高精度恒溫恒濕潔凈室空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

　　為了同時(shí)控制溫度和濕度，空調(diào)系統(tǒng)必須具有加熱，加濕，冷卻，除濕功能和自動(dòng)控制系統(tǒng)。有必要確保將所達(dá)到的控制精度和該區(qū)域內(nèi)均勻的溫度和濕度與普通中央空調(diào)，送風(fēng)要求和送風(fēng)溫度差換氣次數(shù)進(jìn)行比較[2]。恒溫恒濕系統(tǒng)通常會(huì)連續(xù)運(yùn)行并消耗大量能量。如何同時(shí)優(yōu)化具有高溫，高濕，控制精度，恒溫恒濕的空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)，是工程技術(shù)人員面臨的問(wèn)題。

　　1高??精度恒溫恒濕系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及解決方案

　　該項(xiàng)目源自研究所的辦公??室和實(shí)驗(yàn)大樓的中央空調(diào)的設(shè)計(jì)和改造項(xiàng)目。該辦公樓中的實(shí)驗(yàn)室用于存儲(chǔ)和使用參考對(duì)象進(jìn)行測(cè)試和測(cè)量。它對(duì)參數(shù)有高精度要求，例如實(shí)驗(yàn)室的溫度和濕度條件，風(fēng)速和溫度場(chǎng)均勻性。空調(diào)總面積為1000平方米，有20個(gè)實(shí)驗(yàn)室。全年必須保持恒定的溫度和濕度。該項(xiàng)目要求室內(nèi)參考溫度為20℃。根據(jù)房間的功能，溫度波動(dòng)要求在±0.2?±2℃以?xún)?nèi);室內(nèi)濕度：50%±10%;室內(nèi)噪音：<50dB;每個(gè)房間對(duì)風(fēng)速都有特殊要求。

　　空氣處理計(jì)劃

　　使用全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)，可根據(jù)地理位置的不同和控制精度的不同在三個(gè)區(qū)域進(jìn)行控制。夏天的空氣

　　處理過(guò)程：將室內(nèi)回風(fēng)(N)排出并與新鮮空氣(W)(C)混合，通過(guò)空氣處理機(jī)(L)的冷盤(pán)管將空氣冷卻至露點(diǎn)溫度以下，以進(jìn)行除濕和除濕;并通過(guò)電加熱進(jìn)行再加熱和加濕加濕控制空氣到總空氣供應(yīng)狀態(tài)點(diǎn)(O)，房間的空氣出口端裝有電加熱裝置，以進(jìn)一步調(diào)節(jié)每個(gè)房間的空氣供應(yīng)溫度。冬季的空氣處理過(guò)程如圖2所示。冬季無(wú)需冷卻。加熱水通過(guò)冷盤(pán)管用作主要加熱，原來(lái)的電加熱是輔助加熱。將室內(nèi)回風(fēng)與新鮮空氣(C)混合后，由表面冷卻器加熱(C點(diǎn)至1點(diǎn))，并通過(guò)電加熱，再加熱和加熱將空氣控制到總空氣供應(yīng)狀態(tài)點(diǎn)(O)。加濕。

　　冷(熱)源及其他主要設(shè)備的空調(diào)設(shè)計(jì)制冷負(fù)荷為270kW，冬季熱負(fù)荷為130kW。多個(gè)冷水機(jī)組用于連接敞開(kāi)的恒溫水箱(以下簡(jiǎn)稱(chēng)：水箱)，以確保負(fù)荷增加和減少的靈活性以及水溫的穩(wěn)定性。二次泵系統(tǒng)的水系統(tǒng)，輔助系統(tǒng)采用恒流系統(tǒng)，三個(gè)主冷卻水泵和三個(gè)冷卻水泵對(duì)應(yīng)于冷卻器，冷卻水泵通過(guò)變頻控制，調(diào)節(jié)冷卻水流量根據(jù)溫度變化。 ，對(duì)應(yīng)3臺(tái)冷卻塔的機(jī)組數(shù)量和風(fēng)機(jī)的啟停控制，達(dá)到了節(jié)能降噪的目的。該系統(tǒng)配有水箱，水箱中水的溫度可以穩(wěn)定在設(shè)定溫度。如果發(fā)生突然變化，冷水源的側(cè)面或末端，水箱中的冷水源仍相對(duì)穩(wěn)定，以確保房間末端的溫度穩(wěn)定，系統(tǒng)可以根據(jù)需要調(diào)整房間和水箱的使用。在任何天氣條件下設(shè)定水溫時(shí)。

　　空氣系統(tǒng)分為三個(gè)區(qū)域，用于集中供氣，溫度差為2°C。由于該項(xiàng)目的特殊要求，最終房間的原始插座無(wú)法更改，并且某些房間需要使用低速風(fēng)扇。對(duì)風(fēng)的設(shè)計(jì)，對(duì)風(fēng)速的形式和要求不同，使用不同類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)室速度場(chǎng)，對(duì)溫度場(chǎng)進(jìn)行CFD模擬。根據(jù)模擬結(jié)果，適當(dāng)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)之間的溫差量。

　　2系統(tǒng)的控制基于圖3所示的基于DDC的系統(tǒng)控制邏輯。該系統(tǒng)是多級(jí)調(diào)節(jié)的，每個(gè)級(jí)別都是獨(dú)立控制的，并且相互補(bǔ)充，因此室溫和濕度可以快速穩(wěn)定在目標(biāo)設(shè)定值。

　　在排出回風(fēng)后，系統(tǒng)的回風(fēng)與新鮮空氣混合。混合空氣的溫度和濕度由空氣閥控制。排氣閥和新鮮空氣閥互鎖并受到控制，以保持系統(tǒng)中恒定的正壓差。調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)表面冷卻器的熱交換，以使表面冷卻器之后的空氣供應(yīng)溫度和濕度達(dá)到目標(biāo)值。該目標(biāo)值隨混合空氣的露點(diǎn)溫度動(dòng)態(tài)變化，并合理地調(diào)節(jié)熱交換和分配系統(tǒng)的顯熱和潛熱。調(diào)整比例。空氣經(jīng)過(guò)冷卻和除濕后，經(jīng)過(guò)主電加熱部分和濕膜加濕部分后被送出。總供氣溫度和濕度由連續(xù)可調(diào)的電加熱和變頻加濕泵精確調(diào)節(jié)。此時(shí)，總的送風(fēng)溫度和濕度分別在0.1°C和3%之內(nèi)波動(dòng)。

　　系統(tǒng)將空氣發(fā)送到每個(gè)房間。由于每個(gè)房間的距離和負(fù)載不同，因此有必要進(jìn)一步調(diào)整終端溫度。適用于連續(xù)可調(diào)的小型電加熱裝置以及高精度，靈敏的Vaisala QFA系列和Siemens HMT系列溫度和濕度傳感器。房間負(fù)載波動(dòng)，并且對(duì)房間的溫度和濕度進(jìn)行精確控制。

　　綜上所述，對(duì)空氣處理過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)的精確控制是設(shè)計(jì)高精度恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵。最重要的是空氣調(diào)節(jié)器的冷盤(pán)管穩(wěn)定且可調(diào)的熱交換。

　　在項(xiàng)目中對(duì)電動(dòng)二通閥的調(diào)節(jié)通常會(huì)考慮對(duì)表中水冷卻盤(pán)管的熱交換進(jìn)行控制以達(dá)到目標(biāo)。由于水量的變化和熱傳遞的變化不是線(xiàn)性的，因此將導(dǎo)致所供應(yīng)的空氣的溫度和濕度的波動(dòng)以及所供應(yīng)的空氣的參數(shù)的波動(dòng)。同時(shí)，冷水機(jī)組的裝卸，啟停有一定的滯后現(xiàn)象，也會(huì)引起供氣參數(shù)的波動(dòng)。該設(shè)計(jì)利用熱交換三通閥和水箱中的水的匯合來(lái)控制冷卻盤(pán)管流量計(jì)的兩個(gè)突出問(wèn)題。該設(shè)計(jì)使用合流三通閥和水箱來(lái)控制冷盤(pán)管的熱交換。具有半封閉隔間的水箱起冷藏，恒溫和緩沖的作用。它不僅可以減少因能耗造成的冷卻器頻繁啟動(dòng)和停機(jī)，而且可以避免由于溫度波動(dòng)而引起的瞬時(shí)水溫波動(dòng)風(fēng)。冷卻水系統(tǒng)使用組合式三通進(jìn)入AHU冷盤(pán)管，將冷卻水與部分表面冷卻器回水混合，然后進(jìn)入表面冷卻器，然后進(jìn)入表面冷卻器和回水的冷卻水比例根據(jù)所需的實(shí)際冷卻能力連續(xù)調(diào)節(jié)。在保持表面冷卻器的冷水流量的情況下，通過(guò)改變冷水的溫度來(lái)改變表面冷卻器和混合空氣之間的熱交換，從而確保盤(pán)管的熱交換隨溫度線(xiàn)性變化。

　　3系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行策略及優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　根據(jù)不同季節(jié)和室外溫濕度，焓值變化，設(shè)置夏，冬，春，秋，過(guò)渡季節(jié)，四種工作方式，合理配置冷卻器，鍋爐，熱水，空氣清新劑，加濕器，電加熱供應(yīng)(冷和熱)源，同時(shí)控制溫度和濕度，最大程度地減少不必要的污染負(fù)荷并節(jié)省能源。最大限度地利用新鮮空氣以減少冷卻器上的負(fù)荷。如果室外溫度足夠低，則可以將室外空氣用作冷源，并且可以使用溫度經(jīng)濟(jì)循環(huán)控制來(lái)調(diào)節(jié)回風(fēng)閥，排氣閥和新鮮空氣閥，以確保溫度設(shè)定。當(dāng)潛熱負(fù)荷較大時(shí)，使用焓值的經(jīng)濟(jì)循環(huán)控制代替溫度的經(jīng)濟(jì)循環(huán)控制，并且將室外溫度的判斷更改為焓的判斷。在無(wú)人操作期間，冷卻方法采用新鮮空氣冷卻。采用動(dòng)態(tài)露點(diǎn)溫度控制，以隨著室外溫度的變化不斷調(diào)節(jié)表面冷卻器的熱交換，盡可能減少冷卻器的負(fù)荷，并避免不必要的再加熱和加濕。冷水系統(tǒng)還使用帶有半封閉隔間的開(kāi)放水箱，以減少因頻繁啟動(dòng)和停止冷卻器而引起的能耗。使用合流三通閥可提高供水溫度，減少不必要的冷卻和除濕，并節(jié)省冷卻能力。冷卻水系統(tǒng)采用變頻技術(shù)，可以控制冷卻塔風(fēng)扇的開(kāi)和關(guān)，有效跟蹤冷水機(jī)的輸出，減少水泵和風(fēng)扇的能耗。

　　電表冷卻器采用四根管道。在冬季，首先將院子中的熱水用作熱源，以節(jié)省電加熱的能耗。熱水管由電動(dòng)二通閥調(diào)節(jié)。

　　4系統(tǒng)運(yùn)行效果

　　調(diào)試后，將按照通風(fēng)和空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中的潔凈室測(cè)試方法對(duì)每個(gè)辦公室在工作期間的主要指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果完全符合設(shè)計(jì)要求。