鄭州濕簾風機降溫系統(tǒng)在溫室大棚中的設計與安裝 概述:鄭州濕簾風機降溫系統(tǒng)是當前我國大面積生產(chǎn)設施經(jīng)濟有效的降溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有設備簡單、成本低廉、耗能小、產(chǎn)冷量大、運行等優(yōu)點。濕簾風機降溫系統(tǒng)的設備費僅為空調(diào)機組的五分之一,運行費用僅為空調(diào)機組的十分之一。濕簾風機降溫系統(tǒng)由特種紙質(zhì)多孔濕簾、低壓大流量軸流風機、水循環(huán)系統(tǒng)、及控制裝置組成。濕簾風機分別裝在溫室或密閉房舍的二面山墻上。風機抽風時,造成室內(nèi)負壓,迫使室外未飽和的空氣流經(jīng)濕簾多孔濕潤表面。引起水分蒸發(fā)吸收大量潛熱,從而降低空氣自身溫度。濕簾風機降溫系統(tǒng)運行時,源源不斷地將蒸發(fā)降溫后的低溫空氣引入室內(nèi)進行降溫。濕簾風機降溫系統(tǒng)目前在設施農(nóng)業(yè)的大棚溫室、畜禽舍、組織培養(yǎng)馴化室、微生物發(fā)酵間及其它高溫環(huán)境下的生產(chǎn)或其它作業(yè)方面得到了廣泛的推廣和應用。特別是需要大面積降溫和增濕的設施,效果更為突出。 濕簾風機降溫系統(tǒng)的設計與選擇計算 濕簾風機降溫系統(tǒng)設計的合理與否直接關系到溫室的降溫效果、使用壽命、運行經(jīng)濟及維護管理等?,F(xiàn)簡要說明系統(tǒng)設計方法與參數(shù)選擇。 1、風量的計算 溫室降溫所需的總通風量等于溫室通風流量與溫室地面面積的乘積,即: Q=q×L×W (m3/h) 式中:Q—總通風量(m3/h) L—溫室總長度 (m) W—溫室總寬度 (m) q—溫室設計換氣率 (m3/m2h) 其中需要說明的幾點: (1)q為溫室設計換氣率,與排出多余熱量、排出水氣,排出二氧化碳等綜合因素有關系。在實際溫室設計中,溫室總通風量的確定需要考慮的因素很多,涉及到:溫室所處的海拔高度、室內(nèi)太陽輻射強度、溫簾風機之間設計距離、溫室氣流從濕簾到風機的允許溫升。然后綜合考慮形成設計綜合休正系數(shù)。就我地區(qū)而言,一般情況下q的取值范圍確定為90—100 m3/m2h之間。 (2)參考美國溫室制造業(yè)協(xié)會《溫室設計標準》:適當遮陽溫室,當溫室所處地理位置的海拔高度小于300米,室內(nèi)大太陽輻射強度在50000勒克斯左右,溫室氣流從濕簾到風機的允許溫升為4℃,濕簾風機之間的距離在30米以上,溫室通風流量達到2.5m3/m2 min即可滿足溫室夏季降溫要求。 (3)公式不適用設計畜禽舍的濕簾風機降溫系統(tǒng)。 2、風機的選擇 根據(jù)溫室所需的總通風量,設計和選擇風機。濕簾風機降溫系統(tǒng)一般采用負壓縱向通風方式,其風機的布置方式具有設備及運行費用省、整體降溫效果好、風速均勻等優(yōu)點。根據(jù)實際需要,按照總通風量和風機的性能參數(shù)確定風機的臺數(shù)或搭配方式。 ①q×n≥Q 或 ② q1n1 q2n2 …… qnnn≥Q 式中:q q1、 q2 qn 為不同型號風機的風量 n n1 n2 nn 對應風機的數(shù)量 ① 式為選用單一型號風機,②式為選用幾種風機搭配的組合通風方式。 濕簾風機降溫系統(tǒng)選用的風機為低壓大流量軸流式節(jié)能風機。一般要求節(jié)能、低噪音、流速大、氣流均勻。國內(nèi)標準為9FJ系列。 3、溫簾面積的確定 S=Q/3600×V(m2) 式中:V—過簾風速即通過濕簾的平均風速。 其中需要說明的幾點:
(1)濕簾的選擇一般應換熱效率大于75%。濕簾的換熱效率是描述濕簾性能的一個綜合技術指標,表示空氣通過濕簾與水進行交換的充分程度。受過簾風速、濕簾厚度等因素的影響。大致可描述為:對于同一廠家的濕簾產(chǎn)品,在相同過簾風速下,濕簾厚度越大換熱效率越高。在同樣厚度下,過簾風速越大換熱效率越低。
(2)濕簾的選擇還應考慮通過濕簾的阻力損失。濕簾對通過它的空氣產(chǎn)生阻力,這個阻力損失大小與濕簾的材料、厚度及過簾風速有關。溫室濕簾降溫系統(tǒng)要求濕簾的阻力損失應的15Pa以內(nèi)。 (3)綜合考慮,V不宜過大,一般不宜超過1.8m/s。我地區(qū)取值范圍1.0—1.5 m/s。需要提高溫室效率時,宜取較小值。需要減少濕簾用量而降低投資時,可取較大值,但此時由于V過大,除通風阻力增大外,還易帶入細小水滴進入室內(nèi)。
4、循環(huán)水量的計算
水循環(huán)系統(tǒng)水量的計算包括三方面的內(nèi)容。首先,要確定能水循環(huán)流動使?jié)窈熣駶櫍_到預期降溫效果的總的系統(tǒng)水量值。其次,要考慮系統(tǒng)在使用過程中正常的濕簾蒸發(fā)耗水量,確定需要補充的水量值。第三,由于水蒸發(fā)導致循環(huán)水中礦物質(zhì)的增加、PH值的變化及Ca2 、CO32-、SO42-等離子濃度的變化,所以需進行適量排水。 (1)濕簾蒸發(fā)耗水量 E=Q×ρ×(X2-X1)/ρ水 式中: E—濕簾蒸發(fā)水量 (m3/h) Q—溫室總通風量 (m3/h) ρ—空氣密度 (kg/ m3) X1 X2—空氣含濕量 (kg/ kg) ρ水—水的密度 (103kg/ m3) 其中需要說明的幾點: ①ρ—空氣密度一般取值范圍為1.16—1.18 kg/ m3。也可接公式ρ=353/(273 T)計算,公式中的T是氣流通過濕簾后的溫度,T=t0-(t0-ts)η,式中t0為室外空氣設計溫度(℃),ts為室外空氣設計濕球溫度(℃),η濕簾降溫效率,由濕簾厚度與過簾風速確定(見圖1)。 ②X1 X2—空氣含濕量。其中X1為過濕簾前的每公斤空氣含濕量,根據(jù)下圖(圖中設定室外空氣設計溫度為35℃),由室外空氣設計溫度與相對濕度確定A 點為X1的值。 X2為過濕簾后的每公斤空氣含濕量,由濕球溫度曲線與過A點的等焓線交點B為X2的值。(見圖2) (2)需適量排水量 濕簾系統(tǒng)中的水是循環(huán)使用的,因此水的蒸發(fā)會使循環(huán)水總量減少的同時導致循環(huán)水中的礦物質(zhì)增加,這時就需要補充新的水量的同時進行適量排水。一般情況下,所需的排水量為 B=(0.25-5.0)E,其系數(shù)的大小取決于水的PH值,以及水中所含Ca2 、CO32-、SO42-等離子的濃度,較大時取較大值。 (3)水泵的選擇 水泵的選擇包含三方面的內(nèi)容:理論上水泵所需流量的計算、理論上水泵揚程的確定、水池容量的大小。 ①理論上水泵所需流量的計算 Q流量=q×L×W B 式中Q流量—水泵的所需流量(m3/h) q —濕簾頂部單位面積必要供水量(m3/h m2) L —濕簾總長度 (m) W —濕簾厚度 (m) B —排水量 (m3/h) 其中;q 為濕簾頂部單位面積必要供水量,取值范圍在(0.36-0.48) m3/h m2,視濕簾的厚度而定,厚度大取較大值。 ②理論上水泵揚程的確定 水泵的揚程設計時首要的原則整個循環(huán)水系統(tǒng)中不利點的供水壓力在1公斤壓力(100KPA)左右,然后再計算管路水頭損失和局部水頭損失,后確定水泵揚程。局部的壓力過大導致水流噴射可用閘閥調(diào)節(jié)壓力。 ③水池容量的大小 設計水池容量時,其大小與水泵的流量、水泵的類型、及供水系統(tǒng)的控制方式等因素有關。