本文對實驗室凈化機組承擔熱濕量與傳統空調房間相比較存在的差異,提出了一種新型的空調系統模式,將溫濕度獨立控制理念植入傳統實驗室凈化。針對實驗室凈化的熱濕環境要求,以某一工程為例分析比較溫濕度獨立控制空調系統在實驗室凈化領域的節能性。
實驗室凈化優化后設計方案
由于實驗室凈化機組冷負荷大約有60%來自室外新風負荷,本系統對新風的熱濕處理采用溫濕度獨立控制形式,膜法除濕代替傳統冷凍除濕。實驗室凈化回風用來達到凈化區域換氣次數,滿足送風量要求。
1、膜法除濕工藝
目前常見的轉輪除濕的除濕效果比較理想,除濕后露點可達50攝氏度,但干燥劑的再生過程耗能很大。為較大限度的減少設備能耗,本系統采用差流膜法除濕器。膜法除濕是利用水蒸汽分壓差導致水分子滲透的原理進行除濕,除濕后露點可達20到40攝氏度,膜法除濕模式分為吹掃氣法、抽真空法、壓縮法及膜/除濕劑混合模式。針對各除濕工藝效率問題,濟南潤德凈化專家給出了相關結論,其實驗結果表明,抽真空模式下氣體透過膜絲外滲達空氣量的73%。實驗室凈化為滿足其正壓差和室內所需新風的要求,系統新風量較大,因此本系統膜法除濕采用吹掃氣工藝,由除濕器產氣中引出部分空氣作為吹掃氣,吹掃氣量占濕空氣量的10%~30%。通過吹掃氣及時把滲透膜下游側聚集的水分解析,避免濃差極化現象,從而保證除濕效率。
2、系統設計
室外新風經初效過濾器后由膜法除濕器對空氣進行除濕,這個過程略帶降溫效果,但降溫效果甚微。產氣中10%作為膜法除濕器的吹掃風,除濕過程由吹掃工藝配合完成。除濕后的室外新風經表冷器等濕降溫,表冷器中低溫冷媒經干盤管換熱帶走熱量。經過熱濕處理后的室外新風與室內回風混合后送進室內。
由于膜法除濕機價格昂貴,此優化方案投資較高,適用于大中型系統或除濕量較大的系統。不同行業的實驗室凈化工程的規范要求不同,某些工藝房間需要有排風。當系統新風比發生變化時,需根據熱濕處理后新風的露點溫度及干球溫度調整千盤管冷媒溫度,以保持系統承擔足冷量。本文僅就兩種方案的熱濕量節能性進行比較,工程方案的最終確定需綜合考慮投資、運行等各項費用。