淺析三恒系統(tǒng)中恒溫恒濕空氣處理過程設(shè)計[朕的好窩]

　　關(guān)鍵字：恒溫恒濕空調(diào)加濕空調(diào)除濕

　　隨著建筑功能性的增多，越來越多的項目需要維持室內(nèi)環(huán)境的溫濕度恒定，比如大型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)機房、醫(yī)院手術(shù)室等。在進(jìn)行恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計時，不應(yīng)只選用幾臺單元式恒溫恒濕空調(diào)機放置在空調(diào)房間就了事，而應(yīng)從空調(diào)區(qū)的溫濕度基數(shù)和精度要求出發(fā)，進(jìn)行合理的空氣處理過程設(shè)計，確定合適的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)。

　　1空調(diào)房間溫濕度精度要求的考量因素

　　根據(jù)空調(diào)區(qū)溫濕度精度要求設(shè)計不同的空氣處理方案：

　　對于精度要求不高時，夏季空氣處理過程可只用表冷器進(jìn)行降溫除濕，按使用要求確定溫度或濕度信號優(yōu)先控制冷凍水電動二通閥開度以調(diào)節(jié)溫濕度。

　　對于精度要求較高時則應(yīng)對溫濕度分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，即溫濕度需要獨立控制。

　　簡述如下：

　　1.1較低要求恒溫恒濕系統(tǒng)

　　當(dāng)室內(nèi)溫度基數(shù)為23℃～28℃，精度為±2℃;室內(nèi)相對濕度基數(shù)為50%～60%RH，精度為±10%RH時，可采用集中式全空氣系統(tǒng)。

　　空氣處理原理圖如圖1:

　　夏季:室內(nèi)溫濕度通過控制冷凍水電動二通閥來實現(xiàn)。室內(nèi)溫、濕度信號與設(shè)定值比較后，按溫濕度優(yōu)先順序或偏差值大小優(yōu)先順序控制表冷器出水電動二通閥開度，使新風(fēng)，回風(fēng)混合后經(jīng)表冷器降溫去濕后達(dá)到設(shè)計所要求的機器露點，送入空調(diào)房間，使室內(nèi)空氣溫、濕度保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。

　　冬季：新風(fēng)與回風(fēng)混合后，經(jīng)加熱加濕后送入室內(nèi)，室內(nèi)溫度信號與設(shè)定值比較后，以偏差值控制加熱器的電動二通閥的開度，調(diào)節(jié)加熱量，使室內(nèi)空氣溫度達(dá)到規(guī)定范圍內(nèi);室內(nèi)濕度信號與設(shè)定值比較后，以偏差值控制加濕器的電動閥開度，調(diào)節(jié)加濕量，使室內(nèi)相對濕度達(dá)到規(guī)定范圍內(nèi)。

　　1.2較高要求恒溫恒濕系統(tǒng)

　　當(dāng)室內(nèi)溫度基數(shù)為23～26℃，精度為±1℃;室內(nèi)相對濕度基數(shù)為50～60%RH，精度為±5%RH時，由于室內(nèi)溫、濕度要求的精度范圍較小，夏季單靠控制冷凍水電動二通閥開度很難同時達(dá)到溫濕度精度范圍。因此室內(nèi)溫、濕度必須分開控制。

　　空氣處理原理圖如圖2:

　　夏季室內(nèi)溫度通過調(diào)節(jié)電加熱器的加熱量來實現(xiàn)，室內(nèi)濕度通過調(diào)節(jié)冷凍水電動二通閥來實現(xiàn)。這里增加一個二次回風(fēng)過程，可避免過多的熱冷能量抵消，節(jié)約一部分能量。

　　通過以上兩個例子可以看到由于空調(diào)房間溫、濕度精度要求不同，應(yīng)該采用不同的空氣處理方案

　　2空調(diào)房間溫濕度基數(shù)要求的考量因素

　　由于空調(diào)房間溫、濕度基數(shù)不同，也應(yīng)采用不同的空氣處理方案。調(diào)節(jié)室溫用換熱器就可實現(xiàn)，調(diào)節(jié)室內(nèi)相對濕度卻因室內(nèi)露點溫度不同而應(yīng)采用不同的降濕、加濕設(shè)備。

　　2.1空氣的除濕

　　新、回風(fēng)混合后，經(jīng)冷卻去濕后機器露點的絕對含濕量須低于室內(nèi)空氣露點所對應(yīng)的絕對含濕量，才有可能負(fù)擔(dān)室內(nèi)濕負(fù)荷。常規(guī)冷凍水供水溫度為7℃，而經(jīng)過表冷器冷卻去濕后的空氣出口干球溫度比冷凍水供水溫度高出約3.5~4℃。表冷器所提供的冷量要大于或等于空氣處理過程所需冷量的同時，表冷器的干球溫度效率及接觸系數(shù)必須大于等于空氣處理過程的干球溫度效率及接觸系數(shù)。還須考慮析濕系數(shù)的影響。因此采用常規(guī)7℃冷凍水供水的表冷器，冷卻除濕的空氣處理方案不適用于室內(nèi)露點溫度低于11℃的空調(diào)系統(tǒng)。室內(nèi)露點溫度在4℃～12℃之間，除濕設(shè)備可采用冷凍除濕機;當(dāng)室內(nèi)露點溫度低于4℃時，采用冷凍除濕機除濕效率下降，機組除霜時間過長。這時可采用低露點空氣干燥機，綜合運用冷凍除濕和氯化鋰轉(zhuǎn)輪除濕技術(shù)：新風(fēng)經(jīng)初、中效兩級過濾后，用蒸發(fā)器降溫除濕到露點溫度為6℃～8℃，再經(jīng)過氯化鋰轉(zhuǎn)輪除濕機除濕，將空氣露點降至-10℃。對于需要更低露點的空氣，再經(jīng)過二級表冷器和氯化鋰轉(zhuǎn)輪除濕機除濕，可將空氣露點溫度降至-20℃。氯化鋰轉(zhuǎn)輪除濕機可通過設(shè)旁路控制，即控制通過轉(zhuǎn)輪除濕風(fēng)量的大小或控制再生溫度的高低來調(diào)節(jié)機組除濕量的大小。

　　空氣除濕裝置的性能比較

　　空氣除濕裝置的性能比較見上表，適用于恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的是冷凍法和轉(zhuǎn)輪吸附法。因為這兩種方法的除濕量調(diào)節(jié)精度比較高，用轉(zhuǎn)輪吸附法時必須與冷凍法聯(lián)合除濕。由于轉(zhuǎn)輪吸附法能耗較大，應(yīng)減少通過轉(zhuǎn)輪除濕機的風(fēng)量。

　　其空氣處理原理圖如圖3:

　　室內(nèi)相對溫度通過控制轉(zhuǎn)輪除濕機的除濕量來現(xiàn)實，室內(nèi)溫度通過控制連接后表冷器的冷凍水電動兩通閥來現(xiàn)實。

　　2.2空氣的加濕

　　空氣加濕器有干蒸氣加濕器、電加濕器(電熱式、電極式)、PTC蒸汽發(fā)生器、加壓噴霧式加濕器、離心式加濕器、超聲波式加濕器、濕面蒸發(fā)式加濕器等，進(jìn)行設(shè)計選型時要注意加濕過程在焓濕圖上的變化過程，是近似等焓過程還是近似等溫過程，當(dāng)新風(fēng)比例較大時，等焓加濕所需的加熱量要占很大比例。

　　2.3工程方案實例

　　某檢測實驗室內(nèi)溫、濕度要求為：23±1℃，50±5%RH，設(shè)置了一臺恒溫恒濕空調(diào)機以保持室內(nèi)溫、濕度要求，在夏季陰雨天氣時室內(nèi)溫度為18℃，相對濕度達(dá)到70%RH。分析原因：實驗室內(nèi)散熱、散濕量較小，主要冷負(fù)荷及濕負(fù)荷為圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷及新風(fēng)冷、濕負(fù)荷。梅雨季節(jié)和夏季的陰雨天氣中，氣溫不高，日照不強，但濕度很高，恒溫恒濕機根據(jù)溫度信號加大供冷以提高除濕量，而電加熱器的調(diào)溫的加熱量很小，不足以維持室內(nèi)溫度。

　　某信息中心計算機房設(shè)置了兩臺力博特牌機房專用恒溫恒濕空調(diào)機，送風(fēng)方式為下送風(fēng)。新風(fēng)經(jīng)冷凍水型新風(fēng)機組處理后送入室內(nèi)。空調(diào)系統(tǒng)投入使用后不久就出現(xiàn)了空調(diào)冷凝水被恒濕恒濕空調(diào)機風(fēng)機吹落在架空地板內(nèi)的情況。分析原因：主要是國

　　內(nèi)外對計算機房的管理水平不同。計算機房空調(diào)的特點是：機柜發(fā)熱量很大，室內(nèi)基本上沒有什么散濕量。因此機房專用恒溫恒濕空調(diào)機都是按大風(fēng)量，小焓差設(shè)計的。換熱盤管為A型盤管。A型盤管下面沒有設(shè)擋水板，機房專用空調(diào)為干工況運行。室內(nèi)濕負(fù)荷由新風(fēng)機負(fù)擔(dān)，新風(fēng)經(jīng)冷卻去濕處理后，含濕量要低于室內(nèi)狀態(tài)點。而國內(nèi)人員可以習(xí)慣自由進(jìn)出計算機房，不設(shè)緩沖間。水蒸氣自然會進(jìn)入計算機房，空調(diào)濕負(fù)荷增加，自然就有冷凝水就會被吹落。因此我們在進(jìn)行“中國網(wǎng)通北京IDC機房”空調(diào)設(shè)計時就吸取了這個經(jīng)驗教訓(xùn)，注意讓新風(fēng)系統(tǒng)承擔(dān)室內(nèi)濕負(fù)荷，以保證機房專用恒溫恒濕空調(diào)機在干工況下運行，并在下送風(fēng)口周圍設(shè)置了一道圍堰，確保空調(diào)冷凝水不流到計算機房的架空地板內(nèi)。

　　因此空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)重視空氣處理過程的選擇，采取有效措施以保證空調(diào)區(qū)的室內(nèi)溫濕度要求。

　　3結(jié)束語

　　綜上所述，恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)根據(jù)室內(nèi)溫、濕度要求及冷負(fù)荷、濕負(fù)荷情況做具體分析、選擇合理的空氣處理方案。本文未涉及自控系統(tǒng)，僅就空氣處理過程提出了幾點淺顯的觀點。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]路延魁,主編.空氣調(diào)節(jié)調(diào)設(shè)計手冊(第二版)：中國建筑工業(yè)出版社,1992.

　　[2]陸耀慶,主編.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993.

　　[3]范存養(yǎng),主編.超大規(guī)模集成電路工業(yè)潔凈室的設(shè)計.潔凈與空調(diào)技術(shù),1996.