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本文作者:張俊 單位:中石化洛陽工程有限公司
采用風(fēng)冷冷水機(jī)組作為空調(diào)冷源的優(yōu)點(diǎn)是,由于系統(tǒng)有一定的熱容量,單靠調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的運(yùn)行臺數(shù)即可滿足調(diào)節(jié)制冷量的目的,不需要調(diào)節(jié)單臺壓縮機(jī)的制冷荷載。采用風(fēng)冷冷水機(jī)組作為空調(diào)冷源的缺點(diǎn)是,屋面上需要布置許多設(shè)備:冷水機(jī)組、循環(huán)水泵和水箱等,系統(tǒng)復(fù)雜。
室外機(jī)安裝在屋面上,室內(nèi)機(jī)為分段組合式。由于新風(fēng)量是隨時變化的,同時室外空氣參數(shù)也在變化,單靠調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的運(yùn)行臺數(shù)不能滿足制冷量變化的需要,還要調(diào)節(jié)單臺壓縮機(jī)的制冷荷載,可采用螺桿式或變頻壓縮機(jī)。
新風(fēng)再熱方式的確定
利用廠區(qū)熱水或蒸汽加熱。由于石油化工廠均有相當(dāng)多的余熱可以利用,為了節(jié)能,應(yīng)盡可能利用余熱,在新風(fēng)機(jī)組表冷段后設(shè)置加熱盤管,對冷卻后的新風(fēng)進(jìn)行再熱。以華南某中心化驗(yàn)室設(shè)計為例,再熱使用的是廠內(nèi)提供的110℃熱水。
另設(shè)熱泵空調(diào)機(jī)加熱。為了節(jié)省用電量,可另外設(shè)置熱泵空調(diào)機(jī),將熱泵空調(diào)機(jī)的風(fēng)冷冷凝器設(shè)在新風(fēng)機(jī)組的表冷器后,對冷卻后的新風(fēng)進(jìn)行再熱。這樣可大大減少新風(fēng)機(jī)組的用電量??照{(diào)機(jī)最好采用變頻壓縮機(jī)。該方案可節(jié)約用電60%左右。
新風(fēng)機(jī)組設(shè)電加熱器。當(dāng)外界不能提供蒸汽熱水等熱源時,新風(fēng)機(jī)組還可使用電加熱器進(jìn)行再熱處理。以華南某中心化驗(yàn)室設(shè)計為例,化驗(yàn)室的新風(fēng)量約為90dam3/h,新風(fēng)再熱量大約230kW,如果采用電加熱,以每年運(yùn)行270d,每度電按0.5RMB¥計算,加熱電費(fèi)為75×104RMB¥/a。
利用新風(fēng)機(jī)組(新風(fēng)空調(diào)機(jī))冷凝熱加熱。新風(fēng)機(jī)組設(shè)有2個冷凝器串聯(lián),一個水冷凝器設(shè)在新風(fēng)機(jī)組外,一個風(fēng)冷冷凝器設(shè)在新風(fēng)機(jī)組內(nèi),利用冷凝熱對新風(fēng)進(jìn)行再熱處理,根據(jù)再熱量的大小自動調(diào)節(jié)進(jìn)入新風(fēng)機(jī)組內(nèi)的風(fēng)冷冷凝器的制冷劑流量。該方案可節(jié)約全部再加熱用電,一年可節(jié)省75×104RMB¥。
新風(fēng)加濕。為了保證化驗(yàn)室內(nèi)的濕度,北方地區(qū)需要對新風(fēng)進(jìn)行加濕處理,使化驗(yàn)室內(nèi)的相對濕度不低于30%。當(dāng)廠區(qū)有蒸汽源時,應(yīng)優(yōu)先采用蒸汽加濕。當(dāng)廠區(qū)沒有蒸汽源時,可采用濕膜加濕、高壓水噴霧加濕等方法。
化驗(yàn)室內(nèi)濕度和溫度的控制
依靠控制新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)濕度(控制送風(fēng)的露點(diǎn)溫度)來控制化驗(yàn)室的濕度。由于每個化驗(yàn)室內(nèi)的余熱量不同、新風(fēng)量不同、圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷不同,單靠新風(fēng)系統(tǒng)無法保證所有化驗(yàn)室的溫度,這就要求每個化驗(yàn)室還要單獨(dú)設(shè)置末端溫度調(diào)節(jié)裝置?;?yàn)室內(nèi)的溫度控制可采用如下方法。
風(fēng)機(jī)盤管。如果廠內(nèi)有集中制冷站,化驗(yàn)室內(nèi)可設(shè)置風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng),自行調(diào)節(jié)各個化驗(yàn)室內(nèi)的溫度。風(fēng)機(jī)盤管的制冷量只考慮房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷。該方案的優(yōu)點(diǎn)是可以不用校核滿足室內(nèi)溫度需要的最小新風(fēng)量,還可以提高空調(diào)系統(tǒng)的可靠性,當(dāng)新風(fēng)機(jī)組的制冷機(jī)發(fā)生故障時,還能確?;?yàn)室內(nèi)的溫度不至于與設(shè)計溫度相差太大。該方案的缺點(diǎn)是室內(nèi)有空氣循環(huán),不是完全的全新風(fēng)空調(diào)。采用風(fēng)機(jī)盤管控制房間的溫度、濕度時,新風(fēng)再熱應(yīng)設(shè)在新風(fēng)機(jī)組內(nèi),風(fēng)機(jī)盤管夏季制冷、冬季制熱,對溫度進(jìn)行微調(diào)。
變頻多聯(lián)空調(diào)機(jī)。當(dāng)廠內(nèi)沒有集中制冷站時,化驗(yàn)室內(nèi)可設(shè)置變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng),自行調(diào)節(jié)各個化驗(yàn)室內(nèi)的溫度。該方案的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)與風(fēng)機(jī)盤管相同。采用變頻多聯(lián)空調(diào)機(jī)控制房間的溫度、濕度時,新風(fēng)再熱應(yīng)設(shè)在新風(fēng)機(jī)組內(nèi),空調(diào)機(jī)夏季制冷、冬季制熱,對溫度進(jìn)行微調(diào)。
新風(fēng)末端電加熱器。如果廠內(nèi)沒有集中制冷站,化驗(yàn)室內(nèi)可設(shè)置新風(fēng)末端電加熱器,自行調(diào)節(jié)各個化驗(yàn)室內(nèi)的溫度。當(dāng)采用末端電加熱器再熱時,新風(fēng)機(jī)組不設(shè)再熱裝置,采用露點(diǎn)送風(fēng),并應(yīng)校核各房間的最小新風(fēng)量,滿足新風(fēng)量較小的房間的空調(diào)冷負(fù)荷需要。新風(fēng)量較大而房間空調(diào)冷負(fù)荷較小的房間依靠末端電加熱器加熱,維持該房間的溫度、濕度。
新風(fēng)末端水加熱器。如果廠內(nèi)設(shè)有熱水管網(wǎng),化驗(yàn)室內(nèi)可設(shè)置新風(fēng)末端水加熱盤管,自行調(diào)節(jié)化驗(yàn)室內(nèi)的溫度。水加熱器的出水管上設(shè)置比例積分電動調(diào)節(jié)閥,溫控器設(shè)在各房間照明開關(guān)附近。當(dāng)采用末端水加熱器再熱時,新風(fēng)機(jī)組不設(shè)置再熱裝置,采用露點(diǎn)送風(fēng),并應(yīng)校核各房間的最小新風(fēng)量,滿足新風(fēng)量較小的房間的空調(diào)冷負(fù)荷需要。新風(fēng)量較大而房間空調(diào)冷負(fù)荷較小的房間依靠末端水加熱器加熱,維持該房間的溫度、濕度。
新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)露點(diǎn)溫度和干球溫度
送風(fēng)露點(diǎn)溫度。一般來說,化驗(yàn)室內(nèi)的散濕量很小,要想控制相對濕度,最主要的是控制新風(fēng)的濕度,也就是控制新風(fēng)的送風(fēng)露點(diǎn)溫度。在理論上,由于夏季新風(fēng)送風(fēng)溫度低于室內(nèi)設(shè)計溫度26℃,那么送風(fēng)相對濕度可高于室內(nèi)設(shè)計濕度70%。但是,在南方地區(qū),尤其是在過渡季節(jié),連續(xù)下雨可導(dǎo)致室外相對濕度高達(dá)95%以上,為了確保室內(nèi)設(shè)計濕度不超過70%,建議送風(fēng)濕度控制在65%左右。南方夏季室外相對濕度為70~80%,送風(fēng)露點(diǎn)溫度15~16℃。
送風(fēng)干球溫度。由于石油化工廠的中心化驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理經(jīng)常不是暖通專業(yè)人員,為了便于管理,建議新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)溫度全年保持一致,不必按季節(jié)設(shè)定送風(fēng)溫度。送風(fēng)干球溫度的選取應(yīng)根據(jù)再熱方法的不同而有所區(qū)別:當(dāng)再熱裝置設(shè)在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)時,由于房間的溫度微調(diào)一般采用風(fēng)機(jī)盤管或變頻多聯(lián)空調(diào)機(jī)。新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)應(yīng)確保夏季最大新風(fēng)量的房間不過冷,新風(fēng)量小的房間依靠風(fēng)機(jī)盤管或變頻多聯(lián)機(jī)制冷對室溫進(jìn)行微調(diào),建議取22℃。當(dāng)再熱裝置設(shè)在末端時,由于房間的溫度微調(diào)一般采用末端電加熱器或末端水加熱器,新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)應(yīng)確保夏季最小新風(fēng)量的房間不過熱,而新風(fēng)量大的房間依靠末端電加熱器或末端水加熱器對室溫進(jìn)行微調(diào)。建議取15~16℃露點(diǎn)送風(fēng)。以華南某中心化驗(yàn)室設(shè)計為例,新風(fēng)再熱設(shè)在新風(fēng)機(jī)組內(nèi),熱媒采用廠區(qū)提供的110℃熱水,新風(fēng)機(jī)組的全年送風(fēng)溫度取22℃。
結(jié)束語
中心化驗(yàn)室的新風(fēng)量很大,能耗很大。設(shè)計既要滿足室內(nèi)溫度、濕度要求,還要充分重視節(jié)能,盡可能減少運(yùn)行費(fèi)用,綜合各種因素確定最佳空調(diào)方案。