恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)2

恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)2近幾年，恒溫恒濕空調(diào)技術(shù)在我國(guó)發(fā)展比較迅速，目前我國(guó)能夠生產(chǎn)恒溫恒濕空調(diào)設(shè)備的廠家已有幾十家，恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的工程應(yīng)用也日趨增多。但是，人們?cè)谥匾暱照{(diào)設(shè)備本身調(diào)控精度的同時(shí)，卻忽略了恒溫恒濕空調(diào)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致房間溫濕度的精度達(dá)不到預(yù)定的要求。其實(shí)，房間的溫濕度與房間的散熱設(shè)備、散濕設(shè)備、房間氣流組織等相關(guān)，當(dāng)這些設(shè)備的散熱量、散濕量及麻流組織波動(dòng)很大，且溫濕度的精度要求較高時(shí)，恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就會(huì)出現(xiàn)新的問題。標(biāo)簽：恒溫恒濕；空調(diào)系統(tǒng)；地源熱泵；節(jié)能；設(shè)計(jì)引言：恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組在許多行業(yè)特別是工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，用來滿足生產(chǎn)工藝所需的溫濕度要求。這種空調(diào)機(jī)組常常是連續(xù)運(yùn)行，能耗居高不下。隨著能源形勢(shì)日益緊張，“節(jié)能減排”已成為當(dāng)前我國(guó)生產(chǎn)企業(yè)面對(duì)的首要問題，生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能工作勢(shì)在必行。在許多精密儀器生產(chǎn)廠家中，維持室內(nèi)溫濕度的空調(diào)機(jī)組是高耗能作業(yè)組成之一。因此降低恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的能耗，是降低生產(chǎn)能耗的主要組成部分。對(duì)恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能考慮和設(shè)計(jì)，是目前廣大工程技術(shù)人員需要面對(duì)的問題。地源熱泵是恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)中一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，它是一項(xiàng)高效節(jié)能、綠色環(huán)保型的空調(diào)技術(shù)，已廣泛應(yīng)用到不同的建筑中，本文主要分析恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)。1、地源熱泵恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)1.1地源熱泵恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)為了營(yíng)造合適的室內(nèi)熱濕環(huán)境，恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)通常采用全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)，由于要同時(shí)控制溫度和濕度，恒溫恒濕空調(diào)必須具備加熱、加濕、冷卻、去濕功能和完善的自控系統(tǒng)。通常恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)由以下四個(gè)部分組成：冷熱源，空氣處理機(jī)組，送回風(fēng)系統(tǒng)，以及控制系統(tǒng)。冷熱源為空氣處理提供相應(yīng)的冷熱量?？諝馓幚頇C(jī)組內(nèi)部依次設(shè)置有空氣凈化裝置、表冷器、加熱器、加濕器以及送風(fēng)風(fēng)機(jī)?？諝鈨艋b置包括初效過濾器、中效過濾器、化學(xué)過濾器等，用以保證空氣的潔凈度。表冷器使用冷水機(jī)組制得的冷凍水對(duì)空氣降溫除濕；加熱器可以使用熱水盤管，也可以使用電加熱，用于對(duì)空氣加熱；加濕器一般利用電能使水蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽，通過將蒸汽噴入處理空氣中實(shí)現(xiàn)加濕。送回風(fēng)系統(tǒng)用以完成整個(gè)系統(tǒng)空氣的循環(huán)過程，主要由風(fēng)管、風(fēng)闊及送風(fēng)風(fēng)機(jī)組成。完善的控制系統(tǒng)是高精度恒溫恒濕環(huán)境的保障。一般的控制過程為：在被控空間內(nèi)布置溫濕度傳感器，通過傳感器探測(cè)值與被調(diào)空間溫濕度設(shè)定值的比較，利用調(diào)節(jié)器不斷調(diào)整加熱器、加濕器的投入量，以保持空間溫濕度穩(wěn)定。1.2地源熱泵節(jié)能地源熱泵與普通地暖、暖氣片、空調(diào)等采暖制冷最大的區(qū)別在于，后者都是完全依賴于電能或者是燃?xì)饽茉催M(jìn)行采暖、制冷，而地源熱泵只需要基本電量維持機(jī)組工作來獲取地能，后者還在依賴于傳統(tǒng)能源。其實(shí)地源熱泵的節(jié)能也是相對(duì)于傳統(tǒng)能源獲取方式的節(jié)能，從這里不難看出新能源技術(shù)是何等的重要。我們平時(shí)所說的資源枯竭等等問題都是指?jìng)鹘y(tǒng)能源，一旦能開發(fā)出新型能源獲取方式將會(huì)很大程度上的緩解這一問題。地源熱泵就走在了這一行列的前端，從目前角度來講地源熱泵屬于高端節(jié)能產(chǎn)品，對(duì)于傳統(tǒng)能源的依賴是采暖、制冷設(shè)備中最小的。另外由于其室外機(jī)組都是掩埋在地下的，對(duì)于任何環(huán)境基本都可以使用。2、目前常見的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法2.1熱濕負(fù)荷的研究1）熱負(fù)荷的特點(diǎn)。測(cè)試室的冷藏陳列柜為整體式，由陳列柜柜體、制冷系統(tǒng)和風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)三部分組成。制冷系統(tǒng)的冷凝器放置在陳列柜的底部，陳列柜運(yùn)行時(shí)，制冷系統(tǒng)的冷凝器散發(fā)大量的熱量，是測(cè)試室內(nèi)較大的熱源，且隨著冷藏時(shí)間的推移，冷凝器的散熱量不斷變化，即冷凝器的散熱量不是恒定值。此外，當(dāng)制冷系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，其蒸發(fā)器的表面會(huì)結(jié)霜，為了保證制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須定期對(duì)其進(jìn)行除霜，此時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出融霜指令，運(yùn)行加熱設(shè)備來進(jìn)行融霜，加熱設(shè)備產(chǎn)生的熱量部分用以融霜，其他部分散失到測(cè)試室內(nèi)，這部分熱量不容忽視。另外，BSEN441-4標(biāo)準(zhǔn)要求在離地板1m處測(cè)試室內(nèi)的照度為600lx±100lx，則室內(nèi)的照明負(fù)荷需進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。2）濕負(fù)荷的特點(diǎn)。食品冷藏陳列柜內(nèi)的設(shè)定溫度一般為0°C?5°C，溫度較低，其制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器表面溫度低于0°C，陳列柜內(nèi)空氣中的水蒸氣易在蒸發(fā)器的表面結(jié)霜，所以陳列柜在運(yùn)行時(shí)具有減濕功能，減濕量由一個(gè)融霜周期內(nèi)的融化水量進(jìn)行確定。2.2氣流組織設(shè)計(jì)氣流組織對(duì)恒溫恒濕房間精度的影響較大。據(jù)相關(guān)資料顯示高精度恒溫恒濕空調(diào)房間的氣流組織應(yīng)遵從以下原則：合理的氣流組織流程，應(yīng)充分發(fā)揮送風(fēng)氣流的冷卻或加熱作用；建立一個(gè)穩(wěn)定均勻的溫度場(chǎng)，以保證氣流到達(dá)工作區(qū)時(shí)，其平均溫度與工作區(qū)的溫度差不超過允許的溫度波動(dòng)值。為了保證陳列柜前縱平面內(nèi)的水平風(fēng)速要求、室內(nèi)良好的溫度場(chǎng)及流場(chǎng)，本設(shè)計(jì)主要采用全面孔板送風(fēng)、架空活動(dòng)地板回風(fēng)的上送下回式氣流組織，另外采用支流風(fēng)道連接狹長(zhǎng)型風(fēng)口（風(fēng)口內(nèi)部要設(shè)有整流葉片，保證氣流均勻），來滿足水平風(fēng)速要求。由于水平風(fēng)速要求為0.1m/s?0.2m/s，所以在設(shè)計(jì)孔板送風(fēng)面積時(shí)必須使工作區(qū)的垂直風(fēng)速低于0.1m/s，同時(shí)，在支流風(fēng)道上裝設(shè)插板來控制水平風(fēng)速。陳列柜底部的冷凝器為集中熱源，陳列柜制冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，軸流風(fēng)機(jī)將熱量傳至陳列柜的后部下方。為了有效保證室內(nèi)良好的溫度分布，除了增加陳列柜后上部空調(diào)送風(fēng)孔板的送風(fēng)面積外，還要增加后部回風(fēng)口的面積，即增加局部送回風(fēng)面積。2.3風(fēng)量的確定恒溫恒濕空調(diào)房間精度也會(huì)受到送風(fēng)的風(fēng)量的影響，一般在溫度精度為±1°C的實(shí)驗(yàn)室，它的換氣次數(shù)的范圍是在10次/h?15次/h，如果溫度精度的范圍是在土0.5C時(shí)，它的換氣次數(shù)的范圍控制在15次/h?30次/h之間。同時(shí)這個(gè)環(huán)境進(jìn)行陳列柜測(cè)試的時(shí)候，室內(nèi)沒有工作人員，并且測(cè)試室門要是潔凈室的專用密封門，所以會(huì)采用全循環(huán)風(fēng)，從而使得濕度精度得到很大的提高。3、新式的恒溫恒濕節(jié)能空調(diào)3.1新式的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)歷年來，恒溫恒濕空調(diào)都存在一個(gè)弊端，即為了使室內(nèi)濕度達(dá)到特定的要求，會(huì)通過表冷器降低室內(nèi)濕度，但是在這個(gè)過程中，空調(diào)設(shè)備會(huì)在一定程度上釋放出冷氣，使室內(nèi)溫度降低，因此要想達(dá)到恒溫恒濕的目的，還需要對(duì)冷氣進(jìn)行加熱，這樣一來便產(chǎn)生了能量的消耗。針對(duì)這個(gè)問題，相關(guān)人員進(jìn)行研究，提出了一種新式的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)。相關(guān)人員通過研究，發(fā)現(xiàn)夏季室內(nèi)空氣濕度的產(chǎn)生量很小，同時(shí)回風(fēng)中攜帶濕氣量也很小，可以確定室內(nèi)產(chǎn)濕以及回風(fēng)都不會(huì)對(duì)室內(nèi)濕度產(chǎn)生很大的影響。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，空調(diào)在工作的過程中，會(huì)帶入一部分新空氣進(jìn)入室內(nèi)，而這一部分空氣含濕量十分高，是影響室內(nèi)濕度的主要因素。因此，我們只要對(duì)新空氣中的濕氣進(jìn)行特殊的處理，便可以很容易地控制室內(nèi)的相對(duì)濕度平衡了。解決辦法就是在新空氣進(jìn)入室內(nèi)之前，對(duì)其進(jìn)行除濕處理，降低其濕度，再將其與回風(fēng)進(jìn)行混合，降溫到設(shè)置溫度后再將其送入室內(nèi)。同時(shí)為了使空調(diào)系統(tǒng)能夠運(yùn)行這種處理模式，需要對(duì)表冷器進(jìn)行改造。具體的方法是將表冷器分為兩個(gè)部分，其中一部分用于對(duì)新空氣的降濕處理，安置在新空氣入口處，另一部分則放在原來的地方，用于對(duì)除濕后的新空氣以及回風(fēng)的混合風(fēng)的處理。這樣一來，便可以降低因?yàn)闈穸瓤刂贫a(chǎn)生的溫度變化量，從而減少能耗。當(dāng)在冬季時(shí)，由于冬季麻候相對(duì)比較干燥，所以室內(nèi)濕度相對(duì)夏天來說比較好控制，室內(nèi)濕度也相對(duì)穩(wěn)定，所以不需要進(jìn)行特殊的處理，仍采用傳統(tǒng)的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)冬季運(yùn)行模式即可。3.2新式空調(diào)恒溫恒濕系統(tǒng)能耗分析在夏季，空調(diào)帶入的新空氣濕度比較大，因此新式的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)便將新空氣與混合風(fēng)分開來進(jìn)行處理。將新空氣與回風(fēng)分開來處理，即對(duì)于新空氣，著重處理其濕度，使得該過程承擔(dān)空調(diào)全部的濕負(fù)荷；對(duì)于混合風(fēng)，著重調(diào)節(jié)其溫度，使得該過程只承擔(dān)室內(nèi)的冷負(fù)荷。相對(duì)于傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)，這種新式的空調(diào)系統(tǒng)很大程度上減少了空調(diào)因濕度調(diào)節(jié)產(chǎn)生過冷量而必須進(jìn)行的二次加熱，從而減少能源的消耗與浪費(fèi)。總的來說，新式恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)在減少了冷量的同時(shí)又節(jié)省了熱量，因?yàn)檫@個(gè)過程遵循能量守恒定律，所以保證了室內(nèi)濕度與溫度的相對(duì)平衡。3.3新式恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的智能控制隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，各種高新技術(shù)如計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和自控技術(shù)被廣泛應(yīng)用于機(jī)器設(shè)備中，恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)也不例外。這些高新技術(shù)使得空調(diào)自動(dòng)化控制具有了可能，使其對(duì)濕度的控制和對(duì)溫度的控制能夠根據(jù)具體的環(huán)境進(jìn)行模式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換以及控制。雖然這種新式恒溫恒濕空調(diào)結(jié)構(gòu)雖然增加了系統(tǒng)的初投資，但是可以在一定程度上降低運(yùn)行費(fèi)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展