
摘要: 對于高熱低濕的場所,室內又有高濕要求的恒溫恒濕空調系統,本文通過實際案例的分析,提出了采用放大送風量,并從節能角度出發,提出以超聲波加濕器代替蒸汽加濕器的一次回風方式的表冷空調系統的全年運行調節方法。
1 前言
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隨著我國加入WTO步伐的加快,在與國際市場接軌過程中,我們國內企業感覺到無形的壓力,這樣就強迫他們不斷地更新設備、更新工藝、更新觀念,不斷提高產品檔次,提高產品質量。
特別是國內的紡織企業,他們從國外引進大量高速針織設備,淘汰老舊的設備。這種高速針織機對環境要求很高,溫濕度太高,太低均會影響針織機的速度及效率,還會引起斷針、斷線或針頭生銹等問題。這就強迫他們須犧牲一部分利潤用來購買空調設備,以滿足工藝要求。
這類廠房均要求恒溫恒濕,按國家相關標準要求,其溫濕度基數及其允許波動范圍均在:(24~26)±2℃(溫度要求);65±5%(相對濕度要求)。
廠房結構一般為單層,磚混結構,高度為 4~5m;?? 地板遍布高速針織機,一般一臺機配一針織工每臺針織機占地面積約為23m2。??????????????????????????????
廠房冷負荷很大,一般達到210~230kW/m;???????????????????????
廠房濕負荷很小,按占地面積折算為10.9g/m2·h。
根據熱濕負荷特點可以知道的,其熱濕比線ε很陡,ε值達到69300~76800kJ/kg。(見圖1)???
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根據以上熱濕負荷特點,就要求設計者在設計選型時,要特別注意以下幾個方面:(1)送風量的確定;(2)加濕量的確定;(3)加熱量的確定;(4)空調系統的調節方法的確定;(5)冷卻盤管排數的確定。
我們下面以一個750m2的針織車間為例,對上述的幾個問題作更詳細的闡述。
2 風量的確定
通過計算,車間的夏季最大冷負荷Qmax為155kW,濕負荷W為8.2kg/h;則ε線= Qmax/W=(155×3600)/8.2=68049kJ/kg(熱濕比)
從焓濕圖上可以查得最大送風溫差△tmax=7.5℃; 我們取△t=7℃,則△i=55.44-47.46=7.98kJ/kg(焓差)
Gmax= Qmax/△i=155/7.98=19.4kg/s=69840kg/h(最大送風量)
h= 69840/(750×4.5×1.2)=17.2次/h(換氣次數)
顯然,該換氣次數遠遠大于一般空調系統的換氣次數,那么是否合理呢,我們從焓濕圖分析可知是完全合理的,大送風量是高熱少濕空調系統的一個顯著特點,故選用送風量為75000m3/h。
2 冷卻盤管排數的確定
2.1 選型
確定冷凍水進水溫度是確定冷卻盤管排數的關鍵,從焓濕圖上分析可知冷凍水進水太低,雖然可以降低盤管排數,降低一次造價,但不利于節能,這是因為經盤管冷卻后被冷凝掉的水份將大大多于濕負荷,差額為(G×△d)/1000kg/h,從而又要加濕器來補濕,造成濕蒸汽的浪費。
那么,該選用什么樣的進水溫度呢????????
把室內、外空氣的混合點1與送風狀態O點連接起來并讓它延長至100%相對濕度線上。得t1值為16℃,根據經驗,則進水溫度大約選在13~15℃就可以達到要求。這個進水溫度值是平常進水溫度值的2倍,因此,高進水溫度又是高熱少濕空調系統的另一個顯著特點。根據焓濕圖知:旁通系數BF=l2/l1=7/34=0.20,取盤管迎面風速為2.5m/s;根據公司的樣本,我們暫選用4排管,則旁通系數BF=0.33,水流速為1.2m/s。(見圖2)??
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2.2 校核
由于本設計采用13℃進水溫度,這與產家提供的技術參數(7℃進水溫度)不一樣,因此須作校核計算:
(1)條件 新風狀態參數為35℃、60%、90.3kJ/kg,室內空氣設定參數為24℃、65%、55.44kJ/kg、12g/kg;盤管迎風面積為8.3 m2、迎面風速為2.5m/s;工人人數為35人。
(2)求最小新風量 按每人最小新風量30m3/h·人計算,則G新min=1050m3/h,考慮到車間新風的滲漏,取1500m3/h;
(3)求混合狀態點空氣參數 從焓濕圖上查得:24.2℃、60.5%、55.86kJ/kg(見圖3);
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(4)求總冷量 Q=Qmax+Q新=155+1500×1.2×(90.3-55.44)/3600=172.4kW。
(5)求焓差△i= (172.4×3600)/(75000×1.2)=6.9kJ/kg,則i0=55.4-6.9=48.5kJ/kg。
(6)求空氣出口溫度t0 ,由ε=68049kJ/kg及i0=48.5kJ/kg,從燴濕圖查得t0=18.4℃。
(7)求得顯熱系數SHF
??? SHF =1.0×(t1-t0)/ △i
??????? =1.0×(24.2-18.4)/ (55.86-48.5)
??????? =0.79
(8)求傳熱系數K
由迎面風速Va=2.5m/s查廠家資料表1/αa=0.02544。
由盤管內水流速w=1.2m/s查資料表R/αw=0.00475,則?????????????????????????????????????????????
K=20.1/{(1/αa +SHF)+R/α}
=20.1/ {(0.02544×0.79)+0.00475}
=940.8W/m2·℃·row
(9)求對數平均溫差△tm
取進出水溫差為5℃,則tw1=13℃,tw2=18℃,
△t1 =t1- tw2 =24.2-18=6.2℃
△t2 =t2- tw1 =18.4-13=5.4℃
△tm =(△t1-△t2)/ {2.3×log10(△t1/△t2)}
=(6.2-5.4)/{2.3×log10(6.2/5.4)}
= 0.8/(2.3×0.06)
=5.8℃
(10)求排數N
N= Q/(K×Aa×△tm)=172400/(940.8×8.3×5.8)=3.8(排)(4排)。
故可以確定選用4排。
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