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洁净室空调自控系统使用风机变频效果事与愿违的原因及解决方法

发表时间: 2022-12-19

的密封性都不足以在洁净室中保持无菌和无尘的环境,因此压力控制技术是保证洁净室环境清洁的重要手段。然而,随着风系统的使用,各种过滤器很脏,其他问题随之而来。不仅换热效率大大降低,而且送风量也受到很大影响,导致整个洁净区的压力梯度被破坏。

随着我国洁净室空调自动控制系统的普及,风机变频技术得到了广泛的应用。洁净空调系统工程师终于有了可以连续调节送风量的法宝——变频器。

但是,为什么在某些地方,即使将风扇变频用于空调的自动控制,也无法达到预期的效果呢?下面我们将简要描述原因和解决方案。

首先,让我们看看正压区域的原因。

楼宇自控风管静压作用_无密封自控自吸泵电磁伐作用_水厂自控室作用

(图1)。

由此可见,从财富中出来的风量,才是正压的英雄。在送风量不变的前提下,新回风的比例决定了室内正压的大小。然后,让我们看看风量衰减的原因。

(图2)。

随着该装置的使用,管道系统的阻力特性发生了变化,风量从Q1衰减到Q2。如何克服它?风扇变频是解决问题的唯一途径。

水厂自控室作用_无密封自控自吸泵电磁伐作用_楼宇自控风管静压作用

(图3)。

图3是工程师希望看到的结果:即通过风扇变频技术,在风道阻力变化的前提下,风量不受影响。由于送风

量是由传感器测量的,迫于检测难度和压力成本,在工程中,一些电控工程师会习惯性地选择送风静压作为控制对象,并以此作为风机变频的目标来稳定。这其实是一个误会。也就是说,风扇的逆变效果适得其反的原因是“选错了控制对象”。

为了便于理解,让我们进行定性分析。

在管道阻力不变的条件下,静压与风量呈正相关关系。也就是说,你增加了供气量,供气的静压也增加了。此时,可以通过恒定风压来实现恒定风量控制。在管道阻力特性随时间变化的情况下,送风静压增大楼宇自控风管静压作用,但送风量减小,如果仍然调整变频器进行恒风压控制,则会加剧送风量的减少。因此,在工程应用中高效过滤器配风,要达到恒定风量的目的,无论是恒风速还是恒动压都是正确的方法。

这就是空调自控的精妙之处。

1、低温送风变风量空调系统模式

低温送风变风量空调系统是全空气系统的一种,可根据其终端形式的不同组合成多种低温送风空调系统。设备。

(1)低温送风变风量空调系统模式

低温送风系统根据系统初投资和运行经济性,可参照以下顺序选择优选末端装置型式:低温送风口、诱导末端装置、单风管式末端装置,并联风扇功率型终端装置和串联风扇功率型终端装置。几种常用的低温送风系统见表9-11。

选择低温送风系统时,应充分分析空调区域的负荷特性,合理划分内外区域。在确定变风量末端装置时,必须考虑系统中新风分布的均匀性和对气流组织的影响程度。如果系统选择不合理,会导致各温控区的新风分布存在差异,这种差异在过渡季节更为显着。

(2)低温送风系统新风设计

低温送风的新风需经空调或新风机组集中处理后送至空调区。低温送风变风量空调系统的几种新风布置方式及特点如表9-12所示。

为保持空调房间的正压值,防止室外空气的渗入,低温送风系统的排风量一般应比新风量少5%~20%。

低温系统与常温系统相比,送风温度较低,送风量较小,新风比较大。当系统各分区负荷相差较大楼宇自控送风湿度高,峰值出现时间不一致时,低温送风系统新风分布不均现象比常温系统更为突出。

表9-12所列低温送风变风量空调系统常用的三种新风分配方式中,(2)和(3)方式的新风分配比较均匀,而(1)方式中的新风分配存在分配不均的问题。本节所讨论的新风分布均匀性主要针对第(1)类系统。

(3)低温送风系统新风分布均匀性分析

表9-13分析了几种常见的新风在空调内集中处理的空调系统的新风设置和分配。

在一台空调服务多个温控区的低温送风系统中,由于新风分布不均,系统新风量一般应比正常多2%~4%恒温送风系统。

(4)低温送风系统新风分配设计要点

1)系统不宜过大,应按定位和功能划分。在可能的情况下,内部和外部区域应由不同的空调系统承担;

2)当系统较大,无法按方位或内外区域分别设置空调系统时,应采用独立的新风系统,将所需新风直接送至各温控区或终端设备的供气管;

3)如不能满足上述要求,需按夏季、冬季及过渡季节对空调系统各分区新风分配量进行校核计算。如果新风分布差异较大,可按以下方法进行修正:

① 调整内外隔板,增加外区深度,重新计算负荷和选择末端装置,使各隔板新风分布趋于均匀;

②系统回风口设置在新风分布最不利的区域,使其他区域空气中多余的新风可以被新风不足的区域利用;

③增加整个空调系统的新风量,使新风分布最少的区域基本达到国家现行卫生标准,但这种方式增加了系统处理新风的能耗;

④ 在新风较少的区域开启末端设备的加热器。这种方式会造成冷热抵消,增加系统运行能耗;

⑤ 对于人员密度大、冷负荷小的房间,当送风量过小不能满足室内人员卫生要求时,应将送风温度调高,增加系统送风量和满足最小的新冷负荷。风量要求。

2、空调器冷却盘管参数的确定

低温送风空调冷却盘管的许多设计参数与常温空调系统有很大的不同。

低温送风空调冷却盘管具有以下特点:

① 进入盘管的冷水温度和离开盘管的空气温度较低,盘管进水温度和出风温度比较接近,冷水温升(或二次制冷剂)比较大;

②冷却盘管的排数和单位长度的翅片数多;

③ 冷却盘管面速度低;

④冷却盘管水侧与空气侧压降变化大;

⑤在部分负荷工况下,特别是进水温度与出风温度很接近,水系统温差较大的水系统,冷水侧流量小,流量低,可能变成层流。此时盘管的传热性能会急剧下降,导致出风温度升高。同时,控制系统使水阀再次打开,冷水流由层流变为湍流,使出风温度下降,最终导致系统出风温度不稳定;

⑥盘管凝结水量大,叠放的盘管之间应设置中间凝结水盘。并且由于冷凝水量大,具有一定的清洁作用,减少了线圈上灰尘和污垢的堆积。

低温送风空调冷却盘管的排数和冷水供回水温差与冷却盘管出风温度和冷水进水温度有关。表9-14~表9-17为不同送风温度和冷水供给温度下冷却盘管所需排数与冷水温差的关系。

低温送风系统中冷却盘管的选用见表9-14~表9-17数据。When the data the value in the table, the be , and the data of the coil be on the chart until the are met. 另外,也可以请空调厂家选择盘管型号,选择一款经济、合理、可靠的空调。

3、风管的冷却和蒸汽保温

(1)保温材料

隔热材料应选用质轻、隔热性能优良的防水材料。在工程上,常温下导热系数低于0.2W/(mK)的材料通常称为隔热材料。对于设备和管道的绝热,国家有关标准规定,用于保温时,其绝热材料及制品的导热系数在平均温度小于623K(350摄氏度);当保温材料及制品的平均温度在300K以下(27℃)时,导热系数不得超过0.064W/(mK)。

保温材料的基本性能包括结构性能、力学性能、化学性能和物理性能。根据材料的使用对象不同,对其性能的要求也会不同,但通常材料必须具有密度小、机械强度高、导热系数低、化学稳定性好、能长期承受工作温度等特点。其中,导热系数是保温材料最重要的性能指标。用于保冷时,如果保温材料的厚度相同,导热系数越小,冷量损失越小,保冷效率越高。

保冷材料的选择是确定保冷结构的基础。保冷材料的性能要求见表9-18。

(2) 风道散热计算

低温送风管道保冷的目的是减少管道内低温空气的得热,防止管道周围空气中的水蒸气在管道外表面凝结。在低温送风系统中,由于送风温度低于常温系统,风道内的低温空气与周围空气的温差较大,从而增加了风管的冷却要求。

为防止周围空气中的水蒸气在风管外表面凝结,风管保温必须满足以下条件:

1)保冷层厚度必须保证风管保冷材料外表面温度高于周围空气的露点温度;

2)保冷层必须覆盖所有可能被冷却到周围空气露点温度以下的风管表面;

3)必须准备完整有效的防汽、防潮层,以防止空气中的水汽渗入保冷材料内部,凝结在保冷材料中,降低甚至使保冷功能失效。

在给定条件下,可通过传热计算确定防止水蒸气在风管外表面凝结所需的保冷层厚度。

保冷层厚度的计算应按下列要求进行:

1)对于安装在空调房间内的风管,保冷层的厚度可根据保温层厚度或限制风管得热量所需的经济厚度来确定。周围空气的露点温度;

2)非空调房间内安装的风管,其保冷层厚度应按可能遇到的最不利条件确定;

3)对于安装在一些无空调、高湿度环境(如室外空气流通的机房、透湿性高的悬空平屋顶)的风管,其干球温度和相对湿度应为90%露点此时的点温度为计算保冷层厚度的设计露点温度;

4)回风管内的空气温度一般高于风管周围空气的露点温度,但如果预计低于周围空气的露点温度,也需要计算回风管道的冷却。

常温空调系统风管保冷层厚度是根据限制风管得热量所需的保温层厚度计算的。所谓经济厚度是指风管保温后年冷(热)损失成本与年投资分摊成本之和为最小值时计算出的保温层厚度。低温送风变风量空调系统风管保冷层厚度可按保温层厚度或经济厚度法计算,

低温送风管保冷层外表面温度可按式(9-14)计算:

计算保冷层厚度时,除风管内送风温度和风管周围空气的露点温度外,还应考虑保冷材料的使用寿命,使保冷材料可确保其外表面在整个使用寿命期间不结露。.

对于低温送风管道,保冷材料的内外壁始终存在温差和湿度差。在水蒸气压差的持续作用下,水蒸气会慢慢渗透到保冷材料中。导热系数会逐渐增加,以致于根据初始导热系数选择的保冷层厚度变得不足而发生凝露。因此,应选用阻湿系数大、吸水率低的材料作为保冷材料,并应考虑提高材料的导热系数,以保证材料在使用寿命内保持其应用性能。

工程所用保冷材料除具备详细的热工性能参数外,还应具有国家相关材料标准的性能测试证书,如允许使用温度、不燃性、阻燃性、吸水性、吸湿性、憎水性等。 ,对于硬质材料,还应提供材料的收缩率数据。

在选择保冷材料时,可以根据厂家提供的工程厚度来选择。必要时核算,在保证保冷效果的情况下,尽量节省材料用量。

冷却材料必须覆盖所有可能凝结的空气管道和设备表面。使用硬质材料进行保冷时,应考虑材料的热胀冷缩,以保持保冷材料的连续性。风管法兰必须经过特殊的保冷处理。相应的衣架还应有保温措施,防止冷桥现象。

低温送风系统风管的保冷材料多为离心玻璃棉加铝箔、酚醛泡沫、橡塑材料等。在不同的环境温度和典型的送风温度条件下,其厚度以上三种材料的保冷层见表9-19。

当实际工程应用中使用的保冷材料及其性能参数、风管环境温湿度、空调送风温度与表9-19所列计算条件不同时,实际厚度保冷材料的用量按式(9-14)计算,由式(9-15)和式(9-16)计算确定。

(3)保冷材料的防汽、防潮

为防止水蒸气渗入保冷层并在其内部凝结,降低材料的保冷效果,非闭孔保冷材料必须设置隔汽层和防潮层。当风管用于内保冷时,风管壁面必须具有防汽、防潮层的作用。施工时风管的所有连接处和焊点必须密封,防止水汽进入风管;当风管用于外保冷时,保冷隔热材料的外表面必须设有连续的、无裂纹或无穿孔的防汽防潮层。

在空调机房及防潮层破损可能性较大的地方,宜选用对水汽渗透不太敏感的闭孔材料作为风管或设备的保冷材料。.

低温送风系统常采用铝箔保温材料对低温送风管道进行保冷。由于铝箔的透汽系数约为1. 63X10(-7)g/(ms Pa),是理想的防汽、防潮材料。铝箱作防汽防潮层时,铝箔的接缝应尽量减少,接缝处必须用热敏胶带密封,不能有缝隙。如果铝箔在风管施工和设备安装过程中破损,应及时修补,防止水汽渗入非闭孔保冷材料,造成保冷失效。

4、低温送风系统变风量末端装置的选择

变风量末端装置是低温送风变风量系统的主要部件。变风量末端装置一般安装在送风散流器前的送风支管上,用来调节房间的送风量。低温送风系统常用的变风量末端装置有单风道式末端装置、风机动力末端装置和感应式末端装置三种。

由于系统特性的不同,低温送风系统终端设备的选择与常温系统终端设备的选择不同。尤其应注意以下要求:

(1) 一次风最大送风量按终端设备服务区域的最大显热和显冷负荷计算;

(2)一次风最小送风量:单风管式末端装置可按最大送风量的30%确定;风机动力终端装置可按最大送风量的40%确定。在实际设计中,需要考虑空调区域新风的均匀性,特别是单风道式末端装置和并联风机驱动的末端装置,需要装置的最小送风量为结合送风散流器的性能和室内空气分布来确定。风量;

(3)风机动力终端装置内置风机风量:串联装置一般按一次风最大送风量的130%确定;并联装置一般按不小于一次风最大送风量的60%确定。在实际设计中,需要结合送风散流器形式检查送风温度,确保风口处不结露。

5、低温送风散流器

低温送风系统的送风散流器形式应根据终端设备的类型确定。当系统采用串联风扇供电的终端设备时,可配备常温散流器;当系统采用单风道式末端装置、并联风机供电末端装置或感应式末端装置时,必须配备合适的低温送风扩散器。适用于低温送风的散流器主要有隔热散流器、电加热散流器和高感应比低温散流器。前两种散流器有时也称为防结露风口,一般适用于送风温度较高的低温送风系统,也常用于室内空气干球温度高、相对湿度高的室温环境。空调系统。

送风散流器的表面温度介于送风温度和室内空气温度之间。当送风散流器的表面温度等于或低于室内空气的露点温度时,散流器表面会出现凝露。表9-20列出了几种不同送风散流器的适宜送风温度和适用场合。

金属散流器室内空气侧表面温度一般比送风温度高2℃左右;塑料散流器的上述温差可高达6℃;高进气比的低温送风散流器的送风温度可以更低。对于常温下风量恒定的空调系统,夏季在设计制冷工况下较容易保证冷气流不急速下沉;冬季采暖条件下,热气流的上浮特性也异常明显,从而改善室内全年气流组织。确保。对于低温送风变风量空调系统,需要保持比常温空调系统更大的送风温差,节省空调系统送风机的能耗。因此,低温送风变风量空调系统的气流组织要比常温定风量空调系统复杂得多。因为选用的低温送风散流器既要在输送最大风量时防止冷空气下沉,又要在输送最小风量时有更好的流动状态。低温时:在计算送风气流分布和风口选择时,低温一次风与空调区空气的混合,

低温送风散流器一般布置在吊顶或靠近吊顶的侧墙上。低温送风散流器有吊顶式和壁挂式低温送风散流器两种。悬挂式平顶低温送风散流器分为射流式高风比散流器、高性能狭缝式散流器和高风比旋流散流器等,专为低温送风设计制造系统。形式。壁挂式低温送风扩散器将多股高速射流射向吊顶,使冷空气沿吊顶扩散。

专门设计制造的低温送风散流器,国内采用热芯高感应比的低温送风散流器较多。热芯高进气比低温送风扩散器的关键部件是内射流芯。小喷嘴均匀分布在射流核心周围。送风时,一次风通过风管直接送至射流芯,再从喷嘴喷出,形成附着射流,诱导大量室内空气。空气混合比距离风口喷嘴已经115mm。高达 2.35:1。由于多个独立的圆形截面射流密度大、风速大,在整个射流过程中都能保持良好的诱导效果。低温送风距离风口十多公分后,送风温度可升至室内空气露点温度以上,避免空调低温送风下降现象区域。典型的高风量比低温送风扩散器主要有平板式、孔板式和缝隙式三种。

设计人员在选择低温送风口时,必须通过比较送风散流器的范围、附件长度和空调房间的特征长度来确定最佳性能参数,并注意附件长度飞机。在考虑范围的同时,送风散流器的附着长度也应大于空调房间的特征长度,以免在人员活动区域产生吹风的感觉。此外,设计人员还可以请专业的低温送风口厂家帮助进行气流组织计算和送风口的选型。

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