集中式空调二次回风系统空气的处理方案
哈尔滨冰球馆 王明泉
集中式空气调节系统按照被处理空气的来源不
同,可分为直流式(全部采用新风)系统、部分回风式(一次回风式和二次回风式)系统以及全部回风式(封闭式)系统。
工程上究竟采用哪一种系统,主要根据生产工艺要求和技术经济条件而定。
一般情况,除了由于生产工艺过程产生有害气体(或有害物质)的房间,以及卫生标准不允许采用回风的场合(例如病房、手术室和餐厅等)外,其它场所均可采用一次回风和二次回风式系统。
设置回风系统的目的是节省冷量和热量。
如果全部采用回风的封闭式系统,虽然能节省能量,但卫生效果差。
封闭式系统主要应用于工艺设备内部密闭空间的空气调节、或者用于无法采用新风的场合(如战争时的地下蔽护所、潜艇等),这种情况需要考虑供氧气装置和化学再生问题。
空调房间内总是存在着产生热量和湿量的来源的,正是在这些热量负荷作用下,使室内空气状态遭到破坏。
为了维持所要求的室内空气状态,只能向空调房间送入具有一定状态和一定数量的空气,才能吸收室内的余热量和余湿量。
将不符合要求的空气状态(如室外新风),经过处理或调节到所需要的送风状态,这就涉及到空调方案的问题。
本文下面将研讨二次回风式系统的空调方案(参见图1)。
图1 二次回风式空调系统示意图
这种空调方式具有既能节省能源又能适量补充
新风的特点。
在一次回风基础上只要采用第二次回图2 二次回风系统夏季空气处理过程
风,就可达到取代再热器的目的。
以下分别谈谈夏季和冬季的处理方案。
夏季空气处理方案,如图2所示。
图中:w x ———新风;
c x 1———第一次混
合点;C ′———一次回风状态点;
N x ———室内空气状态点;
εx —
——热湿比;L x ———机器露点(二次回风);S x ———送风状态点;
C x 2———二次回风混合状态点;L ———表示露点(一次回风)。
首先在i -d 图上确定室内状态点N x ,过该点
画一条热湿比εx =Q/W 的过程线(Q 表示空调房间的余热量,W 表示空调房间的余湿量),并与φ=
90～95%曲线相交于L x 点,该点就是空气经喷水
室或表面冷却器处理后的机器露点。
然后按照规定的送风温差,在εx 线上定出送风状态S x 点,这点也是第二次回风与经喷水室处理后空气进行混合的状态点C x 2(第二次混合点)。
二次回风式的机器露点
L x 要比一次回风式的L ′低一些,而第一次混合点
C x 1要比C ′
更远离回风状态点。
如前所述,空调房间的送风量为:
G =
Q i N x
-i S x =1000W
d N x -d S x
(kg/h ) 式中:G ———空调房间送风量;
Q ———空调房间的余热量;W ———空调房间的余湿量;i N x ———室内空气的焓;
d N x ———室内空气的含湿量;i S x ———送风的焓;d S x ———送风的含湿量。
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73・《机械工程师》 19961
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即,送入空调房间内的风量是由通过喷水室(或表面冷却器)的风量G L 和第二次回风量G N 2所组成。
一般说来,二次回风量是固定的,为:
G N 2=G -G L
式中:G N 2———二次回风量;
G ———空调房间送风量;图3
先加热后混合的空气处理过程G L —
——喷水室(或表面冷却器)的风量。
冬季空气处理方案,由于冬季送风量与夏季相同,因此新风量(G W )相同,第一次回风量(G N 1)和第二次回风量(G N 2)的分配也与夏季相同。
由于露点状态固定、二次回风
量固定不变,因此再热器的加热量也是不变的。
冬
季调节方案如图3所示。
图中:N d ———一次回风点;
S d ———送风状态点;D d 1———一次混合点;C d 2———二次混合点;L d ———露点状态点;w ′———等湿加热点;w d ———新风;εd ———热湿比。
由图3可知
:
这一空气处理过程是先加热后混合的方案,我国北方适用于这个空气处理系统。
前面所介绍有预热二次回风式空调系统的处理方案,是指设计条件而言的。
也就是说,在设计空
调系统时只考虑夏季和冬季两种极限情况,并按照室外空气(新风)计算参数和室内最大热、湿负荷所确定的处理方案来选择空调设备(如加热、加湿和冷却设备)的容量,按这样选取的设备足以满足最不利的局面。
室外空气状态一年四季都在变化,春、夏、秋、冬周而复始,比如先从冬季计算状态经过春季升至夏季计算状态,然后再经过秋季又逐渐至冬季计算状态,而且绝大多数时间是处于冬夏新风计算状态之间的各种状态。
另一方面,空调房间的热湿负荷也是在不断变化的,例如,通过房间围护结构的传热量是随着室外新风状态的变化而变化的。
而工艺设备的散热和散湿量、室内工作人员的散热和散湿量也因工作情况的变更而有所变化。
因此对空调系统来说,需要随着室外空气状态和室内负荷的变化,相应地对空调机的工作情况进行调整(也就是改变空气处理条件),以便保证室内空气参数稳定在某个范围内。
为适应季节的变化,可采用改变送风量的办法。
可用更换皮带轮的方法来降低风机的转速或提高转速。
因为风机的风量与转速成正比,其功率与转速的2─3次方成正比。
也就是说冬、夏交替时换一次皮带轮,即可满足要求。
通过对空调系统空气处理方案的分析,我们知道,不论新风状态如何变化,如果能把机器露点控制住,就能保证所需要的送风状态,这就是空调系统运行调节中最常用的露点控制法。
为了控制“露点”不变,,就是要使喷水室(或表面冷却器)后面空气的终状态不变。
空气离开喷水室的相对湿度一般能达到90～95%,如果管理得法,其相对湿度是能稳定在一个数值上的。
只要能控制住“露点”,就能保证被控制空调房间的温度。
以上简要概述了集中式空调机(二次混合式)空气的处理方案。
随着现代科技的高速度向前发展,空调技术的应用越来越广泛。
随之对空气的控
制将会出现更先进的手段。
(编辑 松柳)。