1、總體布置
為適應各種工作場所,便于安裝使用,環(huán)?照{(diào)在總體布置上,出風口(或風扇)的位置可采用下吹、上吹和側(cè)吹三種布置方式(圖1)。下吹式可安裝于房頂或用彎管與室內(nèi)相通,其安裝位置高,不占近地空間,但安裝維修不大方便;上吹式安裝位置較低,安裝維修不必爬高,但打開蓋不大方便,且占近地空間;側(cè)吹式直接裝于窗墻孔外,安裝方便,但影響采光,也減少了濕簾的安裝面積和產(chǎn)冷量。風扇采用直接驅(qū)動。水箱和水泵置于箱體下部,用浮球閥自動供水。噴水管采用上噴反射下淋式,使?jié)窈煷驖窬鶆颉?/P>
2、風扇的參數(shù)與葉型
風扇的直徑和轉(zhuǎn)速是兩個很重要的參數(shù),與風量、功率、全壓和噪聲有很大關(guān)系。為便于制造、安裝、使用和運輸,風扇不宜過大,為保證所需的風量,風扇不宜過小,我們定為300~600mm。為減少能耗,降低噪聲,保證風量,轉(zhuǎn)速定為700~1200r/min。如NHD-6型機,轉(zhuǎn)速為930r/min。當環(huán)?照{(diào)要接送風管道時,可以采用轉(zhuǎn)速1450r/min,以增大全壓。風扇的葉型,我們采用翹曲扭面兩面角葉型的軸流風機(直徑500~600mm),它具有低壓大風量低噪聲和節(jié)能的特點。對扇葉直徑為300~400mm的環(huán)保空調(diào),我們采用圓弧前掠式(三角形)葉片,其葉寬大,葉數(shù)少,葉根窄,輪轂比小,扭角較小,具有低噪聲、低能耗和風力柔和的特點。
3、濕簾結(jié)構(gòu)與參數(shù)
濕簾采用兩面斜交波紋三維螺旋流道(圖2),強化了紊流換熱。通過濕簾流道長度、波高與過墊風速三要素相互作用正交試驗,優(yōu)化了濕簾結(jié)構(gòu)與運行參數(shù),達到了通風阻力小而降溫效率高的目的。兼顧濕簾性能、制造成本和運行費用幾方面的要求,濕簾的結(jié)構(gòu)與參數(shù)為:濕簾波形高度H=6~8mm,濕簾厚度δ=100~120mm,波脊傾角θ=50~60°,流道長度l=δ/cosθ,每一立方米濕簾的換熱面積F≥370m2。
4、環(huán)?照{(diào)運行參數(shù)計算
4.1濕簾面積S和過墊風速V
因進入濕簾的流量等于環(huán)保空調(diào)出口的流量,故有
Vs·S=VA=Q
式中Vs——過墊風速,m/s; S——濕簾進風有效面積,m2;
V——出風口平均流速,m/s; A——出風口面積,m2;
Q——出風口流量,m3/s。
因V和A可測得,Vs可優(yōu)選,故S可知。并按總體布置、形體設計和濕簾規(guī)格,將S合理分配到各個面上。為優(yōu)選Vs,我們用NHD-6型機,改變它的濕簾面積,測出出風口風速、靜壓(阻力)損失、干濕球溫度,并計算出風量、過墊風速和降溫效率,從中可知:當濕簾厚度為100mm、過墊風速為1m/s左右時,濕簾的阻力損失最小,風量最大,降溫效率最高,這時的濕簾面積為2.38m2。隨著濕簾面積的減小,濕簾阻力增加,過墊風速加大,風量減小,降溫效率降低,其變化規(guī)律如圖3所示。因此,當需要提高降溫效率時,Vs宜取較小值;當需要減小濕簾用量降低成本時,可取較大值。但Vs過大時,靜壓損失增加,且有細小水滴進入室內(nèi)。通常Vs=1~1.2m/s。圖中還可看出濕簾厚度對η和ΔPst的影響。
4.2降溫效率η
η為空氣過濕簾前后的降溫差值與室外干濕球溫度差值之比。
η=ti-to/ti-ts
式中:ti、ts——進入濕簾前空氣的干、濕球溫度,℃;
to——環(huán)?照{(diào)出風口空氣的干球溫度,℃。
從上式可知,氣溫(ti)愈高,室外干濕球溫差(ti-ts)愈大(或室外相對濕度愈小),空氣過濕簾前后的溫差(ti-to)愈大,則降溫效率愈高。
4.3 產(chǎn)冷量L
L與風量和降溫差值等有關(guān),其計算式為
L=Q·ρ·Cp·(ti-to) kW
式中 Cp——空氣定壓比熱,Cp=1.01kJ/(kg·℃); Q——風量,m3/s; ρ——出風口氣流密度,kg/m3,近似取ρ=1.2kg/m3。
通常環(huán)?照{(diào)的降溫差值(ti-to)比空調(diào)器小,但風量卻比空調(diào)器大,且有一定風速,故產(chǎn)冷量大,且能將冷風輸送一定距離,這對畜禽場的降溫是很需要的。為防止產(chǎn)冷量損失,要避免冷風短路。
4.4 單位產(chǎn)冷量耗功率NL
環(huán)保空調(diào)的耗能大小,用NL來進行評價。
NL=(N1+N2)/L
式中N1,N2——分別代表風扇和水泵電機的輸入功率,kW。
4.5 水泵的流量與揚程
水泵的流量由濕簾的循環(huán)水量與蒸發(fā)水量來決定。
1)濕簾蒸發(fā)水量E 它與溫度、相對濕度和風量等有關(guān),其計算式為
E=Q·ρ·(Xi-Xo)·10-3 m3/h
式中 Xo、Xi——分別為室外空氣和過墊后空氣每公斤干空氣的含濕量,kg/kg干空氣,可查空氣焓濕圖確定。因(Xi-Xo)通常只有千分之三左右,環(huán)?照{(diào)風量又在10000m3/h以下,故E值一般≤0.04m3/h(NHD-6型機為0.035左右)。
2)濕簾循環(huán)水量Ws它與濕簾尺寸、水中陽離子濃度和pH值等有關(guān),其計算式為:
Ws=C·B·δ+(1.0~1.5)·E m3/h
式中 C——濕簾頂部單位面積必要的供水量,C=3.5~4.0m3/m2h;當濕簾較高、氣候干熱、塵土多時取較大值;B——環(huán)保空調(diào)濕簾總寬度,m; δ——濕簾厚度,m; 系數(shù)(1.0~1.5)——為水循環(huán)系統(tǒng)必要排放量與蒸發(fā)水量的比值,當水中陽離子濃度或pH值較大時取較大值;E同上?紤]一定循環(huán)水量裕度,應按1.2W來確定水泵流量。對NHD-6型機,水泵流量為25L/min。
3)水泵的揚程h h由提水高度、噴水孔壓力和管路阻力來確定,通常為2~4m(NHD-6型機為3~4m)。
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