如何保持工業(yè)車(chē)間恒溫？恒溫恒濕空調怎么設計？設計要點(diǎn)值得收藏

如何保持工業(yè)車(chē)間恒溫？恒溫恒濕空調怎么設計？設計要點(diǎn)值得收藏

　　該工程為廈門(mén)市某機械工業(yè)廠(chǎng)房軸承清洗區的一間恒溫室設計，具體設計參數要求如下：房間吊頂完成面凈高為3.5ｍ，房間凈尺寸為４ｍ×４ｍ；房間要求溫度為20℃，波動(dòng)幅度為±0.3℃；對濕度為40％～60％，波動(dòng)幅度為±５％；0.1～2.0ｍ高度內同一水平面溫度變化率不超過(guò)0.3℃／ｈ，豎直方向溫度梯度無(wú)要求。

　　由于恒溫室要求溫度波動(dòng)幅度為±0.3℃，不可設置外墻，雖然大車(chē)間內有舒適性空調，但與該恒溫室的溫差大于3℃，因此恒溫室的隔墻應設保溫層。圍護結構傳熱系數及最小熱惰性指標要求如表１所示。

　　設計時(shí)應重點(diǎn)關(guān)注熱惰性指標Ｄ，恒溫室圍護結構的熱惰性指標Ｄ是體現圍護結構溫度衰減倍數和延遲時(shí)間的量綱一量，Ｄ＝熱阻×蓄熱系數。越大，圍護結構的熱穩定性就越好，越有利于減少恒溫室的溫度波動(dòng)。

　　（1）空調負荷的計算

　　空調房間的全年負荷及顯熱負荷由負荷計算軟件計算所得，在此不展開(kāi)敘述。

　　（2）送風(fēng)溫差及氣流組織

　　基于恒溫室的基準溫度及室內熱濕比情況，將送風(fēng)溫差設定為３℃，氣流組織按全面孔板上送風(fēng)、下回風(fēng)設計，工作區風(fēng)速為0.20～0.25ｍ／ｓ。

　　設計時(shí)需要進(jìn)行全面孔板的設計計算，具體的計算步驟如下：

　?。保┐_定孔板送風(fēng)風(fēng)速ｖｓ；

　?。玻└鶕块g的顯熱冷負荷Ｑ和送風(fēng)溫差，計算送風(fēng)量Ｌｓ；

　　3）根據送風(fēng)風(fēng)速ｖｓ和送風(fēng)量Ｌｓ，計算孔口總面積ｋ及凈孔面積比ｒ；

　?。矗┐_定孔口中心距ｌ和孔口數目ｎ；

　?。担┬：斯ぷ鲄^的最大風(fēng)速ｖｘ，并使其不大于工作區的允許風(fēng)速；

　?。叮┬：斯ぷ鲄^最大軸心溫差Δｔｘ，并使該值不大于室溫允許波動(dòng)范圍；

　?。罚┐_定穩壓層高度ｈｗ。

　　以上設計步驟看上去一目了然，清晰明確，但該工程在進(jìn)行全面孔板的設計計算時(shí)恰恰出現了問(wèn)題，問(wèn)題出現在第５）步，無(wú)論如何按常規規格調整孔口直徑（4～10ｍｍ），都無(wú)法得到合適的工作區風(fēng)速，計算所得的工作區風(fēng)速始終超過(guò)允許風(fēng)速0.20０～0.25ｍ／ｓ）。這表明計算的工作區最大軸心溫差Δｔｘ的結果會(huì )大于室溫允許波動(dòng)范圍，無(wú)法滿(mǎn)足設計要求。那么問(wèn)題究竟出在哪里呢？

　　為了得到合適的工作區最大軸心溫差Δｔｘ，筆者按上述步驟進(jìn)行了逆向校核計算，具體做法如下：

　?。保┘僭O工作區的最大風(fēng)速ｖｘ滿(mǎn)足設計要求，ｘ＝0.25ｍ／ｓ；

　?。玻┻x取合適的孔口直徑ｄｓ＝８ｍｍ，確定孔板送風(fēng)出口風(fēng)速ｖｓ；

　?。常└鶕觯停觯笏愠鰞艨酌娣e比ｒ及孔口總面積ｆｋ；

　?。矗└鶕卓诳偯娣eｆｋ計算出送風(fēng)量Ｌｓ；

　?。担└鶕惋L(fēng)量Ｌｓ送風(fēng)溫差計算出房間的顯熱負荷Ｑ′。

　　將計算得到的顯熱負荷Ｑ′與原來(lái)由軟件計算所得的顯熱負荷Ｑ進(jìn)行比較，發(fā)現Ｑ′比Ｑ小了許多，由此可見(jiàn)對于溫度波動(dòng)要求高的空調區域，空調負荷是受限的。為了得到合適的溫度場(chǎng)及速度場(chǎng)，要根據工作區的允許風(fēng)速調整空調冷負荷，改進(jìn)圍護結構的構造方式，使得空調冷負荷滿(mǎn)足校核計算所需要得到的結果。

　　為了將房間的顯熱負荷調整到需要的數值，要先分析該房間顯熱負荷的組成，該工程的房間顯熱負荷Ｑ主要由以下幾部分組成：

　?。保┩ㄟ^(guò)圍護結構傳入室內的熱量Ｑ１；

　?。玻┕に囋O備的散熱量Ｑ２；

　?。常┱彰魃崃浚眩?；

　?。矗┤梭w散熱量（顯熱）Ｑ４；

　?。担┦覂葲](méi)有正壓時(shí)，滲透空氣帶入室內的顯熱量Ｑ５。

　　以上各項中，第２）～４）項值基本不可調整，第５）項可以通過(guò)設置新風(fēng)系統和緩沖間來(lái)消除其影響，所以可以減少顯熱負荷的途徑只有第1）項。

　　該項目逆向校核計算得到的顯熱負荷Ｑ′＝727Ｗ，其中業(yè)主提供的工藝設備散熱數據Ｑ２＝75Ｗ，照明負荷計算值Ｑ３＝71Ｗ，人體散熱計算值Ｑ４＝188Ｗ，滲透空氣帶入室內的顯熱量計算值Ｑ５＝０。樹(shù)上鳥(niǎo)教育暖通設計在線(xiàn)教學(xué)杜老師。

　　由此可以推斷出圍護結構傳入室內的熱量最大限值Ｑ１＝393Ｗ。而圍護結構負荷由樓板負荷Ｑ１－１、內墻負荷Ｑ１－２、頂棚負荷Ｑ１－３組成。中，樓板如不采用保溫措施，按鋼筋混凝土樓面計算，傳熱系數?。耍?.72Ｗ／（ｍ２·℃），其負荷已經(jīng)高達300Ｗ。因此按保溫樓板重新試算，Ｋ降低至表１中的限值之下（Ｋ＝0.69Ｗ／（ｍ２·℃）），負荷Ｑ１－１＝77Ｗ。計算內墻負荷時(shí)，熱系數Ｋ按表１的限值Ｋ＝0.7Ｗ／（ｍ２·℃）算，得到內墻負荷Ｑ１－２＝332Ｗ；計算頂棚負荷時(shí)，傳熱系數按表１的限值Ｋ＝0.5Ｗ／（ｍ２·℃），＝４計算，得到頂棚負荷Ｑ１－３＝118Ｗ。三者相加得到的Ｑ１＝77Ｗ＋332Ｗ＋118Ｗ＝527Ｗ＞93Ｗ，不能滿(mǎn)足要求，圍護結構還需進(jìn)行改進(jìn)。

　　由此提出設置空調隔間的方案，空調隔間設計溫度?。玻啊?，與恒溫間無(wú)溫差傳熱，恒溫間內墻無(wú)傳熱。這樣處理之后Ｑ１＝77Ｗ＋118Ｗ＝195<Ｗ393Ｗ，顯熱負荷滿(mǎn)足要求，工作區的最大風(fēng)速及工作區最大軸心溫差均滿(mǎn)足要求。具體做法如圖１～３所示。

　?。保└呔瓤照{恒溫室（波動(dòng)幅度為±0.5℃下）設計計算冷負荷時(shí)應重點(diǎn)考慮圍護結構的傳熱系數Ｋ及熱惰性指標Ｄ?？刹捎媚嫦蛐：擞嬎惴ㄏ人愠隼湄摵傻淖畲笙拗?，進(jìn)而采取措施減少冷負荷。該工程中設置的空調隔間及緩沖前室就是為了減少進(jìn)入恒溫室的傳熱量而采取的有效措施，調隔間及緩沖前室的存在隔絕了周邊環(huán)境對恒溫間的影響，形式簡(jiǎn)單、施工方便、效果明顯。

　?。玻└呔瓤照{恒溫室建立合理氣流組織是保證溫度波動(dòng)幅度的重要措施，不可以簡(jiǎn)單地認為一味地增大房間換氣次數就可以保證恒溫狀態(tài)。恰恰相反，盲目地增加換氣次數，導致工作區風(fēng)速過(guò)大，度波動(dòng)幅度無(wú)法保證，只有盡量減少恒溫室的空調冷負荷，減少恒溫室的送風(fēng)量，形成合理的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)，才是減小溫度波動(dòng)幅度的有效途徑。

　?。常└呔瓤照{恒溫室是精細化的工程，需要設計師在設計過(guò)程中對各項指標進(jìn)行詳細計算和反復推敲，同時(shí)也要關(guān)注建筑、電氣等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的參數對空調系統的影響，兼顧施工過(guò)程可能遇到的難點(diǎn)，方能使項目達到預期的效果。

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