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獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行的熱力學(xué)分析
2010-07-27 來源:中國(guó)制冷網(wǎng) 文字:[    ]
引言

    獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)(DedicatedOutdoorAirSystem,簡(jiǎn)稱DOAS)是將新風(fēng)獨(dú)立處理到較低的溫度,使新風(fēng)承擔(dān)室內(nèi)全部潛熱負(fù)荷和部分顯熱負(fù)荷,其余顯熱負(fù)荷由室內(nèi)干工況設(shè)備來承擔(dān)的空調(diào)系統(tǒng)。它將室內(nèi)熱濕負(fù)荷分開處理,可使處理室內(nèi)顯熱冷負(fù)荷的冷水溫度得到提高,從而獲得一定的節(jié)能效果。并且采用該系統(tǒng)時(shí),若室內(nèi)溫度和濕度明顯低于室外,新風(fēng)和排風(fēng)之間可采用全熱交換器,將進(jìn)一步降低能耗。

    1獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)成

    典型的獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)由全熱回收轉(zhuǎn)輪、表面式冷卻器、顯熱回收轉(zhuǎn)輪和預(yù)熱裝置構(gòu)成,

    1.1全熱回收轉(zhuǎn)輪

    由于空調(diào)房間內(nèi)溫、濕度與室外新風(fēng)的差別較大,為減少冷卻盤管所需冷量而達(dá)到節(jié)能目的,所以在新風(fēng)和排風(fēng)之間安裝全熱轉(zhuǎn)輪,對(duì)排風(fēng)進(jìn)身含有固體吸濕劑。在夏季,室外熱濕的新風(fēng)經(jīng)過轉(zhuǎn)輪后將熱量和水分傳給轉(zhuǎn)輪,轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)到室內(nèi)排風(fēng)時(shí),再將其中吸附的水分和熱量傳遞到室內(nèi)排風(fēng)中去,通過排風(fēng)排到室外。在冬季,室外干冷的新風(fēng)與室內(nèi)溫濕的排風(fēng)逆向流過轉(zhuǎn)輪,進(jìn)行熱濕交換后,新風(fēng)變暖變濕后進(jìn)入室內(nèi),從而回收了室內(nèi)排風(fēng)的顯熱和潛熱。這種全熱回收稱為被動(dòng)除濕,即氣流中水分在水蒸氣壓力驅(qū)動(dòng)下由高濕氣流向低濕氣流傳遞。

    1.2表冷器

    在冷卻器盤管中通入冷水或制冷劑,使空氣流過盤管和肋片表面時(shí)得到冷卻,并降溫到露點(diǎn)溫度后將其中的水分脫除。冷媒分別為冷水和制冷劑時(shí),它可分為水冷式和直接蒸發(fā)式兩種。水冷式表冷器與直接蒸發(fā)式表冷器相比較,冷水盤管除濕傳熱效果好,并能嚴(yán)格控制流量,因此能正確調(diào)節(jié)冷卻盤管的出口狀態(tài),且冷水具有蓄熱功能,適用于負(fù)荷變化劇烈的場(chǎng)合。但其裝置較直接蒸發(fā)式復(fù)雜,設(shè)備初投資和運(yùn)行費(fèi)也較高,適合于負(fù)荷要求大的場(chǎng)合。

    1.3顯熱回收轉(zhuǎn)輪

    顯熱回收轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)與全熱回收轉(zhuǎn)輪相似,它由鋁片構(gòu)成蜂窩狀,室內(nèi)排風(fēng)由轉(zhuǎn)輪室內(nèi)側(cè)吸入,并將所含的部分冷量傳遞給轉(zhuǎn)輪;而新風(fēng)從轉(zhuǎn)輪室外側(cè)吸入,轉(zhuǎn)輪以一定速度旋轉(zhuǎn),將積蓄其上的冷量傳遞給新風(fēng),效率為0~70%。它不存在濕分的傳遞,所以只回收顯熱,不回收潛熱。

    1.4預(yù)熱裝置

    在冬季,若室外新風(fēng)的干球溫度低于0℃,進(jìn)入全熱回收轉(zhuǎn)輪后會(huì)發(fā)生結(jié)霜的現(xiàn)象。為了避免這個(gè)問題的產(chǎn)生,應(yīng)對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱?刹捎脽崴ㄈ氡P管或電加熱器來加以實(shí)現(xiàn)。

    2濕空氣處理的熱力學(xué)分析

    為了更深入地掌握獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行的特性,有必要對(duì)系統(tǒng)中濕空氣的處理過程進(jìn)行熱力學(xué)分析。為便于分析,根據(jù)常規(guī)的空調(diào)工況,中獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)處理過程中的各狀態(tài)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)定:

    (1)干球溫度為7℃且飽和;

    (2)干球溫度為13℃,露點(diǎn)溫度為7℃;

    (3)干球溫度為26℃,露點(diǎn)溫度為15℃;

    (4)干球溫度為20℃,露點(diǎn)溫度為15℃。

   由于室外新風(fēng)的干球溫度低于0℃,全熱轉(zhuǎn)輪可能發(fā)生結(jié)霜,所以需要進(jìn)行預(yù)熱處理。若能根據(jù)室外氣候狀況和室內(nèi)空氣設(shè)計(jì)狀態(tài),合理地確定各環(huán)節(jié)設(shè)備的運(yùn)行情況和空氣處理狀態(tài),將會(huì)獲得最大的節(jié)能效果。

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