专利名称：过滤加热送风机组及其配置方法
技术领域：
本发明涉及集过滤、加热、送风为一体的过滤加热送风机组及其配置方法，适用处 于冬季寒冷、风沙地区高大空间工业厂房的送风系统。
背景技术：
随着西部大开发经济建设，工业科技进步对环保节能要求日益增高，以往高大空间 厂房的自然通风及传统通风系统已无法适应现代工艺水平。
例如在产生有害气体的车间厂房，风沙季节无法开窗自然通风，室内空气环境极 其恶劣；采用落地组合式送风机组及风管系统需占据车间一定的地面积和空间，对工艺 生产线难免有阻碍和操作不便等，而且系统庞大、管道复杂、能耗较大。
在冬季，高大空间厂房除了散热器和暖风机负担建筑及工艺耗热，还需加热送风来 补充通风除尘的排风量及所带走的热量，才能保证室内热风平衡。所以，过滤、加热、 送风是寒冷、风沙地区高大空间工业厂房送风系统的重要设施。
目前在设计领域中，急需类似产品的配置及选型，满足各种工艺生产厂房通风系统 的需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种集过滤、加热、送风 为一体的过滤加热送风机组及其配置方法，使过滤加热送风机组保证稀释有害气体补充 排风所需要的新风量，又能具有风沙季节过滤、冬季加热新风的多重功能，且紧凑小巧、 布置方便灵活，可结合车间建筑结构的外墙设置，无需通风系统管道，不占室内地面和 少占空间，不影响工艺设施，直接将新风过滤、加热送入车间。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是 一种过滤加热送风机组，包括 过滤器、加热器及送风机，该过滤器、加热器及送风机装置于同一框架中，且过滤器的 出风口连通加热器的进风口，加热器的出风口连通送风机的进风口，送风机的送风电机 装置在框架的顶部，过滤器的进风口配置逆流百叶窗，送风机的出风口配置静压箱。
同时，本发明还提供了一种过滤加热送风机组的配置方法，包括下列步骤
第一步根据当地冬季室外采暖计算温度，进行车间热风平衡计算，得出厂房需要 补充新风的送风量、加热量；
第二步根据厂房柱距、跨数，并考虑控制操作以及均匀送风的要求，计算需要的 过滤加热送风机组的台数=送风量/每台过滤加热送风机组的额定送风量；第三步根据车间外界环境状况及进风含尘情况，选择过滤器；
第四步根据厂区热源媒质及不同生产工况的加热负荷及气流温度要求，选择加热
器；
第五步根据过滤器、加热器的选型及部件分析，确定送风机的风量、风压，选择 送风机，同时计算实际工况送风机的风压，确定所需电机的输入轴功率；
第六步根据过滤器、加热器、送风机三者的横断面尺寸，同时考虑框架组装余地， 确定机组框架尺寸；
第七步将选择好的过滤器、加热器及送风机装置于框架中，装置时使过滤器的出 风口连通加热器的进风口，同时使加热器的出风口连通送风机的进风口，送风机的送风 电机装置在框架的顶部，并在过滤器的进风口配置逆流百叶窗，在送风机的出风口配置 静压箱，形成一套完整的过滤加热送风机组。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为本发明将过滤器、加热器及送风机 装置于同一框架中，且结构紧凑小巧、布置方便灵活，可结合车间建筑结构的外墙设置， 无需通风系统管道，不占室内地面和少占空间，不影响工艺设施，直接将新风过滤、加 热送入车间。同时本发明在过滤器的进风口设置逆流百叶窗，防止大块、硬质物料被吸 入，以免损坏滤料。在送风机的出风口设置静压箱，可均流送风。由于本发明过滤加热 送风机组规格较小，可多台组合，各台独立控制，任一启动，变换台数、调节负荷运行， 节省通风系统能耗。本发明提供的过滤加热送风机组配置方法可根据不同的生产工况及 建筑条件，确定过滤加热送风机组的加热量、送风量、外形尺寸等性能参数，可按照具 体工程的设计要求选用通用设备和非标设备的组合，也可以全部采用通用设备，特殊必 要时才采取全非标设备，使机组的整体结构紧凑，外形美观、便于安装，管理方便，经 久耐用，经济可靠、运行成本低，达到节能环保的目的。
图1为本发明过滤加热送风机组的流程图。 图2为本发明过滤加热送风机组的主体结构图。 图3为本发明过滤加热送风机组的安装示意图。
具体实施例方式
某工厂处于严寒且有风沙的地区， 一个高大空间二层厂房的长144m、宽32m、总高 28m，车间内的工艺槽散发酸雾及有机挥发物。在冬季，通过净化系统排风及整体换气 排风带走大量的热负荷。考虑车间空间有限、避免送风管道与其他专业设施碰撞、减少 送风系统能耗等因素，设计采用本发明过滤加热送风机组，由0.2MPa的高压蒸汽加热，将新风过滤、加热至35'C后送入室内。
因受车间的配置空间及过滤加热送风机组各设备性能匹配之间的限制，机组的规
格、尺寸相应受到约束，从而限定了机组的风量、风压、热量等性能参数范围。本例除 特殊情况外， 一般规定技术性能参数如下表l:
表l:过滤加热送风机组技术性能表
技术性能^^^^过滤器加热器送风机
风量(mVh)5000 15000压降(Pa)〈200风侧〈200全压500 600
送风温度rc)室外气温30 45外廓断面尺寸(mm)〈1500x1500总长度(mm)〈1800总净重(kg)〈1200如图1所示，在配置本发明过滤加热送风机组的过程中，经历了以下步骤:
第一步根据当地冬季室外釆暖计算温度，进行车间热风平衡计算，得出厂房需要 的补充新风的送风量、加热量。在本实施例中，冬季室外采暖计算温度为-15'C，厂房 需要补进新风，即送风量要达到258000mVh;加热新风热负荷，即加热量为1535kw。本 送风量及加热量是经过建筑耗热、排风耗热与工艺设备散热、挥发物散热等多种因素平 衡计算的，通过专业通用计算方法所得。
第二步根据厂房柱距、跨数等条件，并考虑控制操作以及均勾送风等因素，计算
需要的过滤加热送风机组的台数=送风量/每台过滤加热送风机组的最大送风量
=258000/15000" 18台，每台风量15000mVh、热量90kw。
第三步根据厂房大小、车间环境状况及车间外进风含尘情况，选择过滤器。由于 过滤器是一种适用于空气的初级过滤设备，主要过滤厂区室外新鲜空气，在尘土飞扬的 风沙季节，要求过滤除尘，减少粉尘浓度，保证送风清洁。同时过滤器应采用坚固轻便 的板式结构，可定期清理、拆洗简便、更换安全，方便用户自行操作。 一般可采用网格 式、填充式过滤器，尽量选择空气阻力低的形式。滤料应根据厂区环境选用防腐、耐磨 等性能的材质，针对当地风沙特点考虑其容尘量及过滤效率，保证送入室内新风不影响 工艺生产。
在本实施例中，选择适于常温、常湿、含微量酸碱、不含有机溶剂空气的M型泡沫 塑料粗中效过滤器，系填料块式组合。每块风量20003/h，最终阻力196Pa，容尘量80g，
5大气尘计重效率70%(按粉尘重量计算的过滤效率)，外形尺寸宽x高x长-440x470x700， 共9块，总重77kg。针对厂房室外可能含有微量有机挥发物气体问题，应另行采取防止 粘附措施。
第四步根据厂区热源媒质及不同生产工况的加热负荷及气流温度要求，选择加热器。
加热器是一种既适用于蒸汽系统又能够在热水系统中加热空气用的空气热交换设 备，将室外冷空气加热交换为热空气，送入车间混合空气，达到所需要的室内温度。
加热器应根据厂区热源媒质确定蒸汽型或热水型，蒸汽工作压力一般为0.2 0.4MPa，热水温度可在130 70'C或110 70'C左右。空气加热器的通风净截面积质量 流速为8 12kg/(m2. s) ， 130。C左右热水在加热器内流速为0. 023 0. 0037m/s。
按常规，空气加热器一般采用钢管绕螺旋翅片结构，根据不同生产工况的加热负荷 及气流温度等热工特性，确定加热器的传热系数、翅片材质、管束回路、串联或并联等 技术参数。保证结构紧凑，传热性能好，空气阻力小，便于安装，方便管理。
在本实施例中，选择传热性能良好、稳定的SRZ型空气加热器，采用钢管绕钢片结 构。假定空气质量流速为10kg/(m2. s)，传热系数为13. 6xl0°'49=42. 03w/(m2. °C)，热交换 平均温差=132. 88°C (这是本实施例中采用的0.2MPa高压蒸气的饱和温度)-[(-15°C +35°C) /2]=122.88°C，确定需加热面积=每台送风机的热量/传热系数x热交换平均温 差=90000 / (42.03x122.88) =17. 43m2，考虑30%的富裕系数取22. 65m2。选择10x7D型 的散热面积为28.59m2 ，通风净截面积0.45m2，实际空气质量流速为 15000x1. 2/(3600x0. 45)=11.11kg/(m2. s)，空气阻力=1. 76x11. ll1 998=216Pa，其外形尺 寸宽x高x长二772xl067x160，重量129kg。
第五步根据过滤器、加热器的选型及部件分析，确定送风机的风量、风压等性 能参数，选择送风机，同时计算实际工况送风机的风压，确定所需电机的输入轴功率。 送风机选用大风量高风压的管道式风机，输送〈6(TC以下的清洁空气。为避免非正 常运行时产生的风沙磨损、高温热灼电气元件，该风机采用皮带连接的外置电机，能够 在无风加热停机状态下，承受加热器高压蒸汽15(TC左右的热辐射，可长达30分钟。该 风机属于通用轴流、斜流等通用风机的改型非标产品。应根据工程设计条件及配置组合 确定送风机的风量、风压等性能参数。因风机输送非标准状态下的空气，其风机和机组 气流系统的特性曲线随具体气温变化。在确定标准状况下(气温2(TC、大气压力1010Pa) 的风量时，应按实际送风温度及当地大气压修正风压，并验算所匹配电动机的输入轴功本实施例中，根据过滤器、加热器的选型及部件分析，其机组系统在标准状态下的 压降约460Pa，通过修正得出实际工况风机的风压=标准状态下的压降x[(273+标准状况 下气温)/(273+送风温度)]=460x[ (273+20)/(273+35) ]=438Pa，核算所需电机输入轴功 率4.2x风量x风压/(3600xl000x风机全压效率x机械效率)= 1.2x15000x438/(3600x1000x0. 85x0.95)=2. 7kw。
采用HTF-Z轴流消防高温风机，该风机在15(TC温度条件下可长时间连续运行，若 改装成皮带轮C式传动，则更利于高温下长期使用。
选择HTF-Z-6号机型，风量16090m3、风压510Pa、转数2900rpm，配备额定功率4kw 的电动机。轮廓尺寸为直径730x长度700 (含内置电机)，若改为外置的送风电机，长 度可估为500。风机重164kg，电机重45kg。
第六步根据过滤器、加热器、送风机三者的横断面最大尺寸为1100，最长尺寸为 1360,同时考虑框架组装余地，初定机组框架三维尺寸为1300x1300x1600，估算机组净 重为900kg。
第七步如图2、图3所示，将选择好的过滤器l、加热器2及送风机3装置于框 架4中，装置时使过滤器的出风口连通加热器的进风口，同时使加热器的出风口连通送 风机的进风口，送风机3的送风电机9装置在框架4的顶部，并在过滤器的进风口配置 逆流百叶窗5，在送风机的出风口配置静压箱6，形成一套完整的过滤加热送风机组。
为便于安装、支吊、操作，使设备与厂房建筑混为一体，过滤加热送风机组应形成 方体结构。为减少机组振动对建筑结构的影响，降低机组产生的噪声，便于拆分、更换 部件等，三个单体应组装在一个整体框架内，其组合配置应考虑以下几个重点-
1) 过滤器的滤料板式或填料结构抽取灵活、密闭性好，漏风率<5%。
2) 过滤器入口应设逆流百叶窗，防止大块、硬质物料进入，以免损坏滤料。
3) 加热器除利用外部连接管道排气及排水外，其内部最高点应配设排气部件、最低点 配设泄水装置。
4) 为保证工艺作业地带风速不大于0.5m/s，应控制机组出风口风速在5 15m/s范围 内。根据机组的配置高度及规格等情况，建议大型机组出风口设置静压箱，为便于 调节送风射流，出风口处宜设置上下可调的百叶窗或导流板。
5) 机组框架、围板的强度、刚度应根据设计规格及支吊情况确定，保证机组安全、稳 定运行。其材质及防腐处理应根据工艺车间室内外的气体环境确定方案。
6) 因机组设于寒冷地区，加热器及其接管系统应安装在室内侧，整体机组应考虑防冻 保温措施。在机组各设备组合中，应根据工程设计要求、工艺厂房现场条件、企业投资经济状 况，进行技术经济比较，选择即经济又合理的方案。可以采用通用设备和非标设备的组 合，也可以全部采用通用设备，特殊必要时才采取全非标设备。无论何种方案，都应该 保证机组的整体结构紧凑，外形美观、便于安装，管理方便，经久耐用，经济可靠、运 行成本低，达到节能环保的目的。
如图3所示，本发明过滤加热送风机组于现场安装时，可于厂房外墙中开设与机组 框架相应大小的孔，将本发明过滤加热送风机组安装在所开设的孔中，使过滤机l进风 口朝向室外，送风机3出风口朝向室内，同时在过滤加热送风机组和墙体7之间架设支 撑架8，使过滤加热送风机组稳固地架设。
由于本发明过滤加热送风机组为多台组合，分别控制，因而可任意启动、单独运行， 节省费用。
权利要求
1、一种过滤加热送风机组，包括过滤器、加热器及送风机，其特征在于，所述过滤器、加热器及送风机装置于同一框架中，且过滤器的出风口连通加热器的进风口，加热器的出风口连通送风机的进风口，送风机的送风电机装置在框架的顶部，过滤器的进风口配置逆流百叶窗，送风机的出风口配置静压箱。
2、 根据权利要求1所述的过滤加热送风机组，其特征在于，所述过滤器为网格式 或填充式过滤器。
3、 根据权利要求1所述的过滤加热送风机组，其特征在于，所述加热器为蒸汽型 或热水型加热器，且所述加热器采用钢管绕螺旋翅片结构。
4、 根据权利要求1所述的过滤加热送风机组，其特征在于，所述送风机为管道式 送风机，且所述送风机采用皮带连接的外置电机。
5、 一种权利要求1所述过滤加热送风机组的配置方法，其特征在于包括下列步骤第一步根据当地冬季室外釆暖计算温度，进行车间热风平衡计算，得出厂房需要 补充新风的送风量、加热量；第二步根据厂房柱距、跨数，并考虑控制操作以及均匀送风的要求，计算需要的 过滤加热送风机组的台数=送风量/每台过滤加热送风机组的额定送风量；第三步根据车间外界环境状况及进风含尘情况，选择过滤器；第四步根据厂区热源媒质及不同生产工况的加热负荷及气流温度要求，选择加热器；第五步根据过滤器、加热器的选型及部件分析，确定送风机的风量、风压，选择 送风机，同时计算实际工况送风机的风压，确定所需电机的输入轴功率；第六步根据过滤器、加热器、送风机三者的横断面尺寸，同时考虑框架组装余地， 确定机组框架尺寸；第七步将选择好的过滤器、加热器及送风机装置于框架中，装置时使过滤器的出 风口连通加热器的进风口，同时使加热器的出风口连通送风机的进风口，送风机的送风 电机装置在框架的顶部，并在过滤器的进风口配置逆流百叶窗，在送风机的出风口配置 静压箱，形成一套完整的过滤加热送风机组。
全文摘要
本发明公开了一种过滤加热送风机组及其配置方法，该过滤加热送风机组包括过滤器、加热器及送风机，该过滤器、加热器及送风机装置同一框架中，且过滤器的出风口连通加热器的进风口，加热器的出风口连通送风机的进风口，送风机的送风电机装置在框架的顶部，过滤器的进风口配置逆流百叶窗，送风机的出风口配置静压箱。本发明可根据生产厂房通风系统的需要配置过滤加热送风机组，且其结构紧凑小巧、布置方便灵活，可结合车间建筑结构的外墙设置，无需通风系统管道，不占室内地面和少占空间，不影响工艺设施，直接将新风过滤、加热送入车间。
文档编号F24F13/00GK101539317SQ20091004313
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月17日 优先权日2009年4月17日
发明者程珈宁 申请人:长沙有色冶金设计研究院