組合式空調(diào)機組是空氣處理的最主要設(shè)備之一,其自身不帶冷、熱源,是以冷、熱水或蒸汽為媒介,用以完成對空氣的過濾、凈化、加熱、冷卻、加濕、減濕、消聲、新風處理等功能的箱體組合式機組。
新風進入空調(diào)機組,與室內(nèi)來的回風在混合段中混合?;旌峡諝饨?jīng)過初效過濾段,濾去塵埃和雜物,再經(jīng)過中效過濾段進行二次過濾,濾去更小的塵埃和雜物。然后,通過表冷段或加熱段進行降溫或加熱后使空氣達到所需的溫度點,然后再通過加濕段加濕到系統(tǒng)所需要的濕度要求即達到指定的送風狀態(tài)點,最后通過風機段把處理好的空氣送入室內(nèi)。
組合式空調(diào)機組選型參數(shù)介紹:
1.根據(jù)風量確定具體型號,從成本上考慮,一般舒適性空調(diào)迎面風速按3m/s, 如商場、辦公樓等;潔凈類或工藝類的按照2.5m/s,如:醫(yī)院、電子廠房。
2.確定冷量后,根據(jù)樣本選擇合適管排數(shù),排數(shù)選大了,成本增加了,伴隨需求的風壓也大了,可能導(dǎo)致電機需求也會增大,讓設(shè)計校核確定,這個需要填寫進風工況,使用的冷凍水進出溫度。
回風工況:直接在樣本上選取表冷器管排數(shù)即可。
新風工況:直接在樣本上選取表冷器管排數(shù)即可。
混風工況:理論計算是根據(jù)新回風量混合后,確定進風工況點,再與出風工況相比,得出具體冷量(定進出水溫差情況下),大概也可以按照新回風的差值進行估算。
3.常規(guī)的機組只有一個風機段,只需填寫送風量與送風靜壓即可,若是雙風機機組,還必須填寫回風機(排風機)的風量、余壓(靜壓)。
4.電機形式:一般沒有特殊要求的配置定頻,有變頻需求的選擇變頻,選擇變頻需要注意是否需要配置變頻器,這個變頻器的價格可能變頻電機還要貴的。
5.機組左右式,面對回風方向,通常情況下,水管及檢修門在左側(cè)是左式機組,反之是右式機組。
6.風口方向及是否帶風閥必須要注意。
7.配置DDC是自動控制的,配置電控箱的是手動控制開關(guān)。
組合式空調(diào)箱各功能段工作原理
(一)氣流段:混合段、進風段(新風或回風)、組合段、送風段、均流段;
A.混合段:新風與回風混合進入機組,風口可以選配法蘭(成本低)或風閥,選配風閥可以根據(jù)風閥性能進行新回風比調(diào)節(jié),達到過渡季節(jié)節(jié)能 或保證室內(nèi)工況穩(wěn)定的效果?;旌隙闻渲脵z修門,一般可以對后面功能段 進行檢修使用(如過濾段)。風口方向:一般新風在上方,回風在端面 側(cè),這是最節(jié)省的組合,也可以隨客戶要求放置。可設(shè)置防潮檢修燈。
B.進風段(新風或回風):新風或回風進入機組,風口可以選配法蘭(成本低)或風閥?;旌隙闻渲脵z修門,一般可以對后面功能段進行檢修使用(如過濾段)。風口方向:一般設(shè)在端面?zhèn)?,這是最節(jié)省的方案,也 可以隨客戶要求放置(上方、檢修門對側(cè))??稍O(shè)置防潮檢修燈。
C.組合段:排風與新風的組合或排風與回風的組合,主要應(yīng)用于串聯(lián)的雙風機段機組,排風與新風或排風與回風之間的風口必須采用風閥,可以調(diào)節(jié)風道阻力控制排風量與進風量(新風或回風),排風口與進風口(新風口或回風口)可以選配法蘭(成本低)或風閥。組合段配置檢修門,主要是對排風與進風之間的風閥進行檢修。風口方向:一般設(shè)置在上方,也可以隨客戶要求放置(檢修門對側(cè))??稍O(shè)置防潮檢修燈。
D.送風段:送風口可以選配法蘭(成本低)或風閥??梢耘渲脵z修門,用于在送風段設(shè)置紫外燈等凈化功能件,也可以不配檢修門,風口方向:一般設(shè)置在端面?zhèn)?,這是最節(jié)省的方案,也可以隨客戶要求放置(上方、檢修門對側(cè))??稍O(shè)置防潮檢修燈。
E.均流段:在風機段后還有消聲、過濾等功能段的,宜增加均流段,均流器的作用主要是把從風機出來的集中、高速氣流進行減速、 擴散均勻分配,此均流段可以與后面功能段的檢修空間共用一個段,節(jié)省段長,提高消聲、過濾等放置在均流段后面的功能段的效果
注:風閥類型:手動風閥、電動開關(guān)型風閥、電動比例型風閥, 風閥材質(zhì):鍍鋅鋼板(成本低)或鋁合金,風葉都是多葉對開式,葉片間采用橡膠密封檢修門:不帶視窗(成本低)與帶視窗。
(二)動力段:風機段
風機段:由離心風機,電機,連接風機和電機的皮帶輪和皮帶組成,風機及電機安裝在同一個支架上,再通過彈簧減振器減振,選用低噪聲雙進風前傾或后傾離心風機,風機、電機組件裝有減振和軟接裝置。
常用的離心風機:前傾離心風機(成本低)、后傾離心風機、無蝸殼離心風機前傾離心風機占整個風機段的成本比重:約10%~15%后傾離心風機占整個風機段的成本比重:約25%~32%。
常用電機:西門子變頻電機、ABB變頻電機、臥龍定頻電機、微特利定頻電機。變頻電機:配變頻器與不配變頻器(部分變頻器的價格可能比變頻電機的還要貴,比定頻的就更貴了,15kw以上的定頻電機占整個風機段的成本達18~25%,11kw以下的定頻電機占整個風機段的成本達10%~15%)根據(jù)不同使用要求,選用不同形式性能優(yōu)良具有AMCA認證的名牌風機和電機(可選變頻調(diào)速)。
離心風機的相似性,風機的相似性在風機設(shè)計和應(yīng)用中有很重要的地位,同一型號的風機可以通過某一轉(zhuǎn)速的性能曲線計算出其他轉(zhuǎn)速的性能曲線。同一幾何相似的系列風機,可以用某一型號的風機性能曲線計算出另一型號風機的性能曲線。下面列出了風機相似計算的基本公式:
流量:Q1/Q2= n1/n2×(D1/D2)3×ρ1/ρ2
壓力:P1/P2=(n1/n2)2×(D1/D2)2×ρ1/ρ2
內(nèi)功率:N1/N2=(n1/n2)3×(D1/D2)5×ρ1/ρ2
風機噪音可以按AMCA301標準換算。
(三)過濾段:粗效過濾段、中效過濾段、亞高效過濾段、高效過濾段、綠色段(靜電除塵、光觸媒凈化、UV殺菌燈等)
初、中效過濾器有板式和袋式兩種,一般配置為初效選用板式,中效選用袋式,也可按用戶需要配置不同過濾等級的過濾器以獲得需要的凈化效果;可根據(jù)需要配置壓差開關(guān)或壓差計,以監(jiān)控過濾器的阻力變化。
模塊化設(shè)計的過濾器及框架,過濾器采用卡扣式固定,框架采用海綿密封,水平拼接,折邊限位,螺栓連接方式固定,牢靠密封性好。
類型及選型注意事項:
(1)粗效過器器,分板式與袋式,濾材為無紡布及化學纖維,過濾效率G1-G4對于有一般凈化要求的空調(diào)系統(tǒng),選用一道粗效過濾器,將大顆粒的塵粒濾掉即可。常用于空調(diào)與通風系統(tǒng)的第一級過濾,也適用于對潔凈度沒有要求的,只需一級過濾的空調(diào)和通風 系統(tǒng),如潔凈室回風過濾、一般的辦公室、教學樓、商場等。板式過濾器可以使用吸塵器或壓縮氣體進行清洗,不可水洗,袋式過濾器不能清洗。
(2)中效過濾器:對于有中等凈化要求的空調(diào)系統(tǒng),選可設(shè)置粗、中效兩道過濾器。從效果上講,避免由于密封沒做好而導(dǎo)致污染空氣漏入系統(tǒng),中效過濾器最好設(shè)置在系統(tǒng)的正壓段;從成本上講,中效直接與粗效過濾器放在一起,節(jié)省段長,節(jié)省安裝空間。
(3)對于有超潔凈要求的空調(diào)系統(tǒng),則應(yīng)至少設(shè)置三道過濾器,第一、二道為粗、中效過濾器作過預(yù)過濾,高效過濾器的合理使用壽命為5~10年,為保證這一使用壽命,空氣在進入高效過濾器前要經(jīng)過規(guī)格不低于F8的預(yù)過濾器。此外,為防止管道對潔凈空氣的再污染,高效過濾器應(yīng)設(shè)置在系統(tǒng)的末端(即送風口處)。
(4)過濾器沾水可能使過濾效率不穩(wěn)定,因此,過濾器應(yīng)避開加濕器和表冷器等發(fā)濕設(shè)備,并建議在這些設(shè)備后安裝擋水板。
(5)綠色段,含靜電除塵、光觸媒凈化、UV殺菌燈等等。
(四)換熱段:表冷段(含熱水加熱段)、蒸汽加熱段、電加熱段
表冷器是銅管穿鋁翅片構(gòu)成的冷凍水盤管,提供四排、六排或八排盤管,適用于各種冷量的要求。集水管最高處設(shè)排氣閥,最低端設(shè)排水閥,在機組里需安裝接水盤。
組合柜用表面式換熱器包括空氣加熱器和表面冷卻器(表冷器)兩類,空氣加熱器是用熱水或蒸汽做熱媒的,表冷器則以冷水做冷媒,組合式空調(diào)機組通常用的表面式空氣加熱器是熱水盤管和蒸汽盤管,常用的表面冷式卻器是冷水盤管。
常用表面式換熱器的種類,根據(jù)表面式換熱器進行熱、濕交換的流體介質(zhì)不同可分為:表冷器、熱水盤管、蒸汽盤管。
表冷器:以冷凍水做冷媒(冷凍水通常7進水,12出水),通過傳熱管和翅片與空氣進行熱、濕交換,以達到對空氣冷卻降濕處理的目的。翅片為易于傳熱的鋁片、銅片等,通常做成4排、6排和8排。
熱水盤管:以熱水作為傳熱介質(zhì)(冷熱兩用盤管熱水通常60進水,50出水,單獨加熱盤管通常90進水,80出水),通過傳熱管和翅片與空氣進行熱交換,以達到加熱空氣的目的,翅片為易于傳熱的鋁片、銅片等,通常做成2排、4排和6排。
蒸汽盤管:以蒸汽作為傳熱介質(zhì),通過傳熱管和翅片與空氣進行熱交換,以達到加熱空氣的目的。傳熱管為銅管、鋼管和不銹鋼管,翅片一般是鋁片、銅片或不銹鋼片,通常做成1排和2排。
以上幾種盤管中,熱水盤管和蒸汽盤管與空氣只進行顯熱交換,沒有潛熱交換,而表冷盤管則可以進行熱、濕交換。
表冷器部件結(jié)構(gòu)形式:
(1)表冷器的水路設(shè)計時應(yīng)采用下進上出、水流逆風向流動,以提高表冷器的換熱效率;
(2)保證盤管的放水閥和放氣閥安裝在最低點和最高點,利于盤管水和氣排放干凈,且安裝位置需利于檢修和維護;
(3)全系列標配為Φ12.7×0.34的銅管,常規(guī)片距9片/英寸(片距9~12可 選)。當水阻力大于50kPa時,可選用兩種配置:a.表冷器不變,提高出水溫度,減小水流量,降低水阻力;b.表冷器銅管更換為Φ16×0.41,常規(guī)片距10片/英寸,降低水阻力;
(4)考慮到加工工藝與水阻力的控制,表冷器的長度超過3500mm,或單排管數(shù)多于50管時,可分成兩個或多個尺寸較小的表冷器組合;
接水盤采用V型結(jié)構(gòu),排水管下排水,促進冷凝水及時排出,理論上達到干式接水盤的設(shè)計。
電加熱:是讓電流通過電阻絲發(fā)熱來加熱空氣的設(shè)備。它有加熱均勻、熱量穩(wěn)定、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊和控制方便等優(yōu)點。因此,在空調(diào)機組和小型空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用較廣,但是,用電加熱器要耗費較多電能,所以在加熱量要求較大的地方不宜采用,加熱最大功率各廠商樣本。
目前空調(diào)機組主要使用的是不銹鋼翅片式電加熱管。 不銹鋼翅片式電加熱管:是在普通元件表面纏繞金屬散熱片,與普通元件相比散熱面積擴大了2~3倍,即翅片元件所允許的表面功率負荷是普通元件的3~4倍。由于元件的長度縮短,使得本身的熱損失減小,在相同的功率條件下,具有升溫快、發(fā)熱均勻、散熱性能好、熱效率高、使用壽命長、加熱裝置體積小,成本低等優(yōu)點。
選型注意事項:
A.在選用電加熱之前,根據(jù)所需加熱量大小及控制精度要求對電加熱器進行分級,最后再根據(jù)分級情況和每級功率大小選擇合適的電加熱器。建議最多分三檔控制,檔數(shù)越多成本越高
B.選用電加熱管的總根數(shù)必須是3的整數(shù)倍,主要是保持用電的三相平衡及方便車間接線,避免引線的麻煩。
C.如果遇到客戶要求的電加熱量不是所選型的電加熱管的整數(shù)倍及選用的電加熱管的根數(shù)不是3的整數(shù)倍,則需調(diào)整客戶的電加熱量,一般是增加所需要的加熱量,直到調(diào)整的電加熱管的總根數(shù)是3的整數(shù)倍為止。
(五)加濕段:濕膜加濕段、電極加濕段、干蒸汽加濕段、高壓微霧加濕段
通過水霧化或蒸氣等和送風混合后送出,以達到加濕的目的,在比干燥的地方適用。目前廣泛使用的有濕膜加濕器、電極式加濕器、干蒸汽加濕器。
濕膜加濕器:經(jīng)過過濾的水通過管路送到加濕器頂部淋水器,水在重力作用下沿濕膜材料向下滲透,水被濕膜材料吸收,形成均勻的水膜;當干燥的空氣通過 濕膜材料時,水分子充分吸收空氣中的熱量而汽化、蒸發(fā),使空氣的濕度增加,形成濕潤的空氣。濕膜加濕器具體還分為:直排水濕膜加濕器(成本最低)、循 環(huán)水濕膜加濕器(工程上直接增加循環(huán)水泵)、雙次汽化加濕器(第一次噴霧+第二次濕膜組合)。
干蒸汽加濕器:利用已有的飽和蒸汽源產(chǎn)生潔凈蒸汽,并將蒸汽混合到空氣中去,對空氣進行加濕的一種方法。加濕時,將加濕器蒸汽入口與蒸汽源接通,飽和蒸汽在外環(huán)管內(nèi)流動,對噴管進行預(yù)熱,然后進入汽水分離器內(nèi),使飽和蒸汽中的凝結(jié)水分離,冷凝水由疏水器排出。干蒸汽經(jīng)噴管進行二次蒸發(fā)汽化,從噴 孔中噴出,實現(xiàn)對周圍空氣的加濕。這種主要用于有蒸汽源的地方。必須注明壓力,不同壓力使用不同的加濕器配件及加濕量也會不一樣的。
電極式加濕器:利用交流電能直接對自來水進行加熱產(chǎn)生潔凈蒸汽,并將蒸汽混合到空氣中去,對空氣進行加濕。其優(yōu)點是:加濕快,加濕量可調(diào)節(jié),加濕蒸 汽清潔,不含水垢、粉塵,無菌無臭,維修方便。缺點是:電極上易積水垢和產(chǎn)生腐蝕,如果排水控制方式不當,有產(chǎn)生漏電的隱患(電隨水流排出)。
高壓微霧加濕器(必須帶擋水板):將自來水經(jīng)過加濕器主機增壓后,由管路輸送到噴頭中,高壓水從噴嘴的特制小孔中旋轉(zhuǎn)噴出,并在空氣中霧化,被噴出的水霧粒子與空氣進行熱濕交換,從而達到蒸發(fā)并加濕空氣目的的一種加濕方式。
優(yōu)點:霧化1公升水只需消耗2.45W功率,是傳統(tǒng)電熱加濕器的千分之三,是離心式或氣水混合式降溫加濕器的十分之一;加濕量由噴頭數(shù)量確定,非常適合大 空間高濕度環(huán)境加濕;夏季配合車間排風還可達到降溫效果;在空調(diào)箱內(nèi),加濕 效率高達90%以上,是其它噴霧加濕器所無法做到的。缺點:噴頭噴孔細小,故對加濕水質(zhì)要求高,建議用純水,否則噴嘴容易堵塞;噴頭暴露在車間中,一些飛花、粉塵等容易粘附在上面,造成噴嘴滴水;開關(guān)量控制,無法滿足高精度環(huán)境加濕要求。
(六)熱回收段:全熱回收轉(zhuǎn)輪段、顯熱回收轉(zhuǎn)輪段、全熱板式回收段、顯熱板式回收段
熱回收機組:采用熱回收裝置(熱回收功能段),將機組排風與新風進行熱、濕交換,將排風中的冷(熱)能力回收隨新風進入空調(diào)區(qū)域,實現(xiàn)能量回收。
熱回收從其能量成分上可分為:全熱回收、顯熱回收兩種。
全熱回收—經(jīng)過熱回收裝置后,可以使另一側(cè)(新風側(cè))空氣的溫度和濕度都有變化,即全熱發(fā)生了變化。夏季供冷時,焓值下降,此時溫度降低,濕度也降低;冬季供熱時,焓值增加,此時溫度升高,濕度也增加。
顯熱回收—只回收排風中的顯熱部分,經(jīng)過熱回收裝置后,可以使另一側(cè)(新風側(cè))空氣的溫度變化,而濕度沒有變化。
(七)其它:消聲段、中間段(即檢修段、空段)分進風、出風消聲,采用片式阻性消聲器或金屬微孔板消聲器。
消聲段可根據(jù)用戶要求做成不同規(guī)格,可采用多段消聲。消聲段越長,消聲量越大;相同的消 聲器布置在出風側(cè)消聲量比進風側(cè)大。機組各個箱體均設(shè)置檢修門(部分功能段是在同一節(jié)箱體里,可以共用一個檢修門的,如:混合+初效過濾+表冷+風機,我們采用兩個箱體構(gòu)成整機,第一個檢修門設(shè)在混合段,維修過濾器,第二個檢修門設(shè)在風機段,維修風機電機及表冷器的),檢修門采用密閉型鉸鏈門(可帶鎖),機組正壓段內(nèi)設(shè)置內(nèi)開的正壓門,負壓段配外開的負壓門,有效降低機組的漏風率,提高機組的安全性。