凈化空間,計算機機房,潔凈倉庫,對溫度、濕度及潔凈度均有較嚴格的要求,因此,潔凈工業專用空調在設計上與傳統的舒適性空調有著很大區別,表現在以下兩個方面:
一、技術上的設計不同:
1.現代高科技精密儀器機房,藥品,卷煙等倉庫,無塵車間環境特點不適合普通空調。
高精密儀器機房,潔凈倉庫,無塵車間的環境特點如下:
a.空間大,嚴密性不強,太陽的輻射產生庫房熱源,由于其發熱量大,庫房內熱密度遠大于一般民用和辦公環境,為使貨物存放在合適的溫、濕度范圍之內,庫房的空調必須持續、穩定地運行,即使在寒冷的冬季依然需要為貨物制冷。藥品,卷煙倉庫在普通空調不能運行的常溫氣候下仍需要做除濕運行。
b.為使藥品等貨物保存在相近的溫度范圍內,確保干,濕度,外包裝,性能的一致,進入設備的空氣和從設備排出的空氣的溫差應越小越好,但為了有效地排出設備中的熱量,又要求有較大的送風量,因此要求庫房內的空調系統送、回風溫差小,且送風量大。
c.把庫房的溫、濕度控制在規定的范圍之內是倉庫所儲存貨物及有關材料的要求,因此要求庫房內的空調系統溫、濕度必須嚴格控制在規定的范圍內。
d.精密儀器,儲存藥材,卷煙,茶葉等散發的熱量都是以顯熱的形式出現,室內顯熱比在90℅以上要求在空調工作過程中機房內任何情況下均不得出現結露狀態。因此,要求機房空調制冷系統必須具有高顯熱比特性,而且送風溫度要高,保證近端設備上不出現結露。(顯熱:物質在溫度變化時吸收或放出的熱量,物質由低溫到高溫吸收顯熱,由高溫到低溫放出顯熱。潛熱:物質發生相變即物態變化,在溫度不發生變化時吸收或放出的熱量。顯熱比:指顯熱的百分比。)
根據以上現代高科技機房,藥品,卷煙等庫房環境特點,我們再來具體分析專用空調與普通空調各自的設計特點:
傳統的舒適性空調主要是針對于人員設計,送風量小,送風焓差大,降溫和除濕同時進行;而機房內顯熱量占全部熱量的90%以上,它包括設備本身發熱、照明發熱量、通過墻壁、天花、窗戶、地板的導熱量,以及陽光輻射熱,通過縫隙的滲透風和新風熱量等。這些發熱量產生的濕量很小,因此采用舒適性空調勢必造成機房內相對濕度過低,而使設備內部電路元器件表面積累靜電,產生放電損壞設備,干擾數據傳輸和存儲,使長期存放的貨品表面失去光澤,貨物受潮發霉。同時,由于制冷量的(40%~60%)消耗在除濕上,使得實際冷卻設備的冷量減少很多,大大增加了能量的消耗。庫房專用空調在設計上采用嚴格控制蒸發器內蒸發壓力,增大送風量使蒸發器表面溫度高于空氣露點溫度而不除濕,產生的冷量全部用來降溫,提高了工作效率,降低了濕量損失,即由于送風量大,使得送風焓差減小。
2.從庫房專用空調和舒適性空調技術特性上比較分析其差異性.
1.一般來說,庫房專用空調是為保證庫房內恒定的溫濕度、潔凈度等設計。舒適性空調是為人提供的辦公生活環境而設計。根據上面我們對庫房工作條件的分析,庫房內的溫濕度和一般生活要求有很大的不同,因此兩者在技術參數上有很大的區別。
庫房專用空調和舒適性空調的特性參數的區別,區別的主要原因是兩者應用環境對溫濕精度、熱密度和顯熱比的要求不同。
2.從工作關鍵技術參數的聯系和作用做進一步的分析
a.風量和進出風溫差的比較:
出風口溫度隨風量的增加而增加,實現進出風溫差小。
根據Q=M×(h1-h2),其中Q為空調吸收的冷量,M為空調的風量,h1為回風的焓量,h2為出風的焓值。假設室內風機的作用下循環,經過空調作用下保持恒定,室內空氣在空調室內風機的作用下循環,經過空調蒸發器時室內空氣被冷,在此過程中空氣吸收了Q的總儲量。當冷量Q固定時,室內空氣被冷卻,在此過程中空氣吸收了Q的冷量。當冷量Q固定時,風量M越大,h1-h2越小,即大風量小焓差。由于溫差(T1-T2)與焓差(h1-h2)近似成正比,所以隨風量M的增大,T1-T2進出溫差減小,由于回風溫度T1為定值,故出風口溫度T2隨M的增加而增加。(焓亦稱“熱焓”。它是表示物質系統能量的一個狀態函數,通常用H來表示,其數值上等于系統內能U加上壓強P和體積V的積,即H=U+PV。)因此,從表1中第1、8、9、10比較項目可以看出,庫房專用空調可以實現風量大、進出風溫差小的功能。舒適性空調風量小,風速低,只能在送風方向局部氣流循環,不能在庫房形成整體的氣流循環,庫房冷卻不均勻,使得庫房內存在區域溫差,送風方向區域溫度低,其他區域溫度高,藥品因擺放位置不同而產生局部熱量積累,導致離風口遠的藥品損壞,近的藥品結露受潮。而庫房專用空調送風量大,機房換氣次數高(通常在30~60次/小時),整個機房內能形成整體的氣流循環,使庫房內的所有儲存物品均能平均得到冷卻。
3.傳統的舒適性空調,由于送風量小,換氣次數少,庫房內空氣不能保證有足夠高的流速將塵埃帶回到過濾器上,而在庫房設備內部產生沉積,對庫房本身潔凈產生不良影響。且一般舒適性空調機組的過濾性能較差,不能滿足計算機,藥品,卷煙等的凈化要求。采用庫房專用空調送風量大,空氣循環好,同時因具有專用的空氣過濾器,能及時高效的濾掉空氣中的塵挨,保持庫房的潔凈度。
4.因大多數庫房內在使用季節是連續運行的,工作時間長,因此要求庫房專用空調在設計上可大負荷常年連續運轉,并要保持極高的可靠性。舒適性空調較難滿足要求,尤其是在常溫季節,庫房因其密封性好而發熱元素又多,仍需空調機組正常制冷工作,此時,一般舒適性空調由于室外冷凝壓力過低已很難正常工作,工業庫房專用空調通過可控的室外冷凝器,仍能正常保證制冷循環工作。
5.工業庫房專用空調一般還配備了專用加濕系統,高效率的除濕系統及電加熱補償系統,通過微處理器,根據各傳感器返饋回來的數據能夠精確的控制機房內的溫度和濕度,而舒適性空調一般不配備加濕系統,只能控制溫度且精度較低,濕度則較難控制,不能滿足庫房設備的需要。
綜上所述,工業苦房專用空調與舒適型空調在產品設計方面存在顯著差別,二者為不同得目的而設計,無法互換使用。工業庫房內必須使用庫房專用空調。
二、庫房中,運轉成本方面的優勢使精密空調更具競爭能力
精密空調在最初的投入上相對偏高(主要是設備價格),但隨著時間的推移,這部分費用會被逐漸攤薄,一二年后將發生根本逆轉,下面舉例作些定量的分析,如前所述,在程控庫房和空間中主要是設備的發熱量,顯熱達95%以上,假設每10KW的總制冷功率需要3.13KW的輸入功率。
壓縮機及風機的效率為90%
精密空調的顯熱比為0.95
舒適型空調的顯熱比0.7
電費人民幣0.70/KW•H
(1)計算一年中每1KW制冷功率所需價格
(2)精密空調每1KW顯熱制冷量所需費用
(3)舒適型空調每1KW顯熱制冷量所需費用
(4)顯熱中每1kw制冷每年節約用費
(5)由于舒適型空調顯熱比小,去濕量大,所以額外的去濕還必須增加再加濕費用。
此處:總制冷功率=顯熱功率+潛熱功率
每KW顯熱功率所需要的能量為
二者差值為0.429-0.053=0.376KW
通過計算可知:對于一個精度要求高的環境來說,如采用舒適型空調,那么每KW總制冷功率必須附加0.376KW的潛熱功率,以保證特定的相對濕度要求。(50%±5%RH)
則每年每KW多耗費的運行費用為:
0.376×8760×0.70=2306元/KW•年
綜合以上計算:每年每KW總制冷功率,舒適型空調比精密空調多用的費用為:
802+2306=3108元/KW•年
以庫房常用的40KW的精密空調為例,一次性投資約在3-4萬元,而與之同等制冷量的3臺5匹柜機一次性投資約在2萬元。
通過計算:
3108×40=124,320元
即采用3臺5匹柜機通過二至三年運行,多耗能源費用與一臺40KW精密工業空調銷售價格大約相當。而三年運行下來即可賺回一臺40KW精密工業空調。(其中還不包括普通柜機需要經常維修的費用)綜上所述,普通舒適型空調無論從技術角度還是從運行費用方面都無法起到替代精密工業空調的作用,所以畢竟在庫房還是選用庫房工業空調好。
