恒溫恒濕空調機組

恒溫恒濕空調機組

　　摘要：恒溫恒濕空調系統的設計目前絕大多數均選用節能全自動(dòng)空調機組，在我國不同的地區范圍全年運行中除盛夏一段時(shí)間內控制目標參數有所偏離外，均能保障設計要求。本文探討出現偏離的常見(jiàn)原因，并提出一些行之有效的縮短偏離時(shí)間的辦法。

　　1設備的基本性能

　　1.1生產(chǎn)工藝性空調要求參數，全年空調房間：溫度t=22±2°C；φ=55±5%

　　1.2機組選型配置及基本功能段（圖1）

　　1.3智能自動(dòng)化控制內容：

　　室內溫、濕度監測與控制；送風(fēng)空氣溫度監測；回風(fēng)空氣溫度、濕度監測；新風(fēng)空氣溫度、濕度監測；露點(diǎn)溫度監測；機組加熱閥的閥位開(kāi)度控制；機組冷水閥的閥位開(kāi)度控制；機組加濕閥的閥位開(kāi)度控制；過(guò)濾器堵塞報警；機組的定時(shí)啟/?？刂?；新、回風(fēng)風(fēng)閥自動(dòng)調節；風(fēng)機高、低速自動(dòng)轉換。聯(lián)鎖保護功能：冷水閥、加熱閥與風(fēng)機連鎖；防凍裝置與風(fēng)機連鎖；；送風(fēng)機與防火閥連鎖。

　　控制參數：(根據設計院圖紙，工藝設計要求)

　　1.4機組基本參數：

　　2機組運行實(shí)況

　　2.1工程的運行記錄：

　　A、B和C單位的空調機組在運行中均發(fā)現：如果使空調車(chē)間室內溫度保證在目標值范圍內，則相對濕度就要比要求的相對濕度值高；如果控制相對濕度在規定的范圍內，則室內干球溫度又要較目標溫度值偏低。

　　C單位某日運行的記錄如下：

　　注：1.機組K-1設有另一旁通溫度表，打開(kāi)閥門(mén)與水接觸時(shí)，顯示進(jìn)水溫度為8°C

　　2.五臺機組風(fēng)機全部在低速狀態(tài)下運行。

　　3.機組K-1表冷段出水電動(dòng)水閥處已另加旁通管道，閥門(mén)100%打開(kāi)。

　　4.機組K-2表冷段出水電動(dòng)水閥已被取下。閥門(mén)100%打開(kāi)。

　　5.現場(chǎng)觀(guān)察存在的其他情況：

　　機組二次加熱器的下部均是冷的。

　　5臺機組的排風(fēng)全部排在空調機房中，機房墻壁上有百葉窗與室外相通。

　　空調機組內部表冷段以后至送風(fēng)段下部均有積水。.

　　空調機房地面大量積水。

　　另一日上午到現場(chǎng)，查看溫濕度傳感器顯示值：

　　2.2現場(chǎng)觀(guān)察存在的問(wèn)題：

　　i.新線(xiàn)和舊線(xiàn)之間的通道當自動(dòng)門(mén)打開(kāi)時(shí)，有大量的風(fēng)從舊線(xiàn)向新線(xiàn)涌入。

　　ii.在車(chē)間的一個(gè)跨間，大門(mén)洞開(kāi)，里面有一個(gè)紙漿加工大罐，發(fā)熱量很大，地面全部積水。

　　iii.風(fēng)管道穿越樓板處，有大量空氣向空調車(chē)間滲入，樓下即為空調機房。

　　iv.車(chē)間旁有一個(gè)休息室，里面沒(méi)有空調設施，而且外窗大開(kāi)，直接通向室外。

　　v.室內溫濕度傳感器大多數均放在外墻上，只有兩只放在工作區的柱子上。

　　vi.各機組進(jìn)水溫度均比前日偏高。

　　2.3初步分析

　　2.3.1空調機組風(fēng)機段內存水，天氣炎熱時(shí)水分不斷蒸發(fā)，風(fēng)機周?chē)鄬穸群艽?，相當于加濕器，使空氣相對濕度增加?？照{機組內部積水是由于表冷器冷凝水排水不暢造成的。當空調機

　　組運行時(shí)表冷段處于負壓狀態(tài)，如果冷凝水積水盤(pán)排水口與水封反水彎之間的高度差小于該段的負壓值，則冷凝水就不能順暢排除。而當送風(fēng)機一停止轉動(dòng)，機組內部就不再是負壓狀態(tài)，冷

　　凝水就會(huì )從可能的縫隙向外流出，造成機房地面積水。

　　2.3.2雖然機組空調自動(dòng)控制是非露點(diǎn)控制，不必將空氣處理到機器露點(diǎn)然后再加熱升溫；但是，空調機組表冷器必須具有將空氣處理到機器露點(diǎn)的冷卻能力。因此，即使空調房間的濕負荷

　　為零，熱濕比為無(wú)限大時(shí)，表冷器后面空氣的干球溫度必須小于12°C。

　　2.3.3空調機組冷凍水是由冷凍站供給，送達機組處的供水溫度偏高，由于多種原因冷凍水水溫不能再降低到通常的7°C。

　　2.3.4車(chē)間工藝操作要求每班次做衛生清潔均要使用濕拖把拖地，空調機組必須將這部分增加的水分除去。

　　2.3.5梅雨季節或所處地理位置環(huán)境空氣相對濕度較大，新風(fēng)中含水量大，新回風(fēng)混合點(diǎn)在i-d圖上就會(huì )向右移動(dòng)，濕負荷大對去濕不利。

　　2.3.6工藝性空調，要達到穩態(tài)的熱環(huán)境應以工作區為主要調節區，但由于溫濕度傳感器安裝位置不當及溫濕度場(chǎng)內溫濕度的不均勻性，傳感器所反映的溫濕度值并非工作區內的真實(shí)狀態(tài)。

　　為了減小控制精度的偏差，應將傳感器放置在最佳位置。

　　2.4核實(shí)計算

　　2.4.1以JDK-III-80機組表冷器計算為例

　　表冷器迎風(fēng)面積：8.162m2

　　表冷器迎面風(fēng)速:νy=4.862m/s

　　表冷器水流速取1.2m/s

　　傳熱系數：K=74.55W/m2·°C

　　所需要冷量：Q=kJ/h（.333W）

　　冷凍水量：W=12.96kg/s（kg/h）

　　冷水終溫：tw2=18.17oC

　　與現場(chǎng)測試結果極為吻合。產(chǎn)品樣本及國家標準均標明水溫差應為5oC。（水溫差太大說(shuō)明機組運行配置不合理）

　　2.4.2條件同前，按新水流速2.5m/s重新計算

　　計算結果：

　　水流速為2.5m/s時(shí)的冷凍水量：W’=27.01kg/s=97.23t/h

　　重新計算出水溫度：tw2’=12.36oC

　　求對數平均溫差：Δtm=8.97oC

　　按新水流速重新計算傳熱系數：K=88.306W/m2·°C

　　所需表冷器傳熱外表面面積：F所需=849.12m2

　　機組表冷器實(shí)際傳熱外表面面積：F實(shí)際=1033.652m2F實(shí)際>F所需。即表冷器選6排傳熱面積已大于實(shí)際需要的表冷器面積。

　　2.4.3

　　已知：大氣壓力為Pa

　　由處理前空氣參數：t1=27°C,ts1=19.5°C得：i1=55.5kJ/kg

　　表冷器后空氣參數：t2=11°C,tS2=10.6°C，φ2=95%得：i2=30.7kJ/kg

　　計算出需要的接觸系數ε2=0.947

　　類(lèi)比構造相似的其他型號表冷器的技術(shù)資料，決定選用8排。

　　總迎風(fēng)面積為：Fy=8.162m2

　　表冷器實(shí)際有效流通面積：Ff=4.465m2

　　表冷器迎面風(fēng)速：νy：=4.862m/s

　　表冷器外表傳熱總面積：F0=1460.459m2

　　實(shí)際的表冷器銅管水路通水面積：f0=.37mm2

　　析濕系數：ξ=1.535

　　傳熱系數：K=75.03W/m2°C（假定水流速1.2m/s）;

　　求冷凍水量：W=12.96kg/s（=kg/h=46.656t/h）

　　求表面冷卻器能達到的熱交換效率系數：ε1=0.788

　　求水初溫：tw1=6.49°C

　　空氣放出的熱量：Q=661.42kW

　　得表冷器出水溫度tw2=18.67°C

　　與6排表冷器的計算出水溫度18.17°C極為接近

　　2.5結論：

　　即使在冷凍水進(jìn)口水溫低于標準溫度7℃時(shí)，冷凍水進(jìn)出口水溫溫差太大，說(shuō)明表冷器水流量太小。應加大水量。

　　將8排表冷器水路改成雙回路，進(jìn)行復核計算

　　計算結果：

　　實(shí)際的表冷器銅管水路通水面積：f0=.74mm2

　　求冷凍水量：W=25.92kg/s（=kg/h=93.312t/h）

　　計算空調機組中表面冷卻器所能達到的熱交換效率系數：ε1=0.871

　　處理空氣過(guò)程需要的熱交換效率系數ε1‘=0.94（按現場(chǎng)實(shí)際水溫為10°C計算）

　　可以看出：空氣處理過(guò)程所需要的熱交換效率系數ε1'值大于當空調機組水路采用雙回路8排表冷器時(shí)所能達到的ε1值；即在空調機組表冷器的進(jìn)水溫度為10oC時(shí)即使增加表冷器的排深也不

　　能使處理的空氣達到設定期望的值。

　　當將表冷器進(jìn)水溫度降至標準溫度7oC時(shí)

　　處理空氣過(guò)程需要的熱交換效率系數：ε1”=0.80：

　　可以看出：空氣處理過(guò)程所需要的熱交換效率系數ε1”值小于表冷器排深為8排時(shí)所能達到的ε1值

　　求水初溫：tw1=8.6oC

　　說(shuō)明使用雙回路8排表冷器時(shí)，冷凍水溫度比標準水溫7oC稍微高些，機組也能滿(mǎn)足實(shí)際運行要求。

　　2.6采取的措施

　　2.6.1采用雙回路表冷器，在不增加冷凍水流速的情況下增加機組水量。

　　2.6.2在每臺空調機組的送風(fēng)管道上增加SRZ蒸汽精加熱器（因工藝需要，工廠(chǎng)四季均有蒸汽熱源）?？照{機組的蒸汽加熱器規格型式是按照冬季工況的熱負荷選配的，由于夏季二次加熱量

　　很小，通氣時(shí)間較短，機組反應波動(dòng)較大不穩定。而在送風(fēng)管道上增加的小型蒸汽加熱器反應靈活，惰性小，便于控制。

　?。▓D3）

　　2.7改進(jìn)和結果

　　河北B單位在送風(fēng)道內增加SRZ非標準規格蒸汽加熱器（圖3），并將原空調機組二次加熱器的電動(dòng)執行器和蒸汽閥移至風(fēng)道加熱器的進(jìn)汽管上后，控制軟件程序未做修改，空調系統能夠滿(mǎn)足

　　設計要求。

　　3建議：

　　3.1.1將水封高度差加大

　　水封尺寸可按下列公式計算。

　　P—設備內該段負壓絕對值（Pa）

　　3.1.2在現場(chǎng)也可以使用橡膠軟管將一只玻璃U型管壓差計與空調機組表冷段積水箱的排水口連接，當空調機組穩定運行時(shí)，測出水柱高度實(shí)際差值h’，并考慮空調機組過(guò)濾器阻力變動(dòng)的因

　　素，再加上20mm的裕量，即為水封高度h(圖5)。

　　水封高度h≥h’+20(mm)

　　3.2夏季空調機組盡量不使用二次回風(fēng)。

　　空調室內空氣的絕對含濕量大于露點(diǎn)風(fēng)的絕對含濕量。露點(diǎn)風(fēng)與二次回風(fēng)混合后混合風(fēng)的絕對含濕量增大Δd’（圖6），不利于空調除濕。工廠(chǎng)全年均有蒸汽供應，用二次回風(fēng)加熱不經(jīng)濟。

　　3.3室內空氣相對濕度的取值只要能滿(mǎn)足基本工藝要求即可，較低的室內空氣相對濕度取值將大量增加空調機組的除濕量，增加空調機組的能量消耗和設備的尺寸規格。

　　3.4檢查并更換有問(wèn)題的疏水器，使疏水器正常有效地工作。

　　3.5加強被調房間的管理，使之符合工藝空調運行的基本要求。

　　3.6搞好冷水機組的維護，盡量提供設計所需的冷凍水，以利于整個(gè)系統的節能運行。

　　3.7制定空調系統（自控及空調器）的日常檢修制度，使設備在最佳狀態(tài)下運行。

　　注：1.K-4系統管兩層樓。并設有兩個(gè)溫濕度傳感器

　　2.空調中央控制室上位機電腦顯示，庫房溫濕度基本穩定，故沒(méi)進(jìn)入庫房觀(guān)察。

　　將5臺空調機組風(fēng)機全部設成高速運轉，半小時(shí)后測得的數據如下：

　　3.8充分與設計者勾通，加強與甲方有關(guān)人員聯(lián)系。提供實(shí)用、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟、合理的方案，為今后的低成本運行打下良好基礎。

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