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全新风多级节能型恒温恒湿机的设计


文章来源:http://www.asryq.com/news/140.html发表时间:2020-05-29
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随着社会的进步和科学技术的发展,越来越多的地方需要精确控制温度和湿度。恒温恒湿机属于过程空调,可广泛应用于电子工业、仪器仪表、邮电通信、电子厂房、计算机房、药品仓库、弹药仓库等许多特殊场合。适用于一些需要使用新空气的场合,如易燃易爆车间、医院手术室和传染病房、药物检测机构、特殊实验室等。设计了一套具有针对性要求的新型空气恒温恒湿空调机组。这个箱子的使用场所需要新鲜空气供应。室内状态点是低温低湿。此外,户外是多山的丛林。这种气候的特点是高温高湿。这注定了该机组能耗大、控制精度高、使用环境恶劣。本文主要研究在恶劣工况下新型风力发电机的设计和节能方法。
1常规恒温恒湿机的设计
如图1所示,传统恒温恒湿机的工作原理如下:
新型空气多级节能恒温恒湿机的设计
图1常规恒温恒湿机的工作原理
注:1。压缩机2。冷凝器3。冷凝器风扇4。5号水库。过滤器6。电磁阀7。膨胀阀8。蒸发器9。电加热10。加湿器11。吹风机
常规恒温恒湿机的工作原理是:根据室内温度和湿度要求,设计蒸发温度,对制冷系统进行冷却除湿,将空气处理到低温低湿状态,然后用电加热器提高空气温度,实现对室温的精确控制。另外,配备电极或电加热加湿器进行等温加湿,以满足旱季室内相对湿度精确控制的要求。
为了满足湿度的需要,制冷系统必须采用冷却和除湿的方法。系统设计的蒸发温度必须满足除湿露点温度的要求,露点温度相对较低,机组能效比相应降低。另外,由于传统的恒温恒湿机大多使用能量不可调的压缩机,控制上采用简单的双位控制方式,即通过启动和停止压缩机、电加热器和加湿器来实现温度和湿度的控制,这种方式基本上可以满足采用回风式空调机组的要求,但全新的空调机组的工况全年变化很大,山区昼夜温差甚至高达10以上。如果采用传统的恒温蒸发和电加热补偿方式,能耗将会增加。
2新型空气多级蒸发恒温恒湿机设计实例
项目条件:四川某弹药推进剂暂存间温度控制范围为13 ~ 17,控制精度为1,湿度控制范围为60% ~ 80%,控制精度为5%。基于安全要求,室内温湿度传感器必须防爆,适用于易燃易爆环境,具有防爆认证和防爆行业生产许可证。防爆等级不得低于防爆等级BT4。该机组需要采用全新的空气机组。操作环境是山区。夏季环境温度为42.2,相对湿度为72%。冬季-5,相对湿度82%。
系统受现场条件限制,没有冷冻水或冷却水源,因此采用风冷直接蒸发制冷方式。为满足机组全年运行、夏季高温高湿、昼夜温差大的特点,特考虑以下几个方面:(1)制冷系统压缩机配置,多系统分类工作;(2)冷凝器运行控制,冷凝温度恒定;(3)电加热PID控制输入;(4)加湿器的PID控制。
2.1单位组成
主压缩机冷凝单元和空调箱,包括一级效果过滤器,
机组按15次换气次数选择,风量按5000 m3/h计算,所需参数的温度控制范围为13 ~ 17,控制精度为1,湿度控制范围为60% ~ 80%,控制精度为5%,露点温度为11,机组总制冷量为173千瓦。
一级蒸发温度设定为12.5,出口温度控制在24,制冷量为110千瓦。采用双系统制冷循环,每个系统为55kW,选用两台VR190谷物涡旋压缩机,压缩机功率为12.5kW/台。
二级蒸发温度设定为8,出口温度控制在16,制冷量为45kW。采用双系统制冷循环,每个系统22.5千瓦。选用两台谷物涡旋压缩机VR94,压缩机功率为6.15千瓦/台。
第三级蒸发温度设定为3.5,出口空气温度控制在11,制冷量为23kW。采用双系统制冷循环,每个系统11.5千瓦,选用两台谷物涡旋压缩机VR61,压缩机功率为4.2千瓦/台。其中一个系统增加了一个热气旁通阀,用于在恶劣条件下卸载。
电加热量由39kW配置,PID控制。电加热加湿器35公斤/小时;风扇功率为3.0千瓦;机组夏季总制冷量为178千瓦,制冷功率为45.7千瓦,风机功率为3.0千瓦,制冷能效为3.655。
3性能比较
3.1节能效果比较
该系统采用多级蒸发,在相同冷凝温度下,提高了前一级的蒸发温度,从而提高了机组的能效。
如果采用常规恒温恒湿机的原理设计和选择冷却负荷,机组蒸发温度设定为3.5,出口温度控制在11,制冷量为178千瓦。如果选择双系统制冷循环,由于谷物轮压缩机中没有如此大型的压缩机,因此选择了三套,每套系统为59.5千瓦,选择了三套谷物轮涡旋压缩机ZR310,压缩机功率为19.9千瓦/套。
机组夏季总制冷量为178千瓦,制冷功率为59.7千瓦,风机功率为3.0千瓦,制冷能效为2.84。
与两种类型相比,多级蒸发系统能效比提高了28.7%,压缩机节能效率达到30.6%,节能效果显著。
3.2适应工作条件的比较
采用多级蒸发式,制冷系统的启动和停止水平可根据新鲜空气温度来判断。在新风入口处安装温度探头,当新风温度高于24时,三级制冷系统将全部启动。当新风温度低于24且高于16时,一级制冷系统不启动,二级和三级制冷系统启动。当新风温度低于16且高于11时,一、二级制冷系统不启动,三级制冷系统启动。当新鲜空气温度低于11时,启动电加热检测新鲜空气的含水量,判断是否启动加湿器。
该机组可根据外界新鲜空气温度自动多级卸载,适用于各种工况,有利于压缩机的稳定运行,避免频繁启停,延长压缩机的使用寿命。然而,传统方式设计的恒温恒湿机仅根据检测到的室内工况进行卸载,无法提前判断,导致压缩机频繁启停,温度波动范围大。
该机组已投入运行一年半,并在春、夏、秋、冬不同工况下进行了试验。整体性能稳定,运行稳定,能保证房间内的温湿度波动在控制范围内。表1是各种工况下不同季节有代表性的机组运行记录数据汇总。
新型空气多级节能恒温恒湿机的设计
表1四季运行记录数据
3.3原理简介
根据本单位的实际使用场所、环境工作条件和使用目的,进行有针对性的设计。新空气机组的蒸发系统采用多级蒸发来提高前一级的蒸发温度,以达到提高机组能效比和节能的目的。该机组已调试完毕,并已正常运行一年。全年在各种工作条件下均,能满足室内温度、湿度和精度要求。
参考
1 《空气调节设计手册》.电子工业部第十设计研究院总编辑。中国建筑出版社。
2韩有为、彭涛、陈创新。【[】机房空调中风管的节能降耗。电信技术,2007,2333679-80
3、高。《程控机房新风冷却空调方式及节能分析》,[大学出版社。暖通空调,2007,37(10):93-97
4 .赵庆、苏。恒温恒湿空调方案的选择。制冷和空调,2009.336057-60
5.常数符号。恒温恒湿空调的节能控制。节能技术。2008年6月:539-542
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