某百级洁净厂房的改造工程
简介： 本工程为百级洁净电子厂房，面积66m2，层高3m，原生产工艺要求室内相对湿度为60%，后来甲方变化了厂房的功能，要求相对湿度为30～45%，但是没有对系统进行改造，在冬天或者是春秋季节运行能够达到工艺的要求，但是到夏季室外温湿度较高时，室内相对湿度就会出现偏高的现象，影响正常的生产。改造时针对工程所存在的问题进行计算，并根据甲方机房所具有的条件，重点处理新风，并提出了几种改造方案进行比较，得出了一个即经济又合理的方案。
1 工程概况
1.1 概述
　　河北省石家庄市某百级电子厂房，层流洁净室，面积66㎡，层高3 m,室内设计温度23±1℃，相对湿度60±5%。
　　室外设计参数:
　　夏季 干球温度: 35.1℃，湿球温度: 26.6℃
　　冬季 空调设计温度：-11℃，相对湿度 52%
1.2 空调系统形式
　　本工程采用二次回风系统,如图1所示。送风量为51120 m3/h，新风量为4470 m3/h，总回风量为46650 m3/h，排风量为3820 m3/h，计算漏风量为650 m3/h，室内气流组织采用层流，上供下回式，机组选用组合式空调机组，冷水由冷冻机房集中供给，供水温度7℃,回水温度12℃，热水由锅炉房提供，供水温度95℃,回水温度70℃，加湿由锅炉房提供0.3mp蒸汽。
图1 系统原理图
2 运行故障及原因分析
2.1 运行故障
　　正常的天气情况下，空调运行情况良好，室内温、湿度和洁净度都能达到要求，但是，在夏季阴天、下雨或室外湿度比较大时，室内的湿度高于设计湿度，而且调节供回水量，使供水温度为6℃，回水温度为8℃，也不能将湿度降下来，不能满足工艺的要求;但是，如果将新风量减少或关闭，就能达到工艺要求的湿度。
2.2 故障分析：
　　经过仔细的考察和计算得出，问题的主要原因在于原工程设计的冷源采用制冷站供应的7～12℃的冷冻水，水温太高，不能将空气处理到工艺所要求室内设计参数所对应的露点温度（约5℃），因此，相对湿度降不下来。
3 工程改造
　　由于在夏季湿负荷的主要来源为新风湿负荷，因此，只要对新风进行预处理，降低新风的含湿量，再和一、二次回风混合后送入室内，就能满足工艺的要求的相对湿度。因此我们提出了几种新风预处理的方案，并进行了比较。
3.1 方案的提出
　　方案一：冷冻除湿，采用低温冷冻机除湿，及直接将新风处理到热湿比线上，然后和回风混合送入室内。
　　方案二：新风机组加冷冻除湿，新风先经过新风机组，除掉一部分含湿量，然后再经过低温除湿机，这样可降低冷冻除除湿机的负荷，降低初投资。
　　方案三：转轮除湿，直接用转轮除湿机处理新风，将新风中的湿度降下来，然后再和一次回风混合，经表冷器，将空气温度降低到热湿比线上，然后再与二次回风至送风状态点，送入室内。
　　方案四：新风机组加转轮除湿，由于转轮除湿需要电再生或蒸汽再生，运行成本较高，因此，如果让新风先经过新风机组，除掉空气中的一部分湿度，然后再经过转轮除湿机，除掉剩余的一部分湿度，这样可降低转轮除湿机的负荷，降低初投资。
3.2 方案比较
3.2.1首先对转轮除湿和冷却除湿两种方法进行比较，因为本工程工艺要求的相对湿度比较低，采用的机房提供的冷冻水不能将空气降至工艺要求的温度，如果要达到此温度采用冷冻除湿必须采用低温冷冻水，然而空气中的含湿量如果低于6～8g/kg(本工程为5.2g/kg左右)时，蒸发器就有冻结的危险，另一方面，如果采用冷冻除湿，组合式空调器的表冷器就等于虚设，系统形式就变成了一次回风，室内可能出现大的温湿度波动，这样就需要再热器来调整送风温度，增加初投资，因此本工程此处采用转轮除湿比冷冻除湿更合适。但是，转轮除湿的初投资和运行成本都高于冷冻除湿，因此单纯的采用转轮除湿也不经济。
（ａ）　　　　　　　　 　　（ｂ）　　　　　　　　　　　　 （c）
( d )　　　　　　　　　　　　　　 ( e )
（ａ）方案一 （ b ）方案二 （ c ）方案三 （ d ）方案四 （ e ）原理分析图
图2 夏季空气处理过程
3.2.2 由附表一综合比较可知，方案一的初投资要高于方案二，但是运行费用较高，并且初投资也高不了多少，因此，综合来看，方案二要好与方案一；方案三从初投资和运行成本上比较都高于方案一、二、四，因此不是经济合理的方案。方案四和方案二比较初投资和运行成本上比较都高于对方，但是方案四采用的干式除湿法，除湿效果要好于方案二，并且它没有蒸发器冻结的危险。
表1 各方案综合比较
方案一
方案二
方案三
方案四
设备费
(万元)
新风机组
1.4
1.4
除湿机
12
7.1
25
9
安装调试费(万元)
0.8
0.6
0.5
0.6
运行费
较高
低
高
较高
3.3 经过方案的比较，并与甲方协商，最后选定方案四作为最终方案，此方案的优点在于初投资不高，运行成本较低，并且在冷冻除湿的基础上采用转轮除湿，运行可靠, 是一种比较经济合理的处理方案。
4结论
　　（1） 冷冻除湿和转轮除湿相结合的除湿方法是一种初投资和运行费用相对较少并且可靠的改造和设计方案。
　　（2）建议投资方或工程使用者在改变建筑的功能时，应该与技术人员协商并经过考察和计算，得出改变的可行性，以免造成不必要的经济损失。
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