韋建德，鐘久明

（海南師范大學(xué) 物理與電子工程學(xué)院，海南 海口，571158）

空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)恒溫恒濕的節(jié)能設(shè)計(jì)

韋建德，鐘久明

（海南師范大學(xué) 物理與電子工程學(xué)院，海南 海口，571158）

空調(diào)系統(tǒng)承擔(dān)著排除室內(nèi)余熱、余濕，并改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的任務(wù)，文章中提出的安全夾層玻璃生產(chǎn)線上合片室內(nèi)溫度、濕度控制系統(tǒng)，可使合片室內(nèi)溫度保持在20±3°C、相對(duì)濕度是24%±3%.對(duì)空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)恒溫恒濕的節(jié)能方案進(jìn)行探討具有一定的實(shí)用價(jià)值.

安全夾層玻璃生產(chǎn)線；恒溫恒濕；節(jié)能

安全夾層玻璃自動(dòng)生產(chǎn)流水線中，合片室內(nèi)合片環(huán)節(jié)工序是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一，而合片室內(nèi)的生產(chǎn)環(huán)境溫度、相對(duì)濕度和粉塵含量對(duì)玻璃合片產(chǎn)品的質(zhì)量起到非常重要的關(guān)鍵作用，而聚乙烯醇縮丁醛（PVB）薄膜的存放對(duì)環(huán)境溫度、相對(duì)濕度也有很高的要求；溫度、濕度和粉塵超標(biāo)都易引起夾層玻璃產(chǎn)品發(fā)生氣泡、脫膠等缺陷.傳統(tǒng)的降溫除濕系統(tǒng)采用水冷凍機(jī)組蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要水資源，造價(jià)高.合片室內(nèi)要求溫度在20±3°C、相對(duì)濕度是24%±3%.因此重新設(shè)計(jì)降溫除濕系統(tǒng)，系統(tǒng)包含了風(fēng)路、冷凍機(jī)組和除濕三部分，方案如下：

1 合片室內(nèi)合片環(huán)境的工藝要求和設(shè)計(jì)參數(shù)[1]

合片室（含更衣室）見圖1，使用面積250 m2，吊頂高度2.8 m，房間有效容積700 m3，室內(nèi)工作人員6人，三班工作.合片室內(nèi)生產(chǎn)工藝要求是：環(huán)境溫度在20±3°C、相對(duì)濕度是24%±3%，正壓5～10Pa，潔凈度1萬級(jí).

圖1 合片室平面圖Fig.1 The sketch map of the slice joint room

空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)是：溫度在20±2°C、相對(duì)濕度是22%±2%，正壓值≥5 Pa，風(fēng)速≤0.25 m/s，含塵（粒徑≥0.5 μm灰塵）濃度≤350粒/L.

室外環(huán)境夏季空調(diào)計(jì)算溫度為36°C，計(jì)算濕球溫度30°C（70﹪RH）；冬季空調(diào)計(jì)算溫度6°C，計(jì)算相對(duì)濕度60﹪RH.大氣含塵濃度≤5×105粒/L.

合片室熱濕負(fù)荷為：產(chǎn)濕量15 kg/h，夏季冷負(fù)荷18 720 kcal/h（21.8 kW），冬季熱負(fù)荷6 000 kcal/h（7kW）.系統(tǒng)設(shè)計(jì)總風(fēng)量12 000 m3/h，新風(fēng)量2 000 m3/h，換氣次數(shù)21次/h.

2 空氣處理方案

2.1 系統(tǒng)原理[2-4]

空調(diào)制冷去濕系統(tǒng)框圖見圖2，圖中M1和M2是風(fēng)機(jī)（內(nèi)含粗效過濾器），新風(fēng)進(jìn)風(fēng)分別由A1和B1進(jìn)入，進(jìn)風(fēng)量分別為1 000 m3/h，都由此補(bǔ)充新風(fēng).ZGA1和ZGB1是中效過濾器，GGA1和GGB1是高效過濾器.

系統(tǒng)采用德國西門子可編程控制器PLC進(jìn)行中央集中控制，PLC將采集回的各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)高速處理，應(yīng)用TD200人機(jī)界面，使系統(tǒng)的操作更直觀、簡單方便.除濕機(jī)型號(hào)為Munters公司的Munt?ers5000，采用硅膠干燥轉(zhuǎn)輪.A6加A7的風(fēng)量和B6加B7的風(fēng)量都是4 000 m3/h，A8和B8處的風(fēng)量都是1 000 m3/h；

圖2 合片室除濕系統(tǒng)框圖Fig.2 The dehumidification system diagram of the slice joint room

新風(fēng)處理過程夏季各工況狀態(tài)變化見圖3，室外新風(fēng)W（1000 m3/h）由A9、B9進(jìn)入系統(tǒng)，先經(jīng)直接蒸發(fā)式的前表冷空調(diào)4級(jí)獨(dú)立運(yùn)行機(jī)組進(jìn)行冷凍除濕降溫到L點(diǎn)（絕對(duì)溫度d=12.5 g/kg干空氣），然后與回風(fēng)N（4 000 m3/h）混合至M點(diǎn)，經(jīng)除濕機(jī)轉(zhuǎn)輪除濕升溫至B點(diǎn)，與經(jīng)A8、B8（1 000 m3/h）的回風(fēng)混合，最后風(fēng)量6000 m3/h經(jīng)直接蒸發(fā)式的后表冷空調(diào)干冷降溫至P點(diǎn)，再送入合片室內(nèi).其夏季各點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)見表1.

2.2 熱濕負(fù)荷的計(jì)算[5-7]

夏季工況是全年最不利的，下面以夏季工況為例進(jìn)行計(jì)算：

1）新風(fēng)前表冷空調(diào)器冷量：

2）新風(fēng)前表冷空調(diào)器冷凍除濕量：

圖3夏季各工況狀態(tài)Fig.3The working condition state in summer

3）除濕機(jī)干燥轉(zhuǎn)輪除濕量：

4）送風(fēng)后表冷空調(diào)器冷量：

表1 夏季工況各點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)Tab.1The parameter of each working condition state in summer

5）空調(diào)機(jī)組冷量：

式中qx是新風(fēng)風(fēng)量，qc是除濕總風(fēng)量，ρ是空氣密度（1.2 kg/m3），iW、iL、iB和iP分別是W、L、B、P各狀態(tài)點(diǎn)處的熱函，dW、dL、dM和dB分別是W、L、M、B各狀態(tài)點(diǎn)處的絕對(duì)濕度.

2.3 技術(shù)措施[2，8]

為更好地保證合片室內(nèi)生產(chǎn)環(huán)境達(dá)到工藝的要求，并使合片室內(nèi)形成正壓排氣，以避免室外粉塵及熱空氣進(jìn)入室內(nèi)，以達(dá)到節(jié)能目的，采取的措施如下：

1）合片室地面、隔墻和頂板均進(jìn)行防潮隔熱處理；

2）墻壁、頂棚飾面材料為隔熱雙面彩色不銹鋼板；

3）合片室入口處設(shè)有保溫密閉防潮門，進(jìn)入室內(nèi)有更衣帽間過渡，還有風(fēng)淋間進(jìn)行處理，以避免人員攜附粉塵進(jìn)入合片室內(nèi)；

4）地面材料采用防靜電塑料地板；

5）風(fēng)管咬口處及法蘭連接處均采用環(huán)氧樹脂密封.

3 空氣凈化設(shè)計(jì)[4-5]

可以求得人員密度q為0.03人/m2，室內(nèi)單位容積發(fā)塵量G為1.2×104粒/m3min，取室內(nèi)允許含塵濃度為245粒/L，粗效過濾器效率ac為0.2，中效過濾器效率ag為0.4；為滿足室內(nèi)維持10 000級(jí)的潔凈水平，末端過濾器應(yīng)采用高效過濾器，因此，空氣凈化采用粗效、中效和高效三級(jí)過濾器.

4 設(shè)備選型

主要設(shè)備見表2.

表2 主要設(shè)備指標(biāo)Tab.2Index＆parameter of main equipments

5 結(jié)束語

該系統(tǒng)采用風(fēng)表冷凍機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)，較水冷凍機(jī)組系統(tǒng)，其維護(hù)運(yùn)行簡便，節(jié)約用水資源，費(fèi)用低，空調(diào)表冷器采用4級(jí)的獨(dú)立結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的實(shí)際狀況分別啟動(dòng)各級(jí)表冷器，同時(shí)達(dá)到節(jié)能的效果.系統(tǒng)通過實(shí)際運(yùn)行測試，各項(xiàng)性能參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)和工藝要求，合片室內(nèi)24h溫度控制精度為22±0.5°C，相對(duì)濕度控制精度為24%±2%，室內(nèi)平均含塵（粒徑≥0.5μm灰塵）濃度為70粒/L，室內(nèi)外靜壓差≥5 Pa，采用溫濕度測量儀Vaisala/HMT333進(jìn)行測量得圖4.圖4為夏季某日連續(xù)24h合片室內(nèi)一處的溫濕度平均值和室外溫濕度變化曲線，采用P-5L2C型便攜式微電腦粉塵儀測量得圖5.圖5為室內(nèi)各點(diǎn)含塵濃度的分布情況.

圖4 夏季室內(nèi)室外溫濕度變化曲線Fig.4 Indoor and outdoor temperature and relative humidity curve in summer

圖5 室內(nèi)各點(diǎn)含塵濃度分布Fig.5 Indoor dust concentration distribution

[1]薛殿華.空氣調(diào)節(jié)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1991:195-211,311-347.

[2]李新禹.恒溫恒濕機(jī)房空調(diào)設(shè)計(jì)探討[J].制冷與空調(diào),2004,4（5）:44-47.

[3]韓如偉.工談恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施[J].制冷技術(shù),2001（4）:29-30.

[4]鄒月琴,許鐘麟,郎四維.恒溫恒濕、凈化空調(diào)技術(shù)及建筑節(jié)能技術(shù)研究綜述[J].建筑科學(xué),1996（24）:45-52.

[5]李先庭,李吉生,江億.室內(nèi)空氣交換率的數(shù)值計(jì)算及應(yīng)用[C].中國建筑學(xué)會(huì)曖通空調(diào)專業(yè)委員會(huì).全國暖通空調(diào)制冷1996年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.北京:中國制冷學(xué)會(huì)圖書出版社,1996,241-244.

[6]趙榮義,錢以明,范存養(yǎng),等.簡明空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998:26-27.

[7]張祉祐,陳和暑.冷藏與空氣調(diào)節(jié)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999,8,123-135,144-152.

[8]黃柱深,黃超麟.基于PLC的高精度溫度控制系統(tǒng)[J].機(jī)電工程技術(shù),2006,10(2):123-125.

Energy Saving Design of Constant Temperature&Humidity Produced with Air Condition System

WEI Jiande，ZHONG Jiuming
（College of Physics and Electronic Engineering，Hainan Normal University，Haikou571158，China）

Air condition system exclude excess hot&humidity,and improve the quality of indoor air.This article ad?vanced a temperature&humidity control system in the slice joint room of a laminated safety production line,to achieve temperature of 20±3°C、relative humidity of 24%±3%in the room.The energy saving program of constant temperature&humidity with air condition system was studied,which has application value.

laminated safety production line；constant temperature&relative humidity；energy saving

TU 831

A

1674-4942（2012）01-0046-04

2011-12-18

黃 瀾