制藥車間潔凈空調(diào)二次回風(fēng)系統(tǒng)實(shí)例節(jié)能分析

　　摘要：藥廠潔凈空調(diào)特點(diǎn)是潔凈區(qū)面積較大、潔凈級(jí)別要求相對(duì)較高，在設(shè)計(jì)中，大多數(shù)項(xiàng)目采用一次回風(fēng)系統(tǒng)，但使用一次回風(fēng)系統(tǒng)，空調(diào)、制冷設(shè)備投資相應(yīng)提高；二次回風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不但能滿足潔凈區(qū)溫濕度及潔凈度要求，而且在運(yùn)行中能節(jié)省能源的消耗。本文以某潔凈車間為例，比較二次回風(fēng)與一次回風(fēng)的能耗情況。從計(jì)算結(jié)果可以得出結(jié)論，在正常運(yùn)行過(guò)程中，二次回風(fēng)系統(tǒng)比一次回風(fēng)系統(tǒng)要更節(jié)能一些。 

　　制藥車間潔凈空調(diào)系統(tǒng)為滿足室內(nèi)潔凈度、溫濕度、風(fēng)壓等要求，大多采用一次回風(fēng)系統(tǒng)。一次回風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試都比較簡(jiǎn)單，相對(duì)而言，二次回風(fēng)系統(tǒng)就要復(fù)雜的多。但在一次回風(fēng)系統(tǒng)中，全部送風(fēng)量都要經(jīng)過(guò)空調(diào)機(jī)組的熱濕處理，機(jī)組表冷器、加熱器型號(hào)較大，設(shè)備初投資及運(yùn)行費(fèi)用較高；而二次回風(fēng)系統(tǒng)中空調(diào)機(jī)組的表冷器、加熱器只需處理系統(tǒng)的部分風(fēng)量，也就可以選擇較小的型號(hào)，降低了空調(diào)系統(tǒng)的能耗，同時(shí)也降低了設(shè)備初投資及運(yùn)行費(fèi)用。 

　　下面以筆者參與設(shè)計(jì)的某制藥車間的一個(gè)潔凈空調(diào)系統(tǒng)為例，對(duì)二次回風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能效果進(jìn)行分析。 
　　1、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 
　　某水針車間配料、灌裝區(qū)面積為360m2，潔凈級(jí)別為C級(jí)。 
　　潔凈區(qū)室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)： 
　　溫度tN=23±2℃，相對(duì)濕度φ=55±5%，焓值iN=48kJ/kg，含濕量dN=9.7g/kg 
　　室外設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)： 
　　夏季室外計(jì)算干球溫度tW=34.2℃，濕球溫度ts=27.8℃，相對(duì)濕度φ=61.8%，焓值iW=89.2kJ/kg，含濕量dW=21.3g/kg 
　　室內(nèi)熱濕負(fù)荷： 
　　夏季冷負(fù)荷Q=80.46kW，散濕量W=0.0081kg/s； 
　　為滿足室內(nèi)潔凈度要求，系統(tǒng)送風(fēng)量G=33700m3/h，系統(tǒng)新風(fēng)比為32%。 
　　2、一次回風(fēng)系統(tǒng)能耗分析 
　　熱濕比ε=Q/W=80.46/0.0081=9933 
　　根據(jù)送風(fēng)量G及冷負(fù)荷Q確定送風(fēng)焓差： 
　　iN-iO=Q/G=80.46/33700/3600×1.2=7.16kJ/kg； 
　　iO= iN-7.16=48-7.16=40.84 kJ/kg； 
　　根據(jù)熱濕比ε及室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)在焓濕圖上確定送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O： 
　　dO=9.0g/kg，tO=18℃； 
　　過(guò)O點(diǎn)在焓濕圖上做dO=9.0g/kg的等絕對(duì)濕度線與φ=95%的等相對(duì)濕度線相交得空氣處理過(guò)程的機(jī)器露點(diǎn)L： 
　　tL=13.2℃，iL=36.1 kJ/kg 
　　由系統(tǒng)新風(fēng)比及室內(nèi)外空氣狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)，得室內(nèi)外空氣混合點(diǎn)C的焓值： 
　　iC=（G1iN+ GWiW）/（ G1+ GW） 
　　=（7.638×48+3.595×89.2）/（7.638+3.595）=61.18 kJ/kg 
　　將以上各點(diǎn)在焓濕圖上標(biāo)注，系統(tǒng)空氣處理流程如圖1所示。 
　　空氣處理過(guò)程耗冷量為： 
　　Q0=G（iC-iL）=11.233（61.18-36.1）=281.7kW 
　　空氣處理過(guò)程再熱量為： 
　　Q0=G（iO-iL）=11.233（40.84-36.1）=53.2kW 
　　圖1、一次回風(fēng)系統(tǒng)空氣處理流程 
　　3、二次回風(fēng)系統(tǒng)能耗分析 
　　熱濕比ε=Q/W=80.46/0.0081=9933 
　　根據(jù)送風(fēng)量G及冷負(fù)荷Q確定送風(fēng)焓差： 
　　iN-iO=Q/G=80.46/33700/3600×1.2=7.16kJ/kg； 
　　iO= iN-7.16=48-7.16=40.84 kJ/kg； 
　　根據(jù)熱濕比ε及室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)在焓濕圖上確定送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O： 
　　dO=9.0g/kg，tO=18℃； 
　　在焓濕圖上向下延長(zhǎng)ε線與φ=95%的等相對(duì)濕度線相交得空氣處理過(guò)程的機(jī)器露點(diǎn)L： 
　　tL=11.6℃，iL=32.3kJ/kg； 
　　根據(jù)G/GL=（ iN-iL）/（ iN-iO）得經(jīng)過(guò)表冷器處理的空氣量： 
　　GL= G （ iN-iO）/（ iN-iL） =11.233×7.16/15.7=5.123kg/s 
　　則二次回風(fēng)量G2=G-GL=11.233-5.123=6.11kg/s 
　　由新風(fēng)比32%計(jì)算得新風(fēng)量為10784m3/h（3.595kg/s），則一次回風(fēng)量 
　　G1= GL-GW=5.123-3.595=1.528kg/s 
　　根據(jù)GW/GL=（ iC-iN）/（ iW-iN）得一次混合點(diǎn)C焓值： 
　　iC=GW（ iW-iN）/ GL+ iN=3.595（89.2-48）/5.123+48=76.91kJ/kg 
　　將以上各點(diǎn)在焓濕圖上標(biāo)注，系統(tǒng)空氣處理流程如圖2所示。 
　　空氣處理過(guò)程耗冷量為： 
　　Q=GL（iC-iL）=5.123（76.91-32.3）=228.5kW 
　　4、結(jié)論 
　　經(jīng)過(guò)以上計(jì)算可得，二次回風(fēng)系統(tǒng)消耗冷量為一次制冷系統(tǒng)冷量的81%。 
　　比一次回風(fēng)系統(tǒng)節(jié)省的冷量為： 
　　281.7-228.5=53.2kW 
　　由于潔凈空調(diào)系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)溫濕度要求比較嚴(yán)格，在一次回風(fēng)系統(tǒng)中夏季空氣再熱是必須的，而由于二次回風(fēng)系統(tǒng)可充分利用室內(nèi)余熱，空氣處理過(guò)程中也就不需再熱，可節(jié)省再熱量53.2kW。由此可以看出，潔凈空調(diào)系統(tǒng)采用二次回風(fēng)，不僅可以降低空調(diào)系統(tǒng)的初投資、運(yùn)行費(fèi)用，而且配套的制冷系統(tǒng)、制熱系統(tǒng)的初投資及運(yùn)行費(fèi)用也可以降低。