冷庫 干燥地區(qū)溫濕度獨(dú)立控制冷庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
【簡單介紹】
【詳細(xì)說明】
1.間接蒸發(fā)冷水機(jī)組
(1)間接蒸發(fā)冷卻冷水機(jī)組的原理
我國西北地區(qū),室外空氣的露點(diǎn)溫度比濕球溫度平均低4~9℃。以新疆自治區(qū)烏魯木齊等21個(gè)城市的氣象臺(tái)站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為例,夏季zui濕月的平均露點(diǎn)溫度為12.3℃,zui濕月的平均濕球溫度為16.8℃;因此,間接蒸發(fā)冷卻的應(yīng)用具有很大的潛力。
間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)不僅能夠得到溫度較低的風(fēng)且不會(huì)給新風(fēng)加濕,保持了新風(fēng)的干燥特性:同時(shí),還能產(chǎn)生出低于濕球溫度的冷水(16~18℃),作為房間顯熱去除末端的冷源。狀態(tài)為的空氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)人空氣冷卻器,被從塔底部流出的冷水冷卻到一定狀態(tài),之后進(jìn)人塔的尾部噴霧區(qū)和狀態(tài)的冷水進(jìn)行充分熱濕交換后近似等焙地到達(dá)接近飽和的狀態(tài)。在排風(fēng)機(jī)的作用下,空氣進(jìn)一步沿塔內(nèi)填料層上升,上升過程中與頂部淋水逆流接觸,沿飽和線升至后排出。塔部分的熱濕交換過程同時(shí)產(chǎn)生狀態(tài)的冷水,一部分進(jìn)人空氣冷卻器冷卻進(jìn)口空氣,一部分輸出到用戶,兩部分回水混合到塔部分噴淋產(chǎn)生冷水,完成水側(cè)循環(huán)。
間接蒸發(fā)冷卻過程的核心是采用逆流換熱、逆流傳質(zhì)來減小不可逆損失,以充分利用外界干空氣中具有的潛在能源,得到較低的供冷溫度和較大的供冷量。
空氣在空氣冷卻器中被自身產(chǎn)生的冷水等濕降溫,使其接近飽和態(tài),然后再和水接觸,進(jìn)行蒸發(fā)冷卻,這樣做比不飽和空氣直接與水接觸減少了傳熱傳質(zhì)的不可逆損失,使蒸發(fā)在較低的溫度下進(jìn)行,產(chǎn)生的冷水溫度也隨之降低。
(2)間接蒸發(fā)冷水機(jī)組的性能
間接蒸發(fā)冷水機(jī)組的出水溫度,理論上可無限接近室外空氣的露點(diǎn)溫度,室外越干,露點(diǎn)溫度越低,冷水出水溫度越低。實(shí)際的機(jī)器,室外含濕量仍然是主要影響因素,且由于換熱面積有限,冷水溫度將處在露點(diǎn)和濕球之間,實(shí)際上一般將比進(jìn)口空氣的露點(diǎn)平均高3~5℃,同時(shí)由于空氣冷卻器的存在,使冷水溫度還受室外干球溫度的影響。冷水出水溫度隨室外含濕量的變化關(guān)系。在不同的室外空的等焓線上,出水溫度隨室外含濕量線性變化。
冷水機(jī)組的排風(fēng)焓值越高,則從干空氣中獲得的能量越大。因此,要求冷水用戶盡可能提高出口水溫。在工程條件允許的情況下,建議的冷水流程形式是:間接蒸發(fā)冷水機(jī)組冷水先經(jīng)過室內(nèi)末端吸收房間顯熱,之后再通人新風(fēng)機(jī)組表冷段冷卻新風(fēng),zui后回到機(jī)組與空氣冷卻器出水混合后到塔部分噴淋。這種串聯(lián)的冷水流程設(shè)計(jì)能使冷水機(jī)組更充分地利用空氣的能量,同時(shí)滿足不同溫度熱源的冷卻需求。
(3)間接蒸發(fā)冷水機(jī)組的型一號(hào)與規(guī)格
新疆綠色使者空氣環(huán)境技術(shù)有限公司生產(chǎn)的間接蒸發(fā)冷水機(jī)組的規(guī)格,供設(shè)計(jì)選型時(shí)參考。
(4)間接蒸發(fā)冷水機(jī)組運(yùn)行安裝注意事項(xiàng)
由于系統(tǒng)為開式系統(tǒng),需要將間接蒸發(fā)冷水機(jī)組安裝在系統(tǒng)zui高處,如屋頂、建筑的頂層屋面等。
用戶冷水循環(huán)泵應(yīng)設(shè)在機(jī)組外機(jī)房內(nèi),而機(jī)組自身的旁路循環(huán)泵設(shè)在機(jī)組內(nèi)。
由于冷水的溫度在15~20℃之間變化,在此溫度范圍內(nèi)一般沒有結(jié)垢的危險(xiǎn)。同時(shí)由于是 開式系統(tǒng),需做好水的過濾。除機(jī)組內(nèi)部水槽設(shè)置過濾裝置外,需在冷水進(jìn)入用戶之前的總供水管上再設(shè)置過濾。另外,可在泄水管上設(shè)電磁閥定期排水。
. 機(jī)組本身應(yīng)做好風(fēng)側(cè)的過濾。一是保證自身空氣冷卻器的效果,二是保證冷水水質(zhì)。
應(yīng)定期清洗或更換過濾網(wǎng);冬季停用時(shí)放空水槽與盤管內(nèi)的存,關(guān)閉水管路上并用雨布做好風(fēng)機(jī)與盤管的維護(hù)。
2.基于間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)的溫濕度獨(dú)立控制冷庫系統(tǒng)
基于間接蒸發(fā)冷卻的溫濕度獨(dú)立控制冷庫系統(tǒng)的原理
根據(jù)新疆、西藏、青海、寧夏、廿肅五省氣象臺(tái)站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),zui濕月室外平均含濕量為10.2g/kg,由此房間的濕負(fù)荷,可以*依靠干燥的新風(fēng)帶走。同時(shí)通過設(shè)計(jì)問接蒸發(fā)冷水機(jī)組,利用室外干空氣制得15~20℃的高溫冷水,送人室內(nèi)的輻射地板、風(fēng)機(jī)盤管等干式末端,帶走房間的顯熱。此即溫濕度獨(dú)立控制的理念在干燥地區(qū)的應(yīng)用:室外干燥新風(fēng)帶走房間濕負(fù)荷,輻射末端或干式風(fēng)機(jī)盤管等走高溫冷水帶走房間顯熱負(fù)荷。
由此可見,干燥地區(qū)的室外干空氣可作為一種低品位、可再生的能源,成為冷庫系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)源,我們可稱之為“干空氣能"。從能量的形態(tài)上來講,干空氣能指的是不飽和空氣由于處在化學(xué)不平衡狀態(tài)而具有的化學(xué)能。從能量的質(zhì)上講,干空氣能指的是空氣由于處在不飽和狀態(tài)而具有的對(duì)外做功的能力。通過蒸發(fā)冷卻的方式,干空氣能轉(zhuǎn)化為熱能(即輸出的用戶冷量),而通過間接蒸發(fā)冷卻,能減少轉(zhuǎn)化過程的損失,提高能量轉(zhuǎn)化的效率。
由此可見,干燥地區(qū)的室外干空氣可作為一種低品位、可再生的能源,成為冷庫系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)源,我們可稱之為“干空氣能"。從能量的形態(tài)上來講,干空氣能指的是不飽和空氣由于處在化學(xué)不平衡狀態(tài)而具有的化學(xué)能。從能量的質(zhì)上講,干空氣能指的是空氣由于處在不飽和狀態(tài)而具有的對(duì)外做功的能力。通過蒸發(fā)冷卻的方式,干空氣能轉(zhuǎn)化為熱能(即輸出的用戶冷量),而通過間接蒸發(fā)冷卻,能減少轉(zhuǎn)化過程的損失,提高能量轉(zhuǎn)化的效率。
1.示例建筑與冷庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)
位于北京市的辦公建筑,面積約3000m2,采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)冷庫系統(tǒng)。溶液除濕冷庫機(jī)組處理新風(fēng),承擔(dān)新風(fēng)負(fù)荷和室內(nèi)潛熱負(fù)荷;溶液除濕機(jī)組以75℃熱水(來自城市熱網(wǎng)的熱水)作為溶液濃縮再生的熱源。室內(nèi)的風(fēng)機(jī)盤管承擔(dān)圍護(hù)結(jié)構(gòu)、燈光、設(shè)備、日照和人體顯熱等負(fù)荷。和常規(guī)冷水系統(tǒng)相比,由于無需除濕,冷水的溫度可提高10℃左右,該系統(tǒng)設(shè)計(jì)供回水溫度為18/21℃,相應(yīng)的風(fēng)機(jī)盤管送回風(fēng)溫度為22/26℃。山于冷水供水溫度高于室內(nèi)設(shè)計(jì)露點(diǎn)溫度,不會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)水,取消了現(xiàn)有風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)中的凝結(jié)水管。
新風(fēng)采用具有吸濕性能的溶液進(jìn)行處理,這是與常規(guī)冷庫系統(tǒng)的zui大區(qū)別。夏季新風(fēng)機(jī)組運(yùn)行在除濕冷卻模式下,以溶液為工質(zhì),吸收空氣中的水蒸氣,需不斷向新風(fēng)機(jī)組提供濃溶液以滿足工作需求。濃溶液泵從位于一層機(jī)房的濃溶液罐中抽取濃溶液,輸送到各層機(jī)房的新風(fēng)機(jī)組,溶液和空氣直接接觸進(jìn)行熱質(zhì)交換,吸收空氣中的水蒸氣后,濃度降低了的溶液通過溢流的方式流回稀溶液罐。由于一層的新風(fēng)機(jī)組和儲(chǔ)液罐沒有高差,無法形成溢流,采用控制液位的方式,用泵把稀溶液抽回儲(chǔ)液罐。溶液采取集中再生方式,從稀溶液罐中抽取溶液送人位于五層機(jī)房的再生器,濃縮后的濃溶液也通過溢流的方式回到濃溶液罐。熱網(wǎng)中的熱水提供再生所需的能量,設(shè)計(jì)供回水溫度為75/60℃。進(jìn)出再生器的溶液管之間有一個(gè)回?zé)崞鳎厥找徊糠衷偕笕芤旱臒崃浚岣呦到y(tǒng)效率。為了使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,利用供水管網(wǎng)定壓的原理,在除濕溶液管路和再生溶液管路中各增加一個(gè)儲(chǔ)液箱,每個(gè)儲(chǔ)液箱上設(shè)有一根溢流管。多余的溶液通過溢流管回流到溶液罐。系統(tǒng)中設(shè)計(jì)儲(chǔ)液量為3m3(約4.5噸溶液),可蓄能1070MJ,在不開啟再生器的情況下,系統(tǒng)可連續(xù)工作3.3個(gè)小時(shí)。實(shí)際上,系統(tǒng)很少運(yùn)行在設(shè)計(jì)負(fù)荷下,一般情況下蓄滿濃溶液可滿足一天的除濕要求。水系統(tǒng)原理,由電動(dòng)制冷機(jī)產(chǎn)生的18℃冷水輸送到室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管。冬季運(yùn)行時(shí),關(guān)閉圖左邊的溶液循環(huán)系統(tǒng),新風(fēng)機(jī)組通過內(nèi)部溶液循環(huán),實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)排風(fēng)的全熱回收從而有效的降低了新風(fēng)處理能耗。此時(shí)關(guān)閉制冷機(jī),熱網(wǎng)的熱水進(jìn)人風(fēng)機(jī)盤管向室內(nèi)供熱。
2.系統(tǒng)性能測試
冷庫房間溫濕度
測量各個(gè)房間逐時(shí)溫、濕度主要有兩個(gè)目的:一是溫、濕度是評(píng)價(jià)室內(nèi)熱舒適的重要指標(biāo),通過測量考察該濕度獨(dú)立控制冷庫系統(tǒng)能否提供一個(gè)舒適的室內(nèi)環(huán)境;二是室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管在干工況下運(yùn)行,沒有設(shè)計(jì)凝水排放管路,因此室內(nèi)露點(diǎn)溫度必須控制在低于冷凍水供水溫度,才能保證不會(huì)結(jié)露。從7月1日至31日室外干球溫度、露點(diǎn)溫度和室內(nèi)干球溫度、露點(diǎn)溫度的變化情況,可看出室內(nèi)溫度大致在24~27℃之間,相對(duì)濕度為40%~60%,室內(nèi)維持一個(gè)較為舒適的環(huán)境,而室內(nèi)露點(diǎn)溫度始終低于冷凍水供回水18/21℃,不會(huì)結(jié)露。
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