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點(diǎn)擊下載：環(huán)保空調(diào)在高溫低濕環(huán)境通風(fēng)系統(tǒng)中的節(jié)能運(yùn)用.pdf

1工程概況

本工程位于昆山著名五星級酒店佳華廣場3樓某高檔海鮮酒樓，為一大型魚池的恒溫風(fēng)冷冷凝循環(huán)機(jī)組的機(jī)房通風(fēng)系統(tǒng)，按照恒溫循環(huán)機(jī)組的運(yùn)行要求，環(huán)境溫度不能高于40℃，常年24h運(yùn)行。

酒樓位于酒店3樓內(nèi)區(qū)，受與酒店承租范圍的限制，恒溫風(fēng)冷冷凝循環(huán)機(jī)組的機(jī)房設(shè)置在魚池旁，機(jī)房不能直接對外，故恒溫循環(huán)機(jī)組安裝方僅僅利用機(jī)房內(nèi)的1個(gè)截面積為0.3m²的排風(fēng)豎井排風(fēng)，設(shè)置了1臺風(fēng)量為6000m³/h的排風(fēng)機(jī)，并利用門縫負(fù)壓進(jìn)風(fēng)及偶爾開門補(bǔ)風(fēng)，詳見圖1。

機(jī)組投入運(yùn)行后，恒溫風(fēng)冷冷凝循環(huán)機(jī)組開啟約15min后機(jī)房溫度就達(dá)到了45℃，造成機(jī)組冷凝器自動關(guān)機(jī)保護(hù)，待機(jī)房內(nèi)溫度降低至約32～35℃時(shí)，保護(hù)解除，機(jī)組又啟動。機(jī)組啟停頻繁，造成海鮮魚池水溫波動較大，不能保證海鮮產(chǎn)品的正常生活環(huán)境，因此需要通過對通風(fēng)系統(tǒng)的改造保證魚池恒溫風(fēng)冷冷凝循環(huán)機(jī)組的正常運(yùn)行。

2問題分析

2.1魚池恒溫風(fēng)冷冷凝循環(huán)機(jī)組參數(shù)

機(jī)房設(shè)置了4臺風(fēng)冷冷凝循環(huán)機(jī)組，單臺制冷量為14kW，總制冷量為56kW，總制冷輸入功率為17kW，冷凝器排熱量共63kW。機(jī)組要求環(huán)境溫度≤40℃，對濕度無明確要求。

2.2采用全通風(fēng)方案的通風(fēng)量計(jì)算

2.2.1送、排風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的確定

機(jī)房外進(jìn)風(fēng)為酒樓室內(nèi)空氣，夏季中央空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)溫度設(shè)定為25℃，相對濕度為60%;冬季室內(nèi)溫度設(shè)定為22℃，相對濕度為40%。為了確保恒溫風(fēng)冷冷凝循環(huán)機(jī)組的正常運(yùn)行，排風(fēng)溫度設(shè)定為38℃，相對濕度不限。

按全通風(fēng)系統(tǒng)考慮，認(rèn)為機(jī)房外進(jìn)風(fēng)進(jìn)入機(jī)房經(jīng)風(fēng)冷循環(huán)機(jī)組的冷凝排熱加熱，為一個(gè)等濕增焓過程，在焓濕圖上可查得排風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的相對濕度夏季為28.7%，冬季為16.0%。各狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)值見表1。

表1全通風(fēng)方案各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)值

2.2.2全通風(fēng)量計(jì)算

夏季進(jìn)風(fēng)按等濕增焓過程由進(jìn)風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)(X)到排風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)(A)，冬季進(jìn)風(fēng)按等濕增焓過程由進(jìn)風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)(X1)到排風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)(A1)。

按消除余熱通風(fēng)量計(jì)算(夏季)：G=4.67kg/s，昆山地區(qū)平均空氣密度為0.9m³/kg，則風(fēng)量為18700m³/h。采用自然進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)，排風(fēng)機(jī)需配置功率為5.5kW的電機(jī)。

按消除余熱通風(fēng)量計(jì)算(冬季)：G=3.84kg/s，昆山地區(qū)平均空氣密度為0.9m³/kg，則風(fēng)量為15366m³/h。采用自然進(jìn)風(fēng)、機(jī)械排風(fēng)，排風(fēng)機(jī)需配置功率為5.5kW的電機(jī)。

2.3問題分析

通過以上計(jì)算可知，按機(jī)房內(nèi)的運(yùn)行溫度要求，現(xiàn)有的6000m³/h全面通風(fēng)量遠(yuǎn)小于計(jì)算所需要的全面通風(fēng)量，并且原設(shè)計(jì)的進(jìn)風(fēng)僅靠機(jī)房門縫負(fù)壓進(jìn)風(fēng)和機(jī)房門偶然開啟補(bǔ)風(fēng)，造成了機(jī)組運(yùn)行后很快停機(jī)保護(hù)的不利情況。

3改造方案設(shè)計(jì)

1)按全通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，加大機(jī)械排風(fēng)量及進(jìn)風(fēng)量。此方案將大大加大從酒樓空調(diào)區(qū)域的進(jìn)風(fēng)，勢必將造成酒樓內(nèi)的空調(diào)溫度波動較大，并造成空調(diào)冷熱量的極大浪費(fèi)，同時(shí)排風(fēng)豎井較小，不太有利于大風(fēng)量的排風(fēng)。

2)采用等焓加濕技術(shù)，利用環(huán)�？照{(diào)加大機(jī)房內(nèi)空氣的含濕量，通過加濕過程降低機(jī)房內(nèi)的空氣溫度，減少排風(fēng)量。此方案可保留原來的排風(fēng)機(jī)，排風(fēng)量仍為6000m³/h，在機(jī)房內(nèi)加設(shè)1臺環(huán)�？照{(diào)，增加從機(jī)房外空調(diào)區(qū)域的負(fù)壓進(jìn)風(fēng)百葉，詳見圖2。機(jī)房內(nèi)的空氣處理過程簡化為:機(jī)房外進(jìn)風(fēng)→冷凝器(等濕加熱)→環(huán)�？照{(diào)(等焓加濕)→排風(fēng)機(jī)組排風(fēng)。

夏季進(jìn)風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)(X)先等濕加熱至中間狀態(tài)點(diǎn)(B)，再經(jīng)等焓加濕至85%濕度線到狀態(tài)點(diǎn)(D)，85%的加濕效率為環(huán)�？照{(diào)設(shè)備廠家樣本提供的最大加濕效率，考慮工程富裕量取70%，至狀點(diǎn)(C)。

冬季進(jìn)風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)(X1)先等濕加熱至中間狀態(tài)點(diǎn)(B1)，再經(jīng)等焓加濕至85%濕度線到狀態(tài)點(diǎn)(D1)，85%的加濕效率為環(huán)�？照{(diào)設(shè)備廠家樣本提供的最大加濕效率，同樣考慮工程富裕量取70%，至狀態(tài)點(diǎn)(C1)。

以6000m³/h的排風(fēng)量計(jì)算，得到夏季等濕加熱后中間狀態(tài)點(diǎn)(B)的焓值為103.82kJ/kg，冬季等濕加熱后中間狀態(tài)點(diǎn)(B1)的焓值為83.26kJ/kg。各狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)見表2。

表2環(huán)保空調(diào)方案各狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)值

通過計(jì)算，采用等濕加熱再經(jīng)等焓加濕，在通風(fēng)量為6000m³/h時(shí)，夏季機(jī)房內(nèi)溫度可以最大降低至約30℃，冬季機(jī)房內(nèi)溫度可以最大降低至約26℃，完全滿足機(jī)房內(nèi)的溫度要求及設(shè)備運(yùn)行的濕度要求。

實(shí)際運(yùn)行時(shí)，因機(jī)房內(nèi)氣流為無組織的循環(huán)處理，故運(yùn)行的中間狀態(tài)點(diǎn)B和B1的位置會大大下移，即狀態(tài)點(diǎn)的運(yùn)行溫度會比較低。

由以上分析可知，增加排風(fēng)含濕量將顯熱負(fù)荷轉(zhuǎn)化為潛熱負(fù)荷，可以以較小的機(jī)械排風(fēng)量滿足消除室內(nèi)余熱的要求，大幅度降低了機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)的能耗。針對本工程，還可以減少由于機(jī)房通風(fēng)對酒樓空調(diào)系統(tǒng)能耗的影響，綜合節(jié)能意義較大。

4改造方案實(shí)施

根據(jù)環(huán)�？照{(diào)風(fēng)量選擇經(jīng)驗(yàn)公式:

Q=Lρc_p［e(Tg－Ts)+(T_n－T_g)］/3600

式中，Q為全冷量，kW；L為冷氣機(jī)送風(fēng)量，m³/h；ρ為出風(fēng)口空氣密度，kg/m³；c_p為空氣比熱，取值為1.01kJ/kg;e為冷氣機(jī)飽和效率，一般取為85%，本工程考慮工程富裕量，取為70%；(T_g－T_s)為室外干濕球溫差，℃；(T_n－T_g)為室內(nèi)外空氣溫差，℃。經(jīng)計(jì)算，夏季的送風(fēng)量為8213m³/h，冬季為8322m³/h。查設(shè)備樣本，選用送風(fēng)量為9000m³/h，功率為0.55kW的環(huán)保空調(diào)1臺可滿足要求�？紤]機(jī)房需要常年24h恒溫，故環(huán)�？照{(diào)定購安裝2臺，按1用1備模式運(yùn)行。另外，增設(shè)約1.0m²面積的負(fù)壓進(jìn)風(fēng)百葉以保證送、排風(fēng)量基本平衡。

5運(yùn)行效果及節(jié)能分析

通過2010年2～3月的實(shí)際運(yùn)行觀察及測量，風(fēng)冷冷凝循環(huán)機(jī)組在24h內(nèi)2～4組循環(huán)開啟，機(jī)房室內(nèi)空氣溫度在27～33℃之間波動，能達(dá)到使用要求。機(jī)房外空調(diào)系統(tǒng)的能耗基本沒有影響，通風(fēng)系統(tǒng)也未改動，僅增加了環(huán)�？照{(diào)及冷水管。改造前后2種方案的系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用比較見表3。

表3改造前后2種方案的系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用比較

相比而言，采用環(huán)保空調(diào)等焓加濕排風(fēng)比全通風(fēng)消除余熱排風(fēng)全年節(jié)約用電約33000kWh，節(jié)能效果明顯。增加的初投資約為1.2萬元，可在1a內(nèi)收回。

6結(jié)論

1)對室內(nèi)顯熱負(fù)荷很大而無潛熱負(fù)荷或是潛熱負(fù)荷很小的設(shè)備房間(如高低壓配電室、柴油發(fā)電機(jī)房、電信移動無人值班機(jī)房等)，在考慮通常的機(jī)械全通風(fēng)系統(tǒng)的同時(shí)，可以根據(jù)現(xiàn)場情況考慮將顯熱負(fù)荷轉(zhuǎn)化為潛熱負(fù)荷，可實(shí)現(xiàn)通風(fēng)量的減少并能保證設(shè)備房間內(nèi)空氣溫度的要求，具有較好的節(jié)能效果。

2)運(yùn)用加濕方式將顯熱負(fù)荷轉(zhuǎn)化為潛熱負(fù)荷以減少通風(fēng)量，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意室內(nèi)排風(fēng)溫度及相對濕度的設(shè)定，特別應(yīng)注意設(shè)備對室內(nèi)相對濕度的要求。

3)等焓加濕設(shè)備的選擇應(yīng)注意加濕系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，對加濕精度要求不高的場所可優(yōu)先采用環(huán)�？照{(diào)，環(huán)�？照{(diào)的加濕能力與設(shè)備加濕填料有關(guān)，應(yīng)根據(jù)廠家提供的實(shí)驗(yàn)擬合曲線或公式綜合選擇環(huán)�？照{(diào)設(shè)備。

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