完成空气处理设备方案设计书

空调机组模拟分析一设计要求根据“AHU设定.xls”提供的逐时室外气象参数（空气温、湿度），和室内回风温、湿度以及要求处理到的送风温、湿度，模拟分析空调箱的处理过程。2 设计工况系统一：一次回风AHU：1、固定新风比为0.2；2、通过调节新风比降低处理能耗，新风比可在0.21之间变化；系统二：全新风AHU1、无新排风显热回热器；2、增加新排风全热回热器，全热换热效率为0.7；3、增加新排风全热回热器，表冷器加旁通，旁通比在01之间变化；4、增加新排风全热回热器，有二次再热装置；三表冷器模型上图就是一种最常见的带有一次回风的表冷器模型。其主要有混风段、表冷段（加热段）、加湿段和再热段等部分组成，可能还会有热回收装置和表冷器旁通。1表冷：表冷分为干工况和湿工况两种，如下图所示，1-4就是干工况表冷，其过程只降温不除湿，1-2就是湿工况表冷，其过程同时存在降温和除湿。123tw14tS2tS121表冷器主要特性方程如下：对于干、湿两种不同工况：其迭代计算的模型如下：这样就可以通过空气的入口参数和表冷器的入口水温和水量求出空气的出口参数了。2混风：混风室空气处理过程见下图，其中O点为新风点，R点为回风点，M为混风点。当混风阀连续可调时，混风点M在id图上沿着直线RO移动。混风室的其进出口关系可以描述如下： MOR1003蒸汽加湿器：如下图所示可将其看成是一个理想的等温加湿过程。121004 选用设备 首先对表冷器进行选型，对确定的计算工况和选定的表冷器,已知条件如下:水量W、入口水温tw1、风量G、空气进口温度t1、含湿量d1;迎风面积Fy、每排散热面积Fd、通水断面积fw,肋通系数a(每排肋管外表面积与迎风面积之比),肋管排数N。表冷器模拟即根据上述已知条件,计算表冷器的空气出口状态参数t2,d2,同时给出出水温度、表冷器消耗的冷量。因此表冷器模拟的实质是校核。表冷器进出口流体的状态变化可以用表冷器的全热交换效率和通用热交换效率表征。1表冷器：夏季工况采用7度供，12度回；冬季工况采用45度供，40度回；根据热质交换原理课本P181的例题，对表冷器进行选型，采用JW10-4表冷器。查表可得，取排数N=6，接触系数2=0.940，每排散热面积Ad为12.15，迎风面积Ay为0.944，通水断面积Aw为0.00407。水流速w=3m/s，水流量为12.21/s。 2加湿器：干蒸气加湿，理想的等温加湿过程3加热器：处理能力理想化五 不同空气处理方案结果的比较1定新风此时新风比为0.2这个固定值，总风量为6480m3/h此时根据混风点（M）和要求送风点的相对位置在i-d图上将平面分为4个区，对于每个区有不同的处理方式，如下图所示：1区：加热加湿，可控制温湿度2区：只加热，不控制湿度3区：降温，可能湿度不满足4区：降温加湿此时计算得到的结果如下：热负荷(KWh)冷负荷(KWh)加湿负荷(KWh)总负荷(KWh)满意率36088.430451373.7150793710.7404841172.886010.691可见此时的满意率很低，分析其原因可解释如下：上图中表示了题目所给的条件参数使得出现在各个区的概率情况。我们可以发现处在2和3区的点一共有接近50%。而按照前面所说的处理方法，这些区都是指保证温度而不保证湿度的，所以处在这些区的点都是不满足要求的，这样就导致整体的满意率低。2变新风比新风比：0.21根据新风状态点O和回风状态点R的相对位置可分为四类：对于每一类我们又可以分成不同的区进行讨论。下面以第一类为例进行说明。共有下图中所示的六种情况：154326对于不同区的处理方式如下表中的说明区处理过程1混风到ds，加热2混风到ds，降温3最小新风比下，不保证湿度4全新风，加热加湿5A 从O降温加湿B 从最小新风比下的混风点M降温加湿比较A与B的能耗，选取能耗小的6A 从O降温加湿B 混风到ts，加湿比较A与B的能耗，选取能耗小的对于其它大类下的不同区的处理过程也类似，这里就不再赘述了。计算结果并与定新风情况下的结果比较如下：热负荷(KWh)冷负荷(KWh)加湿负荷(KWh)总负荷(KWh)满意率变新风57004.66 6033.09 13362.19 76399.934420.720定新风36088.430451373.7150793710.7404841172.886010.691可见与定新风相比，变新风的满意率要提高了很多，但是能耗还有所增加，特别是热负荷。这与我们想象中的变新风节能似乎有些矛盾。对于这种情况，分析其原因如下：在某些情况下，变新风以牺牲能耗来提高了满意率。SS如左图所示：对于第三大类的第1区里的点，按照定新风情况下走，处理过程为从M点加热送，湿度不满足。但按照变新风情况下走，则是先调节新风比使得混风的湿度与要求送风点的一样，然后加热送风。这时虽然温度与湿度都能满足要求，但是加热负荷却增大了。3全新风：全新风与定新风的分区和计算方法类似，可以看成是新风比为1的情况。计算得到的结果如下：热负荷(KWh)冷负荷(KWh)加湿负荷(KWh)总负荷(KWh)满意率全新风202703.318710078.152189708.82226202703.31870.752定新风36088.430451373.7150793710.7404841172.886010.691变新风57004.66 6033.09 13362.19 76399.934420.720三者相比，全新风的能耗最大，全新风和变新风的满意率较高4全新风+再热它与无再热相比，只在第2和3区的处理方式有区别，如下图所示：无再热直接加热或降温，不保证湿度有再热A 如果机器露点低于要求送风状态点的露点，就先表冷除湿到送风状态的露点，然后加热送B 如果机器露点高于要求送风状态点的露点，说明表冷器能力达不到，此时处理到机器露点，然后加热送所以与没再热的相比，提高了满意率，但同时增加了冷负荷和再热负荷。计算结果如下：热负荷(KWh)冷负荷(KWh)加湿负荷(KWh)再热负荷(KWh)总负荷(KWh)满意率全新风202703.318710078.152189708.822260202703.31870.752全新风+再热207129.9344103479.8451106712.912845547.8364622170.977可见确实如前面所说的，满意率提高了很多，同时能耗也增加了很多。5全新风+全热回收全热回收不同于显热回收的地方在于它同时回收排风中的热量和湿量。其进出口关系可以由温度效率和湿度效率描述：这里取对于全热回收器，我们通过下面的方式为判断其是否开启的依据：分析新风点O和开启热回收器后得到的点E的相对位置关系Adods 且dEds，只考虑满足温度，不控湿度当，关当，开Bdo=ds 且dE=ds，温湿度都能控制当从O处理能耗少时，关当从E处理能耗少时，开C当do和dE一个小于ds，一个大于ds，以满足湿度为标准当dods时，关当dEds时，开这样计算得到的结果如下：热负荷(KWh)冷负荷(KWh)加湿负荷(KWh)总负荷(KWh)满意率全新风202703.318710078.152189708.82226202703.31870.752全新风+全热回收87979.2397712836.3761823725.2277887979.239770.847可见加全热回收可以节约大量的热负荷和加湿负荷，从而减少了总能耗，满意率也较高。6全新风+表冷器旁通：只在新风的温湿度均高于送风的温湿度时处理方式有所不同当OS连线与饱和线有交点时，设交点为t1当机器露点d低于g时，调节水量处理到g，然后混风送风。当机器露点d高于g时，处理到d然后混合送风。当OS连线与饱和线没有交点时，降温处理到等温。此时的计算结果如下：热负荷(KWh)冷负荷(KWh)加湿负荷(KWh)总负荷(KWh)满意率全新风202703.318710078.152189708.82226202703.31870.752全新风+表冷器旁通218098.84 13562.53 106712.91 338374.27890.724可见加了旁通后，满意率有一些提高，冷负荷也增大了一些。由于题目所给的参数中需要旁通的点大多OS连线与饱和线无交点，所以满意率提高程度不明显。六小结通过上面的比较分析我们可以得到如下的结论：