潔淨空調系統和一般空調系統相比,在冷、熱、加濕源的選擇上是有(yǒu)區(qū)别的,因為(wèi)潔淨空調系統的溫度、濕度、潔淨度等參數是根據生産(chǎn)工(gōng)藝的需要提出來的,因此在冷、熱、加濕源的選擇上應以滿足生産(chǎn)工(gōng)藝的需要為(wèi)前提,再根據工(gōng)程所在地的具(jù)體(tǐ)情況進行比較,選擇比較經濟、高效的制冷機、加熱形式和加濕形式。
一、冷源的選擇
冷源有(yǒu)電(diàn)制冷冷水機組、溴化锂吸收式制冷冷水機組和天然冷源(免費冷源)。
1.電(diàn)制冷冷水機組
電(diàn)制冷冷水機組的壓縮機有(yǒu)往複式(活塞式),螺杆式(分(fēn)單螺杆、雙螺杆),離心式(有(yǒu)單級離心式、三級離心式和雙機頭組合式),渦旋式(有(yǒu)單機頭和多(duō)機頭模塊式)等。電(diàn)制冷冷水機組的冷卻方式分(fēn)水冷和風冷兩種。
選擇電(diàn)制冷機時要考慮工(gōng)程所需的冷量、制冷機的效率等因素。電(diàn)制冷機的制冷劑有(yǒu)多(duō)種可(kě)選擇,應盡可(kě)能(néng)選擇高效、環保的制冷劑。
潔淨空調系統選擇電(diàn)制冷冷水機組時,一般情況下要求供、回水的溫度為(wèi):出水溫度7℃,回水溫度12℃。當室内設計參數中(zhōng)的溫度和濕度偏低時,要求冷水機組進出水的溫度進行調整,出水溫度由7℃調整到5℃,回水溫度調整到10~12℃。要注意,當進出水溫度進行調整時,制冷機的制冷量也要進行調整,出水溫度低了,制冷量也降低。在選擇制冷機時要适當放大制冷機的型号。
也有(yǒu)采用(yòng)直接蒸發式制冷形式來滿足室内偏低的溫濕度要求的做法,就是将蒸發器直接裝(zhuāng)在空調箱裏對空氣進行冷卻和去濕。這種做法中(zhōng)要注意的是,當蒸發器表面濕度低于0℃時會結霜,如果結霜就要有(yǒu)化霜的時間,在化霜期間空調系統的送風溫度會發生變化,就不能(néng)滿足室内的溫濕度的要求。直接蒸發式制冷的方式隻有(yǒu)在保證蒸發器表面不結霜的情況才可(kě)使用(yòng)。還有(yǒu)一種情況就是潔淨室經常在冬季要求供的是冷風,這是因為(wèi)潔淨室很(hěn)少有(yǒu)外牆和外窗直接作(zuò)為(wèi)潔淨室的圍護結構,因此建築造成的熱負荷量很(hěn)小(xiǎo),再加上工(gōng)藝設備的發熱量,形成了冬季要求供冷的情況。而采用(yòng)電(diàn)制冷機時,對冷卻水的水溫除了最高有(yǒu)限制外,對最低也是有(yǒu)限制的。一般情況是最高不超過37℃,而最低限制則各種品牌的機器要求不同,一般為(wèi)13-19℃。全年運行制冷機在一年中(zhōng)空氣濕球溫度低于13~19℃的時間很(hěn)長(cháng),此制冷機要啓動必須要有(yǒu)措施,使冷卻水的水溫保證不低于低溫限制,如将冷卻水供回水管進行旁通,利用(yòng)制冷機和水泵的發熱量對冷卻水進行加熱或用(yòng)蒸汽、電(diàn)加熱對冷卻水進行加溫等。
2.溴化锂吸收式制冷冷水機組
溴化锂吸收式冷水機組有(yǒu)燃氣、燃油和利用(yòng)餘熱、蒸汽、熱水等幾種形式。溴化锂吸收式冷水機組的制冷效率比較低,當工(gōng)程所在地有(yǒu)餘熱可(kě)利用(yòng)(如有(yǒu)火力發電(diàn)廠的蒸汽尾氣等),或者工(gōng)程所在地電(diàn)力資源缺乏而燃氣和燃油很(hěn)充沛的情況下選擇溴化锂冷水機組是合适的。溴化锂吸收式冷水機組在一般情況下出水溫度會比電(diàn)制冷機高一點,近幾年随着溴化锂吸收式制冷機制造技(jì )術的改進,出水溫度也能(néng)做得較低。溴化锂吸收式制冷機要保持出水溫度穩定而制冷量不下降,需要更好的維護和保養,同時在選擇溴化锂吸收式冷水機組時要注意冷卻水的出水溫度較高,選擇冷卻塔時要求降溫的溫差較大,應該選用(yòng)中(zhōng)溫冷卻塔。
3.天然冷源(免費冷源)
天然冷源适合于春秋季和冬季也需要供冷的潔淨空調系統。天然冷源可(kě)以是大氣,也可(kě)以是江河水、自來水和經過冷卻塔冷卻的循環水。當室外溫度低于室内溫度時,室外的空氣就可(kě)以被用(yòng)來減少人工(gōng)制冷的冷量。室外氣溫越低,人工(gōng)制冷的制冷量越低,甚至可(kě)以完全利用(yòng)室外空氣作(zuò)冷源,這要做詳細的計算。如果在潔淨空調系統裏利用(yòng)室外空氣作(zuò)冷源,必須對室外空氣進行過濾。空氣過濾的成本和人工(gōng)制冷的成本要進行比較,在合理(lǐ)的情況下,可(kě)采用(yòng)室外空氣作(zuò)冷源,這在實踐中(zhōng)有(yǒu)成功的案例當室外濕球溫度較低時,用(yòng)經過冷卻塔的循環水作(zuò)為(wèi)冷源,是提供免費冷源的一種很(hěn)好的方法。對全年空調運行都要提供冷媒水的系統,利用(yòng)這種免費冷源可(kě)大量降低運行費用(yòng),還降低了碳排放,是個一舉兩得的好事。利用(yòng)這種天然冷源的通常做法是将冷卻塔循環的水通過闆式換熱器和制冷系統的冷媒水進行熱交換,這樣可(kě)以避免進冷卻塔的水和大氣接觸,造成水質(zhì)太差而影響制冷機的熱交換器正常運行。以這種形式作(zuò)為(wèi)冷源可(kě)以和電(diàn)制冷結合起來使用(yòng)。當室外空氣濕球溫度不能(néng)滿足冷媒水對水溫的要求時,可(kě)以開啓部分(fēn)電(diàn)制冷機,随着室外濕球溫度的降低,可(kě)以逐步地将電(diàn)制冷機減少運行量,直到電(diàn)制冷機全部關閉。
這種形式的天然冷源(免費冷源)無論在國(guó)外還是國(guó)内都有(yǒu)很(hěn)多(duō)成功的案例,初投資的增加很(hěn)快就可(kě)以從減少的運行成本中(zhōng)回收。
二、熱源的選擇
在潔淨空調系統中(zhōng),熱源一般有(yǒu)熱水、蒸汽和電(diàn)加熱。
1.熱水
熱水是比較好的熱源,不僅調節和管理(lǐ)方便,而且被處理(lǐ)的空氣的品質(zhì)也好,在潔淨室内工(gōng)作(zuò)的人員感覺會比較舒适,對送風溫度的控制也比較容易而且精(jīng)度高很(hěn)多(duō)。有(yǒu)蒸汽源的工(gōng)程都将蒸汽通過闆式換熱器交換成熱水作(zuò)為(wèi)加熱源。以熱水作(zuò)為(wèi)熱源,水溫可(kě)以取45-90℃,水溫差一般取5-20℃。供水溫度和溫差要根據工(gōng)程的實際情況來決定。如用(yòng)熱泵機組作(zuò)為(wèi)熱源,它能(néng)提供的水溫不會高于45℃,因此供回水的溫差也就取5℃,這樣就要求空調箱内加熱器的加熱面積要大,在空調箱這方面的初投資就增加了。如有(yǒu)熱水鍋爐或用(yòng)蒸汽通過闆式換熱器制成熱水,則水溫的選擇範圍很(hěn)大,若選擇進水溫度高且溫差大,那空調箱内的換熱器面積就選擇小(xiǎo)些。這樣初投資可(kě)以減少,但對送風溫度控制的精(jīng)度就會相對差一些,空氣的舒适度也不如低水溫的好。
2.蒸汽
用(yòng)蒸汽直接作(zuò)為(wèi)熱源時,舒适度較差,管理(lǐ)也比較麻煩,控制溫濕度的精(jīng)度也較差,但它的最大優點就是初投資較省。
一般用(yòng)蒸汽作(zuò)為(wèi)熱源,在輸送過程中(zhōng)采用(yòng)的蒸汽壓力比較高,因為(wèi)高壓輸送蒸汽成本低,沿程阻力所占降壓比例很(hěn)小(xiǎo)。高壓蒸汽到達使用(yòng)點時,根據加熱器的承壓要求,就近進行減壓處理(lǐ),然後再給加熱器使用(yòng),凝結水經過疏水器進入凝結水回收管送回鍋爐房。排污水要經過排污降溫池處理(lǐ)後再排入下水管。
3.電(diàn)加熱
用(yòng)電(diàn)加熱作(zuò)為(wèi)加熱源時控制靈活、方便、精(jīng)度高,節省初投資。但是,電(diàn)加熱的效率低,運行費用(yòng)會很(hěn)高,而且電(diàn)是高品位能(néng)源,用(yòng)電(diàn)加熱不符合能(néng)量梯級利用(yòng)的原則。從節能(néng)的角度上電(diàn)加熱作(zuò)為(wèi)主熱源是不允許的。不過在潔淨空調系統中(zhōng)用(yòng)電(diàn)加熱作(zuò)為(wèi)溫濕的微調還是有(yǒu)必要的。
三、加濕方式
空氣加濕的方式很(hěn)多(duō),有(yǒu)電(diàn)極加濕、電(diàn)熱加濕、超聲波加濕、濕膜加濕、高壓噴霧(微霧)加濕和幹蒸汽加濕等。潔淨空調系統是對空氣的潔淨度有(yǒu)要求的,選擇加濕方式時要考慮到不影響或少影響空氣的潔淨度。空調箱内的空氣加濕段應設置在加熱段之後,中(zhōng)效過濾段之前。加濕段往往是容易産(chǎn)生細菌的地方,生物(wù)潔淨空調系統還必須要有(yǒu)滅菌措施。
在選擇加濕方式時,若有(yǒu)蒸汽供應應首先考慮幹蒸汽加濕的方式,最好是利用(yòng)二次蒸汽來加濕。二次蒸汽就是利用(yòng)鍋爐房或集中(zhōng)供熱站提供的一次蒸汽來加熱純水産(chǎn)生的蒸汽。這種二次蒸汽加濕不會産(chǎn)生對潔淨度的影響。若采用(yòng)電(diàn)熱加濕器加濕,也要采用(yòng)純水作(zuò)為(wèi)水源,但電(diàn)極加濕是不能(néng)用(yòng)純水作(zuò)為(wèi)水源的。在潔淨空調系統中(zhōng)采用(yòng)其他(tā)加濕方式也應該對水質(zhì)有(yǒu)更高的要求。
在空氣焓濕圖上可(kě)以看到有(yǒu)兩種加濕過程:一種是等溫加濕過程,另一種是等焓加濕過程。前面講到的幹蒸汽加濕、電(diàn)熱加濕、電(diàn)極加濕均屬等溫加濕,就是使空氣溫度不變,焓值增加,絕對濕度和相對濕度增加;其他(tā)如濕膜加濕、高壓噴霧(微霧)加濕、噴淋循環水加濕均屬于等焓加濕,在處理(lǐ)過程中(zhōng)空氣沿着等焓線(xiàn)絕對濕度和相對濕度增加,溫度下降。
四、去濕方式
空氣去濕的方法有(yǒu)冷凍去濕、轉輪去濕或固體(tǐ)吸濕劑去濕、噴淋吸濕劑去濕、加熱去濕等。采用(yòng)何種方式降低空氣中(zhōng)的含濕量應根據工(gōng)程的情況而定。在空氣焓濕圖上看空氣去濕的處理(lǐ)過程有(yǒu)兩種:一種是降溫去濕,是用(yòng)表冷器和噴淋低溫水的方法,但水溫必須低于空氣的露點溫度才能(néng)起到去濕的作(zuò)用(yòng);還有(yǒu)一種是等焓去濕過程,如轉輪去濕,過程中(zhōng)空氣的溫度是沿等焓線(xiàn)上升。