鋒速達通風(fēng)降溫系統(tǒng)
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廠房降溫設(shè)備獨立負壓通風(fēng)系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性分析(一)吸頂式冷風(fēng)機
1 引言
獨立負壓通風(fēng)系統(tǒng)（DedicatedOutdoorAirSystem，DOAS）的概念早在80年代就已在美國出現(xiàn)[1]。在ASHRAEStandard62-1989頒布之后，由于
需要增加一套獨立的新風(fēng)處理機組，DOAS工程并沒有被完全接受。但是，在更為嚴格的ASHRAEStandard62-1999通過之后，如何保證足夠的新
風(fēng)量成為人們關(guān)注的焦點。室內(nèi)空氣品質(zhì)內(nèi)涵也更豐富，除新風(fēng)量要求外，室內(nèi)空氣的安全性也提到了前所未有的高度。傳統(tǒng)空調(diào)工程在消除
和防止生物性或化學(xué)性污染方面沒有專門的考慮，容易產(chǎn)生一些相關(guān)的問題，如：全空氣工程的回風(fēng)回用容易引發(fā)交叉污染，風(fēng)機盤管工程的
凝水盤存在滋生細菌的可能。另外，美國前些年結(jié)核病發(fā)病率的升高以及2001年9·11之后人們對生化恐怖襲擊的恐懼，使人們對室內(nèi)空氣品
質(zhì)更加關(guān)注。尤其是全球性SARS疫情的爆發(fā)，引起人們對已有空調(diào)工程的疑慮。在此背景下，DOAS工程受到人們極大的關(guān)注。
2 DOAS工程
DOAS工程一般包括預(yù)熱盤管、全熱交換器、深度冷卻盤管和顯熱交換器等設(shè)備，如圖1所示[1]。最初提出DOAS是為了解決冷卻吊頂工程表
面結(jié)露的問題。通過深度冷卻后的新風(fēng)含濕量降低許多，送入室內(nèi)后承擔全部濕負荷和部分冷負荷。由于深度冷卻盤管所要求的機器露點比較
低，DOAS工程也常與冰蓄冷工程結(jié)合使用。另外，由于送風(fēng)溫度比較低，DOAS工程也兼有低溫送風(fēng)的優(yōu)點。
在圖1中，預(yù)熱盤管（主要用于冬季）將狀態(tài)1的室外新風(fēng)加熱，防止全熱交換器處出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象。全熱交換器在工程中也有使用板式換熱
或熱管換熱的情況，只是后兩者不如前者控制靈活，調(diào)節(jié)范圍大。當狀態(tài)1和狀態(tài)6的空氣流量相同時，全熱交換器的效率為85%。當室外新風(fēng)
的露點溫度高于設(shè)計送風(fēng)露點溫度時，新風(fēng)在深度冷卻盤管處冷卻到所要求的露點溫度，同時新風(fēng)的濕度降低；當室外新風(fēng)的露點溫度低于設(shè)
計送風(fēng)露點溫度，這一功能段就不再對新風(fēng)進行去濕。顯熱交換器起到再熱的作用。如果房間熱負荷特別大，允許冷風(fēng)直接吹入，則顯熱交換
器停止轉(zhuǎn)動。但多數(shù)情況下都需要有再熱裝置，此時顯熱交換器轉(zhuǎn)動。狀態(tài)5到狀態(tài)6為通風(fēng)。狀態(tài)5的室內(nèi)通風(fēng)與狀態(tài)3的室外新風(fēng)在顯熱交換
器中進行熱交換，全熱交換器處依靠通風(fēng)對新風(fēng)進行冷卻去濕（夏季）或加熱（冬季），以達到熱回收的目的。
圖1 DOAS工程圖3 送風(fēng)工程形式
DOAS工程可以與常規(guī)空調(diào)工程結(jié)合使用，主要有兩種結(jié)合形式：直接送風(fēng)形式和間接送風(fēng)形式。
3.1 直接送風(fēng)形式
如圖2所示，DOAS工程直接向空調(diào)房間送風(fēng)，室內(nèi)潛熱負荷由新風(fēng)負擔，顯熱負荷主要由房間空調(diào)設(shè)備負擔[2]。室內(nèi)局部空調(diào)末端在干工
況下工作，有效減少了細菌滋生的機會；而且免除了冷凝水管路，從而簡化了空調(diào)工程。圖中的房間局部空調(diào)末端可以是水源熱泵、冷卻吊頂
或風(fēng)機盤管等。該工程形式的優(yōu)點是能夠保證房間的新風(fēng)量要求，易于工程的風(fēng)量平衡；其缺點是通風(fēng)與回風(fēng)可能混合不好，室內(nèi)溫度的均勻性可能欠佳
圖2 直接送風(fēng)圖 圖3 間接送風(fēng)
3.2 間接送風(fēng)形式
如圖3所示，DOAS工程的送風(fēng)首先進入局部空調(diào)末端，與回風(fēng)混合后再送入房間[2]。這種工程形式的優(yōu)點是：末端設(shè)備容量較小，可以節(jié)
省吊頂空間；新風(fēng)與回風(fēng)充分混合，房間的溫度均勻性較好。其缺點是：負壓通風(fēng)系統(tǒng)與空調(diào)末端相互串聯(lián)，只要房間需要通風(fēng)，空調(diào)末端就得運
行。
上述兩種工程形式都將回風(fēng)限定在各自房間內(nèi)部，從而降低了各房間交叉污染的可能性，而且室內(nèi)局部空調(diào)末端在干工況下工作，避免了細菌滋生。因此，DOAS工程也成為SARS之后人們較多關(guān)注的空調(diào)方式。
4 運行工況分析
圖4 工況分區(qū)圖 圖5 工況分析
圖4為DOAS工程的全年運行工況在焓-濕圖上的分區(qū)圖。圖4、5中各數(shù)字所代表的狀態(tài)說明如下：
1——室外新風(fēng)狀態(tài)點；
1’——新風(fēng)預(yù)熱后的狀態(tài)點；
2——新風(fēng)離開全熱交換器所處的狀態(tài)點；
3——送風(fēng)狀態(tài)機器露點；
4——送風(fēng)參數(shù)點；
5——室內(nèi)空氣狀態(tài)點；
6——室內(nèi)空氣等濕降溫后的狀態(tài)點。
圖4中由3、4、5、6這四個點將焓-濕圖分成了A、B、C、D四個區(qū)域。新風(fēng)狀態(tài)1可能位于A、B、C、D四個區(qū)域的任何位置。
當狀態(tài)1位于A、B（由狀態(tài)3的露點溫度與狀態(tài)6的焓這兩條直線交叉得到）區(qū)域時，室外新風(fēng)需要冷卻去濕。在顯熱交換器處經(jīng)過再熱后
，達到狀態(tài)4，送入房間。當狀態(tài)1處于C、D（由狀態(tài)3的露點溫度和狀態(tài)4、5的連線交叉得到）區(qū)域時，應(yīng)該對新風(fēng)加濕。
如果狀態(tài)1處于區(qū)域A中，為了回收通風(fēng)狀態(tài)6的冷量，全熱交換器全速運轉(zhuǎn)，將新風(fēng)從狀態(tài)1冷卻去濕到狀態(tài)2。在冷卻盤管處，狀態(tài)2的空
氣被處理到狀態(tài)3。再經(jīng)過顯熱交換器到狀態(tài)4，送入房間。
如果狀態(tài)1處于區(qū)域B中，全熱交換器關(guān)閉，狀態(tài)1、2重合。冷卻盤管將新風(fēng)處理到狀態(tài)3，經(jīng)過顯熱交換器至狀態(tài)4再送入房間。
如果狀態(tài)1處于區(qū)域C中，可以調(diào)節(jié)全熱交換器，將狀態(tài)1的新風(fēng)處理到狀態(tài)2，狀態(tài)2位于狀態(tài)3、4的連線上。再經(jīng)冷卻盤管將新風(fēng)冷卻到
狀態(tài)4送入房間，此時顯熱交換器關(guān)閉。區(qū)域C不需要末端再熱或冷卻，狀態(tài)5、6重合。
如果狀態(tài)1位于區(qū)域D中，新風(fēng)需要預(yù)熱到位于狀態(tài)4、5連線上的狀態(tài)1’。然后在全熱交換器處加熱、加濕，達到狀態(tài)4，送入房間。
上述四種運行工況匯總結(jié)果見表1。
表1 DOAS工程的運行工況一、吸頂式冷風(fēng)機工作原理
吸頂式冷風(fēng)機依靠軸流風(fēng)機使冷庫內(nèi)的空氣通過冷風(fēng)機中的蒸發(fā)器進行強制循環(huán)，在蒸發(fā)器中進行熱交換冷卻空氣，從而達到降溫目的。
二、吸頂式冷風(fēng)機分類
根據(jù)吸頂式冷風(fēng)機的送風(fēng)形式，可分為單面送風(fēng)和雙面送風(fēng)；根據(jù)它的翅片形式，有繞片式和套片式。氟利昂冷風(fēng)機一般是單向吸頂套片式，冷卻管一般用D10—20的紫銅管，其外套有0.2～0.3mm的薄鋁肋片。為了使吸頂式冷風(fēng)機出口的制冷劑有一定的過熱度，冷風(fēng)機中制冷劑的走向與空氣的流向一般采用錯流。
三、吸頂式冷風(fēng)機結(jié)構(gòu)特點
1、吸頂式冷風(fēng)機的蒸發(fā)器是由紫銅管和鋁翅片構(gòu)成，紫銅管采用真空退火工藝，具有很高的清潔度和可彎性，鋁翅片一般采用二次翻片一次沖壓成型工藝，紫銅管與鋁翅片經(jīng)機械脹管后結(jié)合牢固緊密，具有很高的傳熱效果。
2、吸頂式冷風(fēng)機軸流風(fēng)機具有結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)、效率高、耐低溫、噪聲低等特點。
3、融霜采用不銹鋼電加熱管，電熱管端部密封采用嚴格的加工工藝，使電熱管不漏電具有更長的使用壽命。
4、吸頂式冷風(fēng)機外殼采用優(yōu)質(zhì)冷板噴塑、軋花鋁板或不銹鋼鋼板，由用戶挑選。
四、吸頂式冷風(fēng)機安裝使用說明
1、冷風(fēng)機用4根或6根長螺栓吊裝于庫內(nèi)頂板上。
2、安裝后的吸頂式冷風(fēng)機應(yīng)保持水平。
3、吸頂式冷風(fēng)機的泄水管通往庫外應(yīng)保持一定的坡度，能夠使融霜水順利排除庫外。
4、吸頂式冷風(fēng)機進風(fēng)口處不應(yīng)緊靠墻壁以保證冷風(fēng)機有充分的回流空氣。
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