空调系统实现恒温恒湿的节能设计

韦建德，钟久明

（海南师范大学 物理与电子工程学院，海南 海口，571158）

空调系统实现恒温恒湿的节能设计

韦建德，钟久明

（海南师范大学 物理与电子工程学院，海南 海口，571158）

空调系统承担着排除室内余热、余湿，并改善室内空气品质的任务，文章中提出的安全夹层玻璃生产线上合片室内温度、湿度控制系统，可使合片室内温度保持在20±3°C、相对湿度是24%±3%.对空调系统实现恒温恒湿的节能方案进行探讨具有一定的实用价值.

安全夹层玻璃生产线；恒温恒湿；节能

安全夹层玻璃自动生产流水线中，合片室内合片环节工序是影响产品质量的重要环节之一，而合片室内的生产环境温度、相对湿度和粉尘含量对玻璃合片产品的质量起到非常重要的关键作用，而聚乙烯醇缩丁醛（PVB）薄膜的存放对环境温度、相对湿度也有很高的要求；温度、湿度和粉尘超标都易引起夹层玻璃产品发生气泡、脱胶等缺陷.传统的降温除湿系统采用水冷冻机组蒸发器，该蒸发器结构复杂，需要水资源，造价高.合片室内要求温度在20±3°C、相对湿度是24%±3%.因此重新设计降温除湿系统，系统包含了风路、冷冻机组和除湿三部分，方案如下：

1 合片室内合片环境的工艺要求和设计参数[1]

合片室（含更衣室）见图1，使用面积250 m2，吊顶高度2.8 m，房间有效容积700 m3，室内工作人员6人，三班工作.合片室内生产工艺要求是：环境温度在20±3°C、相对湿度是24%±3%，正压5～10Pa，洁净度1万级.

图1 合片室平面图Fig.1 The sketch map of the slice joint room

空调设计参数是：温度在20±2°C、相对湿度是22%±2%，正压值≥5 Pa，风速≤0.25 m/s，含尘（粒径≥0.5 μm灰尘）浓度≤350粒/L.

室外环境夏季空调计算温度为36°C，计算湿球温度30°C（70﹪RH）；冬季空调计算温度6°C，计算相对湿度60﹪RH.大气含尘浓度≤5×105粒/L.

合片室热湿负荷为：产湿量15 kg/h，夏季冷负荷18 720 kcal/h（21.8 kW），冬季热负荷6 000 kcal/h（7kW）.系统设计总风量12 000 m3/h，新风量2 000 m3/h，换气次数21次/h.

2 空气处理方案

2.1 系统原理[2-4]

空调制冷去湿系统框图见图2，图中M1和M2是风机（内含粗效过滤器），新风进风分别由A1和B1进入，进风量分别为1 000 m3/h，都由此补充新风.ZGA1和ZGB1是中效过滤器，GGA1和GGB1是高效过滤器.

系统采用德国西门子可编程控制器PLC进行中央集中控制，PLC将采集回的各种现场数据高速处理，应用TD200人机界面，使系统的操作更直观、简单方便.除湿机型号为Munters公司的Munt⁃ers5000，采用硅胶干燥转轮.A6加A7的风量和B6加B7的风量都是4 000 m3/h，A8和B8处的风量都是1 000 m3/h；

图2 合片室除湿系统框图Fig.2 The dehumidification system diagram of the slice joint room

新风处理过程夏季各工况状态变化见图3，室外新风W（1000 m3/h）由A9、B9进入系统，先经直接蒸发式的前表冷空调4级独立运行机组进行冷冻除湿降温到L点（绝对温度d=12.5 g/kg干空气），然后与回风N（4 000 m3/h）混合至M点，经除湿机转轮除湿升温至B点，与经A8、B8（1 000 m3/h）的回风混合，最后风量6000 m3/h经直接蒸发式的后表冷空调干冷降温至P点，再送入合片室内.其夏季各点的状态参数见表1.

2.2 热湿负荷的计算[5-7]

夏季工况是全年最不利的，下面以夏季工况为例进行计算：

1）新风前表冷空调器冷量：

2）新风前表冷空调器冷冻除湿量：

图3夏季各工况状态Fig.3The working condition state in summer

3）除湿机干燥转轮除湿量：

4）送风后表冷空调器冷量：

表1 夏季工况各点的状态参数Tab.1The parameter of each working condition state in summer

5）空调机组冷量：

式中qx是新风风量，qc是除湿总风量，ρ是空气密度（1.2 kg/m3），iW、iL、iB和iP分别是W、L、B、P各状态点处的热函，dW、dL、dM和dB分别是W、L、M、B各状态点处的绝对湿度.

2.3 技术措施[2，8]

为更好地保证合片室内生产环境达到工艺的要求，并使合片室内形成正压排气，以避免室外粉尘及热空气进入室内，以达到节能目的，采取的措施如下：

1）合片室地面、隔墻和顶板均进行防潮隔热处理；

2）墻壁、顶棚饰面材料为隔热双面彩色不锈钢板；

3）合片室入口处设有保温密闭防潮门，进入室内有更衣帽间过渡，还有风淋间进行处理，以避免人员携附粉尘进入合片室内；

4）地面材料采用防静电塑料地板；

5）风管咬口处及法兰连接处均采用环氧树脂密封.

3 空气净化设计[4-5]

可以求得人员密度q为0.03人/m2，室内单位容积发尘量G为1.2×104粒/m3min，取室内允许含尘浓度为245粒/L，粗效过滤器效率ac为0.2，中效过滤器效率ag为0.4；为满足室内维持10 000级的洁净水平，末端过滤器应采用高效过滤器，因此，空气净化采用粗效、中效和高效三级过滤器.

4 设备选型

主要设备见表2.

表2 主要设备指标Tab.2Index＆parameter of main equipments

5 结束语

该系统采用风表冷冻机组空调系统，较水冷冻机组系统，其维护运行简便，节约用水资源，费用低，空调表冷器采用4级的独立结构，根据不同的实际状况分别启动各级表冷器，同时达到节能的效果.系统通过实际运行测试，各项性能参数达到设计和工艺要求，合片室内24h温度控制精度为22±0.5°C，相对湿度控制精度为24%±2%，室内平均含尘（粒径≥0.5μm灰尘）浓度为70粒/L，室内外静压差≥5 Pa，采用温湿度测量仪Vaisala/HMT333进行测量得图4.图4为夏季某日连续24h合片室内一处的温湿度平均值和室外温湿度变化曲线，采用P-5L2C型便携式微电脑粉尘仪测量得图5.图5为室内各点含尘浓度的分布情况.

图4 夏季室内室外温湿度变化曲线Fig.4 Indoor and outdoor temperature and relative humidity curve in summer

图5 室内各点含尘浓度分布Fig.5 Indoor dust concentration distribution

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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

黄 澜