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潔凈室空調潔凈化方案——制冷方案與熱、濕處理方案

潔凈室空調潔凈化方案——制冷方案與熱、濕處理方案

  • 分類:行業資訊
  • 作者:
  • 來源:
  • 發布時間:2021-09-27
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【概要描述】

潔凈室空調潔凈化方案——制冷方案與熱、濕處理方案

【概要描述】

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詳情

一、制冷方案
  制冷方案應根據供冷要求(耗冷量、供冷方式、冷凍水溫等)、工程建設地區的水源情況(水溫、水質、水量等)以及電源、熱源籌備方而進行技術經濟比較。既要求有較好的經濟指標,又要考慮當地的可能性。
  制冷裝置的選用是制冷方案確定過程中的中心環節,制冷裝置的主要類型如下。
1、壓縮式制冷裝置
  壓縮式制冷裝置包括活塞(往復)式、離心式和螺桿式三種。
  活塞(往復)壓縮式制冷裝置的主要設備是活塞式制冷壓縮機,常用工質氨(NH3)、氟利昂—12、22(F—12、22)。這類設備用電動機帶動,使用方便,品種多,產品全,能滿足各類空調供冷的要求,被廣泛采用。但一次投資大,設備費用高,耗電量大,維護管理比較復雜。
  離心壓縮式制冷裝置的主要設備是離心式制冷壓縮機,常用工質是氟利昂—11、113、114(F-11、113、114)。該機與活塞式制冷壓縮機的原理相同,但它只有回轉運動,比活塞式運轉平穩,振動小、機件少,常與蒸發器,冷凝器組合為一體,設備緊湊占地面積小。離心式制冷壓縮機的制冷量較大,因此只有空調耗冷量較大時,才選用這類設備。
  螺桿式壓縮制冷裝置的主要設備是螺桿式制冷壓縮機,常用工質是氟里昂—12、22、氨(F-12、22、R717)。目前生產的螺桿式制冷壓縮機與活塞式相比,雖效率稍低,但由于其結構簡單、體積小,吸氣系數高、排氣溫度低、單級壓縮比大,對濕行程不敏感,排氣脈動小,易損件少,柱修周期長,制冷量可無級調節等優點,因此在各種制冷裝置中得到較廣泛應用。一般在(120—800)x105kJ\h容量范圍內的制冷裝置中用該機具有較好的技術經濟指標。
2、吸收式制冷裝置
  吸收式制冷裝置利用熱能制冷。常見的有氨—水吸收式制冷裝置和水—溴化鋰水溶液吸收式制冷裝置。前者適用于低溫冷凍;后者適用于空調供冷,制取4℃以上空調或工藝用冷水。溴化鋰吸收式制冷中水為工質,溴化鋰水溶液為吸收劑。它的優點如下。
對蒸汽熱源的壓力有極大的適應能力,當蒸汽壓力為0.02—0.1MPa時,可采用單溴化鋰吸收式制冷機,當蒸汽壓力為6.0—1.0MPa時,可采用雙效溴化鋰制冷機。
  其次設備簡單,基本上是熱交換器的組合體,容易制造,除小功率的屏蔽泵、真空泵外,無運動部件,因此振動小、運轉平穩;設備在真空下工作,工質無嗅、無毒、對人無害,使用安全,操作管理簡單;容易實現設備操作自動化,制冷能力可在10%~100%范圍內自動調節;對冷卻水的水溫適應性強,即使達到37~38℃,設備仍能正常運轉;節省電能,單機制冷量相同條件下,溴化鋰制冷機的耗電量僅為壓縮式制冷機的5%左右,這對于供電緊張而熱源較充足的地區是很適用的。但是,溴化鋰吸收式制冷也有缺點和使用的局限性,主要是溴化鋰水溶液在接觸空氣的情況下,對金屬具有強烈腐蝕性,一旦遭到腐蝕,不僅影響傳熱效果,降低使用壽命,而且會引起設備損壞,所以要求設備必須嚴格密封,在運行管理上也需十分注意。
3、蒸汽噴射式制冷裝置
  蒸汽噴射式制冷裝置也是利用熱能進行制冷的一種設備,以水為制冷劑,以蒸汽為制冷動力。蒸汽的壓力要求0.2—0.8MPa,其主要優點有:設備在真空下工作,除泵以外,無轉動件;制冷劑為水,對人無害,使用安全,操作簡單;設備簡單,容易制造,一般機械工廠或機修車間都可加工制造;設備一次投資小,而且可以安裝在室外,節省土建費用;可利用工業企業中的廢熱或工業企業中的采暖鍋爐,冬季供熱采暖,夏季供汽制冷。
  蒸汽噴射制冷的主要缺點是效率較低,設置專用鍋爐和利用小型采暖鍋爐供汽是不經濟的。冷凍水溫在5℃以上時可以采用,在100℃以上時比較經濟。其效率隨冷凍水溫度變化,冷凍水溫度越低,消耗蒸汽量越大,效率越低。此外,冷卻水量很大,單機制冷量相同條件下,蒸汽噴射式制冷機所需冷卻水是為壓縮式或溴化悝吸收式的1.5倍左右,這對于水源緊張的地區是不宜采用的。


二、熱、濕處理方案
  熱、濕處理的過程包括加熱、冷卻、加濕和減濕。熱、濕交換的介質有水、蒸汽、液體吸濕劑和制冷劑。熱、濕交換的設備可分為直接接觸式和表面式,其中直接接觸式包括噴水室和蒸汽加濕器。表面式包括空氣加熱器,水冷式表面冷卻器和直接蒸發式表面冷卻器。
  直接接觸式熱、濕交換設備的特點是,與空氣進行熱、濕交換的介質直接和被處理的空氣接觸,通常是將其噴淋到被處理的空氣中去。例如,在噴水室中噴出不同溫度的水,可以實現空氣的加熱、冷卻、加濕和減濕等多種空氣處理過程。利用蒸汽加濕器噴蒸汽,可以實現空氣的等溫加濕過程;利用噴淋設備噴淋液體吸濕劑,可以實現空氣的各種減濕過程。
  表面式熱、濕交換設備的特點是,與空氣進行熱、濕交換的介質不和空氣直接接觸,熱、濕交換是通過處理設備的金屬表面進行的。例如,在空氣加熱器中通人熱水或蒸汽,可以實現空氣的等濕加熱過程;而在表面冷卻器中通人冷凍水或制冷劑,可以實現空氣的等濕冷卻或減濕冷卻(即干燥冷卻)過程等。
  必須指出,在電加熱器和使用固體吸濕劑的空氣處理設備中,沒有上面提到的那些參與熱、濕交換的介質,它們是利用電能加熱空氣或固體吸濕劑的物理、化學作用吸收空氣中的水分。其作用原理與直接接觸式和表面式熱、濕交換設備有所不同。
  常用的熱、濕處理方案如下:
1、加熱方案
  利用空氣加熱器中通入熱水或蒸汽,可以實現空氣等濕加熱過程,空氣加熱器通常用于空調系統的一次加熱和二次加熱,可以提供較大的供熱量,并且比較經濟。
  利用電加熱器是讓電流通過電阻絲發熱來加熱空氣。電加熱器有加熱均勻、熱量穩定、效率高、結構緊湊和控制方便等優點。因此,在空調機組和小型空調系統中應用較廣。在恒溫精度要求較高的大型空調系統中和凈化空調系統中,也經常在送風支管上使用電加熱器來控制局部加熱,這就是所謂的第三次加熱或叫精加熱。但是,采用電加熱器要耗費較多的電能,所以在加熱量要求較大的地方不宜采用。
2、加濕方案
  利用普通的蒸汽噴管對空氣進行加濕。普通的蒸汽噴管是由略粗于供汽管道的管子組成,上面開有若干直徑為2—3mm的小孔。蒸汽在管網壓力作用下,由這些小孔噴出,混到從蒸汽管周圍流過的空氣中去,使空氣得到加濕。普通的蒸汽管雖然構造簡單,容易加工,但噴出的蒸汽往往夾帶凝結水滴,影響加濕效果的控制。通常用于濕度要求不嚴格的系統中。
  利用干式蒸汽加濕器對空氣進行加濕。干式蒸汽加濕器就是在噴管外設一蒸汽保溫外套,在保溫外套內通人高壓蒸汽,因而保證噴管外壁有較高的溫度,不至于在管內產生凝結水。蒸汽再經過加濕器簡體、導流箱、導流管和加濕器內的簡體,最后干蒸汽經噴管噴出加濕周圍的空氣。通常用于大型空調系統中。
  利用電加濕器中的電能產生蒸汽,不經管道的輸送,而將蒸汽直接混到空氣中去進行加濕。電加濕器根據工作原理不同,可分為電熱式和電極式兩種。電極加濕器結構緊湊,加濕量容易控制,所以應用較多。其缺點是耗電量大,電極上易積垢和腐蝕。因此,宜用在小型空調系統中。目前整體式空調機組多采用電極式加濕器,并與壓縮機、蒸發器、冷凝器、通風機等一起組裝在一箱體內,使用方便。利用噴循環水的方法對空氣進行加濕。在淋水室和淋水表冷段,都設有噴水泵,冬季噴池內的循環水,可以實現對空氣的加濕。這種方法處理的風量較大,耗電量少,對濕度易于保證,是集中式空調系統中經常采用的加濕方法。
3、冷卻干燥方案
  在淋水室中利用低于空氣露點溫度的冷凍水對需要處理的空氣直接進行噴淋,使其產生熱、濕交換,可以實現對空氣的冷卻干燥處理。這是空調中應用最普遍的方法。
  淋水室處理空氣有以下優點:

  具有熱工性能上的多樣性,即可用于降焓、降溫、降濕,又可用于增焙、增溫、增濕,在不同的季節均能保持較嚴格的相對濕度。當噴水溫度不同時,淋水室可以對空氣做不同過程的熱工處理。
  設備比較容易制造,可以現場加工,也可以由專業化工廠制造,現場組裝;金屬耗量較少,造價較低;可以兼作空氣凈化用,除去空氣中的灰塵,使空氣清新,改善工作條件。
  淋水室處理空氣有以下缺點:
  設備的占地面積大,兩排臥式淋水室最小長度為1.9m,三排最小長度為2.5m,而表冷器的長度一般不超過0.6m,淋水表冷器也只是1.4m。水系統較為復雜,為了適應室外氣象條件的變化,一般用改變噴水溫度的方法調節,即利用一部分循環水。因此,每套空調器都必須設置水泵;另一方面水系統為開式系統,回水無壓力,如回水不能靠重力流出或做它用,則需要設回水箱或回水泵;水與空氣直接接觸,易受污染變臟,需定期排污并補充新水。
  利用冷水式表面冷卻器處理空氣,使產生熱、濕交換,可以實現對空氣的冷卻干燥處理。這也是空調中普遍應用的方法。
  冷水表冷器與淋水室比較,處理空氣能力相近,其優點如下:
a.設備的體積小,所需機房面積小,安裝簡便;
b.水系統比較簡單,由于水循環可以采用封閉式系統,可以省去冷水箱和回水箱以及噴水泵;水與空氣不直接接觸,避免了空氣與水的相互污染,水系統的補水量大為減少;
c.輸水系統電能消耗低,每套空調器的表冷器,無需設置水泵,表冷器的阻力損耗全部由動力站的冷凍給水泵負擔,盡管表冷器的空氣阻力較大,但處理空氣的總耗電量一般都較低。
  冷水表冷器處理空氣有以下缺點:
  對空氣的處理過程不像淋水室那樣具有多樣性,只能實現減焓降濕(即濕式冷卻)、減焓等濕(即干式冷卻)和增焙升溫的一部分(即加熱)三種處理過程,需加濕時,還須另設加濕器,不易達到較嚴格的相對濕度要求,這是表冷器處理空氣的最大缺點。
  設備制造工藝復雜,不能現場加工,只能由專業工廠生產,現場組裝;金屬消耗量大,一般要消耗較多的有色金屬;造價也較淋水室高,10000—160000m3/h八種規格的表冷器與三排淋水室的造價相比較,平均要高出30%以上。無除塵、去味作用。
為了消除上述缺點,增加熱交換效率,也可采用帶淋水的表冷器。
  帶淋水的表冷器,淋水僅作為加濕除塵用。其處理功能可以和淋水室相同,適用于要求采用閉式冷水系統,且相對濕度要求嚴格又不能用蒸汽加濕或用蒸汽加濕不合理時(例如無蒸汽源或不能全天供蒸汽)。利用直接蒸發式表冷器也可對空氣進行處理,實現對空氣的冷卻干燥處理,這是小型空調機組昔遍采用的方法。
  直接蒸發式由于采用制冷系統中的蒸發器作為空氣冷卻器,因此設備簡單,體積小,占地面積小,初投資也最??;但冷媒的管路損失大,要求密封嚴格,故蒸發器與冷凍機距離不宜拉得很遠,一般一臺冷凍機的蒸發器供給一個送風系統,組成整體式機組。直接蒸發式表冷器不易調節,不易保持嚴格的相對濕度,一般用于相對濕度無嚴格要求的系統。

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