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纺织_织造企业_恒温恒湿空调机_系统的设计 [2009-3-27]来源:www.chinazedo.com

摘要: 对于高热低湿的场所,室内又有高湿要求的恒温恒湿空调系统,本文通过实际案例的分析,提出了采用放大送风量,并从节能角度出发,提出以超声波加湿器代替蒸汽加湿器的一次回风方式的表冷空调系统的全年运行调节方法。

1 前言
 
随着我国加入WTO步伐的加快,在与国际市场接轨过程中,我们国内企业感觉到无形的压力,这样就强迫他们不断地更新设备、更新工艺、更新观念,不断提高产品档次,提高产品质量。

特别是国内的纺织企业,他们从国外引进大量高速针织设备,淘汰老旧的设备。这种高速针织机对环境要求很高,温湿度太高,太低均会影响针织机的速度及效率,还会引起断针、断线或针头生锈等问题。这就强迫他们须牺牲一部分利润用来购买空调设备,以满足工艺要求。

这类厂房均要求恒温恒湿,按国家相关标准要求,其温湿度基数及其允许波动范围均在:(24~26)±2℃(温度要求);65±5%(相对湿度要求)。

厂房结构一般为单层,砖混结构,高度为 4~5m;   地板遍布高速针织机,一般一台机配一针织工每台针织机占地面积约为23m2。                              

厂房冷负荷很大,一般达到210~230kW/m;                       

厂房湿负荷很小,按占地面积折算为10.9g/m2·h。

根据热湿负荷特点可以知道的,其热湿比线ε很陡,ε值达到69300~76800kJ/kg。(见图1)   

                                          热湿比线

根据以上热湿负荷特点,就要求设计者在设计选型时,要特别注意以下几个方面:(1)送风量的确定;(2)加湿量的确定;(3)加热量的确定;(4)空调系统的调节方法的确定;(5)冷却盘管排数的确定。

我们下面以一个750m2的针织车间为例,对上述的几个问题作更详细的阐述。

2 风量的确定

通过计算,车间的夏季最大冷负荷Qmax为155kW,湿负荷W为8.2kg/h;则ε线= Qmax/W=(155×3600)/8.2=68049kJ/kg(热湿比)

从焓湿图上可以查得最大送风温差△tmax=7.5℃; 我们取△t=7℃,则△i=55.44-47.46=7.98kJ/kg(焓差)

Gmax= Qmax/△i=155/7.98=19.4kg/s=69840kg/h(最大送风量)

h= 69840/(750×4.5×1.2)=17.2次/h(换气次数)

显然,该换气次数远远大于一般空调系统的换气次数,那么是否合理呢,我们从焓湿图分析可知是完全合理的,大送风量是高热少湿空调系统的一个显著特点,故选用送风量为75000m3/h。

2 冷却盘管排数的确定

2.1 选型

确定冷冻水进水温度是确定冷却盘管排数的关键,从焓湿图上分析可知冷冻水进水太低,虽然可以降低盘管排数,降低一次造价,但不利于节能,这是因为经盘管冷却后被冷凝掉的水份将大大多于湿负荷,差额为(G×△d)/1000kg/h,从而又要加湿器来补湿,造成湿蒸汽的浪费。

那么,该选用什么样的进水温度呢?       

把室内、外空气的混合点1与送风状态O点连接起来并让它延长至100%相对湿度线上。得t1值为16℃,根据经验,则进水温度大约选在13~15℃就可以达到要求。这个进水温度值是平常进水温度值的2倍,因此,高进水温度又是高热少湿空调系统的另一个显著特点。根据焓湿图知:旁通系数BF=l2/l1=7/34=0.20,取盘管迎面风速为2.5m/s;根据公司的样本,我们暂选用4排管,则旁通系数BF=0.33,水流速为1.2m/s。(见图2)  

                                               冷冻水进水温度                                  

2.2 校核

由于本设计采用13℃进水温度,这与产家提供的技术参数(7℃进水温度)不一样,因此须作校核计算:

(1)条件 新风状态参数为35℃、60%、90.3kJ/kg,室内空气设定参数为24℃、65%、55.44kJ/kg、12g/kg;盘管迎风面积为8.3 m2、迎面风速为2.5m/s;工人人数为35人。

(2)求最小新风量 按每人最小新风量30m3/h·人计算,则G新min=1050m3/h,考虑到车间新风的渗漏,取1500m3/h;

(3)求混合状态点空气参数 从焓湿图上查得:24.2℃、60.5%、55.86kJ/kg(见图3);

                                                   空气参数

(4)求总冷量 Q=Qmax+Q新=155+1500×1.2×(90.3-55.44)/3600=172.4kW。

(5)求焓差△i= (172.4×3600)/(75000×1.2)=6.9kJ/kg,则i0=55.4-6.9=48.5kJ/kg。

(6)求空气出口温度t0 ,由ε=68049kJ/kg及i0=48.5kJ/kg,从烩湿图查得t0=18.4℃。

(7)求得显热系数SHF

    SHF =1.0×(t1-t0)/ △i

        =1.0×(24.2-18.4)/ (55.86-48.5)

        =0.79

(8)求传热系数K

由迎面风速Va=2.5m/s查厂家资料表1/αa=0.02544。

由盘管内水流速w=1.2m/s查资料表R/αw=0.00475,则                                             

K=20.1/{(1/αa +SHF)+R/α}

=20.1/ {(0.02544×0.79)+0.00475}

=940.8W/m2·℃·row

(9)求对数平均温差△tm

取进出水温差为5℃,则tw1=13℃,tw2=18℃,

△t1 =t1- tw2 =24.2-18=6.2℃

△t2 =t2- tw1 =18.4-13=5.4℃

△tm =(△t1-△t2)/ {2.3×log10(△t1/△t2)}

=(6.2-5.4)/{2.3×log10(6.2/5.4)}

= 0.8/(2.3×0.06)

=5.8℃

(10)求排数N

N= Q/(K×Aa×△tm)=172400/(940.8×8.3×5.8)=3.8(排)(4排)。

故可以确定选用4排。

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