利用選型軟件設(shè)計(jì)一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

鄭麗麗 梁珍

東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院

在工作中發(fā)現(xiàn)，有些設(shè)計(jì)人員根據(jù)一些經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)來選擇空調(diào)機(jī)組，忽略了最基本的焓濕圖繪制，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)偏離設(shè)計(jì)值，并由此給設(shè)備選型造成浪費(fèi)[1]。因此，本文結(jié)合工程實(shí)例，在焓濕圖分析的基礎(chǔ)上，利用設(shè)備選型軟件對一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選型，詳述了選型步驟及注意事項(xiàng)。

1 設(shè)計(jì)工況

本例所選空調(diào)用于百萬級潔凈區(qū)，采用一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，要求：室內(nèi)溫度Tn=21℃，濕度φn=50%，送風(fēng)溫差ΔT=7℃。該地區(qū)夏季室外狀態(tài)點(diǎn)：干球溫度34.4℃，濕球溫度27.9℃。冬季室外狀態(tài)點(diǎn)：干球溫度-2.2℃，濕球溫度-3.4℃。由于潔凈區(qū)對于溫度和濕度要求嚴(yán)格，冬季采用電極式加濕器進(jìn)行加熱，具體空氣處理過程為等溫加濕過程。

1.1 空氣處理過程

系統(tǒng)采用圖1所示的一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。夏季具體過程如圖2所示，冬季處理過程如圖3所示。

圖1 一次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)流程圖

圖2 一次回風(fēng)系統(tǒng)夏季處理過程

圖3 一次回風(fēng)系統(tǒng)冬季處理過程

1.2 確定送風(fēng)量及空調(diào)機(jī)組所需冷量

送風(fēng)量根據(jù)夏季處理過程計(jì)算，冬季進(jìn)行校核。夏季室內(nèi)熱濕比ε：

式中：Qx為夏季室內(nèi)余熱量；Wx為夏季室內(nèi)余濕量。

再由送風(fēng)溫差計(jì)算送風(fēng)溫度：

式中：To為送風(fēng)溫度；T為室內(nèi)溫度；△T為送風(fēng)溫差。送風(fēng)量的計(jì)算：

式中：Gτ為送風(fēng)量hN為室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N焓值；ho為送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O焓值。

所需冷量的計(jì)算：

式中：Q為所需冷量hC為混合狀態(tài)點(diǎn)C焓值；hL為露點(diǎn)L焓值。

冬季計(jì)算過程和夏季相同。

1.3 所得用于選型的數(shù)據(jù)

表1為選型所用數(shù)據(jù)。

2 空調(diào)選型

2.1 選型軟件的介紹

所使用的選型軟件可以根據(jù)用戶的要求進(jìn)行功能段的選擇，然后輸入空調(diào)機(jī)組的基礎(chǔ)參數(shù)：包括新回風(fēng)參數(shù)，室內(nèi)空氣參數(shù)，加濕量并根據(jù)風(fēng)量要求自動(dòng)生成模數(shù)化斷面尺寸，以及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)配置要求[3]。

機(jī)組功能段包括二次回風(fēng)段、新回風(fēng)段、初效過濾段、檢修段、中效過濾段、冷卻段、加熱段、加濕段、風(fēng)機(jī)段、消聲段、出風(fēng)段。最簡單的組合式空調(diào)機(jī)組可以由新回風(fēng)段（含初效過濾）、冷卻段、風(fēng)機(jī)段共三段組成[4]。在功能段內(nèi)，可對相關(guān)功能段進(jìn)行熱工計(jì)算，如表冷器、加熱器、噴水室的熱工計(jì)算，過濾器、加濕器、風(fēng)機(jī)等的選型計(jì)算和整個(gè)組合式空調(diào)機(jī)組的空氣阻力計(jì)算等[3]。

2.2 選型過程及注意事項(xiàng)

1）根據(jù)總風(fēng)量26000 m3/h風(fēng)量計(jì)算盤管風(fēng)速，盤管風(fēng)速應(yīng)為2.5 m/s，如大于2.5 m/s時(shí)，盤管風(fēng)速過高，會(huì)造成冷卻水“飛”出盤管段的現(xiàn)象，因此需要安裝擋水板。

2）確定功能段，一般空調(diào)段包括混合段、過濾段、盤管段和出風(fēng)段。由于本例冬季加濕過程為等溫加濕過程，添加電極式加熱段。又因?yàn)楸纠照{(diào)為百萬級潔凈空調(diào)，因此除了盤管段之前的粗中效過濾段外，還需要在盤管段之后添加高效過濾段。這樣就確定了本例基本的空調(diào)段，具體如下：混合段→粗中效過濾段→盤管段→加濕段→風(fēng)機(jī)段→高效過濾段→出風(fēng)段。

3）編輯混合段，輸入新風(fēng)量9800 m3/h，確定新風(fēng)口及回風(fēng)口的位置和迎面風(fēng)速，建議室內(nèi)機(jī)風(fēng)口迎面風(fēng)速小于6 m/s，室內(nèi)機(jī)小于4 m/s。

4）編輯粗中效過濾段，根據(jù)潔凈空調(diào)的需求，初效過濾等級為G4，即對粒徑 5.0 μm,過濾效率90%＞E 70%；中效過濾段等級為F8，即對粒徑1.0 μm，過濾效90%＞E 75%。

5）編輯盤管段，首先是冷盤管，根據(jù)要求，進(jìn)出水溫度為5/10℃，進(jìn)風(fēng)干濕球溫度對應(yīng)于混合點(diǎn)C點(diǎn)的干濕球溫度，出風(fēng)干球溫度對應(yīng)于L點(diǎn)的干球溫度，經(jīng)計(jì)算6排管可滿足夏季制冷量，計(jì)算結(jié)果如圖4。

圖4 冷盤管計(jì)算結(jié)果

其次是熱盤管。根據(jù)要求，冬季進(jìn)出水溫度為30/40℃，同樣進(jìn)風(fēng)干濕球溫度對應(yīng)于混合點(diǎn)C點(diǎn)的干濕球溫度，出風(fēng)干球溫度對應(yīng)于L點(diǎn)的干球溫度，經(jīng)計(jì)算1盤管即可滿足冬季制熱量，計(jì)算結(jié)果如圖5。

圖5 熱盤管計(jì)算結(jié)果

6）編輯加濕段，由于潔凈空調(diào)對于溫度和濕度要求嚴(yán)格，故在設(shè)計(jì)時(shí)加濕過程采用等溫加濕過程，因此可以采用干蒸汽加濕，電熱式加濕，電極式加濕，PTC蒸汽加濕以及紅外線加濕器。又干蒸汽加濕性能好、噪音較小，本例采用電極式加濕，加濕量為60.1 kg/h。

7）編輯高效過濾段，同樣根據(jù)潔凈空調(diào)的需求，高效過濾等級為H11，即對粒徑 0.5 μm,過濾效率99.9%＞E 90%。

8）編輯出風(fēng)段，類似混合段，需要確定出風(fēng)口位置和風(fēng)速，同樣建議室內(nèi)機(jī)風(fēng)口迎面風(fēng)速小于6 m/s，室內(nèi)機(jī)小于4 m/s。

9）編輯風(fēng)機(jī)段，輸入要求靜壓值800 Pa，選擇變頻風(fēng)機(jī)，計(jì)算出風(fēng)口風(fēng)速，風(fēng)機(jī)效率以及全壓效率，出風(fēng)口風(fēng)速應(yīng)在9～12 m/s，風(fēng)機(jī)效率及全壓效率應(yīng)在65%～75%。

根據(jù)以上步驟及注意事項(xiàng)基本上就可以選出一臺適合的空調(diào)機(jī)組了。

2.3 選型結(jié)果

根據(jù)以上的計(jì)算及選型，選出來的空調(diào)箱如圖6所示。

圖6 選出的空調(diào)機(jī)組

3 結(jié)語

除了按照上述步驟以及注意事項(xiàng)之外，還應(yīng)注意機(jī)組方向（左右式），風(fēng)閥，法蘭，盤管水阻力以及風(fēng)機(jī)葉片方向、檢修門等各個(gè)細(xì)節(jié)的選型。一次回風(fēng)空調(diào)雖然最為簡單但也是目前使用范圍最廣空調(diào)系統(tǒng)[5]，使用空調(diào)系統(tǒng)選型軟件可以做到省時(shí)省力，但需注重細(xì)節(jié)，規(guī)避因采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)而帶來的缺點(diǎn)。