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低溫冷凍設(shè)備送風系統(tǒng)選型應(yīng)用說明
1．低溫冷凍設(shè)備系統(tǒng)與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的比較
低溫冷凍設(shè)備送風空調(diào)是隨著冰蓄冷技術(shù)的發(fā)展而興起的，而冰蓄冷技術(shù)的發(fā)展是隨著人們生活水平的提高、用電峰谷差愈來愈大而發(fā)展起來的。低溫冷凍水具有相對大的冷量，在輸送中可以減小管道的尺寸，減少泵的電耗。在空氣處理設(shè)備中，由于低溫水的送人，可減小空氣處理設(shè)備的尺寸，同樣也可減少風機電動機的電耗。因此，低溫送風空調(diào)愈來愈引起人們的重視。在與冰蓄冷系統(tǒng)相結(jié)合的集中空調(diào)系統(tǒng)中，應(yīng)用低溫送風，具有降低一次投資、降低峰值電力的作用，同時可減少電耗，節(jié)省建筑物面積和空間。所以，低溫送風空調(diào)具有較強的發(fā)展勢頭。
圖9-19 常規(guī)空調(diào)風機盤管 圖9-20低溫送風末端裝置
由于冰蓄冷系鉸可以提供較低溫度的冷凍水(一般在1.5~4℃之間)，因此低溫送風空調(diào)系統(tǒng)具有較強的降濕能力。根據(jù)ASHRAE手冊，1977的舒適圖:在風速都是0.15m/s，而相對濕度30％，干球溫度26℃；或相對濕度50％，干球溫度25℃；或相對濕度70％，干球溫度為23℃，這三種不同組合的環(huán)境條件，給人體的舒適感是一樣的。所以低溫送風空調(diào)系統(tǒng)，由于相對濕度較低，如果適當提高1~2℃左右的干球溫度，可以獲得同樣的舒適感。
圖9-19是常規(guī)空調(diào)的風機盤管。圖9-20是低溫送風空調(diào)中的末端裝置。兩者均帶有獨立新風，未經(jīng)處理。在焓-濕圖上的處理過程詳見圖9-21，其中虛線表示常規(guī)空調(diào)盤管處理過程。
從圖9-21中可以看出，常規(guī)空調(diào)盤管處理的比焓差為：
53.2-34.3＝18.9KJ/kg
低溫冷凍設(shè)備送風盤管處理的比焓差為:
53.2-26.8＝26.4KJ/kg
由此得出，低溫送風盤管處理的比焓差，比常規(guī)空調(diào)盤管處理的比焓差增加(6.3~4.5)/4.5＝40％。可見，空氣處理設(shè)備在冷負荷不變的條件下，可縮小40％左右的大小。風管尺寸、送風機功率也可相應(yīng)減少40％左右。當然這是粗略的計算，是以常規(guī)空調(diào)送風溫度為13℃、低溫送風空調(diào)送風溫度為10℃為條件的，而且新風占送風量的15％；室外新風狀態(tài)以上海地區(qū)為準，即以t=34℃，ts＝28.3℃(濕球溫度)，室內(nèi)設(shè)計狀態(tài)tn＝22℃，φ＝60％為根據(jù)的。如果上述條件變化，計算結(jié)果會有所差異。但低溫送風系統(tǒng)一次性投資比常規(guī)空調(diào)送風一次投資少，這是肯定的。至于相差多少，與設(shè)計條件等諸多因素有關(guān)。
圖9-21空氣處理過程
由于低溫送風系統(tǒng)風機功率減少，使高峰電力需求降低，可以減少電增容費，同時也可節(jié)省運行費用。由于低溫冷凍設(shè)備送風空調(diào)一次風的送風溫度低，因而含濕量低，空氣的相對濕度降低。 由上面分析可知，在同樣舒適感的條件下，可適當提高室內(nèi)的干球溫度1~2℃，因而也可節(jié)省空調(diào)的冷負荷和運行費用。由于空氣中含濕量低，因而室內(nèi)空氣品質(zhì)較好。
在低溫送風空調(diào)系統(tǒng)中，由于空氣處理設(shè)備和風管比常規(guī)空調(diào)的小，因而可少占用建筑空間和建筑面積，從而降低建筑造價。特別是新建筑物的層高由于送風管的減少而降低，減少建筑物造價的優(yōu)點更加突出。
低溫送風空調(diào)是指從集中空氣處理設(shè)備送出溫度較低的一次風經(jīng)高誘導比的末端裝置送人空調(diào)房間的送風系統(tǒng)。由于一般低溫送風空調(diào)的一次風送風溫度在8~11℃之間，所以低溫送風空調(diào)系統(tǒng)末端只要加設(shè)一般風口即可，而不需要高誘導比的空氣混合箱的末端裝置。詳見圖9-22，圖9-23。
圖9-22常規(guī)空調(diào)風管送風
R.H.—空氣相對濕度（%）；CDB—空氣干球溫度（℃）
圖9-23 低溫送風空調(diào)
R.H.—空氣相對濕度（%）；CDB—空氣干球溫度（℃）
2．低溫送風的特殊問題
由于低溫送風系統(tǒng)送風溫度低，一般為4~10℃。比常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的12~15℃要低，因此在風口、風管、末端送風裝置的表面很容易結(jié)露。所以在這些地方的保溫應(yīng)特別要加強；要高度重視，無論是設(shè)計和施工都要有嚴格要求。保溫好，也可減少熱損失。低溫送風空調(diào)系統(tǒng)中的水管內(nèi)流動的是低溫水，一般在1.4~5℃，所以水管壁結(jié)露問題也要同風管結(jié)話問題一樣引起特別重視。這也是減少熱損失不可缺少的一環(huán)。
由于低溫送風空調(diào)系統(tǒng)送風溫差大，也就是送風溫度低，所以當送風量小時，必須防止低溫空氣直接進入工作區(qū)，或是空調(diào)房間內(nèi)溫度不均勻而導致舒適感差的后果。由于在低溫送風空調(diào)系統(tǒng)中，設(shè)計的重點往往放在低溫送風上而忽視了冬季送熱風問題，影響冬季室內(nèi)人體舒適感，所以設(shè)計人員在設(shè)計低溫送風空讕系統(tǒng)時，應(yīng)顧及到冬季送熱風問題。
室內(nèi)熱源的位置也會影響到低溫送風的效果，這在工程設(shè)計中應(yīng)引起重視，或采取相應(yīng)的措施。在低溫送風空調(diào)系統(tǒng)中，風管的制作必須嚴格符合密閉性要求。因為風管。泄漏不但會造成冷空氣損失，而且泄漏的、低于室內(nèi)空氣露點溫度的這部分空氣，會便風管表面結(jié)露，使風管長期潮濕而腐蝕，并且還會凝聚成水滴從天花板上滴落。
對于單一應(yīng)用低溫送風空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置；不采用二次盤管；因為低溫送風末端裝置主要是卷吸部分室內(nèi)空氣，提高送風溫度，避免送風時的結(jié)露現(xiàn)象產(chǎn)生。如果二次盤管使用不當，即失去了低溫送風末端裝置的意義。據(jù)有關(guān)資料介紹，二次盤管通入的冷凍水是幾經(jīng)處理設(shè)備的回水，這樣就提高了進人二次盤管的進水溫度，而且進水開關(guān)由自動控制系統(tǒng)來控制。設(shè)計和使用的合理，可減小新風管道尺寸和一次風處理設(shè)備的尺寸。
冰蓄冷低溫冷凍設(shè)備送風中，不凍液的供應(yīng)溫度隨蓄冰系統(tǒng)類型的不同而有所差異。如制冰滑落式、冰泥式可達l℃，而冰盤管式一般為2~4℃。但在融冰末期桶內(nèi)剩余的冰量減少時，供應(yīng)溫度可升至3~5℃。如果系統(tǒng)中再加上熱交換器，則冷凍水的溫度還要增加1~2℃。
如果要使蓄冷裝置保持恍較低的冷凍水供給溫度�？筛鶕�(jù)要求增加蓄冰桶的蓄冷量或延長融冰時間，延續(xù)融冰速度，或設(shè)置主機在下游，即蓄冷裝置優(yōu)先等措施來解決。
正確地選擇冷卻盤管是低溫送風系統(tǒng)設(shè)計中很重要的一環(huán)，選擇冷卻盤管酌考慮因素包括傳熱性能、盤管表面風速、風扇布置位置等。低溫送風系統(tǒng)所使用的盤管通常為8~12排，翅片間距每片不超過2.1mm，銅管徑小于12.7mm。在設(shè)計中，盡量減小冷凍水流量以減小泵的功率，并獲得最大溫升。，在某些部分儲冷的儲冷系統(tǒng)中，具有高回水溫度的冷凍水先通過主機降溫后，再進入儲冷槽降溫，以得到最低的冷凍水供應(yīng)溫度。冷凍水溫升主要取決于翅片間距、銅管材質(zhì)及盤管的排數(shù)，在設(shè)計上，常常高達l0~16℃。
盤管的表面風速主要取決于空調(diào)箱的冷卻容量、送風量和盤管尺寸。表面風速低則出口溫度也低，而表面風速高則要減少盤管的換熱面積，以節(jié)省盤管費用。通常，傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)盤管的表面風速限制在3m/s以下，最好在1.6~2.3m/s之間，最大不超過2.5m/s，以免過高的風速攜帶盤管表面的水珠、使低溫送風系統(tǒng)的除濕量增大。風機和盤管間的相對位置布置會影響到低溫送風系統(tǒng)的效果。如果將風機安排在盤管之前與安排在盤管之后作一比較，會發(fā)現(xiàn)后者由于將電動機的發(fā)勢量帶入送風的竄氣中，使送風溫度比前者高出約1~1.5℃。但風機置于盤管之前不利于氣流均勻分布，除非風機和盤管之間的距離大于風扇直徑的3~5倍。
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