1 工程概况
三协精机厂位于福州仓山开发区,是生产VCD配件厂,第四净化车间面积1080m2,空调系统送风量为90000m3/h,该工程自1997年投产以来经测定,每年11月至次年3月期间,车间空气相对湿度偏低,最低时仅为20%,大多数均在40%以下,达不到工艺生产要求,影响产品质量。为此,要求对车间空调系统增加加湿处理。
2 加湿方案
2.1 该车间基本状况见表1
表1 车间基本状况表
参数
车间 |
车间面积m2 |
风量
m3/h |
新风量
m3/h |
排风量
m3/h |
车间正压值Pa |
人数
(人) |
J-4车间 |
1080 |
90000 |
12000 |
8000 |
10 |
250 |
2.1.2 车间未增加加湿系统时温湿度状况见图1、图2。



2.2 改造方案
2.2.1 加湿标准,根据洁净厂房设计规范(GB50073-2001)[1]本项目洁净等级(N)为6级。车间冬季温、湿度标准,按工艺要求,温度为22~24℃,相对湿度40~50%。
2.2.2 由于原车间空调机房及空调柜(见图3、图4)地位小无法增加加湿段[2],经分析电子车间送风量大、热湿比大造成冬季相对湿度低的原因是冬季室外空气含湿量小,决定在车间附属间屋顶设新风加湿机组一套[3] [4]见图5。



2.2.3 新风加湿系统计算[5]。因车间生产没有散湿设备,室外冬季空调计算温度为4℃,相对湿度74%,气压为1012mbar,新风量10000m3/h。空气处理温、湿图(见图6)。人员散湿度按100人计算。

dw室外空气含湿量(tw=4℃,фw=74%)dw=3.8g/kg
dn室内空气含湿量(tn=23℃,фn=45%)dn=8.02g/kg
hw室外空气焓(tw=4℃,фw=74%)hw=3.4kcal/kg
hc1室外空气加热至c1(tc=23℃,dc1=3.8g/kg)hc1=7.7kcal/kg
dc2空气绝热加湿至c2,dc2=7.75g/kg
d0混合空气入口含湿量d0=7.9g/kg
加湿量按下列计算
W=(dc2-dw)*n*m*1,2*c/1000*1.2(kg/h)
=(7.75-3.8)*40*250*1.2*1.2/1000*1.2
=56.88kg/h*1.2=68.26kg/h
加热量按下式计算:
Q=40*250*1.2*(7.7-3.4)*1.2
=51600kcal/h*1.2=61920kcal/h=72kw(电加热)
空气处理系统流程图见图7

其空气处理及送、回风过程如下:

2.3 测试结果及分析
2.3.1 该项目于2003年2月安装完成并经过测试见表2
2.3.2 新风加湿方案的确定:由于该项目原有机房太小,风柜没有预留加湿段,无法在原风柜内加湿。由于造成冬季车间内部相对湿度低,主要由于新风造成,因此采用新风加湿来处理。
2.3.3 由于该项目工厂设有蒸汽及热水锅炉,所以新风加热采用电加热,选用不锈钢电热管分三档加热。根据测试情况最好分成五档以便于根据室外温度变化来运行。
2.3.4 采用湿膜加湿器。由于湿膜加湿降温无“白粉”现象,加湿段短、安全可靠、节水节能等特点。同时由于本项目无蒸汽可利用,所以选用湿膜加湿。但本项目湿膜厚度为150mm,风速2.5m/s饱和效率仅为80%,建议改为300mm厚可提高效率使每1m2加湿能力由目前50g/h提高到60kg/h。
2.3.5 水质要求及水系统。湿膜加湿要求水质可为自来水,但本项目工艺生产要求采用饮用水标准,由于湿膜加湿器加湿效率低为节约用水采用循环水加湿,循环水量为加湿量5~6倍,水压0.15~0.75Mpa。
2.3.6 由于冬季空气需冷却,为减少冷却空气时湿量损失,建议冬季加湿季节冷冻水采用10-13℃,避免湿度散失。
表2 J-4车间加湿调试记录
月 |
日 |
时间
时:分 |
室外气象 |
新风柜参数 |
车间温湿度 |
备注 |
温度
℃ |
相对湿度% |
温度
℃ |
相对湿
度% |
温度
℃ |
相对湿度% |
2 |
28 |
13:25 |
19.9 |
74 |
19 |
78 |
20 |
55 |
开机后车间相对湿度由50%上升62.5% |
13:30 |
20.1 |
74 |
17.5 |
89 |
|
|
13:35 |
19.9 |
74 |
17.5 |
93 |
|
|
14:00 |
20.4 |
74 |
18.9 |
92 |
|
|
14:15 |
21.4 |
71 |
22.4 |
80 |
|
|
14:30 |
21.7 |
71 |
22.6 |
81 |
21 |
59.5 |
14:45 |
21.9 |
71 |
25.1 |
80 |
|
|
15:00 |
21.4 |
71 |
24.7 |
80 |
|
|
15:15 |
21.4 |
70 |
24.7 |
78 |
|
|
15:30 |
21.5 |
70 |
25.2 |
80 |
22 |
62.5 |
3 |
4 |
8:00 |
8.9 |
88 |
|
|
20 |
44 |
开机后车间相对湿度由44%上升至
53.5% |
9:00 |
8.0 |
88 |
13.6 |
96 |
20 |
45 |
9:15 |
7.8 |
88 |
16.8 |
86 |
|
|
9:30 |
7.8 |
88 |
17.5 |
85 |
19 |
48 |
9:45 |
7.7 |
88 |
21.3 |
80 |
|
|
10:15 |
7.7 |
88 |
21.1 |
79 |
20.5 |
51.5 |
10:45 |
7.8 |
88 |
21.1 |
81 |
21 |
52 |
12:00 |
8.1 |
88 |
21.7 |
78 |
21.5 |
53 |
12:30 |
8.3 |
88 |
21.5 |
77 |
|
|
13:00 |
8.6 |
88 |
20.9 |
78 |
22 |
53 |
13:30 |
8.3 |
88 |
20.8 |
78 |
|
|
14:00 |
8.3 |
88 |
|
|
|
53.5 |
14:30 |
8.1 |
88 |
|
|
|
|
15:10 |
8.1 |
91 |
|
|
|
|
3 |
7 |
8:10 |
9.5 |
85 |
|
|
20 |
46 |
开机后车间相对湿度由46%上升至
56% |
8:30 |
9.5 |
85 |
16 |
91 |
|
|
8:40 |
9.5 |
85 |
18.6 |
77 |
|
49 |
8:50 |
9.5 |
85 |
19.5 |
81 |
21 |
|
9:00 |
10.5 |
85 |
21.8 |
76 |
21 |
51 |
13:00 |
11.0 |
62 |
|
|
24 |
61 |
14:00 |
12.0 |
63 |
|
|
|
61 |
14:30 |
12.0 |
63 |
|
|
26 |
56 |
16:00 |
12.0 |
63 |
|
|
26 |
56 |
冷冻水温度9℃/10℃。 |
结论:
本工程由于没有锅炉蒸汽供应并且空气用户机内无法增加加湿器,采用新风加湿方式,新增新风加湿机。经运行试验初步结果证明可提升车间相对湿度,为稳定保证在室外4℃,73%相对湿度(保证车间温度为23℃,相对湿度在45~55%,新风加湿机,电加热可由3档改为5档,湿膜加湿器厚度150mm改为300mm。试验阶段水用自来水正式投产后改为饮用水,循环使用。)根据该车间测试结果经上述改进后,第一、第二车间已于2004年1月相继改造完成,并已投入使用,取得较好效果。
参考文献资料:
[1] 中华人民共和国国家标准洁净厂房设计规范GB50073-2001表3.0.1
[2] 中华人民共和国国家标准组合式空调机组GB/T 14294-93
[3] 范存养 徐文华 林忠平 暖通空调2001 5 (31)30-31
[4] 秦学礼 洁净与空调技术 1998 1 6-12
[5] 实用供热空调设计手册 陆耀庆 主编 692-780