообмена, а затем и температуру уходящего воздуха. Именно с этим у меня и проблемы) Кстати, на сайте Atlas Copco я нашел формулу по определению расхода воздуха на охлаждение, где участвуют всего четыре величины: Qv=(1,06*N+1,2D)/(T2-T1), где N - installed compressor power, kW; D - installed drayer power, kW; T1 - temperature outside compressor room, T2 - maximum inlet temperature. По этой формуле выходит, что расход воздуха нужен всего 13 580 куб. м./ч, если принять N=2*37=64 кВт, D=9,5 кВт, T1=25 градусов, T2=46 градусов.
У меня появился еще вопрос) Правильно ли я понимаю, что часть воздуха, которая попадает в корпус компрессора, "уходит" на сжатие. Получается, что в помещение воздуха будет поступать больше, чем удаляться. Только вот как найти расход воздуха на сжатие, зная производительность компрессора при определенном давлении?

Я нашел интересные методические рекомендации по определению количества приточного воздуха для производственных помещений с механической вентиляцией, составленные Г. М. Позиным. В этих рекомендациях как раз представлен порядок определения количества приточного воздуха с использованием коэффициента воздухообмена. И насколько я понял, к помещениям, циркуляционные течения в которых образуются благодаря мощным конвективным потокам над оборудованием, можно отнести компрессорные. Только следует уточнить, что к корпусу компрессора никакие воздуховоды не подключаются. Поступление воздуха производится в рабочую зону через проемы в наружной стене, а удаление с помощью канального оборудования, системы воздуховодов и вытяжных устройств, располагаемых под потолком в непосредственной близости к источнику выделений тепла.
На самом деле, в техническом листе на компрессор есть примечание, что при установке его в помещении к заборному или выбросному отверстию необходимо подключить воздуховод, чтобы исключить попадание горячего воздуха в заборное отверстие. Но заказчику представитель поставщика рекомендовал "не подключать воздуховоды жестко". Вот такой парадокс)

Так у вас же это вроде указано в графе Perfomance.

Вообще, если рассматривать рекомендации Atlas Copco, можно выбрать одну из четырех схем системы вентиляции, предлагаемых в качестве примера.
1. Подача наружного воздуха в рабочую зону и удаление из верхней зоны. При этом желательно, наверное, иметь датчик температуры внутреннего воздуха в помещении, с помощью которого контроллер сможет управлять приводом воздушной заслонки наружного воздуха и производительностью вытяжного вентилятора.
2. Подключение воздуховода к выбросному отверстию на корпусе компрессора и подача наружного воздуха в рабочую зону. Схему такой вариант исполнения я видел в одной из тем на форуме, реализованный пользователем Skaramush. Контроллер с помощью датчика температуры внутреннего воздуха управляет заслонками выбросного и возвращаемого в помещение воздуха, а также заслонкой наружного воздуха, поступающего в помещение. Поступления тепла от компрессора для расчета системы вентиляции помещения можно, получается, не учитывать, так как нагретый в корпусе воздух удаляется непосредственно наружу. Далее необходимо определить воздухообмен для самого помещения, выбрав соответствующую схему воздухораспределения.
3. Подключение воздуховода к заборному отверстию на корпусе компрессора и удаление воздуха из верхней зоны. При этом необходимо иметь смесительную камеру или иное устройство для подогрева поступающего в компрессор воздуха. Контроллер с помощью датчика температуры приточного воздуха управляет заслонками наружного и забираемого из помещения воздуха, а также производительностью вытяжного вентилятора. При этом следует при расчете воздухообмена для помещения учитывать поступления тепла от компрессора, так как нагретый в корпусе воздух поступает непосредственно в помещение. Далее необходимо определить воздухообмен для самого помещения, выбрав соответствующую схему воздухораспределения.
4. Подключение воздуховодов к заборному и выбросному отверстиям на корпусе вентилятора. При этом необходимо иметь смесительную камеру или иное устройство для подогрева поступающего в компрессор воздуха. Наверное, лучше будет организовать смешение выбросного воздуха с наружным. Контроллер по датчику температуры приточного воздуха управляет заслонками рециркуляции, наружного и выбросного воздуха. Поступления тепла от компрессора для расчета системы вентиляции помещения можно, получается, не учитывать, так как нагретый в корпусе воздух удаляется непосредственно наружу. Это всё имеет смысл, только если располагаемого напора встроенного в компрессор вентилятора достаточно для преодоления сопротивления сети и её элементов. Далее необходимо определить воздухообмен для самого помещения, выбрав соответствующую схему воздухораспределения.
Каждый случай, конечно, индивидуален, и выбор той или иной схемы зависит от многих параметров. Я постарался объяснить, как я всё это понимаю. Надеюсь, меня поправят, если где-то я ошибаюсь)


Ну да, указан расход сжатого воздуха на выходе из компрессора при определенном давлении. А как найти расход воздуха на входе непосредственно в компрессор? Или это значение не зависит от степени сжатия? То есть, если указан для модели N37K при давлении 7,5 бар расход 5,5 куб. м./мин. на выходе, то всасывается в компрессор воздух при атмосферном давлении с таким же расходом?)

Ну там сноска идет: FAD (Free Air Delivery) is actual flow rate at the compressor inlet measured at the discharge terminal point of the package...
Если русским по английскому, то это действительный расход воздуха на входе в компрессор, измеренный в конечной точке разряжения. Наверное оно.

А вентилятор охлаждения компрессора у Вас рассчитан на добавочное сопротивление? Такой вариант заводом предусмотрен? Если нет, рискуете серьёзно. Компрессор - игрушка не дешёвая.

Что касается разницы объёмов до и после сжатия, считайте изменение плотности и будет Вам счастье. Но, так как воздух при сжатии нагреется, а отвод тепла будет неполным, то вряд ли изменение будет значительным.

Вот это меня и смутило) Вроде, расход воздуха на входе в компрессор, но измеренный в конечной точке разряжения. То есть, как я думал, это расход воздуха при давлении 7,5 бар, который в конечном счете получит потребитель сжатого воздуха. Потом я стал вспоминать курс физики, а именно закон Бойля-Мариотта, который гласит, что при постоянных температуре и массе газа произведение давления газа на его объём постоянно. При этому, судя по данным Википедии , данный закон справедлив только в тех случаях, когда рассматриваемый газ можно считать идеальным. В частности, с высокой точностью закон Бойля — Мариотта выполняется применительно к разреженным газам. Если же газ сильно сжат, то наблюдаются существенные отступления от этого закона. Но я ошибочно полагал, что данный расход измерен на линии нагнетания, где воздух является сжатым, а получается, что расход измерен непосредственно при разряжении. Поэтому я могу, получается, использовать зависимость P1*V1=P2*V2. Тогда V1=P2*V2/P1=7,5*5,5/1=41,25 куб. м./мин., где 1 - это атмосферное давление.


В примечаниях из Технического листа указано, что "when installed indoors or under a shelter, the cooling air inlet or exhaust must be ducted away from the unit to prevent recirculation of hot exhaust air". А для вентилятора охлаждения даны данные о располагаемом напоре "maximum 'P in air ducts Pa (inch WG) - 124" при расходе охлаждающего воздуха 184 куб. м./мин.
Но воздуховоды к корпусу я проектировать не буду, так как представитель заказчика отказался от такой схемы по рекомендации от производителя.
Поэтому сейчас я пытаюсь понять, как правильно рассчитать воздухообмен по схеме №1)
То есть я пока только пытаюсь понять, какую принять температуру воздуха в рабочей зоне и как рассчитать температуру уходящего воздуха, так как только потом я смогу правильно найти необходимый расход воздуха.

Кстати, насколько я понимаю, температура воздуха на входе в компрессор и осушитель влияет на их производительность и коэффициент полезного действия. Как я уже писал, судя по данным из технического листа, при температуре сжатого воздуха на входе в осушитель более 35 градусов Цельсия его производительность начинает резко падать. С учетом того, что воздух попадает в осушитель после сжатия в компрессоре, температура воздуха на входе в компрессор должна быть явно менее 35 градусов. Методику расчета температуры воздуха после сжатия в компрессоре я найти не смог. Единственная формула, которая мне попалась в одной статье, Tкон = Tнач * Пк ^ ((k-1)/k), где Пк - это степень повышения давления газа, а k - показатель адиабаты сжимаемого газа. В принципе, по этой формуле я бы мог найти температуру воздуха после процесса его сжатия. Но мне кажется, что сжатый воздух после компрессора по пути к осушителю остывает, поэтому всё это не имеет значения) По-хорошему, значение оптимальной температуры внутреннего воздуха для компрессорной мне должен дать технолог или представитель заказчика, но добиться какой-либо полезной информации от него я не смог. Поэтому я и принял температуру внутреннего воздуха 29 градусов по своду правил, считая что технологических требований у меня нет)

Ну если учесть, что расчетные параметры входящего воздуха для охлаждения принятые в тех. листе равны +38С, то хуже не будет.
Остается определить как будет работать система вентиляции в зимний период.

Вот и я так подумал

На самом деле, после того, как я пойму порядок расчета, я посчитаю воздухообмен, приняв температуру внутреннего воздуха 29 градусов и 38. Только потом можно будет предметно поговорить с представителем заказчика. Мне бы пока разобраться с расчетом температуры уходящего воздуха)

По поводу работы системы вентиляции в зимний период года. К температуре приточного воздуха требований, опять же, никаких нет. Представитель заказчика думает только о воздушном клапане и фильтре, как будто бы воздух, поступающий снаружи нагреваться никак не будет. В его представлении, достаточно будет регулировать расход выбрасываемого и наружного воздуха с помощью контроллера, датчика температуры, воздушного клапана с приводом и вентилятора с частотным преобразователем.

найдите иксель на форуме автор вроде тугузак там в табличной форме определяется градиент температуры по удельной плотности теплового потока приходящейся на единицу площади и объема
этот иксель если бы автор патентовал был бы богатым человеком)))

Это случайно не общеизвестная формула температурного градиента tуд=tрз+g*(h-2), где g-температурный градиент на один метр высоты в градусах, определяемый чисто эмпирически? У Богословкого в книге "Отопление и вентиляция" я видел таблицы с определением градиента температуры для жилых и общественных зданий по удельным выделениям тепла. У Молчанова в книге "Промышленная вентиляция" я видел такую же таблицу, но с удельными выделениями тепла уже до 175 Вт/куб.м. и в зависимости от высоты помещения. Но в обоих книгах указано, что данные эти очень усредненные и пользовались ими за неимением лучших. Насколько я понимаю, этой формулой не пользуются уже лет 30) В любом, случаем у меня теплонапряженность получается 470 Вт/куб. м., так как объем помещения всего 198 куб. м.

Я попробовал произвести расчеты по методикам из различных источников. Результаты можно увидеть на картинке)
Расчет по методике из серии А3-669 "Рекомендации по выбору и расчету систем воздухораспределения" основывается на значении коэффициента воздухообмена, приведенном в Таблице 1.
Первый вариант расчета по методике из книги Молчанова "Промышленная вентиляция" основывается на значении температурного симплекса, приведенном в Таблице 14.
Второй вариант расчета по методике из книги Молчанова "Промышленная вентиляция" основывается на значении температурного градиента, приведенном в Таблице 16.
Расчет по методике из рекомендаций Позина "Определении количества приточного воздуха для производственных помещений с механической вентиляцией" основывается на расчете значения коэффициента воздухообмена, исходя из принятой схемы воздухораспределения, значений поступления тепла в рабочую и верхнюю зоны, принятого или посчитанного значения расхода воздуха в конвективном потоке и значения расхода удаляемого непосредственного из рабочей зоны воздуха.
Также я произвел расчет по формуле из Рекомендации Atlas Copco. Расход получился 26 784 куб. м./ч.
И на их официальном сайте я нашел онлайн расчет, по которому расход воздуха получился 13 584 куб. м./ч.
Теперь я думаю, какой вариант вернее и не ошибся ли я с расчетом по методичке Позина

На самом деле, я, конечно, же ошибся) Просто пока не знаю где.

ваши слова являются домыслом
методика еще есть в атомке но доступ к ней ограничен
а больше ничего нет

у вас основная ошибка в исходных данных
вы не понимаете тепловыделений, условий эксплуатации и режима
отсюда и абсурдность решений
вам нужны тепловыделения и одновременность их
габариты помещения режим эксплуатации персоналом и требования к режиму эксплуатации оборудования заявленные производителем
после этих цифр вы уже будете понимать глобальность проблемы
если нет достоверных исходных данных то задача не имеет бесспорного решения

Бесспорно, из-за отсутствия достоверных исходных данных точного решения получить невозможно. Но меня в данном случае интересует, какое решение лучше предложить, исходя из имеющихся данных. Выделения тепла компрессорами я знаю точно, так как это информация от производителя. Значение 41 кВт можно проверить с помощью данных из технического листа на компрессор: Cooling air flow, m3/min - 184, Compressed air outlet deltaT, C - 11 при CTD (Cold Temperature Difference) based on 38 C inlet air at 40% relative humidity. Информация о выделении тепла в процессе регенерации осушителя также была получена от производителя. Значение 11 кВт можно посчитать верным, если посмотреть в технический лист, где указана мощность нагревателя 9,44 кВт.
По информации, полученной от представителя заказчика, регенерация осушителя происходит один раз в сутки на протяжении трех часов. При этом одновременно в работе могут быть оба компрессора. Постоянных рабочих мест в помещении нет, технический персонал приходит только для периодического осмотра и проведения ремонтных работ. Площадь помещения 33 кв. м., а высота 6 м.
Температуру внутреннего воздуха представитель заказчика просит поддерживать на уровне 30 градусов по Цельсию. Технически данное требование он подтвердить затрудняется, но теоретически я попытался объяснить, чем можно это обусловить, в предыдущих сообщениях. В любом случае, расчет расхода воздуха я делаю также на температуру внутреннего воздуха 38 градусов, которая фигурирует в техническом листе.
Мне удалось немного уточнить значения расхода, полученные по методичке Позина. Сводная таблица во вложении к сообщению.
Можно заметить, что значение расхода воздуха, полученное при известной температуре на выходе из корпуса компрессора близко к значению, полученному по методичке Позина. Это, конечно, объяснимо, так как расход воздуха в конвективной струе над оборудованием я принимал по данным из технического листа. Только я думаю, что температура уходящего воздуха не должна быть больше температуры на выходе из корпуса, так как при движении струи к вытяжным отверстиям под потолком её температура должна падать из-за подмешивания к ней воздуха из верхней зоны.
В итоге, я думаю принять расход воздуха на уровне 26 000 куб. м. В худшем случае, если расчет расхода правильно вести с использованием экспериментально полученных коэффициента воздухообмена, температурного симплекса или температурного градиента, то принятый расход позволит поддерживать температуру внутреннего воздуха на уровне 38 градусов по Цельсию. В принципе, данное значение также удовлетворяет требованиям по эксплуатации, так как много меньше максимальной температуре 46 градусов

это чушь
сделайте простейшую вентиляцию в компрессорной, а тепло отведите драйкулером

Это не совсем предметный разговор) Я как раз-таки и думал, что проще, чем осевые вентиляторы в верхней зоне и проемы для приточного воздуха в нижней зоне, схемы не бывает) Мне не совсем понятно, как организовать отвод тепла от компрессоров с воздушным охлаждением с помощью устройства для охлаждения жидкости.

А предметно с вами не поговорить тк для вас нормально подать 26000 в трехсоткубовое помещение

В том то и дело, что я не оперирую понятиями "нормально" или "не нормально") У меня недостаточно опыта, чтобы определить оптимальность различных решений "на глаз", поэтому я создал эту тему в разделе "Песочница", чтобы пользователи могли поделиться опытом. Я могу оперировать только информацией из книг, справочников и методических рекомендаций. При этом я понимаю, что можно, допустим, значительно снизить расход воздуха, приняв температуру внутреннего воздуха не 29 градусов, а 38. Или можно охлаждать подаваемый воздух, но тогда его нужно будет подавать механическим способом, что неминуемо приведет к установке либо приточного агрегата с набором необходимых секций, либо к веренице канального оборудования. Кстати, возможно, в моем случае всё к этому и идет, так как фильтрация поступающего воздуха по словам Заказчика все-таки необходима. При этом площадь приточных отверстий при расходе 28 000 куб. м./час получается достаточно большой, а площадь наружной стены, в которой можно эти отверстия выполнить, ограничена. Ну или появится понимание возможности присоединить фильтр к входному отверстию на корпусе компрессора)

У компрессора часть тепла уходит вместе с нагнетаемым воздухом.
Т.е. лучше все же ориентироваться на цифры, которые дает изготовитель.

ставь градирню останется не больше 5% тепла от подведенной мощности
тепло в промке сбрасывают на улицу а не в помещение
ты удивишься но газовый компрессор с потребляемой 5мвт тоже стоит в здании
и воздухообменом в 100 крат там не пахнет
драйкулер это профессиональное решение решетки в стенке это от безисходности