潔凈空調(diào)系統(tǒng)和一般空調(diào)系統(tǒng)相比,在冷、熱、加濕源的選擇上是有區(qū)別的,因?yàn)闈崈艨照{(diào)系統(tǒng)的溫度、濕度、潔凈度等參數(shù)是根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要提出來的,因此在冷、熱、加濕源的選擇上應(yīng)以滿足生產(chǎn)工藝的需要為前提,再根據(jù)工程所在地的具體情況進(jìn)行比較,選擇比較經(jīng)濟(jì)、高效的制冷機(jī)、加熱形式和加濕形式。
一、冷源的選擇
冷源有電制冷冷水機(jī)組、溴化鋰吸收式制冷冷水機(jī)組和天然冷源(免費(fèi)冷源)。
1.電制冷冷水機(jī)組
電制冷冷水機(jī)組的壓縮機(jī)有往復(fù)式(活塞式),螺桿式(分單螺桿、雙螺桿),離心式(有單級(jí)離心式、三級(jí)離心式和雙機(jī)頭組合式),渦旋式(有單機(jī)頭和多機(jī)頭模塊式)等。電制冷冷水機(jī)組的冷卻方式分水冷和風(fēng)冷兩種。
選擇電制冷機(jī)時(shí)要考慮工程所需的冷量、制冷機(jī)的效率等因素。電制冷機(jī)的制冷劑有多種可選擇,應(yīng)盡可能選擇高效、環(huán)保的制冷劑。
潔凈空調(diào)系統(tǒng)選擇電制冷冷水機(jī)組時(shí),一般情況下要求供、回水的溫度為:出水溫度7℃,回水溫度12℃。當(dāng)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)中的溫度和濕度偏低時(shí),要求冷水機(jī)組進(jìn)出水的溫度進(jìn)行調(diào)整,出水溫度由7℃調(diào)整到5℃,回水溫度調(diào)整到10~12℃。要注意,當(dāng)進(jìn)出水溫度進(jìn)行調(diào)整時(shí),制冷機(jī)的制冷量也要進(jìn)行調(diào)整,出水溫度低了,制冷量也降低。在選擇制冷機(jī)時(shí)要適當(dāng)放大制冷機(jī)的型號(hào)。
也有采用直接蒸發(fā)式制冷形式來滿足室內(nèi)偏低的溫濕度要求的做法,就是將蒸發(fā)器直接裝在空調(diào)箱里對空氣進(jìn)行冷卻和去濕。這種做法中要注意的是,當(dāng)蒸發(fā)器表面濕度低于0℃時(shí)會(huì)結(jié)霜,如果結(jié)霜就要有化霜的時(shí)間,在化霜期間空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)溫度會(huì)發(fā)生變化,就不能滿足室內(nèi)的溫濕度的要求。直接蒸發(fā)式制冷的方式只有在保證蒸發(fā)器表面不結(jié)霜的情況才可使用。還有一種情況就是潔凈室經(jīng)常在冬季要求供的是冷風(fēng),這是因?yàn)闈崈羰液苌儆型鈮屯獯爸苯幼鳛闈崈羰业膰o(hù)結(jié)構(gòu),因此建筑造成的熱負(fù)荷量很小,再加上工藝設(shè)備的發(fā)熱量,形成了冬季要求供冷的情況。而采用電制冷機(jī)時(shí),對冷卻水的水溫除了最高有限制外,對最低也是有限制的。一般情況是最高不超過37℃,而最低限制則各種品牌的機(jī)器要求不同,一般為13-19℃。全年運(yùn)行制冷機(jī)在一年中空氣濕球溫度低于13~19℃的時(shí)間很長,此制冷機(jī)要啟動(dòng)必須要有措施,使冷卻水的水溫保證不低于低溫限制,如將冷卻水供回水管進(jìn)行旁通,利用制冷機(jī)和水泵的發(fā)熱量對冷卻水進(jìn)行加熱或用蒸汽、電加熱對冷卻水進(jìn)行加溫等。
2.溴化鋰吸收式制冷冷水機(jī)組
溴化鋰吸收式冷水機(jī)組有燃?xì)?、燃油和利用余熱、蒸汽、熱水等幾種形式。溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的制冷效率比較低,當(dāng)工程所在地有余熱可利用(如有火力發(fā)電廠的蒸汽尾氣等),或者工程所在地電力資源缺乏而燃?xì)夂腿加秃艹渑娴那闆r下選擇溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組是合適的。溴化鋰吸收式冷水機(jī)組在一般情況下出水溫度會(huì)比電制冷機(jī)高一點(diǎn),近幾年隨著溴化鋰吸收式制冷機(jī)制造技術(shù)的改進(jìn),出水溫度也能做得較低。溴化鋰吸收式制冷機(jī)要保持出水溫度穩(wěn)定而制冷量不下降,需要更好的維護(hù)和保養(yǎng),同時(shí)在選擇溴化鋰吸收式冷水機(jī)組時(shí)要注意冷卻水的出水溫度較高,選擇冷卻塔時(shí)要求降溫的溫差較大,應(yīng)該選用中溫冷卻塔。
3.天然冷源(免費(fèi)冷源)
天然冷源適合于春秋季和冬季也需要供冷的潔凈空調(diào)系統(tǒng)。天然冷源可以是大氣,也可以是江河水、自來水和經(jīng)過冷卻塔冷卻的循環(huán)水。當(dāng)室外溫度低于室內(nèi)溫度時(shí),室外的空氣就可以被用來減少人工制冷的冷量。室外氣溫越低,人工制冷的制冷量越低,甚至可以完全利用室外空氣作冷源,這要做詳細(xì)的計(jì)算。如果在潔凈空調(diào)系統(tǒng)里利用室外空氣作冷源,必須對室外空氣進(jìn)行過濾??諝膺^濾的成本和人工制冷的成本要進(jìn)行比較,在合理的情況下,可采用室外空氣作冷源,這在實(shí)踐中有成功的案例當(dāng)室外濕球溫度較低時(shí),用經(jīng)過冷卻塔的循環(huán)水作為冷源,是提供免費(fèi)冷源的一種很好的方法。對全年空調(diào)運(yùn)行都要提供冷媒水的系統(tǒng),利用這種免費(fèi)冷源可大量降低運(yùn)行費(fèi)用,還降低了碳排放,是個(gè)一舉兩得的好事。利用這種天然冷源的通常做法是將冷卻塔循環(huán)的水通過板式換熱器和制冷系統(tǒng)的冷媒水進(jìn)行熱交換,這樣可以避免進(jìn)冷卻塔的水和大氣接觸,造成水質(zhì)太差而影響制冷機(jī)的熱交換器正常運(yùn)行。以這種形式作為冷源可以和電制冷結(jié)合起來使用。當(dāng)室外空氣濕球溫度不能滿足冷媒水對水溫的要求時(shí),可以開啟部分電制冷機(jī),隨著室外濕球溫度的降低,可以逐步地將電制冷機(jī)減少運(yùn)行量,直到電制冷機(jī)全部關(guān)閉。
這種形式的天然冷源(免費(fèi)冷源)無論在國外還是國內(nèi)都有很多成功的案例,初投資的增加很快就可以從減少的運(yùn)行成本中回收。
二、熱源的選擇
在潔凈空調(diào)系統(tǒng)中,熱源一般有熱水、蒸汽和電加熱。
1.熱水
熱水是比較好的熱源,不僅調(diào)節(jié)和管理方便,而且被處理的空氣的品質(zhì)也好,在潔凈室內(nèi)工作的人員感覺會(huì)比較舒適,對送風(fēng)溫度的控制也比較容易而且精度高很多。有蒸汽源的工程都將蒸汽通過板式換熱器交換成熱水作為加熱源。以熱水作為熱源,水溫可以取45-90℃,水溫差一般取5-20℃。供水溫度和溫差要根據(jù)工程的實(shí)際情況來決定。如用熱泵機(jī)組作為熱源,它能提供的水溫不會(huì)高于45℃,因此供回水的溫差也就取5℃,這樣就要求空調(diào)箱內(nèi)加熱器的加熱面積要大,在空調(diào)箱這方面的初投資就增加了。如有熱水鍋爐或用蒸汽通過板式換熱器制成熱水,則水溫的選擇范圍很大,若選擇進(jìn)水溫度高且溫差大,那空調(diào)箱內(nèi)的換熱器面積就選擇小些。這樣初投資可以減少,但對送風(fēng)溫度控制的精度就會(huì)相對差一些,空氣的舒適度也不如低水溫的好。
2.蒸汽
用蒸汽直接作為熱源時(shí),舒適度較差,管理也比較麻煩,控制溫濕度的精度也較差,但它的最大優(yōu)點(diǎn)就是初投資較省。
一般用蒸汽作為熱源,在輸送過程中采用的蒸汽壓力比較高,因?yàn)楦邏狠斔驼羝杀镜?,沿程阻力所占降壓比例很小。高壓蒸汽到達(dá)使用點(diǎn)時(shí),根據(jù)加熱器的承壓要求,就近進(jìn)行減壓處理,然后再給加熱器使用,凝結(jié)水經(jīng)過疏水器進(jìn)入凝結(jié)水回收管送回鍋爐房。排污水要經(jīng)過排污降溫池處理后再排入下水管。
3.電加熱
用電加熱作為加熱源時(shí)控制靈活、方便、精度高,節(jié)省初投資。但是,電加熱的效率低,運(yùn)行費(fèi)用會(huì)很高,而且電是高品位能源,用電加熱不符合能量梯級(jí)利用的原則。從節(jié)能的角度上電加熱作為主熱源是不允許的。不過在潔凈空調(diào)系統(tǒng)中用電加熱作為溫濕的微調(diào)還是有必要的。
三、加濕方式
空氣加濕的方式很多,有電極加濕、電熱加濕、超聲波加濕、濕膜加濕、高壓噴霧(微霧)加濕和干蒸汽加濕等。潔凈空調(diào)系統(tǒng)是對空氣的潔凈度有要求的,選擇加濕方式時(shí)要考慮到不影響或少影響空氣的潔凈度。空調(diào)箱內(nèi)的空氣加濕段應(yīng)設(shè)置在加熱段之后,中效過濾段之前。加濕段往往是容易產(chǎn)生細(xì)菌的地方,生物潔凈空調(diào)系統(tǒng)還必須要有滅菌措施。
在選擇加濕方式時(shí),若有蒸汽供應(yīng)應(yīng)首先考慮干蒸汽加濕的方式,最好是利用二次蒸汽來加濕。二次蒸汽就是利用鍋爐房或集中供熱站提供的一次蒸汽來加熱純水產(chǎn)生的蒸汽。這種二次蒸汽加濕不會(huì)產(chǎn)生對潔凈度的影響。若采用電熱加濕器加濕,也要采用純水作為水源,但電極加濕是不能用純水作為水源的。在潔凈空調(diào)系統(tǒng)中采用其他加濕方式也應(yīng)該對水質(zhì)有更高的要求。
在空氣焓濕圖上可以看到有兩種加濕過程:一種是等溫加濕過程,另一種是等焓加濕過程。前面講到的干蒸汽加濕、電熱加濕、電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;其他如濕膜加濕、高壓噴霧(微霧)加濕、噴淋循環(huán)水加濕均屬于等焓加濕,在處理過程中空氣沿著等焓線絕對濕度和相對濕度增加,溫度下降。
四、去濕方式
空氣去濕的方法有冷凍去濕、轉(zhuǎn)輪去濕或固體吸濕劑去濕、噴淋吸濕劑去濕、加熱去濕等。采用何種方式降低空氣中的含濕量應(yīng)根據(jù)工程的情況而定。在空氣焓濕圖上看空氣去濕的處理過程有兩種:一種是降溫去濕,是用表冷器和噴淋低溫水的方法,但水溫必須低于空氣的露點(diǎn)溫度才能起到去濕的作用;還有一種是等焓去濕過程,如轉(zhuǎn)輪去濕,過程中空氣的溫度是沿等焓線上升。