【正文】 還是室外側(cè)，都希望它的空氣的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)能夠盡可能的保持均勻良好。 綜上所述，本試驗(yàn)室的室內(nèi)側(cè)和室外側(cè)均采用孔板頂送下回的送風(fēng)方式。 焓值法空調(diào)器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的研制 11 2．孔板設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1） 室內(nèi)側(cè)送風(fēng)量的確定：循環(huán)風(fēng)量不小于冷凍機(jī)組的最小配風(fēng)量，也不小于的換氣次數(shù)，考慮到減小空氣再調(diào)節(jié)慣性，取換氣量為 80 次 /h。 （ 2） 室外側(cè)送風(fēng)量的確定：循環(huán)風(fēng)量不小于冷凍機(jī)組的最小配風(fēng)量，也不小于的換氣次數(shù)，考慮到室外側(cè)進(jìn)行低溫工況和減小空氣再調(diào)節(jié)慣性，取蒸發(fā)器 蒸發(fā)器 穩(wěn)壓室工作區(qū)電加熱器表冷器電加濕器循環(huán)風(fēng)機(jī)空氣再處理柜測(cè)試環(huán)境室 圖 24 孔板頂送下回方式示意圖 表冷器電加熱器加濕器循環(huán)風(fēng)機(jī)空氣再處理柜工作區(qū)圖 2－ 3 側(cè)面下回上送方式示意圖 第二章 庫(kù)房結(jié)構(gòu)與空氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 換氣量為 100 次 /h。 （ 3）其他參數(shù)的確定： 經(jīng)過(guò)計(jì)算，現(xiàn)將孔板送風(fēng)參數(shù)匯總于如表 表 22 孔板送風(fēng)計(jì)算結(jié)果匯總 No 名 稱 單位 計(jì)算公式 結(jié)果 參 數(shù) 說(shuō) 明 1 送風(fēng)速度 v0 m/s 001500d vv ? V: 20℃ 時(shí)空氣運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)， ㎡ /s d0: 孔板孔徑， m (取 6 ㎜ ) L: 循環(huán)風(fēng)量， m3/h α: 空口流量系數(shù)， ～ （取 ） F: 總面積， 54=20 ㎡ S: 穩(wěn)壓層內(nèi) 有孔板的最大流程，m 2 開(kāi)孔總面積 Fk ㎡ ?03600vLFK ? 3 凈孔面積比 K K=Fk / F 4 孔中心距 l m Kdl 40 ?? 31 5 工作區(qū)最大風(fēng)速 Vxm m/s Kvvxm ?0? 6 穩(wěn)壓層凈高 h m Fv sLh ? 由以上計(jì)算結(jié)果確定孔板參數(shù)如下：孔徑 dS=φ6㎜，孔口中心距 L=30㎜ 30㎜，穩(wěn)定層凈高 。根據(jù)以上分析，環(huán)境室布置如圖 25 圖 25 環(huán)境室布置圖 室外側(cè)房間室內(nèi)側(cè)房間1234567891011121314 焓值法空調(diào)器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的研制 13 1－室內(nèi)側(cè)蒸發(fā)器 2－室內(nèi)側(cè)電加熱器 3－室內(nèi)側(cè)加濕管 4－室內(nèi)側(cè)循環(huán)風(fēng)機(jī) 5－室外側(cè)循環(huán)風(fēng)機(jī) 6－室外側(cè)加濕管 7－室外側(cè)電加熱器 8－室外側(cè)蒸發(fā)器 9－室外側(cè)前加熱器 10－被測(cè)機(jī)室外機(jī) 11－被測(cè)機(jī)室內(nèi)機(jī) 12－混合箱 13－風(fēng)量測(cè)量箱 14－調(diào)零風(fēng)機(jī) 167。這里主要對(duì)空氣進(jìn)行加熱、加濕和風(fēng)機(jī)的選型與設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。 167。 離心式風(fēng)機(jī)的工作原理為，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動(dòng)葉片間的氣體轉(zhuǎn)動(dòng)，然后將氣體徑向甩出，同時(shí)在葉輪的吸氣口形成真空，在壓差的作用下外界空氣被吸入葉輪。 軸流式風(fēng)機(jī)的工作原理為，高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)葉帶動(dòng)空氣，空氣在葉片和擴(kuò) 壓器的作用下壓力增加，并軸向排出。 貫流式風(fēng)機(jī)風(fēng)量大、風(fēng)壓小、噪聲低轉(zhuǎn)子。 由于在此空氣再處理系統(tǒng)中空氣阻力較大，故綜合利弊采用離心式風(fēng)機(jī)。 風(fēng)壓的計(jì)算 如上節(jié)所述可知，整個(gè)空間流道中的設(shè)備布置較多，而且其運(yùn)行條件變化十分大，使流道變得較為復(fù)雜，要直接較精確地計(jì)算循環(huán)風(fēng)道的壓力損失則十分困難；同時(shí)由于實(shí)際試驗(yàn)條件所限，也無(wú)法精確的模擬出此系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的風(fēng)道阻力。根據(jù)流場(chǎng)中設(shè)備分布的情況，將風(fēng)道及其阻力部件形式加以簡(jiǎn)化得出一壓損計(jì)算用結(jié)構(gòu)示意圖 26[如室內(nèi)側(cè) ]。 （ 2） 風(fēng)道中氣流方向改變 900 的地方以及風(fēng)道截面面積發(fā)生變化的地方簡(jiǎn)化為彎頭和漸括口 ，使得風(fēng)管擴(kuò)散與折彎得以分離進(jìn)行處理，簡(jiǎn)化計(jì)算。在此把它簡(jiǎn)化為一過(guò)風(fēng)面積比很低的網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)。 根據(jù)以上分析，將對(duì)整個(gè)風(fēng)道的阻力進(jìn)行估算，因整個(gè)風(fēng)道為短流程，并且根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，光滑風(fēng)道的沿程阻力對(duì)風(fēng)道的總阻力影 響非常小，可以忽略。 局部阻力的計(jì)算公式： 22?????jP （ 21） 式中 ξ— 局部阻力系數(shù)； v— 空氣入口流速 m/s； ρ— 空氣密度 kg/m3 取 kg/m3 整個(gè)流程總壓力為 290 Pa，循環(huán)風(fēng)機(jī)所需風(fēng)壓 H 為： 221 ????? ? jPH （ 22） c d a b 焓值法空調(diào)器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的研制 15 其中 221?? 為出口動(dòng)壓 ，即為 5Pa，所以 H=295Pa。 風(fēng)機(jī)的選擇 空氣流量大于等于 18480 3/h，全壓大于 295Pa，并考慮到空氣再處理系統(tǒng)的表冷器要凝露、結(jié)霜，風(fēng)阻將增大，故選用上海南泰通風(fēng)機(jī)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的離心外轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)，型號(hào)為 ，風(fēng)量為 10000 m3/h，全壓為 360Pa，功率為 ，轉(zhuǎn)速為 657 r/min。 冷凍機(jī)組的優(yōu)化設(shè)計(jì) [12][14] 由于需要保持實(shí)驗(yàn)室的室內(nèi)外側(cè)恒溫恒濕狀態(tài)的穩(wěn)定，為了能夠在一定的工況條件下的試驗(yàn)的進(jìn)行，我們分別在室內(nèi)外側(cè)各設(shè)置了一套制冷機(jī)組 (AHU)，來(lái)實(shí)現(xiàn)冷量調(diào)節(jié)的目的。以上兩者結(jié)合使用，最終實(shí)現(xiàn)了恒溫恒濕的控制要求。 室內(nèi)側(cè)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 制熱工況時(shí)室內(nèi)側(cè)為熱端，工況穩(wěn)定時(shí)有如下能量平衡式： )()( 21214321m a x qqmhhEEEEQ wwW ????????? ? （ 23） 公式 21 中： max? ：被測(cè)機(jī)的最大制熱量，最大為 16kW； E E3：分別為電加熱器和電加濕器輸入功率， 其作用是為了便于工況 的節(jié)和穩(wěn)定。 Q=16++= kW，再考慮 E E3 及工況轉(zhuǎn)換時(shí)降溫速度，實(shí)際最第二章 庫(kù)房結(jié)構(gòu)與空氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 大負(fù)荷應(yīng)大于 kW。 室外側(cè)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 最大冷負(fù)荷計(jì)算與室內(nèi)側(cè)最大冷負(fù)荷計(jì)算基本相同，這里就不在贅述，下面介紹室外側(cè)制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。為了滿足此工作范圍，一般采用高溫機(jī)組與低溫機(jī)組，根據(jù)實(shí)際環(huán)境室溫度要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，針對(duì)高溫工況與低溫工況，系統(tǒng)中設(shè)置了一套蒸發(fā)管路，當(dāng)工況溫度高于 35℃ 時(shí)使用膨脹閥12，此時(shí)電磁閥 10 打開(kāi)，電磁閥 9 關(guān)閉，并采用單向閥 13 來(lái)減小蒸發(fā) 面積，使蒸發(fā)溫度控制在壓縮機(jī)允許的工作范圍內(nèi)；其他溫度時(shí)則使用膨脹閥 11，此時(shí)電磁閥 9 打開(kāi)，電磁閥 10 關(guān)閉。 2. 防止霜層成長(zhǎng)的措施 空氣流過(guò)蒸發(fā)器被冷卻時(shí)，如果蒸發(fā)溫度低于 0℃ ，空氣中水分就會(huì)析出并固化成霜，附在蒸發(fā)器的表面，這樣就會(huì)引起空氣流動(dòng)阻力增加，風(fēng)量減小，使得蒸發(fā)器與空氣換熱能力降低，蒸發(fā)溫度降低，更加劇霜層的成長(zhǎng)，使冷凍機(jī)出現(xiàn)排溫過(guò)高或吸氣壓力過(guò)低等故障而無(wú)法正常工作。于是，防止或減慢霜層的成長(zhǎng)使冷凍機(jī)組在測(cè)試周期（按國(guó)標(biāo)要求至少 6 小時(shí)）內(nèi)能正常工作對(duì)于提高工況的穩(wěn)定性非常重要。為此采用以下三種措施： ，改善換熱條件，提高蒸發(fā)器表面溫度。 ，當(dāng)開(kāi)啟低溫工況時(shí)，開(kāi)啟前加熱器，提高空氣溫度，降低了空氣的相對(duì)濕度。 除濕裝置設(shè)計(jì) 167。 升溫除濕是通過(guò)等濕加熱空氣，以降低空氣的相對(duì)濕度，在常溫常壓下，每升高 1℃ ，相對(duì)濕度相應(yīng)降低 4％～ 5％。吸濕劑除濕是利用吸濕劑與水的親和力，吸收或吸附水分，從而除去空氣中的部分水分，其除濕效果較好，但吸濕劑再生需要熱源。 根據(jù)實(shí)際情況，升溫、通風(fēng)除濕都無(wú)法滿足要求，而吸濕劑除濕又缺少使吸濕劑再生的熱源，所以只有采用蒸發(fā)器冷卻除濕方式。 除濕裝置的設(shè)計(jì) 1. 蒸發(fā)器除濕的分析 根據(jù)蒸發(fā)器除濕的原理可知，蒸發(fā)器表面溫度越低（冰點(diǎn)以上），穿過(guò)蒸發(fā)器的空氣相對(duì)濕度越高，對(duì)于空氣除濕越有利。 2. 室內(nèi)側(cè)除濕方案 根據(jù)國(guó)標(biāo)，室內(nèi)側(cè)環(huán)境室工況 為常規(guī)空調(diào)工況，除濕最惡劣工況為自動(dòng)除霜工況，即干 /濕球溫度 20℃ /15℃ ，此工況下露點(diǎn)溫度約 ℃ ，而且環(huán)境室內(nèi)無(wú)濕負(fù)荷，除濕量有限，故使用空調(diào)機(jī)組來(lái)冷卻除濕，不再增加單獨(dú)的除濕機(jī)組。高溫低濕工況時(shí)，由于蒸發(fā)條件好，蒸發(fā)器表面溫度較高，除濕相當(dāng)困難；如減小循環(huán)風(fēng)量，又將提高環(huán)境室的熱慣性，減慢調(diào)節(jié)速度，故采用增加一套獨(dú)立的除濕裝置 [轉(zhuǎn)輪式除焓值法空調(diào)器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的研制 19 濕機(jī) ]，并將改變 循環(huán)風(fēng)量作為輔助措施。 圖 29 室外側(cè)環(huán)境室空氣再處理設(shè)備布置圖 圖 210 轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)原理示意圖 如圖 210 所示，轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的核心結(jié)構(gòu)為一不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的蜂窩狀干燥轉(zhuǎn)輪， 它是除濕機(jī)吸收水分的最關(guān)鍵的部件，是由含有少許金屬鈦的特殊玻璃纖維載體和活性硅膠復(fù)合而成，其蜂窩狀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅能夠極大限度的附著吸濕劑，增加濕空氣與吸濕劑相互接觸的表面積，提高除濕機(jī)的工作效率，而且具有很高的強(qiáng)度，能夠很好的適用于各種復(fù)雜的工作環(huán)境。當(dāng)需要除濕的潮濕空氣 (稱處理空氣 )進(jìn)入處理區(qū)域， 濕空氣中的水蒸氣被轉(zhuǎn)輪中的活性硅膠所吸附， 從而得到干燥，干燥后的空氣則通過(guò)送風(fēng)機(jī)送出。為了維持其穩(wěn)定的除濕性能，就需要對(duì)轉(zhuǎn)輪中的吸濕劑進(jìn)行再生還原，這時(shí)， 趨于飽和的轉(zhuǎn)輪在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下， 慢慢轉(zhuǎn)入再生區(qū)域， 開(kāi)始再生再生過(guò)程。而轉(zhuǎn)輪在再生脫水后，重新恢復(fù)了強(qiáng)大的吸濕 能力，在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下，轉(zhuǎn)入工作區(qū)域進(jìn)行除濕。轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速 8~12 轉(zhuǎn) /小時(shí)，所需動(dòng)力極小， 除濕機(jī)出口空氣參數(shù)條件，僅取決于進(jìn)口空氣的參數(shù)和再生能量的控制。其技術(shù)特性詳見(jiàn)圖211 圖 211 轉(zhuǎn)輪式除濕機(jī) DT800 特性曲線 167。 其冷卻原理：冷卻塔的冷卻方法，系將熱水噴撒至散熱材表面與通過(guò)之移焓值法空調(diào)器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的研制 21 動(dòng)空氣相接觸。如圖 212 所示，來(lái)自冷卻塔溫度較低的冷卻水，經(jīng)冷卻泵加壓后進(jìn)入冷水機(jī)組，帶走冷凝器的熱量。由于冷卻塔風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)，使冷卻水在噴淋下落的過(guò)程中，不斷與室外空氣發(fā)生熱、濕交換而達(dá)到冷卻降溫，冷卻后的水則落入冷卻塔積 水盤中，又被重新送入冷水機(jī)組而完成下一次的冷卻水循環(huán)。通常后三種的外形以方形為主，而第一種則有方型和圓形兩種外形。 根據(jù)幾種冷卻塔的性能比較，我們選用了圓形 — 逆流式冷卻塔，如圖 212 所示： 圖 212 圓形 — 逆流式冷卻塔結(jié)構(gòu)圖 工作原理：冷卻水與空氣相接觸時(shí)進(jìn)行熱、濕交換，利用的是空氣的濕球溫度進(jìn)行冷卻； 優(yōu)點(diǎn)：進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口之間有交 大的高差，不容易短流，所得到的熱交換效率最高；進(jìn)風(fēng)百葉可在四周布置，進(jìn)風(fēng)較為平均，冷卻能力較好； 冷卻塔型號(hào)的選擇 冷卻水量取決于冷水機(jī)組冷凝器的散熱量和冷卻水供、回水溫差。 從冷卻塔流出的冷卻水溫度 t2 與金塔空氣的濕球溫度 ts 之差叫做冷副高。冷卻塔出水溫度應(yīng)當(dāng)?shù)扔诶淠鞯倪M(jìn)水溫度。根據(jù)冷 卻度不同，機(jī)械通風(fēng)式冷卻塔可分為標(biāo)準(zhǔn)型（ t? =5℃ 左右 ）、中溫型（ t? =10℃ 左右 ）和高溫型（ t? =20℃左右 ）三種。但是由于冷卻水的冷卻效果主要取決于空氣的濕球溫度，因此，冷卻塔產(chǎn)品的技術(shù)資料都在既定的空氣濕球溫度下的數(shù)據(jù)。 167。 裝置的總體設(shè)計(jì) 此實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)被測(cè)空調(diào)器的進(jìn)出風(fēng)溫 /濕度的測(cè)量是通過(guò)測(cè)量部分典型樣本，即利用取樣笛管及取樣風(fēng)機(jī)引入空調(diào)器進(jìn)出風(fēng)口的典型樣本空氣，并將此樣本空氣送入溫 /濕度測(cè)量箱測(cè)量，為了操作方便，取樣風(fēng)機(jī)與取樣笛管相互獨(dú)立，兩者間用可伸縮管連接（如有特殊情況，伸縮管外部可用保溫層進(jìn)行保護(hù)），裝置示意 圖如圖 31。測(cè)量箱按標(biāo)準(zhǔn)流通截面尺寸為 100 ㎜ 100 ㎜，長(zhǎng)度取 250 ㎜。測(cè)點(diǎn)布置如圖 32 所示。 風(fēng)管采用可伸縮鋼絲骨架的 100? ㎜塑料管，因風(fēng)管內(nèi)空氣與風(fēng)管外空氣處于相同狀態(tài)，故一般無(wú)須采取保溫措施。 圖 34 風(fēng)量測(cè)量筒 圖 35 軟風(fēng)管 圖 32 測(cè)點(diǎn)布置示意圖 第三章 空氣取樣及測(cè)量裝置的設(shè)計(jì) 25 從加工方便及使用壽命考慮，取樣笛管采用不銹鋼管焊接。匯合管管徑為 80? ㎜，長(zhǎng) 800 ㎜，中間位置開(kāi)設(shè) 80? ㎜出風(fēng)口 。 風(fēng)速對(duì)濕球溫度測(cè)量影響研究 這里對(duì)濕球溫度的測(cè)量采用在鎧裝鉑電阻上套裝濕的脫脂紗布的方法，濕紗布周圍的環(huán)境對(duì)濕球溫度的測(cè)量影響較大，故研究濕球溫度測(cè)量的影響對(duì)較少外界干擾，提高測(cè)量精度有重要的作用。 1 理論分析風(fēng)速對(duì) 濕球溫度測(cè)量的影響 濕球溫度的測(cè)量一般采用如圖 36所示的裝置，要分析風(fēng)速對(duì)濕球溫度測(cè)量的影響必須從分析空氣流經(jīng)過(guò)濕球紗布表面所發(fā)生的熱濕交換過(guò)程出發(fā)。不管蒸發(fā)初始時(shí)水溫是高于空氣溫度還是低于空氣溫度，由于濕紗布表面存在水的蒸發(fā)吸熱和溫差傳熱現(xiàn)象，故最終濕紗布溫度必定低于空氣溫度，當(dāng)溫差傳遞的熱量 1Q 與水蒸發(fā)吸收的熱量 2Q 相 等時(shí)，濕紗布的溫度趨于恒定，此恒定的溫度代表空氣的濕球溫度。當(dāng)空氣相對(duì)濕度較低時(shí)，水蒸氣壓力差大，濕紗布上的水分蒸發(fā)快，蒸發(fā)需要的熱量多，水溫下降也越多，因而干、濕球溫度差大。 根據(jù)傳熱原理有： FttQ s )(1 ??? 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