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1、3高精度恒温恒湿空调系统节能设计王磊张秀平藤琴贾磊戴琳(合肥通用机械研究院)摘要介绍恒温恒湿空调系统的特点,结合工程实例,分析高精度恒温恒湿空调系统的空气处理方案与控制方案,实现温度偏差控制在0.2℃以内,相对湿度控制在10%以内的目标,具有一定的应用价值。关键词恒温恒湿;空调;高精度;节能;洁净度Energy2savingdesignofconstanttemperature&humidityair2conditioningsystemwithhighprecisionWangLeiZhangXiupingTengQinJiaLeiDaiLin(Hefei
2、GeneralMachineryResearchInstitute)Introducesconstanttemperature&humidityair2conditioningsystem.WithABSTRACTpracticalengineeringexamples,analyzesairhandlingschemeandcontrolstrategy,toa2chievetemperaturefluctuationwithin0.2℃andrelativehumidityfluctuationwithin10%,whichhasapplicationv
3、alue.KEYWORDSconstanttemperature&humidity;air2conditioning;highprecision;energy2saving;cleanliness恒温恒湿空调是一种工艺性空调,主要用于将室内的温度、湿度、洁净度及气流速度控制在高精度范围内,以满足工业生产、科学研究等特殊场合对室内环境的要求。随着社会经济的发展,各行各业科技与生产要求越来越严格,特别是要求保持恒定的室内温度、湿度才能满足工艺条件,因此高精度恒温恒湿空调的需求量与日剧增。恒温恒湿空调广泛应用于对环境有严格控制要求的地方,如计量测试实验室、资料中心
4、、电力控制中心、UPS室、档案室、洁净室、测试及实验室、电子元件生产线等[1]。对于同时控制温度和湿度的空调系统必须具备加热、加湿、冷却、去湿功能和完善的自控系统。为保证达到控制精度和区域内温湿度均匀,对送风换气次数及送风温差的要求比普通集中空调高[2]。恒温恒湿系统常常是连续运行,能耗居高不下。如何在实现系统温、湿度高精度控制的同时又能实现恒温恒湿空调系统节能优化设计,是目前广大工程技术人员需要面对的问题。1高精度恒温恒湿系统的设计要求和方案本项目来源于某研究院办公实验大楼的集中空调设计改造工程。此办公楼的实验室用于存放、使用、测试计量用基准物件,对实验室
5、内温湿度条件、出风速度、温度场均匀性等参数均有高精度要求。空调总面积1000m2,实验室20间,全年需保持恒温恒湿。项目要求房间基准温度20℃,根据房间功能的不同,温度波动要求在±0.2～±2℃不等;房间湿度:50%±10%;房间噪声:<50dB;个别房间风速有特殊要求。1.1空气处理方案采用全空气一次回风系统,根据地理位置的不同和控制精度的差异分3个区控制。夏季空气处理过程见图1,将室内回风(N)排出部分后与新风(W)混合(C),通过空气处理机表冷盘管将空气冷却至露点温度以下(L)降温除湿,通过电加热再3“十一五”国家科技支撑计划课题《既有建筑供能系统升级
6、改造关键技术研究》(2006BAJ03A06).收稿日期:2009205204通信作者:张秀平,Email:zxp8198@sina.com第4期王磊等:高精度恒温恒湿空调系统节能设计·81·热和加湿将空气控制到总送风状态点(O),房间出风末端设置电加热对各个房间送风温度进一步调节。冬季空气处理过程见图2,冬季无须供冷,将表冷盘管通入采暖热水作为主加热使用,原电加热为辅助加热。室内回风与新风混合后(C),通过表冷器热水加热后(C点至1点),经电加热再热和加湿将空气控制到总送风状态点(O)。水系统采用二次泵系统,二次系统采用定流量系统,3台一次冷冻水泵和3台冷
7、却水泵与3台冷机一一对应,冷却水泵可变频控制,根据冷却水温的变化变流量调节,另外与之对应的3台冷却塔的台数和风机启停可控,达到节能降噪的目的。系统中设置了水箱,水箱内水温可稳定在设定温度。当冷源侧或末端发生突变时,水箱提供的冷源仍相对稳定,进而保证房间末端的温度稳定,同时系统可根据房间的使用情况和天气情况等随时调整水箱的设定温度。风系统分3个区集中送风,送风温差2～5℃不等。由于此工程的特殊要求,房间末端的原出风口不能更改,而且部分房间要求低速送风。在设计时,针对不同的出风形式和风速要求,利用CFD对各类型实验室的速度场、温度场进行模拟。根据模拟结果,对系统
8、的送风量和送风温差进行适当调整。2系统的控制基于DD
