萬級無塵車間負荷及送風(fēng)量計算

一、配置變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的負荷計算

為無塵車間配置變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)須通過負荷計算，負荷計算又分為冷負荷和熱負荷。在夏季供給冷量的時候使用冷負荷定量描述空調(diào)區(qū)域?qū)淞康男枨?/span>;在冬季使用熱負荷定量描述供暖區(qū)域?qū)崃康男枨?。在配置變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)進行冷負荷計算的目的是確定每一無塵車間的較大負荷量，進而求得它們需要的較大送風(fēng)量，在獲得所有空調(diào)房間的冷負荷數(shù)據(jù)后，就可以確定整個系統(tǒng)，乃至整棟無塵車間整體所需要的負荷量。

1.單個空調(diào)無塵室冷負荷計算

如前所述，空調(diào)區(qū)域的冷負荷取決于外圍護的情況、室外溫度、室外陽光照射、室內(nèi)開啟照明設(shè)備的臺數(shù)和總功率、室內(nèi)開啟電氣設(shè)備的臺數(shù)和總功率。

在計算照明設(shè)備及和人體得熱計算，同時使用系數(shù)都應(yīng)該取1.0。

2. 整棟無塵車間分區(qū)或分系統(tǒng)冷負荷計算

整棟無塵車間分區(qū)的負荷計算，首先進行顯熱負荷計算，顯熱負荷由太陽的熱負荷、傳熱負荷和燈光負荷或各種電氣設(shè)備產(chǎn)生的的熱負荷，有了建筑分區(qū)的顯熱負荷值，就可以計算確定分區(qū)(或系統(tǒng)）所需要的送風(fēng)量。

如果一幢無塵車間內(nèi)配置有多套變風(fēng)量系統(tǒng)，有多臺變風(fēng)量空調(diào)箱，每臺變風(fēng)量空調(diào)箱根據(jù)該設(shè)備服務(wù)區(qū)負荷（系統(tǒng)負荷，這時應(yīng)包括潛熱負荷和新風(fēng)負荷)進行選擇。在此基礎(chǔ)上,計算整棟無塵車間的綜合較大負荷，當(dāng)然進行設(shè)備選擇必須有容量冗余。

對于夏季冷負荷來講，辦公區(qū)的冷負荷除受中午工作人員頻繁地出入造成的負荷變化的影響外，在一天中的主要負荷波動來自維護結(jié)構(gòu)。例如，東向維護結(jié)構(gòu)的冷負荷較大值出現(xiàn)在上午9:00，南向維護結(jié)構(gòu)的冷負荷較大值出現(xiàn)在中午12:00，西向維護結(jié)構(gòu)的冷負荷較大值出現(xiàn)在下午15:00。

對于冬季冷負荷來講，冬季房間的負荷是由房間內(nèi)的熱源引出的冷負荷和維護結(jié)構(gòu)失熱而造成的熱負荷組成。因熱源引發(fā)的冷負荷情況和夏季大致相同，只是由于室溫的不同，使人員的散熱有所變化；圍護結(jié)構(gòu)的失熱負荷在一天中隨室外的溫度變化而變化。

二、幾個風(fēng)量的設(shè)計

在變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的運行中，有幾個設(shè)計風(fēng)量對于系統(tǒng)正常運行是很重要的，如較小送風(fēng)量、維持送風(fēng)量和固定新風(fēng)量等。

1.較小送風(fēng)量

如前所述，對于舒適性空調(diào)來講，系統(tǒng)的較小風(fēng)量可按系統(tǒng)的較大風(fēng)量的40%～~50%計算，同時還要綜合考慮滿足較小新風(fēng)量、換氣量等因素和要求。

在滿足特定條件下，還可以在“為消除夏季余熱所需要提供的風(fēng)量V_s”、”為消除室內(nèi)余溫的所需要提供的風(fēng)量V’_s’“和”為滿足冬季室內(nèi)不足熱量所需要風(fēng)量V_w“幾個計算風(fēng)量中取較小值作為空調(diào)房間較小送風(fēng)量。中凈環(huán)球凈化可提供無菌車間、無塵車間的咨詢、規(guī)劃、設(shè)計、施工、安裝改造等配套服務(wù)。

也可以使用以下關(guān)系式計算空調(diào)房間較小送風(fēng)量V_min。

V_min=3.6Q_x，min/pc(t_n-t_s)

式中Vmin——較小送風(fēng)量，m³/h;

Q_x，min——房間較小顯熱負荷,W;

p——空氣密度,可取1.2kg/m³;

c——空氣定壓比熱容，可取1.01kJ/ (kg· ℃);

t_n——室內(nèi)空氣溫度，℃;

t_s——送風(fēng)溫度，℃。

較小風(fēng)量下運行時要進行較小新風(fēng)量的控制。

2.維持送風(fēng)量

當(dāng)室內(nèi)負荷發(fā)生變化時，如果通過末端裝置上的再熱裝置來調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度，而使末端裝置上的調(diào)節(jié)閥的閥門開度調(diào)節(jié)量較小，維持一個較大送風(fēng)量，同時又實現(xiàn)室溫的控制。

3．固定新風(fēng)量

為保持較小新風(fēng)量不變，可以采用多種方法，如對新風(fēng)閥實施自動控制,保證較小新風(fēng)量的供給;也可以在新風(fēng)管里安裝一個流速控制器，保持新風(fēng)入口處的風(fēng)速恒定。這些辦法都可以維持新風(fēng)量不變。

4.新風(fēng)量控制

新風(fēng)量的控制是變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的難點之一，由于送入各房間的風(fēng)量是變化的，所以新風(fēng)量也隨之變化，即使總新風(fēng)量達到要求，分配到各房間的新風(fēng)量不一定滿足較小新風(fēng)量標準。目前，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量控制的方式主要有:①在回風(fēng)總管或主要房間內(nèi)設(shè)置CO₂探測器，以CO₂濃度作為新風(fēng)量調(diào)節(jié)對象:②在新風(fēng)總管上設(shè)置VAV Box，穩(wěn)定輸送一定量的新風(fēng)量等。

新風(fēng)量通過新、排風(fēng)閥及回風(fēng)閥聯(lián)動控制來獲取。由設(shè)在回風(fēng)總管內(nèi)的CO₂探測器采集空調(diào)區(qū)域的CO₂來自動控制新風(fēng)量,CO₂允許濃度設(shè)定值為0.1%。送、回風(fēng)機通過程序進行協(xié)調(diào)運行，監(jiān)控室可以人為設(shè)置定風(fēng)量運行，也可以確定為變頻變風(fēng)量自動運行。當(dāng)達到較小送風(fēng)量時，為了滿足室內(nèi)必需的通風(fēng)量，可以調(diào)高送風(fēng)溫度，加大送風(fēng)量，送風(fēng)溫度由設(shè)在冷凍水回水管上的電動兩通閥來控制。當(dāng)室外溫度較低時，可采用全新風(fēng)運行。所有空調(diào)箱控制器、變風(fēng)量末端控制器均與整棟無塵車間BA系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，受監(jiān)控室中央監(jiān)控主機的設(shè)定、監(jiān)視和控制。

變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)服務(wù)于多個區(qū)域，如果僅按較小新風(fēng)量來進行設(shè)計，則新風(fēng)比需求大的無塵室就會出現(xiàn)新風(fēng)不足。對于僅有個別無塵室的新風(fēng)比大的情況，如果按以上方法對新風(fēng)調(diào)整，則新風(fēng)量的加大導(dǎo)致能耗的增加是可觀的，這時可以考慮增加系統(tǒng)的新風(fēng)量，而對于個別新風(fēng)比需求大的房間采用串聯(lián)風(fēng)機動力箱。

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