恒温恒湿机组临界盘管模式运行分析

传统的恒温恒湿空调一般采用定露点控制,温湿度耦合控制去除机房显热负荷的同时消除了潜热负荷,为保持室内温湿度环境符合规范要求,降温除湿后需要再进行再热与加湿。不断除湿加湿现象造成了能量的不必要浪费。

对恒温恒湿空调机组临界盘管运行进行优化,优化蒸发器,将蒸发器表面传热系数K 及蒸发面积F 作为整体研究,通过改变KF 及送风量,提高蒸发温度进而提高蒸发器表面温度,使之高于房间室内温度对应的露点温度,蒸发器在干盘管模式运行,蒸发器对空气进行等湿冷却。其空气处理过程(无新风渗透)如图 1。

优化方案

蒸发器换热计算

(1)传热系数

传热系数 K 计算如下:

式中:αa,e 为雷管外表面的当量换热系数;Rf为外表面积灰等所形成的附加热阻;αb 为管内制冷剂沸腾换热系数;τ 为肋化系数。

(2)传热温差

式中:t1t2 为蒸发器进出口处空气温度,℃;te 为蒸发温度,℃。

(3)制冷量

Q=KFt (3)

式中:F 为传热面积,m2;Q 为蒸发器制冷量,kW。

蒸发温度与蒸发器表面最低温度变化规律

按照图 1 空气处理方式,先假设一个KF 初值,根据式(2)~(3)求出蒸发温度初值为7.02℃,对KF 每增大5%,得出相应的蒸发温度,通过程序计算KF 及在不同风量时的蒸发温度与蒸发器表面温度,变化曲线如图所示。

由图 2 和图3 可知,蒸发温度与蒸发器表面最低温度随着KF 与风量的增加呈线性增长,在风量不变时,蒸发温度与蒸发器表面最低温度随着KF 的增加增长幅度逐渐减小,但仍呈正增长趋势;在KF 不变,随着风量的增加增长幅度逐渐减小。

恒温恒湿空调机组临界盘管模式通过制冷机组自控系统,根据机房热湿负荷变化自动调节蒸发温度,在热负荷较大时降低蒸发温度,在热负荷较小时增大蒸发温度,该系统可去除空气再热及加湿,有效解决了传统恒温恒湿空调的温湿度耦合问题。

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