潔凈室的設計過程中送風量根據不同的等級有不同的算法
,普通的可以按照換氣次數(shù)確定
,而百級以上的有一套自己的計算公式
,對比來說要求更加嚴格
,為潔凈單向流,一般不按換氣次數(shù)確定
。
送風量計算公式為:送風口有效面積*出風口風速(風速一般為0.25m/s~0.3 m/s
,考慮衰減
,一般取0.4 m/s ~0.45 m/s)
。
如千級潔凈室:50~60次/h,萬級潔凈室:15~25次/h;十萬級潔凈室:10~15次/h[1](對于高熱型電子廠房應還要按消除余熱去計算送風量
,兩者取較大值)
。其送風狀態(tài)點較之舒適性空調難確定?div id="m50uktp" class="box-center"> ,F(xiàn)以某電子廠潔凈室夏季一次回風系統(tǒng)為例
,
設計參數(shù)見下表:
潔凈室設計參數(shù) 表1

風量負荷計算見下表:熱濕比的定義為空氣的焓變化和濕量變化之比 ε=Q/W Q為室內計算的熱負荷 W為室內計算是濕負荷
潔凈室風量負荷計算 表2

備注:新風量取10%
空氣處理過程:采用一次回風處理方式
,室外新風與回風混合后處理至露點L
,經再熱后至送風狀態(tài)點O
,由O點沿熱濕比線吸收室內余熱余濕后
,達到室內狀態(tài)點
。處理過程如下圖所示:

圖1:潔凈室一次回風空氣處理焓濕圖
由于潔凈空調是根據送風量來確定送風溫差(送風溫差較小)
,故一般不能采用露點送風
。
各狀態(tài)點確定(以千級潔凈室為例):
Δh=Q/G
Δh:室內狀態(tài)點同送風狀態(tài)點的焓差(in-io);
Q:室內余熱;
G:房間送風量;
室內狀態(tài)點焓值in為:50.26kJ/kg
,Q:40 kw
,G:23430 m3/h(7.81kg/s)
,可得:
Δh=40/7.81
=5.12kJ/kg
即可求出送風狀態(tài)點的焓值io =45.14
kJ/kg
,過io作等焓線與熱濕比線(對于高熱型電子廠房,室內散濕量極少
,主要散濕源為人體散濕
,熱濕比線近似于垂直
,所以對回風的處理不能是除濕過程)的交點即可得送風狀態(tài)點O
。L點:連接室內點N與送風狀態(tài)點O
,并延長與95%等相對濕度線相交
,即得L點。M點:根據新回風混合
,混合比等于新回風之反比
,即NM/MW=新風量/回風量,即得M點
。各狀點參數(shù)見下表:
各狀態(tài)點參數(shù) 表3

由圖可知:
室內負荷:Q1=G*(in-io)
=7.81*5.12
=40kw
新風負荷:Q2=Gw*(iw-in)=G*(iw-in)
=0.781*41.82
=32.7kw
再熱量: Q3=G*(io-il)
=7.81*3.94
=30.77kw
總負荷: Q= G*(iw-il)=Q1+Q2+Q3
=40+32.7+30.77
= 103.5kw
同理可計算其他幾間潔凈室的冷量同再熱量
。
潔凈室一次回風冷量同再熱量 表4

對于上述十萬級潔凈室,若按規(guī)范所要求的換氣次數(shù)去確定其送風量
,進而計算確定送風狀態(tài)點
,可發(fā)現(xiàn),由于送風量過小
,在焓濕圖上找不這一狀態(tài)點
,此時送風量必須按消除室內余熱來計算(此情況下可采用露點送風
,不須再熱)
。
上述十萬級潔凈送風量:
G=Q/in-il
=30/(50.26-41.2)
=3.31kg/s(9933m3/h)
新風負荷: Gw=0.331*(92.08-50.26)
=13.84kw
觀察分析可知
,在一次回風系統(tǒng)中須再熱,浪費能源
,同時由于冷熱抵消,還要多消耗等量的冷量
,不符合節(jié)能原則。
由于現(xiàn)階段
,自動控制技術越來越成熟
,大部分工程公司都采用PI控制器或DDC控制器來控制空調的溫濕度(控制冷凍水流量),控制原理如下圖所示:

圖2:DDC自動控制原理圖
控制原理:
安裝在回風管內的溫度傳感器T檢測的溫度送至DDC與設定的點相比較
,用比例積分控制,輸出相應的電壓控制電動調節(jié)閥M的開度
,從而精確調節(jié)凍凍水流量,使送風溫度保持在所需要的范圍內
。
同理,安裝在回風管內的濕度傳感器H所檢測的濕度送往DDC與設定值相比較
,用比例積分控制輸出相應的電壓信號,控制表冷器電動調節(jié)閥或加濕器的電動調節(jié)閥的開度
,控制除濕量或加濕量
,使送風相對濕度保持在所要求的范圍內。
由于DDC根據回風所反饋的溫濕度自動控制冷水的流量同加濕用蒸汽量
,控制精確,故現(xiàn)對DDC的使用已走進了一個誤區(qū):對于一次回風系統(tǒng)不使用再熱
,完全依賴DDC的自動控制,即室內多少負荷
,通過DDC控制電動閥
,給冷盤管多少冷凍水量,或相當一部分人認為
,用DDC控制冷凍水量,便處理過的空氣直接達到送風狀態(tài)點
,省去再熱量同等量的冷量。通過分析可知
,僅用DDC控制不能使空氣狀態(tài)直接達到送風狀態(tài)點。結合焓濕圖
,詳細分析如下:
方案1:

方案2:

方案1:從焓濕圖可看出:從M點到O點是一個降溫除濕過程
,但O點不是露點
,且線段MO上任一點都不存在露點,故從M點直接處理至O點是不可能實現(xiàn)的
。
方案2:從焓濕圖可看出:從M點到L點是等濕過程(即提供的冷凍水溫度高于其露點,即干盤管)
,從L點到O點為等焓除濕過程,這一個過程難以實現(xiàn)
。
方案3:從焓濕圖可看出:新風集中處理至露點L(承擔部分室負荷),室內回風處理至L’點(等濕過程)
,處理過的新風同回風的混合點剛好在送風狀態(tài)點O上:L’O/OL=新風量/回風量
。
此種空氣處理方式,新風由新風機組集中處理
,再與處理過的回風混合至送風狀態(tài)點,省去再熱量
,適用于多個回風機組集中布置。

對于此種空氣處理方式
,回風機組同新風機組對冷凍水水溫要求不同
,由于冷水機組的冷凍水供回水溫度通常為7oC-12oC,故新風機組直接引自冷水機組冷凍水即可
,而回風機組所用冷凍水則須經換熱器換熱?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">;仫L處理狀態(tài)點可由DDC控制系統(tǒng)精確控制。各狀態(tài)點參數(shù)如下表所示:
一次回風各狀態(tài)點參數(shù) 表5

由圖可知:
新風負荷:Q1=Gw*(iw-il)
=0.781*50.88
=39.7kw
回風負荷:Q2=(G-Gw)*(in-il’)
=7.03*4.68
=32.9kw
總冷負荷:Q=Q1+Q2
=39.7+32.9
=72.9kw
同理可計算其他潔凈室新風負荷同回風負荷:
潔凈室新風負荷
、回風負荷 表6

備注:上述十萬級潔凈室采用圖1所示空氣處理方式(露點送風)
。
兩種空氣處理方式能量消耗對比如下表所示:
兩種空氣處理方式能量消耗 表7

通過觀察可知:總冷負荷與再熱式一次回風系統(tǒng)的室內負荷+新風負荷的總和相等,即用些種空氣處理方式省掉了再熱量,同時還有相應等量的冷量,節(jié)能效益相當可觀.
DDC控制原理圖:

圖6:方案3DDC自動控制原理圖
當室內余熱增大時
,溫度傳感器所反饋的溫度值大于DDC系統(tǒng)的設定值
,DDC通過所反饋的信號去控制電動調節(jié)閥的開度
,增大冷凍水流量從而提高送風溫差
,才能消除室內余熱,即送風狀態(tài)點O下移
。相應的回風處理狀態(tài)點L’也下移
。L’O/OL=新風量/回風量。
同理
,當室內余熱減少時,調節(jié)過程與室內余熱量增大時相反
。
從焓濕圖上可看出此種空氣處理方式有一個特點:熱濕比大
,回風處理為等濕處理
。此種空氣處理方式對于低熱高濕型潔凈室是否也可行呢?我們可從焓濕圖上加以分析:

圖7:方案3在低熱高濕型潔凈室空氣處理焓濕圖
從焓濕圖可看出:新風集中處理至露點L(承擔部分室負荷)
,室內回風處理至L’點
,為降溫除濕過程,L’點為非露點
,故這一過程不可能實現(xiàn)
。
綜上分析,此種一次回風空氣處理方式僅適用于高熱少濕型潔凈室
。對于低熱高濕型潔凈室不能僅依靠DDC控制
,必須采用再熱
,才得到相適的送風狀態(tài)點
,為節(jié)約能源
,建議采用采用二次回風方式(空氣調節(jié)教材上已有詳細敘述,故在此不再贅述)
。
結論:通過以上分析對比可以看出
,針對高熱少濕型潔凈室,采用合適的空氣處理方式
,可以達到節(jié)能目的,潔凈級別越高
,節(jié)能效果越明顯
。但對于低級別潔凈室節(jié)能效果不大
,在實際建設中
,從節(jié)能和投資的角度綜合考慮,采用常規(guī)一次回風(圖示所示空氣處理方式)更為合算
。
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