CN112082234B - 一种双盘管空气梯级冷却处理机组及供水温度确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双盘管空气梯级冷却处理机组及供水温度确定方法,机组包括第一盘管A、第二盘管B、壳体1、过滤器组2和风机4,供水温度确定方法包括以下步骤:计算第一盘管处理空气时所能达到的极限温度t3;根据极限温度t3确定第一盘管的工况状态;根据第一盘管不同的工况状态计算两个盘管共同工作时第一盘管所需的供水温度t′ w1;根据第一盘管不同的工况状态计算第一盘管出口空气的干球温度t′ s2或湿球温度t′ 2;根据干球温度t′ s2或湿球温度t′ 2确定第二盘管的供水温度本发明的优点是:设有双盘管,对于供水温度要求低;综合考虑工况状态、盘管临界换热量和盘管的期望换热量进行供水温度确定,供水温度确定精确。
Description
技术领域
本发明涉及空气处理设备领域,尤其涉及一种双盘管空气梯级冷却处理机组及供水温度确定方法。
背景技术
空气冷却处理机组是一种用于对空气进行冷却,使空气到达适宜的温度排入室内,对室内温度进行调整。
传统的空气冷却处理机组往往采用水冷降温,使温度较低的水在盘管中流动,热空气经过盘管时,与盘管产生热交换,到达降低空气温度的目的。当供水温度较高时,则无法到达理想的制冷效果,当供水温度较低时,则会增加水的制冷成本同时也会使的空气冷却处理机组出风温度过低。因此供水温度的确定对空气冷却处理机组能否将空气降温到指定温度显得极为重要。
现有的空气冷却处理机组的供水温度往往根据过往经验进行确定,且通常仅设有一个盘管,需要较低的供水温度,供水制冷成本高。
发明内容
本发明主要解决现有空气冷却机组采用单盘管,对于供水温度要求较高及供水温度根据经验确定,导致出风温度不精确的问题,提供了一种采用双盘管制冷,根据空气处理前后状态进行供水温度确定,无需较低的供水温度,降低供水制冷成本的双盘管空气梯级冷却处理机组及供水温度确定方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是,一种双盘管空气梯级冷却处理机组供水温度确定方法,已知单个盘管独立工作时,在供水温度为tw1、供水流量为W时,将流量为G的空气从初始状态s1处理到终止状态s2,换热量为Q,空气极限状态为s3,包括以下步骤:
S1:计算第一盘管处理空气时所能达到的极限温度t3;
S2:根据极限温度t3确定第一盘管的工况状态;
S3:根据第一盘管不同的工况状态计算两个盘管共同工作时第一盘管所需的供水温度t′w1;
S4:根据第一盘管不同的工况状态计算第一盘管出口空气的干球温度t′s2或湿球温度t′2;
根据第一盘管对空气制冷能够到达的极限温度判断盘管的工况状态,根据工况状态的不同进行相应的供水温度确定,因第一盘管和第二盘管处于同一空气冷却处理机组,可以认为两者工况相同,在已知换热量、第一盘管供水温度和第一盘管工况状态时可以计算出第二盘管的供水温度,相比与单盘管空气制冷机组,双盘管空气冷却处理机组对于供水温度温度要求较低,对供水制冷成本低。
作为上述方案的一种优选方案,所述步骤S1中,极限温度t3的计算公式如下:
其中,t1、ts1分别为空气初始状态s1时的干球温度和湿球温度,t2、ts2分别为空气终止状态s2时的干球温度和湿球温度。
作为上述方案的一种优选方案,所述步骤S2中,将极限温度t3与空气初始状态s1时的露点温度tL1进行比较,当t3<tL1时,为湿工况;当t3>tL1时,为干工况;当t3=tL1时,为临界工况。
作为上述方案的一种优选方案,所述步骤S3中,当第一盘管处于湿工况或临界工况时,执行以下步骤:
S301:计算第一盘管临界工况所能达到的出风温度t"2
S302:计算第一盘管的临界换热量Q临界
Q临界=G cp(t1-t"2)
其中cp为空气的定压比热;
S303:获取临界工况下的供水温度t"w1
S304:根据第一盘管预设的期望换热量Q′与Q临界的关系计算两个盘管共同工作时第一盘管所需的供水温度t′w1。
作为上述方案的一种优选方案,所述步骤S304中,当Q′≤Q临界时,第一盘管的供水温度t′w1计算公式为
作为上述方案的一种优选方案,所述步骤S3中,当第一盘管处于干工况时,两个盘管共同工作时第一盘管所需的供水温度tw1′的计算公式如下:
其中,Q′为第一盘管预设的期望换热量,t1为空气初始状态s1时的干球温度。
作为上述方案的一种优选方案,所述步骤S4中,当第一盘管处于干工况时,计算第一盘管出口空气的干球温度
作为上述方案的一种优选方案,所述步骤S5中,若第一盘管处于干工况,则第二盘管的供水温度
若第一盘管处于湿工况,则第二盘管的供水温度
。第一盘管和第二盘管处于同一工作环境,因此根据第一盘管工况可以确定第二盘管工况。
对应的,本发明提供一种双盘管空气梯级冷却处理机组,采用上述双盘管空气梯级冷却处理机组供水温度确定方法,包括:第一盘管、第二盘管、壳体和风机,所述壳体包括进风口和出风口,所述风机设于出风口处,所述第一盘管和第二盘管设于壳体内部且位于进风口和出风口之间。第一盘管和第二盘管相互独立,各自接入不同温度的水,两者配合运行进行空气冷却。
作为上述方案的一种优选方案,还包括过滤器组,所述过滤器组设于进风口处。
本发明的优点是:设有双盘管,对于供水温度要求低;综合考虑工况状态、盘管临界换热量和盘管的期望换热量进行供水温度确定,供水温度确定精确。
附图说明
图1为实施例1中双盘管空气梯级冷却处理机组的一种结构示意图。
图2为实施例1中双盘管空气梯级冷却处理机组供水温度确定方法的一种流程示意图。
A-第一盘管 B-第二盘管 1-壳体 2-过滤器组 3-进风口 4-风机 5-出风口 6-第一出水口 7-第一进水口 8-第二出水口 9-第二进水口
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例:
本实施例一种双盘管空气梯级冷却处理机组,如图1所示,第一盘管A、第二盘管B、壳体1、过滤器组2和风机4,壳体包括进风口3和出风口5,风机4设于出风口5处,第一盘管A和第二盘管B设于壳体1内部且位于进风口3和出风口5之间,过滤器组设置在进风口处。
该双盘管空气梯级冷却处理机组运行时,热风从进风口3进入壳体,经过过滤器组2过滤后,先由第一盘管A进行冷却,再由第二盘管B进行冷却,最后在风机4的带动下从出风口5排出,第一盘管A和第二盘管B各接入不同温度的冷水,第一盘管A的冷水由第一进水口7进入,在第一出水口6排出,第二盘管B的冷水由第二进水口9进入,在第二出水口8排出,第一出水口6高于第一进水口7设置,第二出水口8高于第二进水口9设置。
本实施例还提供一种双盘管空气梯级冷却处理机组供水温度确定方法,用于确定上述双盘管空气梯级冷却处理机组所需的供水温度,在进行供水温度确定时,需要先获取单个盘管的热交换能力,即获取在盘管独立工作时,在供水温度为tw1、供水流量为W时,将流量为G的空气从初始状态s1处理到终止状态s2,换热量为Q,空气极限状态为s3。
双盘管空气梯级冷却处理机组供水温度确定方法的具体步骤,如图2所示,包括:
S1:计算第一盘管处理空气时所能达到的极限温度t3
其中,t1、ts1分别为空气初始状态s1时的干球温度和湿球温度,t2、ts2分别为空气终止状态s2时的干球温度和湿球温度。
S2:根据极限温度t3确定第一盘管的工况状态,具体为:将极限温度t3与空气初始状态s1时的露点温度tL1进行比较,当t3<tL1时,空气处理过程中有凝结水产生,为湿工况;当t3>tL1时,空气处理过程中没有凝结水产生;为干工况;当t3=tL1时,处在湿工况与干工况之间为临界工况。
S3:根据第一盘管不同的工况状态计算两个盘管共同工作时第一盘管所需的供水温度t′w1;
当第一盘管处于湿工况或临界工况时,执行以下步骤:
S301:计算第一盘管临界工况所能达到的出风温度t"2
S302:计算第一盘管的临界换热量Q临界
Q临界=G cp(t1-t"2)
其中cp为空气的定压比热;
S303:获取临界工况下的供水温度t"w1
S304:根据第一盘管预设的期望换热量Q′与Q临界的关系计算两个盘管共同工作时第一盘管所需的供水温度t′w1,当Q′≤Q临界时,第一盘管的供水温度t′w1计算公式为
当第一盘管处于干工况时,两个盘管共同工作时第一盘管所需的供水温度tw1′的计算公式如下:
其中,Q′为第一盘管预设的期望换热量,t1为空气初始状态s1时的干球温度。
S4:根据第一盘管不同的工况状态计算第一盘管出口空气的干球温度t′s2或湿球温度t′2,当第一盘管处于干工况时,计算第一盘管出口空气的干球温度
当第一盘管处于湿工况时,计算第一盘管出口空气的湿球温度
若第一盘管处于湿工况,则第二盘管的供水温度
实施例2:
本实施例以实际数据对实施例1中双盘管空气梯级冷却处理机组供水温度确定方法进行进一步说明。
已知空气状态A的干球温度t1=27℃,湿球温度为ts1=19.0℃,tL1=14.51℃;空气状态B的干球温度为t2=15.45℃,湿球温度为ts2=13.28℃,总换热量为Q=32.72KW,空气流量为G=1.96kg/s。定压比热cp=1.01kJ/kg。由单个盘管实现空气状态A到控制状态B的变化需要供水温度tw1=7℃,供水流量W=5.622m3/h,回水温度tw2=12℃。
步骤S1:求得
步骤S2:t3<tL1,过程状态点1到状态点2为湿工况。
步骤S3:求得
Q临界=G cp(t1-t"2)=1.96×1.01×(27-17.5)=18.81KW;
要求第一盘管A期望换热量为21KW,大于Q临界,因此
因第一盘管A处于湿工况,因此计算第一盘管A出口空气的湿球温度
因第一盘管A处于湿工况,第二盘管B必然处于湿工况,则
由此可知,在双盘管空气梯级冷却处理机组中将空气状态A变为空气状态B需要的供水温度分别为11.3℃和11.78℃,而单盘管的空气冷却机组则需要7℃的水,双盘管空气梯级冷却处理机组相比于但盘管对供水温度的要求更低,相应的运行成本也更低。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种双盘管空气梯级冷却处理机组供水温度确定方法,已知单个盘管独立工作时,在供水温度为tw1、供水流量为W时,将流量为G的空气从初始状态s1处理到终止状态s2,换热量为Q,空气极限状态为s3,其特征是:包括以下步骤:
S1:计算第一盘管处理空气时所能达到的极限温度t3;
所述步骤S1中,极限温度t3的计算公式如下:
其中,t1、ts1分别为空气初始状态s1时的干球温度和湿球温度,t2、ts2分别为空气终止状态s2时的干球温度和湿球温度;
S2:根据极限温度t3确定第一盘管的工况状态;
所述步骤S2中,将极限温度t3与空气初始状态s1时的露点温度tL1进行比较,当t3<tL1时,为湿工况;当t3>tL1时,为干工况;当t3=tL1时,为临界工况;
S3:根据第一盘管不同的工况状态计算两个盘管共同工作时第一盘管所需的供水温度t′w1;
S4:根据第一盘管不同的工况状态计算第一盘管出口空气的干球温度t′2或湿球温度t′s2;
7.一种双盘管空气梯级冷却处理机组,采用权利要求1-6任一项所述的双盘管空气梯级冷却处理机组供水温度确定方法,其特征是,包括:第一盘管、第二盘管、壳体和风机,所述壳体包括进风口和出风口,所述风机设于出风口处,所述第一盘管和第二盘管设于壳体内部且位于进风口和出风口之间。
8.根据权利要求7所述的一种双盘管空气梯级冷却处理机组,其特征是:还包括过滤器组,所述过滤器组设于进风口处。
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