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环保空调在高温低湿环境通风?#20302;?#20013;的节能运用

来源:苏州诺华德环保空调 发布时间:2012年05月31日 浏览量:3836

1工程概况

本工程位于昆山著名五星级酒店佳华广场3楼某高档海鲜酒楼,为一大型鱼池的恒温风冷冷凝循环机组的机房通风?#20302;常?#25353;照恒温循环机组的运行要求,环境温度不能高于40℃,常年24h运行。

酒楼位于酒店3楼内区,受与酒店承租范围的限制,恒温风冷冷凝循环机组的机房设置在鱼池旁,机房不能直接对外,故恒温循环机组安装方仅仅利用机房内的1个截面积为0.3m2的排风竖井排风,设置了1台风量为6000m3/h的排风机,并利用门缝负压进风及?#32423;?#24320;门补风,详见图1。

图1恒温机房平面图(改造前)

机组?#24230;?#36816;行后,恒温风冷冷凝循环机组开启约15min后机房温度就达到了45℃,造成机组冷凝器自动关机保护,待机房内温度降低至约32~35℃?#20445;?#20445;护解除,机组?#21046;?#21160;。机组启停频?#20445;?#36896;成海鲜鱼池水温波动较大,不能保证海鲜产品的正常生活环境,因此需要通过对通风?#20302;?#30340;改造保证鱼池恒温风冷冷凝循环机组的正常运行。

2问题分析

2.1鱼池恒温风冷冷凝循环机组?#38382;?/P>

机房设置了4台风冷冷凝循环机组,单台制冷量为14kW,总制冷量为56kW,总制冷输入功率为17kW,冷凝器排热量共63kW。机组要求环境温度≤40℃,对湿度无明确要求。

2.2采用全通风方案的通风量计算

2.2.1送、排风状态点的确定

机?#23458;?#36827;风为酒楼室内空气,夏季中央空调?#20302;?#23460;内温度设定为25℃,相对湿度为60%;冬季室内温度设定为22℃,相对湿度为40%。为了确保恒温风冷冷凝循环机组的正常运行,排风温度设定为38℃,相对湿度不限。

按全通风?#20302;?#32771;虑,认为机?#23458;?#36827;风进入机房经风冷循环机组的冷凝排热加热,为一个等湿增焓过程,在焓湿图上可查得排风状态点的相对湿度夏季为28.7%,冬季为16.0%。各状态点的?#38382;?#20540;见表1。

表1全通风方案各状态点?#38382;?#20540;

状态点

干球温度/℃

相对湿度/%

焓值/(kJ/kg)

含湿量/(g/kg干空气)

夏季进风点(X)

25

60

63.36

14.96

夏季排风点(A)

38

28.7

76.84

14.96

冬季进风点(X1)

22

40

43.14

8.23

冬季排风点(A1)

38

16

59.54

8.23

2.2.2全通风量计算

夏季进风按等湿增焓过程?#23665;?#39118;状态点(X)到排风状态点(A),冬季进风按等湿增焓过程?#23665;?#39118;状态点(X1)到排风状态点(A1)。

按消除余热通风量计算(夏季):G=4.67kg/s,昆山地区平均空气密度为0.9m3/kg,则风量为18700m3/h。采用自然进风、机械排风,排风机需配置功率为5.5kW的电机。

按消除余热通风量计算(冬季):G=3.84kg/s,昆山地区平均空气密度为0.9m3/kg,则风量为15366m3/h。采用自然进风、机械排风,排风机需配置功率为5.5kW的电机。

2.3问题分析

通过以上计算可知,按机房内的运行温度要求,现有的6000m3/h全面通风量远小于计算所需要的全面通风量,并?#20197;?#35774;计的进风仅靠机房门缝负压进风和机房?#25490;?#28982;开启补风,造成了机组运行后很快停机保护的不利情况。

3改造方案设计

1)按全通风?#20302;?#35774;计,加大机械排风量及进风量。此方案将大大加大从酒楼空调区域的进风,势必将造成酒楼内的空调温度波动较大,并造成空调冷热量的极大浪费,同时排风竖井较小,不太有利于大风量的排风。

2)采用等焓加湿技术,利用环保空调加大机房内空气的含湿量,通过加湿过程降低机房内的空气温度,减少排风量。此方案可保留原来的排风机,排风量仍为6000m3/h,在机房内加设1台环保空调,增加从机?#23458;?#31354;调区域的负压进风百叶,详见图2。机房内的空气处理过程简化为:机?#23458;?#36827;风→冷凝器(等湿加热)→环保空调(等焓加湿)→排风机组排风。

图2恒温机房平面图(改造后)

夏季进风状态点(X)先等湿加热至中间状态点(B),再经等焓加湿至85%湿度线到状态点(D),85%的加湿效率为环保空调设备厂家样本提供的最大加湿效率,考虑工程富裕量取70%,至状点(C)。

冬季进风状态点(X1)先等湿加热至中间状态点(B1),再经等焓加湿至85%湿度线到状态点(D1),85%的加湿效率为环保空调设备厂家样本提供的最大加湿效率,同样考虑工程富裕量取70%,至状态点(C1)。

以6000m3/h的排风量计算,得到夏季等湿加热后中间状态点(B)的焓值为103.82kJ/kg,冬季等湿加热后中间状态点(B1)的焓值为83.26kJ/kg。各状态点的?#38382;?#35265;表2。

表2环保空调方案各状态点的?#38382;?#20540;

状态点

干球温度/℃

相对湿度/℃

焓值/(kJ/kg)

含湿量/(g/kg干空气)

夏季进风点(X)

25

60

63.36

14.96

夏季中间点(B)

64

7.9

103.82

14.96

夏季排风点(C)

32.6

70

103.82

27.68

夏季排风点(D)

29.9

85

103.82

28.81

冬季进风点(X1)

22

40

43.14

8.23

冬季中间点(B1)

61.1

5

83.26

8.23

冬季排风点(C1)

28.3

70

83.26

21.42

冬季排风点(D1)

25.8

85

83.26

22.46

通过计算,采用等湿加热再经等焓加湿,在通风量为6000m3/h?#20445;?#22799;季机房内温度可以最大降低至约30℃,冬季机房内温度可以最大降低至约26℃,完全满足机房内的温度要求及设备运行的湿度要求。

实际运行?#20445;?#22240;机房内气流为无组织的循环处理,故运行的中间状态点B和B1的位置会大大下移,即状态点的运行温度会比较低。

由以上分析可知,增加排风含湿量将显热负荷转化为潜热负荷,可以以较小的机械排风量满足消除室内余热的要求,大幅度降低了机械排风?#20302;?#30340;能耗。针对本工程,还可?#32422;?#23569;由于机房通风对酒楼空调?#20302;?#33021;耗的影响,综合节能意义较大。

4改造方案实施

根据环保空调风量选择经验公式:

Q=Lρcp[e(Tg-Ts)+(Tn-Tg)]/3600

式中,Q为全冷量,kW;L为冷气机送风量,m3/h;ρ为出风口空气密度,kg/m3;cp为空气?#28909;齲?#21462;值为1.01kJ/kg;e为冷气机饱和效率,一般取为85%,本工程考虑工程富裕量,取为70%;(Tg-Ts)为室外干湿球温差,℃;(Tn-Tg)为室内外空气温差,℃。经计算,夏季的送风量为8213m3/h,冬季为8322m3/h。查设备样本,选用送风量为9000m3/h,功率为0.55kW的环保空调1台可满足要求。考虑机房需要常年24h恒温,故环保空调定购安装2台,按1用1备模式运行。另外,增设约1.0m2面积的负压进风百叶以保证送、排风量基本?#33014;狻?/P>

5运行效果及节能分析

通过2010年2~3月的实际运行观察?#23433;?#37327;,风冷冷凝循环机组在24h内2~4组循环开启,机房室内空气温度在27~33℃之间波动,能达到使用要求。机?#23458;?#31354;调?#20302;?#30340;能耗基本没有影响,通风?#20302;騁参?#25913;动,仅增加了环保空调及冷水管。改造前后2种方案的?#20302;?#36816;行费用比较见表3。

表3改造前后2种方案的?#20302;?#36816;行费用比较

方案

电功率/kW

运行时间/h

电价(元/kWh)

水价(元/m3

耗水量(kg/h)

每天运行费用/元

全年运行总费用/元

全通风消除余热排风

5.5

24

0.8

-

-

105.6

38.544

采用环保空调等焓加湿排风

1.65

24

0.8

3.45

72

37.64

13.739

相比而?#35029;?#37319;用环保空调等焓加湿排风?#28909;?#36890;风消除余热排风全年节约用电约33000kWh,节能效果明显。增加的初投资约为1.2万元,可在1a内收回。

6结论

1)对室内显热负荷很大而无潜热负荷或是潜热负荷很小的设备房间(如高低压配电室、柴油发电机房、电信移动无人值班机房等),在考虑通常的机械全通风?#20302;?#30340;同?#20445;?#21487;以根据现场情况考虑将显热负荷转化为潜热负荷,可实现通风量的减少并能保证设备房间内空气温度的要求,具有较好的节能效果。

2)运用加湿方式将显热负荷转化为潜热负荷?#32422;?#23569;通风量,设计时应注意室内排风温度及相对湿度的设定,特别应注意设备对室内相对湿度的要求。

3)等焓加湿设备的选择应注意加湿?#20302;?#30340;经济性,对加湿精度要求不高的场所可优先采用环保空调,环保空调的加湿能力与设备加湿填料有关,应根据厂家提供的实验拟合曲线或公式综合选择环保空调设备。

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