淺談高熱少濕但又有高濕要求的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[共9頁(yè)]

1、淺談高熱少濕但又有高濕要求的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 編輯：凌月仙仙 作者：何華明 出處：中國(guó)論文下載中心 日期：2005-12-10 摘要： 對(duì)于高熱少濕的空調(diào)廠所，但室內(nèi)又有高濕要求的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，本文通過(guò)實(shí)際案例的分析，提出了采用放大送風(fēng)量，提高進(jìn)水溫度的空調(diào)方案，并從節(jié)能角度出發(fā)，提出以濕膜加濕器代替蒸汽加濕器的一次回風(fēng)方式的表冷空調(diào)系統(tǒng)的全年運(yùn)行調(diào)節(jié)方法。 關(guān)鍵詞： 恒溫恒濕 濕膜加濕 焓濕圖 傳熱系數(shù) 電極加濕 1 前言 隨著我國(guó)加入WTO步伐的加快，在與國(guó)際市場(chǎng)接軌過(guò)程中，我們國(guó)內(nèi)企業(yè)感覺(jué)到無(wú)形的壓力，這樣就強(qiáng)迫他們不斷地更新設(shè)備、更新工藝、更新觀念，不斷提高產(chǎn)品檔次，提高產(chǎn)品

2、質(zhì)量。特別是國(guó)內(nèi)的紡織企業(yè)，他們從國(guó)外引進(jìn)大量高速針織設(shè)備，淘汰老舊的設(shè)備。這種高速針織機(jī)對(duì)環(huán)境要求很高，溫濕度太高，太低均會(huì)影響針織機(jī)的速度及效率，還會(huì)引起斷針、斷線或針頭生銹等問(wèn)題。這就強(qiáng)迫他們須犧牲一部分利潤(rùn)用來(lái)購(gòu)買空調(diào)設(shè)備，以滿足工藝要求。這類廠房均要求恒溫恒濕，按國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，其溫濕度基數(shù)及其允許波動(dòng)范圍均在：（2426）2（溫度要求）；655%（相對(duì)濕度要求）。廠房結(jié)構(gòu)一般為單層，磚混結(jié)構(gòu)，高度為 45m； 地板遍布高速針織機(jī)，一般一臺(tái)機(jī)配一針織工每臺(tái)針織機(jī)占地面積約為23m2。 廠房冷負(fù)荷很大，一般達(dá)到210230kW/m； 廠房濕負(fù)荷很小，按占地面積折算為10.9g/m2h

3、。根據(jù)熱濕負(fù)荷特點(diǎn)可以知道的，其熱濕比線很陡，值達(dá)到6930076800kJ/kg。（見(jiàn)圖1） 圖1根據(jù)以上熱濕負(fù)荷特點(diǎn)，就要求設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)選型時(shí)，要特別注意以下幾個(gè)方面：（1）送風(fēng)量的確定；（2）加濕量的確定；（3）加熱量的確定；（4）空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法的確定；（5）冷卻盤(pán)管排數(shù)的確定。我們下面以一個(gè)750m2的針織車間為例，對(duì)上述的幾個(gè)問(wèn)題作更詳細(xì)的闡述。2 風(fēng)量的確定通過(guò)計(jì)算，車間的夏季最大冷負(fù)荷Qmax為155kW，濕負(fù)荷W為8.2kg/h；則線= Qmax/W=（1553600）/8.2=68049kJ/kg（熱濕比）從焓濕圖上可以查得最大送風(fēng)溫差tmax=7.5; 我們?nèi)=7，則

4、i=55.44-47.46=7.98kJ/kg（焓差）Gmax= Qmax/i=155/7.98=19.4kg/s69840kg/h（最大送風(fēng)量）h= 69840/（7504.51.2）=17.2次/h（換氣次數(shù)）顯然，該換氣次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般空調(diào)系統(tǒng)的換氣次數(shù)，那么是否合理呢，我們從焓濕圖分析可知是完全合理的，大送風(fēng)量是高熱少濕空調(diào)系統(tǒng)的一個(gè)顯著特點(diǎn)，故選用送風(fēng)量為75000m3/h。2 冷卻盤(pán)管排數(shù)的確定2.1 選型確定冷凍水進(jìn)水溫度是確定冷卻盤(pán)管排數(shù)的關(guān)鍵，從焓濕圖上分析可知冷凍水進(jìn)水太低，雖然可以降低盤(pán)管排數(shù)，降低一次造價(jià)，但不利于節(jié)能，這是因?yàn)榻?jīng)盤(pán)管冷卻后被冷凝掉的水份將大大多于濕負(fù)荷

5、，差額為(Gd)/1000kg/h，從而又要加濕器來(lái)補(bǔ)濕，造成濕蒸汽的浪費(fèi)。 那么，該選用什么樣的進(jìn)水溫度呢？ 把室內(nèi)、外空氣的混合點(diǎn)1與送風(fēng)狀態(tài)O點(diǎn)連接起來(lái)并讓它延長(zhǎng)至100%相對(duì)濕度線上。得t1值為16，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，則進(jìn)水溫度大約選在1315就可以達(dá)到要求。這個(gè)進(jìn)水溫度值是平常進(jìn)水溫度值的2倍，因此，高進(jìn)水溫度又是高熱少濕空調(diào)系統(tǒng)的另一個(gè)顯著特點(diǎn)。根據(jù)焓濕圖知：旁通系數(shù)BF=l2/l1=7/34=0.20，取盤(pán)管迎面風(fēng)速為2.5m/s；根據(jù)某公司的樣本，我們暫選用4排管，則旁通系數(shù)BF=0.33，水流速為1.2m/s。（見(jiàn)圖2）圖22.2 校核由于本設(shè)計(jì)采用13進(jìn)水溫度，這與產(chǎn)家提供的技術(shù)參

6、數(shù)（7進(jìn)水溫度）不一樣，因此須作校核計(jì)算：（1）條件 新風(fēng)狀態(tài)參數(shù)為35、60%、90.3kJ/kg，室內(nèi)空氣設(shè)定參數(shù)為24、65%、55.44kJ/kg、12g/kg；盤(pán)管迎風(fēng)面積為8.3 m2、迎面風(fēng)速為2.5m/s；工人人數(shù)為35人。（2）求最小新風(fēng)量 按每人最小新風(fēng)量30m3/h人計(jì)算，則G新min=1050m3/h，考慮到車間新風(fēng)的滲漏，取1500m3/h；（3）求混合狀態(tài)點(diǎn)空氣參數(shù) 從焓濕圖上查得：24.2、60.5%、55.86kJ/kg（見(jiàn)圖3）；（4）求總冷量 Q=Qmax+Q新=155+15001.2(90.3-55.44)/3600=172.4kW。（5）求焓差i= (1

7、72.43600)/(750001.2)=6.9kJ/kg,則i0=55.4-6.9=48.5kJ/kg。（6）求空氣出口溫度t0 圖3由=68049kJ/kg及i0=48.5kJ/kg，從燴濕圖查得t0=18.4。（7）求得顯熱系數(shù)SHFSHF =1.0(t1-t0)/ i =1.0(24.2-18.4)/ (55.86-48.5) =0.79（8）求傳熱系數(shù)K由迎面風(fēng)速Va=2.5m/s查廠家資料表1/a=0.02544。由盤(pán)管內(nèi)水流速w=1.2m/s查資料表R/w=0.00475,則 K=20.1/（1/a +SHF）+R/=20.1/ （0.025440.79）+0.00475=940

8、.8W/m2row（9）求對(duì)數(shù)平均溫差tm取進(jìn)出水溫差為5，則tw1=13，tw2=18，t1 =t1- tw2 =24.2-18=6.2t2 =t2- tw1 =18.4-13=5.4tm =（t1-t2）/ 2.3log10（t1/t2） =（6.2-5.4）/2.3log10（6.2/5.4）= 0.8/（2.30.06）=5.8（10）求排數(shù)NN= Q/（KAatm）=172400/（940.88.35.8）=3.8（排）（4排）。故可以確定選用4排。3 加濕量的確定加濕量的確定一般以冬季最小新風(fēng)量為計(jì)算依據(jù)，但最好也應(yīng)與在夏季冷卻時(shí)補(bǔ)充加濕進(jìn)行校核比較，取其最大者為選用加濕器的依據(jù)，

9、倘若高熱車間在冬季還須冷卻處理且為濕冷時(shí)，其加濕量還應(yīng)附加這部分因濕冷卻引起的冷凝量。冬季室外空氣計(jì)算參數(shù)（以福州為例）：4、74%、3.8g/Kg。W加=G新mindi=15001.2（12-3.8）=14760g/h=14.76Kg/h。校核計(jì)算: W加=G新maxdi=750001.20.25=22500g/h=22.5Kg/h14.76Kg/h。故選用22.5Kg/h，考慮安全系數(shù)1.2，22.51.2=27Kg/h，故加濕量確認(rèn)為30Kg/h。4 加熱量的確定加熱量應(yīng)是房間熱負(fù)荷和引用新風(fēng)所產(chǎn)生熱負(fù)荷之和。經(jīng)過(guò)計(jì)算，車間冬季熱負(fù)荷為17445W；新風(fēng)附加熱負(fù)荷為：Q加=Q車+Q新=1

10、7.445+G1.2i=17.445+15001.2（55.44-13.86）/3600=38.2KW，考慮安全系數(shù)1.15，則加熱量為：38.21.15=44.0kW。5 空調(diào)系統(tǒng)的確定5.1 目前常用的空調(diào)系統(tǒng)：（1）噴水系統(tǒng)；（2）表冷系統(tǒng)。表冷系統(tǒng)是目前較常用的空調(diào)系統(tǒng)，我們下面就以表冷系統(tǒng)為例子，結(jié)合選型過(guò)程分析其特點(diǎn)。5.2 表冷系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方案的確定5.2.1 冷卻方式的確定冷卻有二種模式，一是由冷凍機(jī)提供冷凍水給空調(diào)箱的表冷器，二是空調(diào)箱自帶冷源，以直膨的方式對(duì)空氣進(jìn)行冷卻除濕，前者占地面積大，一次性投資大，控制復(fù)雜，但冷凍水溫可調(diào)范圍大，而后者則相反。5.2.2 加熱方式的確定

11、加熱方式一般如下幾種：電熱管加熱，熱水盤(pán)管加熱、蒸汽盤(pán)管加熱，如有蒸汽源或熱源，應(yīng)首先選用蒸汽盤(pán)管加熱或熱水盤(pán)管加熱，它不但經(jīng)濟(jì)合理，而且調(diào)節(jié)精度高。5.2.3 加濕方式的確定加濕的方式一般以下幾種：a、直接噴干蒸汽；b、加熱蒸發(fā)式：電熱式、電極式、PT（蒸汽發(fā)生器）；c、噴霧蒸發(fā)式：高壓噴霧式、離心式、超聲波式；d、濕膜加濕式；e、紅外線加濕式。其中方式a、b、e是利用外界熱源，使水制成蒸汽混入空氣中進(jìn)行加濕，這種加濕過(guò)程可近似為等溫過(guò)程；方式c、d利用水吸收空氣的顯熱進(jìn)行蒸發(fā)加濕，這種加濕過(guò)程可近似為等焓過(guò)程。5.2.4 加濕的一般原則a、如有蒸汽源，由于蒸汽加濕較經(jīng)濟(jì)合理，而且控制精度高

12、，所以應(yīng)首先選擇蒸汽加濕；b、采用電能使水汽化的電加濕方式由于其耗電大，運(yùn)行費(fèi)用高，因此能不用就不用，能代用就代用，能少用就少用；只有當(dāng)工藝要求無(wú)菌、無(wú)水滴，且有一定的濕度要求，而又不能利用其它加濕措施或利用其它加濕措施更不經(jīng)濟(jì)時(shí)，才能采用；c、等焓加濕方式比如噴循環(huán)水方式或濕膜加濕方式等，由于其過(guò)渡季節(jié)可以大量節(jié)省能量，因此當(dāng)主要處理設(shè)備為表冷器冷卻時(shí)，除安裝蒸汽加濕設(shè)施外，還應(yīng)增裝等焓加濕設(shè)施，這在不同季節(jié)可以發(fā)揮綜合節(jié)能的效果。5.2.5 空調(diào)系統(tǒng)的確定根據(jù)客戶的實(shí)際情況，我們給客戶確定如下的空調(diào)系統(tǒng)。a、冷水機(jī)組的確定本例選用LSCW065半封閉螺桿式水冷冷水機(jī)組一臺(tái)。其性能參數(shù)為：制

13、冷量：196900Kcal/h 機(jī)組總功率：48.75KWb、空調(diào)機(jī)組的確定 選風(fēng)量為75000m3/h，機(jī)組由四個(gè)功能段組成：混合段、冷卻加熱段、加濕段、風(fēng)機(jī)出風(fēng)段。其中表冷器為4排管；加熱方式為熱水盤(pán)管加熱（2排）；加濕方式為濕膜加濕（噴循環(huán)水），濕膜厚200mm；（祥見(jiàn)圖4 ）。圖46 空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)6.1 空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)的原則（1）保持空調(diào)房間的溫濕度等參數(shù)在要求的范圍內(nèi)； （2）系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)經(jīng)濟(jì)； （3）控制、調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)少，調(diào)節(jié)方法簡(jiǎn)單。 6.2 空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)區(qū)域的劃分因本空調(diào)系統(tǒng)采用濕膜加濕和冷水表面冷卻器的一次回風(fēng)表冷系統(tǒng)，其濕膜加濕過(guò)程為等焓過(guò)程，加熱和干冷冷卻為等含濕量過(guò)程，所以其分區(qū)調(diào)節(jié)應(yīng)以室外新風(fēng)的焓和含濕量大小劃線。圖5 一次回風(fēng)的表冷系統(tǒng)分區(qū)6.3 一次回風(fēng)的表冷系統(tǒng)各區(qū)的處理 圖66.4 調(diào)節(jié)方法的具體文字闡述