|
低溫冷凍設備送風系統選型應用說明
1．低溫冷凍設備系統與常規空調系統的比較
低溫冷凍設備送風空調是隨著冰蓄冷技術的發展而興起的，而冰蓄冷技術的發展是隨著人們生活水平的提高、用電峰谷差愈來愈大而發展起來的。低溫冷凍水具有相對大的冷量，在輸送中可以減小管道的尺寸，減少泵的電耗。在空氣處理設備中，由于低溫水的送人，可減小空氣處理設備的尺寸，同樣也可減少風機電動機的電耗。因此，低溫送風空調愈來愈引起人們的重視。在與冰蓄冷系統相結合的集中空調系統中，應用低溫送風，具有降低一次投資、降低峰值電力的作用，同時可減少電耗，節省建筑物面積和空間。所以，低溫送風空調具有較強的發展勢頭。
圖9-19 常規空調風機盤管 圖9-20低溫送風末端裝置
由于冰蓄冷系鉸可以提供較低溫度的冷凍水(一般在1.5~4℃之間)，因此低溫送風空調系統具有較強的降濕能力。根據ASHRAE手冊，1977的舒適圖:在風速都是0.15m/s，而相對濕度30％，干球溫度26℃；或相對濕度50％，干球溫度25℃；或相對濕度70％，干球溫度為23℃，這三種不同組合的環境條件，給人體的舒適感是一樣的。所以低溫送風空調系統，由于相對濕度較低，如果適當提高1~2℃左右的干球溫度，可以獲得同樣的舒適感。
圖9-19是常規空調的風機盤管。圖9-20是低溫送風空調中的末端裝置。兩者均帶有獨立新風，未經處理。在焓-濕圖上的處理過程詳見圖9-21，其中虛線表示常規空調盤管處理過程。
從圖9-21中可以看出，常規空調盤管處理的比焓差為：
53.2-34.3＝18.9KJ/kg
低溫冷凍設備送風盤管處理的比焓差為:
53.2-26.8＝26.4KJ/kg
由此得出，低溫送風盤管處理的比焓差，比常規空調盤管處理的比焓差增加(6.3~4.5)/4.5＝40％。可見，空氣處理設備在冷負荷不變的條件下，可縮小40％左右的大小。風管尺寸、送風機功率也可相應減少40％左右。當然這是粗略的計算，是以常規空調送風溫度為13℃、低溫送風空調送風溫度為10℃為條件的，而且新風占送風量的15％；室外新風狀態以上海地區為準，即以t=34℃，ts＝28.3℃(濕球溫度)，室內設計狀態tn＝22℃，φ＝60％為根據的。如果上述條件變化，計算結果會有所差異。但低溫送風系統一次性投資比常規空調送風一次投資少，這是肯定的。至于相差多少，與設計條件等諸多因素有關。
圖9-21空氣處理過程
由于低溫送風系統風機功率減少，使高峰電力需求降低，可以減少電增容費，同時也可節省運行費用。由于低溫冷凍設備送風空調一次風的送風溫度低，因而含濕量低，空氣的相對濕度降低。 由上面分析可知，在同樣舒適感的條件下，可適當提高室內的干球溫度1~2℃，因而也可節省空調的冷負荷和運行費用。由于空氣中含濕量低，因而室內空氣品質較好。
在低溫送風空調系統中，由于空氣處理設備和風管比常規空調的小，因而可少占用建筑空間和建筑面積，從而降低建筑造價。特別是新建筑物的層高由于送風管的減少而降低，減少建筑物造價的優點更加突出。
低溫送風空調是指從集中空氣處理設備送出溫度較低的一次風經高誘導比的末端裝置送人空調房間的送風系統。由于一般低溫送風空調的一次風送風溫度在8~11℃之間，所以低溫送風空調系統末端只要加設一般風口即可，而不需要高誘導比的空氣混合箱的末端裝置。詳見圖9-22，圖9-23。
圖9-22常規空調風管送風
R.H.—空氣相對濕度（%）；CDB—空氣干球溫度（℃）
圖9-23 低溫送風空調
R.H.—空氣相對濕度（%）；CDB—空氣干球溫度（℃）
2．低溫送風的特殊問題
由于低溫送風系統送風溫度低，一般為4~10℃。比常規空調系統的12~15℃要低，因此在風口、風管、末端送風裝置的表面很容易結露。所以在這些地方的保溫應特別要加強；要高度重視，無論是設計和施工都要有嚴格要求。保溫好，也可減少熱損失。低溫送風空調系統中的水管內流動的是低溫水，一般在1.4~5℃，所以水管壁結露問題也要同風管結話問題一樣引起特別重視。這也是減少熱損失不可缺少的一環。
由于低溫送風空調系統送風溫差大，也就是送風溫度低，所以當送風量小時，必須防止低溫空氣直接進入工作區，或是空調房間內溫度不均勻而導致舒適感差的后果。由于在低溫送風空調系統中，設計的重點往往放在低溫送風上而忽視了冬季送熱風問題，影響冬季室內人體舒適感，所以設計人員在設計低溫送風空讕系統時，應顧及到冬季送熱風問題。
室內熱源的位置也會影響到低溫送風的效果，這在工程設計中應引起重視，或采取相應的措施。在低溫送風空調系統中，風管的制作必須嚴格符合密閉性要求。因為風管。泄漏不但會造成冷空氣損失，而且泄漏的、低于室內空氣露點溫度的這部分空氣，會便風管表面結露，使風管長期潮濕而腐蝕，并且還會凝聚成水滴從天花板上滴落。
對于單一應用低溫送風空調系統的末端裝置；不采用二次盤管；因為低溫送風末端裝置主要是卷吸部分室內空氣，提高送風溫度，避免送風時的結露現象產生。如果二次盤管使用不當，即失去了低溫送風末端裝置的意義。據有關資料介紹，二次盤管通入的冷凍水是幾經處理設備的回水，這樣就提高了進人二次盤管的進水溫度，而且進水開關由自動控制系統來控制。設計和使用的合理，可減小新風管道尺寸和一次風處理設備的尺寸。
冰蓄冷低溫冷凍設備送風中，不凍液的供應溫度隨蓄冰系統類型的不同而有所差異。如制冰滑落式、冰泥式可達l℃，而冰盤管式一般為2~4℃。但在融冰末期桶內剩余的冰量減少時，供應溫度可升至3~5℃。如果系統中再加上熱交換器，則冷凍水的溫度還要增加1~2℃。
如果要使蓄冷裝置保持恍較低的冷凍水供給溫度。可根據要求增加蓄冰桶的蓄冷量或延長融冰時間，延續融冰速度，或設置主機在下游，即蓄冷裝置優先等措施來解決。
正確地選擇冷卻盤管是低溫送風系統設計中很重要的一環，選擇冷卻盤管酌考慮因素包括傳熱性能、盤管表面風速、風扇布置位置等。低溫送風系統所使用的盤管通常為8~12排，翅片間距每片不超過2.1mm，銅管徑小于12.7mm。在設計中，盡量減小冷凍水流量以減小泵的功率，并獲得最大溫升。，在某些部分儲冷的儲冷系統中，具有高回水溫度的冷凍水先通過主機降溫后，再進入儲冷槽降溫，以得到最低的冷凍水供應溫度。冷凍水溫升主要取決于翅片間距、銅管材質及盤管的排數，在設計上，常常高達l0~16℃。
盤管的表面風速主要取決于空調箱的冷卻容量、送風量和盤管尺寸。表面風速低則出口溫度也低，而表面風速高則要減少盤管的換熱面積，以節省盤管費用。通常，傳統空調系統盤管的表面風速限制在3m/s以下，最好在1.6~2.3m/s之間，最大不超過2.5m/s，以免過高的風速攜帶盤管表面的水珠、使低溫送風系統的除濕量增大。風機和盤管間的相對位置布置會影響到低溫送風系統的效果。如果將風機安排在盤管之前與安排在盤管之后作一比較，會發現后者由于將電動機的發勢量帶入送風的竄氣中，使送風溫度比前者高出約1~1.5℃。但風機置于盤管之前不利于氣流均勻分布，除非風機和盤管之間的距離大于風扇直徑的3~5倍。
|
