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湿帘风机降温系统在温室大棚中的设计与安装

湿帘风机降温系统的设计与选择计算

湿帘风机降温系统设计的合理与否直接关系到温室的降温效果、使用寿命、运行经济及维护管理等。现简要说明系统设计方法与参数选择。

1、风量的计算

Q=q×L×W  (m3/h)

q—温室设计换气率 (m3/m2h)

(1)q为温室设计换气率,与排出多余热量、排出水气,排出二氧化碳等综合因素有关系。在实际温室设计中,温室总通风量的确定需要考虑的因素很多,涉及到:温室所处的海拔高度、室内太阳辐射强度、温帘风机之间设计距离、温室气流从湿帘到风机的允许温升。然后综合考虑形成设计综合休正系数。就我地区而言,一般情况下q的取值范围确定为90—100 m3/m2h之间。

(2)参考美国温室制造业协会《温室设计标准》:适当遮阳温室,当温室所处地理位置的海拔高度小于300米,室内最大太阳辐射强度在50000勒克斯左右,温室气流从湿帘到风机的允许温升为4℃,湿帘风机之间的距离在30米以上,温室通风流量达到2.5m3/m2  min即可满足温室夏季降温要求。

(3)公式不适用设计畜禽舍的湿帘风机降温系统。

2、风机的选择

根据温室所需的总通风量,设计和选择风机。湿帘风机降温系统一般采用负压纵向通风方式,其风机的布置方式具有设备及运行费用省、整体降温效果好、风速均匀等优点。根据实际需要,按照总通风量和风机的性能参数确定风机的台数或搭配方式。

①q×n≥Q     或  ②  q1n1+q2n2+……+qnnn≥Q

式为选用单一型号风机,②式为选用几种风机搭配的组合通风方式。

湿帘风机降温系统选用的风机为低压大流量轴流式节能风机。一般要求节能、低噪音、流速大、气流均匀。国内标准为9FJ系列。

3、温帘面积的确定

S=Q/3600×V(m2)

(1)湿帘的选择一般应保证换热效率大于75%。湿帘的换热效率是描述湿帘性能的一个综合技术指标,表示空气通过湿帘与水进行交换的充分程度。受过帘风速、湿帘厚度等因素的影响。大致可描述为:对于同一厂家的湿帘产品,在相同过帘风速下,湿帘厚度越大换热效率越高。在同样厚度下,过帘风速越大换热效率越低。

(2)湿帘的选择还应考虑通过湿帘的阻力损失。湿帘对通过它的空气产生阻力,这个阻力损失大小与湿帘的材料、厚度及过帘风速有关。温室湿帘降温系统要求湿帘的阻力损失应的15Pa以内。

(3)综合考虑,V不宜过大,一般不宜超过1.8m/s。我地区最佳取值范围1.0—1.5 m/s。需要提高温室效率时,宜取较小值。需要减少湿帘用量而降低投资时,可取较大值,但此时由于V过大,除通风阻力增大外,还易带入细小水滴进入室内。

4、循环水量的计算

水循环系统水量的计算包括三方面的内容。首先,要确定能保证水循环流动使湿帘正常湿润,达到预期降温效果的总的系统水量值。其次,要考虑系统在使用过程中正常的湿帘蒸发耗水量,确定需要补充的水量值。第三,由于水蒸发导致循环水中矿物质的增加、PH值的变化及Ca2+、CO32-、SO42-等离子浓度的变化,所以需进行适量排水。

(1)湿帘蒸发耗水量

E=Q×ρ×(X2-X1)/ρ水

Q—温室总通风量    (m3/h)

ρ—空气密度       (kg/ m3)

X1 X2—空气含湿量  (kg/ kg)

ρ水—水的密度 (103kg/ m3)

①ρ—空气密度一般取值范围为1.16—1.18 kg/ m3。也可接公式ρ=353/(273+T)计算,公式中的T是气流通过湿帘后的温度,T=t0-(t0-ts)η,式中t0为室外空气设计温度(℃),ts为室外空气设计湿球温度(℃),η湿帘降温效率,由湿帘厚度与过帘风速确定(见图1)。

②X1 X2—空气含湿量。其中X1为过湿帘前的每公斤空气含湿量,根据下图(图中设定室外空气设计温度为35℃),由室外空气设计温度与相对湿度确定A 点为X1的值。 X2为过湿帘后的每公斤空气含湿量,由湿球温度曲线与过A点的等焓线交点B为X2的值。(见图2)

(2)需适量排水量

湿帘系统中的水是循环使用的,因此水的蒸发会使循环水总量减少的同时导致循环水中的矿物质增加,这时就需要补充新的水量的同时进行适量排水。一般情况下,所需的排水量为 B=(0.25-5.0)E,其系数的大小取决于水的PH值,以及水中所含Ca2+、CO32-、SO42-等离子的浓度,较大时取较大值。

(3)水泵的选择

①理论上水泵所需流量的计算

Q流量=q×L×W+B

式中Q流量—水泵的所需流量(m3/h)

q —湿帘顶部单位面积必要供水量(m3/h m2)

L —湿帘总长度  (m)

W —湿帘厚度

(m)

B —排水量    (m3/h)

其中;q 为湿帘顶部单位面积必要供水量,取值范围在(0.36-0.48) m3/h m2,视湿帘的厚度而定,厚度大取较大值。

②理论上水泵扬程的确定

水泵的扬程设计时首要的原则保证整个循环水系统中最不利点的供水压力在1公斤压力(100KPA)左右,然后再计算管路水头损失和局部水头损失,最后确定水泵扬程。局部的压力过大导致水流喷射可用闸阀调节压力。

=

3 \* GB3 ③水池容量的大小

设计水池容量时,其大小与水泵的流量、水泵的类型、及供水系统的控制方式等因素有关。

湿帘风机降温系统的安装及注意事项

1、系统的布置

湿帘风机降温系统主要采用负压纵向通风方式,一般是将湿帘布置在温室一端的山墙,风机则集中布置在与湿帘相对应的山墙上。常用的布置方式有以下四种(供参考)。如果温室中山墙距离在30—70米之间,此时的风机湿帘距离为采用负压纵向通风方式的最佳距离,选用纵向通风1。当温室一端山墙设计成缓冲间或工作间时,湿帘只能安装在邻近的侧墙上,此时可用纵向通风2。当温室中山墙距离过长,为了减少阻力损失,可以采用纵向通风3。在纵向通风受到限制时考虑横向通风方式。(见图3)

须注意的事项:湿帘、风机的布置一般选定湿帘在温室的上风口,风机布置在温室的下风口。湿帘进气口必须留有足够的进气空间,且要分布均匀。如果受温室外界条件影响而不得已造成进气口不足、分布不连续或进气空间不足时,应保证空气的过流风速在2.3 m/s以上。

2、湿帘箱体的安装

在整体设计完湿帘风机降温系统后,向湿帘生产厂家订制湿帘时,生产厂家一般都按用户要求配制湿帘箱体,箱体通常有二种形式即铝合金箱体和热镀锌板箱体。湿帘的安装总体上有内嵌式和外挂式二种安装方式。

内嵌式安装的顺序:湿帘框架在温室山墙上嵌入部位的固定安装、框架的安装、湿帘的安装。此方式必须在整体温室的设计中考虑到湿帘风机的安装,并预留安装部位,并设定配合、固定关系。其优点是与温室总体相协调,使温室外观统一,冬季停用便于湿帘的密封保护,比较适用于普通温室。缺点是安装要求高,不适用于高档温室特别是玻璃温室。

外挂式安装的顺序:框架外挂挂钩或支撑部件的安装、框架的安装、湿帘的安装。此方式不影响温室的整体设计,可按温室的外墙而定,是普遍采用的一种较为简单、实用的安装方式。以下是三种比较常用的外挂式安装方式供参考(见图4)。

1、循环水系统的安装

供水系统包括供水和回水管路、水池、水泵、过滤装置、控制系统。按照设计要求进行管路的安装,水压的调整、系统的调试。

2、湿帘风机降温系统整体安装及注意事项

(1)安装前应认真校合设计图纸,并检查系统设备的规格、质量是否符合要求。如发现变形或破损,应及时休整或更换。

系统的管理与日常维护

1、注意温室的整体密闭性,特别是湿帘与湿帘箱体、湿帘箱体与山墙、风机与山墙的设计安装有否缺陷,导至室外热空气渗透,影响系统降温效果。

2、经常检查供水系统,确保其正常安全运行。尤其是水质的安全,供水系统使用清洁水源,不能使用含藻类和微生物含量过高的水源,水的酸碱性要适中,导电率要小。其次要检查系统的各组成部分,过滤器要经常清洗,水池要加盖并定期清洗,水池的设计必须把回流的循环水分隔。只能经过过滤后才能循环使用。

3、观察湿帘的水流及分布情况。水流必须细小而且沿湿帘波纹缓慢下流,整个湿帘必须均匀浸湿,没有干带或部分集中的水流。系统初运行,如发现湿帘部分区域有水流喷射现象,多为湿帘纸质表面带有毛刺造成,可用手掌来回轻扶即可解决。如在运行过程中还是发现水流喷射、干带或集中水流,多为供水系统设计不合理或供水压力不当引起,应重新设计供水系统或调整供水系统压力。

4、日常使用应先停止供水,保持风机运行至湿帘彻底晾干。整个系统停止运行后,还应检查湿帘箱底部回流水槽积水状况,避免湿帘底部长期浸在水中,引起纸质霉变,减少使用寿命。系统设计安装正确,底部不应有积水。

5、湿帘表面如有水垢或藻类形成,应在彻底晾干后,用软毛刷沿波纹上下轻刷。然后可用供水系统适当调高压力进行冲洗。每年夏季启封使用也应检查湿帘缝隙中的杂物,用软毛刷清除。如发现湿帘出现缝隙应挤紧,缝隙过大时应加补。冬季停止使用,应在确保湿帘干透后用薄膜在湿帘四周用卡槽封住。

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