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高精度恒溫恒濕潔凈室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

時(shí)間:2020-11-23 15:11:00 來(lái)源: 點(diǎn)擊:

  高精度恒溫恒濕潔凈室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

  為了同時(shí)控制溫度和濕度,空調(diào)系統(tǒng)必須具有加熱,加濕,冷卻,除濕功能和自動(dòng)控制系統(tǒng)。有必要確保將所達(dá)到的控制精度和該區(qū)域內(nèi)均勻的溫度和濕度與普通中央空調(diào),送風(fēng)要求和送風(fēng)溫度差換氣次數(shù)進(jìn)行比較[2]。恒溫恒濕系統(tǒng)通常會(huì)連續(xù)運(yùn)行并消耗大量能量。如何同時(shí)優(yōu)化具有高溫,高濕,控制精度,恒溫恒濕的空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì),是工程技術(shù)人員面臨的問(wèn)題。

  1高??精度恒溫恒濕系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及解決方案

  該項(xiàng)目源自研究所的辦公??室和實(shí)驗(yàn)大樓的中央空調(diào)的設(shè)計(jì)和改造項(xiàng)目。該辦公樓中的實(shí)驗(yàn)室用于存儲(chǔ)和使用參考對(duì)象進(jìn)行測(cè)試和測(cè)量。它對(duì)參數(shù)有高精度要求,例如實(shí)驗(yàn)室的溫度和濕度條件,風(fēng)速和溫度場(chǎng)均勻性。空調(diào)總面積為1000平方米,有20個(gè)實(shí)驗(yàn)室。全年必須保持恒定的溫度和濕度。該項(xiàng)目要求室內(nèi)參考溫度為20℃。根據(jù)房間的功能,溫度波動(dòng)要求在±0.2?±2℃以?xún)?nèi);室內(nèi)濕度:50%±10%;室內(nèi)噪音:<50dB;每個(gè)房間對(duì)風(fēng)速都有特殊要求。

  空氣處理計(jì)劃

  使用全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng),可根據(jù)地理位置的不同和控制精度的不同在三個(gè)區(qū)域進(jìn)行控制。夏天的空氣

  處理過(guò)程:將室內(nèi)回風(fēng)(N)排出并與新鮮空氣(W)(C)混合,通過(guò)空氣處理機(jī)(L)的冷盤(pán)管將空氣冷卻至露點(diǎn)溫度以下,以進(jìn)行除濕和除濕;并通過(guò)電加熱進(jìn)行再加熱和加濕加濕控制空氣到總空氣供應(yīng)狀態(tài)點(diǎn)(O),房間的空氣出口端裝有電加熱裝置,以進(jìn)一步調(diào)節(jié)每個(gè)房間的空氣供應(yīng)溫度。冬季的空氣處理過(guò)程如圖2所示。冬季無(wú)需冷卻。加熱水通過(guò)冷盤(pán)管用作主要加熱,原來(lái)的電加熱是輔助加熱。將室內(nèi)回風(fēng)與新鮮空氣(C)混合后,由表面冷卻器加熱(C點(diǎn)至1點(diǎn)),并通過(guò)電加熱,再加熱和加熱將空氣控制到總空氣供應(yīng)狀態(tài)點(diǎn)(O)。加濕。

  冷(熱)源及其他主要設(shè)備的空調(diào)設(shè)計(jì)制冷負(fù)荷為270kW,冬季熱負(fù)荷為130kW。多個(gè)冷水機(jī)組用于連接敞開(kāi)的恒溫水箱(以下簡(jiǎn)稱(chēng):水箱),以確保負(fù)荷增加和減少的靈活性以及水溫的穩(wěn)定性。二次泵系統(tǒng)的水系統(tǒng),輔助系統(tǒng)采用恒流系統(tǒng),三個(gè)主冷卻水泵和三個(gè)冷卻水泵對(duì)應(yīng)于冷卻器,冷卻水泵通過(guò)變頻控制,調(diào)節(jié)冷卻水流量根據(jù)溫度變化。 ,對(duì)應(yīng)3臺(tái)冷卻塔的機(jī)組數(shù)量和風(fēng)機(jī)的啟停控制,達(dá)到了節(jié)能降噪的目的。該系統(tǒng)配有水箱,水箱中水的溫度可以穩(wěn)定在設(shè)定溫度。如果發(fā)生突然變化,冷水源的側(cè)面或末端,水箱中的冷水源仍相對(duì)穩(wěn)定,以確保房間末端的溫度穩(wěn)定,系統(tǒng)可以根據(jù)需要調(diào)整房間和水箱的使用。在任何天氣條件下設(shè)定水溫時(shí)。

  空氣系統(tǒng)分為三個(gè)區(qū)域,用于集中供氣,溫度差為2°C。由于該項(xiàng)目的特殊要求,最終房間的原始插座無(wú)法更改,并且某些房間需要使用低速風(fēng)扇。對(duì)風(fēng)的設(shè)計(jì),對(duì)風(fēng)速的形式和要求不同,使用不同類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)室速度場(chǎng),對(duì)溫度場(chǎng)進(jìn)行CFD模擬。根據(jù)模擬結(jié)果,適當(dāng)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)之間的溫差量。

  2系統(tǒng)的控制基于圖3所示的基于DDC的系統(tǒng)控制邏輯。該系統(tǒng)是多級(jí)調(diào)節(jié)的,每個(gè)級(jí)別都是獨(dú)立控制的,并且相互補(bǔ)充,因此室溫和濕度可以快速穩(wěn)定在目標(biāo)設(shè)定值。

  在排出回風(fēng)后,系統(tǒng)的回風(fēng)與新鮮空氣混合。混合空氣的溫度和濕度由空氣閥控制。排氣閥和新鮮空氣閥互鎖并受到控制,以保持系統(tǒng)中恒定的正壓差。調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)表面冷卻器的熱交換,以使表面冷卻器之后的空氣供應(yīng)溫度和濕度達(dá)到目標(biāo)值。該目標(biāo)值隨混合空氣的露點(diǎn)溫度動(dòng)態(tài)變化,并合理地調(diào)節(jié)熱交換和分配系統(tǒng)的顯熱和潛熱。調(diào)整比例。空氣經(jīng)過(guò)冷卻和除濕后,經(jīng)過(guò)主電加熱部分和濕膜加濕部分后被送出。總供氣溫度和濕度由連續(xù)可調(diào)的電加熱和變頻加濕泵精確調(diào)節(jié)。此時(shí),總的送風(fēng)溫度和濕度分別在0.1°C和3%之內(nèi)波動(dòng)。

  系統(tǒng)將空氣發(fā)送到每個(gè)房間。由于每個(gè)房間的距離和負(fù)載不同,因此有必要進(jìn)一步調(diào)整終端溫度。適用于連續(xù)可調(diào)的小型電加熱裝置以及高精度,靈敏的Vaisala QFA系列和Siemens HMT系列溫度和濕度傳感器。房間負(fù)載波動(dòng),并且對(duì)房間的溫度和濕度進(jìn)行精確控制。

  綜上所述,對(duì)空氣處理過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)的精確控制是設(shè)計(jì)高精度恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵。最重要的是空氣調(diào)節(jié)器的冷盤(pán)管穩(wěn)定且可調(diào)的熱交換。

  在項(xiàng)目中對(duì)電動(dòng)二通閥的調(diào)節(jié)通常會(huì)考慮對(duì)表中水冷卻盤(pán)管的熱交換進(jìn)行控制以達(dá)到目標(biāo)。由于水量的變化和熱傳遞的變化不是線(xiàn)性的,因此將導(dǎo)致所供應(yīng)的空氣的溫度和濕度的波動(dòng)以及所供應(yīng)的空氣的參數(shù)的波動(dòng)。同時(shí),冷水機(jī)組的裝卸,啟停有一定的滯后現(xiàn)象,也會(huì)引起供氣參數(shù)的波動(dòng)。該設(shè)計(jì)利用熱交換三通閥和水箱中的水的匯合來(lái)控制冷卻盤(pán)管流量計(jì)的兩個(gè)突出問(wèn)題。該設(shè)計(jì)使用合流三通閥和水箱來(lái)控制冷盤(pán)管的熱交換。具有半封閉隔間的水箱起冷藏,恒溫和緩沖的作用。它不僅可以減少因能耗造成的冷卻器頻繁啟動(dòng)和停機(jī),而且可以避免由于溫度波動(dòng)而引起的瞬時(shí)水溫波動(dòng)風(fēng)。冷卻水系統(tǒng)使用組合式三通進(jìn)入AHU冷盤(pán)管,將冷卻水與部分表面冷卻器回水混合,然后進(jìn)入表面冷卻器,然后進(jìn)入表面冷卻器和回水的冷卻水比例根據(jù)所需的實(shí)際冷卻能力連續(xù)調(diào)節(jié)。在保持表面冷卻器的冷水流量的情況下,通過(guò)改變冷水的溫度來(lái)改變表面冷卻器和混合空氣之間的熱交換,從而確保盤(pán)管的熱交換隨溫度線(xiàn)性變化。

  3系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行策略及優(yōu)化設(shè)計(jì)

  根據(jù)不同季節(jié)和室外溫濕度,焓值變化,設(shè)置夏,冬,春,秋,過(guò)渡季節(jié),四種工作方式,合理配置冷卻器,鍋爐,熱水,空氣清新劑,加濕器,電加熱供應(yīng)(冷和熱)源,同時(shí)控制溫度和濕度,最大程度地減少不必要的污染負(fù)荷并節(jié)省能源。最大限度地利用新鮮空氣以減少冷卻器上的負(fù)荷。如果室外溫度足夠低,則可以將室外空氣用作冷源,并且可以使用溫度經(jīng)濟(jì)循環(huán)控制來(lái)調(diào)節(jié)回風(fēng)閥,排氣閥和新鮮空氣閥,以確保溫度設(shè)定。當(dāng)潛熱負(fù)荷較大時(shí),使用焓值的經(jīng)濟(jì)循環(huán)控制代替溫度的經(jīng)濟(jì)循環(huán)控制,并且將室外溫度的判斷更改為焓的判斷。在無(wú)人操作期間,冷卻方法采用新鮮空氣冷卻。采用動(dòng)態(tài)露點(diǎn)溫度控制,以隨著室外溫度的變化不斷調(diào)節(jié)表面冷卻器的熱交換,盡可能減少冷卻器的負(fù)荷,并避免不必要的再加熱和加濕。冷水系統(tǒng)還使用帶有半封閉隔間的開(kāi)放水箱,以減少因頻繁啟動(dòng)和停止冷卻器而引起的能耗。使用合流三通閥可提高供水溫度,減少不必要的冷卻和除濕,并節(jié)省冷卻能力。冷卻水系統(tǒng)采用變頻技術(shù),可以控制冷卻塔風(fēng)扇的開(kāi)和關(guān),有效跟蹤冷水機(jī)的輸出,減少水泵和風(fēng)扇的能耗。

  電表冷卻器采用四根管道。在冬季,首先將院子中的熱水用作熱源,以節(jié)省電加熱的能耗。熱水管由電動(dòng)二通閥調(diào)節(jié)。

  4系統(tǒng)運(yùn)行效果

  調(diào)試后,將按照通風(fēng)和空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中的潔凈室測(cè)試方法對(duì)每個(gè)辦公室在工作期間的主要指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)要求。

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