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详细内容

厂房车间除湿机的设计方案

厂房车间除湿机的设计方案

    通过北京某工程实例,以其中一个系统(J-2系统)对除湿方案的选择进行了一定的介绍,认为冷冻除湿结合转轮除湿机在工业厂房除湿要求的空调设计中为比较节能可行的方案。并简单介绍了如何通过计算来选定设备。另外提出了转轮除湿机的工作原理及要选取新型除湿机能更好的节省投资,做到节约能源。

关键词: 设计、湿负荷、除湿、转轮除湿机、节能

1、工程概况   

    北京某公司车间。地上一层厂房.总建筑面积550㎡。共设有22间功能间全部实施净化除湿空调系统设计,及部分普通空调厂房。其中净化除湿要求的厂房面积约占440㎡。

   本设计涉及的范围仅为除湿要求的净化空调系统的设计。

a.室外主要气象参数:

夏季空调日平均温度                                28.6℃

夏季空调计算干球温度                              33.2℃

夏季空调计算湿球温度                              26.4℃

冬季空调计算干球温度                              -12℃

冬季采暖计算干球温度                              -9℃

.热月月平均计算相对湿度                            60%

 b.此厂房全年室内设计参数为:

①     普通净化空调房间:

室内温度:18-25℃,相对湿度:30-60%

②     干燥净化空调房间:

室内温度:18-26℃,相对湿度:≤20%

③     干燥晾膜间

    室内温度:37±3℃,相对湿度:≤20%

④     干燥温室净化间

    室内温度:29-37℃,相对湿度:≤20%

冷源为 7/12℃ 的冷冻水 ,热源为 室外热水管网提供

  根据工艺要求,净化区共设有4个空调系统,分别为 J-1、J-2、J-3、J-4系统。由于工艺的特殊要求,生产工艺过程中会产生相当大的散湿量,同时又要求保持车间内较低的相对湿度。为此空调系统主要采用了冷冻除湿加转轮除湿的系统方案。

  本公司将以J-2系统为例主要介绍除湿空调系统的设计,同时对除湿方案中设备的选择提出一定的建议。

2、方案的选择与比较

   空调系统上常用的除湿办法是冷冻除湿,但是对于湿负荷相当大、冷负荷相对较低,即热湿比很小的情况单凭冷冻除湿不能满足室内设计参数的要求。如果要达到工艺要求的温度,采用冷冻除湿须采用低温冷冻水,然而空气中的含湿量如果低于6 8g/kg(本工程为1.9 g/kg)左右时,蒸发器就会有冻结的危险。因此,此工程采用了冷冻除湿与转轮除湿相接合的方案。

   本公司将以J-2系统为例,对夏季除湿方案的选择进行简单的分析。

   在选取冷冻除湿结合转轮除湿的方案后,对两种可能的空气除湿方案进行了比较:

   A方案:新风(W)进行冷冻除湿至露点(L),再与回风(N)混合至(C)点,后空气经转轮干燥除湿至(D)。除湿后的(D)降温至(0’)点。.后经ε至室内状态点。

B方案:新风(W)与回风(N)混合,后(C)进行冷冻除湿,降至露点(L)后,空气经过转轮至(D)点。除湿后(D)再和(L)混合至(O’)。.后经ε至室内状态点。

经计算与比较,选定A方案为此空调系统.佳节能方案。

3、空气处理过程(图1、方案A空气除湿处理过程示意图)

3.1 空调处理过程: 

方案A:W→L:降温除湿                              方案B: N+W→C:新回风混合

N+L→C:新回风混合                                C→D:除湿机去湿升温

C→D:除湿机去湿升温                               D→O’:等湿降温

D→O’:等湿降温                                  O’延ε线升温至室内状态点

O’延ε线升温至室内状态点 


3.2 焓湿图: 

180;1632;0689.png

                        图1、方案A空气除湿处理焓湿图

 180;1632;0689.png

                          图2、方案B空气除湿处理焓湿图

各状态点状态参数汇总:

表一:方案A

表二:方案B

 由于J-2系统由于车间内工作人员多故新风量大,故由新风及人员散湿带来的湿负荷较大,故采取先对新风冷冻除湿后再与室内回风混合,然后经过转轮除湿机的方案。这样可以大大降低转轮除湿机的负荷从而从设备初投资上进行节约。故方案A为实际设计所采用的较为节能的方案。

3.3 空调系统主要设计内容:

3.1洁净室风量的确定 

3.1.1 送风量:净化空调系统的送风量应该是消除室内余热、余湿所需的送风量和稀释室内灰尘所需的送风量两者之中的大者。并且,该送风量还不应小于《洁净厂房设计规范》中所规定的换气次数(乱流洁净室)。经计算,洁净室的送风量根据换气次数计算可以满足其要求,故送风量选取用换气次数计算送风量。具体计算过程不在此赘述。

3.1.2 回风量:洁净室正(负)压是通过使净化系统的送风量大(。┯诨胤缌亢团欧缌恐偷姆椒ɡ创锏降。维持洁净室正(负)压所需的风量,要根据围护结构密封性能的好坏来确定。据《空气调节设计手册》,洁净室处于10Pa的压值,建议采用此压值时所需的风量按2~3次/h换气次数选用,计算时为2次/h换气次数。由于此系统均为正压系统,因此每个房间会有因正(负)压引起的渗透风量,则回风量=送风量-排风量-2×房间体积。

3.1.3 新风量:新风量的计算取以下计算结果中的较大值:

① 空调系统补偿局部排风、全面排风和保持室内正压或负压所需的新风量之总和Lx,由下式计算:

            (m3/h)

 式中   Lp——局部和全面排风量之和(m3/h);

Lz——该系统各房间室内保持正压或负压所需的风量之和(m3/h)。

② 保证每个房间都满足卫生要求所需新风量。

洁净厂房按每人每小时不小于40m3/(h·p)确定。由于各系统的总人数很多,此系统中根据甲方提供的数字大概在车间中工作的人数约80人。故系统主要按人均每人每小时不小于40m3/(h·p)来考虑,故新风量比较大。

3.2 由于此工程实例的空气处理过程不同于一般的一次、二次回风的空气处理过程,其空气处理过程如文章上述中的方案A所介绍。

3.2.1 空气在经过冷冻除湿及转轮机每个处理单元都需要对其进行计算,其计算过程如下:

W→L:表冷器+挡水板

G新风=3200m3/h , ρ33℃=1.254kg/ m3  , ρ17℃=1.217kg/ m3 ,

故前表冷器应根据不小于45KW的冷量来考虑及选择。

N+L→C :新回风混合:新风比 m=46.1%

C→D: 将混合后的空气经转轮机处理去湿升温

D点为经转轮除湿机处理后送出的空气状态点。转轮机的出口参数因不同的转轮除湿机不同而不同。因此D点的状态参数由查除湿机的性能曲线表(见产品样本)来查出。

D→O’:后表冷段。功能:将过热的干空气冷却至适当的送风温度,送至室内。

ρ15℃=1.226kg/ m3 ,ρ42℃=1.124kg/ m3 ,

O’延ε线升温至室内状态点。

各状态点参数汇总见表二。

显热负荷Qx=50W/延米+人员+照明〔20~40W/m2〕+设备散热,故:

其中:12640为23℃下人员轻度劳动时的散湿量:158/h·人×80人=12640g/h

3.2.2 通过对室内含湿量的校核来检验此方案是否满足除湿要求:

⑴ 80人在23℃下轻度劳动时的散湿量:

   158/h·人×80人=12640(g/h)

   6848×1.193=8172(kg/h)

   12640÷8172=1.55(g/kg)

   Δd1=1.55(g/kg)

⑵ 室内点(N点)与送风状态点(O’点)含湿量差值

    Δd2=3.5-1.9=1.6(g/kg)

    Δd2>Δd1     ∴满足除湿要求。

4、从节能的角度合理选择转轮除湿机

   转轮除湿是降低空气含湿,获取干燥空气常用的除湿设备。它是利用涂覆在缓慢旋转的多孔道轮状或环状载体上的吸湿剂来吸附透过该转轮的湿空气中所含的水蒸汽分子。吸湿后的吸湿剂可在高温下脱水再生,恢复吸湿能力。

    目前许多国产转轮除湿机都是使用纸制氯化锂吸湿转轮。这种纸质吸湿转轮刚性差、湿强度尤差,耐热性差、使用寿命短。

    本公司设计中选用了新型的蜂窝陶瓷转轮除湿机。首选硅胶作为吸湿剂。新型除湿机由除湿、再生及控制三部分组成,其结构特点在于:再生空气进、排风道中装有热量回收装置。比不带回收装置的普通转轮除湿机的实际热回收效率高出很多,节能效果十分显著。

5、参考文献

1、《洁净厂房设计规范》GB50073-2001;   

2、《空气调节设计手册》第二版;

3、《洁净室施工及验收规范》JGJ71-90 ;

4、《通风与空调工程施工及验收规范》GBJ 50243-97;

5、甲方提供的工艺平面图及设计要求


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