超卫型洁净空调机组是《福建省节能技术产品推广目录》(第二批)入选节能产品,采用温湿度独立处理的专利技术,冷热平衡再利用的原理及自主研发的二次回风控制技术,在实现对室内温湿度的精准控制的同时,达到了节能减排的目的。适用于医疗卫生行业、科研实验室、精密工业、现代农业、食品、制药等对空气质量要求高的场所。典型案例应用于宁波大学医学院附属医院,对比改造前使用的普通空调,节能效果比较明显。
超卫型洁净空调机组应用案例介绍
一、产品适用场景
超卫型洁净空调机组采用直膨式的独立深冷除湿技术,优先对空气中的湿度进行处理,再利用冷热平衡的原理替代电极加热的温升过程,运用自主研发的数控技术控制一次/二次回风阀的开合度,在保证满足室内温湿度的同时,又降低了机组的制冷量及用电功率。既实现了对室内温湿度的精准控制,又达到了节能减排的目的。尤其适用于高温高湿的空间、劳动密集型、空气污浊等对温湿度控制有所要求的各个领域。
1、医用行业,各类科研实验室等对温湿度及空气洁净度有严格要求的场所。

2、精密工业,制药厂房等要求恒温恒湿的场所。
3、化工行业,锂电池行业等恒温恒湿。

4、食品行业,鞋服等传统劳动力密集型行业。

5、现代农业,开放性的公共建筑场所(如球馆,运动馆等)。此类行业占地空间大,层高较高。

二、节能原理及工艺
原理:超卫型洁净空调机组是在新风进风口设置乙二醇预冷装置+独立深冷除湿装置+乙二醇热回收装置,新风经过乙二醇预冷后温度下降,同时回收蒸发吸热产生的热量存储在热回收装置中。随后新风进入独立深冷除湿装置,利用其适应低温且稳定的特性,以温度23℃/湿度50%的工况环境,空气中水分的露点温度为11℃-12℃左右,其表冷器在低温运行时能高效地将空气温度降至露点温度以下,从而使得空气中的水分被充分剥离出来,达到除湿目的。此时去除掉大部分湿度的新风再与之前乙二醇预冷时蒸发吸热所回收的热量以及室内的一次回风进行充分混合,从而节省了普通空调的电极加热升温所需消耗的热能。经过第一次冷热平衡混合后的新风又进入到了大宽幅的7℃-20℃供水温度工况表冷器,并同时再与室内的二次回风进行第二次冷热平衡混合后由送风机送风到室内。在表冷器后增设的二次回风技术,是基于我司自主研发的软著专利源代码数控技术,配合十余个感应探头的监测,实时控制电动风阀的开阀度,以实现充分回收室内和设备的显热进行冷热平衡再利用,从而降低了表冷器制冷负荷及用电功率,达到节能的目的。
工艺流程图如下:
三、技术指标
(1)超卫型洁净空调机组,应用独立深冷除湿及冷热平衡再利用的原理,以及智能的一次/二次回风风阀调节控制技术。室外空气的干燥程度不同,降温能力不同。
以中净鹏飞ZJPF12.5H-12B为例,最大送风量12500m³/h,在相同制冷量(100kw)的情况下,使用功率仅需18.3kw。
(1)相对湿度范围:在福州区域,超卫型洁净空调机组出风口的相对湿度在50%±5%左右,通常情况下与室内温湿度综合后的整体相对湿度稳定在50%±2%左右。当然,超卫型洁净空调机组是精准控制室内温湿度的恒温恒湿机组,具体与室内设定的温湿度控制在:温度±1℃,湿度±2%。
(2)使用寿命:10年以上
四、产品功能特性
(1)主要除湿装置是深冷除湿,由压缩机、蒸发器、冷凝器、制冷回路组成。压缩机采用日立、谷轮、丹佛斯等知名的全封闭涡旋压缩机品牌。蒸发及冷凝盘管全部采用换热效率高的内螺纹铜管穿亲水铝翅片。系统高度集成,无需外部配管,自带电气控制回路。
(2)PLC控制器采用西门子 S7-200,该控制器是智能型设备,具有直接数字控制和程序逻辑控制功能,并具有联网协同工作的功能,在完成初始化、控制程序下载后,具有独立的工作能力,可脱离中央操作站独立执行控制任务。
通过编程后,现场控制器还可实现:空调系统恒温恒湿控制;制冷系统全自动联动控制;空调系统分区快速逼近设定值控;全年多工况焓值分区节能控制;多回路参数检测及显示;系统硬件故障自检及显示;系统控制参数设定及修改;机组启停控制模式及手动/自动转换;机组运行时间累积及维修提示功能。
(3)热回收系统是由回收盘管、循环水泵、管道组成。采用乙二醇等溶液作为热回收介质,回收热量的同时可防止室外温度过低时主盘管冻裂。
(4)换热器分为显热和全热两种类型,显热采用优质亲水涂层铝箱作传热导体,全热采用优质热交换纸作传热导体。显热型主要用于室内外温差大,湿度小的地方。全热型主要用于室内外温差大,湿度大的地方。该换热器无运动部件,维保费用少。
(5)风机采用EC直流无刷风机,AMCA认证的声强和空气动力性能UL705认证,效率高,噪音低。同时配置进口优质轴承,逐台经过严格动静平衡测试,无极调速和直接传感接入,抗电磁,抗干扰。选用亿利达、科禄格,施乐佰,依必安派特等知名品牌风机。
(6)选用高效电机,防水防潮,散热好,防护等级IP55,绝缘等级为F。采用优质品牌轴承,选用西门子、ABB、国产优质品牌风机。
(7)盘管采用优质磷脱氧紫铜管和不锈钢管。翅片采用亲水铝翅片、铜翅片、电泳翅片、镀锡铜翅片、不锈钢汇管。边护板采用镀锌钢板和304不锈钢板。完全排空设计,可分为逆流式或顺流式。逐个盘管进行2.8MPa捡漏试验,最大工作压力可达2.5MPa。盘管段配有下沉式水盘,304不锈钢材质,可保证盘管段无积水。
(8)温湿度传感器采用组合式风道式,带防水结构探头的温湿度传感器。温度/湿度精度:±0.5℃/±3%RH。
(9)采用美国进口ABB变频器,内置两个独立的PID控制器及高级控制器,配置和调试更容易,启动快速。同时,现场总线内置了RS485接口,使用Modbus协议,即插式安装模式,也降低了的成本。
(10)风阀使用气密型铝合金对开多叶调节阀,翼形叶片设计,阻力小,强度高,调节性能优良。隐蔽式齿轮传动机构,使得传动更为灵活,扭矩更小,故障低。叶片带有密封胶条,可保证密闭效果。
(11)框架材料分析题为高强度铝合金,表面经阳极氧化处理,具有良好的防腐性能,强度高达2A级以上。骨架内表面有绝热材料隔断保温,保证高温高湿环境下不凝霜。
(12)箱板采用三明治夹心式面板,板內保温材料为硬聚氨酯发泡货岩棉,内外板采用镀锌层<120μm的镀锌钢板+厚度<100μm的 静电防腐涂层,可保证在机内外2500Pa压差下,箱体不变形。内外板之间采取特殊隔热措施,以保证内外板之间无冷桥。防火等级可达B级,隔音效果佳。
五、应用案例
洁净空调机组在医用行业应用比较广泛,其中以宁波大学医学院附属医院为例,产品提供单位为中净鹏飞新能源科技有限公司。 应用案例以该院18#手术室的机组进行了改造:
(1)用户能耗说明
改造前院方采用普通常规洁净空调机组,温湿度波动幅度大,无法达到室内设计的温湿度标准。同时,机台需长时间不停歇运行,机组能耗高。
(2)改造内容
应院方要求,对该院18#手术室的空调系统进行节能替换改造,新建一个超卫型洁净空调机组替代原有的空调系统,工期30天。因17#手术室的空调系统与18#手术室的空调系统一样,故将17#空调设备与18#改造后空调设备调整至相同条件下进行测试对比。
(3)能耗对比:(12小时运行能耗对比)
表1 17#空调设备能耗计算(电)
测试时间 | 电表读数(kWh) | 用电量(kWh) | 用电能耗(kgce) |
8:06 | 19434.32 | - | - |
20:06 | 19592.27 | 157.95 | 19.4121 |
注:电力(当量值)折标系数为0.1229kgce/(kWh)。
表2 18#空调设备能耗计算(电)
测试时间 | 电表读数(kWh) | 用电量(kWh) | 用电能耗(kgce) |
8:06 | 7116.88 | - | - |
20:06 | 7154.72 | 37.84 | 4.6505 |
注:电力(当量值)折标系数为0.1229kgce/(kWh)。
表3 设备用能情况汇总及节能率计算
项目 | 17#空调 | 18#空调 | 节能率 |
总用电量(kWh) | 157.95 | 37.84 | - |
用电能耗(kgce) | 19.4121 | 4.6505 | 76.04% |
热力能耗(kgce) | 16.4412 | 4.6710 | 71.59% |
总能耗(kgce) | 35.8533 | 9.3215 | 74.00% |
节能率=(原设备用能量-新设备用能量)/原设备用能量 | |||
注:总能耗=用电能耗+热力能耗。
(4)节能效果
17#月使用电费=157.95kwh×2×30天×0.8元/kwh=7581.6元
18#月使用电费=37.84kwh×2×30天×0.8元/kwh=1816.32元
月节省电费为:7581.6元-1816.32元=5765.28元
说明:电费以宁波当地0.8元/kwh计算,空调以24h/天计算
(5)投资回收期
该项目总投入21万元,投资回收期约为运行37个月回收投资。计算方式如下:
投资回收期=项目总投入/月节省电费
=210000元/5765.28元
=37月