Postrojenja Za Grejanje i Klimatizaciju Za 2 i 3 Razred Masinske Skole

Dr MARTIN BOGNER • dr BRANISLAV ŽIVKOVIĆ • mr ZORAN STAJIĆ

POSTROJENJA ZA GREJANJE I KLIMATIZACIJU ZAII i IIIRAZRED MAŠINSKE ŠKOLE

\ ^

"V&

NA % , O A \ ć

V

J

ZAVOD ZA UDŽBENIKE I NASTAVNA SREDSTVA • BEOGRAD

RECENZENTI dr S lobodan R ackov, Viša m ašinska tehnička škola, Zemun G ordan a M itrović, M inistarstvo prosvete Republike Srbije, Beograd Z vonko M u retić, „Prva iskra“, Barič

Urednik dr M ILORAD M ARJANOVIĆ Odgovorni uređnik NEBOJŠA JOVANOVIĆ Za izdavaća prof. dr RAD O Š LJUŠIĆ, direktor i glavni urednik

M inistarstvo prosvete Republike Srbije odobrilo je upotrebu ovog udžbenika u drugom i trećem razredu m ašinske 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 VOD.................................................................... 11 2. OSNOVNIPOJMOVI O UREĐAJIMA ZA GREJANJE.....................................................14 2.1. Pojedinačni uređaji za grejanje ............. 15 2.1.1. Peći na čvrsto gorivo ..................... 15 K a m in i...............................................15 Zidanepeći .....................*.............. 16 M etalnepeći .................................... 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 Električne grejalice....................... 17 Kaloriferi .......................................... 18 Termoakumulacione TA p e ć i......18 Toplotne p u m p e............................. 18 2.2. Postrojenje za centralno grejanje ......... 18 2.2.1. Grejna tela ...................................... 19 Radijatori .......................................... 19 Pločasta grejna t e la ........................ 21 Cevna grejna te la ............................21 K onvektori....................................... 22 Panelna grejna tela ........................ 22 ■ 2.3. Ekonomičnost uređaja za 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. Dvocevno grejanje ..........30 3.1.2.2. Jednocevno grejanje....... 31 3.1.3. Ekspanzioni sud ............................ 33 3.1.3. Otvoreni ekspanzioni s u d ............. 33 3.1.3. Zatvoreni ekspanzioni sud ...........33 3.2. Parno grejanje............................................. 34

3.2.1. Grejanje parom niskog pritiska .. 35

4.

TOPLOTNIIZVORII DISTRIBUCIJA TOPLOTNE ENERGIJE...................................38 4.1. Vrste toplotnih izvora i njihov zadatak 38 4.2. Kotlovi za centralno grejanje .................. 39 4.2.1. Liveni člankasti k o tlo v i.................39 4.2.1.1. O p šte................................... 39 4.2.1.2. Karakteristike ................... 39 4.2.1.3. Ložišta ................................39 4.2.2. Čelični kotlovi .................................41 4.2.2. l.O p š t e ................................... 41 4.2.2.2. Karakteristike ...................41 4.2.3. B lok-kotlovi..................................... 47 4.2.4. Automatski rad k o tlo v a .................. 50 4.3. Izborkotlova................................................ 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. Regulacioni uređaji.....................................54 4.4.1. Pomoćni uređaji kotla, gruba i fma armatura ......................54 4.4.2. Sigurnosni uređaji .......................... 56 4.4.3. Regulacioni uređaji......................... 58 4.5. Goriva ........................................................... 59 4.5.1. Opšti pojmovi o g o riv u .................. 59 4.5.1.1. Vrste goriva .......................60 4.5.1.2. Sastav goriva elementarna a n aliza.......60 4.5.1.3. Toplotnamoć g o riv a ......62 4.5.2. Podela goriva i njihov nastanak . 63 4.5.2.1. Čvrsta goriva .................... 63 4.5.2.2. Tečna goriva ..................... 66 4.5.2.3. Gasovita g o riva.................66 4.5.3. Snabdevanje, transport i skladištenje g o riv a .......................... 66 4.5.3.1. Skladištenje uglja ............ 66 4.5.3.2. Skladištenje tečnih g o riv a .................................. 67 4.5.3.3. Razvod gasovitih goriva 70 4.5.4. Zaštitne mere u skladištima g o riv a ........................... 71

3

4.5.5. Štetni sastojci u gorivu i mere za njihovo otklanjanje .........72 4.5.6. Sagorevanje ..................................... 73 4.6. Toplovodna grejanja................................ 74 4.6.1. Toplane ............................................. 74 4.6.1.1. K otlarnice..........................74 4.6.1.2. Regulacijau kotlarnicam a..................... 76 4.6.1.3. Dimnjaci i zaštita životne sredine .................78 4.6.2. Kućna podstanica ...........................78 4.6.3. Distribucija toplotne energije toplodalekovodi .............................. 79 4.7. Elementi cevovoda i armature .................80 4.8. Pumpe ........................................................... 86 4.8.1. Opšte o pum pam a........................... 86 4.8.2. Regulacija rada p u m p i................... 86 4.8.3. Ugradnja pumpi u potisni ili povratni v o d ..................................... 87 4.9. Toplotna i zvučna izolacija ...................... 88 4.9.1. Toplotna izolacija ........................... 88 4.9.2. Zvučna zaštita..................................90 4.10. Priprema vode za centralno grejanje .. 91 4.10.1. Osnovni pojmovi o v o d i............. 91 4.10.2. Prečišćavanje vode ...................... 92 4.10.3. Smetnje u pogonu, uzroci i otklanjanje...................... 99 5. EKSPLOATACIJA PARNIH I TOPLOVODNIH KOTLOVA........................101 5.1. Pripremni radovi .....................................101 5.2. Start postrojenja........................................ 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. Pogonska dokumentacija u kotlarnici 6.4. Kontrole i postupci u posebnim incidentnim situacijama........................ 6.4.1. Trajne kontrole ........................

4

107 107 109 110 110 110

6.4.2. Pregled periodičnih radova obaveznih kontrola i regulacija 111 6.4.3. Postupci u incidentnim situacijama ......................................113 6.5. Remont postrojenja za centralno grejanje .....................................114 6.5.1. Konzervacija postrojenja za grejanje....................................... 114 6.5.2. Remont kotlova .............................115 6.5.3. Remont uređaja za transport čvrstih goriva ............................... 115 6.5.4. Remont vazdušnih i dimnih k la p n i............................... 115 6.5.5. Remont uređaja na sistemu tečnog goriva za loženje ..............115 6.5.6. Remont uređaja za hemijsku i termičku pripremu v o d e ...........116 6.5.7. Remont rezervoara napojnevode ................................ 116 6.5.8. Remont armature ...........................116 6.5.9. Remontpumpi ............................. 116 6.5.10. Remontni radovi na elektroinstalaciji i opremi ......... 116 7.

VAZDUŠNO GREJANJE I PROVETRAVANJE ......................................... 118 7.1. Provetravanje .............................................118 7.2. Ventilacija ...................................................119 7.2.1. Ventilacija odvođenjem vazd u h a............................................119 7.2.2. Ventilacija dovođenjem vazduha ............................................ 120 7.2.3. Ventilacija dovođenjem i odvođenjem vazd u ha................. 120 7.3. Vazdušno grejanje.....................................121 7.3.1. Lokalno vazdušno grejanje ...... 121 7.3.1.1. Vazdušne z a v e s e .......... 123 7.3.2. Centralno vazđušno grejanje .... 124 7.3.2.1. 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 za ventilaciju igrejanje .....................................................131 7.5. Regulisanje ................................................ 132 7.6. Eksploatacija sistema za grejanje i ventilaciju ................................................ 133

TREĆIRAZRED 3.3.4. Dvokanalni siste m i..................... 182 3.3.4.1. Dvokanalni zavisni sis te m .............................. 182 3.3.4.2. Dvokanalni nezavisni siste m .............................. 184 3.3.5. Vazdušno-vodeni siste m i.......... 184 3.3.6. Vodeni sistemi ............................. 187 3.3.7. Lokalni klimatizacioni uređaji ... 187 3.3.7.1. Kompaktne klim a-jedinice............... 187 3.3.7.2. Razdvojene klim a-jedinice................. 188

1. DALJINSKO GREJANJE...............................137 1.1. Kotlovsko postrojenje..............................137 1.2. Toplifikaciona postrojenja .................... 139 1.2.1. Toplane sa vrelovodnim k otlovim a........................................ 142 1.2.2. Direktni i indirektni sistem daljinskog grejanja ..................... 143 1.2.3. Vodena para u kotlarnicama sa vrelovodnim k otlovim a........ 145 1.3. Postrojenja za korišćenje geotermalne energije ............................. 147 1.4. Kućne toplotno-predajne stan ice........ 148 2. SNABDEVANJE TOPLOM POTROŠNOM VODOM ................................ 152 2.1. 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 v o d e ......153 Opšta uputstva za manji kotao sa bojlerom .................................... 153 Posebna uputstva ......................................154 Dopunska uputstva za bojler ............... 157 2.4. Toplotne pumpe za zagrevanje tople potrošne v o d e ................................ 161 2.5. Zaštita od korozije i kam enca..............162 3. KLIMATIZACIJAI SISTEMI KLIMATIZACIJE .............................................164 3.1. Osnovi tehnike klim atizacije................. 165 3.1.1. Dobici toplote ................................ 165 3.1.2. Priprema vazd u h a......................... 167 3.2. Komponente klimatizacionog postrojenja ................................................. 168 3.2.1. Klima-komora................................169 3.2.1.1. Hladnjak ........................ 170 3.2.1.2. Maglena kom ora.......... 171 3.2.1.3. Parni ovlaživač ...............172 •"r" 3.2.1.4. Sastav klima-komore ... 173 1 3.3. Sistemi klim atizacije................................173 3.3.1. Centralni j ednokanalni sistem niskog pritiska sa konstantnom količinom vazduha .......................174 3.3.2. Zonski sistemi klim atizacije.....177 3.3.3. Sistemi klimatizacije visokog pritiska............................ 179 3.3.3.1. Sistemi sa konstantnom količinom vazduha ........179 3.3.3.2. Sistemi sa promenljivom količinom vazduha (varijabilni sistemi) .......180

4. REGULACIJAIAUTOMATIKA KLIMATIZACIONIH SISTEMA ................. 191 4.1. Regulacija sa vazdušne strane ............ 193 4.2. Regulacija sa vodene strane .................. 193 4.3. Tipične primene regulacije i zaštite u tehnici klimatizacije ..............195 5. EKSPLOATACJJAI ODRŽAVANJE POSTROJENJA ZAKLIMATIZACIJU .... 201 6.

TERMODINAMIČKE O SN O V EI RADNI PROCESIRASHLADNIH U R EĐ A JA ......204 6.1. Drugi zakon termodinam ike.................204 6.2. Levolcretni kružni procesi. Kružni proces u rashladnom postrojenju........ 204 6.3. Toplota hlađenja, utrošeni rad i koeficijent hlađenja ...............................206 6.4. Teorijski ciklus jeđnostepene parne kompresorske rashladne mašine u T-s dijagramu ......................................... 207 6.5. Prigušivanje i prehlađivanje tečnosti rashladnog fluida, masena i zapreminska rashladna sposobnost .... 208 6.5.1. Masena i zapreminska rashladna sposobnost................... 208 6.5.2. Prigušivanje i prehlađivanje tečnosti rashladnog fluida ..........209

7.

RASHLADNI UREĐAJI .............................211 7.1. Vrste rashladnih postrojenja .................. 211 7.1.1. Podela rashladnih postrojenja ... 211 7.1.2. Kompresorski rashladni urcđaji 212 7.1.3. Apsorpcioni rashladni uređaji .. 212 7.1.4. Ejektorski rashladni uređaji......213 7.1.5. Termoelektrični rashladni uređaji ........................... 213 7.2. Rashladni fluidi ........................................213 7.2.1. Kriterijumi za izbor rashladnih flu id a ........................... 213

5

8.4. Prehlađivači i međuhladnjaci ................237 8.4.1. Prehlađivači ................................... 237 8.4.2. Međuhladnjaci .............................. 238 8.5. Razmenjivači toplote .............................. 239 8.5.1. Podela razmenjivaeato p lo te......239 8.5.2. Koeficijent prolaza toplote, srednja temperaturska razlika, površina razmenjivača toplote .. 240

7.2.2. Vrste radnih fluida u rashladnim m ašinam a............ 214

7.2.3. Označavanje rashladnih fluida . 215 7.3. Ulje u rashladnim uređajima ................ 216 7.4. Principijelna šema rashladnih mašina sa dvostepenim sabijanjem .... 217 7.5. Stvarni procesi u kompresoru ................218 7.5.1. Stvarni rad kompresora. Indikatorski dijagram ..................218 7.5.2. Koeficijent isporuke ....................219 7.5.3. Stepen korisnosti, indikatorska i efektivna snaga. Izbor pogonskog m otora........... 220 8.

SASTAVNI ELEMENTI RASHLADNIH POSTROJENJA................. 222 8.1. Kompresori ...............................................222 8.1.1. Klipni kompresori ....................... 222 8.1.2. Rotacioni kompresori ..................225 8.1.3. Vijčani kompresori ...................... 227

8.1.4. Turbokompresori ........................227 8.2. Kondenzatori ............................................ 228 8.2.1. Vazduhom hlađeni kondenzatori 228

8.2.2. Vodom hlađeni kondenzatori. Kule za hlađenje vode ............... 230 8.2.3. Kondenzatori hlađeni vodom i vazduhom .....................232 8.3. Isparivači................................................ 234

9.

AUTOMATIKA RASHLADNIH U R E Đ A JA ..........................................................242 9.1. Automatski prigušni ventil .................... 243 9.2. Termoekspanzioni ventil ........................244 9.3. Prigušni ventil sa p lo v k o m .................... 245 9.3.1. Prigušni ventil sa plovkom na strani niskog pritiska ............. 245 9.3.2. Prigušni ventil sa plovkom na strani visokog pritiska ...........246 9.4. Solenoidni ventil ......................................246 9.5. Presostati.................................................... 247 9.6. Termostati .................................................. 248 9.7. Pomoćni aparati i uređaji........................249 9.7.1. Skupljači (resiveri) .......................249 9.7.2. Odvajači u lja .................................. 249 9.7.3. Filtri, sušači i kontrolna (vidna) stakla ............................................ 250 9.7.4. Nivokazi .........................................251 9.7.5. Armatura .........................................252 9.7.6. C evovod i.........................................252

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 Udžbenik Postrojenja za grejanje i klimatizaciju namenjen je mehaničarima grejne i rashladne tehnike. Omogućava im da steknu znanja o vrstama, konstrukcijama i principima rada uređaja i postrojenja za grejanje, klimatizaciju, rashladnih 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 deo ovog udžbenika odnosi se na procese održavanja i eksploatacije uređaja i opreme za grejanje, hlađenje i klimatizaciju. Uz pojedina poglavlja o vrstama opreme i postrojenja objašnjeni su i elementi za regulisanje i upravljanje delova ili kompletnih postrojenja. Uz mernu i regulacionu opremu, na pojedinim mestima prilcazane su i armature, kao i sigurnosna oprema i zaštita u toku eksploatacije. Budući da je ovaj udžbenik prvi ovakve koncepcije, autori će biti zahvalni na svim sugestijama i primedbama, koje bi uzeli u obzir za eventualno sledeće izdanje. Beograd, aprila 1997. godine

A U TO R I

PREDGOVOR IIIZDANJU U ovom izdanju udžbenika Postrojenja za grejanje i klimatizaciju izvršene su ispravke štamparskih grešaka i izmenjeno je nekoliko slika radi postizanja jasnoće. Beograd, oktobra 2000. godine

A UTOR I

7

PREDGOVOR IIIIZDANJU U ovom izdanju udžbenika Postrojenja za grejanje i klimatizaciju izvršene su izvesne ispravke, izmenjeno je nekoliko slika radi postizanja jasnoće i dopunjena je i izmenjena literatura. Beograd, aprila 2006. godine

8

A U TO R I

Drugi razred

1. U V O D

Klimatske prilike na Zemlji nisu ni uvek ni svuda povoljne za život čoveka. U nekim regionima nepovoljni meteorološki faktori vladaju samo određeni period u godini (npr., zima u našim krajevima), a u drugim i čitavu godinu (polarna oblast, planinska područja iznad 4000 m nadmorske visine, pustinje). Čovek ima vlastiti sistem termoregulacije kojim se šire ili skupljaju periferni krvni sudovi, obavlja se znojenje, drhtanje i dr. Zahvaljujući sistemu termoregulacije, kao i odgovarajućoj odeći, čovek može da se u izvesnoj meri prilagodi trenutnim klimatskim uslovima. Tokom ki'atkog vremenskog perioda ljudski organizam može da izdrži i ekstremne temperature: od jakih mrazeva (minus 40°C) do vrlo visokih temperatura u sauni (i iznad 100°C). Međutim, mogućnost prilagođavanja čovelca elcstremnoj temperaturi tokom dužeg boravka u nekoj sredini, relativno je ograničena pa mu u pomoć stupa tehnika grejanja i klimatizacije koja omogućava odgovarajuće klimatske uslove za ugodan život čovelca. Grejanje i klimatizacija je grana tehnike koja se bavi opremom i uređajima za ostvarivanje termičkih uslova ugodnosti, tj. povoljnih uslova za boravak i rad ljudi u zatvorenom prostoru. Termički uslovi ugodnosti su proizvod kombinovanog delovanja termičkih parametara sredine i ličnih uslova čoveka (stepen fizičke aktivnosti, odevenost, uzrast, zđravstveno stanje i dr.).

Kada se govori o termićkim parametrima sredine, obično se prvo pomisli na temperaturu vazduha, što i jeste najvažnija mera osećaja ugodnosti čoveka. Ostali termički parametri sredine su: temperatura okolnih površina u prostoriji (zidova, poda, tavanice, prozora i vrata), relativna vlažnost vazduha i njegova brzina kretanja. Ova četiri parametra utiču na količinu toplote koju čovek odaje okolini, kao i na odnos pojedinih mehanizama prenosa toplote sa čoveka na okolinu (konvekcijom, zračenjem, kondukcijom i isparavanjem vode). U čovečjem telu se neprekidno odvijaju složeni fizičko-hemijski procesi koji se nazivaju metabolizam. Tokom tih procesa proizvodi se i oslobađa toplota u organizmu i da bi čovek održao stalnu temperaturu tela, on tu, oslobođenu toplotu mora da preda okolini. Čovek se, u termičkom pogledu, najprijatnije oseća u takvim uslovima sredine kada je ostvarena ravnoteža između metabolizmom proizvedene toplote i toplote odate okolini. Na celokupan osećaj ugodnosti čoveka u zatvorenom prostoru (grejanom ili klimatizovanom), osim termičkih parametara sredine utiču i dmgi faktori ugodnosti, kao što su: čistoća vazduha, buka i osvetljenost. Grejanje, provetravanje, hlađenje i klimatizacija spadaju u oblast termotehnike i označavaju se skraćeno sa KGH. 11

Osnovna funkcija sistema za grejanje je zagrevanje zgrade zimi, uz postizanje odgovarajuće temperature ugodne za boravak ljudi. Temperatura vazduha u prostoriji (unutrašnja temperatura) zavisi, pre svega, od namene objekta, odnosno prostorije. U našim klimatskim uslovima prostorije se zimi najčešće zagrevaju do 20°C. Sporedne prostorije zagrevaju se na niže temperature (hodnici na ]5°C, stepeništa 5-12°C, skladišta 5-10°C). Prostorije u kojima je čovek manje odeven (kupatila, bazeni, bolnice i sl.) greju se na više temperature (22-28°C). Provetravanjem (ventilacijom) obezbeđuje se dovoljna količina svežeg (spoljašnjeg) vazduha u prostoriji i održava kvalitet vazduha u zahtevanim granicama. U prostorijama u kojima borave ljudi, usled disanja i znojenja, vazduh se ,,kvari“ (smanjuje se koncentracija kiseonika, povećava udeo ugljen-dioksida, vlage, mirisa). U industrijskim objektima degradaciju kvaliteta vazduha obično prouzrokuje tehnološki proces (emisija prašine, aerosola, isparenja, hemijskih jedinjenja i sl.). Svež vazduh koji se sistemom za provetravanje uvodi u prostoriju treba da zameni zagađen vazduh. Provetravanje prostorije može biti prirodno ili prinudno. Za prirodno provetravanje nisu potrebni mehanički uređaji; to je prirodno strujanje vazduha kroz otvore na zgradi ili kroz otvorene prozore. Za prinudno provetravanje (ventilaciju) postoji poseban mehanički uređaj za dovođenje i/ili odvođenje vazduha iz prostorije. Klimatizacija se obično vezuje za rad u letnjem periodu kada je zgradu potrebno hladiti. Međutim, u našim klimatskim uslovima klimatizaciona postrojenja obično rade tokom cele godine. Klimatizacija 12

je najopštiji sistem za postizanje i održavanje termičkih uslova ugodnosti u zatvorenim prostorima. Ima iste funkcije kao grejanje i provetravanje, i dodatne: hlađenje prostorija leti i regulisanje relativne vlažnosti vazduha (zimi i leti). U zavisnosti od toga koji je zadatak klimatizacije primaran, odnosno čijim se potrebama prilagođava (čoveka ili industrijskih objekata) postoje: - komforna i - industrijska klimatizacija. Zadatak komforne klimatizacije je ostvarivanje pogodnih termičkih uslova za boravak čoveka. Sprovodi se u poslovnim prostorijama, bioskopima, pozorištima, bankama, hotelima, bolnicama, sportskim dvoranama i sl. U letnjem periodu temperatura vazduha obično se održava na 26±2°C, uz relativnu vlažnost od 50±10%. Osnovni cilj industrijske klimatizacije jeste stvaranje optimalnih uslova za odvijanje tehnološkog procesa, a ne za boravak ljudi. Ipak, ti uslovi sredine moraju biti pogodni i za čoveka. Hlađenje je grana tehnike koja se bavi postizanjem i održavanjem temperatura nižih od temperature okoline. U okviru ove oblasti, tehnika hlađenja će se odnositi na postupke i uređaje za hlađenje namirnica i proizvoda (frižideri, zamrzivači, komore za hlađenje, skladišta), kao i hlađenje u okviru tehnološkog procesa, dok će se hlađenje vazduha u prostorijama za boravak ljudi razmatrati u delu o klimatizaciji i klimatizacionim postrojenjima. Mada tehnika grejanja i klimatizacije ne spada u nove naučne i tehničke discipline, ona u poslednje vreme doživljava intenzivan razvoj, jer su sve veći i stroži zahtevi koji se postavljaju projektantima

klimatizacionih postrojenja. S jedne strane, zahteva se kontrolisanje termičkih parametara sredine sa što manjim varijacijama temperature i relativne vlažnosti, a akcenat se posebno stavlja na postizanje odgovarajućeg kvaliteta i čistoće vazduha u zatvorenom prostoru (posebno u pojedinim granama elektronske i farmaceutske industrije). S druge strane, postoji vrlo izražen zahtev ekonomista, energetičara i stručnjaka za zaštitu životne sredine da se smanji energetska potrošnja u svim sektorima, pa i u grejanju i klimatizaciji. Zbog toga se razvijaju nove tehnike grejanja, hlađenja i klimatizacije, primenjuju nove poboljšane tehnologije i proizvode uređaji za KGH koji imaju manju specifičnu potrošnju energije po jedinici grejanja, odnosno hlađenja. S obzirom na raznolikost postavljenih zahteva, postoji veliki broj različitih uređaja, sistema i postrojenja za grejanje, provetravanje, hlađenje i klimatizaciju.

Neka od tih rešenja danas se smatraju prevaziđenim (ali se još uvek upotrebljavaju), dok druga predstavljaju trend u savremenom svetu. O većini tih tehničkih rešenja, njihovim prednostima i nedostacima, kao i teorijskim osnovama na kojima se baziraju, biće više reči u narednim poglavljima ovog udžbenika.

P I T A N JA 1. Kako se ostvaruje termoregulacija čoveka i kolike su njene mogućnosti? 2. Šta su termički uslovi ugodnosti? 3. Koji su termički parametri sredine i na šta deluju? 4. Koji je osnovni zadatak tehnike provetravanja? 5. Kakva je razlika između sistema za grejanje i sistema za klimatizaciju? 6. Kakva je razlika između komforne i industrijske klimatizacije? 7. Cime se bavi tehnika hlađenja? 8. Koji se zahtevi postavljaju proizvođačima KGH uređaja?

13

2. OSNOVNI POJMOVI O UREĐAJIMA ZA GREJANJE

U zimskom periodu grejana prostorija odaje toplotu okolini transmisijom kroz zidove, pod, tavanicu, prozore i vrata. Što je zgrada bolje termički izolovana, gubici toplote u okolinu su manji. Hladan spoljašnji vazduh struji kroz procepe (fuge) prozora u prostoriju i potrebno ga je zagrejati do unutrašnje temperature. Ventilacioni gubici predstavljaju količinu toplote koju je potrebno predati vazduhu koji je infiltracijom kroz procepe dospeo u prostoriju. Zbir transmisionih i ventilacionih gubitaka toplote čini ukupnu potrebnu količinu toplote za grejanje prostorije u jedinici vremena. U praksi se ova veličina naziva toplotni gubici, odnosno gubici toplote prostorije.

storije koje mogu biti udaljene od izvora toplote. Pošto se loži na jednom mestu, tj. loženje je centralizovano, ovaj sistem se naziva sistem za centralno grejanje. U zavisnosti od veličine toplotnog izvora, sistemi za centralno grejanje dele se na: - etažno grejanje (grejanje jednog stana),

Gubici toplote prostorije nadoknađuju se sistemom za grejanje. Količina toplote potrebna za grejanje predaje se prostoriji uređajem za grejanje.

Danas postoji veliki broj različitih sistema za grejanje. Svaki od njih ima određene prednosti i nedostatke. Tehno-ekonomske karakteristike uređaja za grejanje određuju njegov domen primene. Koji će sistem za grejanje biti primenjen, zavisi od potreba i mogućnosti investitora (korisnika objekta) i propisa koji važe za gradnju na datoj lokaciji. Uređaji za grejanje mogu se porediti prema različitim kriterijumima. Svi uređaji treba da zadovolje šest osnovnih uslova: - funkcionalnost (održavanje termičkih parametara sredine u svim eksploatacionim uslovima), - higijenski uslovi (održavanje čistoće i kvaliteta vazduha u prostoriji),

Zagrevni uređaji se dele na pojedinačne (lokalne) uređaje i postrojenja centralnog grejanja. Pojedinačni zagrevni uređaj nalazi se u samoj prostoriji koja se zagreva. U njemu se sagoreva gorivo, odnosno neki oblik energije pretvara se u toplotu i odaje u prostoriju. Uobičajeno jedan uređaj zagreva jednu prostoriju. U postrojenjima centralnog grejanja na jedan izvor toplote (kotao, toplotna podstanica) vezuje se veći broj grejnih tela. Toplota se razvodi po objektu pomoću nekog prenosioca toplote, a predaje u pro14

- centralno grejanje (grejanje cele zgrade), -blokovsko grejanje (grejanje većeg broja zgrada u bloku iz jednog izvora toplote), -d aljin sk o grejanje (grejanje delova grada ili celog naselja).

- estetika (da zauzimaju što manje mesta i da se lepo uklope u enterijer objekta), - ekonomičnost (zbir investicionih i eksploatacionih troškova treba da je što manji), -b ezb ednost (opasnost od požara, eksplozije, prodora dimnih gasova u zagrevane prostorije treba da se svede na što manju meru), -ek o lo g ija (rad uređaja za grejanje treba da što manje narušava životnu sredinu). Centralno grejanje ima niz pogodnosti u odnosu na pojedinačne uređaje za grejanje. Glavne prednosti su: -b o lji raspored temperature vazđuha u prostoriji (grejna tela se postavljaju ispod prozora, što je termički mnogo povoljnije nego kada su uz unutrašnji zid, na koji se, zbog veze sa dimnjakom, obično postavljaju peći); - mogućnost grejanja i sporednih prostorija (kupatilo, WC, hodnilc); - centralizovano loženje (veći kotao ima veći stepen iskorišćenja goriva i bolje regulisanje, rad kotla nadgleda kvalifikovano osoblje, manja je opasnost 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 investicioni troškovi i - lošija lokalna regulacija (regulacija temperature u svakoj prostoriji pojedinačno). Uzimajući u obzir sve navedene prednosti i nedostatke, može se zaključiti da postrojenja za centralno grcjanje prcd-

stavljaju u današnje vreme bolje rešenje. Zbog toga se ovaj način grejanja stanova u gradovima koristi pretežno, a u novim zgradama i naseljima isključivo.

2.1. POJEDINAČNI UREĐAJI ZA GREJANJE Pojedinačni (lokalni) uređaji za grejanje postavljaju se u svaku prostoriju koja se greje. Osnovna prednost im je što su investiciono najjeftiniji sistem za grejanje zgrada, a glavni nedostatak manji komfor korisnika. Osnovna podela pojedinačnih zagrevnih uređaja učinjena je prema vrsti goriva i izvora toplote koje koriste: -

peći na čvrsto gorivo, peći na tečno gorivo, peći na gasovito gorivo i uređaji za korišćenje električne energije-

2.1.1. PEĆINA ČVRSTO GORIVO Peći na čvrsto gorivo su najstariji zagrevni 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: - kamini, - zidane peći i - metalne peći.

KAMINI

Kamin ima ognjište otvoreno prema prostoriji, tako da postoji opasnost od požara. Udari vctra mogu vratiti dim u zagrevanu 15

prostoriju. Toplota se odaje pretežno zračenjem otvorenog plamena. Kamin ima vrlo malu akumulacionu sposobnost. Čim se vatra ugasi, prestaje i grejanje. Kamin se obično loži drvetom. Gubici u izlaznim dimnim gasovima su vrlo veliki, tako da je stepen iskorišćenja goriva 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 briketi mrkog uglja. Stepen iskorišćenja goriva ako je peć potpuno ispravna i pravilno ložena vrlo je visok - i do 80%. U praksi je obično, zbog nezaptivenosti i zaprljanosti peći, stepen korisnosti 50 - 60%.

METALNE PEĆI

korativno ozidani tako da predstavljaju ukras u prostoriji. Vizuelni efekat vatre i pucketanje drveta izazivaju kod ljudi prijatan osećaj ugodnosti, pa se kamini najčešće postavljaju u prostorije za dnevni boravak. U našim klimatskim uslovima kamin je nedovoljan, pa se obično dodaju još neki uređaji za grejanje.

Z I D A N E PEĆI

Od svih tipova zidanih peći, najrasprostranjenije su kaljeve peći. One imaju dobru sposobnost akumulisanja toplote. Toplota se odaje na povoljan način: blagim 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 jam aste 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 eksploataciji obično postiže 60-70%. Poboljšanu verziju metalnih peći predstavljaju trajnožareće peći. Ispod metalnog kućišta postoji ozid od šamota, tako da pored akumulacije goriva, postoji i akumulacija toplote. Gorivo sagoreva dobro i potpuno, tako da je stepen korisnosti 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. Intenzitet sagorevanja reguliše se podešavanjem količine vazduha za sagorevanje (vratanca na peći, regulator promaje i sl.). 2.1.2. PEĆINA TEČNO GORIVO 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 popularne i mnogo korišćene za grejanje stanova i manjih poslovnih prostorija. Danas se ne koriste jer je ulje za loženje skupo. Konstrukcija peći na tečno gorivo je jednostavna. Oko metalnog ložišta postavljeno je metalno 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 punjenja rezervoara i dr.

2.1.3. PEĆI NA GASOVITO 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 usijanim grejnim elementima, sa cevnim 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) postavljaju u prostoriju bez priključka na dimnjak, mada je bolje da

ta veza postoji. Peći većeg kapaciteta obavezno je povezivati na dimnjak. Osnovna uloga dimnjaka je dovođenje vazduha (kiseonika) za sagorevanje, pa tek onda odvođenje produkata sagorevanja. Prednosti peći na gasovito gorivo su: čistoća, jednostavno rukovanje, dobra automatska regulacija. Najveći nedostatak je opasnost od požara, eksplozije i trovanja gasom. Peći na gas se najčešće koriste u objektima koji se povremeno greju i u halama koje se delimično greju. 2.1.4. UREĐAJI ZA GREJANJE ELEKTRIČNOM 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 povoljnije mesto u prostoriji (ispod prozora, uza spoljašnji zid); - mogu da se koriste za grejanje sporednih prostorija; - vrlo lako se regulišu; - komforni su za korisnika (uključuju se pritiskom na dugme, ili automatski preko uklopnog časovnika —tajmera); - predstavljaju ekološki prihvatljivo grejanje u urbanim sredinama. ELEKTRIČNE GREJALICE

Električne grejalice koriste efekat zagrevanja provodnika kroz koji protiče struja, pri čemu se električna energija pretvara u toplotnu. Toplotu odaju pretežno zračenjem. Nemaju nikakvu akumulacionu sposobnost, pa iz električne mreže ,,vuku 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.

TERMOAKUMULACIONE (TA) P E Ć I

Termoakumulaciona peć ima sposobnost akumulisanja toplote. Između elektrogrejača i metalnog kućišta peći ugrađene su magnezijumske opeke koje imaju veliki toplotni kapacitet. Peć se ,,puni“ (akumulira se toplota) u vreme niže tarife električne energije, a uključivanjem ventilatora intenzivno odaje toplotu kada je to potrebno. Na slici 2.2 dat je presek termoakumulacione peći i položaj osnovnih elemenata. TA peći odaju toplotu pre-

Sl. 2.2. - Presek termoakiimulacione peći: 1 - kućište; 2 —toplotna izolacija; 3 - akumulaciona masa; 4 —kanal za vazduh; 5 - električni grejač; 6 — ventilator; 7 — ulaz sobnog vazduha; 8 - rešetka za ubacivanje zagrejanog vazduha

18

težno konvekcijom, mada postoji i blago zračenje. Termoakumulacione peći troše jednaku količinu električne energije kao grejalice i kaloriferi, ali im je prednost što omogućavaju korišćenje električne energije samo u vreme niže tarife.

TOPLOTNE

PUMPE

Grejanje pomoću toplotnih pumpi je najracionalniji način grejanja električnom energijom. Uz utrošak 1 kWh električne energije, prostoriji se može predati oko 3 kWh toplote (ostatak toplote se oduzima okolini). Princip rada toplotne pumpe biće detaljno objašnjen u poglavlju o rashladnim uređajima.

2.2. POSTROJENJE ZA CENTRALNO GREJANJE Osnovna karakteristika postrojenja za centralno grejanje je da se loženje (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. 2.3. —Šemapostrojenja za centralno grejanje: 1 - izvor toplote; 2 —razvodjluida; 3 - grejno telo

radnom fluidu. Radni fluid (topla voda ili vodena para) struji kroz mrežu cevi i prenosi toplotu do grejnih tela. Grejna tela, smeštena u zagrevanim prostorijama, odaju toplotu prostoriji. Tom toplotom se neutrališu toplotni gubici i održava željena vrednost temperature 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, toplani (TO), toplani - elektrani (TO - TE) i termoelektrani - toplani (TE - TO). U kotlovima se kao gorivo mogu koristiti ugalj (kameni, mrki i lignit), tečno gorivo (lako ulje za loženje i teško ulje za loženje - mazut), prirodni gas, električna energija i geotermalna energija. U odnosu na nosioca toplote (radni fluid) centralno grejanje može biti: vodeno (toplovodno i vrelovodno), parno (niskog pritiska, visokog pritiska i vakuumsko), vazdušno i uljno. Grejna tela su: radijatori (člankasta grejna tela), pločasti radijatori, cevna grejna tela, konvektori i grejni paneli.

2.2.1. GREJNATELA Zadatak grejnog tela je da prostoriji oda određenu količinu toplote - jednaku trenutnim toplotnim gubicima prostorije. Od svih tipova grejnih tela, najviše se koriste radijatori. RADIJATORI

Radijatori su člankasta grejna tela. Ovakva konstrukcija je povoljna jer se spajanjem određenog broja članaka može do-

biti potrebna veličina (površina) grejnog tela. Članci se spajaju pomoću nazuvica (sl. 2.4). Iako su radijatori dobili naziv po odavanju toplote zračenjem (radijacijom), oni veći deo toplote odaju konvekcijom, a manji zračenjem.

57. 2.4. —Poprečnipresek radijatora - spajanje clanaka pomoću nazuvica

Oblik članka radijatora zavisi od materijala od koga je napravljen. Člankasti radijatori se izrađuju od livenog gvožđa, čeličnog lima i legura aluminijuma. Ne može se generalno reći koji su radijatori najbolji. Svaka vrsta radijatora ima svojih prednosti i nedostataka. Najduži radni vek imaju liveni radijatori, zatim aluminijumski, a znatno kraći čelični radijatori. Ako se posmatra inertnost sistema (početak grejanja od trenutka uključenja postrojenja i vreme hlađenja radijatora po prestanku grejanja), najveću masu radijatora i sadržaj vode u njima imaju radijatori od livenog gvožđa, pa su oni najinertniji. Aluminijumski radijatori su najmanje inertni. Oni najpre počinju da greju, ali se i najbrže ohlade po isključenju kotla. Specifično odavanje toplote po jedinici mase radijatora najveće je kod aluminijumskih, zatim čeličnih, i najmanje kod livenih radijatora. Najlakše se montiraju aluminijumski radijatori, jer je njihova masa, za isti toplotni kapacitet, 19

znatno manja od mase drugih radijatora. Naročito su teški radijatori od livenog gvožđa veće širine. Izbor vrste radijatora za neki objekat zavisi od zahteva i mogućnosti investitora, odnosno korisnika objekta. Radijator se, po pravilu, postavlja uz najveću rashladnu površinu u prostoriji. Kad god je to moguće, radijator se instalira ispod prozora (sl. 2.5). Treba voditi

Sl. 2.5. - Postavljanje radijatora uz parapetni zid: (a= 5 cm; b = 7= 12 cm)

računa da visina radijatora bude za oko 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 treba da bude blago nagnut u odnosu na horizontalu. Najbolje je da je radijator slobodno postavljen u prostoriji (kao na slici 2.5). Termički je nepovoljnije kada se radijator postavi u nišu, a još je lošije rešenje da se radijator maskira. Postavljanjem maske ispred radijatora ili oko njega smanjuje se njegovo odavanje toplote, pa je potrebno povećati grejnu površinu, tj. broj članaka. Radijator se pričvršćuje na zid pomoću konzola i držača. Broj konzola i držača 20

zavisi od veličine i vrste radijatora (liveni, čelični, aluminijumski). Proizvođači radijatora obično u svojim katalozima navode koliko je potrebno konzola i držača za vešanje radijatora u zavisnosti od broja članaka. Radijator se može postaviti i na nožice, i to ako se postavlja uza staklenu povrŠinu (izlog, ulaz od stakla i sl.). Radijatori istog tipa izrađuju se u različitim 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 standardima. S aspekta standardizacije, najvažnija dimenzija je rastojanje između priključaka (razvodnog i povratnog kod dvocevnih sistema). Ta veličina je odavno propisana standardom, a postoji tendencija da se za određene tipove radijatora standardizuju i ostale karakteristične veličine.

Sl. 2.6. —Karakteristične dimenzije radijatora: b - širina članka; d —debljina članka; h —ukupna visina radijatora; h l —rastojanje između priključnih otvora

Prema našem standardu, radijator se označava na sledeći način: . n -h jb tip ------ 5— Rx x R2 gdeje: n - broj članaka, h{- rastojanje između priključaka [mm], b - širina članaka [mm], R { - prečnik razvodnog priključka (može da se napiše nazivna mera ili u mm), R2- prečnik povratnog priključka. Primer: ,,Termik“

15-600/160 3/4 x 3/4

PLOČASTA G REJNA TELA

Pločasta grejna tela izrađuju se od čeličnog lima. Osnovne karakteristike su im mala debljina i velike glatke ili profilisane grejne površine. Oblik tih profila prikazan je na slici 2.7. =jj- -ri i-innnnn n n n n n n

brički i od te dve veličine zavisi i njihovo nominalno odavanje 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 i klasičnih radijatora.

CEVNA GREJNA TELA

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 prostorija sa malim gubicima toplote (kupatila, WC, hodnici). U poslednje vre-

V-A

rth

i

JJ U U LJ^UJJ U U LJU LJ

SI. 2.7. — Poprečnipresek pločastih grejnih tela

n n r i n i i n n n n ri n

uuuuuuuuumj

H -o - o -o - -o - ■

JJ U U U U U U_U LJU U

nnnnhnnnnrin

Tok vode i način odavanja toplote pločastih grejnih tela slični su kao oni kod radijatora, pa se ova grejna tela često nazivaju pločasti radijatori. Međutim, pločasta grejna tela nemaju klasične članke, 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 kupatila koja služe i za sušenje peškira i za grejanje prostora. Da bi se povećalo odavanje toplote po jedinici dužine, cevi se orebravaju rebrima od lima. Međutim, nedostatak je problem održavanja čistoće, je r se prostor između rebara teško čisti. 21

Sl. 2.9. - Presek konvektora: 1 - kućište - maska; 2 - rešetka; 3 - lamelasti zagrejač vazduha; 4 - šaht; 5 - skretni lim; 6 - sobni vazduh; 7 -zagrejani (ubačeni) vazduh

Sl. 2.8. - Konstrukcija cevnih grejnih tela: a —cevna zmija; b - cevni registar sa horizontalnim cevima; c - cevni registar sa vertikalnim cevima KONVEKTORI

Konvektori se sastoje od lamelastih zagrejača vazduha smeštenih u metalno kućište. Grejači se izrađuju od orebrenih cevi. Na čelične cevi postavljaju se rebra od čeličnog lima, dok se bakarne cevi orebravaju aluminijumskim limom. Konstrukcija konvektora prikazana je na slici 2.9. Vazduh iz prostorije struji kroz ulaznu rešetku u konvektor, zagreva se i pokretan uzgonskom silom istrujava u prostoriju kroz izlaznu rešetku postavljenu pri vrhu konvektora. Konvektor odaje toplotu isključivo konvekcijom. Prednosti konvektora u odnosu na radijatore su: - kompaktnost (manji je utrošak materijala, lakši su, jefitiniji); 22

- estetika (zahvaljujući lepoj masci lako se uklapaju u enterijer); -m a n ja inercija (brže stupaju u dejstvo); -o s im centralne regulacije, postoji mogućnost i lokalne regulacije kapaciteta (sa vazdušne strane); - izdržavaju više pritiske. Nedostaci konvektora u odnosu na radijatore su: - lošiji higijenski uslovi (teže održavanje čistoće — taloženje prašine i njeno ,,podizanje“ dok konvektor radi); -n e m a odavanja toplote zračenjem (blago toplotno zračenje je vrlo ugodno za čoveka). Zbog navedenih nedostataka, konvektori se vrlo retko koriste za grejanje stambenih zgrada. PANELNA GREJNA TELA

Panelno grejanje je specifičan sistem grejanja kod koga ne postoje grejna tela u klasičnom smislu. Cevi se postavljaju u građevinsku konstrukciju prostorije (zid,

pod), zagrevaju je, a zatim se toplota sa građevinske konstrukcije prenosi na vazduh u grejanoj prostoriji. Toplota se predaje zračenjem na okolne površine i ljude, i konvekcijom sobnom vazduhu. Postoji više različitih konstrukcija podnog grejanja. Cevi (u obliku cevne zmije) mogu biti slobodno postavljene 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). U ovom slučaju je važno da koeficijenti temperaturske dilatacije cevi i betona budu približno jednaki, da tokom zagrevanja beton ne bi pucao. Za podno grejanje obično se koriste bakarne ili plastične cevi (polietilenske, polipropilenske i višeslojne), a ređe čelične cevi. U zavisnosti u koji građevinski element su ugrađene cevi, panelno grejanje može biti: podno, plafonsko i zidno. Najčešće se primenjuje podno 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. 2.10.- Način polaganja cevi kodpanelnog grejanja: a - u obliku cevne zmije: b - spiralno - u obliku puža

Sl. 2.11.- Podno grejanje - cevi zalivene u betonu: 1 - završni sloj poda; 2 - grejna cev; 3 - beton; 4 - toplotna izolacija; 5 - noseća konstrukcija tavanice

- Zbog blagog 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 prašina u prostoriji. -G re jn a tela ne kvare enterijer prostorije. - Za grejanje se koristi voda niže temperature. Nedostaci panelnog grejanja su: - slabija mogućnost regulisanja odavanja toplote zbog velike inertnosti sistema; -p ro b lem popravke ako eventualno puknu cevi u podu (srećom, to se retko događa); -v e ć i investicioni troškovi, posebno kada se sistem za grejanje ugrađuje naknadno.

2.3. EKONOM IČNOST UREĐAJA ZA G R EJA N JE Za grejanje zgrada troši se energija. Cena utrošene energije u toku grejne sezone predstavlja trošak za korisnika objekta. 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 izgradnje jedne termotehničke instalacije. Investicioni troŠkovi se u praksi nazivaju i početni, osnovni i kapitalni troškovi. Eksploatacioni troškovi su troškovi pogona termotehničkog postrojenja i obuhvataju cenu goriva (energije), radne 23

snage i troškove održavanja postrojenja. Eksploatacioni troškovi se obično računaju po grejnoj sezoni. Ukupni troškovi izgradnje i pogona postrojenja za grejanje mogu da se odrede na dva načina. Ako se eksploatacioni troškovi sračunaju za ceo radni vek postrojenja (smatra se da je radni vek postrojenja za grejanje od 20 do 25 godina) i saberu s investicionim troškovima, dobijaju se ukupni troškovi postrojenja za grejanje. Drugi način je da se ukupni investicioni troškovi svedu preko godišnje stope amortizacije i saberu sa procenjenim eksploatacionim troškovima za grejnu sezonu. Tako se određuju ukupni troškovi u jednoj grejnoj sezoni. Godišnja potrošnja energije za grejanje najviše zavisi od građevinskih karakteristika objekta, od kojih su najvažnije: vrsta i debljina toplotne izolacije spoljašnjih zidova, veličina i kvalitet prozora i vrata, kao i kvalitet njihove ugradnje, odnos spoljašnje površine zgrade i neto (korisne) površine, eliminisanje toplotnih mostova i sl. Svakako da mašinski stručnjaci utiču na potrošnju energije za grejanje. Njihov uticaj se ogleda u izboru odgovarajućeg sistema za grejanje, njegovo pravilno dimenzionisanje, korektno izvođenje, a naročito u kvalitetnom održavanju i pravilnom korišćenju postrojenja za grejanje. Kotao treba da ima što veći stepen korisnosti, kako nominalni, tako i u različitim eksploatacionim uslovima. Cevna mreža treba da bude što kraća, izbalansirana i toplotno izolovana dok prolazi kroz negrejane prostorije (podrum, tavan, hodnici). Instalacija treba da bude dobro zaptivena kako voda ne bi curila iz sistema. U postrojenjima za grejanje (osim u manjim instalacijama) koristi se hemijski pripremljena voda, a to pripremanje vode 24

za dopunjavanje instalacije predstavlja, takođe, trošak za korisnika. Pravilna regulacija postrojenja za grejanje bitno utiče na godišnju potrošnju energije za grejanje. Zadatak regulacije je da u prostoriji održava stalnu temperaturu vazduha (unutrašnju projektnu temperaturu) pri bilo kojoj spoljašnjoj temperaturi. U zavisnosti od trenutne temperature spoljašnjeg vazduha, određuje se i količina toplote koju je potrebno dovesti u grejanu prostoriju. Regulacija može biti ručna i automatska. Regulacija može da deluje na jedan uređaj (lokalna regulacija) ili na ceo sistem (centralna regulacija). Centralna regulacija može da se podeli na zone ili da bude jedinstvena za čitav sistem. Za grejanje stanova, poslovnih prostorija, javnih objekata i fabričkih hala u našoj zemlji se koriste različita goriva i izvori toplote (čvrsta, tečna, gasovita i električna energija). U poslednjih dvadesetak godina za grejanje objekata sve više se koristi električna energija. Za krajnjeg korisnika upotreba električne energije je vrlo povoljna: mali investicioni troškovi za uređaje za grejanje, dobra raspoloživost izvora toplote (osim u periodu restrikcije potrošnje električne energije), jednostavno korišćenje uređaja, mogućnost dobrog regulisanja, relativno mali troškovi grejanja (zbog depresirane cene električne energije u odnosu na ostale energente). Međutim, s aspekta društva u celini, korišćenje električne energije za grejanje prostorija je krajnje neracionalan vid potrošnje električne energije. Najveći deo električne energije u našoj zemlji proizvodi se u termoelektranama na ugalj. Stepen korisnosti transformacije uglja u električnu energiju u termoelektranama iznosi između 25 i 30%. To znači

da se tokom grejanja električnom energijom iskorišćava svega 25 - 30% toplotne moći uglja, dok se ostatak predaje okolini (gubici transformacije). Kada se ugalj sagoreva u kotlu i dobijena toplota direktno koristi za grejanje, stepen iskorišćenja uglja je 70 - 85%, što znači da je iskorišćenje uglja (primarne energije) približno tri puta 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 velikim urbanim sredinama. Korišćenje električne energije za grejanje jedino je energetski opravdano kada se koriste toplotne pumpe. S obzirom na to da je koeficijent grejanja toplotne pumpe oko 3, ukupan stepen iskorišćenja primarne energije je 75 - 90%, što je približno jednako stepenu iskorišćenja uglja tokom direktnog sagorevanja u grejnom 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 za grejanje električnom energijom? 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. Kako sistem za grejanje i način njegove eksploatacije utiču na potrošnju energije za grejanje zgrada? 13. Zašto je neracionalno koristiti električnu energiju za grejanje?

25

3. CENTRALNO GREJANJE

Toplota proizvedena u kotlu prenosi se cevnom mrežom do svake grejane prostorije. Nosilac toplote (radni fluid) može biti voda, vodena para, ulje ili vazduh. Najčešći radni fluid je voda. Prednosti korišćenja vode su njena široka rasprostranjenost u prirodi i niska cena, a glavni nedostatak je hemijska agresivnost (pospešuje koroziju metalnih delova postrojenja za grejanje). U zavisnosti od temperature vode koja polazi iz kotla, razlikuje se toplovodno i vrelovodno grejanje. U postrojenjima toplovodnog grejanja maksimalna temperatura 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 je dovodila do sagorevanja organskih čestica prašine, što je pogoršavalo higijenske uslove 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 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 uz manji protok radnog fluida. Međutim, instalacije sa mineralnim 26

uljem su pokazale određene nedostatke u eksploataciji, tako da je ideja sa mineralnim uljem kao nosiocem toplote u postrojenjima za centralno grejanje u našoj zemlji potpuno napuštena.

3.1. TOPLOVODNO G R EJA N JE ' 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 p o n ^ j^ ^zagreva,.. Pošto se voda u cevnoj mreži relativno malo hladi, može se smatrati da je temperatura vode na ulazu u grejno telo jednaka 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 temperature vode u grejnom telu. U našoj zemlji se obično usvaja temperatura razvodne vode od 90°C, a povratne 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(FHc»W

N°C»\A

x

VO&v*

sistema 90/70°C koji se koristi u gotovo svim instalacijama toplovodnog grejanja sa radijatorima kao grejnim telima, u praksi postoje i sistemi toplovodnog grejanja 80/60°C, 60/45°C, 50/40°C itd. Prvi broj pokazuje temperaturu razvodne, a dmgi povratne vode. Cirkulacija vode u postrojenju toplovodnog grejanja može biti prirodna (gravitaciono grejanje) ili prinudna. Prinudna cirkulacija se ostvaruje cirkulacionom pumpom.

3.1.1. GRAVITACIONO GREJANJE U postrojenjima toplovodnog gravitacionog grejanja cirkulacija vode se postiže bez upotrebe mehaničkih uređaja, dakle - prirodnim putem. Kruženje vode izaziva uzgonska sila. Gustina vode zavisi od temperature. Sa porastom temperature smanjuje se gustina vode. Razvodna topla voda ima višu temperaturu nego povratna voda, sto znači da je gustina povratne vode veća od gustine razvodne vode (sl. 3.1). Upravo ta razlika gustina, koja postoji ?t stubu tečnosti visine h, prouzrokuje uzgonsku silu koja pokreće vodu u sistemu.

57. 3.1. - Raspoloživi napor u sistemu toplovodnog gravitacionog grejanja: 1 - kotao; 2 - grejno telo; 3 - razvodna mreža; 4 —povratna mreža

Brzina strujanja vode u mreži je utoliko veća ukoliko je uzgonska sila veća. Intenzitet uzgonske sile proporcionalan je visini između grejnog tela i kotla i razlici temperature razvodne i povratne vode. Dobra strana gravitacionog grejanja je što nema potrebe za ugradnjom pumpe u sistem, a to znači da rad postrojenja ne zavisi od električne energije. Osnovni nedostatak gravitacionog grejanja je taj što je uzgonska sila relativno mala, pa voda stmji u mreži malom brzinom (do 0,2 m/s), tako da cevi moraju imati veće prečnike. Zbog ovog ograničenja, gravitaciono grejanje se uglavnom koristilo za grejanje manjih objekata (porodična kuća, stan). Danas se gravitaciono grejanje vrlo retko projektuje i primenjuje, ali se još uvek može naći u starim zgradama. U zavisnosti od toga da li se horizontalna cevna mreža vodi samo kroz podram ili postavlja i na tavan, razlikuju se postrojenja sa donjim i gornjim razvodom. 3.1.1.1. Postrojenje sa donjim razvodom Cevna mreža za distribuciju tople vode u sistemu dvocevnog grejanja sastoji se od sledećih delova: glavni usponski vod, horizontalna razvodna i povratna mreža, usponski vodovi, priključci za grejna tela, sigurnosne cevi i vazdušna mreža. Glavni usponski vod čini cev koja iz kotla vodi do horizontalne cevne mreže. Horizontalna razvodna mreža je deo cevne mreže od mesta račvanja glavnog usponskog voda do korena svake vertikale. Usponski vodovi (vertikale) predstavljaju vertikalni deo cevne mreže od horizontalne mreže do najviše etaže (odnosno najniže etaže kod sistema sa gornjim razvodom) na ko27

joj se nalaze grejna tela. Grejna tela su priključcima povezana sa usponskim 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 sigurnosna cev, mada u manjim sistemima toplovodnog grejanja veza između kotla i ekspanzionog suda može biti ostvarena samo jednom sigurnosnom cevi. Na sigurnosne vodove ne smeju biti postavljeni uređaji za zatvaranje (ventili, zasuni i sl.). Vazdušna mreža služi za odvođenje vazduha iz instalacije. Vazduha ne sme biti u instalaciji toplovodnog grejanja. Nagomilavanjem vazduha može se stvoriti vazdušni čep koji može prouzrokovati prekid cirkulacije vode u delu instalacije. Takođe, vazduh u cevnoj mreži izaziva koroziju. Osnovna karakteristika postrojenja toplovodnog grejanja sa donjim razvodom je da se horizontalna razvodna i povratna mreža vode ispod najniže etaže sa grejnim telima (sl. 3.2). Cevi se najčešće postavljaju ispod tavanice podruma. Vešaju se obujmicama za tavanicu ili se postavljaju na konzole ubačene u zidove pri vrhu prostorije. Pošto podrum spada u prostorije koje se ne greju, da bi se smanjili gubici toplote, horizontalna cevna mreža se izoluje termoizolacionim materijalom (mineralnom ili staklenom vunom), a izolacija obloži aluminijumskim limom radi zaštite. Usponski vodovi koji idu kroz zagrejane prostorije su vidni i nisu izolovani. Horizontalna mreža, kao i priključci, nije potpuno horizontalna, već se izvodi pod malim nagibom od 3 do 5%o, odnosno 0,3 - 0,5%. Nagib od 5%o znači da je jedan kraj horizontalne cevi dužine 1 m pomeren vertikalno za 5 mm u od28

57. 3.2. - Sema dvocevnog gravitacionog grejanja sa donjim razvodom: 1 — kolao; 2 - grejno telo; 3 - radijatorski ventil; 4 - ekspanzioni sud; 5 - horizontalna razvodna ipovratna mreža; 6 - usponski vod (vertikala); 7 — priključci; 8 - vazdušna mreža; 9 —sigurnosna cev

nosu na drugi kraj cevi. Ovaj nagib omogućava nesmetano oticanje vode tokom pražnjenja mreže, kao i pravilno odvođenje vazđuha iz instalacije tokom punjenja mreže i kasnijeg izdvajanja kiseonika iz vode. Za odvođenje vazduha iz instalacije koristi se vazdušna mreža. Ona počinje od kraja razvodne vertikale na najvišem spratu. Horizontalni deo vazdušne mreže vodi se ili pod tavanicom najviše etaže, ili po podu tavana, kao što je prikazano na slici 3.2. Vazdušna mreža se izrađuje od cevi najmanjeg prečnika, obično (j) 3/8. Vazduh se vodi vazdušnom mrežom ili do otvorenog ekspanzionog suda odakle se ispušta u atmosferu, ili do automatskog odzračnog ventila. Ako u sistemu za grejanje ne postoji otvoreni ekspanzioni sud, ili nema tehničkih mogućnosti za vođenje vazdušne mreže, vazduh se može ispuštati i na samim radijatorima preko odzračnih ventila koji se postavljaju na vrh radijatora (na otvor naspram razvodnog priključka).

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 (miniziraju) zaštitnom bojom. Posle toga se cevi farbaju bojom otpornom na temperature do 100°C ili se toplotno izoluju.

3.1.1.2. Postrojenje sa gornjim razvodom U sistemima dvocevnog toplovodnog grejanja sa gornjim razvodom horizontalni delovi razvodne 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 napor. S druge strane, to hlađenje vode je

štetno, jer se vrši u negrejanom tavanu, pa predstavlja energetski gubitak u sistemu grejanja. Postrojenjima sa gornjim razvodom nije potrebna posebna mreža za odvođenje vazduha (odzračna mreža), jer tu funkciju ostvaruju usponski razvodni vodovi i horizontalna mreža na tavanu koja se vodi sa usponom prema otvorenom ekspanzionom sudu. Glavni usponski vod 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. PUMPNO GREJANJE Gravitacioni napor je nedovoljan za savladavanje otpora strujanja vode u mrežama većih dužina. Za centralno grejanje većih zgrada neophodno je obezbediti prinudnu cirkulaciju vode. Kruženje vode u postrojenju (od kotla razvodnom cevnom mrežom do grejnih tela i povratnom mrežom nazad do kotla) omogućava se cirkulacionom pumpom. Prednosti pumpnog grejanja u odnosu na gravitaciono su brojne: - nema ograničenja u dužini cevne mreže i načinu njenog vođenja; - cevna mreža je jeftinija, jer su zbog većih brzina strujanja vode prečnici cevi manji;

Sl. 3.3. - Šema dvocevnog gravitacionog grejanja sa gornjim razvodom: 1 - horizontalna razvodna mreža; 2 - horizontalna povratna mreža; 3 — glavni usponski vod; svi ostali elementi su isti kao na slici 3.2

- manja inertnost sistema (brže stupanje u dejstvo); - bolje centralno regulisanje; - manji gubici toplote cevne mreže. 29

Nedostaci pumpnog grejanja su zavisnost od snabdevanja električnom energijom i potreba za održavanjem i povremenim servisiranjem pumpe. Ovi nedostaci su praktično zanemarljivi u poređenju sa prednostima pumpnog grejanja, tako 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. Na slici 3.4 prikazano je dvocevno pumpno postrojenje sa donjim razvodom i zatvorenim ekspanzionim sudom. Odzračivanje instalacije može biti dvojno: centralno (preko vazdušne mreže i odzračnog lonca) i lokalno (preko odzračnih ventila na grejnim telima). Sigurnosni ventil na kotlu štiti postrojenje od eventualnog nekontrolisanog povišenja pritiska, što bi, ako se ne spreči, moglo dovesti do pucanja instalacije.

3.1.2.1. Dvocevno grejanje Koncepcija dvocevnog pumpnog grejanja je vrlo slična onoj dvocevnog gravitacionog grejanja, samo što u instalaciji za grejanje postoji i cirkulaciona pumpa. M ehanička energija koju pumpa preda toploj vodi (napor pumpe) troši se za savlađivanje trenja u pravim deonicama cevovoda i lokalnih otpora. Pumpno grejanje se može izvesti i sa gornjim i sa donjim razvodom. Položaj horizontalne razvodne mreže nije u ovom slučaju bitan za funkcionisanje sistema, jer je napor pumpe znatno veći od gravitacionog napora (koji takođe postoji usled temperaturske razlike razvodne i povratne vode). S obzirom na to da je cevna mreža obično nešto kraća kod postrojenja sa donjim razvodom, kao i da je zbog montaže bolje da cevi horizontalne 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 odabiru mesta postavljanja pumpe treba uzeti u obzir: konfiguraciju cevne mreže, vrstu 30

Sl. 3.4. —Šema dvocevnogpumpnog grejanja sa donjim razvodom: l —kotao; 2 — cirkulaciona pumpa; 3 - ekspanzioni sud; 4 — sigurnosni ventil; 5 -grejno telo; 6-centralno odzraćivanje; 7 —lokalno odzračivanje

Na svaki razvodni priključak, ispred radijatora, postavlja se radijatorski ventil (sl. 3.5). Ovim ventilom može da se menja protok tople vode kroz radijator i time 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 vode kroz grejno telo. Taj postu-

^tfTcevviA

vRei,

3.1.2.2. Jednocevno grejanje

Sl. 3.5. - Ugaoni radijatorski ventil

pak, pri kome se podešava položaj 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 kada je prostoriju potrebno manje 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 dobitaka toplote u prostoriji. Temperaturski 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, odnosno smanjuje protok tople vode kroz radijator. Radijatorski ventili se izrađuju kao ugaoni (sl. 3.5) ili prolazni (sl. 3.6).

Sl. 3.6. - Prolazni radijatorski ventil 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 n a.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 prethodnim grejnim telima u nizu). Zbog toga se tokom projektovanja jednocevnog grejanja vrši korekcija površine radijatora u odnosu na dvocevno grejanje. U sistemu jednocevnog grejanja koristi se posebna vrsta radijatorskih ventila - ventili zajednocevno grejanje (sl. 3.8). Na ventilu se vezuju dve cevi (dovod tople vode u radijator i cev za vraćanje vode iz radijatora). U samom ventilu postoji obilazni vod (bajpas) za toplu vodu, tako da kroz grejno telo ne prolazi celokupna 31

Sl. 3.8. - Presek radijatorskog ventila za jednocevni sistem grejan ja: 1 - dovod tople vode; 2 - ulaz vode u radijator; 3 - obilazni vod (bajpas); 4 - izlaz vode iz ventila

Sl. 3.9. —Šema jednocevnog grejanja sa horizontalnim razvodom

količina vode u mreži. Odzračivanje instalacije obavlja se na samim grejnim telima. Prednost jednocevnog grejanja sastoji se u tome što je potrebna kraća cevna mreža nego u dvocevnom sistemu. Ovo je od posebnog značaja kada se centralno grejanje naknadno ugrađuje u već postojeće zgrade. Jednocevno grejanje se obično izvodi sa bakarnim cevima čija je montaža lakša nego postavljanje čeličnih cevi. Bakarna cev se obično vodi po podu, duž ivica prostorije i lako se maskira lajsnom. N a jedan strujni krug obično se vezuje 4 —5 radijatora. 32

Jednocevno grejanje se u početku obično primenjivalo za grejanje stanova (etažno grejanje) i manjih, porodičnih kuća. Danas postoje tehnička rešenja za jednocevno grejanje velikihzgrada (sl. 3.9). Prednost ovakvog sistema grejanja, pored manjeg broja cevi u stanu, jeste i mogućnost merenja utroška toplotne energije po stanu, ugradnjom merila toplote na ulazu u svaki stan. Potrošnju energije po stanu kod klasičnih dvocevnih sistema je mnogo teže meriti, jer je potrebno ugraditi delitelje toplote ispred svakog grejnog tela. Osim toga, potrebno je ugraditi i centralno merilo toplote u kotlarnici, odnosno toplotnoj podstanici.

3 .1 .3 . E K S P A N Z IO N I S U D

Ekspanzioni sud je obavezni sastavni deo svakog postrojenja za toplovodno i vrelovodno grejanje. Osnovna funkcija ekspanzionog suda je omogućavanje nesmetanog 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 instalacije na kritičnom mestu (obično na mestu nekog spoja). Ekspanzioni sudovi se izrađuju kao otvoreni ili zatvoreni.

OTVORENI

EKSPANZIONI SUD

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 ne greje, ekspanzioni sud mora biti dobro termički izolovan lcako se voda u njemu ne bi zamrzla. Ekspanzioni sud je povezan sa kotlom preko dve sigurnosne cevi: razvodne i povratne. Na sigurnosne cevi ne smeju se postavljati nikakvi zaporni organi, kako se cevi ne bi hotimice ili nehotice zatvorile i prekinula veza između kotla i ekspanzionog suda. Razvodna i povratna sigurnosna cev obično su spojene kratkom vezom kako bi se omogućila izvesna cir-

5

SI. 3.10. - Presek otvorenog ekspanzionog suda: / -prelivna cev; 2 - sigurnosna povraina cev; 3 - sigurnosna razvodna cev; 4 - kratka veza cirkulaciona 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, može se videti kada je sistem napunjen. Odzračna (odušna) cev služi za odvođenje vazduha u atmosferu i njena funkcija je najizraženija za vreme punjenja instalacije vodom.

ZATVORENI

EKSPANZIONI SUD

Osnovna prednost zatvorenih ekspanzionih sudova je u tome što mogu da se ugrade na bilo koje mesto u postrojenju, a ne samo na najvišu tačku. Obično se postavljaju u neposrednoj blizini kotla tako da ne postoji opasnost ni od zamrzavanja vode. Obavezno se koriste kada nema tehničkih mogućnosti za postavljanje otvorenog ekspanzionog suda (ne postoji tavan, visina iznad najvišeg grejnog tela 33

3.11. - Presekzatvorenog ekspanzionog suda sa membranom: 1 - priključak na toplovodnu mrežu; 2 - vodeniprostor suda; 3 - membrana; 4 —vazdušni deo suda

nije dovoljna i sl.), mada se danas sve više koriste i kada postoji mogućnost za ugradnju otvorenog suda. Postoje različite konstrukcije zatvorenih ekspanzionih sudova. U postrojenjima za grejanje manjih kapaciteta koriste se membranski ekspanzioni sudovi (sl. 3.11). Sud je elastičnom membranom (od gume) podeljen na dva dela: vodeni deo koji je povezan sa toplovodnom mrežom i vazdušni deo koji je ispunjen vazduhom ili azotom. Tokom zagrevanja voda se širi, kroz sigurnosnu cev ulazi u ekspanzioni sud i potiskuje membranu ka vazdušnom delu. Vazduh ili azot u vazdušnom delu se sabija i povišava mu se pritisak. Kada se voda u instalaciji za grejanje hladi, pritisak vazduha potiskuje membranu i voda se iz ekspanzionog suda vraća u instalaciju. U velikim postrojenjima za grejanje pritisak vazduha u ekspanzionom sudu se održava kompresorom (sl. 3.12). I u njima postoji membrana koja fizički razdvaja vazdušni od vodenog dela ekspanzionog suda. 34

57.

3.12. - Zatvoreni ekspanzioni sud veće zapremine sa membranom i kompresorom: 1 —kompresor; 2 - prikljućak na toplovodnu mrežu; 3 - membrana; 4 - odzračivanje

Postoje i tehnička rešenja zatvorenih ekspanzionih sudova koji nemaju membranu, već na vodenu površinu u ekspanzionom sudu direktno deluje sloj vazduha pod pritiskom. Da ne bi došlo do korozije, još je bolje rešenje da se pritisak vode održava pomoću azota iz boca. U postrojenjima daljinskog grejanja pritisak vode u sistemu može da se postigne i pomoću posebnih pumpi (tzv. diktir-sistemi).

3.2. PARNO GREJANJE Prvobitna centralna grejanja stanova u Beogradu izvedena su sa vodenom parom 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. Na osnovu vrednosti pritiska vodene pare u instalaciji, parno grejanje može bi-

ti: grejanje parom visokog pritiska, grejanje parom niskog pritiska i vakuumsko grejanje. Granica između pare visokog i niskog pritiska je pritisak od 1,5 bar, odnosno natpritisak vodene pare od 0,5 bar (50 kPa). Osnovni nedostatak pamog grejanjaje visoka temperatura grejnih tela. Kod grejanja parom niskog pritiska temperatura radijatora iznosi oko 100°C, a parom visokog pritiska - preko 100°C. Dragi nedostatak parnog grejanja je slaba mogućnost regulacije, tj. prilagođavanja trenutnim potrebama za toplotom. Centralna regulacija promenom količine pare u instalaciji za grejanje pokazala se neefikasnom, pa se u praksi primenjuje regulacija uključeno/isključeno. 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 sistemu vakuumskog grejanja 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 se dodatni problem —zaptivenost instalacije i održavanje vakuuma u njoj. Ovaj sistem parnog grejanja primenjivao se u SAD, dok u našoj zemlji nije korišćen. Zbog navedenih nedostataka, grejanje zgrada vodenom parom danas je veoma retko. U stambenim i poslovnim zgradama se više ne instalira, dok se u industrijskim pogonima i objektima u kojima se vodena para koristi za tehnološki proces vrlo retko primenjuje. I u tim objektima se vodena para dovodi u razmenjivač toplote para/voda, a zatim se dobijena topla voda koristi za grejanje prostorija. Budući da u

našoj zemlji još uvek funkcionišu postrojenja za grejanje parom, biće navedene osnovne karakteristike sistema za grejanje parom niskog pritiska, koji se kod nas najčešće primenjivao.

3.2.1. GREJANJE PAROM NISKOG PRITISKA Princip rada parnog grejanja se umnogome razlikuje od principa rada toplovodnog grejanja. Vodena para se proizvodi u parnom kotlu (sl. 3.13). Suvozasićena pa-

Sl. 3.13. - Principijelna šema parnog grejanja: 1 —parni kotao; 2 —parna mreža; 3 —radijatorski ventii; 4 - radijator; 5 - odvajač kondenzata; 6 - kondenzna mreža; 7 - odzračivanje

ra straji kroz parnu mrežu do grejnog tela. Parna mreža odgovara, na neki način, razvodnoj cevnoj mreži toplovodnog grejanja. Strujanje pare kroz cevnu rnrežu ostvaraje se pod dejstvom natpritiska pare u kotlu. U grejnom telu para se kondenzuje i predaje toplotu kondenzacije prostoriji. Kondenzat stvoren u grejnom telu se kondenznom mrežom vraća u kotao na 35

ponovno zagrevanje i isparavanje. Kondenzna mreža odgovara povratnoj mreži toplovodnog grejanja. Na slici 3.13 sa pkje 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 konstrukcije odvajača kondenzata. Na slici 3.14 prika-

H— 2

3H -----

!3 6 ■

------l ' c

,_A_f

T

3.15. —Šema sisrpma grejanja jjarom niskog pritiska sa donjim razvocldm i suvom kondenznom mrežom: 1 —parni kotao; %- parna mcfeža; 3 —kondenzna mreža; 4 —U-cev;\5 - odzračžvanje; 6 —grejno telo

57.

Sl. 3.14.

— Odvajač kundenzata: 1 —ulaz pare; 2 —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. Skupljanjem kondenzata u parnom ustavljaču snižava se njegova temperatura (kondenzat ima nešto nižu temperaturu od pare), dilataciono telo se skuplja, otvara se prolaz i kondenzat otiče iz odvajača kondenzata. Kao i kod toplovodnog grejanja, parno postrojenje može biti sa gornjim i donjim razvodom. Kondenzna mreža može biti nisko ili visoko postavljena, pa se razlikuju sistemi sa mokrom i suvom kondenznom mrežom. Na slici 3.15 prikazana je šema postrojenja za grejanje parom niskog pritiska sa donjim razvodom i suvom kondenznom mrežom. I parna i kondenzna mreža vode 36

se ispod tav^nrce^podruma. Kondenzna mreža se naziva suva, jer 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 kondenznu mrežu. Pošto u kondenznoj mreži vlada atmosferski pritisak, a u parnoj pritisak u kotlu umanjen za pad pritiska pri stmjanju pare, nivoi vode u cevima će se razlikovati za tu visinu (proporcionalnu razlici pritisaka). U-cev mora biti dovoljno dugačka da bi sprečila prodor pare iz parne u kondenznu mrežu. Ako se iz nekog razloga kondenzna mreža ne vodi pod tavanicom nego pri podu podmma ili u posebnim kanalima, onda je ona uvek puna kondenzata, pa se naziva mokra kondenzna mreža. Nivo vode u kondenznoj mreži označen je na slici 3.16 sa b-b i odgovara pritisku pare u kotlu. Vazduh se iz instalacije odvodi vazdušnom mrežom koja se postavlja približno na 30-50 cm iznad nivoa vode u kondenznoj 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; 2 - vazdušna \ mreža; svi oshfli elementi su isti \ kao na slici 3.15

]__ c 1____ I

Kondenzat se u kotao može vratiti prirodnim putem (gravitacioni povraćaj), kao što je prikazano na slikama 3.15 i 3.16, ili pomoću pumpe za kondenzat. Prvi način se primenjuje u manjim postrojenjima i onima sa nižim pritiscima pare u kotlu. U većim postrojenjima kondenzat se skuplja u rezervoaru (gravitacionim putem), a zatim se pumpom prebacuje u kotao.

PITAN.TA 1. Koji se radni fluidi koriste u postrojenjima za centralno 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? 9. Koje su razlike između otvorenog i zatvorenog ekspanzionog suda? 10. Koji su nedostaci grejanja parom u odnosu na toplovodno grejanje? 11. Kako radi sistem za grejanje parom niskog pritiska? 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 TOPLOVODNIHIZVORA IN JIH O V ZADATAK Toplovodnim sistemima grejanjaproizvodi se, transportuje i distribuira, odnosno koristi voda temperature do 110°C. Topla voda se može proizvesti u kotlovima - tzv. kotlovima za centralno grejanje pomoću razmenjivača toplote, ili u nekim dmgim aparatima koji se nazivaju generatori tople 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 sve vrste fosilnih goriva (gasovita, tečna i čvrsta), proizvode se kotlovi sa manjim toplotnim gubicima. Ovo se naročito odnosi na sniženje temperature dimnih gasova. Zbog toga 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°C a u povratku 70°C. - Za pojedinačne stanove ili porodične zgrade proizvode se uslovno nazvani električni kotlovi. Voda se zagreva električnim grejačima, što znači da nema klasičnog ložišta.

38

- Da bi se poboljšao godišnji stepen korisnosti, odnosno da bi grejanje bilo jeftinije, sve se više koriste kotlovi sa promenljivom temperaturom vode, 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 delove kotla. - Uz toplovodne kotlove mogu se postaviti poseban cevni registar i rezervoar za pripremu tople vode. Ova voda se može koristiti za sanitarne potrebe, tj. za kupanje i pranje. Ovaj sistem ne zavisi od sistema za grejanje. - Sistem toplovodnog grejanja može se takođe kombinovati sa toplotnom pumpom, solarnim kolektorima i termalnim izvorima. Ova postrojenja se nazivaju bivalentni sistemi za grejanje. U ovakvom sistemu grejanja sistem regulacije je nešto složeniji, ali se sigurno povećava godišnji stepen korisnosti postrojenja za grejanje.

4.2. KOTLOVI ZA CENTRALNO GREJANJE 4.2.1. LIVENI ČLANKASTI KOTLOVI 4.2.1.1. Opšte Liveni člankasti kotlovi se proizvode za mala i srednja postrojenja kapaciteta do 700 kW. Ovi kotlovi imaju manji značaj od kotlova koji koriste tečna goriva (lako lož-ulje i mazut) i gasovita goriva, jer više zagađuju životnu sredinu, naročito jezgra naseljenih mesta. S obzirom na to da su i nešto skuplji, oni su u prvom trenutku i manje ekonomični. Međutim, pogodniji su zbog mogućnosti boljeg snabdevanja ugljem, naročito kada se greje duži period i kada su uslovi snabdevanja ugljem otežani (u zimskom periodu). Upotrebljavaju se i onda kada je snabdevanje tečnim gorivom ili gasom otežano ili je nemoguće.

4.2.1.2. Karakteristike Ovi kotlovi su počeli da se proizvode krajem prošlog veka, i to za sagorevanje čvrstog goriva, odnosno kvalitetnijih ugljeva. Sastoje se od većeg ili manjeg broja članaka, koji se spajaju sa prednjim i zadnjim člankom. Na taj način se identičnim člancima postižu različiti kapaciteti koI tlova. Osim ove konstrukcione karakteristike, ovi kotlovi se odlikuju velikom pogonskom sigurnošću i minimalnom opasnošću od korozije sa spoljašnje i unutrašnje strane grejnih površina kotla. Pojedini članci kotla su šuplja tela sa čije se unutrašnje strane nalazi grejna voda, a duž spoljašnje strane struje dimni gasovi. Sastavljanjem članaka formiraju se rešetka duž cele dužine kotla, otvor za

punjenje gorivom, prolazi za strujanje dimnih gasova, zbirni kanal za odvod dimnih gasova i prostor za pepeo. Na prednjem članku nalaze se vratanca za loženje i vratanca za pepeo, a krajnji članak ima priključak za dimni kanal ili cev za odvod dimnih gasova. Pojedini članci sastavljaju se pomoću dvostruko koničnih kotlovskih nazuvica i anker-zavrtanja za pritezanje. Zaptivanje na strani dimnih gasova postiže se letvama za zaptivanje, uz dodatak kotlovskog kita ili trake za zaptivanje. Ovi kotlovi su uglavnom simetrični. Članci većih kotlova dele se na dva polučlanka, i tada se punjenje ugljem obavlja odozgo.

4.2.1.3. Ložišta Ložišta člankastih kotlova pogodna su za mrke ugljeve, brikete i sušene lignite. Povoljnija su goriva koja imaju manje pepela i vlage u sebi. Ova ložišta mogu biti za gornje i donje sagorevanje. Ovi kotlovi se znatno bolje eksploatišu ako se lože koksom. U ložištima za gornje sagorevanje (sl. 4.1) užarena je cela količina goriva koja se nalazi u ložišnom prostoru, a dimni gasovi prostrujavaju kroz sloj goriva. Loži se sa prednje strane. Pri donjem sagorevanju (sl. 4.2) gasovi se odvode kroz kanale koji se nalaze sa strane na donjem delu ložišta. Sagorevanje se odvija samo u donjem delu ložišta. Prednost ovog načina loženja je ta što je sloj žara nepromenljiv i zbog toga je i kapacitet nepromenljiv, sa visokim stepenom korisnosti. Kotlovi sa progorevanjem mogu se više opteretiti, pa se tako brže zagrevaju. Uglavnom su manji kotlovi kapaciteta do 50 kW sa gornjim, a srednji i veliki kotlovi sa donjim sagorevanjem. 39

Sl. 4.1. - Liveni ćiankasti kotao sa gornjim sagorevanjem: a) sa jednom promajom, b) sa dve promaje, c) asimetrična verzija

Sl. 4.2. - Liveni člankasti kotao sa donjim sagorevanjem: a) sajednom promajom, b) sa dve promaje, c) sa dovođenjem sekundarnog vazduha u ložiste

U slučaju donjeg sagorevanja može se ložiti i odozgo, i to pomoću dodatnog šahta ili levka za ubacivanje goriva u ložište. Goriva bogata gasom, kao što su kvalitetniji ili sušeni ligniti, mrki ugljevi ili sitniji komadi goriva, zahtevaju dovođenje sekundarnog vazduha radi potpunijeg sagorevanja, koji se ubacuje u ložište sa strane (bočno) u zonu sagorevanja (sl. 4.2-c). Danas se obično izbegavaju liveni člankasti kotlovi kapaciteta manjih od 100 kW. Ekonomičniji su kotlovi na električnu energiju ili tečno, odnosno gasovito gorivo. Zbog toga se liveni člankasti kotlovi upo40

trebljavaju za veće kapacitete. Tada se izrađuju kao dvodelni (sl. 4.2-b i c), a takav kotao detaljno je prikazan na slici 4.3. Na ovoj slici se vide dimni kanali (1) kroz koje odlaze dimni produkti sagorevanja. Ovakvo strujanje se naziva dvopromajno, a kotao - kotao sa dve promaje, jer dimni gasovi koji izađu iz ložišta dva puta stmje preko istog članka. Pozicija (2) predstavlja vezu vodenih prostora. Pozicija (3) predstavlja kanale za dovod sekundarnog goriva u ložište. Otvor (4) služi za čišćenje dimnih prolaza. Pozicija (5) predstavlja vezu vodenih prostora ili parnih prostora ako ovi kotlovi rade kao

Sl. 4.3. - Člankasti dvodelni kotao: 1 — dimni kanal; 2 — veza vodenih prostora; 3 —dovod seknndarnog vazdulta za sagorevanje; 4 - otvori za čišćenje dimnih proiaza; 5 — veza vodenih ili parnih prostora ako je kotao za proizvodnju vodenepare; 6-ložište; 7 - rešetka; 8 —prostor za pepeo; 9 —sloj ugija iznad iožišta; 10 - otvor za uhacivanje uglja

parni (obiČno sa natpritiskom suvo zasićene vodene pare od 0,5 bar, temperature 111,4°C). Prostor (6) predstavlja ložište u kome sagoreva ugalj, (7) je rešetka a (8) prostor za pepeo (pepeljaru). Ugalj (9) koji se nalazi iznad ložišta (6) ubacuje se kroz otvor (10).

4.2.2. ČELIČNI KOTLOVI 4.2.2.1. Opšte Celični kotlovi se proizvode već duže vreme, i to u različitim lconstrulccijama. Od šezdesetih godina počinju 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 mogućnost za dovod gasa ili je snabdevanje tečnim gorivima otežano,

koriste se kotlovi za čvrsta goriva. Od čvrstih goriva uglavnom se koriste ugalj, drvo, drvni otpaci i biomasa. Kod manjih kotlovskih jedinica za etažno 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), kada temperature spoljašnjeg 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. K arakteristike Osnovne karakteristike čeličnih kotlova, bez obzira na tip i konstrukciju, jesu: 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; 2 - dimni lcanaii; 3 —odvod dima; 4 - vodom hladena rešetka; 5 —pepeijara; 6 —usmerivač; 7 —zamenljiva vrata; H- vrata za loženje; 9 -p o la zn i vod; 10 —povratni vod; II - sigurnosni polazni vod R 1 ", 12 - sigurnosni povratni vod - punjenje, pražnjenje R I ’’; 13 - regulator promaje R 3/4 ’’; 14 — ručica usmarivača; 15 - otpiata sa izolacijom; 1 6 - bojler za sanitarnu toplu vodu

- moguća je opravka zavarivanjem; - podesni su za visoke temperature i više pritiske; moguće je veće opterećenje grejnih površina; - veliki kapaciteti po jedinici do oko 15 MW i više. U našoj zemlji se izrađuju nešto niži kapaciteti, jer je povoljnije vezati dva kotla za potreban kapacitet. Za veće kapacitete od 15 do 20 MW upotreblja42

vaju se vrelovodni kotlovi, je r su konstrukciono kompaktniji, a samim tim i jeftiniji; - nedostatak im je što postoji opasnost od niskotemperaturske korozije veća nego kod livenih kotlova; - kotao se ne može povećati dodavanjem članaka, što i ne predstavlja veliki nedostatak jer se pouzdana regulacija

Sl. 4.5. - Čelični kotao za etažno grejanje: l —ložište; 2 - dimne cevi; 3 —pepeljara; 4 - vodom hlađena rešetka; 5 - predgrevanjepovratne vode; 6 —Mh-anoda; 7 - bojler za toplu vodu; 8 —oplata sa izolacijom; 9 —poiazni vod; 10 - povratni vod; 11 —priključak termičkog osiguranja kotla; 12 —sigurnosnipolazni vod; 13 —sigurnosnipovratni vod - punjenje, pražnjenje; 14 —odzračivanje; 15 - odvođenje tople vode iz bojlera; 16 —cirkulacioni vod; 17 —dovod vode i pražnjenje bojlera; 18 - regulator promaje za loženje sa čvrstim gorivom R I ", 19 - električni grejać - dodatna oprema; 20 - pumpa za bojler —dodalna oprema; 21 - odvod dimnih gasova sa klapnom; 22 - otvorza čišćenje; 23 - uklopna ploča

43

Tabela 4.1 M a sa

M a sa

K apa-

K o li-

m en

c ite t

č in a

se k

kod

kod

b o j-

vode

d im -

b o j-

u g lja

u lja i

b o jle ra

u

n ja k a

le ra

Ll

»1

H

P ro - P o v ra -

V olu-

c ite t

le ra

B

P re -

K apa-

c ite t

p lin a

L

Il2

M odel K apa-

Hi

»3

«4

m a ja

ta k

bez

k o tlu

I/h

I

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

Pa

DN

kg

kg

95

600

94

641

7 78

641

595

595

1625

1032

750

5 18

400

160

20

40

353

257

37

120

740

109

761

898

761

595

595

1625

1032

750

518

400

160

20

40

415

297

35

43

120

740

113

761

898

761

595

595

1625

1032

75 0

518

400

160

22

40

42 3

3 05

S 40

40

48

180

810

132

826

97 7

8 26

700

7 00

1812

1110

830

5 50

450

180

25

40

531

375

S 50

50

62

180

810

180

905

1056

8 26

8 22

700

1860

1150

872

593

450

180

25

40

605

449

S 65

65

78

315

1260

270

986

1180

986

838

838

2163

1348

93 0

624

480

200

28

50

861

631

S 80

80

99

315

1260

270

986

1180

9 86

838

838

2163

1348

93 0

624

480

200

28

50

873

643

S 100

100

122

315

1260

280

1160

1350

9 86

8 80

838

2283

1428

990

6 50

5 50

230

30

65

998

768

kW

kW

S 25

25

32

S 30

30

S 35

1

Tabela 4.2

M odel K ap a- K ap ac ite t

K o li- B o jle r

Ll

L

H

B

G

F

E

D

D im -

M in .

P o v ra -

P ri-

K ru ž n i

S ig u r-

M a sa

K apac.

n ja k

p ro -

ta k

k lju -

v od

n o sn i

k o tia

b o jle ra

c ite t

č in a

kod

kod

vode

m a ja

čak

vo d

kod

u g lja

u lja i

u

za

h la d n e

p u n je -

te m p .

p lin a

k o tlu

č v rs ta

i to p le

n je -

4 5 °C

g o riv a

vode

- p ra ž n je n je

kW

kW

lit.

lit.

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

® mm

mmVS

DN

c o l (“ )

c o l (“ )

col (“ )

ca. k g

lit./h

L 25

26

26 32

96

95

641

585

1620

750

416

518

400

781

160

2

32

1

1

1

320

810

L 30

32

32

109

120

761

585

1620

750

4 16

518

400

900

160

2

32

1

1

1

3 70

7 40

37 43

*113

120

761

585

1620

750

4 16

518

400

900

160

2

40

1

1

1

390

7 40

43

132

185

840

650

1800

830

420

583

450

980

180

2

40

1

1

1

530

810

140

185

840

650

1800

8 30

420

583

450

980

180

2

50

1

1

1

535

810

37

L 35

34

L 40

39

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 jedinica. Za pojedinačne stanove, za porodične objekte i za manje objekte sa više stanova izrađuju se kotlovi za etažno grejanje (sl. 4.4). Kotao na slici 4.4 predviđen je za 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 površinama. Na izlaz iz kola obično se postavlja regulaciona klapna (3). Ona ima zadatak da reguliše protok dimnih gasova, i kada se prekine loženje, a u kotlu ima još žara, da se zatvaranjem spreči brzo dogorevanje žara i hlađenje kotla. Na kotlu se obavezno nalazi regulator promaje (13) koji u zavisnosti od temperature polazne vode za grejanje dovodi više ili manje vazduha za sagorevanje. Ovi kotlovi mogu biti izvedeni od dvoplašnih zidova ili od cevnih registara koji čine zidove kotla. Mogu biti opremljeni i bojlerom za toplu sanitarnu vodu (16). Ovaj bojler se greje indirektno vodom za grejanje. Svaki bojler je opremljen dovodnom cevi za hladnu vodu, odvodom tople vode, sigurnosnom cevi ili ventilom sigurnosti na vodu za toplu vodu, kao i termometrima. Na slici 4.4 vidi se da je sa donje strane bojlera ugrađen električni grejač za pripremu tople vode u periodu kada nema grejanja. 46

Na donjem delu slike 4.4 prikazana 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 prikazan je kotao za etažno grejanje sa gorionikom za tečno gorivo, ili čvrsto gorivo. Podaci o tom kotlu dati su u tabeli 4.2. Da bi se ilustrovale ove kombinacije, na slici 4.6 prikazan je etažni kotao sa bojlerom ili bez bojlera za toplu vodu i za sve tri vrste goriva.

Sl. 4.6. - Sema etažnog kotla za centralnn l j no grejanje za razlićita goriva i u kombinaciji sa bojlerom i uez oujiera UPotr°šnu vodu (proizvod „ Panonija “ - Inđija)

4.2.3. BLOK-KOTLOVI Za izradu većih kapaciteta toplovodnih kotlova koriste se iskustva izgradnje parnih kotlova, pa se kotlovi izgrađuju kao blok-kotlovi raznih kombinacija. Ovi kotlovi mogu se ložiti čvrstim, tečnim i gasovitim gorivima.

Na slici 4.7 prikazan je jedan toplovodni kotao, predviđen za proizvodnju tople vode do 110°C. Kotao je konstruisan za sagorevanje tečnog 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 priključak za dimnjak kroz koji dimni gasovi odlaze u dimnjak. U ravnoj plamenoj cevi je omogućen povratak plamena, što obezbeđuje potpuno 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 plamenih cevi. Dimni gasovi, nastali sagorevanjem goriva, okreću se u plamenoj cevi i skupljaju se u prednjoj komori odakle ulaze u dimne cevi. Ohlađeni dimni gasovi se skupljaju u zadnjoj komori, a iz nje se odvode dimnim kanalima do dimnjaka. Vrata kotla su ujedno i prednja komora 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 toplote na materijal kotla i okolinu, sveden je na minimum. Ceo kotao je izolovan vunom za izolaciju, koja može biti staklena, kamena, mineralna; i obložen je limenom oplatom, koja je tako izvedena da kotao ima 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 povezivanje kotlova sa cevima, kao i na opterećenje temelja, kada se projektuju i izvode građevinski objekti.

48

Tabela 4.3 KOTAO TM G

1.1

2

3

4

5

6

7

8

9

K A P A C IT E T K O T L A

kW

128

2 33

3 49

46 5

581

6 98

81 4

P O T R O Š N J A G O R IV A L A K O U L J E H d = 4 2 .1 M J /K G

k g /h

12.5

2 2 .5

33.5

4 4 .5

56

67

Z E M N I G A S IId = 3 5 .6 M J /K G

m 3/h

14.5

27

40

5 3.5

67

6

6

6

6

295

4 45

555

T1

50

65

T2

50

R A D N I P R IT IS A K

bar 1

S A D R Ž A JV O D E

P R IK L JU Č C I NA K O T L U

T3 T4

DN

T5 © T6

mm

A

D IM E N Z IJE KOTLA

H c

'O

A B

13

17

21

26

930

1163

1512

2000

2500

3000

7 8.5

89.5

112

145

192

240

288

80

9 3.5

107

134

174

230

2 87

345

6

6

6

6

6

6

6

6

6

650

9 20

1030

1250

1420

1690

1750

2095

2800

4050

80

100

100

100

125

125

125

150

200

200

200

65

80

100

100

100

125

125

125

150

200

200

200

32

40

50

50

50

65

65

65

65

80

80

100

125

25

32

40

40

40

50

50

50

50

65

65

80

100

40

40

40

■ 40

40

40

40

40

40

40

40

40

40

200

250

3 00

300

300

300

300

350

350

350

400

450

450

900

9 80

1050

1160

1270

1340

1340

1470

1470

1680

1860

2100

2100

1130

1230

1380

1400

1550

1720

1720

1770

1770

1900

2150

2350

2350

125

165

175

215

215

215

215

250

250

265

265

265

380

1340

1740

1800

2200

2200

2300

2350

2505

2605

2930

3060

3850

3850

900

980

1050

1160

1270

1340

1340

1470

1470

1680

1860

2100

2.100

1000

1400

1500

1650

1850

1950

2000

2100

2200

2320

2450

3150

3150

mm

L

D IM E N Z IJE S T O P E KOTLA

10

mm

T E Ž IN A K O T L A

kg

750

1005

1310

1580

1940

1890

2150

2450

2550

3500

4350

5750

6000

O P T E R E Ć E N JE T E M E L JA KOTLA

kg

1450

1700

1950

2600

2800

3350

3550

4050

4600

5500

6900

8400

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 povećava količina goriva (kada je posredi tečno ili gasovito gorivo). Količina 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, iz koga se ugalj ubacuje u ložište. Pepeo se takođe odvodi automatski. Na slici 4.8 prikazan je jedan sistem za automatsko snabdevanje gorivom i odvođenje pepela. Dovod goriva može se regulisati 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, bale se zatim odvoze do kotlarnica i spaljuju u kotlovima. Rad je moguće automatizovati jedino ako je veličina bala ili briketa goriva uvek konstantna.

Sl. 4.8. —Kotao sa otvorom za punjenje sa automatskim punjenjem i odvođenje šljake i pepela

50

Takođe je nemoguće uvesti potpuno automatski rad kotlova u kojima sagoreva razni otpad od drveta, tekstila, kartona i slično. U principu, mogla bi da se postave postrojenja za seckanje i usitnjavanje, ali bi takva postrojenja bila preskupa za namenu kojoj bi služila.

4.3.IZBOR KOTLOVA 4.3.1. GREJNI FLUID Osnovni parametri prema kojima se biraju kotlovi jesu radni fluid i gorivo koje će se koristiti. Radni fluid u kotlu mogu biti topla voda, vrela voda i vodena para. Postoje 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 sledeće parametre: - toplovodni kotlovi zagrevaju vodu do 110°C; -vrelovodni kotlovi zagrevaju vodu preko 110°C ali ne i preko 180°C; -p a rn i kotlovi koji proizvode suvo zasićenu vodenu paru natpritiska 0,5 bar;

- parni kotlovi koji proizvode suvo zasićenu paru viših pritisaka. Za manje kapacitete ili za etažno grejanje koriste se tzv. električni kotlovi. To praktično nisu kotlovi zbog toga što nemaju klasično ložište, već električne grejače pa rade kao bojleri, s tim što zagrevaju vodu na višu temperaturu, na primer na 90°C. Da bi bezbedno radili, ovi kotlovi se opremaju potrebnom sigurnosnom armaturom, slično kao i kotlovi sa klasičnim ložištima. Toplovodni sistemi rade sa vodom temperature do 110°C. Oni mogu da rade i u sistemima za grejanje direktno sa temperaturama 90/70°C, što znaČi da je voda za grejanje u polazu na 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 grejanje. Koriste se i sistemi za grejanje sa parnim 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, zbog velikog uzgona i gorenja prašine. Temperatura ove pare je 111°C, pa se dotični kotlovi odabiraju za one slučajeve kada je ovakva para potrebna i za nekakvu tehnologiju (npr. u kuhinjama, perionicama, peglerajima i sl.). Sa ovom suvo zasićenom parom preko razmenjivača toplote može se pripremati topla voda za grejanje temperature 90/70°C.

51

4.3.2. IZBOR KOTLA PO KAPACITETU Kada se donesu odluke o izboru grejnog fluida i goriva, a moguće je obezbediti potrebne količine, pristupa se izbom kapaciteta kotla. Za neke kotlove proizvođači daju alternativna goriva, ali se tada međusobno razlikuju kapaciteti ili ložni uređaji (na primer gorionici). Na slici 4.9 vidi se kotao 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.

52

Kotao ..Vulkan - super"proizvodnje „Radijator" - Zrenjanin sa oznakama za šamotni ozid kada kotao radi sa tećnim ili gasovitim gorivom

-

Tabela 4.4 T E H N IČ K IP O D A C I Z A „ V U L K A N - S U P E R “ O Z N A K A K O T I.A VO D A

K A P A C IT E T kW

PARA

VODA

PARA

G R E JN A

SADRŽAJ VODE

T E Ž IN A

D U Ž IN A

P O V R Š I.

(I)

KOTLA

(L )

PA RA

cca kg

rn m

tečno

m rk i

te č n o

m rk i

te č n o

m rk i

te č n o

m rk i

m2

91.08

9 0 .0 8

9 3 .0 8

9 2 .0 8

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

177

31,1

710

420

4 .0 2 0

1 .1 0 8

91.10

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

90.11

93 .1 1

92 .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

91.13

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

91.14

9 0 .1 4

9 3 .1 4

9 2 .1 4

466

326

408

285

50,1

1 .0 6 0

620

5 .8 2 0

1 .7 3 3

91.15

9 0 .1 5

9 3 .1 5

9 2 .1 5

501

351

439

307

5 3 ,9

1 .1 3 0

660

6 .1 8 0

1 .8 5 8

91.16

9 0 .1 6

9 3 .1 6

9 2 .1 6

537

376

470

329

5 7 ,7

1 .2 0 0

700

6 .5 4 0

1 .9 8 3

91.17

9 0 .1 7

9 3 .1 7

9 2 .1 7

572

401

501

350

6 1 ,5

1 .2 7 0

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

91.19

9 0 .1 9

9 3 .1 9

9 2 .1 9

643

450

562

393

69,1

1 .4 1 0

820

7 .6 2 0

2 .3 5 8

91.20

9 0 .2 0

9 3 .2 0

9 2 .2 0

678

475

593

415

7 2 ,9

1.480

860

7 .9 8 0

2 .4 8 3

U tabeli 4.4 dati su tehnički podaci za ovaj kotao. Vidi se razlika u kapacitetu kotlova kada rade sa tečnim gorivom, odnosno sa mrkim ugljem. U ovoj tabeli se vidi još jedan podatak koji daju proizvođači kotlova, a to je grejna površina. Naime, kada u istom kotlu sagoreva lcvalitetnije gorivo, na primer tečno gorivo, kapacitet kotla je veći. Dakle, za istu grejnu površinu, dobija se veći kapacitet. U kotlogradnji postoji podatak koji govori o toplotnom opterećenju kotla. To je toplotni kapacitet podeljen sa grejnom povrŠinom:

VODA

_ Q kW ’ 2 Ak m

^Ak —

’

gde je: Q, kW - toplotni kapacitet kotla, Ak, m2 - grejna površina kotla. Na primer, za prvi kotao, kada se proizvodi topla voda, toplotno opterećenje će biti: - tip kotla 91.08 - tečno gorivo 254 a . t = ------= 9,30 kW/m2 = Ak 27,3 = 9300 W/m2, 53

- tip kotla 90.08 - mrki ugalj 178 27 J = 6 >52kw /ni2= = 6520 W/m2. Dakle, vidi se da je toplotno opterećenje grejnih površina veće ako sagoreva tečno gorivo. U principu, kotlovi sa većim toplotnim opterećenjem su manji, lakši ali i skloniji bržem propadanju ili oštećenju materijala. Značajan nedostatak livenih kotlova je velika težina, a time i veliko opterećenje temelja, odnosno postolja kotla.

4.4. POMOĆNIUREĐAJIKOTLA, GRUBAI FINA ARMATURA. SIGURNOSNIUREĐAJI. REGULACIONI UREĐAJI 4.4.1. POMOĆNI UREĐAJI KOTLA, GRUBAI FINA ARMATURA Da bi kotlovi mogli da funkcionišu, uz njih se postavljaju određeni uređaji koji omogućuju njihov ispravan rad. Na slici 4.10 šematski je prikazan kotao koji može da proizvodi toplu vodu, vrelu vodu ili vodenu paru. Ako se kotao loži čvrstim gorivom, transportnom trakom (1) doprema se ugalj u bunker (2). Iz bunkera (2) preko dodavača (3) gorivo se ubacuje na rešetku za sagorevanje. Ventilatorom (4) dovodi se vazduh potreban za sagorevanje. Ukoliko je potreban, može se postaviti i ventilator za dimne gasove, koji ih potiskuju kroz dimnjak (6) u atmosferu. Dovod vode ili veza u cirkulacionom kragu obavlja se pumpama (7). Sigurnost rada postrojenja obezbeđuju dve napojne pumpe (7), od ko54

Sl. 4.10. —Principijehia sema rada kotla sapomoćnom opremom: 1 —trakasti transporter za dovoz tiglja; 2 -bunker za ugalj; 3 —dodavač za ugalj; 4 - ventilator svežeg vazduha za sagorevanje; 5 - ventilator dimnih gasova; 6 —dimnjak; 7 - napojnepumpe za napajanje kolla vodom

jih jedna radi a druga je u pripravnosti, ukoliko se prva pokvari ili prestane da radi. Ako se loži tečnim ili gasovitim gorivom, nema bunkera za ugalj, pa se na kotao postavljaju gorionici sa svojim elementima za regulaciju. U tom slučaju, naročito kod gasnih gorionika, može da se postavi samo gorionik koji ima svoj sopstveni ventilator. U tom slučaju nije potreban dodatni ventilator za dimne gasove. Ako se koristi tečno gorivo, potreban je još poseban ventilator za dovod vazduha. Osim ovih uređaja, na samom kotlu se nalazi niz elemenata koji imaju određenu funkciju i koji se dele u dve osnovne grape:

Sl. 4.11. - Prikaz livenog člankastog kotla za centralno grejanje sa označenim elementima grube i fin e armature

- graba armatura i - fma armatura. Na slici 4.11 predstavljen je jedan liveni člankasti kotao, na korne se, kao ilustracija, vide neki elementi koji spadaju u grubu i finu armaturu.

Grubu armaturu čine sve vrste vrata, poklopaca i priklopaca, vrata za žarenje, otvori za kontrolu plamena, kao i razne klapne za regulaciju. U finu armaturu spadaju ventili, zasuni, slavine, vodokazna stakla, sigurnosni i regulacioni elementi. 55

>

Na kotlovima se takođe mogu uočiti i merni uređaji, kao što su termometri, manometri, merači protoka pare i protoka vode i slično.

4.4.2. SIGURNOSNI UREĐAJI 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 (sl. 4.13).

grejanja mora da bude u vezi sa atmosferom preko jednog sigurnosnog razvodnog voda i jednog sigurnosnog povratnog voda povezanog sa ekspanzionom posudom koja omogućuje širenje vode pri zagrevanju. U zatvorenom sistemu koristi se, po pravilu, ekspanziona posuda sa membranom, u kojoj se sa jedne strane postiže određeni natpritisak nekim inertnim gasom (vazduh, azot). Kada se voda širi, preko membrane se potiskuje inertan gas i deo prostora se popunjava vodom. U tabeli 4.6 dati su prečnici razvodnih i povratnih sigurnosnih vodova u toplovodnom grejanju.

Sistemi sa toplovodnim kotlovima su uglavnom otvorenog ili zatvorenog tipa (sl. 4.14). Otvoreni sistem toplovodnog

57.

56

4.12. - Sigurnosna cevza niskopritisni parni kotao

Tabela 4.5. PREČNICISIGURNOSNOG RAZVODNOGISIGURNOSNOG POVRATNOG VODA U TOPLO VODNOM GREJANJU S ig u r n o s n i p o v r a tn i v o d

S ig u r n o s n i r a z v o d n i v o d

S ig u rn o s n i v o d DN

D o k a p a c ite ta k o tla o d k W

25

do

50

do

100

5 0 do

150

p re k o

100 d o

350

32

prelco

40

p re k o

150 d o

350

p re k o

350 do

600

50

p re k o

350 do

600

p re k o

6 00 do

1200

65

p re k o

600 do

1200

p re k o

1200 d o

3000

80

p rek o

1200 do

2000

p rek o

3 000 do

5000

100

p rek o

2000 do

4000

p re k o

5000 do

8000

125

p rc k o

4 000 do

6000

p rc k o

8000 do

15000

150

p rc k o

6000 do

10000

p rc k o

15000 do

20000

Para

Sl. 4.13. - Povezivanje sigurnosne cevi na niskopritisnom parnoin kotlu

Sl. 4.14. - Šema instalacije kotlarnice sa otvorenim i zatvorenim sistemom grejanja: K — kotao; SPV~ sigurnosni povratni vod; SRV sigurnosni razvodni vod; R V - razvodni vod; P V - povratni vod; P —cirkulaciona pumpa; PZK-priključakza kompresor ili bocu sa azotom za održavanjepritiska; M -manometar; EP - ekspanziona posuda

57

Tabela 4.6. NAJMANJIPREČNIK ZA SIGURNOSNE CEVI K A P A C IT E T K O T L A

N A Z IV N IP R E Č N IK C E V I

kW

40

64

13 4

325

650

k g /h

60

100

200

500

1 .0 0 0

mm

32

40

50

65

80

DIMENZIJE ZA SIGURNOSNE CEV1 N a z iv n i p r e č n ik

P r itis a k p are bar

A

B

B,

C

D

E

F

H

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

1 .6 9 0 1 .2 6 0 800 1 .0 5 0 1 .3 3 0

_

420 420 495 495 495

240 240 325 325 325

1 .4 1 0 2 .4 1 0

3 3 ,7 x 2 ,6

990 1 .9 9 0 1.5 2 5 1.8 2 5 2 .3 5 0

140 160 -

—

—

990 1.9 5 5 1 .5 2 5 1 .8 1 5 2 .3 4 0

690 1 .2 7 0 790 1 .0 5 0 1 .3 2 0

420 495 495 600 600

240 325 325 415 415

1 .4 1 0 2 .4 5 0

1 40 1 40

990 955 1 .5 2 5 1 .8 1 5 2 .3 4 0

690 1 .2 7 0 790 1 .0 5 0 1.3 2 0

495 600 600 600 600

325 415 415 415 510

d, mm

0,1 0 ,2 50

65

80

0 ,3 0 ,4 0 ,5 0,1 0 ,2 0 ,3 0 ,4 0 ,5 0,1 0 ,2 0 ,3 0 ,4 0 ,5

D IM E N Z IJE

S ig u r n o s n e c e v i

5 7 x 2 ,9

7 0 x 2 ,9

8 8 ,9 x 3 ,2

3 3 ,7 x 2 ,6

4 2 ,4 x 2 ,6

-

1 .6 0 0 2 .1 0 0 2 .6 6 0 -

1 .5 8 0 2 .1 0 0 2 .6 4 0 _ -

1 .5 8 0 2 .1 0 0 2 .6 4 0

-

-

_

2 .0 2 0 2 .3 2 0 2 .8 4 5 _

-

-

-

-

-

-

2 .0 2 0 2 .4 1 5 2 .9 4 0

1 .4 8 5 1 .5 5 5 -

140 1 70

-

-

—

“

_

2 .1 2 5 2 .4 1 5 3 .0 2 0

Parni kotlovi mogu se osigurati i ventilom sigurnosti. U posebnim slučajevima i toplovodni kotlovi mogu biti osigurani ventilima sigurnosti.

4.4.3. REGULACIONI UREĐAJI Sl. 4.15. - Parni regulator sagorevanja

Na slici 4.11 može se uočiti membranski regulator. Takav regulator se postavlja na parne kotlove (sl. 4.15). Funkcioniše na principu membrane; kada opada pritisak, otvara se priklopac ili vrata i dovodi se više vazduha za sagorevanje. Na slici 4.16 vidi se regulator sagorevanja sa oprugastom cevi ili valovitim mehom. 58

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 vazduha, podešavanjem rada gorio-

4.5. GORIVA 4.5.1. OPŠTI POJMOVI O GORIVU

Sl. 4.16. - Regulatnr sa oprugastom elastičnom cevi za parne kotlove: D - prikijučak na parniprostor; G - teg

Vodeni regulator sagorevanja Sl. 4.17. - Vodeni regulator sagorevanja

Podešavajuce dugme Poluga

Prema ktapni Opruga svežeg vazduha

Oprugasta cev sa tečnošcu za širenje

Sl. 4.18.

-

Regulator sa cevi sa oprugom za toplovodne kotlove

nika. Na ovaj način se povećava ili smanjuje količina goriva za sagorevanje, a time i potrebna količina vazduha za sagorevanje.

Goriva predstavljaju takve materije koje sagorevanjem - procesom burnog sjedinjavanja sa kiseonikom, osim materijalnih produkata procesa (tzv. produkti sagorevanja), daju i određenu količinu toplote. 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, raketni). Uže posmatrano, svaka materija koja reagujući sa kiseonikom (najčešće iz vazduha) daje određenu količinu toplote, ne može se nazvati gorivom u industrijskom smislu. Da bi jedna materija mogla da se koristi kao industrijsko gorivo, ona mora da zadovolji niz uslova: - da procesom sagorevanja proizvodi znatnu količinu toplote u kratkom vremenskom periodu; - d a se u prirodi nalazi u dovoljnim količinama; - da se relativno lako eksploatiše, ako su posredi prirodna goriva, odnosno da se može lako proizvoditi, ako je reč o proizvedenim gorivima; - d a ne sadrži neprihvatljivo veliku količinu negorivih materija - vlage i mineralnih primesa (pepela); - da ne menja osetno svoj sastav pri usklađivanju, transportu i rukovanju; - da je bezbedna, da ne izaziva požar i eksplozije prilikom uskladištenja, transporta i rukovanja; - da je cena proizvedene količine toplote prihvatljiva; 59

- da 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 prema agregatnom stanju i načinu dobijanja. Prema agregatnom stanju, goriva se dele na: čvrsta, tečna i gasovita. Prema načinu dobijanja, dele se na: prirodna i proizvedcna goriva. 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 većih snaga). Prirodna čvrsta goriva su drvo, treset, ugalj i uljni škriljci, tečno prirodno gorivo je nafta ili prirodno zemno ulje, a gasovito prirodno gorivo je prirodni gas. Proizvedena goriva dobijaju se preradom iz prirodnih goriva. Broj proizvedenih goriva je znatno veći od broja prirodnih, budući da se u postrojenjima proizvedena goriva koriste u različitim oblicima. 4.5.1.2. Sastav goriva - elementarna analiza Da bi se upoznalo jedno gorivo i ocenile mogućnosti njegove primene, 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 postrojenja, a istovremeno poznavanje sastava goriva omogućava provem i kontrolu rada postrojenja u kome se gorivo koristi. Sastav goriva određuje se takozvanom elementarnom analizom - podacima o sastavu goriva po elementima koji se u njemu nalaze, a karakteristike važne za korišćenje goriva - tehničkom analizom. Pre razmatranja elementarnog sastava nekog goriva potrebno je naglasiti da samo poznavanje elementarnog sastava, bez podataka tehničke analize, nije dovoljno za određivanje oblasti uspešne primene. Na osnovu poznatog elementarnog sastava goriva može se, međutim, izračunati niz podataka: potrebna količina kiseonika, (odnosno vazduha) za potpuno sagorevanje, količina toplote koja se dobija sagorevanjem, količina i sastav produkata sagorevanja, kao i temperatura produkata sagorevanja, koja se ostvaruje sagorevanjem goriva. Od svih elemenata koji ulaze u sastav goriva samo tri elementa su sposobna da sagore i odaju količinu toplote, a to su ugljenik, vodonik i 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 ubrajaju i komponente koje čine balast: mineralne primese (pepeo) i vlaga. Elementarni sastav goriva može se napisati u obliku: C + H + S + 0 + N + W + A = 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. Ugljenik (C) je srž gorivih materija, ne samo zato što je u gorivima najviše zastupljen već i što njegovim sagorevanjem nastaje najveća količina toplote, koju gorivo oslobađa. Sagorevanjem jednog kilograma čistog ugljenika oslobađa se količina toplote od 33,829 MJ. Sagorevanjem čistog ugljenika ostvaruje se maksimalna temperatura od 2240°C (računato bez toplotnih i drugih gubitaka). Ugljenik potiče iz pramaterije iz koje je gorivo nastalo. U čvrstim gorivima može se naći kao elementaran i vezan sa vodonikom i kiseonikom ividu složenih hemijskih jedinjenja; kod tečnih goriva vezan je uglavnom sa vodonikom, a kod gasovitih goriva - sa kiseonikom i vodonikom. Vodonik (H) je druga po važnosti goriva komponenta goriva. Kao i ugljenik, potiče iz pramaterije, iz koje je posmatrano gorivo nastalo. Kod gasovitih goriva vodonik se javlja i slobodan, dok je kod čvrstih i tečnih goriva vezan sa drugim elementima (najčešće sa ugljenikom). Pri sagorevanju jednog kilograma vodonika oslobađa se količina toplote čak od 142 MJ 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) je treća goriva komponenta jednog goriva. U gorivima se sadržaj sumpora obično deli na deo koji može sagoreti - gorivi sumpor i na deo koji ne može sagoreti - negorivi 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. I u elementarnom 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. Kiseonik (O) nije goriva komponenta, ali omogućava proces sagorevanja. U gorivima se nalazi vezan sa dmgim elementima, osim u gasovitim gorivima, gde se može naći i slobodan, u manjim količinama. Azot (N) nalazi se u gorivima, u sastavu složenih organskih jedinjenja. U čvrstim i tečnim gorivima ima ga veoma malo (0 do 2%), dok ga u gasovitim gorivima može biti i više (naročito u proizvedenim gorivima). Azot, kao inertan gas, ne učestvuje u procesu sagorevanja. Vlaga (W) zajedno sa mineralnim primesama predstavlja štetnu komponentu goriva. Ona umanjuje toplotnu moć goriva, jer se na njeno isparavanje troši deo toplote nastale sagorevanjem. Vlaga je 61

obavezni sastavni deo čvrstog goriva, dok je u tečnim gorivima ima znatno manje ili je uopšte nema. Javlja se u nekoliko vidova, ali u tehničkim analizama razmatra se samo ,,gruba“ i ,,higroskopna“ vlaga. Gruba vlaga predstavlja sadržaj vode 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 porama čvrstog goriva. Između ove dve vrste vlage ne može se povući oštra granica, a često je određena i uslovima ispitivanja, odnosno odgovarajućim propisima i standardima. Zbir gmbe i higroslcopne vlage određuje ukupnu vlagu goriva. Mineralne primese (A) su štetne, smanjuju 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 predstavlja skup raznih oksida. Uprkos 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, važno je i njegovo ponašanje na visokim temperaturama. Istopljen pepeo lepi se za grejne površine ložišta, ometajući predviđenu razmenu toplote.

u određenim ložištima, pećima ili drugim potrošačima. Jedna od najvažnijih karakteristika goriva je toplotna moć. Količina toplote koja se dobija sagorevanjem nekog goriva i koja predstavlja onu neophodnu polaznu veličinu za niz proračuna jedna je od najznačajnijih karakteristika goriva. Ova veličina, koja po definiciji predstavlja količinu toplote koja se oslobodi pri potpunom sagorevanju jedinice mase goriva, naziva se toplotna moć toga goriva. Zavisno od temperature produkata sagorevanja, razlikuju se gornja i donja toplotna moć. Uprošćene definicije gornje i donje toplotne moći glase: - gornja toplotna moć predstavlja količinu 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, za razliku od gornje, predstavlja količinu toplote koja se oslobodi potpunim sagorevanjem jedinice količine (mase) goriva, pri čemu vodena para iz produkata sagorevanja ostaje u parnom stanju. Iz ovih defmicija proističe da se gornja i donja toplotna moć razlikuju za količinu toplote koja se dobije ako se produkti sagorcvanja ohlade na početnu 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 jednog goriva: Hg =H.d + 25W,

4.5.1.3. Toplotna moigoriva Određene karakteristike goriva, sa podacima o elementarnoj analizi, definišu kvalitet goriva i mogućnost njihove primene 62

gdeje: H - toplotna moć, indeks g - gornja, indeks d - donja,

W - vodena para (ona se javlja u produktima sagorevanja jednim delom kao rezultat sagorevanja vodonika, a drugim delom zbog vlage u gorivima, koja tokom sagorevanja isparava), broj 25 - stoti deo toplote isparavanja jednog kilograma vode. U praksi se najviše koristi donja toplotna moć, i ona služi kao merodavna karakteristika goriva za primenu u kotlovima i pećima, pored drugih navedenih karakteristika goriva.

4.5.2. PODELA GORIVAINJIHOV NASTANAK 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 preradom prirodnih, jesu: drveni ugalj, polukoks, koks, briket itd.

PRIRODNA Č V R S T A

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 1q0 5) i lignina (složenog jedinjenja ugljenika, vodonika i kiseonika). U manjim količinama u njemu se nalaze smole, voskovi, masnoće, belančevine, tanin i mineralne 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.

GORIVA TRESET

Prirodna čvrsta goriva dele se na primarna(obnovljiva) i sekundarna (neobnovljiva). Primarna (obnovljiva) goriva predstavljaju čvrsta goriva koja stalno nastaju, 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, šaša, pleva itd.).

Treset predstavlja proizvod prve faze transformisanja biljne pramaterije u procesu koji prethodi nastajanju 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 la k n a sti - sastoji se od još neraspadnutih ostataka biljnog rastinja, - zemljasti - osnovni deo biljne materije transformisao se u treset, ali sadrži manji deo netransformisanog rastinja, 63

- smolasti —sastoji se od homogene tresetne mase, koja ne sadrži nikakve ostatke biljne materije. Kvalitet treseta raste sa stepenom transformisanja biljne materije. Donja toplotna moć treseta bez grube vlage 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 treset 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 osnovu dosadašnjih istraživanja utvrđeno je da je ugalj nastao najvećim 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. Na suvom tlu, izumrla pramaterija, koja se sastojala od ugljenika, vodonika i kiseonika, raspadala se u prisustvu kiseonika iz vazduha, stvarajući ugljen-dioksid i vodu. U močvarnim predelima ili područjima bogatim vodom izumrla pramaterija biljnog ili životinjskog porekla 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). Rezultat ovakvog bakteriološkog dejstva bio je treset. U toku ove transformacije sadržaj kiseonika i vodonika se smanjivao, a sadržaj ugljenika rastao. U toku veoma dugog vremenskog perioda treset je bio zasipan i pokrivan 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. Određenim tektonskim poremećajima ova materija je dospevala na veće dubine, pa je u uslovima povećanih pritisaka i temperatura trpela niz promena, usled kojih je kasnije nastao ugalj. Za stvaranje jednog metra debljine sloja pramaterije bilo je potrebno 3 000 godina, dok je za stvaranje sloja kamenog uglja debljine jednog metra bilo potrebno 200 metara debljine sloja pramaterije. Najstarije vrste uglja (antraciti) nastali su u periodu devona (pre oko 450 miliona godina), kameni ugalj nastao je u periodu karbona (pre oko 380 miliona godina), mrki u periodu krede, a najvećim delom u tercijeru (pre oko 60 miliona godina), dok su najmlađe vrste (ligniti) nastale pre nekoliko miliona godina. Pramaterija uglja stvarala se u različitim vremenskim razdobljima, pa je i proces ugljenisanja, određen sadržajem ugljenika u uglju, dostizao različite stadijume u različitim slojevima pramaterije. Tako su i nastale vrste uglja sa različitim sadržajem ugljenika - kameni ugalj, mrki ugalj, lignit. U ovim procesima transformacije, osim vremena trajanja procesa, na sam proces su uticali i pritisak i temperatura, 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 u najvećoj meri izvršen. Sadržaj ugljenika u antracitu iznosi i do 98% (kada se odstrani vlaga i mineralne 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.

KAMENI

UGALJ

Kameni ugalj je takođe proizvod visokog stepena ugljenisanja prvobitne pramaterije. Kameni ugalj sadrži nešto manje ugljenika (u granicama od 75 do 97%), a nešto više vodonika i kiseonika nego antracit. Vrstekamenog uglja, koje su naziv dobile po svom mineralnom izgledu, nastale su pretežno od biljne pramaterije. Mogu biti sjajne, tamnocrne boje, ili mat, sivocrne do somotaste crne boje. Donja toplotna moč kamenog uglja u sirovom stanju kreće se u granicama od 21 do 29 MJ/kg. Bogata nalazišta kamenog uglja su u Rusiji, Velikoj Britaniji, Nemačkoj, Poljskoj, Češkoj, Francuskoj i SAD.

MRKI

UGALJ

Prema stepenu ugljenisanja, vrste mrkog uglja zauzimaju mesto između treseta i kamenog uglja. Sadržaj ugljenika kreće se ugranicama od 65 do 75%. Mrki ugljevi imaju veću količinu balasta (vlage i mineralnih primesa) nego kameni ugljevi, pa imje i toplotna moć manja. Donja toplotna moć vrsta mrkog uglja je 6 - 1 7 MJ/kg. Po svojoj boji, svetlomrkoj do tamnomrkoj i crnoj, nazvane su mrki ugalj. Mrkog uglja ima na mnogim mestima na Zemlji. Bogata nalazišta su u SAD, Kanadi, Australiji, Rusiji, Srednjoevropskoj ravnici (Nemačka, Češka, Mađarska, Austrija) i na Balkanu (Jugoslavija, Bugarska).

LIGN IT

U našoj zemlji su najveće rezerve lignita. Lignit sadrži velike količine balastnih materija (pepeo i vlaga), ali ipak čini osnovu energetike naše zemlje. Ligniti se primenjuju u različitim vrstama kotlova, naročito sušeni ligniti. To su goriva poboljšanog sastava jer se u procesu industrijskog sušenja delimično odstranjuje vlaga. Od ovih goriva se u našoj zemlji naročito koriste sušeni ugljevi Kolubara jer imaju veoma malo sumpora. Ovo gorivo sagoreva nešto brže od mrkog uglja, na primer, iste toplotne moći. Donja toplotna moć nesušenog lignita kreće se u granicama od 5 do 10 000 kJ/kg, dok sušeni lignit može imati toplotnu moć i do 13 000 kJ/kg.

GORIVI

ŠKRILJCI

Gorivi škriljci su se obrazovali iz organskog mulja, nastalog raspadanjem biljnih i životinjskih organizama, odnosno planktona, stajaćih voda. Dobijena organska masa mešala se sa velikom količinom mineralnih primesa, postajala sve gušća usled pritiska slojeva iznad nje i konačno se transformisala u gorive škriljce. Gorivi škriljci predstavljaju, znači, stenu (mineralne materije) prožetu organskom gorivom masom. Mineralne materije u škriljcima su uglavnom krečnjak, glina i pesak. Sadržaj mineralnih materija je veoma visok i u gorivim škriljcima kod kojih odstranjena vlaga dostiže vrednost od 70%. Usled velike količine balasta toplotna moć u sirovom stanju je veoma mala i kreće se u granicama od 6 do 10 MJ/kg. Primena gorivih škriljaca je novijeg datuma i vezana je za postojeću nestašicu energetskih izvora. Gorivi škriljci mogu se iskori65

šćavati ili sagorevanjem u kotlovima velikih termoelektrana ili preradom u plemenitija goriva - tečna ili gasovita. 4.5.2.2. Tečna goriva 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 pepela i vlage, bolje karakteristike sagorevanja, bolje mogućnosti regulisanja procesa sagorevanja, lakši transport i jednostavnije manipulisanje na skladištu. Prema poreklu, tečna goriva se dele na prirodna, prerađena i sintetička. Jedino prirodno tečno gorivo je nafta. Iz nje se preradom dobija niz vrsta tečnih goriva. Sintetička goriva se dobijaju u raznim hemijskim procesima, i to uglavnom iz čvrstih goriva. Tečna goriva koja se upotrebljavaju u kotlovima obično su lako ulje (naziva se ložno ulje ili ulje za loženje, koje se često koristi i u domaćinstvima) i mazut (teško tečno gorivo) koje se mora podvrći određenom zagrevanju da bi se mogao transportovati pumpama. Toplotna moć tečnih goriva kreće se uglavnom u granicama od 35 do 42 MJ/kg. 4.5.2.3. Gasovita goriva Gasovita goriva se danas sve više koriste kao energetska goriva, jer imaju niz osobina povoljnijih i od tečnih i od čvrstih goriva. Tokom sagorevanja gasovitih goriva nastaje manje otrovnih materija u produktima sagorevanja, veoma se jednostavno reguliše proces sagorevanja u ložištima, transportovanje gasovitog goriva i rukovanje njima veoma je jednostavno. 66

Gasovita goriva mogu biti prirodna ili veštačka, odnosno gasovita goriva koja se dobijaju u procesima nekakve proizvodnje. Najveću primenu, ipak, ima prirodni gas. U sastav prirodnog gasa ulazi više vrsta gasova, ali najviše ima metana. Toplotna moć prirodnog gasa zavisi od njegovog sastava i kreće se u granicama od 35 do 41 MJ/kg.

4.5.3. SNABDEVANJE, TRANSPORTI SKLADIŠTENJE GORIVA 4.5.3.1. Skladištenje uglja Ugalj se do mesta korišćenja uglavnom transporluje sredstvima za suvozemni i vodeni transport. Ugalj se dovozi železnicom i kamionima, odnosno transportnim brodovima. Kada se određuje količina goriva, obično se planira ona količina goriva dovoljna za najmanje dva meseca u grejnoj sezoni ili više, u zavisnosti od veličine skladišnog prostora. Skladišni prostor može biti otkriven, natkriven i zatvoren. U skladišnom prostoru se mora voditi računa da nasipna visina uglja ne bude veća od visine sloja uglja da ne bi došlo do samopaljenja. Ova visina obično iznosi oko 2,5-2,7 m. Samopaljenje je naročito opasno kada su u letnjem periodu više temperature. Tada može doći do samopaljenja goriva koje se manifestuje tinjanjem uglja, pa se zbog toga naslage uglja, naročito ako su na otvorenom, polivaju vodom da bi se ovo sagorevanje sprečilo. Ugalj se do kotlova doprema transportnim trakama do bunkera, ili se kolicima ugalj dovozi do kotlarnice, i to količine uglja potrebne za jedan dan. Ne preporu-

čuje se nagomilavanje uglja ispred kotlova, potrebne za ložista koje može izazvati paljenje goriva. 4.5.3.2. Skladištenje tečnih goriva Rezervoari za tečna goriva (koja su naftni derivati) prema osnovnim elementima konstrukcije, mogu da budu: - nadzemni, - ukopani i -poluukopani. Na slici 4.19 prikazani su osnovni tipovi ovakvih rezervoara.

Sl. 4.19. - Tipovi rezervoara za tečna goriva: a) nadzemni rezervoar; b) ukopani rezervoar; c) poluukopani rezervoar

Nadzemni rezervoari se dele na: -vertikalne (stojeće) i - horizontalne (ležeće). Horizontalni rezervoari (šematski prikaz na sl. 4.20) izrađuju se uglavnom za ograničene kapacitete. Ne izrađuju se preko 200 m3 zapremine. Plašt rezervoara se izrađuje od čeličnog lima. Danca se izrađuju izvlačenjem ili presovanjem.

Sl. 4.20. —Seniatski prikaz horizontalnog rezervoctra: I) priključakza punjenje; 2) priključak za pražnjenje; 3) otvorza ulaženje; 4) odušna cev sa zaštitnom mrežicom; 5) priključakza preliv; 6) priključak za pražnjenje rezervoara; 7) nivokazna stakla; 8) oslonci 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 kubnih 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 nivokazno staklo za kontrolu količine tečnosti. Međutim, postoje i druga rešenja za merenje i kontrolu (mehanička, električna, pomoću izotopa itd.). Teži naftni derivati - ložna ulja, moraju se zagrevati da bi se postigla viskoznost pogodna za transport pumpama. Zagrevanjem se smanjuju i otpori trenja i lokalni otpori strujanja u cevovodima. Manje gusta ložna ulja se ne zagrevaju jer 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 stojeći rezervoar za teško ložno ulje, sa osnovnim elementima i priključcima za nesmetan transport i snabdevanje potrošača gorivom. 67

Povratak

Sl. 4.21. —Šematski prilatz nadzemnog stojećeg rezervoara: 1) prikljiičakza punjenje rezervoara; 2) priključak za odvod mazuta; 3) priključak za povratak viška mazuta od potrošača; 4) dovod pare za zagrevanje mazuta; 5) podni grejač mazuta; 6) protočni grejač mazuta; 7) merač nivoa mazuta u rezervoaru; ii) odušna cev sa zaštitnom mrežicom; 9) otvor za ulaženje; 10) otvor za pražnjenje rezervoara

Odvod mazuta A Odvajač ^ kondenzata aN T3 c G "O O O 'T 3

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 izlivanje goriva iz rezervoara u slučaju pucanja i havarija na cevo-

vodima, izgrađuju se zaštitni bazeni, koji treba da prihvate izliveno gorivo. Ako se u jednom bazenu nalazi jedan rezervoar, zapremina tog bazena, po pravilu, treba da je takva da može prihvatiti celokupnu zapreminu izlivenog goriva. Ovi zaštitni bazeni se uglavnom izrađuju od armiranog betona.

i

D2

Sl. 4.22. - Zaštitni bazen za rezervoar tečnoggoriva

68

,4

rezervoarza tečno gorivo; 5) finijiltar; 6) pumpa za distribuciju tečnog goriva; 7) merači protoka; H) prekostrujni ventil: 9) povratni vod mazuta

Ako se u zaštitnom bazenu nalazi više rezervoara, zapremina zaštitnog bazena se nešto malo smanjuje, i to prema propisima za određena goriva. Kada je tečnim gorivom potrebno snabdevati nekoliko potrošača, izgrađuju se posebne pumpne stanice. Na slici 4.23 data je principijelna šema sistema za distribuciju tečnog goriva. Sistem za snabdevanje potrošača tečnim gorivom sastoji se od cevovoda i potrebne opreme. Osnovni princip snabdevanjapočinje od istovarnog mesta. Tečno gorivo se može dovoziti vagonima-cisternama, kamionima-cisternama ili tankerima. Na usisni deo cevovoda postavljaju se grubi filtri, a zatim se gorivo pumpom prebacuje u skladišni rezervoar. Iz ovog rezervoara se gorivo preko finih filtara (prečistača) transportuje pumpama do potrošača. Na slici 4.23 prikazan je linijski sistem snabdevanja potrošača. Oni su povezani preko jednog voda, u kome se

održava određeni pritisak tečnog goriva koji zadovoljava rad svih gorionika potrošača. Kada opadne potrošnja goriva, tada se (usled porasta pritiska) višak goriva, preko prekostrujnog ventila, povratnim vodom vraća u rezervoar. Ako je viskoznost tečnog goriva takva da ono ne može da se transportuje, gorivo se zagreva. Da se gorivo u cevovodima ne bi hladilo i zgušnjavalo, uz cevi se postavljaju prateći grejaČi. Ovi grejači su izvedeni od cevi u kojima je para ili vrela voda, a pri tom temperatura fluida za grejanje sme da prelazi 150°C. Prateći grejači mogu biti i električni, i to u obliku štampanih grejača i u oblika kabla koji se obmotava oko cevi. Cevi se zajedno sa pratećim grejačima izoluju u zajednički snop. U pojedinim slučajevima moguće su i kombinacije električnih i parnih pratećih grejača. Na slici 4.24 prikazani su položaji pratećih grejača u snopu sa cevima za 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 goriva Gasovito gorivo, prirodni gas, vodi se magistralnim gasovodima. Kada se gas dovodi u gradska područja, pritisak se redukuje sa visokih pritisaka u magistralnim 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, ali tada se moraju postaviti ograda i nadstrešnica, koja štiti objekat od atmosferskih uticaja. 70

MRS se koriste pri redukciji gasa iz magistralnih gasovoda za distributivne gasovode, kao i od distributivnih gasovoda do razvodne mreže potrošača. Ispred pojedinih trošila ili grupa mogu se postavljati MRS, kojima se vrši fina regulacija pritiska gasa, kako bi trošilo radilo neometano. 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 nečistoća. Zatim se postavlja ventil sigurnosti, čiji je zadatak da ispusti u atmosferu određenu količinu gasa, u slučaju da se pritisak gasa, pre redukcije, povisi na vrednost višu od dozvoljene. Pre redukcije, ukoliko je to potrebno, gas se zagreva i 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 zatvaranje ventila omogućava porast ili sniženje pritiska posle redukcije. Kada se pokvari reducir-ventil, u MRS sepostavlja obilazni vod, na kome su obično dva ručna regulaciona ventila, kojima sepritisak podešava na potrebnu vrednost, odnosno brojilo koje pokazuje ukupnu potrošnju gasa. Ako je pritisak gasa posle redukcije viši nego što je potrebno, postavlja se još jedan ventil sigurnosti, i tek setada odvodi ka trošilu gasa ili grupi trošila.

2) po mogućnosti zaštiti skladišta uglja sa strane gde duva vetar zbog raznošenja ugljenog praha po 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 nema vode pored skladišta, obezbediti jedno do dva bureta sa vodom i kofe (vedra) za gašenje 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. ZAŠTITNE MERE U ulaza u skladišta, obavezno istaći uramSKLADIŠTIMA GORIVA Ijeno uputstvo za rad i upozoravajuće ozSkladište č v r s t o g gori va nake; 8) obavezno naznačiti da nije dozvoU skladištima čvrstog goriva neophodne ljeno ulaziti u skladište sa otvorenim plasu sledeće mere: 1) voditi računa o nasipnoj visini gori-menom i upaljenom cigaretom. va - povremeno poravnati naslage goriva na preporučene visine; 71

Skladište tečnog goriva U ovim skladištima preduzimaju se sledeće mere: 1) obezbediti sanduke sa peskom i alatom (lopate i budaci); 2) obezbediti najmanje dva aparata sa prahom, penom ili drugim sredstvom za gašenje tečnih goriva; 3) obavezno naznačiti da se u skladište ne sme ulaziti sa otvorenim plamenom i upaljenom cigaretom; 4) u kotlarnici i u skladištu postaviti uramljeno uputstvo o radu sa ovim postrojenjem, i mogućim štetnostima i opasnostima 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 predmeta niti parkiranih vozila.

4.5.5. ŠTETNI SASTOJCI U GORIVU I MERE ZANJIHOVO 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 jedinjenja. M ineralne čestice iz goriva ponete strujom produkata sagorevanja - dimom, nanose se na grejne površine kotla. Na te površine se ovaj leteći pepeo taloži ili se lepi za njih. To ima za posledicu slabije provođenje toplote i smanjenje kapaciteta kotla. Kotlove za centralno grejanje uglavnom nije moguće u toku procesa loženja čistiti, pa čišćenje mora obaviti kada se prekine.

72

Drugu opasnost čini sumpor, je r 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 (sumpor-dioksid i sumpor-trioksid), odnosno sumpornu 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 oslobađa, odnosno pretvara u toplotnu energiju. Proces sagorevanja se definiše jednostavnije kao proces pri kome dolazi do burnog sjedinjavanja goriva sa kiseonikom. Proces sagorevanja 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 temperatura gorenja - temperatura na kojoj se proces sagorevanja 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 i najmanji procent nekih gasova u vazduhu može izazvati paljenje.

Tabela 4.7. TEMPERATURA GORENJA G O R IV A U VAZDUHU (SREDNJE VREDNOSTI) G o r iv o

T em p . g o re n ja u "C

T em p . g o re n ja ii “C

G o riv o

Benzin

3 5 0 ...5 2 0

S iro v i m rk i u g a lj

2 0 0 ...2 4 0

Bcnzol

5 2 0 ...6 0 0

Č ad

5 0 0 ...6 0 0

Butan (n)

430

Zemni gas

= 650

Ložno u lje lak o

= 360

Ložno u lje te š k o

= 340

G rad sk i g as

= 450

K a m e n i u g a lj

1 5 0 -2 2 0

p r a š in a

Drvo

2 0 0 ...3 0 0

k o v a č k i u g a lj

= 260

Dtveni ugalj

3 0 0 ...4 2 5

a n tr a c it

= 485

Koks

5 5 0 ...6 0 0 = 500

Propan

Š ib ic a

1 70

T re s e t. s u v

225

Tabela 4.8. OBLASTPALJENJA ITE M PE R A TU R E GORENJA NAJVAŽNIJIH TEHNIČKIH GASOVA IPA R A

V rs ta g a s a

H em . fo rm u la

O d n o s g u s tin e ( v a z d . = 1)

O b la s t p a lj. (u v a z d u h u ) (z ap r. % )

1,0 4 5

3 ,0 ...1 4

520

0 ,9 8

3 ,0 ...2 8

480

0 ,5 9

1 3 ,5 ...2 7 ,0

651

0 ,9 0

2 ,3 ...8 2 ,0

335

-

1 ,2 ...7 ,0

350

2,01

1 ,5 ...8 ,5

430

Htan

c

2h

Etilen

c

2h 4

Amonijak

NH,

Acetilen

c

2h 2

-

Benzin Butan (n)

s

4h ,„

c

T e m p . g o re n ja (u v a z d u h u )

fC)

Zemni g a s (su v )

-

0 ,6 0

5 ,0 ...1 5

635

Tečni g as (5 0 % p r o p a n /b u ta n )

-

1,77

2 ,0 ...9 ,0

490

G eneratorski g a s (k a m . u g a lj)

-

0 ,9 0

1 8 ...6 4

625

-

-

0 ,6 ...6 ,5

360

Ložno u lje la k o U g lje n -m o n o k sid M etan

co

0 ,9 7

1 2 ,5 ...7 5

600

c h

4

0 ,5 5

5 ,0 ...1 5

645

3h

s

1,56

2 ,1 ...9 ,5

510

Propan

c

Propilen

c 3h

S u in p o r-v o d o n ik G radski g a s V odonik

1,48

2 ,2 ... 11,1

455

2s

0 ,1 9

4 ,3 ...4 5 ,5

290

-

0 ,4 7

5 ,0 ...3 5

450

0 ,0 7

4 ,1 ...7 5

450

h

h

2

(1

73

Tabela 4.9. ELEM ENTARNA A N A L IZ A 1 D 0 N JA TOPLOTNA M O Ć N E K IH GORIVA G o r iv o

C

H

O

N

S

A

W

H d, K J / k g

K a m e n i u g a lj Ib a r

6 1 ,7 6

4 ,5 5

6 ,3 8

0 ,6 0

4 ,7 5

2 1 ,0 5

0 ,91

25895

M r k 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

1 5 ,5 4

2 2 ,5 5

17585

M r k i u g a lj A le k s in a c

4 4 ,0 4

3 ,6 2

8 ,6 0

0 ,4 0

5 ,9 9

2 3 ,8 5

1 3 ,5 0

18268

M r k i u g a lj R e m b a s

4 2 ,3 0

3 ,6 8

1 2 ,0 0

1,00

0 ,2 9

2 0 ,7 6

1 9 ,8 7

16488

L ig n it K o lu b a r a

2 3 ,2 8

2 ,2 8

9 ,8 2

0 ,6 0

0 ,2 6

1 0 ,9 6

5 2 ,8 0

7771

L ig n it K o lu b a r a (s u š e n )

4 2 ,0 8

3 ,7 3

1 4 ,4 0

0,81

0 ,8 5

1 1 ,9 8

2 6 ,1 5

16051

L ig n it K r e k a

3 3 ,0 1

2 ,2 8

1 1 ,7 0

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

1 2 ,5 0

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

3 4 ,0 0

0 ,0 5

-

0 ,3 5

2 0 ,6 0

139 4 3

M azut

8 3 ,4 0

1 0 ,0 0

0 ,1 0

0 ,3 0

2 ,9 0

0 ,3 0

3 ,0 0

40472

L a k o I o ž n o u lje

8 6 ,0 3

1 3 ,3 4

0 ,0 5

0 ,4 9

0 ,0 2

0 ,0 2

0 ,0 5

43352

Sledeća vrednost o 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 toplotne moći. Elementarna analiza je u tabeli 4.9 data u procentima po masi goriva.

- mogućnost centralnog regulisanja; - nema kondenzata kao kada se lcoristilo parno grejanje; - manji gubici toplote; -p o v o ljn ije mere za zaštitu životne sredine jer postoji samo jedan izvor zagađenja koji se može jednostavnije kontrolisati.

4.6. TOPLOVODNA G REJANJA

Nedostaci ovog grejanja su: - toplota ne može da se transportuje na veća udaljenja zbog toplotnih gubitaka u toplovodnim sistemima i instalacijama; - ograničene mogućnosti promene kapaciteta, osim ako su predviđena mesta za ugradnju kotlova u slučaju proširenja.

Toplovodna grejanja prema 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 blokova zgrada toplotnom energijom povoljnije je od lokalnih izvora toplote. Prednosti toplovodnih daljinskih grejanja su: - velika pogonska sigurnost; 74

Pojam toplana obuhvata kompletno postrojenje za snabdevanje toplotom. U sastav toplane može ući i više objekata, odnosno postrojenja (sl. 4.26): -k o tlarn ica za smeštaj dva kotla ili više njih,

Sl. 4.26. -Blokovsko grejanje za stambena naselja. Sagorevati se mogu sve vrste goriva.

-prostor za pumpe za transport tople vode, -prostorija za pripremu vode (može biti u kombinaciji sa pumpnom stanicom),

- prostor za komandnu tablu sa mernim uređajima i instrumentima i uređajima za regulisanje, - pomoćna radionica,

75

Sl. 4.27. -M a n je naselje ili blok objekata sa datjinskom toplanom. Dimnjak se po pravilu postavlja uz na/višu zgradu ili objekt.

- pomoćne prostorije za osoblje i rukovaoce, - skladište goriva (alco se koristi tečno gorivo, to su rezervoari za goriva, ako se koristi čvrsto gorivo, potrebno je predvideti prostor za skladištenje uglja ili drugih goriva, kao i prostor za pepeo, a ako se koristi gas, potrebno je obezbediti prostor za mernoregulacionu stanicu). Kada su postrojenja mala, na primer od 3 do 5 MW, kotlovi se postavljaju u podrum najviše zgrade, da bi se iskoristile prednosti koje pruža izgradnja dimnjaka (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, što je i najčešće slučaj. Potrošna voda, na primer, za kuhinje, perionice, kupatila, zagreva se, po pravilu, decentralizovano, odnosno kod potrošača u zgradama, preko razmenjivača toplote. Ovakva veza kotlarnice u daljinskom toplovodnom sistemu prikazana je na slici 4.28. 76

4.6.1.2. Regulacija u kotlarnicama U kotlarnicama za grejanje uglavnom se kontroliše temperatura potisne 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 gorivom. Regulacija se može, u principu, obaviti na dva načina: - promenom temperature, a zadržavanjem iste količine vode (kvalitativno regulisanje) i - promenom količine a zadržavanjem konstantne temperature vode (kvantitativno regulisanje). Prvi način se primenjuje u većem broju slučajeva. Na određenoj klimatskoj lokaciji izvodi se primenom kliznog dijagrama. Na slici 4.29 prikazan je takav dijagram koji pokazuje temperaturu razvodne i povratne vode u sistemu toplovodnog grejanja sa pripremom tople potrošne vode.

Potrošna voda

SL 4.28. - Šema zatvorenog toplovodnog daljinskog grejanja sa kućnim priključcima preko razmenjivača tophte i sazagrevanjem toplepotrošne vode: A - senzor spoljašnje temperature vazduha; B - hojlerza toplu potrošnu vodu: D- uređaj za doziranje; M —ventilza mešanje; S - sigurnosni ventil; SR —sigurnosna cev; W —razmenjivać toplote; Z - cirkulacija za toplu potrošnu vodu °C

4.29. - Klizni dijagram temperatura grejne vode za dvocevni sistem sa pripremom tople potrošne vode i pogonom od 24 h dnevno

57.

Na ovom dijagramu se vidi da se temperatura povratne vode održava na 70°C sve dok se spoljašnja temperatura vazduha ne snizi do oko 5°C. Posle toga, temperatura razvodne vode raste do 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 podese pomoću davača impulsa, koji javljaju određene poremećaje. U ovom slučaju je to temperatura spoljašnjeg vazduha. Poluautomatske regulacije se izbegavaju, jer se u određenim trenucima ili pozicijama, 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 osoblje koje kontroliše i sve parametre postrojenja. 77

r

4 6.1.3. Dimnjaci i zaštita životne sredine Dimnjak je bitan deo kotlovskog postrojenja. Njime se produkti sagorevanja odvode što dalje, odnosno što više, od površine Zemlje. Dimnjalc istovremeno stvara i prirodnu promaju, odnosno prirodnu vuču, i omogućuje odsisavanje dimnih gasova. Dimnjaci se izrađuju od 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 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 125-130°C, jer ako gorivo sadrži sumpor, može nastati korozija, usled stvaranja agresivnih jedinjenja (sumporasta i sumporna kiselina).

Sl. 4.30.

78

— Kućnipriključak

Dobrim izborom i dobrim proračunom visine dimnjaka, štiti se životna sredina i smanjuje zagađenje vazduha na površini Zemlje. 4.6.2. KUĆNA 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 kao ,,toplana“ i u principu može služiti za više objekata, kao i kućna toplotnopredajna stanica, označena kao ,,kuća“ .

toplovodnogpumpnoggrejanja sa dvocevnim sistemom: I - ventil; 2 —reducir-venti!; 3 —pumpa; 4 - grejno telo; 5 - ventil za podešavanje; 6 — merač utroika toplote

Funkcionalnu opremu toplotnopredajne stanice čine: -arm atura za zatvaranje u potisnom (razvodnom) i povratnom vodu, kao i armatura za zatvaranje kućnog priključka, - merač količine toplote, -graničnik protoka vode, koji u razvodnom i povratnom vodu održava konstantan diferencijalni pritisak na biendi i ograničava protok vode, - manometri i termometri, - sigurnosni ili reducir-ventil, koji obezbeđuje kućnu instalaciju od natpritiska, -nepovratni ventili, koji sprečavaju prenose hidrauličkih udara u cevnoj mreži. Funkcionalnu opremu kućne toplotnopredajne stanice čine: - armatura za zatvaranje u potisnom i povratnom vodu, -regulator temperature za mešanje vode iz potisnog i povratnog voda, -nepovratna klapna lcoja sprečava mešanje vode sa povratnom vodom,

- cirkulaciona pumpa za grejanje, - manometri i termometri, - sud za odvazdušenje (vazdušni sud).

4.6.3. DI3TRIBUCIJATOPLOTNE ENERGIJE - T OPLOD ALEKO V ODI Toplotna energija se može distribuirati parovodima, vrelovodima i toplodalekovodima. Toplodalekovodi se izrađuju od čeličnih cevi koje mogu biti bešavne i šavne. Savne cevi imaju uzdužno i spiralno vareni šav i iziađuju se zavarivanjem na 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 Bugarske, Češke, Slovačke, Rusije, Austrije, Nemačke i dr. (Poznatiji uvoznik cevi je firma TEKON MB iz Beograda.) Cevi se izoluju i postavljaju nadzemno na konstrukcije izrađene od čeličnih profila ili na betonske stubove. Toplovodi se takođe mogu postavljati u kanale u zemlji. Poseban vid postavljanja cevi je beska-

Poklopac Zaptivanje

a) U-kanal

b) Kanal sa pravougaonom haubom

d) U-kanaL sa kosim uglovima Sl. 4.31. - Projilni kanali za toplodalekovode

c) Kanal sa poLukružnom 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 izoluju i zaštite spoljašnjim omotačem od PVC-a, ili - češće - u polietilenskoj (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: kada god je to moguće, cevi postavljati nadzemno. Izgradnja cevovoda je jeftinija, brža, pogon pouzdaniji, a jednostavnije intervencije u slučaju kvarova. U gradskim jezgrima, kada je to nemoguće, toplodalekovodi se postavljaju u kanale. Neki od tipova lcanala prilcazani su na slici 4.31.

t

4 7. ELEM EN TI CEVOVODA IARM ATURE 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 slici 4.32 prikazana je 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 nom inalni“ i

80

57.

4.32. - Ručna slavina sa kućištem za zagrevanje veličine DN 15-150, P N 16-40 (proizvod,,Prva Iskra“ - Barič)

broj pored oznake DN odgovara veličini priključka u milimetrima, odnosno nazivnoj veličini. Na primer, oznaka DN 100 znači da je otvor prečnika 100 mm. Pored ove oznake stoji oznaka PN, što znači „pritisak nominalni“, a pokazuje koliki pritisak može izdržati predmetna armatura na 20°C.

Na slici 4.33 vidi se ručni zaporni ventil, 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 otpor strujanju, odnosno pad pritiska.

Sl, 4.33. - Ručni zaporni ventil DN 15-150, do PN 40 \ (MINEL - FAD, Beograd)

Sl. 4.34.

Ugaoni ručni zaporni ventil D N 15-80, P N 10 (MINEL - FAD, Beograd)

-

Sl. 4.35. - Ručni regulacioni ventil D N 15—300, PN 10-16: 1 -kućiste; 2 -sedište; 3 -zatvarač (pečurka); 4 - zaptivač; 5 - vođica vretena; 6 - zaptivač; 7 - zaptivna čahuraj, 8 - vreteno; 9 - navojna čaliura; 10 - potiskivač; 11 -dotezač; 12 - zavrtanj; 13 - navrtka; 14 —podloška; 15 - ručni točak (rukohvat); 16-poldopac; 17 - poklopac; 18 -zavrtanj; 19-zavrtanj (PANONIJA —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 ili u neki drugi 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 pritisak određenih- fluida redukovati, tj. sniziti. Na slici 4.38 prikazan je reducir-ventil, koji određenim prigušivanjem snižava pritisak tečnosti, para i gasova. Da bi se neki uređaj u instalacijama zaštitio, ili da bi se instalacija zaštitila od udara fluida koji straji, u instalacije se postavljaju nepovratni ventili. Na slici 4.39 vidi se jedan takav ventil koji štiti deo instalacije, i propušta fluid samo u jednom pravcu. 82

L

57.

4.38. —Reducir-ventil D N 15-150, PN 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 prikazan je jedan automatski odzračni ventil.

Sl. 4.40. - Odzračni ventilpriključne mere R 3/4 1 - odvod vazduha; 2 -zaštitna mrežica; 3 - zaptivač; 4 - nerđajući zavrtnji; 5 - poktopac; 6 - zaptivač; 7 - gumiran vrh zaptivnog elementa; 8 —nerđajuća žičana mrežica; 9 —hromirani deo zaptivnog elementa; 10-kućište; 11 —nerđajuči plovak (CALEFFl, Italija)

83

Sl. 4.41. - Brzi odvajci&. kondenzata R 1/2 1 ”, PN 6: 1 —poklopac; 2 - termostatsko telo sa fluidom; 3 - zaporno telo; 4 - 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, plovak usled sopstvene težine padne i povuče špic za zaptivanje. Tako vazduh izađeu atmosferu. Plovak se podiže usled porasta nivoa tečnosti i ventil se zatvara. Iz mnogih uređaja i instalacija potrebnoje odvesti kondenzat. 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, pokazano je kako se otpori usled širenja cevi prenose na čvrste tačke. Kada to nije moguće, postavljaju se kompenzatori izrađeni u obliku slova P, često nazivani - lire. Na slici 4.44 prikazana su dva načina izrade ovih kompenzatora; donja izvedba je za, na primer, bakarne cevi sa kolenima za lemljenje pravih delova cevi.

Sl. 4.44. - Kompenzatori

Kada ni to nije moguće, koriste se kompenzatori u obliku harmonike (sl. 4.45). Naborani deo se izrađuje od specijalno elastičnog čelika, otpornog na koroziju.

57.

4.45. - Cevni kompenzator u vidu harmonike od hrom-molibden čelika

85

f 4.8. PUMPE 4.8.1. OPŠTE O PUMPAMA U tehnici se najčešće koriste spiralne centrifugalne, propelerne, zavojne i klipne pumpe. U sistemima za grejanje uglavnom 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 čelika. Motor manjih pumpi je spojen sa kućištem, a elektromotor većih pumpi spaja se sa pumpom preko spojnice i postavlja se na posebna postolja.

4.8.2. REGULACIJA RADAPUMPI Oprema za podešavanje kapaciteta pumpi, odnosno protoka vode, u grejnom sistemu predviđa se uglavnom iz dva razloga: - tolerancije nepreciznosti u proračunu, dimenzionisanju i izvođenju cevne mi'eže i prateće opreme, što često zahteva naknadno podešavanje kapaciteta pumpi u određenom sistemu za grejanje; - promenljive potrošnje toplote koja je posledica promenljivih spoljašnjih uslova (oko 60% vremena rada manje je od 30% projektovanog kapaciteta). U prvom slučaju pumpe se stepenasto podešavaju izborom prečnika radnog kola, promenom broja obrtaja, uključivanjem i isključivanjem u funkciji od spoljašnje temperature vazduha. U drugom slučaju potrebno je takođe predvideti mogućnost uključivanja i isključivanja, zatim promene broja obrtaja ili promene radnog kola. Međutim, kotlovi kapaciteta preko 50 kW imaju spoljašnju 86

regulaciju (kao što je već napomenuto kod regulacije kotlarnica), koja dejstvuje u odnosu na stanje okolnog 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 povratnom vodu gde su temperature vode niže. Po mogućnosti, pumpu treba postaviti tako da potiskuje vodu lcroz kotao ili druge aparate sa većim hidrauličkim otporom. Ako se pumpa ugrađuje u potisni 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 se očituje kao pucanje u cevima, što po neki put liči na pravi prasak, a i izaziva neprijatne šumove. Posledica kavitacije može biti korozija radnog kola, a u slučaju jače kavitacije izjede se kompletno kolo i ostane samo glavčina radnog kola. Uz veće pumpe je potrebno ugraditi elastične prigušnice šumova i zvuka na potisnoj i usisnoj strani pumpe, kako bi se sprečio prenos šumova i neprijatnih vibracijakroz cevovod po objektu, što je naročito neprijatno u stambenim objektima.

SL 4.46. - Dva tipa cirkulacionih pumpi .ta cevnoin čahurom za razdvajanje motora i pumpe sa suvim kolom

4.9. TOPI.OTNA I ZV l'ČN A ! IZO LA C IJA 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. Zbog toga se izoluju materijalom koji sprečava provođenje i odvođenje toplote okolnom vazduhu ili zemlji, kada su cevovodi ukopani u zemlju. Ne izoluju se cevovodi vertikalnih i horizontalnih razvodnih vodova koji 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 ZAŠTITU)

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 pomoću grejnog sredstva u cevima. 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. Elementi za suvu izolaciju mogu se ponovo koristiti, ali su skuplji. Za izolaciju od niskih temperatura primenjuje se izvedba sa parnom branom, npr. Al-folijom. Elementi od penastog materijala (poretan, pena od polietilena, porozna guma i dr.) savitljivi su i navlače se na cevi. Takođe imaju proreze za naknadnu montažu. Komadi se u montaži lepe. TOPLOTNA IZOLACIJA U OBLIKU MINERALNIH PLOČA

Ploče od azbesta ili mineralnih vlakana (staklena tkanina, staklena vuna, staklena vata, mineralna vuna, šljakasta vuna) mogu da se dobiju u različitim oblicima, i to: 88

- sa štepom na jednoj strani, krep-papirom ili žičanom mrežom; - sa štepom na obe strane između azbestnog tkanja, staklenog tkanja ili žičane mreže.

IZOLACIJA

PUNJENJEM

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.

IZOLACIJA P LETENI CAMA ICREVIMA

Creva su od tekstilnih vlakana, staklenog konca ili konca od mineralnih vlakana ili tankih žica, koja se pune rastresitim izolacionim materijalom, npr., mineralnim 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 cevne vodove koriste se sintetički omotači sa prorezima i sa kopčanjem (izomat) i creva od ventilkaučuka (armafleks, miselfiks).

PENASTI

MATERIJALI

Proizvode se od različitih vrsta sirovina, naročito od polistirola i PVC-a, kao i od polietilena, fenol-smola i poliuretana. Sirovina može biti tečna i čvrsta. Penasto stanje izolacije postiže se dodavanjem sredstva za širenje. Penaste izolacije izvode se delimično i na licu mesta na već montiranoj cevi. Postoje mnogi trgovački nazivi za njih, kao frigolit, poresta, izopor, moltopren itd. Uz dodatak primesa postaju tešlco zapaljivi. Isporučuju se u

crevima ili trakama. Površinska zaštita je od folija. Za toplotnu izolaciju cevi koriste se pretežno creva sa prorezima i bez proreza. Ovi materijali u obliku ploča pogodni su za izolaciju vazdušnih kanala, ukoliko nisu propisani nezapaljivi izolacioni materijali. Tečni penasti materijali koriste se za izolaciju cevi u zidnim prorezima 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 proizvodnju predizolovanih cevi. Da bi se cevovodi razlikovali, oni se boje. Može se obojiti ceo cevovod ili samo pojedini njegovi delovi tako što se preko izolacije oboje prstenovi u boji koja odgovara fluidu koji se vodi cevovodom.

Tabela 4 . 7

N apom ena

O s n o v n a b o ja

O z n a k a ccvovoda

B liž a n a m e n a

Para

c rv e n a

crv en o c rv e n o - b e 1o - z e l e n o c rv e n o -z e le n o -c rv e n o

z a s ić e n a p a r a p r e g r e ja n a p a ra i s p u s n a p a ra

z e le n o z e le n o -b e lo -z e le n o

p itk a v o d a to p la v o d a n a p o jn a v o d a b u n arsk a v o d a kondenz. voda m eka voda o tp a d n a v o d a

Voda

V azduh

z e le n a

p la v a

z e le n o -c rv e n o -z e le n o s v e tlo z e le n o z e le n o -ž u to -z e le n o s v e t lo z e le n o - c r v e n o - s v e tlo z e le n o z e l e n o - c r n o - z e le n o

p la v o - c r v e n o - p l a v o p la v o -c rn o -p la v o

v a z d u h d u v a ljk c to p li v a z d u h k o m p r im . v a z d u h u g l j e n a p r a š in a

g r a d s k i g a s ( p lin ) a c e tile n v o d o n ik u g lje n - d io k s id

vakuum

p la v o p la v o - b e l o - p l a v o

Gas

ž u ta

ž u to ž u to -b e lo -ž u to ž u to -p la v o -ž u to ž u to -z e le n o -ž u to

V akuum

s iv a

siv o

89

U tabeli 4.7 prikazan je način obeležavanja cevovoda bojama prema vrsti fluida koji se transportuje. 4.9.2. ZVUČNA ZAŠTITA Sagorevanje u gorionicima za tečna i gasovita goriva izaziva šumove usled vrtloženja iii promene pritiska na ventilatoru ili u ložištu. Ovi šumovi se kao svaki zvuk odbijaju od zidove kotia. Ponekad se pojačavaju zbog odjeka između ložišta i dimnjaka. Ostali šumovi, odnosno buka, javljaju se u kotlovskim postrojenjima usled rada cirkulacionih pumpi čiji su obrtni delovi neuravnoteženi, ležajevi oštećeni, a u armaturama je velika brzina strujanja. Manifestuju se kao ,,sviranje“ kroz ventile, slavine i slično. Zvučni talasi se od kotla prenose preko tavanice, zidova i dimnjaka, nosećih zidova i elemenata u susednu prostoriju ili pro-

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 Ijudi, odnosno pogonsko osoblje, stalno ili povremeno, što je propisano pravilnicima. Ukoliko se određeni nivo buke prelazi, osoblje mora da nosi zaštitna sredstva protiv buke. Prostorije u kojima se nalaze grejni uređaji ili druga oprema moraju biti građevinski zvučno izolovane. Na uređaj koji je naročito jak izvor buke, može se postaviti posebna hauba ili poklopac za izolovanje buke. Tokom sagorevanja nastaju šumovi koji su posledica promene mešavine tečnog goriva i vazduha, veličine mlaznice i njenog ugla, pritislca pumpe itd. Na slici 4.47 prikazane su neke od mera za zaštitu od buke.

Sl. 4.47. - Primer mera za zvučnu izolaciju ujednoj kotlarnici: 1 - prigušivač zvuka na otvaru za usisavanje vazduha; 2 - hauha za prigušivanje zvuka iznad gorionika, prigušivanje 10-15 dB(A); 3 - izolacija cevi kodzidnih i plafonskih prolaza kao i pri zavešenju cevi o tavanicu; 4 - podloge za izolaciju zvuka kotlova ipumpi; 5 —prigušivačzvuka u kanalima dimnih gasova, prigušenje oko 10 dB(A); 6 - izolacija cevi dimnih gasova na ulazu u dimnjak; 7 - kompenzatori između kotla i cevovoda

90

4 10 PRIPREM A VODE ZA CENTRALNO GREJAN JE

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 postrojenjima. Zbog toga se voda prečišćava 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.

4.10.1. OSNOVNI POJMOVI O VODI OSNOVNE HEMIJSKE FTZIČKE O S O B I NE

ELEKTRIČNA PROVODLJIVOST

I

Osnovnu masu hemijski čiste vode čine molekuli H20 , koji se sastoje od dva atoma vodonika i jednog atoma kiseonika. 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 osobina vode, potrebno je napomenuti 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 temperature na Zemlji. PH =

0 123 ja k o k is e lo

45 s la b o k is e lo

Hemijski čista voda, kao slabo disocirana tečnost, ne raspolaže u dovoljnoj meri slobodnim jonima koji bi provodili električnu struju i stoga ima malu specifičnu električnu provodljivost. Ona se povećava sa porastom sadržaja otopljenih soli i povišenjem temperature. Iznos za specifičnu električnu provodljivost uzima se kao pokazatelj sadržaja soli u vodi. pH-V R E D N O S T

Ova vrednost je pokazatelj koncentracije vodonikovih jona u vodi. Za hemijski čistu vodu na temperaturi od 22°C pH = 7. Što je neki rastvor kiseliji, pH-vrednost je manja, i obrnuto - bazni rastvor ima veću pH-vrednost. U praksi se koriste pH-vrednosti od 0 do 14. pH-vrednost obuhvata samo disocirane H-jone a time indirektno i OH-jone. Vrednosti za pH mogu se predočiti na sledećoj skali: 67 8 n e u tr a ln o

9 10 s la b o bazno

11 12 13 14 ja k o bazno

91

p

I m ALKALITET

Ove vrednosti pokazuju u kojoj količini se u vodi nalaze hidroksidi, karbonati i bikarbonati, što se vidi iz priložene tabele.

move i magnezijumove soli), minerale i organske kiseline, kao i mehaničke nečistoće. Zato se vrlo retko može upotrebiti direktno u industriji.

U v o d i se n a l a z e A k o je

p = 0 m > 0 2p > m > p 2p = m 2p < m p = m

h id ro k s id i

k a rb o n a ti

2 p —m -

2 (m - p)

-

2p 2p

b ik a r b o n a ti

m m - 2p

P

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).

Voda se najčešće koristi kao napojna voda, rashladna voda, tehnološka voda i pitka voda. Prema svojoj nameni, voda se mora na odgovarajući način pripremiti. Voda koja se koristi za različita pranja obično se prethodno ne priprema.

POREKLO VODE

Zemaljska kugla je ogroman destilacioni aparat lcoji isparava vodu u atmosferu u vidu vodene pare. Ona se u visinskim slojevim a kondenzuje i kao atmosferska voda pada na zemlju. Jedan deo te vode ponovo otpari u atmosferu, drugi deo teče površinom tla kao površinska voda a treći deo prolazi kroz tlo i obogaćuje podzemne vode. Deo podzemnih voda uliva se u površinske vode (ponornice, izvori) ili se iskorištava kao bunarska voda. Zahvaljujući toj ravnoteži kružnog toka vode u prirodi nema bojazni od opšteg potopa ili sveopšte suše, što bi značilo kraj života na Zemlji. Površinska voda je uvek mekša od dubinske ili izvorske vode. U prirodi ne postoji hemijski čista voda. Svaka površinska voda ili podzemna voda sadrži manje ili više otopljenih soli (uglavnom kalciju92

4.10.2. PREČIŠĆAVANJE VODE Kako su uslovi za postizanje kvaliteta pojedinih vrsta industrijskih voda različiti, i načini pripreme vode su različiti.

BISTRENJE

VODE

Površinske vode sadrže u sebi osim lebdećih materija i organska onečišćenja, pri čemu je deo organskih materija u topivom obliku a deo u koloidnom. Stoga u većini slučajeva nije dovoljna obična filtracija preko peščanog filtra, pa se primenjuje postupak bistrenja sa kontaktnim muljem, koji može služiti istovremeno za dekarbonizaciju. Grube mehaničke nečistoće u površinskim vodama, kao što su čestice gline i peska, uklanjaju se prolaskom kroz taložnike, sedimentacijom. Posle toga u vodi

ostaju sitne dispergovane čestice, koloidne čestice koje se mogu lako ukloniti dodavanjem sredstava za flolculaciju (aluminijum-sulfat ili ferihlorid). Flokulacija aluminijum-sulfatom Al2 (S04)3 odigrava se najbolje kada su pH-vrednosti od 5 do 6. Ako se upotrebljava ferihlorid, flokulacija se dobro odvija u području od pH 8, pa i više. Stoga je ferihlorid pogodan za istovremenu dekarbonizaciju i flokulaciju. Aluminijum-sulfat se na našem tržištu može nabaviti u krupnim komadima koji se rastvaraju u vodi u posudama za pripremu otopine, a zatim dozir-pumpama ubacuje u vodu.

TALOŽENJE

Taloženje je naredna faza u postupku bistrenja vode u postrojenjima za flokulaciju-flokulatorima, odnosno reaktorima. Hidroksidi, koji nastaju hidrolizom aluminijum-sulfata, odnosno ferihlorida, prvo nastaju u koloidnom obliku a tek posle izvesnog vremena prelaze u fazu flokule. Da bi se povećala brzina koagulacije, dozira se polielektrolit. Polielektrolit gradi vrlo brzo grube flokule sa velikom brzinom taloženja. Ova reakcija dalje zavisi od temperature. Zbog togaje potrebno zagrevati sirovu vodu na ulazu u flokulator na 15-20°C. Ukoliko je potrebna istovremena. dekarbonizacija, 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.

Bistra voda otiče preko perforiranog čeličnog kanala postavljenog uza zidove reaktora. Da bi se olakšao pristup reaktoru, napravi se most na gornjem delu na kojem se nalazi pumpa za povraćaj kontaktnog mulja u zonu reakcije i mešalica. U donji deo reakcione zone dovode se sirova voda i hemikalije. Potrebna turbulencija postiže se mešalicom. Broj obrtaja mešalice podešava se tako da se ne razbiju nastale flokule. Reakcioni mulj prolazi kroz prorez na donjem delu reakcionog prostora u zonu sedimentacije, gde se mulj razdvaja od vode. Voda koja izlazi iz flokulatora vodi se dalje na peščane filtre i prema potrebi na dalju obradu.

FILTRACIJA

Proticanjem vode preko filtracionog materijala, izdvajaju se 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 jiltri su danas praktično odbačeni. Prednost im je biološki stepen delovanja. Služili su za pročišćavanje površinskih voda bez daljnje obrade. Brzi filtri se danas najviše upotrebljavaju. Kroz njih voda neprekidno struji pod određenim pritiskom koji zavisi od preseka filtra i visine filtracionog 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 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, granulacije 4-6 mm, - gornji, radni sloj, granulacije 1-2 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.

Kada poraste otpor u filtru na 5-6 m VS, ili kada je izlazna voda mutna, filtar se ispira vazduhom i vodom.

Hlorisana pitka voda ne sme sadržati više od 0,3 mg/1 aktivnog hlora. Količina koja se dodaje podešava se prema koncentraciji sredstava kojima se vrši hlorisanje i sadržaj klica. Kako količina Cl2 od 0,3 mg/1 daje vodi neugodan miris, vodu je potrebno dezodorisati. U ovu svrhu se takođe koristi filtar sa aktivnim ugljem. Na ovaj način se odstranjuju i svi drugi neugodni mirisi. Vek trajanja aktivnog uglja, zavisno od zagađenja vode, iznosi godinu do dve dana. Ovde se aktivni ugalj takođe ne regeneriše, već se zamenjuje novim.

ULTRABRZIFILTRl

Ovi filtri imaju kombinovano punjenje. Gornji sloj se sastoji od aktivnog uglja grube granulacije i deluje kao neka vrsta predfiltra, koji uklanja samo krupnije čestice iz vode. Sitnije čestice se uklanjaju na peščanom sloju, koji je smešten ispod aktivnog uglja. Na ovaj način se znatno produžava vreme filtracije.

IZDVAJANJE

VIŠKA

FI LORA IZ P I T K E V O D E DEZODORIZACIJA

PREČIŠĆAVANJE JONSKIM I Z DVAJ ANJ E ULJA 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 u kojima se zadržava pola sata do sat. Tada se ulje odvaja od vode i ispliva na površinu. Ulje se iz kondenzata potom izdvaja filtracijom kroz 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

VODE

I Z M E N JI V A Č I M A

Izmenjivači su čvrste, u vodi netopive materije, sposobne da iz otopine elektrolita prime na sebe pozitivne ili negativne jone i da ih zamene ekvivalentnom količinom vlastitih jona. Kako ta izmena obuhvata samo jone i podleže zakonu o delovanju masa, ove materije se nazivaju jonski izmenjivači. Na osnovu toga da li se vrši izmena katjona ili anjona, izmenjivači se dele na katjonske i anjonske.

NEUTRALNA

JONSKA

I ZMENA. O M E K Š A V A N J E

Katjonski izmenjivač, zasićen katjonskim jonima, zamenjuje kalcijumove i magnezijumove jone, otpuštajući natrijumove jone. Kako tvrdoću čine joni kalcijuma i magnezijuma, ovaj postupak naziva se omekšivanje vode. Omekšavaju se one vode koje nemaju visoku tvrdoću. Omekšavanje se sprovodi provođenjem vode preko omekšivača ili jonskog filtra u kome se nalazi katjonska masa u neutralnom obliku. Voda na izlazu iz filtra više ne sadrži kalcijumove i magnezijumove soli, već ekvivalentnu količinu neutralnih soli. Takva voda je mekana i ima tvrdoću 0°N. Da bi jonska masa bila ponovo sposobna da veže kalcijumove i magnezijumove soli, potrebno ju je regenerisati. Regeneracija se vrši otopinom kuhinjske soli, pri čemu se kalcijumovi i magnezijumovi joni istisnu iz jonske mase a na njihovo mesto ponovo vežu natrijumovi joni. Da bi omekšivač dobro funkcionisao, potrebno je zadovoljiti sledeće vrednosti. Specifično opterećenje jonske mase je minimalna, odnosno maksimalna količina vode koju može preraditi jedan kubni metarjonske mase u jedinici vremena: Sp = (m3/h)/m3. Ova vrednost treba da se kreće u granicama od 5 do 40. Brzina proticanja je količina vode u jedinici vremena preračunata na efektivnu površinu filtra:

Ova vrednost za neutralnu jonsku masu obično iznosi do 25 m/h.

UTROŠAK

SREDSTAVA

ZA

REGENERACIJU

Teoretski utrošak sredstava za regeneraciju je ona količina sredstava potrebna da se nadoknade izmenjeni joni iz jonske mase. Stvarni utrošak je teoretski utrošak uvećan za višak sredstava za regeneraciju. U praksi se pokazao potrebnim. Za neutralnu jonsku masu uzima se najčešće 250 g NaCl/I mase. Posuda za so manjih omekšivača smeštena je na vrhu omekšivača. Kod većih jonskih filtara za omekšavanje vode, posuda za so je odvojena. U oba slučaja voda protiče kroz posudu otapajući so, a zatim odlazi na jonsku masu. Najčešće se koristi 10%-na otopina soli. Postrojenja za omekšavanje, koja dnevno troše 0,5 t soli pa i više, imaju bazene za so. U bazenima se priređuje 10%-ni rastvor soli koji se centrifugalnim pumpama uvodi u filtar. Dok posuda za so sadrži količinu soli potrebnu za jednu regeneraciju, dotle bazen za so sadrži soli za dve regeneracije pa i više njih. Za ekstremno visoku dnevnu potrošnju soli, grade se bazeni za vlažnu deponiju soli. U tim bazenima se nalazi prezasićen rastvor soli, koji se pumpom transportuje do mešača gde se razređuje sirovom vodom do potrebne koncentracije.

RADNI PERIOD FILTRA

Radni period filtra omekšivača soli jonskih filtara predstavlja vreme zasićavanja jonske mase i vreme regeneracije. Radni period jonskog filtra ne treba da bude kraći 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 jonskoj masi se vremenom natalože razne čestice nečistoće koje dolaze sa nedovoljno prečišćenom vodom ili zaprIjanom kuhinjskom solju. Te čestice se najčešće sastoje od jedinjenja gvožđa i glinenog mulja. Za čišćenje jonske mase koristi se hlorovodonična kiselina. Ukoliko filtar nije u kiselootpornoj izvedbi, masa se mora izvaditi iz njega.

POSTUPAK ČIŠĆENJA

Voda se ispusti iz filtra do gornjeg sloja jonske mase i ubaci se vazduh u količini od 1001/h i vremenu od 15 min. Masa se dobro rastrese i izmeša. Zatim se protustrujno pere vodom da bi se uklonio rastrešeni talog, sve dok izlazna voda ne postane bistra. Ovaj postupak se ponovi. Voda se sasvim ispusti iz filtra a jonska masa se prebaci u veću plastičnu posudu. U plastičnu posudu ulije se 15%-na kiselina u količini od 1,5 do 2 1 po litri jonske mase. Ovako potopljena jonska masa 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 količina vode u odnosu na jonsku 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 natrijum-karbonata (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.

96

PRIMER POVEZIVANJA OMEKŠIVAČA

Na slici 4.48 prikazano je postrojenje koje služi za omekšavanje vode. Mogu 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 postrojenjima gde se voda zagreva ili isparava, pa postoji opasnost da se kamenac taloži na grejnim površinama, na cevima i zidovima kotlova i uređaja. Omekšivači vode služe za pripremu kotlovske vode, za bojlere tople vode, u perionicama, u industriji (hemijska, tekstilna, farmaceutska i slične). Omekšivači vode sastoje se od filtra sa izmenjivačkom masom, posebne posude za so i cevnog razvoda sa armaturom preko koje se voda omekšava, regeneriše i ispira izmenjivačka masa, i ispira posuda za so. Radni pritisak je obično do 6 bar, a radna temperatura od +5 do +50°C. Omekšivač vode izrađuje se od čeličnog lima. Unutrašnje i spoljašnje strane omekšivača zaštićene su kiselootpornim premazima. 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 spreman za dalju eksploataciju i pogon.

MAGNETNA

OBRADA

VODE

Na ulaznu cev u kotlove, naročito one za grejanje, preporučuje se postavljanje magnetnog uređaja za sprečavanje taloženja kamenca. Na slici 4.49 prikazan je jedan takav uređaj sa navojnim vezama za cevovode. Poznato je da voda spada u „nemagnetične materijale“, ali magnetno polje, pod određenim uslovima, utiče na neke fizičke karakteristike vode. Ova pojava je

Sl. 4.49.

— Magnetni

uređaj za sprečavanje stvaranja kamenca (LIMES - Beograd)

97

uočena još tridesetih godina ovoga veka, ali je praktična primena magnetno obrađene vode počela neposredno posle Drugog svetskog rata. Postupak magnetne obrade primenjuje se i na druge tečnosti. Da bi magnetna obrada vode bila efikasna, potrebno je ispuniti sledeće uslove: - da postoji magnetno polje dovoljne jačine, čije magnetne linije sila treba da deluju popreko na protok vode; - da voda nije hemijski čista (destilovana ili demineralizovana), već da sadrži izvesnu količinu jona rastvorenih soli i minerala; - da voda struji kroz magnetno 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, naroČito ako se ta voda zagreva na temperature više od 60°C, kada se kamenac stvara intenzivnije. Prolazeći kroz magnetno polje, voda ne menja svoj hemijski sastav, pa se ne može reći da je ona „omekšana“. S druge strane, neznatno se menjaju neke njene fizičke karakteristike, kao što su: viskozitet, površinski napon, električna provodnost i pH-vrednost (ukoliko je pre obrade bila ispod vrednosti 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 magnetnog polja stvara se, umesto tvrdih naslaga kamenca, nastalih srastanjem kristala kalcijum-karbonata, amor98

fna masa (poznata kao aragonit-talk) koja u vidu mekog mulja otiče vodenom strujom, ili se taloži pa naknadno ispira. Zapaženo je da magnetno obrađena voda takođe deluje na smanjivanje kamenca nataloženog pre nego što je primenjen magnetni uređaj. Fizičke karakteristike magnetno obrađene vode ne menjaju se neograničeno dugo. U zavisnosti od načina korišćenja ove vode (raspršivanje, dodir sa vazduhom i slično), fizičke karakteristike se vraćaju u prvobitno stanje posle nekoliko sati, odnosno nekoliko dana.

4.10.3. SMETNJE U POGONU, UZROCII OTKLANJANJE M esto

S m e tn je

Peščani f ilta 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 filtar

U zro k

O tk la n ja n je

P re v e lik a z a p r lja n o s t filtr a

O p r a ti f llta r

M u tn a v o d a to k o m r a d n o g p e r io d a

L o š e o p r a n filta r P o ja v a k o lo id n ih n e č is to ć a u u siro v o j v o d i

P o ra s t p r itis k a u p o s u d i

M e h a n ič k a z a p r lja n o s t j o n s k e m ase

O p ra ti i h e m ijs k i tr e tir a ti jo n s k u m asu sa H C I

G u b ita k m a s e iz frltra

P re g le d a ti is p r a v n o s t d iz n i i d o p u n iti m a s u L a b o ra to r ijs k i is p ita ti k a p a c ite t m a s e i p o p o tr e b i z a m e n iti m a s u D o b ro ra s tr e s ti m a s u , o p ra ti a p o . p o tre b i i h e m ijs k i o č is titi

S k ra ć e n je r a d n o g p e r io d a

U s itn je n je m a s e u s le d m r ž n je n ja m e h . u d a r a i dr. M e h a n ič k a z a p r lja n o s t m a s e

P ro b o j tv r d o ć e to k o m r a d n o g p e r io d a

S p e c if ič n o o p te r e ć e n je v a n d o z v o lje n ih g r a n ic a L o š e iz v e d e n a r e g e n e r a c ija P re v is o k s a d rž a j N a u siro v o j v o d i M e š a n je s a s ir o v o m v o d o m N e is p r a v n o s t h e m ik a lija z a o đ r e đ iv a n je tv rd o ć e

Napojna voda

P o v e ć a n s a d rž a j k is e o n ik a

N is k a te m p e r a tu ra

P o n o v iti p r a n je P rc th o d n o is ta lo ž iti k o lo id c

P o v e ć a ti, o d n o s n o s m a n jiti p r o to k P o n o v iti r e g e n e r a c iju P r o je k tn a g r e š k a P re g le d a ti in s ta la c ije i p r o b n u s ta n ic u Isp ita ti h e m ik a lije i p o p o tr e b i n a p r a v iti s v e ž e

N e đ o v o ljn o d o z ir a n je h id r o z in a

P r e g le d a li a r m a tu n i n a đ o v o d u p a re P r o k o n tr o lis a ti r a d p u m p e i is p r a v n o s t in s ta la c ije z a h id r o z in

N is k a p H -v re d n o s t ( p - a lk a lite t > 0)

N e d o v o ljn o d o z ir a n je tr in a tr iju m -f o s f a ta

P r e g le d a ti p u m p u i in s ta la c ije z a tr in a tr iju m - f o s f a t

P o ja v a u k u p n e tv rd o ć e

D o d a ta v o d a n ije d o v o ljn o om ekšana

O tk lo n iti s v e h e m ijs k e f a k to re , k a o i k v a r o v e n a in s ta la c ija m a

K o n d e n z a t j e v e lik e tv rd o ć e N e is p r a v n e in s ta la c ije Kotlovska voda

P r e v is o k a lk a ln i b ro j

P o v e ć a n a k o n c e n tr a c ija s o li u k o tlu

P IT A N JA 1. Sta su toplovodni sistemi za grejanje? 2. Od kakvih se materijala prave kotlovi za centralno grejanje? 3. Koje su osnovne karakteristike livenih člankastih kotlova? 4. Kakva su ložišta kod livenih člankastih kotlova?

P o v e ć a ti o d s o lje n je

5. 6. 7. 8.

Koje su osnovne karakteristike čeličnih kotlova? Šta su to blok-kotlovi za centralno grejanje? Kako se obezbeđuje automatski rad kotlova? Koji se grejni fluidi primenjuju za centralno grejanje? 9. Šta je toplotno opterećenje kotla? 10. Koji su pomoćni uređaji kotlova? 11. Šta su gruba i fina armatura kotla?

99

t

12. K o ji s e s ig u r n o s n i u re đ a ji p r im e n ju ju k o d k o tlo v a z a c e n tra ln o g re ja n je ? 13. K o je se v r s te r e g u la to ra p r im e n ju ju n a k o tlo v im a z a c e n tra ln o g re ja n je ?

2 9 . K a k v u u lo g u im a d im n ja k u p o s tr o je n ju centr a ln o g g re ja n ja ? 3 0 . Š ta s u k u ć n e p o d s t a n i c e ? ( S k i c ir a t i o s n o v n u opr e m u .)

1 4 . Š ta s u f o s i l n a g o r i v a ?

3 1 . K a k o se tra n s p o rtu je to p lo tn a e n e rg ija ?

1 5 . Š ta j e e l e m e n t a r n a a n a l i z a g o r iv a ?

3 2 . K a k o s e iz v o d e to p lo d a le k o v o d i?

16. Š ta 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 a ?

33. K a k v a j e ra z lik a iz m e đ u s la v in e i v e n tila ?

1 7 . K o j a s u k a r a k t e r i s t i č n a č v r s t a g o r iv a ?

3 4 . K a k o se o b e le ž a v a a rm a tu ra ?

18. K o s u p r e d s t a v n i c i t e č n i h g o r i v a ?

3 5 . Š ta s u v e n t i l i s i g u r n o s t i ?

1 9. K o j e g a s o v i to g o r i v o s e n a j č e š ć e k o r i s t i u s i s t e m i -

3 6 . Š ta j e r e g u l a c i o n i v e n t i l ?

m a z a c e n tr a ln o g r e ja n je ? 2 0 . K a k o s e s k l a d iš t i u g a l j ? 2 1 . K a k o s e s k l a d iš t e t e č n a g o r i v a ? K o j e v r s t e r e z e r v o a r a p o s to 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 t e č n o g o r i-

vo?

3 7 . Š t a j e ,,k o n d e n z -lo n a c “ ? 3 8 . K a k v e s e p u m p e n a j č e š ć e k o r i s t e u i n s t a l a c ij a m a c e n tr a ln o g g re ja n ja ? 3 9 . N a k o j i m s e m e s t i m a i n s t a l a c i j a c e n t r a l n o g g re ja n ja u g ra đ u ju c irk u la c io n e p u m p e ? 4 0 . Š t a j e t o p l o t n a i z o l a c i j a i č e m u s l u ž i?

2 3 . Š ta j e to m e r n o - r e g u l a c i o n a s t a n i c a z a g a s ?

4 1 . Š t a j e z v u č n a i z o l a c i j a i č e m u s l u ž i?

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 t u č v r s t o g

4 2 . Z a š t o j e v o d u p o t r e b n o p r i p r e m i t i p r e n e g o š t o se

g o riv a ? 2 5 . 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 t u t e č n o g g o riv a ? 2 6 . Š ta s e p o d r a z u m e v a p o d p o jm o m to p la n a ? 2 7 . Š ta s e p o d ra z u m e v a p o d p o jm o m k o tla rn ic a ? 2 8 . K a k o s e v rš i re g u la c ija u k o tla r n ic a m a s o b z iro m n a p r o m e n u s p o lja š n je te m p e ra tu re v a z d u h a ?

n jo m e n a p u n i in s ta la c ija c e n tr a ln o g g r e ja n ja ? 4 3 . Š ta s u jo n o iz m e n jiv a č i? 4 4 . K a k a v j e to m a g n e tn i u r e đ a j z a o b r a d u v o d e i č e m u s lu ž i? 4 5 . K o je s m e tn je n a s ta ju u r a d u p o s tr o je n ja z a h em i j s k u p r i p r e m u v o d e ? K a k v e s e m e r e p r i m e n ju j u z a n jih o v o o tk la n ja n je ?

5. EKSPLOATACIJA 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 periodu, i to: - pripremni radovi, - start postrojenja, - normalan pogon, - gašenje postrojenja i - prestanak rada.

5 1. PRIPREMNI RADOVI Pre početka grejne sezone mora se pregledati i prokontrolisati razvodna cevna mreža, kao i grejna tela. Ova kontrola se jednostavno može izvršiti tako što se sistem napuni vodom i pusti u rad cirkulaciona pumpa. Eventualna propuštanja i curenja odmah su vidljiva.

Curenje na grejnim telima, spojevima i armaturi može se blagovremeno otkloniti. Pre starta kotlova takođe treba preduzeti određene radnje koje ne zavise od pripremnih radnji na mreži. One čine posebnu fazu, a mogu se izvoditi istovremeno. To su pripreme za start postrojenja.

5.2. START POSTROJENJA Pre starta postrojenja za centralno grejanje treba pregledati: - trakt goriva i produkata sagorevanja i -tra k t grejnog medijuma (topla voda ili vodena para).

TRAKT GORIVA I PRODUKTA SAGOREVANJA

Ukoliko u sistemu etažnog grejanja nema cirkulacione pumpe, odnosno ako je to gravitaciono grejanje, sistem se može podvrći probi pod vodovodskim pritiskom (ne višim od 3 bar).

1) Najpre na kotlu pregledati 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 postupak ispitivanja sa vodovodskom vodom, s tim da se vodi računa da pritisak u grejnim telima ne bude viši od pritiska koji vlada u sistemu grejanja.

2) Ispitati da li funkcioniše sistem za izbacivanje šljake i proveriti da se ne izbacuju iskre iz kotla u toku pogona.

Vodovodsku vodu treba pripremiti, odnosno ,,omekšati“ pre punjenja cevne mrežeza 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. 101

4) Pregledati da na kotlovskom dimnjaku i nema prskotina; ako dimnjak ima kontrolne otvore - da li mogu da se zatvore, i da li su im ispravna vratanca ili drugi uređaji za zatvaranje. 5) Ako se primenjuje tečno gorivo, proveriti rad svih grejača, ispravnost pumpi i elektromotora, te ispitati svu armaturu (ventile, filtre i ostalo) i sistem za signalizaciju nivoa u rezervoarima. 6) Kod gasnih instalacija vizuelno proveriti ispravnost položaja armature, mernih i regulacionih organa, uzemljenja i mostova za lutajuće struje između prirubnicama odvojenih delova.

TRAKT

G R E J N O G MEDI.TUMA

1) Ukoliko kotao već nije napunjen vodom, napuniti ga; ako u okviru postrojenja nema hemijske pripreme vode (jonoizmenjivači), obavezno se preporučuje punjenje kotla pomoću magnetnog uređaja, koji treba ugraditi što bliže kotlu. Parna postrojenja nikako ne puniti vodom koja nije hemijski pripremljena. 2) Proveriti sve termometre; pregledati da im nisu pukle končanice žive ili druge tečnosti koja se širi i pokazuje temperaturu. Pregledati čahure sa uljem i napuniti ih da bi rezervoar sa živom ili drugom tečnošću bio u ulju. 3) Proveriti da li su svi manometri priključeni preko trokrake slavine, da li su slavine u ispravnom položaju i da li pokazuju pritisak u kotlu za vreme pogona. 4) Proveriti ispravnost ventila sigurnosti ili sigurnosne cevi. Ukoliko su ventili sigurnosti sa oprugom, proveriti da nije došlo do nekih promena u odnosu na baždareno stanje (otkidanje osiguranja sa 102

plombom i slično). Ako je ventil sigurnosti sa tegom, proveriti da li je teg na označenom i ispravnom mestu. Ventil sigurno- ' sti se nikako ne sme dodatno opterećivati ; nikakvim teretom. To može uzrokovati prestanak rada ventila sigurnosti, te pritisak u kotlu može porasti, što može da izazove eksploziju i pričini ogromnu materijalnu štetu, i prouzrokuje ljudske žrtve. Veoma često rukovalac pravi grešku kada vidi da ventil sigurnosti malo pušta vodu, pa ga dodatno optereti (!) misleći da će na taj način sprečiti kvar. Ukoliko to uoči, odmah treba da pokuša opravku ili zamenu ventila sigurnosti, a neispravan ventil odmah uputi na remont. 5) Proveriti stanje ekspanzione posude, bez obzira na to da li je sistem otvoren ili zatvoren. Posebnu pažnju posvetiti ispravnosti prelivnih cevi i odvoda iz preliva kod otvorenog sistema. Kod zatvorenog sistema proveriti rad membrane i održavanje natpritiska, kao i predviđeno osiguranje. 6) Proveriti da li su svi odvodni i povratni cevovodi vezani sa mrežom. Sa armaturom (ventili, slavine i ostalo) treba raditi prema uputstvu za rad sa predmetnim kotlovskim postrojenjem. Ovo uputstvo sa šemom postrojenja, na kome se vide svi elementi instalacije, mora biti u kotlarnici na vidnom mestu i uramljeno. Na slici 5.1 šematski su prikazani tokovi temperatura grejnog medijuma prema spoljašnjoj temperaturi vazduha. Ukoliko spoljašnje temperature nisu ispod nule, kotao se može startovati istovremeno sa uključivanjem cirkulacione pumpe. Ukoliko su temperature spoljašnjeg vazduha ispod nule, potrebno je barem tenipcraturu u kotlu podići na temperaturu povratne vode i tada uključiti cirkulacionu pumpu. Na ovaj se način une-

P R I R O D N A C I R K U L A C IJ A O

P

30°

^

P R IN U D N A P U M P N A C IR K U L A C U A +20°

30°

O

P

34

-

32°

44

-

38°

52

-

44°

fv

36

-

+15°

30°

40°

40°

47

-

hl0°

37° 50°

50° 56

-

46°

63

-

48°

71

-

54°

. +5°

60°

60° 62

-

50°

69

-

56°

76

-

60°

83

-

66°

90

-

70°

70° -5 ° 70°

78

-

60°

-

10°

80° 80° 84

-

65°

90

-

70°

-1 5 °

90° -

90°

20°

- S p o ljn a te m p e r a tu ra v a z d u h a O P

- T e m p e ra tu r a o d v o d n o g v a z d u h a - T e m p e ra tu r a p o v ra tn o g v a z d u h a

Sl. 5.1. - Tokovi temperatura u polaznim i povratnim vodovima kod toplovodnog grcjanja u zavisnosti od spoljašnje temperature vazduha (za spoljnu projektnu temperaturu od -2(f'C)

toliko štiti kotao tako da ne nastaje niskotemperaturna korozija na mestu priključenja povratnog voda.

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 broj izmena vazduha u kotlu, odnosno u totlarnici.

5.3. NORMALAN POGON

8) Posle ovih priprema kotao može se startovati onako kako je to predviđeno uputstvom za rad postrojenja. U toku rada po-

1) Tokom normalnog pogona obavezno se pridržavati temperaturskih režima koji su dati na slici 5.1, s tim što se može kontrolisati i automatika koja je eventualno 103

predviđena za rad u okviru postrojenja i koja reguliše pojedine uređaje. Ukoliko je za neko područje i postrojenje posebno dat temperaturski režim, treba se prvenstveno pridržavati njega. 2) Nikako ne ubacivati više uglja u kotao ukoliko je vidljivo da će to povisiti spoljašnju temperaturu vazduha. 3) Ukoliko se kotao pregreje ili se usijaju njegovi delovi, nikako ih ne polivati vodom. Ako se veoma zagrejane površine polivaju vodom, dolazi do trenutnog isparavanja vode i do stvaranja vodene pare. Ova para može da izazove veoma opasne opekotine na osobama koje se nalaze u blizini kotla. 4) U toku normalnog pogona treba kontrolisati količinu pepela, ukoliko se ne odvodi mehanički. Ovo je potrebno da bi se sprečilo zagušenje i omelo dovođenje vazduha. Posle izbacivanja pepela i šljake, mogu ostati žar i sitni komadi uglja koji nije izgoreo. Oprezno i malim količinama vode treba gasiti šljaku i pepeo da ne bi došlo do naglog isparavanja vode i širenja neprijatnog mirisa i vodene pare. 5) Ako se prekine normalna cirkulacija kroz kotao, voda u kotlu može da se pregreje. Potrebno je odmah smanjiti intenzitet sagorevanja. Pritvoriti dovod vazduha, čime se sprečava oslobađanje nove količine toplote u kotlovskom ložištu. 6) Ukoliko je potrebno produvavati sigurnosne cevi ili ventile sigurnosti, obavezno kontrolisati nivo vode u kotlu i dopuniti sistem, obavezno smanjiti intenzitet vatre u ložištu dok se ne uspostavi normalan nivo.

104

5.4. GAŠENJE PO STR O JEN JA 1) Postrojenja za centralno grejanje obično rade 14 - 16 sati tokom jednog grejnog dana. Gašenje gorionika kotlova na tečno i gasovito gorivo znači i trenutni prestanak dovođenja toplote, odnosno prestanak sagorevanja. U kotao na ugalj potrebno je pred kraj loženja obustaviti ubacivanje goriva i dopustiti sagorevanje ostataka goriva. U periodima veoma niskih temperatura može se ložiti u minimalnom režimu i bez prekida. To znači da je dovoljno samo održavati plamen a vodu održavati na takvoj temperaturi da ne dođe do zamrzavanja. Takođe je potrebno održavati i cirkulaciju, odnosno obezbediti strujanje da se neki delovi instalacije ne bi zamrzli. 2) Nikako ne zaustavljati pogon grejanja sa punim ložištem goriva koje je ostavljeno da tinja. Ovo može da dovede do stvaranja gasova usled nepotpunog sagorevanja, koji mogu eksplodirati u ložištu ili kanalima za dimne produkte sagorevanja, što može izazvati velike havarije. 3) Postrojenje ostaviti čisto i pripremljeno za rad u sledećem grejnom danu.

5.5. PRESTANAK RADA

1) Pod prestankom rada postrojenja smatra se prestanak i završetak grejne sezone (ukoliko se ne radi o parnom kotlu koji radi za neke tehnološke potrebe u kupatilima, kuhinjama i perionicama tokom cele godine). 2) Postrojenje se mora očistiti, a delov koji se moraju remontovati skidaju se i odnose na pregled i remont.

ANOMALIJE U RADU 3) Posle čišćenja i pripreme kotlova, POSTROJENJA KOJE eventualnih redovnih i vanrednih pregleREGISTRUJU INSTRUMENTI da, kompletnu instalaciju potrebno je napuniti vodom i zaštititi je od korozije. Ukoliko ne postoji hemijska priprema Rad postrojenja može se kontrolisati pomoću 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 M ERE U OKVIRU tople vode i spoljašnjih temperatura vaPOSTROJEN JA ZA CENTRALNO zduha. G REJAN JE Promenu pritiska uvek prati promena Uradu svakog postrojenja mogu nastati temperature. Kada nema promene temneke nepravilnosti. U svakom uputstvu za perature, raste pritisak, posredi je nekakav rukovanje određenim postrojenjima i ure- poremećaj u strujanju u cevnoj mreži ili u đajima navode se nedostaci ili zastoji ko- kotlu zavisno od sistema za grejanje. jimogu nastati i mere za njihovo otklanjanje. POSTUPCI

RUKOVAOCA

POSTROJENJA VIZUELNI EFEKTI NENORM ALNO G RADA

Neke pojave u toku rada postrojenja 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; -usijanje pojedinih delova postrojenja smanjiti dovod goriva i zatvoriti dovod vazduha da bi se sprečilo sagorevanje i proveriti nivo vode u kotlu i instalaciji; -veoma crn dim - neispravno loženje, otvoriti dovod vazduha i regulisati sagorevanje.

U

NEISPRAVNOG

SLUČAJU RADA

U tačkama ovog poglavlja nekoliko puta su navođene anomalije i nepravilnosti koje mogu nastati, kao i neki postupci za njihovo otklanjanje. Najvažnije je da nikovalac upoznapostupke koje je neophodno preduzeti u slučaju nenorm alnog rada, što mora biti dato u uputstvu za rukovanje svake kotlarnice. Kada rukovalac nije siguran da može opraviti kvar na postrojenju, nikako se ne sme upuštati u opravku. Bolje je postrojenje ne uključivati u rad i obavestiti nadležnu službu o nepravilnosti i nemogućnosti opravke.

PITANJA 1. Koje radnje se izvode u normalnom pogonu, odnosno eksploataciji, postrojenja za centralno grejanje?

105

2 . Š t a s u p r i p r e m n i r a d o v i? 3 . Š ta s e p o d r a z u m e v a p o d s t a r t o 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 iz v r š i t i n e p o s r e d n o p r e d s ta r t? 4 . Š t a j e n o rm a la n p o g o n ? 5. K a d a s e g a s e p o s tr o jc n ja z a c e n tr a ln o g r e ja n je ? 6. K o je s e r a d n je iz v o d e p o p r e s ta n k u r a d a p o s tro je n ja z a c e n lr a ln o g re ja n je ?

7 . K o j e 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 d a p o s tro je n ja z a c e n tr a ln o g r e ja n je ? 8. K o ji s u 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 d a ? 9. K o je n e p ra v iln o s ti u r a d u re g is tru ju in s tru m e n ti? 10. Š ta m o r a r a d iti 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 re ja n je u s lu č a ju n e is p ra v n o g r a d a p o s tro je n j a ili n j e g o v i h d e l o v a ?

r 6. ODRŽAVANJE PARNIH ITOPLOVODNIH KOTLOVA

6.1 OPŠTE O ODRŽAVANJU KOTLOVA CENTRALNOG GREJANJA Po prestanku rada postrojenja za centraIno grejanje, kotlovi i instalacije se pripremaju na propisan način i konzerviraju sedo 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 postrojenja podrazumeva se kontrola i čišćenje svih uređaja i dovođenje u ispravnopogonsko stanje. Parni kotlovi, vrelovodni kotlovi i stabilne posude pod pritiskom podležu kontroli inspektorata parnih kotlova. Toplovodni kotlovi podležu kontroli inspektora parnih kotlova samo ako imaju ventile sigurnosti. Kontrola se odnosi na kontrolu pogonske sigurnosti i bezbednosti pogonskog osoblja koje radi sa ovim uređajima. Stabilne posude pod pritiskom su one zatvorene posude koje ispunjavaju sledeći uslov: p > \ i p - V> 0,3, gdeje: p - najviši radni pritisak u bar, V- radna zapremina u m3. Parni kotao je svaki sud u kome se razvija vodena para pritiska iznad atmosferskog.

Prema tome, na kotlove koji potpadaju pod nadležnost inspekcije parnih kotlova (IPK), kao i na posude pod pritiskom, koje takođe potpadaju pod IPK, odnose se sledeći pregledi: a) ispitivanje pritiskom hladne vode, b) unutrašnji pregled, c) spoljašnji pregled. Navedeni pregledi mogu biti: a) prvi pregled; b) redovan pregled; c) vanredan pregled.

PRVI

PREGLED

1. Posle postavljanja, premeštanja ili rekonstrukcije parnog postrojenja, koje je izvršeno na osnovu odobrenja, a pre puštanja u pogon, obavlja se prvi pregled. Pri prvom pregledu već upotrebljenih a zatim rekonstruisanih ili premeštenih parnih postrojenja, a naročito onih čije poreklo materijala nije poznato, inspektorat parnih kotlova može zahtevati ispitivanje materijala i konstrukcije. 2. Inspektorat parnih kotlova izdaće odobrenje za stavljanje u pogon parnog postrojenja ako su ispitivanje hladnim pritiskom i unutrašnji pregled dali povoljne rezultate. 3. Pri stavljanju u pogon nepokretnog parnog kotla ili suda, pored pregleda iz tačke 2, obavezan je i prvi spoljašnji pregled. 107

1

4. U prvoj godini neće se obavljati spo- 2. Redovni spoljašnji pregled obavlja ljašnji pregled pokretnih parnih kotlova, se iznenada, bez prethodnog 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 unutrašnjeg pregleda), inspektor parnih kotlova obavlja ponovni pregled, pošto se otklone svi neREDOVAN PREGLED dostaci nađeni pri pregledu. 1. Redovni pregledi su: ispitivanje hladnim vodenim pritiskom, unutrašnji pregledi i spoljašnji pregledi u određenom roku. Pregledi se obavljaju u sledećim rokovima: a) ispitivanje hladnim vodenim pritiskom sa obaveznim unutrašnjim pregledom - najdalje do kraja šeste godine od poslednjeg izvršenog ispitivanja; b) naredni unutrašnji pregled - 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 lokomobila koji se upotrebljavaju samo za vršaj poljoprivrednih plodova, obavlja se posle 12 godina. 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 pregleda izvrši ispitivanje hladnim vodenim 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. 108

VANREDNI

PREGLEDI

1. Vanredni pregledi se obavljaju: a) pre stavljanja u pogon parnog postrojenja koje je pre dve ili više godina bilo van pogona; b) kad je postrojenje bilo u požaru ili je ostalo bez vode, i tom prilikom mu se jedan deo pregrejao, sa vidljivim oštećenjem površine ili bez toga. Tokom obavljanja ovog pregleda inspektor parnih kotlova može da zahteva ispitivanje materijala; c) ako je postrojenje oštećeno i zahteva neku od sledećih opravki: - izmenu plamene cevi, odnosno dela plamene cevi, ili nekog drugog dela kotla, ako je prečnik toga dela veći od 102 mm; - izmenu više od 15% ukupnog broja sprežnjaka, ankera ili plafon-zavrtnjeva, više od 25% ukupnog broja vodenih cevi ili 50% dimnih cevi; - izmenu jednog dela kotlovskog lima, bez obzira na veličinu; - izmenu najmanje 15 zakovica jedne do druge, ili najmanje 25% ukupnog broja zakovica u jednom sastavu; - ako je izvršena opravka varenjem; - ako su na kotlovskim površinama primećena raslojavanja, pukotine, risevi i dr. U ovim slučajevima inspektor parnih kotlova može zahtevati i ispitivanje kotlovskog materijala;

- kad se kod pokretnog parnog kotla menja jedan zid vetrenika, deo loma, ili se varenjem opravlja oštećeno mesto u vatreniku ili dužnom delu kotla. 2. Pored vanrednog ispitivanja hladnim vodenim pritiskom i unutrašnjeg pregleda, inspektorat parnih kotlova može da naredi i vanredni spoljašnji pregled. Vanredni spoljašnji pregled obaviće se ako je prilikom ispitivanja hladnim vodenim pritiskom ili prilikom unutrašnjeg pregleda naređena kakva manja opravka ili izmena na samom parnom postrojenju ili na zgradi, odnosno uređaju ložionice, pabi izvršenje naređenja trebalo proveriti, a veličina i značaj izvršene popravke, odnosno izmene ne zahteva ispitivanje hladnim vodenim pritiskom.

6.2 OPŠTE O STABILNIM POSUDAMA POD PRITISK O M Kao i kotlovi, i stabilne posude pod pritiskom podvrgavaju se ispitivanjima i kontroli. Obavljaju se sledeći pregledi i kontrole: 1) pregled konstrukcije, 2) prvo ispitivanje pritiskom, 3) ispitivanje pritiskom u eksploataciji, 4) unutrašnji pregled, 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 odobrenje za izradu. Prvo ispitivanje pritiskom posuda u eksploataciji mora se obaviti najkasnije

do 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 pritiskom, uz obaveznu pripremu za unutrašnji pregled. Pre početka 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. Tokom spoljašnjeg pregleda proverava se i kontroliše: 1) opšte stanje prostorije u kojoj se nalazi posuda pod pritiskom; 2) stanje celokupnog postrojenja pod pritiskom; 3) funkcionisanje sigurnosne opreme (ventili sigurnosti, prelivne cevi i slično). Vanredni pregledi obavljaju se onako kao i redovni pregledi, i to u sledećim 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 sumnja da je postrojenje oštećeno u toj meri da postoji opasnost za ljude i imovinu; 4) ako je posuda oštećena, pa su potrebne sledeće opravke: zavarivanje na zidovima posuda, izmene više od 15% ukupnog broja sprežnjaka ili vijaka, izmena jednog dela posude, zamena više od 50% cevi cevnog registra, odnosno izmena više od 25% zakovica u jednom sastavu; 5) ako su na površinama posude primećena razvlačenja, prsline, zarezi i dr.; 6) ako jedan od redovnih pregleda nije dao zadovoljavajuće rezultate.

6.3. POGONSKADOKUM ENTACIJA U KOTLARNICI U svakoj kotlarnici obavezno je voditi pogonsku dokumentaciju, jer se u odgovarajućim dnevnicima i kartonima moraju nalaziti svi podaci iz kojih se konstatuje ispravnost ili neispravnost rada postrojenja, odnosno njegovih delova. U dokumentaciju o rukovanju, korišćenju i održavanju postrojenja i instalacija za centralno grejanje spadaju: - dnevnik rada postrojenja i instalacija. U dnevnik se unose podaci koji se očitavaju na kontrolnim instrumentima, zapažanja, kvarovi i oštećenja (dnevna potrošnja goriva, spoljašnja i unutrašnja temperatura, odgovarajući pritisci, vreme puštanja u pogon i obustava rada). U ovom dnevniku se mogu voditi i podaci o ispitivanju i omekšavanju kvaliteta napojnih i cirkulacionih voda; - karton redovnog održavanja postrojenja centralnog grejanja sa podacima: ko, kada i gde obilazi postrojenja i instalacije, obavlja pregled i popravke; 110

- karton podmazivanja sa podacima: ko, kada, gde, kojim sredstvima podmazuje delove postrojenja; - karton mera zaštite od smrzavanja. Osim ovoga, u kotlarnici obavezno treba da se čuva: - kotlovska lcnjižica, lcoja se vodi po propisima za kotlove; - knjižica posude pod pritiskom, koja se vodi prema pravilniku o tehničkim normativima za stabilne posude pod pritiskom; - primerak glavnih projekata važnih za rad postrojenja (glavni mašinslci, građevinski i elektroprojekat).

6.4. KONTROLE I PO STU PCI U POSEBNIM INCIDENTNIM SITUACIJAM A Od pogonskih aktivnosti usmerenih na obezbeđivanje sigurnosti pogona sa visokim stepenom ekonomičnosti najvažnija je neprekidna kontrola najvažnijih pogonskih veličina i disciplinovano sprovođenje periodičnih kontrola funkcionalnosti određene opreme i obavljanje određenih preventivnih radova.

6.4.1. TRAJANJE KONTROLE Tokom pogona parnih kotlova stalno se kontrolišu: 'i

- nivo vode u Vodokazima i - pritisak pare u kotlu. Tokom pogona vrelovodnih i toplovodnih kotlova, kontrolišu se: - cirkulacija vode kroz kotao i

- 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 plamena koja se utvrđuje u normalnim pogonskim uslovima. Forma i boja plamena zavise od vrste goriva, opterećenja i kvaliteta uređaja za sagorevanje.

6.4.2. PREGLED PERIODIČNIH RADOVA OBAVEZNIH KONTROLAI REGULACIJA V rsta r a d a

D nevno

S e d m ič no

P e tn a c s to dnevno

M cscčno

T ro m esečno

S czonsko

N apom ena

Odmuljivanja i odvodnjavanja: Parnih kotlo v a

*

P o p o tr e b i č e š ć e

Vrelovodnih kotlova

*

P o p o tre b i č e š ć e

Ekspanz. s u d o v a rezerv. napoj. v o d e

*

P o p o tr e b i č e š ć e

Kotlovski v o d o k a z i

*

Kivostati k o tlo v s k i

*

Vodokazi na rezervoarima

*

S vaka sm ena: svaka d v a d o č e tiri s a ta

*

Rezervoar g o riv a Rezervoar

P o p o tr e b i č e š ć e

*

P o p o tr e b i č e š ć e

kompresora

Sedmično: Delovaaje sigmnosnih ventila

Delovanje r e g u la to ra pritiska v o d e, g o riv a , vazduha

*

*

*

a ič n o a k tiv ir a n je ra d i s p re č . b lo k ira n ja . P r e p o č c tk a s c z o n c k o n tr o la r a d a p r e m a m a n o m e tr u

*

Sezonsko:

k o n tr o la i p o p o tr. p o d e š a v a n je

Delovanje te r m o s ta ta Kotlovski ra d n i

* *

Kotlovski s ig u r n o s n i Dogrejača u lja z a lo ž e nje Štedna g re ja lic a u rezervoaru

*

*

K od svake v eće p ro m en e k v a lite ta g o r iv a K od svake v eće p ro m en e k v a lite ta g o r iv a

111

V rs ta r a d a

D nevno

S e d m ič no

P e tn a e s to dnevno

M esečno

T ro m e sečn o

S ezonsko

N apom ena

D c lo v a n je p r e s o s ta ta K o tlo v s k o g r a d n o g ( p a r n i k o ta o )

*

*

K o tlo v s k o sig u rn o sn o g R a z n e ra d n e nam ene

*

*

*

*

K o n tr o la d im n o g b r o ja i s a s ta v a d im n ih g a s o v a

P o s le s v a k e re g . s a g o r e v a n ja i re g . o d n o s a k o lič in e g o r iv a i vazduha

C iš ć e n je d im n e s tr a n e k o tlo v a , d im n ih k a n a la i d im n ja k a

P o s le p o r a s ta te m p . d im n ih g a s o v a z a 3 0 °C u o d n o su na č is t k o ta o n a p u n o m o p t.

*

P r o d u v a v a n je e k u n o m a jz e r a p o m o ću d u v ača čađi

P o p o tr e b i svaka sm en a

C iš ć e n je filtra U lje z a lo ž e n je is p r e d d o v o d n ih pum pi

*

*

P o p o tr e b i č e š ć e

U lje z a lo ž e n je is p r e d g o r io n ik a

*

*

P o p o tr e b i č e š ć e

Isp re d p u m p i za p r e to v a r u lja z a lo ž e n je

*

P o s le 3 0 0 d o 4 0 0 to n a p r e to v a r e n o g g o r iv a , p o p o tr e b i č e š ć e

Z a v o d u is p r e d r e g u la c io n e a r m a tu re i n a u s is im a p u m p i

*

P o p o tr e b i č e š ć e

R a z n i p r e g le d i i k o n tr o le U n u tr a š n jo s t v r e lo v o d n ih k o tlo v a k o n tr o la c u r e n ja

*

K o lič in a g o r iv a u r e z e r v o a ru

*

T v rd o ć a v o d e

*

112

V iz u e ln a k o n tr o la

Svaka sm ena

Svaka sm ena

6.4.3. POSTUPCI UINCIDENTNIM SITUACIJAMA Najnezgodnije incidentne situacije mogu nastati u toplovodnim i vrelovodnim kotlovima sa sagorevanjem uglja na kotlovskim rešetkama. -Ako nestane struje, celo postrojenje prestaje da radi, ali se proizvodnja toplote u ložištu nastavlja kako usled akumulirane toplote raspaljenog uglja, tako i usled delovanja prirodne promaje u uslovima nepotpunog zaptivanja ložišta i vazdušnog trakta. - U uslovima prestanka cirkulacije vode kroz kotlove i mrežu ova toplota 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 posledice dužeg stajanja kotla u navedenim uslovima mogu biti opasne zbog: -prodiranja pare u cevovod, što izazivalokalno pregrevanje, nepredviđeno dilatiranje cevovoda i pojačano opterećivanje fiksnih tačaka; - 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 prinudno prekinuti i zbog delovanja ,,blokada“. Pošto svaki uzrok prekida rada kotla ima svoje osobenosti a sprečavanje neugodnih posledica zahteva razne postupke, najopasniji slučajevi se posebno opisuju. 1. Nestanak struje („potpuni prekid 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, jer se na 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 u ekspanzioni rezervoar. Ostaviti otvorene samo odzračne ventile 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 otvoriti da pritisak u kotlu padne ispod radnog pritiska sistema. Po uspostavljanju uslova za nastavak rada kotlova (obezbeđeno napajanje električnom energijom), sprovesti sledeće radnje: - uključiti pumpe za održavanje pritiska i obezbediti normalan radni pritisak vrelovodnog sistema; 113

- dobro odzračiti kotao i ceo vrelovodni sistem; - odzračne ventile kroz koje ističe para držati otvorenim sve dok na izlazn iz ventila para ne prestane da ističe; -u ključiti u rad mrežne cirkulacione pumpe; -u k lju čiti u rad kotlovske recirkulacione pumpe; - nastaviti proizvodnju 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 u rad dve pumpe za održavanje pritiska i intenzivno odzračivati ložišne ekrane, kako je navedeno u tač. 1.2.; - ako se proceni da kvar cirkulacionih pumpi može potrajati duže, ugasiti kotlove izbacivanjem vatre sa rešetaka, prekinuti dovod uglja na rešetke i izbaciti ugalj i šljaku iz ložišta. 3. Prekid rada sistema za održavanje pritiska (kvar pumpi, kvar regulatora pritiska, 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 gubitka vod zbog kvara na mreži, odmah kotlove pogasiti.

6.5. REM ONT PO STR O JEN JA ZA CENTRALNO G R EJA N JE Postrojenja za grejanje stambenih i poslovnih prostora rade sezonski, tj. samo u periodu od 15. oktobra do 15. aprila, s tim da pogonslca spremnost postrojenja podrazumeva period od 20. septembra do 10. maja. Period od 10. maja do 20. septembra koristi se uglavnom za remontne radove i konzervaciju postrojenja.

/ 6.5.1. KONZERVACIJA 'Z POSTROJENJA ZA GREJANJE Konzervacija obuhvata sledeće: - konzervaciju kotlova i - konzervaciju vrelovodnih sistema. Konzervacija kotlova podrazumeva konzervaciju gasne površine kotlova i konzervaciju vodene strane kotlova. Konzervaciji gasnih površina kotlova obavezno prethode: temeljno čišćenje gasnih površina, popravka unutar kotla (oštećeni šamot, vrata, poklopci, nadzorna okna, dimne klapne i drugo). Konzervacija se obavlja unošenjem higroskopnih materijala:negašeni kreč CaO, kalcijum-hlorid (CaCl) ili silikagel u podesnirn otvorenim posudama. Konzervaciji vodene strane kotlova prethodi hemijslco čišćenje, a ako je potrebno, i popravka svih uređaja i opreme, koji se nalaze u kontaktu sa kotlovskom 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 vrelovodnog sistema. Radovi na konzervacijama postrojenja mogu se tretirati kao specijalistički (obavezno učešće specijalizovanog stmčnjaka hemijske struke). N a p o m e n a . - O d remontnih radova navedenih od tačke 6.5.2 do 6.5.10 pogonsko osoblje obavlja samo one koje na osnovu opremljenosti sredstvima rada i kvalifikacionoj strukturi osoblja može obaviti.

6.5.2. REMONT KOTLOVA Remont kotlova uglavnom obuhvata sledeće: - zamena zaptivaka na kotlovskim poklopcima, vratima koji se tokom sezone grejanja upotrebljavaju; - temeljito spiranje vodokaznih stakala, popravak vodokaznih ventila, po potrebi zamenu stakala i zaptivaka; - popravku raznih pokretnih mehanizama koji su tokom sezone oštećeni ili blokirani: nadgledna okna, šarnirske veze, zamena polomljenih vijaka i drugih elemenata; - popravku šamotnih ozida (za veće popravke i kompletne izmene ozida angažuju se specijalizovane organizacije); - sve vijke na spojevima izloženim visokim temperaturama namazati mastima

otpornim na visoke temperature, a ostale grafitiranom mašću; - ostale radove, koji su lcao potrebni registrovani tokom rada postrojenja.

6.5.3. REMONT UREĐAJAZA TRANSPORT ČVRSTIH GORIVA - Popravak ili zamena transportnih traka. - Popravak ili zamena ležaja. - Popravak pokretnih opterećenih elemenata transportnih uređaja i zamena oštećenih delova. 6.5.4. REMONT VAZDUŠNIH I DIMNIH KLAPNI - Razrađivanja pokretnih mehanizama, zamena oštećenih delova. - Provera stepena zatvaranja klapni i sprovođenje radova eventualno potrebnog poboljšanja stepena zatvaranja.

6.5.5. REMONT UREĐAJA NA SISTEMU TEČNOG GORIVA ZA LOŽENJE Remont uglavnom obuhvata sledeće: - temeljno čišćenje svih filtara i po potrebi zamena oštećenih mrežica (voditi računa da gustima mreže tačno odgovara radnim uslovima); - zamenu oštećene opreme i sekcije pratećih grejača, neispravnih termostata, manometara i termometara; - zamenu pohabanih delova pumpi (ako konstrukcija pumpi to dozvoljava) ili zamenu novim pumpama (skinute pumpe mogu popraviti specijalizovana preduzeća); 115

I

- temeljno čišćenje same otpadne vode i goriva pročišćavanjem propusnih kanala; - remont gorionika po preporukama i uputstvima proizvođača (najčešće zamenu oštećenih i pohabanih delova).

6.5.6. REMONT UREĐAJAZA HEM IJSKUITERMIČKU PRIPREMU VODE Ovaj remont uglavnom obuhvata: - posude za rastapanje kuhinjske soli otvoriti posudu, očistiti do metalnog sjaja, premazati zaštitnim premazom otpornim na vodeni rastvor kuhinjske soli; - remont posude jonskih izmenjivača - otvoriti poklopac, pregledati stanje unutrašnjih površina i kvalitet izmenjivačke smole. Po potrebi izvaditi jonsku masu, očistiti unutraŠnje površine do metalnog sjaja i premazati odgovarajućim zaštitnim premazom, po potrebi pregledati mlaznice, zameniti jonoizm enjivačku masu i dizne; - remont degazatora termičke pripreme vode - otvoriti ga - pregledati stanje kaskada, po potrebi angažovati specijalistička preduzeća za njihovu zamenu; popraviti armaturu na degazatoru za manometre, termometre, ventile za dovod pare, vode i lcondenzata, ventile za otparavanje i ugrađene pločice za redukciju otparavanja (0 provrta: 4-6 mm).

6.5.8. REMONT ARMATURE Zbog potrebe da se konzervacija što pre sprovede, preporučuje se da se sva armatura koja dobro ne zatvara zameni novom, a skinuta armatura naknadno remontuje i pripremi za upotrebu sledeće godine.

6.5.9. REMONT PUMPI Remont pumpi može da predstavlja praktično kompletnu inovaciju, ako se nabave svi potrebni delovi. Obratiti pažnju na kvalitet zaptivača, jer moraju biti visokog kvaliteta i dugoročni. 6.5.10. REMONTNI RADOVINA ELEKTROINSTALACIJII OPREMI Ako u pogonskom osoblju ima kvalifikovanih električara, oni sami mogu obaviti određene remontne radove.

P I T A N JA 1. Š ta s u p o s u d e p o d p r i ti s k o m ? 2 . Š ta s u t o p l o v o d n i k o tlo v i? 3. Š ta s u v r e l o v o d n i k o t l o v i ? 4 . Š ta s u p a r n i k o t l o v i ? 5. K a k v e v r s t e p r e g l e d a o p r e m e p o s t o j e ? 6 . K a k v i p r e g l e d i m o g u b iti š to s e t i č e v r e m e n s k o g p e r io d a ? 7 . Š ta j e p r v i p r e g l e d ? 8. Š ta j e r e d o v a n p r e g l e d ? 9. Š ta j e v a n r e d a n p r e g le d ? 10. K o j a d o k u m e n t a c i j a s e m o r a v o d i t i u t o k u p o g o n a

6.5.7. REMONT REZERVOARA NAPOJNE VODE Otvaranje, čišćenje, pregled i procena korozionog oštećenja površina. Po potrebi zamena korodiranih delova rezervoara. 116

u j e d n o j k o t l a r n ic i? 11. Š ta s e u p o g o n u r e d o v n o k o n t r o l i š e k o d k o t l o v a ? 12. Š ta t r e b a b i t n o u r a d i t i k a d a n e s t a n e s t r u j a u k o tla r n ic i? 13. Š ta tr e b a u r a d i t i k a d a s e p o n o v o u s p o s t a v i e le k trič n a e n e rg ija ?

14. Š ta 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 janje i k a k o s e iz v o d i ?

h e m i j s k u i t e r m ič k u p r i p r e m u v o d e ?

15. Kako se 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 se v rši re m o n t re z e rv o a ra n a p o jn e v o d e ?

16. Šta se 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 tran sp o rt č v r s t i h g o r i v a ?

re m o n t u re đ a ja u

tečnog g o r iv a z a l o ž e n j e ?

2 1 . K a k o se o b a v lja re m o n t a rm a tu re ? 2 2 . K a k o s e o b a v lja r e m o n t p u m p i?

17. Šta j e r e m o n t k l a p n i k o t l o v a ? 18. K ako s e s p r o v o d i

19. Š ta p o d r a z u m e v a r e m o n t u r e đ a ja i o p r e m e z a

s is te m u

2 3 . K o iz v o d i r e m o n tn e ra d o v e n a e le k tr o in s ta la c ija m a i o p re m i?

117

7. VAZDUŠNO GREJANJE 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 se). Osim ljudi, vazduh se zagađuje i lako isparljivim materijama iz odeće, nameštaja, tepiha i raznih predmeta u prostoriji; u kuhinjama se osećaju mirisi namirnica, kao i oni nastali tokom pripremanja hrane; u perionicama isparenja potiču 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: prirodna ventilacija i mehanička ventilacija. Najbolje bi bilo da se prirodno provetravanje (ventilacija) naziva provetravanje, a da se mehanička, odnosno prinudna ventilacija (provetravanje) naziva ventilacija.

118

7 1. PROVETRAVANJE Prirodno provetravanje prostorija može se ostvariti: - infiltracijom vazduha kroz procepe prozora i spoljašnjih vrata; - otvaranjem prozora i - kroz posebne kanale i otvore. Spoljašnji vazduh može ući u prostoriju pod dejstvom vetra ili usled Arhimedove 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 podrazumeva se koliko se puta vazduh u prostoriji zameni svežim vazduhom, u toku jednog sata. Osnovna pređnost provetravanja je u tome što nije potreban nikakav uređaj za pokretanje vazduha, pa se ne troši ni energija za pogon. Nedostaci provetravanja su: - relativno mali intenzitet ventilacije (mali broj izmena vazduha); - nekontrolisani upad vazduha kroz otvore pri dejstvu vetra veće brzine; - mogućnost ulaska insekata i sitnijih životinja u prostoriju kroz otvore za provetravanje.

Provetravanje se primenjuje u stambenim i manjim poslovnim zgradama, manjim prodavnicama, kao i u prostorijama 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, procepe i dr. Mehaničko provetravanje prostorije može se izvesti izvlačenjem (odvođenjem) vazduha iz prostorije, ubacivanjem (dovođenjem) svežeg vazduha u prostoriju i kombinovano: istovremenim 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 smatrati pravom ventilacijom.

7.2.1. VENTILACIJA ODVOĐENJEM VAZDUHA Ventilator izaziva potpritisak na usisu ventilatora i izvlači vazduh iz prostorije. Odvođenjem vazduha stvara se u prostoriji potpritisak u odnosu na atmosferski, pa vazduh iz okoline ulazi u prostoriju kroz prozore i vrata. Ako su prozori i spoljašnja vrata zatvoreni, vazduh se usisava kroz procepe (fuge), a ako se vazduh usisava iz susednih prostorija, spoljašnji vazduh ulazi u te prostorije kroz prozore. Vazduh iz prostorije može se odvoditi lokalno ili centralno. Centralna ventilacija podrazumeva odvođenje vazduha sa više mesta u prostoriji sistemom kanala i

odsisnih elemenata, i izbacivanje tog vazduha u okolinu preko zajedničkog ventilatora. Centralnom ventilajbijom celokupna prostorija provetrava se ravnomerno ili gotovo ravnomerno. U sistemima ventilacije, kada se samo izvlači vazduh, retko se primenjuje centralna ventilacija. Lokalnom ventilacijom vazduh se odvodi sa određenog mesta u prostoriji (obično iznad najvećeg zagađivača) i ventilatorom izbacuje u okolinu. U jednoj prostoriji može biti instalirano više sistema za lokalno odsisavanje, ali se u tom slučaju obično ugrađuje i sistem za ubacivanje 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. Najčešće se izrađuju haube sa bočnim ili gornjim odsisom. Na slici 7.1 prikazana je jedna bočna hauba. Trebalo bi da vazduh struji ravnomerno po celom čeonom

Sl. 7.1. - OdsLma hauba sa bočnim usisavanjem vazduha: 1 — čeona brzina na ulazu

119

preseku haube, što je ovim tipom 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 obavlja se pomoću viseće haube. Na slici 7.3 prikazana je jedna viseća hauba, a naznačena i preporučena vrednost koliko dimenzije haube treba da prelaze ivice radnog stola. Sličan tip hauba koristi se i za lokalno odsisavanje vazduha u kuhinjama. 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 postavljaju lebdeće žaluzine koje sprečavaju strujanje u suprotnom smeru kada je ventilator isključen. Lokalno izvlačenje vazduha se skoro uvek primenjuje u toaletima zgrada opšte i javne namene, a sve češće i u stambenim zgradama. Cilj je da se u toaletu stvori potpritisak u odnosu na okolne prostorije i tako spreči širenje mirisa. Vazduh uvek mora da struji od okolnih prostorija (obično hodnika) ka toaletu, a nikako u obrnutom smeru. 7.2.2. VENTILACIJA DOVOĐENJEM VAZDUHA

Sl. 7.2. — Odsisna hauba sa bočnim usisom kroz procepe: l —brzina usisavanja 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 ili direktno). U prostoriji se stvara natpritisak i vazduh iz prostorije izlazi u okolinu kroz prozore i vrata. Sistem ventilacije sa natpritiskom obično se koristi kada izvor zagađenja nije u samoj prostoriji koja se provetrava nego u susednim prostorijama. Na ovaj način se prostorija ,,štiti“ od zagađenja iz okolnih prostorija. Na primer, u restoranima se često održava natpritisak u odnosu na kuhinju, čime se sprečava da se miris iz kuhinje širi po sali. 7.2.3. VENTILACIJA DOVOĐENJEM I ODVOĐENJEM VAZDUHA

Sl. 7.3. —Viseća hauba iznad radnepovršine: 1 - radna površina - sto, štednjak...

120

Kada se iz ventilisane prostorije vazduh samo izvlači, spoljašnji vazduh ulazi u prostoriju kroz otvore u zidovima. Kada se

prostorija provetrava samo dovođenjem vazduha, zagađeni vazduh iz prostorije izlazi kroz otvore u zidovima. U oba slučaja prostorija je povezana sa okolinom. Vazduh struji različitim intenzitetom kada su prozori i vrata u prostoriji zatvoreni (vazduh struji samo kroz procepe) i kada su otvoreni (razmena vazduha je mnogo intenzivnija). To znači da na mehaničku ventilaciju povratni uticaj ima prirodno strujanje vazduha (u prostoriju ili iz nje). Intenzitet ventilacije se menja i teško ga je kontrolisati i održavati u željenim granicama. Tehnički je najbolje rešenje da se spoljašnji vazduh dovodi jednim (ubacnim) sistemom za ventilaciju, a da se istovremeno zagađeni vazduh odvodi iz prostorije drugim, nezavisnim (odsisnim) sistemom za ventilaciju. Ovakvim rešenjem ventilacije, praktično se zanemaruje uticaj okoline na rad ventilacionog sistema. Intenzitet ventilacije, iskazan kroz broj izmena vazduha u prostoriji na sat, može se lako regulisati i održavati na željenom nivou. 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 prostorija čiji je prostor relativno ravnomerno 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 provetravanje prostorija sistemom za ventilaciju može se vršiti samo leti i u prelaznim periodima. Ako bi se hladan spolja-

šnji vazduh zimi ubacivao u prostoriju, ne bi se ostvarili povoljni termički uslovi sredine za ugodan boravak ljudi. Zbog toga se sistemi za ventilaciju, po pravilu, kombinuju sa uređajima za grejanje, i to najčešće sa sistemom vazdušnog grejanja.

7.3. VAZDUŠNO GREJANJE U sistemima vazdušnog grejanja radni fluid je vazduh. On se zagreva u uređaju koji predstavlja izvor toplote u sistemu grejanja (peć, grejač, kalorifer), a zatim se uvodi u prostoriju gde se meša sa unutrašnjim (sobnim) vazduhom. Toplota koju donosi zagrejan vazduh nadoknađuje toplotne gubitke prostorije i tako se održava željena unutrašnja temperatura. Zagrevanje vazduha može biti lokalno (izvor toplote je u samoj prostoriji) ili centralno.

7.3.1. LOKALNO VAZDUŠNO GREJANJE Kalorifer je najjednostavniji uređaj za vazdušno grejanje. Ima metalno kućište u kome su smešteni ventilator i grejač (sl. 7.4). Grejač predstavlja razmenjivač toplote izrađen od orebrenih cevi. Obično se na čelične cevi postavljaju 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 toplote dovodi se topla voda ili vodena para iz centralnog toplotnog izvora. Na slici 7.5 prikazan je sklop kalorifera. Vide se svi sastavni delovi, a na osnovu pomoćnih linija može se zaključiti gde se koji deo nalazi u sklopljenom uređaju. 121

I

Postoje i takvi kaloriferi u koje se umesto razmenjivača toplote voda/vazduh, odnosno para/vazduh, ugrađuju električni grejači. S obzirom na to da se električna energija direktno koristi za grejanje, i za ovaj tip zagrejača vazduha važi primedba 122

o neracionalnosti korišćenja električne energije, kao i za lokalne uređaje za grejanje koji koriste električnu energiju. Ventilator kalorifera usisava vazduh iz prostorije, prevodi ga preko grejača i zagrejanog uduvava u prostoriju. Ovaj tip

r

grejanja može biti samostalan, tzv. čisto vazdušno grejanje, a može se kombinovati i sa nekim od sistema za provetravanje. Kombinacija kalorifera i sistema za ventilaciju često se primenjuje u industrijskim pogonima u kojima se vazduh zagađuje tokom tehnološkog procesa, pa je prostor potrebno provetravati. Prostorija se može ventilirati i preko samog kalorifera. U tom slučaju se mora predvideti veza kalorifera sa okolinom. Ventilator usisava deo spoljašnjeg i deo recirkulacionog vazduha (sl. 7.6). Klap-

žeg vazduha dobro se upotpunjuje sistemom za lokalno odsisavanje (na primer, preko hauba). Ako u prostorijama nema većih zagađivača vazduha (na primer, u prodavnicama, holovima) kaloriferi se koriste za grejanje, a provetravanje se obavlja prirodnim putem - otvaranjem vrata. Odavanje toplote kalorifera može se regulisati sa vodene ili sa vazdušne strane. Regulisanje sa vodene strane može biti dvojako: - promenom protoka vode kroz razmenjivač toplote (u tom slučaju mora postojati regulacioni ventil na priključku sa cevnom mrežom) i - promenom temperature razvodne vode (centralna regulacija). Kaloriferi obično imaju višebrzinski ventilator (sa dve ili tri brzine), tako da se izborom brzine menja protok vazduha kroz kalorifer.

7.31.1. Vazdušne zavese

Sl. 7.6. - Ubacivanje svežeg vazduha preko kalorifera: / - usis svežeg vazcluha; 2 - usis recirkulacionog vazduha; 3 - žaluzina; 4 - regulaciona klapna; 5 - kanal; 6 -prelazni element; 7 - kalorij'er; 8 - ubacivanje zagrejanog vazduha

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 prostorija ovimputemje 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 brzine štite prostoriju od većeg upada hladnog spoljašnjeg vazduha. Sastavni elementi vazdušnih zavesa vrlo su slični sastavnim elementima kalorifera, razlikuju se samo po posebnim konstrukcijama, prilagođenim funkciji koju obavljaju (sl. 7.7). Sa vazdušne zavese (sl. 7.7) skinuta je maska i upravo je prikazan trenutak kada se razmenjivač toplote slcida (demontira). Vazdušne zavese obično rade samo sa recirkulacionim vaz123

Ova vrsta vazdušnih zavesa primenjuje se u hladnjačama i skladištima sa niskom unutrašnjom temperaturom. Mlaz hladnog vazduha sprečava upad toplog spoljnjeg vazduha u hlađenu prostoriju.

7.3.2. CENTRALNO VAZDUŠNO GREJANJE

Sl. 7.7. - Vazdušna zavesa: 1 - razmenjivač toplote

duhom koji usisavaju iz prostorije, zagrevaju prevođenjem preko grejača, a zatim ga velikom brzinom ubacuju duž ulaza u prostoriju. Vazduh se može ubacivati odozgo (češće) ili bočno. Mlaz vazduha pokriva čitavu širinu vrata, ali je relativno uzan (male širine), tako da se postižu velike brzine vazduha (oko 10 m/s) i samim tim ostvaruje veliki domet mlaza. Vazdušne zavese se primenjuju u objektim a u kojima su ulazna vrata često otvorena zbog velike frekvencije ulaska i izlazaka ljudi (robne kuće, ulazi velikih poslovnih zgrada, industrijske hale u kojima iz tehnoloških razloga vrata moraju biti stalno ili često otvorena itd.). Pored toplih vazdušnih zavesa (ubacuju zagrejani vazduh) koje se koriste zimi, postoje i hladne vazdušne zavese. 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 prelaznim periodima. Prave hladne vazdušne zavese ubacuju ohlađen vazduh u zonu otvorenih vrata. 124

U centralnim sistemima vazdušnog grejanja vazduh se zagreva na jednom 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 ventilaciona komora, a ako se vazduhom zgrada i klimatizuje, to je klimatizaciona komora, ili kraće: klima-komora. Sve te komore su slične, samo se razlikuju po elementima koji se u njima nalaze. 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 zadatak da prečisti vazduh, što je dvostruko korisno: ljudima je prijatnije kada se u prostoriju ubacuje zagrejan vazduh iz koga su odstranjene čestice prašine; a istovremeno se razmenjivač toplote u komori štiti od zaprljanja. Vazduh se obrađuje na sličan način kao i u kaloriferu. Izvlači se iz zagrevane prostorije preko odsisnih rešetaka, a zatim se sistemom kanala (povratni kanali) dovodi do komore. U komori se vazduh filtrira, zagreva i ventilatorom potiskuje kroz razvodne kanale do mesta ubacivanja u prostorije. U manjim centralnim vazdušnim postrojenjima dovoljan je jedan ventilator

u komori, dok u većirn sistemima mogu postojati dva ventilatora: odsisni (za recirkulacioni vazduh) i potisni (za pripremIjeni vazduh). Grejači u komorama napravljeni su od orebrenih cevi. Rebra su izrađena od čeličnog lima (na čeličnim cevima) ili od j aluminijumskog lima (na bakarnim cevima). Rebra su obično kvadratnog ili pravougaonog oblika, a mogu biti i kružna ili spiralna. Rastojanje između rebara je naj| češće 2-3 mm. Radni fluid u grejačima 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. 7.8. - Aksijalni ventilator

SI. 7.9. - Centrijugalm ventilator: 1 —ventilator; 2 -

Aksijalni ventilatori (sl. 7.8) koriste se kada je potrebno savladati manji pad pritiska. Ukoliko u sistemu za ventilaciju 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 postrojenjima za klimatizaciju visokog pritiska koriste se centrifugalni ventilatori sa lopaticama zakrivljenim unazad (sl. 7.9). Ovi ventilatori su stabilni, imaju veći stepen korisnosti i stvaraju manju buku nego 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 filtriraju u postrojenjima za vazdušno 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 čvrste i delimično tečne čestice i tako kaiš; 3 - elektromotor prečiste vazduh. Apsorpcija je 125

proces izdvajanja gasovitih primesa iz otpadnog vazđuha. Otprašivanje je izdvajanje prašine veće koncentracije (na primer, tokom obrade drveta rezanjem i brušenjem, ili tokom rada sa praškastim mater rijalima u hemijskoj ili farmaceutskoj industriji). Filtrkanje vazduha primenjuje se u svim ventilacionim i klimatizacionim postrojenjima, a otprašivanje i apsorpcija samo u industrijskoj ventilaciji, odnosno klimatizaciji. Prašina koja se nalazi u vazduhu deli se na grubu, finu i lebdeću prašinu. Shodno toj podeli, izvršena je i klasifikacija filtara. Pripadnost filtra određenoj klasi definisana 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 K LA SE FILTARA N am cna tlltra

N ova oznaka

S ta ra o z n a k a

z a g rn b u p r a š in u

EU 1

A

z a f in u p r a š in u

E U 2 do E U 4

B i iBr

z a f in u p r a š in u v is o k o g k v a lite ta

E U 5 do E U 9

C , do C 3

E U 10 d o E U 18

Q , R , S (H E P A ), T, U (U L P A ), V

z a le b d e ć u p r a š in u ( a p s o lu tn i f ilta r )

126

Kada recirkulacioni vazduh nije mnogo zagađen, i kada u prostoriji nije potrebno da se ispune mnogo strogi zahtevi za čistoćom vazduha, u komom se ugrađuje samo jedan filtar klase do EU 4. Ako se u prostoriji zahteva ubacivanje vazduha 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 u kojima se zahteva izuzetno visoka klasa čistoće vazduha (na primer: operacione sale, određeni proizvodni pogoni elektronske i farmac'eutske industrije) obavlja se trostepeno filtriranje lcoje se ostvaruje strujanjem vazduha kroz tri filtra, i to: gmbog filtra (klase EU 2 do EU 4) na ulazu u komom, finog filtra (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 materijala. Od prirodnih materijala koriste se: pamuk, vuna i celuloza. Filtri se izrađuju od tzv. netkanih tekstila. U poslednje vreme filtarska masa se sve češće izrađuje od veštačkih materijala, od kojih su najznačajniji: poliamidi, poliestri, polipropilen, polietilen, fiber-vlakna, teflon 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 jer sprečavaju prodor većih predmeta (hartija, lišće i sl.) u ventilaciono postrojenje. Ako se žica naulji (premaže uljem) povećava se efekat izdvajanja. U tehnici ventilacije i klimatizacije najčešće se koriste kasetni filtri. U metalno

/ kućište (ram filtra) ugrađuje se filtarska masa od prirodnih ili veštačkih materijala. Kasetni filtri mogu biti ravni (smer strujanja vazduha ispred filtra upravan je na filtarsku masu) ili je ugaoni (sl. 7.10).

Sl.

7 . 10. — Kasetni

ugaoni jiltar za vazduh

Ugaonom ugradnjom filtra povećava se njegova površina po jedinici protoka vazduha, pa se time povećava i efikasnost izdvajanja nečistoća. Tokom prolaska vazduha kroz filtarsku masu, čestice prašine se ,,lepe“ na vlakna filtra, vazduh se prečišćava, a filtar prlja. Kako se zaprljanost filtra povećava, raste otpor strujanju, pa se smanjuje protok vazduha. Kada se dostigne granična zaprljanost, filtar se čisti (pere, produvava) ili se zamenjuje filtarski uložak. Kasetni filtri se obično ugraduju u komoru, a mogu biti postavljeni i u kanalu za vazduh ili neposredno ispred svakog elementa za ubacivanje. Vrećasti filtri (sl. 7.11) obično se koriste u industrijskoj ventilaciji kada postojiizvor prašine, mada se mogu naći i u komorama za komfornu klimatizaciju. Kada se filtar zaprlja, izvadi se iz komore i očisti.

Sl. 7.12. -F ilta rza vuzduh sa pokretnom trakom rol-filtar

U industriji se koriste i filtri sa pokretnom trakom (sl. 7.12). Ovi filtri se nazivaju i rol-filtri. Vazduh struji kroz filtarsku masu i kada se ona zaprlja, pokretanjem pogonskog mehanizma zaprljani deo filtra se namotava na valjak, njegovo mesto zauzima čist filtar koji se odmotava sa čistog valjka. Rol-filtri mogu imati i neprekidnu traku. U donjem delu filtra nalazi se posuda sa uljem. Filtar se lagano kreće tako da stmja vazduha uvek nailazi na očišćenu i zauljenu filtarsku masu. Elektrostatički filtri mogu izuzetno efikasno izdvojiti veliki broj čvrstih čestica iz vazduha. Vazduh prolazi pored provodnika sa visokim električnim potencija127

lom i čvrste čestice u njemu pozitivno se naelektrišu. Zatim vazduh struji između ploča pod naponom i čestice se izdvajaju na negativno naelektrisanim 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.

1 3 .2 3 . K anali za vazduh Kanali služe za razvođenje vazduha po objektu. U zavisnosti od namene vazduha koji se transportuje, vazdušni kanali mogu biti: razvodni, povratni, za svež vazduh, za otpadni vazduh itd. Termički pripremljen vazduh u komori mrežom razvodnih kanala dovodi se do mesta ubacivanja u svaku ventilisanu (ili klimatizovanu) prostoriju. Ako je grejanje vazdušno, vazduh koji se izvlači iz prostorija povratnim kanalima vraća se u komoru na ponovnu obradu. Kanalima za svež vazduh spoljašnji vazduh dovodi se od mesta usisa na fasadi objekta ili van objekta do centralne komore. Vazduh koji se lokalno odsisava vodi se kanalima za otpadni vazduh van objekta. Vazduh od komore do ventilisanih prostorija treba da se dovede što kraćim putem, kako bi kanalska mreža bila kraća, i samim tim jeftinija. Kanali treba da zauzimaju što manje mesta, treba da imaju određenu krutost, kako bi što manje proizvodili i prenosili buku. Tokom eksploatacije sistema, kanali se prljaju (taloženjem prašine), pa ih je potrebno s vremena na vreme očistiti. 128

Kada se bira materijal za kanale, trebalo bi obratiti pažnju na sledeće zahteve: -p o v ršin a kanala treba da je glatka (manji pad pritiska pri strujanju); - kanali moraju biti otporni na koroziju i nezapaljivi; - materijal ne sme biti higroskopan (da lako upija vlagu); - kanali treba da su male težine (zbog lakše montaže) i da su dugotrajni; - proizvodnja i montaža kanala treba da bude što jeftinija. Za izradu vazdušnih kanala najčešće se koristi čelični lim. Lim je obično pocinkovan, a može biti premazan i nekim zaštitnim slojem. Kanali mogu imati kružni i pravougaoni poprečni presek. Za manje protoke vazduha obično se primenjuju kružni kanali, a za veće pravougaoni. Treba težiti da odnos kraće i duže stranice poprečnog preseka pravougaonog kanala bude u granicama do 1 : 2 (max 1 : 4). Debljina lima zavisi od veličine preseka kanala i pritiska vazduha u njemu. U svetu se danas kanali sve češće izrađuju industrijski (serijska proizvodnja u fabrici). Zbog toga je izvršena standardizacija veličine kanala. Standardima su propisani prečnici kružnih kanala i dužine stranica pravougaonih. U našoj zemlji se kanali još uvek rade po meri na samom objektu, pa se izrađuju u različitim, često nestandardnim veličinama, u skladu sa zahtevom projektanta postrojenja za ventilaciju i klimatizaciju. Kanali se po dužini spajaju savijanjem lima (tzv. falcovanje), i to mašinski. Postoji više tipova šavova, kao što su: ležeći (sl. 7.13), Pitsburg šav (sl. 7.14), džepni itd. Gotovi delovi kanala spajaju se pomoću L-profila. Gvozdeni profil širine od 20 do 40 mm (zavisno od preseka kanala)

Sl. 7.13.- Podužno spajanje kanala - ležeći šav

hteva se klasa propustljivosti, tako da se uobičajeno ne sprovodi test zaptivenosti kanala za vazduh. Na mestu gde kanal skreće (obično za 90°) ugrađuju se kolena. Kolena, račve, prelazni komadi i sl. nazivaju se jednim imenom fazonski komadi. Svi ti elementi prouzrokuju pad pritiska u struji vazduha. Kolena treba da su glatka (bez oštrih ivica), izvedena sa odgovarajućim radijusom krivine, tako da izazivaju što manji pad pritiska (sl. 7.15). Da bi se održalo ravnomernije strujanje po preseku kanala, u kolena se postavljaju skretni limovi (sl. 7.16) ili usmeravajuće žaluzine.

Sl. 7.15. - Koleno 9(/‘za vazdušne kanale

Sl. 7.14. - Podužno spajanje kanala - šav Pitsburg

spaja se sa limom kanala zakovicama (nitnama), a kraj kanala se savija preko profila (tzv. pertlovanje). Između profila se stavlja zaptivni materijal, a protil se priteže zavrtnjima. 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 instalacijama za ventilaciju i klimatizaciju ne za-

Sl. 7.16. -K oleno 90° sa ugrađenim skretnim limovima

Na mestima odvajanja struje vazduha (ili na mestima sabiranja dveju struja vazduha u povratnoj mreži kanala), postavIjaju se račve (sl. 7.17) i T-račve (sl. 7.18). I ovde važi pravilo da treba izbegavati oštre ivice, zbog intenzivnog vrtloženja i povećanog pada pritiska. Osim od pocinkovanog čeličnog lima, kanali u ventilacionim postrojenjima mo129

Sl. 7.17. —Odvajanje struje vazduha - ra&va za krušne kanale: A -površina preseka kanala; Q - zapreminski protok vazduha

vazduha koriste se: rešetke, anemostati, mlaznice, linijski difuzori, vrtložni difuzori itd. U centralnim sistemima grejanja i ventilacije, vazduh se najčešće izvlači preko rešetki. 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 isprepletene žice (obično se koriste za odsisavanje vazduha), sa fiksnim i sa pokretnim lamelama. Lamele mogu biti jednoredne i dvoredne. Jednoredne lamele mogu biti postavljene horizontalno ili vertikalno. U rešetkama sa dvorednim lamelama one su postavljene i horizontalno i vertikalno. Pravac istrujavanja vazduha može se usmeravati postavljanjem lamela u određeni položaj. Na slici 7.19 prikazana je stan-

Sl. 7.18. - T-račva za pravougaone kamate

gu se izrađivati i od aluminijumskog ili bakarnog lima, različitih plastičnih masa, azbestnog cementa, a kanali velikog poprečnog preselca mogu biti i zidani (opekom ili betonom). Kanali od aluminijumskog i bakarnog lima, kao i plastične 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 temperatura odvodnih gasova, kanali se izrađuju od azbestnih ploča. 7.3.2.4. Elementi za ubacivanje i izvlačenje vazduha Vazduh pripremljen u komori razvodi se kanalima do svake prostorije, a u prostoriju se ubacuje kroz posebne otvore — elemente za ubacivanje. Za ubacivanje

Sl. 7.19. - Rešetka za uhacivanje vazduha sa horizontalnirn i vertikalnim lamelama

dardna rešetka za ubacivanje ili izvlačenje vazduha, a na slici 7.20 dat je njen presek. Rešetka može imati ili ne regulator protoka. Anemostati se obično ugrađuju u spuštene tavanice. Vazduh se ubacujc horizontalno (duž tavanice). Anemostati mogu biti kvadratni i kružni. Kvadratni anemostat obično izduvava vazduh na sve četiri

7.20. - Presek resetke sa pokretnim horizontalnim lamelama: B - širina rešetke; H —visina rešetke

7.4. SPREGA POSTROJENJA ZA VENTILACIJU I GREJANJE

Sl. 7.21. -JzgledkV'ađrathSg-anemostata

i

i

Linijski difuzori (tzv. šlicevi) jesu elementi za ubacivanje koji se koriste u sistemima klimatizacije niskog i visokog pritiska. Dugi su jedan do četiri metra, a otvor je širok od 10 do 20 mm. Vrtložni difuzori su konstruisani tako da se omogućava spiralno ubacivanje 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. Dopuštena brzina strujanja u zoni boravka i rada ljudi zavisi od namene objekta, i najčešće iznđsi 0,25 m/s. Pri višim brzinama može se javiti neugodan osećaj promaje.

i

Sl. 7.22. — 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 bude ubačena kroz posmatrani element za ubacivanje. Anemostati se izrađuju od istih materijala kao i rešetke. Mlaznice, kao element za ubacivanje, služe za ubacivanje vazduha u prostorijuvelikom brzinom. Koriste se kada je potrebno postići veliki domet vazdušne 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). U našim klimatskim uslovima, ovakva postrojenja se koriste leti i u prelaznim periodima. Mnogo se češće sistem za ventilaciju kombinuje sa postrojenjem za grejanje. U tom slučaju u komoru se dovode svež vazduh (zbog potrebe provetravanja zgrade) i recirkulacioni vazduh (omogućava jeftiniji pogon - manju potrošnju energije za grejanje). Svež i recirkulacioni vazduh mešaju se u elementu komore zvanom ko131

mora za mešanje ili sekcija za mešanje. Odnos mešavine svežeg i recirkulacionog vazduha može biti stalan, ili promenljiv. Osim navedenih elemenata ventilacione komore, ovakvi sistemi imaju i grejač. Obično se upotrebljava toplovodni grejač, ali postoje i rešenja sa zagrevanjem parom ili elektrogrejačima. Sistem za ventilaciju može da se kombinuje sa grejanjem radijatorima, koje tada predstavlja dežurno grejanje. Radijatori greju prostoriju i kada je sistem za ventilaciju isključen (van radnog vremena). Grejanje radijatorima obično nadoknađuje transmisione gubitke toplote, dok ventilaciona komora pokriva toplotne gubitke usled provetravanja. Ovo rešenje se često primenjuje tokom rekonstrukcije objekata i prilikom naknadne ugradnje sistema za ventilaciju.

7.5. REGULISANJE Rad centralnog toplovodnog grejanja radijatorima može se dvojako regulisati: centralno i lokalno. Centralno regulisanje se ostvaruje promenom temperature razvodne vode i naziva se kvalitativno regulisanje. Lokalno regulisanje se izvodi na samim grejnim telima promenom protolca grejnog fluida. Protok vode se menja pomoću radijatorskog ventila, a regulacija može biti ručna ili automatska. Za automatsku regulaciju neophodno je da na radijatorskim ventilima budu termostatske glave. Izborom postavne vrednosti na termostatskoj glavi bira se željena vrednost temperature u prostoriji. Ventil automatski menja protok vode kroz radijator u skladu sa trenutnim gubicima toplote prostorije i održava zadatu temperaturu vazduha. 132

U postrojenja vazdušnog grejanja postavlja se termostat koji meri temperaturu vazduha u prostoriji i poredi je sa postavnom vrednošću. Senzor temperature se postavlja ili u kanal odvodnog vazduha ili u samu prostoriju. Ako je senzor temperature u prostoriji, mora se voditi računa o tome da bude postavljen na neko reprezentativno mesto. Senzor nije dobro postaviti tako da bude izložen direktnom Sunčevom zračenju, da se nalazi neposredno pored mesta ubacivanja pripremljenog vazduha ili da je u blizini grejnog tela, jer u tom slučaju temperatura koju meri senzor ne odgovara srednjoj temperaturi vazduha u prostoriji. Na osnovu razlike između stvarne i željene temperature vazduha u prostoriji, termostat, preko regulatora, deluje na ventil ispred grejača u komori. U zavisnosti od vrste ventila i položaja pumpe, regulacija kapaciteta (odavanja toplote grejača) ostvaruje se ili promenom protoka radnog fluida ili promenom temperature vode na ulazu u grejač. Kada komora radi i sa svežim i sa recirkulacionim vazduhom, njihov odnos (odnos mešanja) može biti stalan i promenljiv. Protok se menja pomoću regulacionih žaluzina (dempera). Položaj žaluzina može se menjati ručno ili automatski. Kada je regulacija ručna, obično se samo menja položaj žaluzina prilikom prebacivanja sa zimskog na letnji režim. Žaluzina se može ručno prebacivati i na pogon sa 100% recirkulacionog vazduha u periodu uzgrevanja objekta (pre početka radnog vremena i prelaska na normalan režim rada), što je redak slučaj. Automatska regulacija za promenu položaja regulacionih žaluzina koristi elektromotorni pogon. Radom motora obično diriguje termostat koji meri temperaturu mešavine i u zavisnosti od njene vredno-

sti menja udeo svežeg vazduha. Rad žaluzina na usisu svežeg i recirkulacionog vazduha je obično spregnut, tako da se pritvaranjem jedne žaluzine, proporcionalno otvara druga i tako se održava konstantna ukupna količina (protok) vazduha.

7 6 EKSPLOATACIJA SISTEMA ZA GREJANJE IVENTILACIJU 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 ventilaciju moraju biti spregnuti 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 prehrambenih proizvoda itd., u kojima je sistem za ventilaciju neprekidno uključen. 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 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 filtar za vazduh. Centrifugalni ventilatori se obično pokreću elektromotorima preko kaišnog 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 naprezanjima, pa se brže kida.

P I T A N JA 1. Zašto se prostorije provetravaju? 2. Koje su karakteristike prirodnog provetravanja? 3. Kakva je razlika između ventilacije odvođenjem vazduha i ventilacije dovođenjem vazduha? 4. Kada se primenjuje lokalno odsisavanje vazduha? 5. Po kom principu radi vazdušno grejanje? 6. Koji su osnovni delovi kalorifera? 7. Koja je osnovna razlika između kalorifera i vazdušne zavese? 8. Kada se primenjuje aksijalni, a kada centrifugalni ventilator? 9. Kako se filtri dele po klasama? 10. Koji su osnovni tipovi filtra za vazduh?

133

11. Kakve osobine treba da imaju materijali za izradu kanala?

15. Kako se reguliše odavanje toplote grejača u komori?

12. Kako se spajaju kanali od čeličnog lima? 13. Koji su osnovni tipovi elemenata za ubacivanje i izvlačenje vazduha?

16. Zašto se i kako menja odnos svežeg i recirkulacionog vazđuha u postrojenjima za vazdušno grejanje?

14. Zašto se sistem za ventilaciju kombinuje sa postrojenjem za grejanje i kako?

17. Kada se menja fdtar u postrojenjima za grejanje i ventilaciju?

Treći razred

1. DALJINSKO GREJANJE

Razvoj i napredak tehnike, kao i celokupan progres čovečanstva, tesno su povezani sa razvojem energetike. Otkriće novih izvora energije, načina korišćenja, kao i primena savremenijih metoda pretvaranja jednog oblika energije u drugi predstavljaju osnovnu karakteristiku pojedinih perioda razvoja čovečanstva. Savremena tehnologija proizvodnje u raznim granama industrije, poljoprivrede, saobraćaja itd. zahteva ogromne količine energije, bez koje se danas ne može zamisliti razvoj ljudskog društva. Snažni procvat industrije u XIX veku bio je tesno povezan sa pronalaskom prve termičke (toplotne) mašine - parne mašine, koja je nagovestila potpuno nove mogućnosti razvoja tehnike i industrije. Početak proizvodnje električne energije u termoelektranama uslovio je energetski ciklus u kome vodena para visokog pritiska i visoke temperature, proizvedena u parnim kotlovima, 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 parne turbine, odnosno generatori za proizvodnju električne energije. S obzirom na značaj energetike u savremenom ljudskom društvu, objasnićemo najvažnije energetske cikluse i energetska postrojenja za dobijanje toplotne energije.

Energetska postrojenja predstavljaju određeni broj uređaja i aparata za ostvarivanje određenog energetskog ciklusa. Po pravilu, ovakva postrojenja su povezana 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 veoma je razvijena, jer od stepena automatizacije znatno zavise i ekonomski pokazatelji rada pojedinih postrojenja. Da bi se razumeli sistemi, odnosno šeme rada postrojenja za toplane (TO) ili toplane —termoelektrane (TO —TE), koje rade u toplifikacionim sistemima daljinskog grejanja, prikazaćemo rad kotlovskog postrojenja.

1.1. KOTLOVSKO POSTROJENJE Na slici 1.1 šematski je prikazano kotlovsko postrojenje sa osnovnim elementima. Ovo postrojenje proizvodi zasićenu ili pregrejanu paru koja se koristi u energetskim postrojenjima za pokretanje turbina ili za tehnološke potrebe u nekom procesu. Na prikazanoj šemi je parni kotao (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 postrojenju za hemijsku pripremu vode (9), prema kvalitetu vode koji zahtevaju pojedini tipovi kotlova prema parametrima vodene pare koja se proizvodi. U napojni rezervoar takođe se dovodi i kondenzat 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 degazatora, u kome se oslobađa deo rastvorenih gasova i delimično zagreva, 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 PO STRO JEN JA Sa gledišta urbane tehnologije, toplifikacija gradova kod nas odavno nije imperativ, već svakidašnja potreba u daljem razvoju gradova i njegovih delova. Problemlokalnih grejanja pojedinačnih stanova i manjih objekata pojednostavljuje se i rešava kompleksnim toplifikacionim sistemima, koji uključuju proizvođače toplotne energije i cevovodne mreže za razvod fluida koji je nosilac toplote. U jedan sistem daljinskog grejanja mogu biti uključeni proizvođači toplotne energije koji koriste klasična fosilna goriva ili nuklearna goriva, iako još uvek neznatno u odnosu na proizvodnju ukupne toplotne energije. Praktična primena nekih drugih izvora toplotne energije u toplifikacionim sistemima daljinskog grejanja, kao što su termalne vode ili Sunčeva energija, još uvek je u razvoju ili eksperimentima. Postrojenja za proizvodnju toplotne energije mogu se klasifikovati na sledeći način: - postrojenja za proizvodnju toplotne energije za potrebe dobijanja električne energije; - postrojenja za proizvodnju toplotne energije u tehnološke svrhe; - postrojenja za proizvodnju toplotne energije za grejanje i za pripremu sanitarne tople vode. Toplotna energija može se proizvoditi u takvim postrojenjima koja proizvode električnu energiju u termoelektranama uključenim u sistem za snabdevanje elektroenergijom. Za industrijske potrebe ovakva postrojenja mogu biti uključena u industrijske energane u kojima se može koristiti para, regulisanim oduzimanjem

iz kondenzacionih turbina ili na protivpritisnim turbinama, za tehnološke potrebe i za grejanje industrijskog kompleksa. Na slici 1.2 data je osnovna šema termoelektrane u kojoj se osim proizvodnje električne energije može pripremati i topla voda za grejanje i vodena para za tehnologiju. Ona se skraćeno naziva termoelektrana —toplana (TE —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 nema opravdanja, s obzirom na to da su uglavnom u pogonu od 6 do 8 meseci u godini. Za snabdevanje toplotom potrebnom za grejanje znatno su pogodnije kombinacije toplane i termoelektrane (TO —TE). Na slici 1.3 prikazanaje jedna termoelektrana 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 periodima remonta, zastoja ili vršnih opterećenja. Na slikama 1.4 i 1.5 prikazana su postrojenja za toplifikaciju sa parnim kotlovima i izmenjivačima toplote, s tim što je u drugom slučaju predviđena potrošnja pare i za tehnološke potrebe i za grejanje. Toplifikacioni sistemi, kada su u njih uključene samo toplane, prema načinu proizvodnje toplotne energije mogu se podeliti u dve grupe: 139

3

Sl. 1.2. - Toplifikaciono postrojenje u kombinaciji sa termoelektranom: 1 —parni kotao; 2 —glavni parni ventil; 3 - kondenzaciona turbina; 4 —generator; 5 - turbinski kondenzator; 6 - kula za hlađenje vode; 7 —pumpa za rashladnu vodu; 8 —ventil za regulaciju oduzimanja pare u turbini; 9 —izmenjivač toplote sistema vodena para vrela voda; 10 - cirkulaciona pumpa; 11 -potrošač vrele vode za potrebe grejanja; 12 —regulacioni ventil; 13 —pumpa za kondenzat; 14 - napojni rezervoar sa degazatorom; 15 —postrojenje za hemijsku pripremu vode; 16—napojna kotlovska pumpa; 1 7 - pumpa za kondenzat

— direktni sistemi - voda ili para kao nosilac toplote prolazi kroz kotao i kroz grejna tela i — indirektni sistemi — voda ili para iz kotla primarni je nosilac toplote; preko izmenjivača toplote priprema se sekundarni nosilac toplote (topla voda), koja prolazi kroz grejna tela.

3

Sl. 1.3. - Toplifikacionopostrojenje u kombinaciji termoeiektrane sa vrebvodnim kotlom za pokrivanje vršnih potrošnji uezoni grejanja: 1 - parni kotao; 2 - glavni parni ventil; 3 - kondenzaciona turbina; 4 - generator; 5 - turbinski iondenzator; 6 - kula za hladenje vode; 7 —pumpa za rashladnu vodu;

<

11

rU F

A

0 0 W

J _

4.3. -Regulisanje protoka vazduha: 1 -pripremljen vazduh; 2 — regulaciona žaluzina; P - elektromotorni pogon žaluzina; F —meraćprotoka vazduha - sa regulatorom; T — termostat u prostoriji

57.

U uređajima za ubacivanje vazduha obično se koriste regulatori protoka sa oprugom. Oni spadaju u grupu regulatora koji rade bez pomoćne 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 žaluzina potreban je elektromotorni pogon. Rad žaluzina za svež, recirkulacioni i otpadni vazduh je obično spregnut. Ako između žaluzina postoji malo rastojanje, mogu se pokretati jednim elektromotorom. Međutim, bolje je rešenje da svaka regulaciona žaluzina ima

4.2. REGULACIJA SA VODENE STRANE Odavanje toplote razmenjivača toplote sa vodom kao radnim fluidom, može se regulisati na tri načina: - promenom temperature razvodne vode pri konstantnom protoku (kvalitativna regulacija); 193

57. 4.4. —P r o la zn i re g u la cio n i veniili

2

u p re se ku : A —s a j e d n i m sedišlem v e n tila ; B —s a d v a se d išta ventila; I — u la z v o d e; 2 — izla z vo d e

I

Sl. 4.5. - T rokraki r e g u la c io n i v e n til u p re se k u : A - v e n til z a m e ša n je ; B — ra z d e ln i v e n til; 1 - u la z vode; 2 — izla z vo d e

- promenom protoka vode kroz razmenjivač toplote pri konstantnoj temperaturi razvodne vode (kvantitativna regulacija); - istovremenom promenom i temperature 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 ventila sa jednim sedištem i dva sedišta. Pomeranjem vretena ventila menja se položaj pečurke ventila u odnosu na sedište, a time i slobodan presek za strujanje fluida. U tehnici grejanja i klimatizacije obično se koriste prolazni regulacioni ventili sa jednim 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 se za mešanje dveju struja fluida različitih termičkih parametara. Trokraki razdelni ventil ima jedan ulaz i dva izlaza fluida (sl. 4.5 B). Koristi se za podelu protoka vode (u određenom odnosu) u dve grane (struje).

4.3. TIPIČNE PRIMENE REGULACIJE I ZAŠTITE U TEHNICI KLIMATIZACIJE

mrežu hladne vode (izuzev kroz priključke hladnjaka) stalno cirkuliše konstantna količina hladne vode.

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 regulacionim ventilom ili trokrakimrazdelnim ventilom (sl. 4.6). Radom

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

57. 4.6. — R eg u la cija h la d n ja k a u k lim a -k o m o ri: A - p r o l a z n i ven til; B - tro kra ki ra z d e ln i v en til; l — s ig n a l iz re g u la to ra ; 2 - p r o la z n i v e n t i ls a e le k tro m o to r n im p o g o n o m ; 3 — ra z v o d n a vo d a z a h la đ en je ; 4 —p o v r a tn a voda; 5 - stru ja vazduha; 6 - h la d n ja k ; 7 - tro kra ki v e n til sa e le ktro m o to rn im p o g o n o m

hladnjaka obično upravlja termostat. On meri temperaturu vazduha u kanalu 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 eg u la c ija g re ja ča p re k o tro k ra k o g m e š n o g v e n tila n a ra zvo d u : G - g re ja ć - p o tro ša č toplote; P - c irk u la c io n a p u m p a ; M - v e n t i l za m e ša n je sa e le ktro m o to rn im p o g o n o m ; V - p r o l a z n i v en til; K — k o ta o (izv o r top lo te); I i 3 — u la z v o d e u trokraki v en til; 2 - izla z vo d e iz tro k ra k o g v en tila

195

potrebama menja se temperatura vode na ulazu u grejač. Ova vrsta regulacije ostvaruje se trokrakim ventilom za mešanje sa elektromotornim 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 trokrakog ventila upravlja termostat, koji preko regulatora deluje na elektromotorni pogon i menja odnos mešanja (odnos protoka kroz krake 1 i 3). Kada su maksimalne potrebe 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) i kroz ostali deo mreže 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 konstantan protok vode kroz krug grejača. Ovim rešenjem se obezbeđuje konstantan protok tople vode i kroz krug grejača i kroz toplotni izvor i cevnu mrežu. Protok je promenljiv jedino 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

Sl. 4.8. - R e g u la cija g re ja ča p re k o tro k ra k o g ventilaa m e ša n je n a p o v r a tu (sistem z a ubrizgavanje): G - g re ja č - p o tro ša č to p lo te; S - s e k u n d a r n a pumpa; P - p r im a r n a p u m p a ; M — v e n til z a m e ša n je sa e le ktro m o to rn im p o g o n o m ; V - p r o l a z n i ventil; K - k o ta o - izv o r to p lo te; N - n e p o v r a tn i p ro tiv s tr u jn i v en til; I i 3 - u la z vode u trokraki ventil; 2 - izla z vo d e iz tro k ra k o g v e n tila

Prikazana rešenja regulacije grejača obavezno se primenjuju za predgrejače,a najčešće i za dogrejače u klima-komorama i zonske dogrejače. 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 zamrzavanja vode u predgrejaču. Voda ima najveću gustinu, i proporcionalno tome najmanju zapreminu, na temperaturi 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 ravnomernija raspodela temperature po celoj površini

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 trokraki razdelni ventil umesto trokrakog mešnog ventila.

Sl. 4.9. - Regulacija grejača preko trokrakog ventila za mešanje napovratnom vodu: G - grejač - potrošač toplote; P - cirkulaciona pumpa; M -v e n til za mešanje sa elektromotornim pogonom; V- prolazni ventil; K - kotao - izvor toplote; I i 3 - ulaz vode u trokraki 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 prikazana 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 vrednošću i u zavisnosti od utvrđenog odstupanja, pomoću trokrakog ventila za mešanje menja temperaturu vode na ulazu u predgrejač. Hladnjak i dogrejač se obično regulišu prema temperaturi vazduha u prostoriji.

Sl. 4.10. — R eg u la cija k lim a -ko m o re: S V — s v e ž vazduh; P V —p rip re m lje n va zd u h ; Ž t —ž a lu z in a s v e ž e g va zduha; t,- ž a lu z in a re c ir k u la c io n o g vazd uha; M — ko m o ra za m e ša n je ; F —filta r ; G s - pred g reja č; P —p u m p a predgrejača, H -h la d n ja k ; M K — m a g le n a ko m o ra ; G 2 - do g reja č; V - v en tila to r; 7) - term o sta t za ž a lu zin e ; T2 — te r m o sta t za predgrejač; R t - re g u la to r p o k r e ta n ja ž a lu zin a ; R 2 - re g u la to r p re d g re ja ča ; R s — re g u la to r h la d n ja k a i d o g re ja ča

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 grejača i maglena 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 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 više hladi i više suši (smanjuje mu se apsolutna vlažnost). Termostat u prostoriji registruje sniženje temperature (izazvano prekomernim hlađenjem vazduha) i šalje impuls elektromotornom pogonu ventila dogrejača da poveća 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. — K o n tro la ra d a iz a š tita klim a -ko m o re: ( S V - s v e ž vazd u h ; P V - p rip re m lje n vazduh; Ž, —ž a lu z in a s v e ž e g va zduha; Ž 2 - ža lu zin a re c ir k u la c io n o g vazduha; M - k o m o r a za m e ša n je ; F - f i l t a r ; G t - p re d g re ja č; P - p u m p a pred g reja ča ; H - h la d n ja k ; M K - m a g le n a ko m o ra ; G 2 - dogrejač; V - v e n tila to r; T M - m ra z-term o sta t; R - r e g u la to r p o k r e ta n ja ža lu zin a ; D P { - d ife r e n c ija ln ip r e s o s ta tfiltr a ; D P 2 — d ife r e n c ija ln ip r e s o s ta t v en tila to ra )

198

grejača padne ispod postavne vrednosti (+5°C), mraz-termostat stupa u dejstvo. On potpuno zatvara žaluzinu na dovodu hladnog spoljašnjeg vazduha (Ž,), isključuje ventilator u klima-komori (V), uključuje cirkulacionu pumpu predgrejača (P) i otvara trokraki ventil ispred predgrejača. Sve ove aktivnosti imaju za cilj sprečavanje eventualnog zamrzavanja vode u predgrejaču. Tako se izbegava havarija uređaja. Dakle, mraz-termostat ima zaštitnu ulogu. Stanje zaprljanosti filtra kontroliše se diferencijalnim presostatom. Za razliku od standardnog presostata, koji meri pritisak vazduha u nekoj tački u postrojenju i poredi je sa postavnom vrednošću, diferencijalni presostat meri razliku pritisaka i poredi je sa postavnom vrednošću. Presostat filtra (DP^) na slici 4.11 meri razliku pritisaka ispred i iza filtra (pad pritiska u filtru) i kada ta, izmerena razlika dostigne graničnu vrednost, presostat uključuje alarm. Alarm je znak rukovaocu postrojenja da filtar treba očistiti ili zameniti. Granična (dopuštena) zaprljanost filtra zavisi od vrste i klase filtra (grubi, fini, apsolutni filtar). Diferencijalni presostat ventilatora je kontrolni uređaj. On meri razliku pritisaka iza i ispred ventilatora (napor ventilatora) i ako ona postoji, znači da ventilator (DP2) na slici 4.11 radi. Ako je ventilator isključen, ili je u kvaru (pokidan prenosni kaiš i dr.), uključuje se signalna lampica koja označava da je ventilator van funkcije i da vazduh ne protiče kroz klima-komoru. Ako je značajno relativnu vlažnost u klimatizovanoj prostoriji održavati u relativno uskim granicama, u prostoriju ili kanal odvodnog vazduha postavlja se higrostat. On meri trenutnu vlažnost vazduha,

upoređuje je sa zadatom vrednošću i preko regulatora deluje na odgovarajući uređaj. U zimskom periodu higrostat upravlja radom uređaja za vlaženje vazduha. Ako se vazduh vlaži vodenom parom, higrostat deluje na regulacioni ventil u pamom ovlaživaču. Pomeranjem igle ventila povećava se, odnosno smanjuje protok pare kroz aparat za vlaženje, odnosno dotok u stmju vazduha koji se vlaži (sl. 3.5). Parni ovlaživač omogućava kontinualnu regulaciju vlažnosti vazduha. Ako se vazduh vlaži u maglenoj komori, higrostat deluje na cirkulacionu pumpu za vodu (sl. 3.4). Kada se u prostoriji dostigne maksimalna dozvoljena vlažnost, higrostat isključuje pumpu za vlaženje. Vazduh se i dalje priprema u klima-komori, ali se ne vlaži, tako da vlažnost vazduha u prostoriji postepeno opada. Kada higrostat registraje da je dostignuta donja granična vrednost željene vlažnosti, ponovo se uključuje pumpa za vlaženje i vazduh se opet vlaži u maglenoj komori. Za vlaženje vazduha u maglenoj komori primenjuje se dvopoložajna regulacija (uključeno-isključeno). Mogućnosti precizne regulacije relativne vlažnosti vazduha su, jasno, znatno manje nego kada se vazduh vlaži parnim ovlaživačem. Kada je leti potrebno regulisati relativnu vlažnost vazduha u klimatizovanoj prostoriji, higrostat deluje na regulacioni ventil hladnjaka. Ovaj način regulisanja je već opisan.

P I T A N JA 1. Koji zadatak ima regulacija postrojenja za klimatizaciju? 2. Koje elemente sadrži regulacioni uređaj? 3. Štaje termostat? 4. Kakva je razlika između presostata i diferencijalnog presostata?

199

5. Koji sve postoje tipovi regulacionih ventila? 6. Kako se reguliše hladnjak, a kako grejač? 7. Šta predstavlja regulacija preko tačke rose?

8. Kako deluje mraz-termostat? 9. Kako se kontroliše zaprljanost filtra? 10. Kako se reguliše relativna vlažnost vazduha u klimatizovanoj prostoriji?

-'l- ■

j|

i i

..

/ .T) I3t,. \

:* Wj '! ')'•

I

ir u o n fn iffT r b ' ^rl i

;

T t:

.oii,; \u cn

4

5. EKSPLOATACIJAI ODRZAVANJE POSTROJENJA ZA KLIMATIZACIJU

Osnovni elementi klimatizacionog postrojenja su: - toplotni izvor (kotao); - rashladno postrojenje; - klima-komora; - razvod kanala i cevna mreža; -elem enti za ubacivanje i izvlačenje vazduha; - merno-regulacioni uređaji i automatika. Tokom rada klimatizacionog postrojenja, pojedini elementi se pokreću (žaluzine, pumpe, ventilatori, ventili), vazduh i voda struje kroz instalaciju, postoje termičke dilatacije, metalni delovi izloženi su koroziji. Sve to utiče da se tokom 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 postiže se ispunjavanje osnovnih funkcionalnih zadataka klimatizacije, maksimalna efikasnost uređaja, pouzdanost i sigurnost uradu. 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, pregled kotlova, gorionika, 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 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 tome, pri retkim pregledima stanja postrojenja, veća je verovatnoća pojave velikih kvarova i havarija, jer jedan kvar, ako se ne otkrije na vreme i ne otkloni, može da prouzrokuje niz drugih kvarova koji mogu dovesti do potpunog pre-

201

stanka rada celog postrojenja. Za saniranje takvog stanja potrebno je duže vreme i velika materijalna ulaganja. Rad klimatizacionog postrojenja je uglavnom automatizovan. Na kontrolnom ormanu (kontrolnoj tabli), na kome se nalaze prekidači za uključivanje i isključivanje ventilatora, cirkulacionih pumpi, kompresora i dr., obično se nalaze kontrolne lampice koje pokazuju trenutni status pojedinih elemenata i uređaja klimatizacionog postrojenja (u funkciji ili van funkcije). Neregularna stanja obično se označavaju crvenom svetlošću, ponekad i u sprezi sa zvučnim signalom. To je znak rukovaocu postrojenja da je potrebno otkriti i otkloniti kvar. Način održavanja kotla zavisi od njegovog tipa i veličine - da li je toplovodni, vrelovodni ili parni kotao, kao i od toga da li je kotao na čvrsto i tečno gorivo. Proizvođači kotlova dostavljaju uputstvo za upotrebu i održavanje isporučenog kotla. Svi proizvođači zahtevaju da se kotao i kotlarnica održavaju u čistom stanju i u granicama dozvoljene vlažnosti. Curenje radnog fluida (vode ili pare) na spojevima cevovoda, ventilima i armaturi treba što pre otkloniti. Svakodnevno, pre puštanja kotla u rad, treba proveriti da li je nivo vode u parnom kotlu na preporučenom nivou. U sistemima toplovodnog grejanja treba prokontrolisati da li je instalacija potpuno ispunjena vodom. Za dopunjavanje instalacije obavezno treba koristiti hemijski pripremljenu vodu. Hemijski nepripremljena voda koja se direktno dodaje iz vodovoda stvara kamenac. Regulacioni ventili su naročito osetljivi na nečistoće u kotlovskoj vodi. Kotlovi se dopunjuju vodom na hladno. U zagrejan kotao ne sme se uvoditi hladna voda, jer dolazi do termičkih naprezanja koja mogu da izazovu prskanje kotla.

202

Proizvođači rashladnih uređaja daju detaljna uputstva za rukovanje i održavanje svojih proizvoda. Rashladni agregati (čileri) imaju kontrolne table na kojiraa se prate sve relevantne veličine vezane za rad uređaja. Odstupanje bilo kog parametra izvan dozvoljenih vrednosti signalizuje se na kontrolnoj tabli. Ako odstupanje nekog parametra može da ugrozi bezbedan rad uređaja i eventualno prouzrokuje štetu, automatika isključuje uređaj. Današnji rashladni agregati imaju vrlo visok stepen samozaštite od preopterećenja i neregularnog pogona. Klima-komora, takođe, zahteva redovan pregled i održavanje. Element koji se najčešće servisira je filtar. Tokom rada filtar se prlja i kada se dostigne granična (maksimalna dozvoljena) zaprljanost, čisti se ili menja (zavisno od tipa). Dužina rada filtra zavisi od namene objekta. Učestalost kontrole zaprljanosti i zamene filtara određena je na osnovu iskustva za datu vrstu objekta. Najbolje rešenje je da se zaprljanost filtra meri diferencijalnim presostatom. Elektromotor i ventilator najčešće su povezani kaišem. Kaiš treba da bude pravilno pritegnut. Ako je labav, nastaje proklizavanje, pa se smanjuje broj obrtaja i kapacitet ventilatora. Previše nategnut kaiš izložen je prevelikim mehaničkim naprezanjima i češće se kida. Oko klima-komore, na cevnom razvodu postoje ventili (zaustavni, regulacioni, nepovratni itd.). Ako cure, potrebno je promeniti zaptivku (prepakovati ih). Povremeno treba prokontrolisati da li se voda ravnomerno rasprskava (po celom poprečnom preseku) u maglenoj komori. Odvajače nečistoće treba povremeno otvoriti i očistiti.

Kanali za vazduh najčešće ne zahtevajuposebno održavanje. 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 korozije i termički izolovani. Izolacija treba 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, moraju povremeno 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 IT A N JA 1. Sta je preventivno održavanje klimatizacionog sistema? 2. Sta treba da sadrži plan održavanja klimatizacionog postrojenja? 3. Kako se kotao dopunjava vodom? 4. Šta spada u osnovno odižavanje klima-komore? 5. Kako se održavaju kanali za vazduh? 6. Zašto su odsisne rešetke više izložene prljanju nego rešetke za ubacivanje?

203

6. TERMODINAMIČKE OSNOVE I RADNI PROCESI RASHLADNIH UREĐAJA

6.1. DRUGI 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 ne može preći, sama od sebe, 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). To bi dalje značilo 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 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 promene stanja je suprotan smeru kretanja kazaljke na satu, kao što je prikazano na slici 6.1. Na ovoj slici je takođe moguće uočiti da se toplota (Q,), potrebna za širenje radnog fluida (povećanje v), na

p

'

2

i

v

«

. V

Sl. 6.1. - Levokretni kndni proces

delu ciklusa obeleženom sa (a), dovodi 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. Imajući u vidu Drugi zakon termodinamike, 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

Sl. 6.2. - P r e n o s to p lo te s a tela n iž e n a telo više te m p era tu re u z u tro ša k rada

cesima. Moderan život ne može se zamisliti bez tehnike hlađenja, bilo da se hlađenje koristi kao pomoćni, bilo kao glavni 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 toplijem telu uz utrošak rada za pogon rashladnog uređaja. Očigledno je da je to levokretni kružni proces. Jedan od najpoznatijih i najekonomičnijih levokretnih kružnih procesa je Karnoov kružni proces (ciklus). Šema rashladnog postrojenja koje radi po ovom ciklusu i odgovarajućeg procesa u T-s dijagramu, pri radu sa vlažnom parom, prikazana je na slici 6.3. Ovaj proces se sastoji od izentropske (s = const) kompresije radnog fluida od stanja (1) do stanja (2) u kompresoru, izotermskog hlađenja (T = const) od stanja (2) do stanja (3) koje se izvodi u 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 temperature između kojih se ovaj ciklus izvodi (temperature T0 i T), odnosno temperature toplotnog izvora i toplotnog ponora, konstantne. Ovako 205

57. 6.3. — Š e m a r a s h la d n o g p o s tr o je n ja i T-s dija g ra m le v o k r e tn o g K a r n o o v o g ciklu sa

koncipiran teorijski ciklus pogodan je za analizu pošto je najpribližniji ciklusima u najrasprostranjenijim stvarnim rashladnim uređajima. Pri tom treba imati u vidu da često telo koje se hladi ili telo kome se predaje toplota ima konačne toplotne kapacitete. To znači da se temperatura takvih tela u toku hlađenja ili u toku zagrevanja menja. U tom slučaju više nije reč o hlađenju između konstantnih temperatura, pa je potrebno razmatrati neki drugi kružni proces umesto Karnoovog.

6.3. TOPLOTA HLAĐENJA, UTROŠENI RAD I KOEFICIJENT HLAĐENJA U najopštijem slučaju, hlađenje nekog tela znači oduzimanje toplote tom telu. Oduzeta toplota naziva se toplota hlađenja i izražava se u jedinicama za energiju (J ili kJ). Kod rashladnih uređaja, toplota hlađenja (Q0 - sl. 6.3) jeste količina toplote koja se preda rashladnom fluidu koji protiče kroz isparivač, prouzrokujući isparavanje (promenu faze) tog fluida. Toplota hlađenja je u T-s dijagramu predstavlje206

na šrafiranom površinom. Važan podatak je i količina toplote oduzeta na isparivaču u jedinici vremena koja predstavlja rashladni kapacitet posmatranog postrojenja, i koja se izražava u jedinicama za snagu (W ili kW). Ova količina toplote, osim toplote koja se oduzima hlađenom telu, obuhvata i sve ostale količine toplote koje opterećuju rashladnu instalaciju, odnosno njen isparivač koji se nalazi u hlađenom prostoru. Uobičajeno se toplotno opterećenje rashladnog uređaja proračunava kao zbir osam parcijalnih opterećenja koja obuhvataju: - prolaz toplote iz okoline kroz zidove hlađene komore, -rashlađivanje i smrzavanje proizvoda, - infiltraciju ili provetravanje toplim vazduhom iz okoline, - toplotu koja se oslobađa biološkim procesima u uskladištenim proizvodima, - stvaranje inja na isparivaču, - rad ljudi, - osvetljenje, - rad ventilatora na isparivačima.

Utrošeni rad (L) jeste rad neophodan zapogon rashladnog uređaja i u T-s dijagramu (sl. 6.3) predstavljen površinom 1-2-3-4. Mera ekonomičnosti levokretnog kružnog procesa, odnosno rada rashladnih postrojenja, jeste koeficijent hlađenja (e). Onse definiše kao odnos količine toplote oduzete na isparivaču - toplote hlađenja (Q0) i utrošenog rada (L):

Koeficijent hlađenja levokretnog povratnog ciklusa koji radi pri konstantnim temperaturama toplotnog goriva i toplotnog ponora (Karnoov ciklus) najveći je mogući koeficijent. Sledeći definiciju, koeficijent hlađenja za Karnoov ciklus dat na slici 6.3, moguće je prikazati na sledeći način: Q o= T A s = T0 L (T - T 0)-As T - T 0 Pošto su procesi koji se ostvaruju u praksi nepovratni, to se (sk), kao maksimalni mogući koeficijent hlađenja, koristi zaocenjivanje efikasnosti realnih procesa koji se izvode u istim temperaturskim granicama. Posmatranjem jednačine 6.2, lako je zaključiti da ukoliko je razlika temperatura toplotnog izvora - hlađenog tela (7) i toplotnog ponora - okoline (T0) veća, utoliko je koeficijent hlađenja lošiji. Iz ovog zaključka sledi osnovno pravilo tehnike hlađenja da ne treba hladiti na temperaturu nižu od potrebne, niti raditi sa temperaturom tela kome se predaje toplota višom od potrebne, jer će se u tom slučaju trošiti više energije nego što je neophodno (koeficijent hlađenja biće manji).

6.4. TEORIJSKI CIKLUS JEDNOSTEPENE PARNE KOMPRESORSKE RASHLADNE MAŠINE U T-s DIJAGRAMU U cilju usavršavanja i približavanja realnim uslovima i mogućnostima rada postrojenja čija je šema prikazana na slici 6.3, izvršene su određene izmene. Utvrđeno je da je rad koji se dobija u ekspanzionom cilindru posmatrane rashladne mašine mali i praktično neupotrebljiv, pa je ekspanziona mašina zamenjena prigušnim ventilom u kome se kondenzovana tečnost rashladnog fluida prigušuje sa pritiska kondenzacije na pritisak isparavanja. Osim toga, stalna opasnost od tečnog udara u kompresoru, odnosno od naglog povišenja pritiska u cilindru kompresora usled sabijanja nestišljive tečnosti rashladnog fluida, razlog je što se sa ,,vlažnog“ usisavanja kompresora prešlo na ,,suvo“ usisavanje. To znači da je proces isparavanja rashladnog fluida u isparivaču organizovan tako da se u isparivač dovodi tačno onoliko tečnosti rashladnog fluida koliko u njemu ispari, pa kompresor umesto vlažne usisava suvozasićenu paru. Ovako koncipirana jednostepena (sabijanje u jednom kompresoru) parna rashladna mašina i odgovarajući T-s dijagram šematski su prikazani na slici 6.4. Sa svim uvedenim izmenama, posmatrani ciklus se odvija na sledeći način. Kompresor usisava suvozasićenu paru (x = 1) rashladnog fluida koja izlazi iz isparivača sa stanjem (1) i sabija je izentropski (s = const) od pritiska isparavanja (po) na pritisak kondenzacije (p) - do stanja (2). U kondenzatoru se odvija izobarski proces (p = const) tokom koga se pregrejana para rashladnog fluida stanja (2) hladi do gornje granične krive (x = 1) i dalje kondenzuje do stanja ključale teč207

K o n d e n za to r

—wwvP .T

Kj

P r ig u š n i v e n t il

LIE-

K o m p re so r

Po’ To

■AAAA/V Is p a r iv a č Sl. 6.4. Šema i T-s dijagram jednostepene parne kompresorske rashladne mašine

nosti (x = 0) - stanje (3), na račun zagrevanja medijuma za hlađenje kondenzatora. Posle toga, tečnost rashladnog fluida prigušuje se u prigušnom ventilu po izentalpi (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 ( 1). 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, jasno je da će koeficijent hlađenja ciklusa sa uvedenim izmenama biti manji, odnosno da će ovakav ciklus biti manje efikasan.

208

6.5. PRIGUŠIVANJE I PREHLAĐIVANJE TEČNOSTI RASHLADNOG FLUIDA, MASENAI ZAPREM INSKA RASHLADNA SPOSOBNOST 6.5.1. MASENAI ZAPREMINSKA RASHLADNA SPOSOBNOST Dve bitne fizičke veličine koje se pojavljuju u proračunima i analizama rada rashladnih uređaja jesu specifična masena i specifična zapreminska rashladna sposobnost. Specifična masena rashladna sposobnost (obeležava se sa qo) predstavlja toplotu hlađenja po 1 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 jedinici vremena) sa specifičnom masenom rashladnom sposobnošću. Ova veličina je ,,specifična“ zato što zavisi oc osobina rashladnog fluida i od vrste rashladnog ciklusa koji se razmatra. Ako se posmatra ciklus prikazan u T-s dijagramu na slici 6.4, specifična masena rashladna

sposobnost može se definisati kao razlika entalpija stanja (1) i (4) i predstaviti šrafiranom 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 pare koju iz isparivača usisava kompresor: 4 v = % k J / m 3]. V0

(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 rashladnom kapacitetu uređaja.

6.5.2. PRIGUŠIVANJE I PREHLAĐIVANJE TEČNOSTI RASHLADNOG FLUIDA Već je utvrđeno, logičnim rasuđivanjem, da je zamena procesa ekspanzije u ekspanzionoj mašini procesom prigušivanja rashladnog fluida u prigušnom ventilu, dovela do smanjenja koeficijenta hlađenja ovog rashladnog ciklusa. Egzaktnu potvrdu ovog tvrđenja moguće je dobiti

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 veličinu kod Karnoovog ciklusa, za (Aq0). Isto tako, utrošeni rad se povećava sa (A/) pa je iz definicije koeficijenta hlađenja jasno da će koeficijent hlađenja ovog ciklusa biti manji od koeficijenta hlađenja Karnoovog ciklusa: _ g o k - A go

/k +A/

(6.5)

Štetan uticaj prigušivanja na koeficijen t hlađenja utoliko je veći ukoliko je veća razlika temperatura isparavanja i kondenzacije, zato što povećanje razlika ovih temperatura prouzrokuje povećanje (Aqf)) i (A/), i samim tim smanjenje koeficijenta (s). Da bi se umanjio štetan uticaj prigušivanja na koeficijent hlađenja (e), tečnost rashladnog fluida se prehlađuje na izlazu iz kondenzatora. Ovo prehlađivanje se obavlja ili u samom kondenzatoru ili u posebnom razmenjivaču toplote prehlađivaču, u kome se tečnost rashladnog fluida prehlađuje na račun zagrevanja vode za hlađenje kondenzatora (sl. 6.5). Ovom intervencijom postiže se povećanje specifične masene rashladne sposobnosti u odnosu na ciklus na slici 6.4 za (Ag0), čime se povećava i koeficijent hlađenja (s). ^ _ q0 +Aq0 l

( 6 . 6)

Treba napomenuti da se za većinu uobičajenih rashladnih fluida izobare u oblasti 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. -Šem a i T-s dijagram jednostepene rashladne mašine sa prehlađivanjem tečnosti rashladnogjluida na izlazu iz kondenzatora

P I T A N JA

5.

Š ta s u m a s e n a i z a p r e m in s k a r a s h la d n a sp osob n o s t i z b o g č e g a su v a ž n e z a p r o u č a v a n je rash-

1.

K o j e s u d v e n a j č e š ć e f o r m u la c ij e D r u g o g z a k o n a t e r m o d in a m ik e ?

2.

K a k o s e o d v ija j u le v o k r e t n i k r u ž n i p r o c e s i (o b j a s n it e n a p r im e r u r a s h la d n o g p o s t r o j e n ja k o j e radi p o K a r n o o v o m k r u ž n o m p r o c e s u )?

3.

S ta su to p lo t a h la đ e n ja , u tr o š e n i ra d i k o e f ic ij e n t h la đ e n ja ?

4.

la d n ih p o s tr o je n ja ? 6.

N a š e m i i T-s d ija g r a m u j e d n o s t e p e n e p a r n 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 it i k o j e s u i z m e n e u o d n o s u n a m a š in u k o ja ra d i p o K a r n o o v o m c ik lu su ?

Z b o g č e g a p r ig u š iv a n j e t e č n o s t i r a s h la d n o g fluid a s m a n j u j e k o e f ic ij e n t h ia đ e n ja ?

7.

K a k o p r e h la đ iv a n je t e č n o s t i r a s h la d n o g flu id a na i z la z u i z k o n d e n z a to r a u t ič e n a k o e f i c i j e n t hlađen ja (n a c r ta ti T-s d ija g r a m )?

7. R A SH L A D N I UREĐAJI

7.1. VRSTE RASHLADNIH POSTROJENJA 7.1.1. PODELA RASHLADNIH POSTROJENJA Rashladna postrojenja se mogu podeliti na osnovu nekoliko kriterijuma, i to prema: - fizičkom stanju radnog tela; -o b lik u energije potrebne za ostvarenje procesa hlađenja; - kapacitetu hlađenja i -tem peraturi do koje se hladi hlađeni objekat. - Na osnovu fizičkog stanja radnog tela razlikuju se postrojenja kod kojih se proces ostvaruje na osnovu fazne transformacije (para - tečnost) radnog fluida (kompresorski, ejektorski i apsorpcioni rashladni uređaji), postrojenja koja rade sa vazduhom kao rashladnim fluidom (,,vazdušni“ kompresori) i postrojenja kod kojih se koristi Peltieov termoelektrični efekat (termoelektrični uređaji). - Prema obliku energije potrebne za ostvarenje procesa hlađenja, rashladna postrojenja se dele na kompresorska (koriste mehaničku energiju), ejektorska i apsorpciona (koriste toplotnu energiju) i termoelektrična postrojenja (koriste električnu energiju).

- Na osnovu kapaciteta hlađenja, rashladna postrojenja se dele na: - mala, - srednja (komercijalna), - velika (industrijska). Mali rashladni uređaji podrazumevaju uređaje do oko 1 kW rashladnog kapaciteta. U ovu kategoriju spadaju frižideri za domaćinstva, specijalni laboratorijski uređaji i najmanji sobni klimatizeri. Pod srednjim - komercijalnim rashladnim uređajima podrazumevaju se uređaji kapaciteta do 15 kW koji se koriste u trgovinama i ugostiteljstvu, u bolnicama, za hlađenje mobilnih sredstava (kamioni, autobusi, vagoni) itd. 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 do koje se hladi hlađeni objekat, procesi u rashladnim postrojenjima se dele na kriogene (sa temperaturama ispod -100°C), niskotemperaturske (od -100°C do -30°C), srednjetemperaturske (od -30°C do —10°C) i visokotemperaturske procese (od -10°C do +20°C).

211

7.1.2. KOMPRESORSKI RASHLADNI UREĐAJI Kompresorski rashladni uređaji su najrasprostranjenija vrsta rashladnih 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 (toplota potrebna za isparavanje rashladnog fluida u isparivaču), 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.

7.1.3. APSORPCIONI RASHLADNI UREĐAJI Jedan od najstarijih tipova rashladnih uređaja je apsorpcioni rashladni uređaj. Kod njega se osim rashladnog medijuma, koji predstavlja neko lako isparljivo i rastvorljivo sredstvo (najčešće amonijak), koristi i sekundarni medijum - apsorbent (najče-

šće voda). Najvažnija osobina apsorbenta I je da pri višim temperaturama apsorbujel manje, a pri nižim više pare rashladnogl medijuma. Ovaj tip postrojenja nema kom-1 presor pa njegovu ulogu preuzimaju ap-1 sorber i generator. I U prve apsorpcione uređaje spada mašina koju je napravio Edmund Kare. Toje mašina periodičnog dejstva (nije hladila kontinualno) i njena šema je data na slici 7.1. Princip rada ove mašine je sledeći. Zagrevanjem (parom) bogatog rastvora rashladnog medijuma u apsorbentu kojise nalazi u generatoru, iz ovog rastvora isparava lakše isparljiva komponenta - rashladni medijum. Za to vreme zatvoreni su prigušni ventil i ventil između isparivačai generatora. Posle toga rashladni medijum prelazi u tečno stanje u kondenzatoru, pa se skuplja u resiveru (skupljaču). Kada se u resiveru skupi dovoljno tečnosti rashladnog medijuma, obustavlja se grejanjei počinje hlađenje (vodom) generatora koji tako preuzima ulogu apsorbera. Ventil između apsorbera i isparivača i prigušni ventil se otvaraju. Tečnost rashladnog medijuma isparava u isparivaču hladeći okolni prostor, a apsorbent apsorbuje nastalu pam. Kada se rastvor u apsorbem obogati ra-

7.1. - Periodična apsorpciona rashladna mašina

57.

212

shladnim medijumom, prekida se period hlađenja i ponovo počinje period grejanja generatora. Vremenom je ovaj tip mašine unapređen tako što su apsorber i generator razdvojeni a između njih je postavljena pumpa, čime je proces hlađenja postao kontinualan.

7.1.4. EJEKTORSKIRASHLADNI UREĐAJI Ejektorski rashladni uređaji su veoma atraktivni jer rade mimo i bez šuma. Principijelna šema rada ejektorske mašine koja radi sa vodom data je na slici 7.2. Pro-

se pumpom (P) vraća u kotao a drugi deo se prigušuje u prigušnom ventilu (PV) i vraća u isparivač. 7.1.5. TERMOELEKTRIČNI RASHLADNI UREĐAJI Rad termoelektričnih rashladnih uređaja zasniva se na Peltierovom efektu, prema kome, kada se strajnom kolu, koje se sastoji od dva različita provodnika spojena na krajevima, dovede jednosmerna straja, jedan kraj će se zagrevati a dragi hladiti. Tako će se na jednom spoju održavati temperatura niža a na dragom viša od temperature okoline. Uređaji koji rade na ovom principu su u suštini veoma jednostavni, rade bešumno, nemaju pokretnih delova pa nema ni njihovog habanja. Međutim, njihovi osnovni nedostaci su loš koeficijent hlađenja i visoka cena poluprovodnika koji se kod njih koriste. Upravo zbog toga uređaji ove vrste su našli primenu u specifičnim oblastima - za hlađenje elektronske opreme raketa i svemirskih brodova, za frižidere i klimatizere u podmornicama itd. 7.2. RASHLADNI FLUIDI

ces hlađenja ostvamje se tako što para pod pritiskom struji iz parnog kotla (PK) u mlaznik (M). U mlazniku para ekspandira do pritiska koji je nešto ispod pritiska u isparivaču (R), pri čemu joj brzina poraste. Ta „brza para“ povlači pam iz isparivača u kome se snižava pritisak, zbog čega jedan deo vode isparava na račun hlađenja ostale količine vode. Dve struje pare mešaju se i odlaze u difuzor (D) gde se smanjuje brzina i pritisak pare povišava do pritiska kondenzacije. U kondenzatom (Kd) para se kondenzuje i jedan deo vode

7.2.1. KRITERIJUMI ZAIZBOR RASHLADNIH FLUIDA Radni fluidi koji se koriste za ostvarivanje procesa hlađenja u rashladnim uređajima 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 i sl.), i da bi se izbegla opasnost od štetnog delovanja na čoveka i njegovu okolinu, rashladni fluid mora da ispunjava sledeće uslove: 21 3

- da ima što veću toplotu isparavanja r [kJ/kg], pošto to obezbeđuje manju količinu rashladnog fluida koji cirkuliše kroz instalaciju i veći koeficijent hlađenja (e); - da specifični toplotni kapacitet c [kJ/kgK] bude što manji, jer se tako smanjuje uticaj prigušivanja na odstupanje posmatranog ciklusa od Karnoovog ciklusa; - potreban rad sabijanja pare rashladnog fluida treba da bude što manji, čime se obezbeđuje da koeficijent hlađenja realnog ciklusa bude bliži maksimalno mogućem koeficijentu hlađenja Karnoovog ciklusa; - kritična temperatura rashladnog fluida treba da je što je moguće viša od maksimalne moguće temperature kondenzacije, jer se na taj način obezbeđuje normalno odvijanje procesa u kondenzatoru; - specifična zapreminska rashladna sposobnost (qv) rashladnog fluida treba da je što veća, jer ova veličina direktno utiče na veličinu elemenata rashladne instalacije; - temperatura smrzavanja rashladnog fluida mora da bude niža od najniže temperature u rashladnom uređaju, kako bi se sprečilo smrzavanje rashladnog fluida; - pritisak kondenzacije treba da je što niži, a pritisak isparavanja što viši. Visoki pritisci kondenzacije otežavaju zaptivanje i povećavaju opasnost od eksplozije na delu instalacije gde vlada visok pritisak. Niski pritisci isparavanja i loša zaptivenost na odgovarajućim delovima instalacije prouzrokuju prodor vazduha i vlage, što nepovoljno utiče na rad čitavog rashladnog uređaja; - nezapaljivost i neeksplozivnost; - sposobnost mešanja sa uljima za podmazivanje kompresora osobina je ras-

214

hladnog fluida o kojoj se mora voditi računa prilikom konstruisanja rashladnoa uređaja; - visoka dielektrička otpornost u rad« sa hermetički zatvorenim kompresorima; - ne sme da postoji korozivno ili rastvarajuće dejstvo rashladnog fluida na metale i zaptivne materijale od kojihje napravljena rashladna instalacija; - rashladni fluidi koji su toksični ne smeju se upotrebljavati u instalacijamaza klimatizaciju prostorija u kojima borave ljudi; - laka kontrola isticanja rashladnog fluida radi efikasnog pronalaženja mesta isticanja; - niska cena i jednostavna i pouzdana mogućnost nabavke.

7.2.2. VRSTE RADNIH FLUIDAU RASHLADNIM MAŠINAMA Rashladni fluidi koji se najčešće upotrebljavaju u rashladnim uređajima su freoni i amonijak. Freoni su zajednički naziv za rashladne fluide (R11, R12, R22, R502...) koji su, u stvari, halogeni derivati metana i etana. Njihova zajednička osobina je relativno mala toplota isparavanja, ne reaguju sa metalima koji se koriste u rashladnim uređajima ali rastvaraju prirodnu gumu pa se ona ne može upotrebljavati kao zaptivni materijal. Veoma je značajno da freoni nisu otrovni ni zapaljivi ali u plamenu se razlažu, pri čemu nastaju i manje količine veoma otrovnog fozgena. Osim ovoga, freoni veoma slabo rastvaraju vodu, dobri su dielektrici i većina njih se dobro meša sa uljima.

Što se tiče specifičnosti najčešće korišćenih freona, freon 12 (R12) na atmosferskom pritisku ključa na -29,8°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 protokolu, koji je potpisala i naša zemlja, i odgovarajućim amandmanima na ovaj protokol. Razlog za ovu zabranu je činjenica da R12 razara ozonski omotač Zemlje, koji je prirodna zaštita od ultraljubičastog zračenja Sunca. Razaranjem ozonskog omotača povećava se rizik od bolesti, kao što su rak kože, katarakta i oštećenje imunološkog sistema čoveka.

je zapaljiv i u većim koncentracijama eksplozivan. Kritična temperatura amonijaka je +132,4°C, kritični pritisak 112,8 bar, a temperatura smrzavanja -78°C. Osim toga, amonijak je rastvorljiv u vodi, ne meša se sa uljima za podmazivanje i nagriza bakar. Zbog velikih vrednosti toplote isparavanja, ovaj rashladni fluid se koristi u velikim kompresorskim instalacijama industrijskog tipa.

Kao zamena za R12 u široku upotrebu ušao je freon 134a (R134a). Njegove termofizičke osobine veoma su slične osobinama R 12 , on ne razara ozonski omotač, nije zapaljiv, ima ekstremno nisku toksičnost i visoku termičku stabilnost.

7.2.3. OZNAČAVANJE RASHLADNIH FLUIDA

Freon 22 (R22) još je jedan od široko rasprostranjenih rashladnih fluida. Ključa na atmosferskom pritisku na temperaturi od —40,8°C. Specifična zapreminska rashladna sposobnost mu 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 za hlađenje, u klimatizaciji 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

Osim ovih rashladnih fluida, ređe se koriste i ugljen-dioksid, metan, etan, propan, vazduh, voda i dr. Mogućnost njihove šire upotrebe, zbog problema sa zaštitom čovekove okoline, sve intenzivnije se proučava.

Pojava freona je prouzrokovala uvođenje sistema označavanja koji je potom proširen i na sve druge rashladne fluide. Time su obezbeđene jasnoća i jednoobraznost njihovog označavanja, čime su prevaziđeni problemi šarolikosti trgovačkih naziva, i omogućeno da se po utvrđenom postupku na osnovu oznake reprodukuje hemijski sastav rashladnog fluida. Freoni, po svom hemijskom sastavu, predstavljaju halogene supstitucione derivate parafinskih ugljovodonika - metana (CH4) i etana (C 2H6). Supstitucija podrazumeva zamenu nekih ili svih atoma vodonika sa odgovarajućim brojem atoma fluora (F), hlora (Cl) ili broma (Br). Opšta formula parafina je CKH2K+2. Zamenom atoma vodonika atomima fluora i hlora dobija se jedinjenje sa opštom formulom: CK„ H 1.F m C1n ,’

(7.1) v 7

215

Pri čemu mora da bude zadovoljen uslov: 1+ m + n —2K + 2.

(7.2)

Imajući sve ovo u vidu, opšta formula za označavanje freona je: R - ( K - \ ) ( l + \)m,

(7.3)

s tim što broj atoma hlora dobija prema jednačini (7.2). Tako, na primer, R-12 znači da je (K - 1) = 0, (1 + 1) = 1 i m = 2, odnosno da je K = 1,1 = 0. Iz formule (7.2) sledi da je n = 2 pa hemijska formula za freon 12 glasi: CF 2C12.

(7.4)

Ako jedinjenje sadrži i atome broma, dodaje se slovo B i broj odgovarajućih atoma (na primer R-13B1). Brojevima od 400 do 500 označavaju se razne smeše a brojevima od 500 do 600 označavaju se azeotropne smeše - smeše čiji se sastav parne i tečne faze, na datom pritisku, pri promeni faza ne razlikuje (npr. R-502). Neorganska jedinjenja koja se koriste kao rashladni fluidi označavaju se brojem 700 i višim brojevima. Na primer: R-702 - vodonik R-717 - amonijak R-718 - voda R-728 —azot R-744 - ugljen-dioksid.

7.3. U LJE U RASHLADNIM UREĐAJIM A Ulje je sredstvo za podmazivanje kompresora čija je osnovna uloga da trenje i habanje između pokretnih čvrstih površina svede na najmanju moguću meru. Osim ove primarne uloge, ulje ima i niz sekundarnih uloga: odvođenje toplote od ležaje216

va i iz kartera kompresora, zaptivanje prostora između pare rashladnog fluida visokog i niskog pritiska, redukovanje buke koju generišu pokretni delovi u kompresoru, prevencija korozije i dr. Svojstva koja treba da zadovolji ulje za podmazivanje rashladnih kompresora, imajući u vidu da ono dolazi u kontakt sa rashladnim fluidom, jesu: - da sadrže što manje vlage, - da kiselost ulja bude što manja zbog mogućeg korozionog dejstva, - što niža taČka zamućivanja (izdvajanja voska), - što viša tačka paljenja, - što niža tačka stinjavanja zbog niskih temperatura u pojedinim delovima instalacije. Veoma bitna osobina ulja je i njegova rastvorljivost u rashladnim fluidima. Ona zavisi od vrste rashladnog fluida i od veličine pritiska i temperature. Većina freona odlično rastvara ulje, što može da izazove niz problema. Kada se uključi kompresor, naglo se snižava pritisak u karteru, što izaziva burno isparavanje rashladnog fluida iz ulja i penjenje ulja. Na taj način ulje biva povučeno ka kondenzatoru ili, čak, ka isparivaču, usled čega bi bilo ugroženo pravilno podmazivanje kompresora i znatno smanjeni koeficijenti prolaza toplote usled taloženja ulja na zidovima kondenzatora i isparivača. Da bi se ova pojava sprečila ili umanjili njeni efekti, preduzima se nekoliko mera. Najefikasnija mera je postavljanje odvajača ulja na potisu kompresora iz koga se ulje automatski vraća u karter kompresora. Osim toga, u većim freonskim kompresorima ugrađuje se električni grejač ulja u karteru, koji služi za isparavanje freona iz ulja pre starta kompresora i na taj način sprečava penjenje ulja pri startu.

Pored ovih mera, neophodno je voditi računa i o pravilnom izbom brzina stmjanja rashladnog fluida, kao i o odgovarajućim konstmkcionim merama za vraćanje ulja u kompresor. U tom cilju se horizontalni cevovodi postavljaju sa nagibom od 1 % u pravcu stmjanja, a brzina pare u usisnim i potisnim usponskim vodovima mora da obezbedi ,,povlačenje“ ulja ka kompresoru. Dodatni problemi nastaju ako je za vertikalni usponski vod vezano više kompresora ili jedan višecilindrični kompresor. Pošto se u takvim slučajevima kapaciteti regulišu isključenjem pojedinih kompresora ili cilindara, pri malim rashladnim kapacitetima brzina pare u usponskom vodu može da padne ispod minimalne vrednosti koja obezbeđuje povlačenje ulja. U tom slučaju se usponski cevovod deli na dva dela: glavni (G) i obilazni (O) (si. 7.3). Pri najmanjem rashladnom kapacitetu, na dnu glavnog usponskog voda (veći prečnik) stvara se uljni čep (zbog nedovoljne brzine pare), a u obilaznom usponskom vodu (manjeg prečnika) brzina pare će biti dovoljna za povlačenje ulja. Kada rashladni kapacitet poraste, para probija uljni čep i uspostavlja cirkulaciju kroz glavni usponski vod. Lukovi

sa gornje strane glavnog i obilazncg voda sprečavaju vraćanje ulja u isparivač (R). Ovakav princip koristi se i u potisnim vodovima ako iza kompresora nema odvajača ulja. Amonijak se ne rastvara i ne meša sa uljima pa je u amonijačne instalacije neophodno postaviti odvajač ulja iza kompresora. Pošto odvajači ulja nisu apsolutni odvajači, mala količina ulja ipak prođe do drugih elemenata instalacije (resiver, kondenzator...). Oni na dnu imaju male sudove u kojima se skuplja ulje, koje je teže od amonijaka, i iz kojih se ono povremeno ispušta pomoću, za to predviđenih, ventila. Manji klipni kompresori podmazuju se bućkanjem. Ulje podmazuje pokretne delove pod dejstvom gravitacije, pošto je zahvaćeno kašikom koja se nalazi u produžetku klipnjače. Pošto nema transporta ulja pomoću posebnih vodova pod pritiskom, ono može biti filtrirano samo spoljnim sredstvima. Veći kompresori podmazuju se prinudnom cirkulacijom ulja pod pritiskom kroz kanale u vratilu i klipnjačama. Pritisak i cirkulacija ulja ostvaruju se pomoću klipne, zupčaste ili rotacione pumpe za ulje koja dobija pogon od vratila kompresora. Pre ulaska u uljnu pumpu ulje prolazi kroz filtar u kome se zadržava eventualna nečistoća.

7.4. PR IN C IPIJELN A ŠEMA RASHLADNIH MAŠINA SA DVOSTEPENIM SABIJANJEM

57.

7.3. —Dvostruki usponski usisni cevovod

Kada je odnos pritisaka kondenzacije i isparavanja veliki, odnosno kada je velika razlika odgovarajućih temperatura, koeficijent hlađenja poboljšava se uvođenjem višestepenog sabijanja sa međuhlađenjem. Principijelna šema rashladnog ure-

217

Kd

Sl. 7.4. —Sema i T-s dijagram dvostepene rashladne mašine sa međuhlađenjem i prehlađivanjem

đaja sa dvostepenim sabijanjem i odgovarajući proces u T-s dijagramu dati su na slici 7.4. Proces se odvija tako što suvu paru iz isparivača (R) stanja (1) usisava kompresor niskog pritiska (KpNP) i sabija je sa pritiska isparavanja (pQ) na međupritisak (pm) do stanja (2). U međuhladnjaku (MH) pregrejana para rashladnog fluida izobarski se ohladi do temperature vode za hlađenje - (TpH) - teorijski, odnosno da stanja (3). Ovu paru usisava kompresor visokog pritiska (KpVP) i sabija je do pritiska kondenzacije (p) - stanje (4). U kondenzatoru (Kd) para stanja (4) se hladi pa kondenzuje do stanja (5) na donjoj graničnoj krivoj. Tečnost rashladnog fluida stanja (5) u prehlađivaču (PH) teorijski se ohladi do stanja ( 6), da bi posle prigušivanja u prigušnom ventilu (PV) na pritisak isparavanja (pQ) ušla u isparivač (R) sa stanjem (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 dvostepeno sabijanje povećava koeficijent hlađenja (s). Osim toga, temperatura na kraju procesa sabijanja u kompresoru vi218

sokog pritiska - tačka (4), znatno je niža od temperature koja bi se dobila jednostepenim sabijanjem - tačka (4'), što je veoma važno sa stanovišta podmazivanja kompresora. Međupritisak se bira tako da odnos pritisaka sabijanja za oba kompresora bude isti, što znači da je:

odakle sledi da se rpin računa kao: Pm =s/p-Po-

(7.6)

7.5. STVARNI PR O C ESI U KOM PRESORU 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 proučavanju rada samog kompresora

DMT

neophodno uzeti u obzir i gubitke koji se javljaju pri njegovom realnom radu (trenje, otpor strujanju pare kroz ventile i kanale, nesavršenost zaptivanja između klipa i cilindra...)- Usled ovih gubitaka rashladni kapacitet, odnosno stvarno usisana količina pare rashladnog fluida, biće manja od one koju bi kompresor usisao kada tih gubitaka ne bi bilo. Za detaljnu analizu stvarnog rada kompresora neophodno je snimiti indikatorski dijagram. On predstavlja izmerenu zavisnost pritiska koji vlada u cilindru od promene zapremine uslovljene kretanjem klipa od donje do gornje mrtve tačke i obratno. Karakterističan indikatorski dijagram sa paralelnim šematskim prikazom odgovarajućeg cilindra predstavljen je na slici 7.5. Kriva (s) predstavlja krivu sabijanja pare rashladnog fluida usled kre-

tanja klipa (K) ulevo (smanjenje zapremine i povišenje pritiska). Posle ovoga sabijanja otvara se potisni ventil (PV) i nastaje proces istiskivanja pregrejane pare rashladnog fluida (I) na pritisku istiskivanja (p'). Kada klip dođe do gornje mrtve tačke (GMT) i pođe udesno (povećanje zapremine i sniženje pritiska), prvo se širi zaostala para (Š), sve dok pritisak ne padne do pritiska usisavanja (p ^). Tada se otvara usisni ventil i počinje proces usisavanja (U) koji traje dok klip ne dođe u donju mrtvu tačku (DMT).

7.5.2. KOEFICIJENTISPORUKE Veličina koja uzima u obzir već pomenute nedostatke realnog kompresora i koja predstavlja jednu od najvažnijih karakteristika svakog kompresora jeste koeficijent is219

poruke (A.). Po definiciji, koeficijent isporuke kompresora jeste odnos masenog protoka pare rashladnog fluida koju kompresor stvarno potiskuje, prema masenom protoku koji bi ostvario teorijski kompresor (bez gubitaka) iste sekundarne zapremine, pri istom stanju rashladnog fluida na usisu i potisu. On može da se odredi iz formule koja sledi neposredno iz definicije i koja glasi: X = G rf' V-^

K

(7.7)

gde su: Grf - maseni protok rashladnog fluida [kg/s]; vpp - specifična zapremina rashladnog fluida na usisu [m3/kg]; V„ - sekundna zapremina kompresora [m3/s], Sekundna zapremina kompresora je, u stvari, proizvod broja obrtaja i ukupne zapremine koju prebrišu klipovi svih cilindara krećući se od donje do gornje mrtve tačke. Koeficijent isporuke obuhvata četiri vrste gubitaka u kompresoru, i to: - gubitak usled štetnog prostora, - gubitak usled prigušivanja pri usisavanju, - gubitak usled zagrevanja i - gubitak usled proticanja. - Gubitak usled štetnog prostora uzima u obzir činjenicu da klip pri kretanju kroz cilindar dolazi najdalje do gornje mrtve tačke (sl. 7.5). Neiskorišćeni prostor između čela klipa i kraja (vrha) cilindra naziva se štetni prostor (ŠP). Veličina ovog prostora kreće se u granicama od 4 do 10% sekundne zapremine cilindra (Vs). U štetnom prostoru zaostane izvesna količina pare visokog pritiska. Ova para se, kada klip pođe udesno, širi i proces usisava-

220

nja ,,sveže“ pare ne može da počne dok pritisak zaostale pare ne opadne do pritiska usisavanja. Na taj način zaostala para ispunjava deo sekundne zapremine cilindra (C,) i smanjuje raspoloživu zapreminu za usisavanje pare iz isparivača. - Sa dijagrama na slici 7.5 vidi se daje pritisak usisavanja (p'0) niži od pritiska koji vlada u isparivaču (p0). Razliku ovih pritisaka uzrokuje prigušivanje pare na usisnom ventilu, usled čega nastaje gubitak korisne zapremine cilindra. Taj gubitak je predstavljen veličinom (C2), koja, u stvari, označava deo zapremine koju klip mora da pređe dok ne dođe do pritiska (p0) i početka procesa sabijanja. - Gubitak usled zagrevanja uzima u obzir zapreminske gubitke u cilindru koji nastaju kao posleđica zagrevanja i širenja hladne pare rashladnog fluida od vmćih zidova cilindra. - Poslednja gmpa zapreminskih gubitaka obuhvaćenih koeficijentom isporuke jesu gubici usled proticanja. Oni obuhvataju gubitke pare rashladnog fluida usled nesavršenosti zaptivanja između klipa i cilindra i usled nehermetičnog zatvaranja usisnih i potisnih ventila.

7.5.3. STEPEN KORISNOSTI, INDIKATORSKAI EFEKTIVNA SNAGA. IZBOR POGONSKOG MOTORA Efektivni stepen korisnosti (koeficijent korisnog dejstva - r)e) kompresora je, po definiciji, odnos rada utrošenog na sabijanje 1 kg rashladnog fluida na vratilu idealnog i stvarnog kompresora. Ovaj podatak je veoma značajan jer pokazuje odstupanje stvarno potrebne snage na vratilu kompresora u odnosu na potrebnu snagu za pogon idealnog kompresora. Pri

tome (r|e) može da se prikaže i kao proizvod indikatorskog (ri,) i mehaničkog (T|m) koeficijenta korisnog dejstva. Prvi govori o odnosu radova potrebnih za sabijanje rashladnog fluida u idealnom i stvarnom kompresoru, a (r|m) uzima u obzir mehaničke gubitke usled trenja u kompresora. Veoma bitne veličine koje ukazuju na efikasnost rada kompresora za rashladni uređaj su i indikatorska (P ) i efektivna (Pe) snaga. Indikatorska snaga može se izračunati kao proizvod sekundne zapremine (Fs) i srednjeg indikatorskog pritiska (p{) koji se dobija iz indikatorskog dijagrama:

P r vs-Pi-

o7-8)

Efektivna snaga je u suštini efektivno potrebna snaga za pogon kompresora na njegovom vratilu. Ona predstavlja zbir indikatorske snage i snage potrebne za savlađivanje trenja u kompresoru. Ako je poznat mehanički stepen korisnosti, efektivna snaga može da se dobije i kao:

Poslednja stavka u proračunu rashladnog kompresora je izbor pogonskog motora. Ako se pogon kompresora ostvaruje kaišnim prenosom, onda se pri određivanju potrebne snage pogonskog motora moraju uzeti u obzir i gubici u prenosu. Taj gubitak se obuhvata koeficijentom korisnog dejstva prenosnika 0 l PR) koji uobičajeno iznosi od 0,95 do 0,98. Na taj način, snaga elektromotora za pogon kompresora bira se na osnovu (Pm) - kod pogona sa kaišnim prenosom ili na osnovu (Pe) - za direktan pogon elektromotorom, s tim što se ove vrednosti uvećavaju za 15 - 20%, što predstavlja rezervu u slučaju preopterećenja.

P I T A N JA 1.

K a k o se d e le r a s h la d n a p o s tr o je n ja ?

2.

K a k o ra d i n a jje d n o s ta v n iji a p s o rp c io n i u re đ a j?

3.

P o k o j i m s e k r i t e r i j u m i m a b i r a j u r a s h l a d n i f l u id i ?

4.

K o je s u p re d n o s ti i m a n e ra s h la d n ih flu id a k o ji se

5.

K a k o se o z n a č a v a ju fre o n i?

6.

K a k o se o b e z b e đ u je p o v ra ta k u lja u k o m p re s o re

7.

K a k o ra d e r a s h la d n i u re đ a ji s a d v o s te p e n im s a b i-

n a jč e š ć e u p o tre b lja v a ju u ra s h la d n im u re đ a jim a ?

fre o n s k ih i a m o n ija č n ih r a s h la d n ih u re đ a ja ?

ja n je m ? 8.

n = — ■

(7-9)

Š ta j e k o e f i c i j e n t i s p o r u k e k o m p r e s o r a ( o b j a s n i t i u z p o m o ć in d ik a to rs k o g d ija g ra m a )?

221

8. SASTAVNI ELEMENTI RASHLADNIH POSTROJENJA

Osnovni elementi koji čine 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 tečnost rashladnog fluida 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 rashladnog fluida i ciklus se ponavlja. Osim ovih osnovnih elemenata, rashladnu instalaciju čine i pomoćni aparati (odvajači tečnosti, resiveri, prehlađivači, međuhladnjaci, odvajači ulja...) i odgovarajuća armatura (zaustavni ventili i 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. K O M PRESO RI U rashladnim uređajima sa mehaničkom kompresijom najčešće se koriste sledeći tipovi kompresora: - klipni, - rotacioni, - vijčani i - turbokompresori.

8.1.1. KLIPNIKOMPRESORI Klipni kompresori su najrasprostranjenija vrsta kompresora. Proizvode se za veoma široku oblast rashladnih kapaciteta, i to 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 kompresore. Oni mogu da savladaju veliki stepen sabijanja (/ do p/p0 = 100), odlikuju se visokim brojem obrtaja i kompaktnošću konstrukcije. Veoma razvijena tehnologija proizvodnje i velike serije obezbeđuju relativno nisku cenu ovih kompresora i njihovih rezervnih delova, kao i lako održavanje. Najznačajniji nedostaci u odnosu na druge tipove kompresora su veliki broj pokretnih delova izloženih habanju, što im smanjuje vek trajanja, kao i velika osetljivost na „tečni udar“.

Karakteristične konstrukcione osobine dipnih kompresora su, između ostalog, jovezane i sa vrstom rashladnog fluida sa cojim kompresor radi. Iz tog razloga se za svaki kompresor obavezno napominje sa cojim je rashladnim fluidom predviđen 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, pomoću zavrtanja, zajedno sa poklopcem cilindra, pričvršćena za sam cilindar. Kod kompresora velikih rashladnih kapaciteta između ventilske ploče i cilindra postoje jake opruge. Njihova uloga je da, u slučaju „tečnog udara“, pri naglom porastu pritiska potiskivanja obezbede odizanje

ventilske ploče i tako spreče havariju kompresora. 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 vratilo kompresora 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. Dobra strana ove konstrukcije kompresora je

223

Sl. 8.2.

—Spoljašnji

izgled i presek hermetičkog kompresora zatvorenog tipa

ta što ona obezbeđuje sigurnost u pogonu i omogućava lak pristup i jednostavnu zamenu kompresora ili elektromotora u slučaju kvara. Kompresor i elektromotor kompresora zatvorenog tipa nalaze se u zajedničkom kućištu. Ako je kućište zavareno, to je hermetički (sl. 8.2), a ako je zatvoreno zavrtnjima - poluhermetički (sl. 8.3) kom-

57.

224

presor. Kod oba tipa zatvorenog kompresora vratilo kompresora i elektromotoraje zajedničko i ne izlazi van kompresora, pa nema potrebe za zaptivačem. Tako se smanjuje mogućnost isticanja rashladnog 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) jeste taj što su eventualne intervencije na kompresoru ili elektromotoru moguće samo ako se kućište iseče.

8.3. - Presek poluhermetičkog 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 celog kompresora. Rashladni kompresor, odnosno njegov rashladni kapacitet, bira se na osnovu najvećeg toplotnog opterećenja rashladne instalacije koje može da nastane u normalnom pogonu. Pošto se toplotno opterećenje u toku eksploatacije menja, i često je manje od instalisanog rashladnog kapaciteta, efikasan i pravilan rad instalacije moguć je samo ako je kapacitet kompresora dobro regulisan. Dobra regulacija podrazumeva što elastičnije prilagođavanje rashladnog kapaciteta kompresora trenutnom toplotnom opterećenju, što se postiže na jedan od sledećih 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 malih i srednjih kapaciteta; - prigušivanjem pare rashladnog fluida na usisu kompresora, najčešće pomoću ventila za održavanje konstantnog pritiska u isparivaču. Mada je to neekonomičan način, on omogućava održavanje temperature isparavanja u uskim granicama; - vraćanjem jednog dela pare rashladnog fluida sa potisa na usis kompresora pomoću specijalnog ventila. To je neekonomičan ali jednostavan način regulacije koji se koristi kod kompresora komercijalnog tipa; - promenom veličine dodatnog štetnog 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 komplikovana i skupa; - odizanjem usisnih ventila, ručno ili elektromagnetnim ventilima, usisana para se vraća u usisni prostor. Tako se odgovarajući cilindri isključuju iz rada i smanjuje se rashladni kapacitet kompresora; - promenom broja obrtaja kompresora pomoću menjanja broja obrtaja pogonskog motora, čime se postiže najekonomičnije regulisanje rashladnog kapaciteta kompresora. 8.1.2. ROTACIONI KOMPRESORI Rotacioni kompresori se najčešće koriste kao kompresori niskog pritiska u dvostepenim rashladnim instalacijama. Pogodni za velike sekundne zapremine (do oko 1,5 m3/s) i umerene razlike pritisaka. Imaju male gabarite, malu težinu i veoma su pouzdani. Osnovni nedostaci su komplikovana i skupa izrada i problemi sa zaptivanjem između delova radne zapremine u kojima vlada visok i nizak pritisak. Najpoznatija su dva tipa rotacionih kompresora: - kompresori sa obrtnim kotrljajućim klipom i - kompresori sa obrtnim klipom i krilcima. - Šema rotacionog kompresora sa obrtnim kotrljajućim klipom data je na slici 8.4. Klip (rotor) obrće se oko ekscentričnog vratila i istovremeno se kotrlja po zidu cilindra. Tako se formira radna 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. 8.4. - Š e m a k o m p reso ra sa o b rtn im ko trlja ju ćim klip o m

deo radne žapremine u koju se usisava para rashladnog fluida. Usisavanje prestaje kada se dodirna ivica između klipa i cilindra poklopi se ivicom lopatice. Ovi kompresori praktično nemaju štetni prostor, a za male razlike pritiska kondenzacije i isparavanja imaju dobre koeficijente isporuke. Ako su razlike između ovih pritisaka veće, para počinje da pretiče iz oblasti sa visokim u oblast sa niskim pritiskom, što se delimično rešava intenzivnim podmazivanjem rotora i cilindra. Kompresori sa obrtnim kotrljajućim klipom mogu lako da se uravnoteže pa rade sa velikim brojem obrtaja. Najveću teškoću predstavlja zahtev za finom mašinskom obradom delova ovih kompresora čija površina mora ostati glatka i tokom eksploatacije. - Kompresori sa obrtnim klipom i krilcima (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 na osu 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

Sl. 8.5. - Š em a k o m p reso ra s a o b rtn im k lip o m i krilcimi

Ovi kompresori imaju veoma mali štetni prostor a najveći problem je proticanje pare između lopatica i zidova cilindra, koje vremenom raste zbog habanja ivica lopatica. Ovaj problem se donekle ublažava ubrizgavanjem ulja u cilindar koje smanjuje trenje i poboljšava zaptivanje. Kompresori sa krilcima nemaju usisne i potisne ventile, kompaktni su i mirno rade.

8.1.3. VIJČANI KOMPRESORI Vijčani kompresori su dobili naziv po rotorima koji liče na vijke. Jedan rotor ima pera a drugi žlebove. Ovi rotori se obrću u zajedničkom kućištu na čijim krajevima se nalaze usisni i potisni otvor (nema usisnih i potisnih ventila). Princip rada

vijčanih kompresora prikazan je na slici 8 .6 . U toku obrtanja rotora linija dodira svakog para pera i žleba pomera se od usisa ka potisu. Ako se posmatra samo jedan kanal koji zajedno sa kućištem obrazuje deo radne zapremine, videće se da se zapremina tog kanala smanjuje sve dok ne dođe do potisnog otvora kada počinje istiskivanje pare. Ovi kompresori omogućavaju regulaciju rashladnog kapaciteta u širokim granicama. Nemaju štetni prostor, a volumetrijski gubici nastaju zbog preticanja pare kroz zazore između rotora i kućišta i između dva rotora. Ovi gubici su prihvatljivi pošto vijčani kompresori rade sa velikim brojem obrtaja (do 10 000 o/min), i pošto se u njih sve vreme ubrizgava ulje pod pritiskom koje obezbeđuje potrebno zaptivanje. Važno je da ovi kompresori nisu osetljivi na tečni udar.

8.1.4. TURBOKOMPRESORI

57. 8.6. — P r in c ip ra d a v ijč a n ih kom p reso ra

Kod centrifiigalnih turbokompresora (sl. 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. Pri pogonu turbinom rashladni kapacitet se reguliše promenom broja obrtaja a pri pogonu elektromotorom - promenom ugla lopatica pretkola. Rashladni uređaji sa turbokompresorima najčešće se konstruišu kao agregatni uređaji (u čiji sastav ulaze kondenzator, isparivač, pogonski motor i ostali elementi).

227

Sl. 8 . 7. — P re se k c e n tr ifu g a ln o g tu rb o ko m p reso ra

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. Toplota kondenzacije sastoji se od toplote hlađenja (Q0) [kJ/s = kW] koja se u jedinici vremena oduzme hlađenom telu na isparivaču, i od toplote koja odgovara radu koji izvrši kompresor (P) - indikatorska snaga kompresora:

Q = Q0+ Pi-

( 8. 1)

U zavisnosti od medijuma za hlađenje kondenzatora, oni se dele na: —vazduhom hlađene kondenzatore, —vodom hlađene kondenzatore i —kondenzatore hlađene vodom i vazduhom. 228

8.2.1. VAZDUHOM HLAĐENI KONDENZATORI Vazduhom hlađeni kondenzatori imaju široku primenu u rashladnim uređajima jer vazduha ima svuda, u 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 cirkulacija vazduha koristi se kod kondenzatora u rashladnim uređajima najmanjih kapaciteta (kućni frižideri i zamrzivači). Njihova konstrukcija je jednostavna i 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 toga je neophodno da se pospeši razmena toplote između vazduha i rashladnog fluida, što se postiže uspostavljanjem prinudnog strujanja vazduha preko kondenzatora pomoću ventilatora. Veća brzina vazduha znači i veći koeficijent prelaza toplote, odnosno manji i efikasniji kondenzator. Ograničenje brzine vazduha ve-

zano je za sniženje pritisaka vazduha tokom strujanja kroz kondenzator, kao i za buku koja tom prilikom nastaje usled rada ventilatora i samog strujanja vazduha. Vazduhom hlađeni kondenzator sastoji se od više redova vertikalno postavljenih orebrenih cevnih zmija, međusobno povezanih kolektorima (sl. 8 . 8 ). Cevi freonskih rashladnih uređaja su od bakra a

Sl. 8.8. — Vazduhom h la đ e n i k o n d e n z a to r

229

rebra od aluminijumskog lima. Rebra su u obliku lamela i postavljaju se na 3 - 5 mm. N jihova uloga je da povećaju spoljašnju površinu kondenzatora (i do 25 puta više nego glatke cevi), a time i količinu toplote koja na njemu može da se razmeni. Oplata kondenzatora je od aluminijumskog ili pocinkovanog čeličnog lima. Za oplatu se najčešće direktno vezuje ventilator sa elektromotorom pomoću koga se ostvaruje cirkulacija vazduha kroz kondenzator. Prilikom održavanja rashladnih instalacija sa vazduhom hlađenim kondenzatorima, posebnu pažnju treba obratiti na čistoću spoljašnje površine orebrenih cevi kondenzatora. Prašina i druga nečistoća imaju dvojako negativno dejstvo. Prvo, direktno smanjuju efikasnost kondenzatora je r se povećava toplotni otpor zaprljanih cevi, usled čega se smanjuje 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 i veća potrošnja energije za pogon rashladnog uređaja u odnosu na uređaj sa vodom hlađenim kondenzatorom. 8.2.2. VODOM HLAĐENI KONDENZATORI. KULE ZA HLAĐENJE VODE Jedan od faktora koji određuju pritisak kondenzacije jeste i temperatura medijuma za hlađenje kondenzatora. Ukoliko se za hlađenje koristi voda, temperatura kondenzacije će biti niža od temperature kondenzacije koju bi imao isti rashladni uređaj sa vazduhom hlađenim kondenza230

torom. Tako je potrošnja energije potrebne za pogon ovog uređaja manja, a samim tim je i koeficijent hlađenja veći. Ovo, naravno, važi samo pod uslovom da se raspolaže dovoljnom količinom jeftine, čiste i neagresivne vode (bunarska, jezerska ili rečna voda), kao i da transport vode ka kondenzatoru i od njega nije skup. Postoji nekoliko vrsta konstrukcija vodom hlađenih kondenzatora. Jedan od tipova ovih kondenzatora koji se relativno retko koristi jeste dobošasti kondenzator sa potopljenom spiralnom cevi. Šema ovog kondenzatora prikazana je na slici 8.9. Kroz čelični doboš, a oko spiralne cevi, struji voda za hlađenje kondenzatora. Ona oduzima toplotu od pare rashladnog fluida koja ulazi sa gomje strane doboša

Sl. 8.9.

- D o b o ša sti k o n d e n z a to r sa p o to p lje n o m sp ira ln o m cevi

kroz spiralnu cev, kondenzuje se i na dnu suda izlazi u tečnom stanju. Prednost ovog tipa kondenzatora je jednostavna konstrukcija i niska cena. Koristi se uglavnom kod malih rashladnih uređaja čiji se doboš ujedno koristi kao rezervoar tople vode. Nedostatak dobošastih kondenzatora sa spiralnom cevi je veliko sniženje pritiska sa strane rashladnog fluida (kroz spiralnu cev), i mali koeficijent prelaza toplote sa strane vode. I dvocevni protivstrujni kondenzator (sl. 8 . 10) retko se primenjuje jer je skup.

Sl. 8 .1 0 .— D v o c e v n i p ro tiv s tr u jn i k o n d e n z a to r

Rashladni fluid struji kroz prostor oko cevi ulazeći odgore, a voda kroz cevi strujeći nagore. Tako se obezbeđuje suprotan smer toka vode i rashladnog fluida, a time i bolji koeficijent prolaza toplote. Prednost ove vrste kondenzatora je i relativno jednostavan pristup cevima kada ih je potrebno čistiti sa strane vode. Ako umesto jedne cevi kroz koju struji voda ima više cevi manjeg prečnika, to je višecevni protivstrujni kondenzator. Ovaj kondenzator je kompaktniji i jefltiniji od jednocevnog protivstrujnog kondenzatora. Kod manjih kompresorsko-kondenzatorskih agregata za komercijalne rashladne uređaje koriste se koaksijalni spiralni kondenzatori (sl. 8.11). To su kondenzatori tipa ,,cev u cev“. Kroz njihovu unutrašnju cev protiče voda, a kroz prostor između unutrašnje i spoljašnje cevi para

Sl. 8.11. —K o a k s ija ln i sp ir a ln i k o n d e n z a to 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 kondenzatora je niska cena izrade, a nedostatak je nemogućnost čišćenja spiralne cevi kroz koju protiče voda. Najzastupljeniji kondenzator u rashladnim instalacijama sa vodom hlađenim kondenzatorima je horizontalni 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 su ,,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 pregrade omogućavaju da voda protiče kroz kondenzator u više prolaza (nekoliko puta prođe sa jednog kraja kondenzatora na drugi). Time se postižu veće brzine strujanja vode kroz cevi, što omogućava intenzivniju 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 eksploatacije. Nedostatak je velika potrošnja sveže vode. Ukoliko se ne raspolaže dovoljnom količinom vode ili je ona skupa, kondenzator se povezuje sa kulom za recirkulaciono hlađenje vode. 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 padaju naniže kroz struju vazduha stvore232

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 ide u kondenzator. Iznad brizgaljki se nalazi eliminator kapi koji sprečava da struja vazduha odnese kapi vode van kule. Tako se, korišćenjem kula za recirkulaciono hlađenje vode, potrošnja vode svodi na 2 -4 % ukupnog protoka vode kroz kondenzator. To, u stvari, pretstavlja količinu vode koja ispari i koja se u obliku najsitnijih kapi ipak izađe i rasprši van kule. 8.2.3. KONDENZATORI HLAĐENI VODOM IVAZDUHOM Ovaj tip kondenzatora koristi prednosti koje daje korišćenje sprege vodom hlađenog kondenzatora 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, pumpa potiskuje vodu iz bazena na dnu kondenzatora direktno do brizgaljki na vrhu. U skladu sa tim princip rada je sledeći. Voda iz brizgaljki prska direktno po cevima kondenzatora primajući na sebe toplotu kondenzacije. Istovremeno, ona se hladi tako što jedan 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 brizgaljki.

Načelno postoje dva tipa kondenzatora koji spadaju u ovu grupu i koji se dele prema načinu strujanja vazduha kroz njih. Ukoliko vazduh struji prirodnim putem preko okvašenih cevi kondenzatora, onda je to atmosferski kondenzator, a ako je strujanje vazduha prinudno - izazvano ventilatorom, onda su to evaporativni kondenzatori (sl. 8.14). I atmosferski i evaporativni kondenzatori se sastoje od više redova vertikalnih cevnih zmija. Cevne zmije evaporativnih kondenzatora, što nije slučaj kod atmosferskih, nalaze se u oplati od pocinkovanog čeličnog lima. Na vrhu tog kondenzatora je eliminator kapljica koji sprečava odnošenje kapljica sa strujom vazduha. Zbog toga količina sveže vode potrebne za evaporativne kondenzatore iznosi od 5 do 10% količine vode potrebne za dobošaste kondenzatore. Kod

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, a spoljašnja površina cevi se teško čisti od kamenca jer joj je teško 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 temperatura na taj način snižava i održava nižom od temperature okoline. Isparivači se dele na više načina. Prema hlađenom medijumu, isparivači se dele na isparivače za 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 preplavljene.

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 (mešavina pare i tečnosti). Pošto su| klipni kompresori veoma osetljivi na ,,tečni udar“, posebna pažnja mora se obrati-1 ti na zaštitu kompresora od prodora tečnosti u njegov usis iz isparivača. Specijalne mere zaštite suvih isparivača nisu neophodne. Cela koncepcija je takva 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“ pa se iza njih obavezno stavljaju separatori (S) - odvajači tečnosti (sl. 8.15). To su sudovi u kojima vlažna para naglo menja brzinu i pravac strujanja pa se, usled veće inercije, kapljice tečnosti odvajaju i padaju na dno separatora. Usis kompresora je povezan sa parnim prostorom ovog suda tako da kompresor usisava isključivo suvozasićenu paru rashladnog fluida i na taj način je zaštićen od „tečnog udara“. Inače, lokalna cirkulacija tečnosti kroz preplavljeni isparivač ostvaKd

8.3.1. SU V II PREPLAVLJENI ISPARIVAČI Osnovna razlika između suvih (isparivači sa direktnom ekspanzijom) i preplavljenih isparivača je u tome što kod suvih isparivača tečnost rashladnog fluida, prolaskom kroz isparivač, potpuno ispari i malo se pregreje. Kroz preplavljene ispa-

234

Sl. 8.15. - Š em a je d n o s te p e n e in s ta la c ije sa p re p la v lje n im isp a riva čem i se p a ra to ro 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 isparivača okvašen tečnošću rashladnog fluida, pa je i prelaz toplote sa strane rashladnog fluida znatno intenzivniji od prelaza suvih isparivača. Zbog toga su dovoljne manje površine isparivača i manji broj ventila i automatike. Tako su, uprkos dodatnim troškovima za separatore i eventualne pumpe, investicioni troškovi za preplavljenu rashladnu instalaciju manji od troškova za suvu instalaciju.

a)

8.3.2. ISPARIVAČI ZA HLAĐENJE TEČNOSTI Isparivači za hlađenje tečnosti najčešće se konstruišu kao potopljeni ili kao dobošasti isparivači. Potopljeni isparivači su dobili naziv po tome što su potopljeni u tečnost koju 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 pravim cevima ili cevima u obliku riblje 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 podrazumeva namrzavanje sloja leda na površini isparivača u periodu kada je manje toplotno opterećen, kao i korišćenje tako akumulisane toplote hlađe-

I ulaz hlađene ' tečnosti iztaz hlađene tečnosti

Sl. 8.16. - D o b o š a sti isp a riva či: a) sa d ire k tn o m eksp a n zijo m , b) p r e p la v lje n i

235

nja u periodima kada je isparivač najviše opterećen. Ovi isparivači se jednostavno čiste pošto im je lako prići. Dobošasti isparivači se uglavnom koriste za hlađenje vode u klimatizacionim postrojenjima. Za manje i srednje kapacitete tih postrojenja koriste se dobošasti isparivači 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 koje produžavaju put tečnosti kroz isparivač. Kod većih instalacija situacija je obrnuta: hlađena tečnost struji kroz cevi, a rashladni fluid ključa na cevima (sl. 8.16b).

8.3.3. ISPARIVAČI ZA HLAĐENJE VAZDUHA Prema načinu strujanja hlađenog fluida, isparivači se dele na isparivače sa prirodnom i sa prinudnom konvekcijom. Isparivači za hlađenje vazduha sa prirodnom konvekcijom još se nazivaju i isparivači za mirno hlađenje vazduha. Oni se prave od glatkih ili, češće, orebrenih bakarnih ili čeličnih cevi. Da bi se obezbedila zadovoljavajuća prirodna cirkulacija vazduha kroz ove isparivače, neophodno je odabrati veću temperatursku razliku između zahtevane temperature vazduha u hlađenom prostoru i temperature isparavanja rashladnog fluida. Obično se podešava 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 i 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 paketi orebrenih cevnih zmija sa odgovarajućim ventilatorima, pri čemu rebra mogu biti spiralna i lamelasta. Ustaljene kombinacije materijala za izradu cevi i rebara su bakar i aluminijum kod 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 povećava se i toplotni otpor između vazduha i rashladnog fluida i sprečava slobodno strujanje vazduha kroz isparivač. Zbog toga je neophodno povremeno otapati inje sa površine isparivača, i to na jedan od sledeća tri načina: - zaustavljanjem rada instalacije i nastavljanjem cirkulacije vazduha iz hlađenog prostora preko isparivača (moguće u komorama čija je temperatura vazduha iznad 0°C); - zaustavljanjem rada instalacije i otapanjem električnim grejačima ugrađenim u isparivač ili prskanjem toplom vodom (za komore sa temperaturom iznad 0°C);

Sl. 8.17. - Isp a riv a č za h la đ e n je vazduha

- otapanjem toplom parom rashladnog fluida koja se iz kompresora šalje u isparivač koji se otapa.

8.4. PR EH LA ĐIV A ČII M EĐUHLADNJACI 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.

8.4.1. PREHLAĐIVAČI 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 vodom. To su protivstrujni —,,cev u cev“ ili dobošasti razmenjivači toplote, po konstrukciji slični odgovarajućim kondenzatorima. Tečni amonijak protiče oko unutrašnje cevi, odnosno oko snopa cevi, dok kroz cevi protiče voda. Razlika temperatura prehlađenog tečnog amonijaka i temperature vode na ulazu u prehlađivač iznosi 2 - 3°C. Ovo prehlađivanje može da se ostvari i u kondenzatoru uz odgovarajuće povećanje njegove površine. Tečnost rashladnog fluida može da se prehlađuje i hladnom suvozasićenom parom koja izlazi iz isparivača. Sema ovog načina prehlađivanja prikazana je na slici 8.18. Na ovaj način se povećava toplota hlađenja ali se usled pregrevanja pare na usisu kompresora povećava i utrošeni rad. 237

8.4.2. MEĐUHLADNJACI

57. 8.18. - P re h la đ iv a n je te č n o s ti ra s h la d n o g flu id a s u v o za s ić e n o m p a ro m iz isp a riva ča

Da li će ove promene da utiču na smanjenje ili povećanje koeficijenta hlađenja zavisi od vrste rashladnog fluida koji se koristi. Taj uticaj je pozitivan ukoliko se radi sa freonima. Postoje različite konstrukcije ovog tipa prehlađivača. Oni mogu biti u obliku cilindričnog suda sa cevnom zmijom u njemu ili veoma slični dobošastim razmenjivačima toplote - sa snopom cevi u cilindričnom omotaču (koriste se za instalacije većih kapaciteta). Najčešće se upotrebljavaju koaksijalni (,,cev u cev“) prehlađivači (sl. 8.19). Kroz unutrašnju cev prolazi tečnost a kroz međuprostor para rashladnog fluida. Prenos toplote sa strane pare intenzivira se orebravanjem unutrašnje cevi. Pri ugradnji ovog prehlađivača u instalaciju mora se voditi računa da se ulje vraća ka usisu kompresora, kako se ne bi zadržavalo u prehlađivaču.

Sl. 8.19. - K o a k s ija ln i p re h la đ iv a č te č n o sti ra s h la d n o g flu id a

238

Kada je potrebno savladati veliku razliku između pritiska isparavanja i pritiska kondenzacije, rashladna instalacija proizvodi se kao dvostepena ili kao višestepena. Iza kompresora niskog pritiska dvostepenih instalacija postavlja se međuhladnjak koji ima zadatak da snizi temperaturu pregrejane pare rashladnog fluida na potisu kompresora visokog pritiska, čime se ujedno 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, cilindrični sudovi, i to: međuhladnjak bez cevne zmije za dvostepeno i sa cevnom zmijom za jednostepeno prigušivanje (sl. 8 .20 ). Međuhladnjak bez cevne zmije (sl. 8,20a) radi po sledećem principu. Tečnost rashladnog fluida iz kondenzatora odlazi u prigušni ventil (PV l) 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 prigušivanja nastaje para rashladnog fluida koja direktno odlazi u kompresor visokog pritiska, a tečnost se u prigušnom ventilu (PV2) prigušuje na pritisak isparavanja koji vlada u isparivaču. Posle isparavanja u isparivaču rashladni fluid u par-

Kd

Kd

Sl. 8.20. - Š em a r a s h la d n ih in sta la c ija sa m e đ u h la d n ja c im a b e z c e v n e zm ije (a) i sa c e v n o m z m ijo m (b)

nom stanju odlazi u kompresor niskog pritiska, tamo se sabija na međupritisak i odlazi u međuhladnjak. U međuhladnjaku pregrejana para rashladnog fluida u uronjenoj cevčici hladi se do stanja zasićenja na račun isparavanja dela tečnosti iz međuhladnjaka, i odlazi u kompresor visokog pritiska pa u kondenzator. Za razliku od ovog međuhladnjaka, u instalaciji sa međuhladnjakom sa cevnom zmijom (sl. 8 .20 b) prigušivanje sa pritiska kondenzacije na pritisak isparavanja dešava se u jednom stepenu - u ventilu (PV2). U ventilu (PVl) na međupritisak se prigušuje samo onoliko tečnosti koliko je neophodno za hlađenje tečnosti rashladnog fluida koja prolazi kroz cevnu zmiju (CZ) i pregrejane pare koja dolazi iz kompresora niskog pritiska do stanja zasićenja. Cevna zmija se dimenzioniše tako da je temperatura rashladnog fluida na izlazu iz cevne zmije 3 - 4°C viša od temperature koja vlada u međuhladnjaku.

8.5. RAZMENJIVAČI TOPLOTE 8.5.1. PODELA RAZMENJIVAČA TOPLOTE Razmenjivači toplote su toplotni aparati čija je osnovna namena razmena toplote između dva ili više fluida. Oni se široko primenjuju u procesnoj i prerađivačkoj industriji, proizvodnji električne energije, grejanju i klimatizaciji, rashladnim uređajim a itd. Osnovna podela razmenjivača toplote je na: - rekuperativne, - regenerativne i - razmenjivače sa mešanjem fluida. - Rekuperativni razmenjivači toplote (rekuperatori) jesu razmenjivači najčešći u industrijskoj praksi. Toplota prolazi sa toplijeg na hladniji fluid kroz pregradu koja ih razdvaja (najčešće metalni zid cevi ili metalna ploča). Rekuperativni razmenjivači toplote nemaju pokretne delove i kod njih se topliji i hladniji fluid ne mešaju.

239

- Kod regenerativnih razmenjivača toplote (regeneratori), istu površinu za toplotnu razmenu naizmenično opstrujavaju topao i hladan fluid. Kada tu površinu opstrujava topao fluid, ona se zagreva. Po prestanku opstrujavanja toplim fluidom počinje opstrujavanje hladnim fluidom, pri čemu se fluid zagreva (toplota se regeneriše) a površina za razmenu toplote se hladi. Regenerator funkcioniše ciklično ponavljajući ove procese. Ovaj tip razmenjivača toplote koristi se u Simens-Martinovim i staklarskim pećima, kao i u parnim kotlovima. - Razmenjivače toplote sa mešanjem fluida karakteriše neposredni kontakt topiog i hladnog fluida, pri čemu se topao fluid hladi a hladan zagreva. Važno je da se ova dva fluida posle razmene toplote mogu relativno lako razdvojiti. U praksi se na ovaj način najčešće razmenjuje toplota između gasa i tečnosti. Najtipičniji predstavnik ovih razmenjivača toplote su kule za hlađenje vode u kojima voda u neposrednom kontaktu sa vazduhom isparava i pri tome se hladi.

U zavisnosti od smera strujanja toplog i hladnog fluida, rekuperativni razmenjivači toplote dele se na istosmerne i suprotnosmerne. Na slici 8.21 prikazan je razmenjivač toplote tipa ,,cev u cev“ sa odgovarajućim promenama temperature toplijeg (indeks 1) i hladnijeg (indeks 2) fluida. Kod oba razmenjivača toplote temperatura toplijeg fluida opada (sa t]p na t]k) a hladnijeg raste (sa t, na t2k). Međutim, važno je da kod razmenjivača toplote sa istosmernim tokom temperatura hladnijeg fluida na izlazu (t2k) ne može da bude viša od temperature toplijeg fluida na izlazu. To je logično pošto topliji fluid ne može da zagreje hladniji na temperaturu kojaje viša od njegove temperature na tom mestu. Kod razmenjivača toplote sa suprotnosmernim tokom to nije slučaj, pa su ovi razmenjivači toplote efikasniji pošto omogućavaju bolje korišćenje temperaturske razlike. Zbog toga se razmenjivači toplote, uvek kada je to moguće, prave kao suprotnosmerni. 8.5.2. KOEFICIJENT PROLAZA TOPLOTE, SREDNJA TEMPERATURSKA RAZLIKA, POVRŠINA RAZMENJIVAČA TOPLOTE 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 i prelaz toplote sa zida na hladniji fluid. Veličina koja karakteriše ovakav vid prostiranja toplote naziva se koeficijent prolaza toplote i obeležava se sa K [W/m 2K],

Sl. 8.21. — Islo s m e r n i (a) i su p r o tn o s m e rn i (b) r a z m e n jiv a ć i to p lo te

240

Jedna od osnovnih jednačina koja karakteriše prostiranje toplote kod razmenjivača toplote je jednačina za toplotni fluks (razmenjenu toplotu u jedinici vremena) koja glasi:

Srednja logaritamska razlika temperatura izračunava se prema formuli:

Q = K - A ■Atm,

gde su: At - početna, Atk - krajnja razlika temperatura fluida između kojih se razmenjuje toplota (sl. 8 .21 ).

(8.2)

gdeje: A [m2] - površina razmenjivača toplote, Atm [°C] - srednja logaritamska razlika temperatura. Iz ove jednačine se vidi da se površina razmenjivača toplote potrebna da bi se razmenila količina toplote Q može odrediti kao: A

. S K -A tm 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 Atm Koeficijent K je veličina koja se kod preciznijih proračuna izračunava, dok se za određivanje približne površine koriste | podaci za orijentacione vrednosti ovog koeficijenta u zavisnosti od tipa razmenjivača toplote i vrste i stanja fluida koji se koriste.

Atm ■

At. - At„

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 načinu pogona? Koje postoje regulacije rashladnog kapaciteta klipnih kompresora? 3. Koje su konstrukcione osobine, prednosti i nedostaci vazduhom hlađenih kondenzatora? 4. Koje su konstrukcione osobine, prednosti i nedostaci vodom hlađenih kondenzatora? 5. Kako radi kondenzator hlađen vodom i vazduhom? 6. Kako se dele isparivači? Koje su osnovne karakteristike suvih i preplavljenih isparivača? 7. Kako inje utiče na rad isparivača za hlađenje vazduha? Kako se inje otapa? 8. Kako se prehlađuje tečnost 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. AUTOMATIKA RASHLADNIH UREĐAJA

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 puna proizvoda, ili se najveći broj ljudi istovremeno nalazi u hlađenom prostoru, i niz drugih ekstremno nepovoljnih okolnosti. Osim napomenutog, proračunat potreban 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, na primer), za redovno održavanje rashladne instalacije itd. Tokom eksploatacije rashladnog uređaja veoma retko se dešava da toplotno opterećenje bude jednako njegovom rashladnom kapacitetu. Obično je rashladni kapacitet veći od trenutnog toplotnog opterećenja, pa bi rad uređaja u takvim okolnostima prouzrokovao sniženje temperature hlađenog objekta. To može da bude nepoželjno iz tehnoloških razloga (nepredviđeno smrzavanje proizvoda), kao i zbog neekonomičnosti rada postrojenja u takvim uslovima. Iz ovoga se jasno vidi da je regulacija rada rashladnih uređaja neophodna da bi se rashladni kapacitet što bolje prilagodio toplotnom opterećenju uređaja. 242

Osim svega toga, neophodno je stalno pratiti osnovne parametre rada instalacije (pritisci, temperature, uključenost pojedinih elemenata itd.), kao i stanja hlađenog objekta. Na taj način se štite ljudi i materijalna dobra koja mogu biti ugrožena usled kvara ili ekstremnih uslova u kojima rashladni uređaji 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, signalizacije, zaštite i regulacije. Elementi automatske kontrole služe za merenje i pokazivanje vrednosti najznačajnijih parametara, kao što su: temperatura hlađenog objekta, sredstva za hlađenje kondenzatora i rashladnog fluida, pritisak isparavanja, kondenzacije i pritisak ulja, snaga koju troše kompresori i mnogi drugi. Elementi za automatsku svetlosnu i zvučnu signalizaciju prikazuju pogonsko stanje elemenata instalacije. Zelena lampica označava da je taj element u pogonu, a crvena, koja je najčešće povezana i sa zvučnim signalom, označava nepravilnost u radu i ispadanje iz rada pojedinih elemenata rashladne instalacije. Elementi za automatsku zaštitu prekidaju rad dela ili cele rashladne instalacije kada neki od parametara rada dostigne neželjenu ili opasnu

vrednost koja može izazvati havariju. Na kraju, elementi za automatsku regulaciju održavaju vrednost regulisanih veličina (temperatura, pritisak, protok, nivo...) u zadatim granicama. U rashladnoj tehnici najčešće nije neophodno parametre rada koji se regulišu održavati u uskim granicama (sa velikom tačnošću) pa se rashladni uređaji regulišu dvopoziciono. Dvopoziciona regulacija podrazumeva ,,on - o ff‘, odnosno regulaciju na nivou „uključeno - isključeno“. Najočigledniji primer ovog načina regulacije je regulacija rada kućnih frižidera. Rashladna instalacija, odnosno kompresor frižidera, radi dok se ne postigne dovoljno niska temperatura u frižideru. Tada se kompresor 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 isparivača koja je u direktnoj vezi sa temperaturom hlađenog prostora u frižideru.

9.1. AUTOMATSKI PRIGUŠNI VENTIL Jedan od najjednostavnijih elemenata automatike je automatski prigušni ventil. On prigušuje tečnost rashladnog fluida sa pritiska kondenzacije na pritisak isparavanja i reguliše protok tečnosti kroz isparivač u zavisnosti od pritiska isparavanja. Šema automatskog prigušnog ventila data je na slici 9.1. Tečnost rashladnog fluida koja dolazi iz kondenzatora ulazi u kućište ventila ( 1) kroz priključak (2 ). Prolazeći kroz filtar (3) tečnost se prigušuje u sedištu ventila a u zavisnosti od položaja igle (4). Igla je povezana sa jarmom

9

7 8

Sl. 9. /. - Š e m a a u to m a ts k o g p r ig u š n o g v e n tila

(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. Budući da je atmosferski pritisak približno konstantan, a da se sila u opruzi podesi samo jednom, položaj igle, odnosno veličina protočnog preseka ventila, određena je pritiskom isparavanja (p0). Snižavanje pritiska isparavanja prouzrokuje pomeranje igle ventila nadole i povećanje protoka tečnosti rashladnog fluida i obrnuto. U skladu sa tim, kompresor na startu usisava količinu rashladnog fluida veću nego što dotiče kroz prigušni ventil koji, usled još uvek relativno visokog pritiska (pQ), nije dovoljno otvoren. To znači da je isparivač u tom periodu loše iskorišćen, jer u njega dotiče manje tečnosti rashladnog fluida nego što je

243

potrebno. Snižavanjem pritiska u isparivaču 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 kompresora u isparivač dođe više tečnosti 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 u usisni vod kada termostat zaustavi kompresor. Ovaj ventil je jednostavan pa je pouzdan i jeftin. N edostatakm uje što je isparivač instalacija sa ovim ventilom najlošije iskorišćen u početku rada kompresora, kada je potreba za hlađenjem najveća, a najbolje je iskorišćen pred isključenje kompresora, kada je temperatura hlađenog objekta najniža. Osim toga, ovaj ventil može da se primenjuje samo u instalacijama sa jednim suvim isparivačem. Ako ima više suvih isparivača, ventil na najmanje toplotno opterećenom isparivaču propuštao bi tečnost i izazvao tečni udar kompresora.

9.2. TERMOEKSPANZIONIVENTIL Termoekspanzioni ventil, kao i automatski prigušni ventil, prigušuje tečnost rashladnog fluida sa pritiska kondenzacije na pritisak isparavanja i reguliše protok ove tečnosti kroz isparivač. Međutim, za razliku od automatskog prigušnog ventila, protok se reguliše u zavisnosti od toplotnog opterećenja isparivača, a na osnovu pregrevanja pare rashladnog fluida na izlazu iz isparivača, koje se tom prilikom održava konstantnim. Time je omogućeno znatno bolje iskorišćenje isparivača bez

244

obzira na režim rada, kao i primena ovih ventila i u instalacijama sa više suvih isparivača. Šema termoekspanzionog ventila i njegove veze sa isparivačem prikazane su na slici 9.2. Konstrukcija je veoma slična konstrukciji automatskog prigušnog ventila. Tečnost rashladnih fluida iz kondenzatora ulazi u kućište ventila ( 1 ) kroz priključak (2). Prolazeći kroz filtar (3), tečnost se prigušuje u sedištu ventila a u zavisnosti od položaja igle (4) koja je povezana sa jarmom (5) a on sa mehom (6). On deli kućište ventila na dva dela. Prostor iznad meha je pomoću kapilarne cevi (9 - cev malog prečnika od 1 do 2 mm) povezan sa davačem ( 10 ) postavljenimuz cev isparivača na njegovom izlazu. Davač je, u stvari, mali cilindrični sud delimično ispunjen lako isparljivom tečnošću (često rashladni fluid kao u isparivaču). Na iglu (4) sa donje strane deluje opruga (7), a sila u opruzi podešava se pomoću zavrtnja (11). Rashladni fluid iz prostora ispod 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 mestu davača pregrevanje pare rashladnog fluida iznosi 7°C. Ako se, iz bilo kog razloga, toplotno opterećenje isparivača poveća (unošenje svežih toplih proizvoda, otvaranje vrata hlađene komore...), intenzivnija razmena toplote prouzrokovaće da se isparavanje u isparivaču završi pre tačke (B). Usled toga će se na ostatku cevi isparivača, pa i na mestu davača, povećati pregrevanje pare rashladnog fluida. Na taj način će se dodatno zagrejati davač ter-

I

moekspanzionog ventila, u njemu će se povisiti pritisak (pd) koji će, usled veze preko kapilarne cevi, delovati na meh i jaram i pomeriti iglu ventila nadole. Na taj način će se povećati protok tečnosti rashladnog fluida i prilagoditi trenutnom toplotnom opterećenju isparivača, čime će se i pregrevanje vratiti na zadatu vrednost. Kada se smanjuje toplotno opterećenje isparivača, situacija je obmuta. Pad pritiska rashladnog fluida kroz isparivač u većim isparivačima ne može se zanemariti jer će on izazvati veće pregrevanje na izlazu iz isparivača, što će mu smanjiti efikasnost. U tom slučaju se koriste termoekspanzioni ventili sa egalizacijom (sa vodom za izjednačenje pritiska). Njihova konstm kcija je potpuno identična konstrukciji klasičnog termoekspanzionog ventila. Jedina razlika je u tome što je kućište ventila podeljeno na tri dela i što je dobijeni međuprostor spo-

jen pomoću kapilarne cevi sa izlaznom cevi iz isparivača na mestu davača. Ove izmene su prikazane na slici 9.2 isprekidanom linijom, i pomoću njih se prevazilaze problemi nastali povećanim sniženjem pritiska u isparivaču.

9.3. PRIGUŠNIVENTILI SA PLOVKOM 9.3.1. PRIGUŠNIVENTIL SA PLOVKOM NA STRANI NISKOG PRITISKA Ovaj ventil se koristi za prigušivanje i regulaciju protoka tečnosti rashladnog fluida u zavisnosti od nivoa tečnosti u isparivaču sa slobodnim ključanjem, separatom rashladne instalacije sa preplavljenim isparivačima ili u međuhladnjaku. Šematski prikaz ovog ventila dat je na sli245

sa plovkom na strani visokog pritiska može se koristiti samo kod rashladnih instalacija sa jednim isparivačem zbog opasnosti od tečnog udara u kompresoru.

9.4. SO LEN O ID N IV EN TIL

57. 9 .3 . — S e m a p r i g u š n o g v e n tila s a p l o v k o m n a s tr a n i n is k o g p r itis k a

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 plovak (7), što se preko poluge ( 8 ) prenosi na iglu ventila (9). Tako porast nivoa tečnosti prouzrokuje zatvaranje protočnog preseka u sedištu ventila ( 10 ) a pad nivoa otvaranje ovog preseka i propuštanje veće količine tečnosti.

9.3.2. PRIGUŠNIVENTIL SA PLOVKOM NA STRANIVISOKOG PRITISKA Konstrukcija ovog ventila je vrlo slična konstrukciji ventila sa plovkom na strani niskog pritiska pa o njoj neće biti posebno govora. Za razliku od prethodno opisanog ventila, ovaj ventil se postavlja da bi se prigušio i regulisao protok rashladnog fluida u zavisnosti od nivoa tečnosti u sudovima na strani visokog pritiska (kondenzator, resiver...). Kod kondenzatora, na primer, pomoću ovog ventila se obezbeđuje da se kondenzat 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 ventila prekida ili 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 udar kotve u kućište. Ventil se zatvara prekidanjem strujnog kola usled čega kotva i vreteno ventila zajedno sa pečurkom (5) padaju nadole. Dobro zaptivanje obezbeđuje razlika pritisaka ispod i iznad pečurke ventila. Ovi ventili se koriste u različite svrhe. Pomoću ovih ventila termostati regulišu temperaturu u hlađenom prostoru instalacija sa suvim i sa preplavljenim isparivačima, služe kao cevni zatvarači tokom regulacije nivoa tečnosti u separatorima i sl.

1

zbog otvora (7), deluje preko meha (3) na štap (4). Ovo pomeranje prouzrokuje obrPresostati su električni prekidači koji tanje laktaste poluge oko oslonca (2 ) naprekidaju i uspostavljaju strujno kolo u desno pa vertikalni krak ove poluge ( 1) I zavisnosti od pritiska. Oni mogu da se ko- preko osovinice ( 11 ) potiskuje kontaktni riste kao elementi regulisanja i kao ele- mehanizam (12). Kada se dostigne vredmenti zaštite. U zavisnosti od pritisaka na nost pritiska (p), podešena na skali ( 10 ) pokoje reaguju, presostati se dele na pre- moću zavrtnja (9) i opruge ( 8), spojiće se sostate niskog pritiska, presostate visokog kontakti (13) i zatvoriće se strujno kolo pritiska i diferencijalne presostate koji vezano sa nekim uređajem od čijeg rada reaguju na razliku pritisaka. Konstrukcije zavisi pritisak (p) - kompresor, solenoidni ovih presostata suštinski se ne razlikuju, a ventil... Kada pritisak počne da se snižau zavisnosti od načina postavljanja elek- va, laktasta poluga se obrće u suprotnom tričnih kontakata pri dostizanju određe- smeru ali se kontakt neće prekinuti u is| nog pritiska ili razlike pritisaka strujno tom položaju u kojem je uspostavljen jer kolo može da se zatvara ili prekida. Kada bi to prouzrokovalo suviše često uključise presostat koristi kao element zaštite, vanje i isključivanje uređaja. Zbog toga ima dodatni kontakt za ponovno uklju- poluga nailazi na graničnik (14) pa na nju čivanje (reset) pošto se otkloni uzrok opa- deluje sila opruge (15) koja se podešava snosti. zavrtnjem (16) a kontroliše na skali (17). Usled sile u opruzi pritisak na kome se i Šema presostata prikazana je na slici 9.5. Kada se kontrolisani pritisak (p) povi- kontakt otvara biće niži od pritiska na si, sila usled razlike tog pritiska i pritiska kome se on zatvara. Ta razlika pritisaka u kućištu ( 6 ) - jednakog atmosferskom naziva se diferenca. 9 .5 . P R E S O S T A T I

57.

9.5. -Šem a presostata

247

Presostati niskog i visokog pritiska koriste se kao elementi zaštite kompresora. Oni isključuju kompresor kada se pritisak na usisu snizi ispod zadatog, odnosno kada se pritisak na potisu povisi iznad zadatog pritiska koji obezbeđuje bezbedan rad kompresora i cele rashladne instalacije. Osim ovoga, presostat niskog pritiska može da se koristi i za regulaciju rada kompresora, i to uključivanjem i isključivanjem kompresora u zavisnosti od pritiska na usisu koji opet zavisi od toplotnog opterećenja isparivača. Najvažnija uloga diferencijalnih presostata je kontrola razlike pritisaka ulja koja se postiže pomoću uljne pumpe i koja je neophodna za pravilno podmazivanje kompresora. Ako ova razlika nije dovoljna, presostat isključuje kompresor i tako ga štiti od havarije.

248

9.6 . T E R M O S T A T I

Termostati su električni prekidači koji su konstrukcijski i funkcionalno gotovo identični presostatima, samo što termostati prekidaju i zatvaraju strujno kolo u zavisnosti od temperature. Šema termostata se od šeme na slici 9.5 razlikuje samo po tome što na meh ne deluje direktno pritisak iz rashladne instalacije, već pritisak iz davača koji je isti kao kod termoekspanzionog ventila i koji registruje promenu temperature. Načini primene termostata u rashladnim instalacijama veoma su raznovrsni. Termostati se veoma često koriste za regulaciju temperature vazduha u hlađenom prostoru (sl. 9.6). Kada temperatura vazduha dostigne minimalno dozvoljenu vrednost, termostat (Th) zatvara solenoidne

ventile (SV) - kod velikih isparivača (Rl) ispred i iza isparivača - i isključuje ventilatore (V), čime praktično prekida rad tog isparivača. Usled toplotnog opterećenja temperatura vazduha u toj komori počinje da se povišava. Kada dostigne maksimalno dozvoljenu vrednost, termostat ponovo otvara solenoidne ventile i uključuje ventilatore i tako uspostavlja normalan rad isparivača. Termostati se upotrebljavaju u kulama za recirkulaciono hlađenje vode. Oni tu imaju višestruku ulogu. Pomoću njih se uključuju i isključuju ventilatori u zavisnosti od spoljne temperature vazduha, kako bi se uštedela energija i održao minimalno potreban pritisak kondenzacije. Osim toga, smrzavanje vode u kadi sprečava se električnim grejačima koje, opet, uključuje termostat u zavisnosti od trenutne temperature vode u kadi. Kao i kod presostata, postoje i diferencijalni termostati koji zatvaraju ili prekidaju strujno kolo u zavisnosti od razlike temperatura. Ovi termostati se često koriste u visokim komorama kod kojih razlika temperatura vazduha između tavanice i poda, kada je isparivač isključen, može da dostigne i 4 - 5°C. U tim slučajevima diferencijalni termostat uključuje samo ventilatore na isparivačima i mešanjem vazduha ujednačava temperatursko polje u komori.

9.7. PO M O Ć N IA PA R A T IIU R E Đ A JI Kompresor, kondenzator, isparivač i prigušni ventil osnovni su elementi koji obezbeđuju funkcionisanje jedne rashladne instalacije. Da bi ta instalacija radila ekonomično, odnosno uz manji utrošak energije potrebne za njen pogon, uvode se pomoćni aparati, kao što su prehlađi-

vači i međuhladnjaci. Osim toga, bitno je obezbediti trajan i siguran rad, što se postiže pomoću druge kategorije pomoćnih aparata u koju spadaju: odvajači tečnosti, odvajači ulja, ispuštači vazduha, filtri itd. 9.7.1. SKUPLJAČI (RESIVERI) Resiveri su cilindrični sudovi (horizontalni ili vertikalni) koji se obično postavljaju ispod kondenzatora. Postoje dva tipa resivera. Prvi tip resivera prima tečnost rashladnog fluida koja se zbog promene toplotnog opterećenja premešta u deo instalacije visokog pritiska. Drugi tip resivera obezbeđuje u svakom trenutku dovoljno tečnosti rashladnog fluida u skladu sa toplotnim opterećenjem isparivača. Osim toga, ovaj tip resivera se koristi i za velike i razgranate instalacije, gde ima ulogu rezervnog suda u koji može da stane tečnost iz jednog isparivača ili grupe njih, radi tekućeg održavanja ili popravki. U najmanje rashladne instalacije (frižidere) resiveri se ne postavljaju.

9.7.2. ODVAJAČIULJA Najefikasnija mera kojom se sprečava da ulje, koje je iz bilo kog razloga izašlo iz kompresora, ode dalje u kondenzator i isparivač, jeste postavljanje odvajača ulja na potisu kompresora. N a taj način se obezbeđuje efikasan rad pomenutih razmenjivača toplote i pouzdan i pravilan rad samog kompresora. Odvajači ulja su, u stvari, cilindrični čelični sudovi u kojima se ulje odvaja tako što para visokog pritiska koja dolazi iz kompresora naglo menja pravac strujanja i brzinu, pa se izdvojene kapljice ulja talože na dnu suda i odatle vraćaju u kom249

10

11

Sl. 9.7.

presor. Uobičajena konstrukcija odvajača ulja koji se koristi kod freonskih instalacija prikazana je na slici 9.7. Para rashladnog fluida sa uljem ulazi kroz priključak (13), naglo menja brzinu i pravac strujanja, deo ulja se odmah odvaja a para cirkuliše oko cilindričnog dela (2) u kome se skuplja odvojeno ulje. Posle ovoga para prolazi kroz sloj ispune (15) — zgužvana metalna žica ili metalna strugotina - gde se odvaja i preostalo ulje a para rashladnog fluida, koja je sada gotovo bez ulja, izlazi iz separatora kroz priključak (12). Kada nivo odvojenog ulja u separatoru poraste do određene vrednosti, plovak (1) otvara igličasti ventil (3) i ulje se, pod dejstvom pritiska kondenzacije, vraća u karter kompresora.

9.7.3. FILTRI, SUŠAČII KONTROLNA (VTDNA) STAKLA Filtri sprečavaju prodor čvrstih čestica rđe, peska i drugih nečistoća u kompresor, i tako obezbeđuju kompresor od 250

-

Presek odvajača ulja

oštećenja i havarija. Oni se postavljaju u usisnom vodu ili u samom kompresoru, kao i u tečnim vodovima ispred prigušnih ventila i drugih elemenata automatike čiji rad mogu da ugroze čestice nečistoće. Uobičajena konstrukcija filtra prikazana je na slici 9.8. On se sastoji od čeličnog cilindričnog kućišta ( 1), sa donje strane zatvorenog zaptivkom (3), poklopcem (4) i zavrtnjima (5). Filtriranje se obavlja prolaskom rashladnog fluida kroz finu metalnu mrežicu (2 ) koja se povremeno čisti.

Još jedan problem koji može da se javi je pojava vlage u rashladnoj instalaciji. Ovaj problem je znatno izraženiji kod freonskih 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 . N IV O K A Z I

Nivokazi služe za kontrolu nivoa tečnosti u različitim sudovima rashladne instalacije (resiveri, separatori, međuhladnjaci...). Ako je u sudovima tečnost 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 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 fluida prolazi kroz perforiranu cev (4) pa preko apsorbenta (5) - najčešće silikagel - koji apsorbuje vlagu 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 je primetiti mehure (pare rashladnog fluida) koji ukazuju na nedostatak rashladnog fluida u instalaciji. Osim ovoga, u centru vidnog štakla nalazi se indikator koji menja boju u zavisnosti od količine vlage u rashladnom fluidu. Na osnovu toga se indikuje zasićenost ispune sušača vlagom i neophodnost zamene ove ispune.

spojena sa parnim i tečnim prostorom suda. Nivo tečnosti u sudu biće identičan nivou tečnosti u cevi i on će se jasno razaznati pošto će deo cevi u kome se nalazi tečnost biti pokriven injem. Kod amonijačnih instalacija koristi se osobina amonijaka da se ne meša sa uljem. Zato se u donjem delu ovih nivokaza nalaze mali rezervoari sa uljem koje se penje u cevi i pokazuje nivo tečnosti u sudu. Za razliku od ovih nivokaza - nivokaza niskog pritiska, u delovima rashlad-

251

ne instalacije gde vlada viša temperatura i pritisak, postavljaju se nivokazi visokog pritiska. Sema jednog takvog nivokaza prikazana je na slici 9.10. Ovi nivokazi su stakleni i spojeni su sa sudom čiji nivo kontrolišu pomoću zaustavnih ventila. Ako se staklo polomi, ovi ventili se automatski zatvaraju i sprečavaju isticanje rashladnog fluida u okolinu.

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 ili revizije jednog od ventila sigurnosti.

9.7.6. CEVOVODI

9.7.5. ARMATURA Jedan od osnovnih elemenata armature je zaustavni ventil. On prekida ili uspostavlja protok na delu cevovoda na kome je postavljen. Konstrukcija ovog ventila je jednostavna. On se koristi i u parnim i u tečnim vodovima. Zaustavni ventili postavljeni ispred i iza većine elemenata rashladne instalacije obezbeđuju njihovu lakšu zamenu bez ispuštanja i ponovnog vakuumiranja i punjenja rashladnim fluidom većih delova ili čitave rashladne instalacije. Konstrukcija ručnog regulacionog (prigušnog) ventila ne razlikuje se mnogo od konstrukcije zaustavnog ventila. Taj ventil prigušuje i fino reguliše protok tečnosti rashladnog fluida od kondenzatora do isparivača. Zbog toga on ima finiji navoj na vretenu ventila, fmiji od navoja na zaustavnom ventilu, a tanjir ventila je oblikovan tako da omogući fino regulisanje protoka. Ručni regulacioni ventil često služi kao rezervni u instalacijama koje rade sa termoekspanzionim ventilom. Postavlja se u obilazni vod i omogućava rad instalacije ako se termoekspanzioni ventil pokvari. Veoma važan element armature rashladne instalacije je i ventil sigurnosti. Njegova uloga je da u slučaju povišenja pritiska iznad dozvoljenog, ispuštanjem rashladnog fluida (najčešće u okolinu) spreči havariju i eventualne neželjene posledice po ljude i objekte u blizini. Ovi

Cevovodi povezuju sve elemente rashladne instalacije u zatvoreni sistem kroz koji cirkuliše rashladni fluid. Zbog osobina samih rashladnih fluida i njihove agresivnosti prema pojedinim metalima, kod amonijačnih rashladnih instalacija se primenjuju čelične bešavne cevi, a kod freonskih instalacija bakarne cevi. Za prečnike iznad 20 mm i kod freonskih rashladnih uređaja koriste se čelične cevi. Celične cevi se povezuju zavarivanjem, a veza cevi i pojedinih elemenata instalacije ostvaruje se pomoću prirubnica i zaptivke. Bakarne cevi se povezuju lemljenjem a veza sa drugim elementima ostvaruje se pomoću navrtke a preko proširenog dela cevi. Prečnik cevovoda bira se prema dozvoljenim padovima pritiska. Ako su cevovodi kraći i instalacije jednostavnije (ne mnogo razgranate), prečnik cevovoda se bira prema dozvoljenim brzinama strujanja rashladnog fluida.

P I T A N JA 1.

K a k a v j e p r in c ip r a d a a u t o m a t s k o g p r ig u š n o g v e n t ila ( š e m a , n a č in d e lo v a n ja ) ?

2.

G d e s e p r im e n ju ju t e r m o e k s p a n z io n i v e n t ili?

3.

Š t a j e s o le n o id n i v e n t il?

4.

N a k o m p r in c ip u r a d e p r e s o s ta ti?

5.

K a k o s e p r im e n ju ju te r m o s ta ti?

6.

K a k o rad e o d v a ja č i u lja z a f r e o n s k e r a s h la d n e in sta la c ije ?

PRILOG U ovom prilogu su dati simboli koji se koriste za izradu šema termotehničkih i procesnih postrojenja, kao i postrojenja za grejanje, klimatizaciju i hlađenje. Prilog je urađen prema standardu JUS A.AO.063/1996. godinu - Grafički simboli. Cevovodi - funkcionalna prikazivanja. Z a 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

___________________________

nnnn>_____ nmr\ rrrrrrrrrrrrv n n m hxh —

254

-------------------------------------

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 linija bez spoja

Alternativno se može jedna od protočnih linija na tački ukrštanja prekinuti. Ovaj način prikazivanja važi za izradu crteža 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 linijama neposredno međusobno povezana. Pr i m e r i : Cevni zatvarač

Par prirubnica

_______r x - i _______

1 H1

Cevni zatvarač i

i HXr1----

Dva cevna zatvarača spojena prirubnicama — K X 3 -H X H —

Umetnuti spoj

Cevni zatvarač za spajanje umetanjem

_________ □________

fv. ^r~ -----=P

—

Redukovanje uopšte ili koncentrično DN 2g0 150

/

D NHj0/80

Uvek se pri redukovanju označava najpre veći prečnik Zatvarač (opšti slučaj)

3.2

|-j 3.3

-----D

Dno zatvarača uopšte

[)

--------------^ X*

3) 3) 3.4 3.5

—

--0

K

Slepa prirubnica

Bez prikazivanja vrste spoja Zavareno Umetnuto Sa navojem

Dno zatvarača ravno Čep zatvarača sa navojem

----------2X H X 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

—tX D X h-HXHtXH— £X $X $—

žlXE—3X E

^XH XE 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

Dcca

Zaporna konusna slavina

4.1.7

Zaporna klapna

4.1.8

Membranski cevni zatvarač

8 4.1.9

t>k

-------

Priključak za usisavanje

^

ij

y— ------- 0

Može se kombinovati sa simbolom za pogon cevnih zatvarača.

< i—

~~r~ l

4.1.27

Priključak na zaporni element

r J /i ^

Vj __ -------->

/ M ------

Može se kombinovati sa simbolom za zaporne cevne zatvarače.

X

4.1.28

Priključak za kućište



268