解析高精度恒溫恒濕潔淨室的空調設計

解析高精度恒溫恒濕潔淨室的空調設計

　　摘要:介紹恒溫恒濕空調係統的特點,結合工程實例,分析高精度恒溫恒濕空調係統的空氣處理看片网站入口與控製看片网站入口,實現溫度偏差控製在0.2e以內,相對濕度控製在10%以內的目標,具有一定的應用價值。

　　關鍵詞恒溫恒濕;空調;高精度;節能;潔淨度

　　中圖分類號：S611文獻標識碼：A文章編號：

　　恒溫恒濕空調是一種工藝性空調,主要用於將室內的溫度、濕度、潔淨度及空氣流速控製在高精度範圍內,以滿足工業生產、科學研究等特殊場合對室內環境的要求。隨著社會經濟的發展,各行各業科技與生產要求越來越嚴格,特別是要求保持恒定的室內溫度和濕度，以滿足工藝條件下，高精確度的溫度和濕度的空調需求增加的。CRAC廣泛應用於嚴格的控製要求的環境，如計量測試實驗室，數據中心，電力控製中心，UPS室，檔案室，潔淨室，測試和實驗室，電子組件生產線[1]。

　　為了同時控製的溫度和濕度的空調係統必須具有加熱，加濕，冷卻，91看片网站视频功能和自動控製係統。要保證達到的控製精度和區域內的溫度和濕度均勻，比普通中央空調，換氣次數的送風要求和送風溫差[2]。恒溫，恒濕係統常常是連續運行，能耗高。如何係統的溫度，濕度，控製精度高，同時恒定的溫度和濕度的空調係統節能優化設計，是廣大工程技術人員所麵臨的問題。

　　1高精度恒溫恒濕係統的設計要求和看片网站入口

　　本項目來源於某研究院辦公實驗大樓的集中空調設計改造工程。此辦公樓的實驗室用於存放、使用測試計量用基準物件,對實驗室內溫濕度條件、出風速度、溫度場均勻性等參數均有高精度要求。空調總麵積1000m2,實驗室20間,全年需保持恒溫恒濕。項目要求房間基準溫度20e,根據房間功能的不同,溫度波動要求在±0.2~±2e不等;房間濕度:50%±10%;房間噪聲:

　　1.1空氣處理看片网站入口

　　采用全空氣一次回風係統,根據地理位置的不同和控製精度的差異分3個區控製。夏季空氣

　　處理過程見圖1,將室內回風(N)排出部分後與新風(W)混合(C),通過空氣處理機表冷盤管將空氣冷卻至露點溫度以下(L)降溫91看片网站视频,通過電加熱再熱和加濕將空氣控製到總送風狀態點(O),房間出風末端設置電加熱對各個房間送風溫度進一步調節。冬季空氣處理過程見圖2,冬季無須供冷,將表冷盤管通入采暖熱水作為主加熱使用,原電加熱為輔助加熱。室內回風與新風混合後(C),通過表冷器熱水加熱後(C點至1點),經電加熱再熱和加濕將空氣控製到總送風狀態點(O)。

　　1.2冷(熱)源和其他主要設備空調設計冷負荷為270kW,冬季熱負荷130kW。采用多台冷水機組連接開式恒溫水箱(以下簡稱:水箱),保證負荷增減的靈活性和水溫的穩定。二次泵係統的水係統，輔助係統采用恒定的流動係統，三個主要的冷卻水泵和冷卻水泵一個一一對應與冷卻器，冷卻水泵變頻控製，並根據溫度變化而改變冷卻水流量調節，另外，單位的相應數量的3個冷卻塔和球迷的啟動和停止控製，以達到節能和降低噪音的目的。係統設置水箱，水箱中的水的溫度可以被穩定在設定溫度。突變時，側麵或結束時的冷源，水箱中的水的冷源仍然是相對穩定的，從而，以確保穩定的溫度在房間的結束，而該係統可根據需要調節室的使用及水箱內的水的溫度設定時，在任何的天氣條件下。風係統分為三個區集中送風，送風溫差為2?5e。由於這個項目的特殊要求，在盡頭的房間是不能改變原來的插座，和一些房間需要低速風機。出風的設計，不同的形式和風速的要求，使用不同類型的實驗室速度場，溫度場的CFD模擬。根據仿真結果，鼓風機和鼓風機係統的溫度差的量進行適當調整。2係統的控製基於DDC的係統控製邏輯如圖3所示,係統多級調節,每級獨立控製,又可互補,使房間溫度和濕度快速穩定在目標設定值。圖3控製流程圖

　　係統回風排出部分後與新風混合,混合空氣的溫、濕度由風閥控製,排風閥與新風閥連鎖控製,維持係統恒定的正壓差。由調節閥調節表冷器的換熱量,使得表冷器後送風溫、濕度達到目標值,此目標值隨混合空氣露點溫度動態變化,合理調節換熱量和分配係統顯熱和潛熱的調節比例。送風降溫91看片网站视频後經過主電加熱段和濕膜加濕段後送出。總送風溫、濕度通過連續可調電加熱和變頻加濕水泵精確調節,這時總送風溫、濕度波動分別在0.1e和3%以內。

　　係統送風至各個房間,由於各房間遠近不一,負荷不同,需要對末端溫度進一步調節,連續可調的小型電加熱配合高精度靈敏的維薩拉QFA係列和西門子HMT係列溫濕度傳感器,適應了房間負荷的波動,精確控製房間溫、濕度。

　　綜上所述,精確控製空氣處理過程的每一個環節均是設計高精度恒溫恒濕係統的關鍵,其中最重要的是空氣處理機表冷盤管換熱量的穩定可調。

　　工程中的電動二通閥的調節一般是考慮到表中的水冷卻盤管的熱交換的控製，以達到目的。由於水的量改變與熱傳遞的變化不是線性關係，會導致供給空氣溫度和濕度波動，也導致在供給空氣參數波動。同時冷水機組的加卸載和啟停有一定的滯後性,也會引起送風參數的波動。該設計使用了該熱交換的合流的三通閥和水箱中的水，以控製冷卻線圈表兩個突出問題。設計采用合流三通閥和水箱來控製表冷盤管的換熱量。帶有半封閉隔腔的水箱起到蓄冷恒溫和緩衝的作用,不僅可以減少能源消耗帶來的頻繁啟動和停止裝卸的冷卻器，而且也避免了溫度波動的瞬時水的溫度波動風。冷凍水係統進入AHU冷盤管處采用合流電動三通,冷凍水與部分表冷器回水混合後進入表冷器,根據實際需要的冷量不斷調整進入表冷器冷凍水和回水的比例,在維持表冷器冷水流量不變的情況下,通過改變冷水溫度改變表冷器與混合空氣的換熱量,從而保證盤管換熱量隨溫度線性變化。

　　3係統的節能運行策略與優化設計

　　根據不同的季節和室外的溫度和濕度，焓變，設置在夏季、冬季、春季和秋季、過渡季，四種工作模式，合理配置了冷卻器，鍋爐，熱水，空氣清新器，加濕器，電加熱（冷，熱）源的供應，同時控製溫度，濕度，最大限度地減少不必要的汙染負荷，節約能源。最大限度地利用新風，以降低冷卻器上的負載。如果室外溫度是足夠低，可以以室外空氣作為冷源，利用溫度經濟循環控製,調節回風閥、排風閥和新風閥,以保證溫度的設定值。在潛熱負荷較大時,采用焓值經濟循環控製代替溫度經濟循環控製,將判斷室外氣溫改為判斷焓值。在無人工作期間,冷卻方式采用全新風冷卻。采用動態露點溫度控製,隨室外溫度的變化不斷調整表冷器的換熱量,盡可能降低冷機負荷,同時避免不必要的再熱與加濕。冷水係統中還采用了帶有半封閉隔腔的開式水箱減少冷機的頻繁啟停加卸載帶來的能源消耗,使用合流三通閥提高了供水溫度,減少不必要的冷卻91看片网站视频,節約了冷量。冷卻水係統采用變頻技術,冷卻塔風機可開停控製,有效跟蹤冷機出力,降低水泵和風機能耗。

　　表冷器采用四管製,冬季是優先使用接入的院內采暖熱水作為熱源,節約電加熱的能耗,熱水管由電動兩通閥調節。

　　4係統的運行效果

　　調試結束後按照GB)通風與空調工程施工質量驗收規範6中潔淨室測試方法對上班期間各辦公室主要指標進行實際測試。測試結果完全符合設計要求,圖5給出了條件最苛刻的2#房間溫度實際測試數據曲線。圖52#房間溫度測試數據曲線圖(要求±0.2e)

　　從測試數據表和趨勢曲線得出,2#房間溫度精確平穩,房間各測試點溫度控製在18.8~20.1e之間,優於設計要求。

　　5結束語

　　係統通過多級溫濕度調節和高精度自控係統的使用,實現了房間溫濕度的快速穩定精確調節。在項目的設計和調試及使用中綜合利用多種節能策略與技術,降低了係統運行能耗。目前此係統已運行近一年時間。從用戶反映情況來看,係統穩定可靠,運行節能,功能全麵,操作方便快捷。房間溫濕度控製精度高、穩定性好,係統噪聲低,完全符合設計要求。

　　參考文獻

　　[1]韓如偉.淺談恒溫恒濕空調係統的設計與實施.製冷技術,2001(4):29-30.

　　[2]趙榮義,錢以明,範存養,等.簡明空調設計手冊.北京:中國建築工業出版社,1998:26-27.

　　[3]鄒月琴,許鍾麟,郎四維.恒溫恒濕、淨化空調技術及建築節能技術研究綜述.建築學,1996(2):45-52.

　　[4]李新禹.恒溫恒濕機房空調設計探討.製冷與空調,2004,4(5):44-47.