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CAREL卡樂電極式加濕器系統(tǒng)簡(jiǎn)介和加濕方案
Gallagher-Kaiser公司考察了幾種加濕系統(tǒng)之后,決定使用CAREL humiFog高壓微霧系統(tǒng),因?yàn)镃AREL humiFog具有以下特點(diǎn):
• 全不銹鋼結(jié)構(gòu)(泵、噴嘴、分支水管、控制室等);
• 多級(jí)連續(xù)瀉流系統(tǒng)Cascading Sequential Staging (CSS)營(yíng)造出的負(fù)荷調(diào)節(jié)和重疊效
果;
• 診斷功能,保護(hù)泵、電機(jī)、變頻器(VFD),監(jiān)控泄漏和阻塞情況;
• 廣泛的連通性:適用于BacNET、ModBus、Lonworks、TCP/IP通信協(xié)議;
• CAREL公司在霧化裝置方面取得成功的深厚技術(shù)背景;
• 100%無硅樹脂結(jié)構(gòu),可處理18兆歐姆去離子水。
這樣看起來humiFog系統(tǒng)可能是滿足高標(biāo)準(zhǔn)的加濕要求(相對(duì)濕度精度為± 5% rH)的選擇。
CAREL SPA位于美國(guó)的子公司CAREL USA接手此項(xiàng)目并立即根據(jù)士麥那(Smyrna)地區(qū)氣象資料全面分析加濕系統(tǒng)所需的條件。因?yàn)樗幚淼目諝?00%來自室外,所以室外條件將成為濕量和為達(dá)到必要精度而采取的加濕工藝的決定性因素。
在士麥那,一天之內(nèi)溫度的變化范圍為25 °F至60 °F(-3.9至15.6 °C)。加濕系統(tǒng)必須適應(yīng)這些波動(dòng),使車間溫度始終保持在75 °F(23.9 °C),相對(duì)濕度保持在65%。
氣象資料顯示士麥那地區(qū)一年內(nèi)溫度變化范圍為10 °F至94 °F(-12.2至34.4 °C),相對(duì)濕度為50%。
該汽車制造商要求其噴涂車間溫度穩(wěn)定在70至75 °F(21.1至23.9 °C)之間,相對(duì)濕度在65%至75%之間。在惡劣的條件下,即當(dāng)室外空氣溫度為10 °F(-12.2 °C),相對(duì)濕度為50%時(shí),噴涂室溫度為75 °F(23.9 °C),相對(duì)濕度為75%,此時(shí),加濕系統(tǒng)要提高向噴涂車間排放的空氣的水分含量,由每立方英尺0.24grains/cf(gv/kgdryair)增加至7.17grains/cf(gv/kgdryair)。
如果每個(gè)空氣充氣室充氣量為90,000 CFM(153,000 m3/h(lbs/hr)),計(jì)算所得的加濕量為5,348磅/小時(shí)(lbs/hr)(2426kg/h):
5348磅/小時(shí)=90000立方英尺/分鐘x60分鐘/小時(shí)x6.93格令/立方英尺
÷
7000格令/磅
根據(jù)士麥那的氣象資料得出的加濕系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為每年2597小時(shí)。
可以采用的加濕工藝有直接利用蒸汽、電動(dòng)蒸汽、空氣/水霧化或者蒸發(fā)媒介。用蒸汽加濕,在負(fù)荷高峰時(shí)需要超過六百萬BTU(英國(guó)熱量單位)的能量。用電時(shí)這個(gè)數(shù)字為1,760 kW。霧化空氣/水則需要一臺(tái)200馬力的壓縮機(jī)。而采用蒸發(fā)媒介達(dá)不到所需的精度要求而且用于開始和結(jié)束操作的時(shí)間較長(zhǎng)。因此,使用humiFo看來是選擇。
CAREL專門設(shè)計(jì)了一套humiFog壓力霧化系統(tǒng),使用23根相互連接的霧化噴桿,分18個(gè)加濕段,加濕量為5,500 磅/小時(shí)(lbs/hr)(2500 kg/h) ), 濕度調(diào)節(jié)范圍為2-100%。
humiFog系統(tǒng)配置:
系統(tǒng)容量: 5500磅/小時(shí)(2500千克/小時(shí))
霧化支管數(shù)量: 23根,不銹鋼材料
霧化噴嘴數(shù)量: 667個(gè),每個(gè)8至10磅/小時(shí)(4千克/小時(shí))
水滴分離器: CAREL公司專業(yè)生產(chǎn),不吸濕,開放網(wǎng)絲,低壓滴落,抗菌處理介質(zhì),每500英尺/分鐘 壓降0.1” w.c.
泵電機(jī): 東芝電機(jī),7.5馬力,TEFC,基座座213T
泵: CAT1051,帶預(yù)濾器
電力特點(diǎn): 電壓:交流460/3/60伏,電流:全負(fù)荷11安
變頻驅(qū)動(dòng)器: 通用富士AF-300P11型
系統(tǒng)調(diào)節(jié): 多級(jí)連續(xù)復(fù)疊系統(tǒng)(CSS),調(diào)節(jié)范圍為2-100%
控制器: CAREL pCO2 + pCOe 擴(kuò)展+ pCOUMID
控制輸入: 設(shè)定值來自General Electric Fanuc系統(tǒng),控制供氣,CAREL ASDC1傳感器。所有溫度、壓力傳感器均為卡樂提供。
CAREL humiFog系統(tǒng)的操作原理是將水壓增至1,000 磅/平方英尺(70 bar,7 MPa)并將其輸送至特制的霧化噴嘴,噴嘴將水分解成10微米的水滴,釋放至周圍的空氣中進(jìn)行蒸發(fā)。同其它同類用途的霧化系統(tǒng)相比,humiFog的優(yōu)勢(shì)在于它能以極少的能量消耗產(chǎn)生極小的水滴(1磅水每小時(shí)能耗為1 W,2,2 W/kg/h)。這樣,此系統(tǒng)輸出5500 lbs/hr霧化水僅需7.5馬力,而空氣/水霧化系統(tǒng)則至少需要一臺(tái)200馬力的空氣壓縮機(jī)。假設(shè)每年2597小時(shí)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)均半負(fù)荷運(yùn)行,每千瓦•時(shí)電價(jià)0.08美元,那么使用CAREL humiFog系統(tǒng)比空氣/水霧化系統(tǒng)每年可節(jié)約14,900美元。
說明:CAREL公司也生產(chǎn)空氣/水霧化系統(tǒng)(MC),所以決定使用humiFog系統(tǒng)*是出于經(jīng)濟(jì)原因和所需要的結(jié)果。
水霧增加了空氣的相對(duì)濕度
在為該汽車制造商的這個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)humiFog系統(tǒng)時(shí),CAREL考慮到所有系統(tǒng)必須聯(lián)合工作,因?yàn)閔umiFog是絕熱型加濕系統(tǒng),它在加濕空氣的同時(shí)也冷卻空氣。因此實(shí)際上,不管采用何種工藝,每小時(shí)內(nèi)要蒸發(fā)1千克水都需要700 W的能量。
絕熱型加濕器(微霧系統(tǒng))運(yùn)行時(shí)其“焓值恒定”,因此與干濕表上的等焓線一致。所以干球溫度下降而焓值(濕球)保持不變。在下面的表中,humiFog霧化系統(tǒng)沿由“Room 1”至“Preheat 1”的紅線達(dá)到設(shè)定的70 °F(21,1 °C)和70%的相對(duì)濕度;沿由“Room 2”至“Preheat 2”的紅線達(dá)到設(shè)定的78 °F(25,6 °C)和70%的相對(duì)濕度。
底部的棕色線由外部空氣的限度(溫度:10 °F,即-12.2 °C,相對(duì)濕度:50%)延伸至各種預(yù)熱條件。相應(yīng)地,在日期要達(dá)到70 °F(21,1 °C)和70%的相對(duì)濕度需要預(yù)熱至115°F(46.1°C),要達(dá)到78°F(25.6°C)和70%的相對(duì)濕度需要預(yù)熱至138°F(
58.9°C)。
例2表示外部空氣條件溫度為50 °F(10 °C)、相對(duì)濕度為50%。這種條件下,溫度要達(dá)到70 °F(21.1 °C)濕度達(dá)到70 °F,所需預(yù)熱溫度約為101 °F(38.3 °C);要達(dá)到78 °F(25.6 °C)、相對(duì)濕度70%,所需預(yù)熱溫度為125 °F(51.7°C)。只要沿著水平穿過頁(yè)面的
紫色線就行。
例3表示外部空氣條件溫度為78 °F(25.6 °C)、相對(duì)濕度為70%。這種情況下,需要同時(shí)加濕和冷卻空氣才能使溫度達(dá)到70 °F(21.1 °C)、相對(duì)濕度達(dá)到70%;
要達(dá)到78 °F(25.6 °C)、相對(duì)濕度70%,需要先將空氣預(yù)熱至約96 °F(35.6 °C)然后再加濕。例4 表示外部空氣條件溫度為90 °F(32.2 °C)、相對(duì)濕度為60%。這種情況需要先冷卻再加濕。圖中的綠線分別表示兩設(shè)定點(diǎn)的露點(diǎn)溫度,即59.7 °F代表溫度為70 °F、相對(duì)濕度為70%時(shí),67.4 °F代表溫度為78 °F、相對(duì)濕度為70%時(shí)(15.4 °C代表溫度為21.1 °C、
相對(duì)濕度為70%,19.7 °C代表溫度為25.6 °C、相對(duì)濕度為70%)的露點(diǎn)溫度。
在使用霧化加濕時(shí),對(duì)周圍采暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)(預(yù)熱、冷卻、重新加熱)的控制對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的成功和性至關(guān)重要,因?yàn)檎舭l(fā)的能量必須由空氣流提供。
CAREL控制方案
CAREL使用自己的pCO2系列可編程控制器(目前已升級(jí)為pCO3),這樣能將泵站和霧化支管*合為一體,統(tǒng)一監(jiān)控。
pCO2是一種高速度、高精度、適用范圍廣的控制器(適用于Modbus,BacNET, LonWorks, TCP/IP等通信協(xié)議)軟件也由CAREL編寫,*兼容現(xiàn)有的GE F
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