恒溫恒濕空調設計案例及恒溫恒濕空調制冷量如何計算

　　恒溫恒濕空調設計案例

　　實驗室的恒溫恒濕設計，已知參數和要求如下：天花板后的房間凈高度為2.8m，房間的凈尺寸為4m×3m;房間所需溫度為20℃，波動范圍為±0.3℃;相對濕度為40%?60%，波動范圍為±5%。同一水平面在2m高度以內的溫度變化率不超過0.3℃/ h，不需要垂直溫度梯度。

　　由于恒溫恒濕實驗室要求溫度波動范圍為±0.3℃，因此無法安裝外墻。大型車間雖然有舒適的空調，但與恒溫恒濕室的溫差大于3℃，因此應設置恒溫恒濕室隔熱層的隔墻。

　　注意：恒溫恒濕室的外殼結構的熱慣性指數D是反映外殼結構的溫度衰減倍數和延遲時間的尺寸，D =熱阻×儲熱系數。 D越大，外殼結構的熱穩定性越好，并且減小恒溫室的溫度波動越好。

　　冷卻負荷的影響

　　(1)空調負荷的計算

　　空調房間的年負荷和顯熱負荷由負荷計算軟件計算。

　　(2)送風溫度差及氣流組織

　　根據恒溫恒濕室的參考溫度和室內的熱/濕比，將送風溫度差設置為3℃，根據全孔口送風和底部回風設計氣流組織;工作區風速為0.20?0.25m / s。

　　在設計過程中需要全面的孔口設計計算。具體計算步驟如下：

　　1)確定孔板風速vs;

　　2)根據房間的顯熱和制冷負荷Q和送風溫度差，計算送風量Ls;

　　3)根據送風速度vs和送風量Ls計算總孔面積k和凈孔面積比r。

　　4)確定中心距l和節流孔數n;

　　5)檢查工作區域的最大風速vx，使其不大于工作區域的允許風速;

　　6)檢查工作區域的最大軸向溫差Δtx，并使其不大于室溫的允許波動范圍;

　　7)確定穩定層的高度hw。

　　如果計算出的工作區風速超過允許風速，則表明計算出的工作區最大軸向溫差Δtx將大于室溫的允許波動范圍，不能滿足設計要求。為了在工作區域獲得合適的最大軸向溫差Δtx，作者按上述步驟進行了逆向計算，具體方法如下：

　　1)假設工作區域的最大風速vx滿足設計要求，x = 0.25m / s;

　　2)選擇合適的孔口直徑ds = 8mm，并確定孔口板出風口的風速vs;

　　3)根據vx和vs計算出凈孔面積比r和總孔面積fk;

　　4)根據孔口fk的總面積計算供氣量Ls;

　　5)根據送風量Ls和送風溫度差算出房間的顯熱負荷Q’。

　　將計算出的顯熱負荷Q'與軟件計算出的原始顯熱負荷Q進行比較，發現Q'比Q小得多。這表明空調負荷僅限于高溫空調區域波動。 。為了獲得合適的溫度場和速度場，應根據工作區域的允許風速來調節空調的冷卻負荷，并應改善圍護結構的結構，以使空調的冷卻負荷增加。空調符合檢查計算所需的結果。

　　為了將房間的顯熱負荷調整到所需值，必須首先分析房間的顯熱負荷的組成。本項目房間的顯熱負荷Q主要由以下部分組成

　　1)熱量Q1通過封閉結構傳遞到房間中;

　　2)工藝設備Q2的散熱能力;

　　3)照明散熱Q3;

　　4)人體散熱(顯熱)Q4;

　　5)當房間內沒有正壓時，透過空氣將顯熱Q5帶入房間。

　　在上述項目中，項目2)至4)的值基本上是不可調整的?？梢酝ㄟ^設置新鮮空氣系統和緩沖室來消除第5)項，因此降低顯熱負荷的唯一方法是第1)項。

　　通過項目逆向計算得出的顯熱負荷Q'= 727W，其中業主提供的過程設備的散熱數據Q2 = 75W，照明負荷Q3的計算值= 71W，人體散熱Q4 = 188W，進入房間的滲透空氣顯熱Q5的計算值= 0。

　　由此可以推斷出，通過包封結構傳遞到室內的熱量的最大極限為Q1 = 393W。因此，提出了一種設置空調室的計劃。空調室的設計溫度為20°C，溫度與恒溫室之間沒有溫差。經過此處理后，Q1 = 77W + 118 W = 195W

　　結論

　　1)在設計和計算高精度恒溫恒濕空調房間(波動范圍為±0.5℃)的制冷負荷時，應考慮外殼結構的傳熱系數K和熱慣性指數D。逆向檢查計算方法可用于首先計算冷卻負荷的最大極限，然后采取措施降低冷卻負荷。項目中安裝的空調室和緩沖前室是減少熱量傳遞到恒溫室的有效措施。調節室和緩沖前室的存在隔離了周圍環境對恒溫室的影響。形式簡單，施工方便有效。

　　2)建立高精度恒溫恒濕實驗室，建立合理的氣流組織是保證溫度波動范圍的重要措施。不能簡單地假設通過簡單地增加室內空氣變化的數量就可以保證恒溫狀態。相反，盲目增加換氣次數會導致工作區域的風速過大，并且不能保證波動程度。只是為了最大程度地降低恒溫室中空調的制冷負荷，減少恒溫室的送風量，并形成合理的速度場和溫度場。這是減小溫度波動范圍的有效方法。

　　3)高精度空調恒溫室是精制工程。它要求設計人員在設計過程中執行詳細的計算并反復檢查各種指標。同時，有必要注意相關的專業參數，例如建筑和電氣對空調系統的影響。施工過程中可能遇到的困難可以使項目達到預期的結果。