湿帘降温的通用经验设计.doc

湿帘降温的通用经验设计湿帘降温是一种经济有效的空气调节办法，它的设计参数目前通常都是由所属行业给出，如大棚温室给出需用通风量平方米，畜禽养殖给出需用通风量千克活重等。随着该技术应用的扩展，必然涉及到许多其他方面甚至跨行业、非标准问题，工程技术人员就希望依据一种更通用的设计计算方法，使用者也希望有更实际、快捷的经验估算。本文拟在此方面进行探讨，并从我们的经验出发，提出一些相关设计数据，供业内人士参考，专家指正。 一、湿帘降温过程分析 湿帘降温是外界高温空气穿过浸水湿帘，增湿降温，形成冷风；冷风通过受控房间，将房间余热吸收，而后排出室外的过程。显然，该过程是由两段构成的，前段是冷风形成，后段是冷风在房间里的热交换，表现于焓湿图上(见图一)，即A-C-N线。关于冷风的形成，图中A-C段，相关教材和厂商资料中已有不少分析，在此就不做过多的介绍了；现仅看冷风进入房间后部分：冷风自进入房间始到离开房间止，热同时交换完毕，全部的冷风吸收了房间全部的余热(因地面传热比例很小，不考虑)。系统到达平衡后，房间减掉的热势必等于冷风增加的热(常规空调基本是用回风，新风量很小，一般20%，它的热交换是混合式)。冷风吸收房间余热后状态发生改变，由进入时的C态变为离开时的N态，测定并计算两态的差便可知道房间换掉的热。由焓湿图看出，过程CN过程CM+过程MN。过程CM是等湿加热(显热增加含湿不变)，过程MN是等烙增湿(含湿增加，总焓不变)，故冷风增加的热等于CM段增加的显热，用公式表示： Qc.p.Ltmc 式中 Q-冷风增热量即房间冷负荷(Kch) L-冷风量(m3/h) c-空气比热0.24(KcKg) P-空气质量1.2(Kgm3) tmc-冷风在房间里等湿加热的温升() 于是风量 LQc.p.tmc 因实践中注意的是冷风实际温升，故用实际温升t表示： LQc.p(t+) 式中 t-冷风离开房间时的实际温升() -等湿加热与实际温升之差() 一般情况下，可用此式进行湿帘降温需用风量的计算。 关于式中参量Q、t、的给定： 1. 冷负荷Q 房间内冷负荷来自多方面：太阳辐射，建筑维护结构传热、漏风带热，房间内动物、人、设备、照明产生的热等。冷负荷的计算可查找有关暖通空调设计资料，但应用中是很繁杂的，我们推荐下面经验数据参考(见表一)。 2. 冷风温升t 在冷负荷一定的情况下，冷风量L与冷风温升丛成反比，t设定的高则冷风量L低。它又与通风方式、使用对象、房间大小、长宽方向、空间布置、空气质量、断面风速、温度场均匀性、设备投资等因素相关，使用中必须全面考虑，酌情给定，其取值趋向见表二。 根据我国相关建筑设施的多数情况，建议冷风温升丛在如下范围内选取： 负压控温 2.5-3.5 正压控温 5-7 3. 等湿加热与实际温升之差6 由焓湿图看出，6实际是由于湿帘风在室内进一步吸湿降低的温度，因为房间的加湿远远小于湿帘加湿(畜禽舍一般5%，温室一般10%)，故是一个很小的数，实践中可根据室内干湿程度在0.5左右选取(如房间很于是负数)。应该注意到，房间里的湿度使温升产生负反馈，温升使空气相对湿度下降(温升3，相对湿度降低10%)，蒸发加强(特别在房间后段)，而吸湿使温度又降下来了，这对总控温目标是有利的，房间太干没有这种关系。 根据上述参数，对于一个系统一般都可以计算出湿帘降温所需的风量，但要注意，这里仅是依据了热力学的原则。对于不同的应用对象，还应用其具体的环境条件与特殊要求进行校验。但根据我们的大量实践，特别在农牧业方面的经验证明，在我国目前情况下，以上算法是有通用性并且是足够正确的。 二、风机的选择(负压纵向通风) 1. 风机种类 以负压纵向通风方式工作，湿帘通常安装在风机负压侧，并成为风机的主要负载，其阻力一般不超过20帕斯卡。湿帘降温的效果是完全取决于通风量的，通风量大降温大。故应该选择轴流式低风压大流量通风机。工业用通风机风压高、功耗大不适用，选离心风机更是错误的。 2. 风量参数 对风机厂商提供的风机风量参数，必须注意到其对应的静压，因为同一台风机在不同静压下工作时风量不同，即负载不同风量不同。不能以0风压对应的风量计算。 3. 数台风机联合工作问题 因总风量大或为满足不同季节的风量调节要求，常会遇到数台风机联合工作的问题(并联)，甚至大小风机搭配。此时须注意：数台风机联合工作的总风量小于各台风机单独工作的风量之和。这是因为风机并联时彼此成了负载，风压提高风量下降所致。故并联设计中应采用较高静压下的风量计算，或将单台运行风量减小1015%。可以看出，用一台大风机比用数台小风机更节省。大小风机搭配时应尽量使风压一致或接近。 4. 百叶窗问题 风机的百叶窗必须完好，否则安装在一起会引起风短路，降低房间实际的风量。这不仅是购买风机时应注意的问题，更主要是今后多年使用中的问题。 三、湿帘的选择与计算 1. 湿帘选择 现在应用最多的是已标准化生产的纸质湿帘，选择时应充分注意其质量标准：湿挺度、吸水性、几何稳定性、抗老化能力、使用寿命等。房屋降温常用的为蜂窝眼，楞高6毫米以上、楞线交角4560度、厚度10宜远距离输送，应就近安装。普遍安装形式有屋顶式、侧壁式和管道输气式。屋顶式为冷风机在屋顶均布，散流器送风，必须是平顶；侧壁式为喷口送风，作业区多在回流段；管道输气是为了解决房间的长向问题，管上开孔，吹向两侧；管道有刚性、柔性做法之分，柔性用塑料薄膜制造，可降低造价，但吹鼓它会损失一些风压。上述所有形式均应坚持向室内供风在上，向室外排气在下的原则。排风口一般为多个，设定排风口位置要考虑到房间的气流疏导，避免死角。必要时可增装排风扇。 表一单位冷负荷Q经验值（华北地区）项目性质负荷值200-300单位备注温室、大棚通用774透光率Kc/h.m2透光率1=-总遮荫率鸡舍建筑正规、跨度6-12米、无吊顶、正压110-130Kc/h.m2跨度大，密封好，取小值孵化厅建筑.70-90Kc/h.m2前期取小值，后期取大值，巷道机取平均值在孵鸡蛋0-3.8c/h.枚出壳鸡体重2-4千克0.5Kc/h.只蛋鸡取小值，肉鸡取大值，体重小取小值，大取大值成鸡体重50-150千克9-13Kc/h.只肥猪取小值，种猪取大值，体重小取小值，大取大值猪中度工作140-300Kc/h.只女性取小值，男性取大值人140-160Kc/h.人N为千瓦值，n为热系数，白炽灯n=1综合参数普通房间中低档n.860N.Kc/h小房间取大值居室、办公室中档100-125Kc/h.m2小房间取大值商店、餐厅中档125-150Kc/h.m2控温低取大值会议室、影剧院中高档150-300Kc/h.m2控温低取大值2. 湿帘面积计算 一定的通风量必须对应一定的湿帘面积，面积大投资大，易造成浪费；面积过小会造成通风阻力太大，风量减小，影响降温效果，严重者还会造成风机超载和烧毁电机，即湿帘面积必须与风机风量匹配。因湿帘阻力与过帘风速的平方成正比，所以湿帘面积通常通过过帘风速给以限定，经济有效的限定是：10厘米厚湿帘为11.5ms，厚度增大阻力加大，风速应稍减。湿帘面积计算公式为： SL3600V帘 式中： S-湿帘计算面积(m2) L-湿帘通风量 (m3h) V帘-过帘风速(11.5m/s) 计算后，选择标准高宽的湿帘，将面积整定。 显然，有人为了迁就原有窗洞，面积不够时只想靠增加湿帘厚度保证降温是不可能的。 四、关于正压通风降温问题 对一个系统实施降温，应首先考虑负压方式。负压确有困难、不行或不好时(如房间中有隔断或为开放式、半开放式房舍)，则可考虑正压降温。有些房间设备有正压工艺要求(如孵化机)；有些房间需要高保洁，这些都只能用正压，不能用负压。正压控温的房间以高吊顶、方形居多。 表二冷风温度升t取值趋向相关因素冷风温升t取值趋向通风方式一般负压取小值、正压取大值使用对象根据室内作物、动物、人或设备的需要提出温度上限要求房间大小一般小间取小值、大间取大值长宽方向一般长向取大值，宽向取小值空间布置作业区全局布置取小值，局部布置取大值空气质量质量要求高取小值，质量要求低取大值断面风速风速大（1-2m/s）取小值，风速小（1m/s）取大值温度场均匀性温差小（3）取小值，温差大（3）取大值设备投资投资多取小值，投资少取大值正压控温的房间多以正规生产的冷风机作供风设备，冷风机是将湿帘和风机组合在一个箱体里，并配以供水系统、百叶窗等附件。正压控温风机除了要克服湿帘阻力，还要担负向房间输气的风阻、维持房间一定静压，所以应有比一般负压降温风机更高的全压(现冷风机全压多在100帕斯卡以上)。 1. 供风形式 湿帘风机冷风较空调压缩机冷风工况高得多，不宜远距离输送，应就近安装。普遍安装形式有屋顶式、侧壁式和管道输气式。屋顶式为冷风机在屋顶均布，散流器送风，必须是平顶；侧壁式为喷口送风，作业区多在回流段；管道输气是为了解决房间的长向问题，管上开孔，吹向两侧；管道有刚性、柔性做法之分，柔性用塑料薄膜制造，可降低造价，但吹鼓它会损失一些风压。上述所有形式均应坚持向室内供风在上，向室外排气在下的原则。排风口一般为多个，设定排风口位置要考虑到房间的气流疏导，避免死角。必要时可增装排风扇。 2. 关于最小排风口 无排风扇的湿帘冷风正压控温房间，必须考虑排风口最小面积，排风口过小会形成大的阻力，减低通风量，影响降温并增加过大的湿度。排风口最小面积应按风以2.53ms的速度逸出计算。 五、综合举例 1. 某一面坡日光大棚，宽7米，长犯米，遮荫率75%，棚内温升3，试设计湿帘降温方案? 大棚冷负荷： Q774透光率大棚面积 774(1-75%)75067725(Kch) 需冷风量： LQc.p(t+) =677250.241.2(3+1)58789(Kch) 选低风压大流量风机两台： L40000+L18000L58000(m3h静压35pa) 选厚10厘米湿帘，按过帘风速V帘1.4(m/s)计算湿帘面积： S580001.4360011.5(m2) 整定为高： 1.5812(m2) 安装方式：风机湿帘于50米两端相对安装，湿帘1.52(m2)装在山墙上，1.56(m2)装在北墙靠近1.52(m2)湿帘墙的一边(或将6米分成两段拉开一定距离安装)。 2. 某连栋温室长66米，宽45米，总遮荫率75%，室内温升3，试设计