淺談二次回風系統處理過程節能效果的影響因素
一般情況,在二次回風空調系統中,房間的熱濕負荷全部由一次回風承擔,二次回風部分僅負責將冷卻除濕后的空氣混合到適宜的空調送風溫度。另外,對于一次回風空調系統和二次回風空調系統而言,表冷器的供冷量等于房間負荷與新風負荷之和。因此在房間負荷一定的情況下,新風負荷的大小就成為影響整個空氣處理過程耗冷量的關鍵。為方便分析,可以簡化地將夏季空調計算干球溫度和濕球溫度作為空氣處理過程的室外點計算參數,則此時空調系統的新風負荷只隨新風比變化。
當空調送風點一定(也即熱濕比一定)時,二次回風空調系統的機器露點溫度低于一次回風空調系統,即二次回風空調系統的新風處理比焓差更大。因此當新風比増加時,二次回風空調系統的新風負荷増加量也大于一次回風空調系統。反之,當新風比減小時,二次回風空調系統的節能效果比一次回風空調系統顯著。綜上所述,在設計二次回風空調系統時需要采用適宜的新風比來確保其節能效果。
在二次回風空調系統設計中,新風比的選取常規步驟為:1)根據熱濕比線和送風溫差選取送風點和機器露點,從而確定二次回風比;2)根據全熱負荷和露點與室內點的比焓差計算一次混合風量;3)選取合適的新風比,計算一次回風量和二次回風量。值得注意的是,對于普通的舒適型空調系統,新風量只需要滿足衛生要求所規定的人員新風量即可,因此新風比不會很大,通常為10%-30%,不會影響二次回風空調系統的節能效果。但是對于某些潔凈空調系統而言,如固體制劑車間潔凈空調系統,由于系統的新風量需要同時考慮衛生要求、生產設備的補風、除濕除塵房間的補風、防爆區域排風的補風及維持房間正壓要求所需的正壓風量,其系統的新風比通常較高,存在達到40%-90%甚至全新風的情況。此時,必須要針對該系統進行一次回風空調系統和二次回風空調系統的能耗比較后方可確定系統形式。
從襄陽某項目固體車間空調系統優化中發現,基本上二次回風空調系統都遵循新風比越小,節能效果越明顯的規律。當新風比大于50%時,節能比接近20%。由于二次回風空調系統比一次回風空調系統節省的是過冷過程的冷量和再熱過程的熱量,此時的表冷器耗冷量只減少了10%左右,在工程上可以認為該二次回風空調系統的節能優勢已不明顯。故在實際設計時,對于新風比大于或等于40%空調系統,通常采用了一次回風空調系統。
以上假定送風狀態點一定,值得注意的是以下情況:二次回風系統的新風比小,但節能效率反而低。這是因為二次回風空調系統的節能效果同時受到露點溫度的影響。當系統的熱濕比越小時,其機露點溫度越低,單位風量的新風負荷越大,則二次回風系統節能越不顯著。
本文僅淺析了夏熱冬冷地區,單因素影響下的二次回風空氣處理過程,存在一定的局限性,不同地區的氣候差異較大,不同影響因素的影響程度也有所不同。因此,為了確定合適的空調系統方案,區域的差異性、單因素的顯著性和復合因素的交互作用對二次回風系統節能效果的影響值得進一步探討。