張 彥

(天津工業(yè)大學(xué),天津 300160)

露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)在紡織廠的應(yīng)用

張 彥

(天津工業(yè)大學(xué),天津 300160)

為探討露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)在紡織廠的應(yīng)用,在浙江紹興某紡織廠進(jìn)行了應(yīng)用實(shí)踐,通過測試和計(jì)算分析得出：露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻段(預(yù)冷段)可以降溫6～8℃,維持室內(nèi)相對濕度70％～85％;采用全新風(fēng)可以改善車間空氣質(zhì)量;使用復(fù)合式空調(diào)機(jī)組比純機(jī)械制冷空調(diào)機(jī)組節(jié)能14％左右。

露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻;復(fù)合式空調(diào)機(jī)組;溫度;相對濕度;能耗

露點(diǎn)式間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)是在原有蒸發(fā)冷卻基礎(chǔ)上的一個(gè)發(fā)展,除了具有節(jié)能、環(huán)保、健康的優(yōu)勢外,還具有更大的溫降。在南方沿海潮濕地區(qū),不可能像西北地區(qū)那么干燥,可以單獨(dú)使用蒸發(fā)冷卻技術(shù),而機(jī)械制冷又是一個(gè)相對較成熟和較穩(wěn)定的制冷技術(shù)。因此,將露點(diǎn)式間接蒸發(fā)冷卻這一零費(fèi)用技術(shù)與機(jī)械制冷結(jié)合應(yīng)用在實(shí)際工程中,對于節(jié)能有相當(dāng)大的意義。特別是用在江浙一帶經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)而又由于夏季不堪電力負(fù)荷經(jīng)常拉閘限電的地區(qū)更具有實(shí)際節(jié)能意義,并且可減少機(jī)械制冷中制冷劑的使用和溫室氣體的排放。為了在南方沿海潮濕地區(qū)推廣使用該技術(shù),本文對露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)在浙江紹興某紡織廠的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行分析。

1 露點(diǎn)式蒸發(fā)冷卻與機(jī)械制冷復(fù)合的空調(diào)系統(tǒng)

這種復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)由1個(gè)露點(diǎn)式間接蒸發(fā)冷卻器、3個(gè)壓縮機(jī)、3個(gè)盤管式冷凝器、3個(gè)盤管式蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)和水泵等元件組成。系統(tǒng)的運(yùn)行過程是,室外空氣首先經(jīng)過露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)的處理被預(yù)冷,然后依次通過3個(gè)蒸發(fā)器被逐步冷卻,這部分空氣最后送入車間。另外一部分室外空氣依次通過3個(gè)冷凝器,除去冷凝熱后被排出室外。

該系統(tǒng)與傳統(tǒng)型空調(diào)相比,主要有兩大優(yōu)點(diǎn)：一是利用了零費(fèi)用露點(diǎn)式間接蒸發(fā)冷卻技術(shù),室外高溫空氣被預(yù)冷降溫,大大降低了壓縮機(jī)的負(fù)荷;二是采用多級蒸發(fā)器和冷凝器逐步處理,蒸發(fā)器和冷凝器的平均溫差較小,可以提高空調(diào)系統(tǒng)效率。

2 工程概況

浙江紹興某紡織廠,車間長為60m,寬為20m。整個(gè)廠房的兩側(cè)各裝有6臺上述復(fù)合式空調(diào)機(jī)組,每臺空調(diào)機(jī)組的送風(fēng)分別由一主風(fēng)道通向車間內(nèi)側(cè),主風(fēng)道上每隔3m設(shè)有支風(fēng)道,通過散流器往下送風(fēng)。圖1是該車間的風(fēng)道平面示意圖。

圖1 紡織車間風(fēng)道平面設(shè)計(jì)圖

考慮到在生產(chǎn)過程中紡織設(shè)備會產(chǎn)生大量的熱,空氣中還有很多粉塵和短纖維,所以整個(gè)車間采用全新風(fēng)直流式,既有利于工人的健康,又避免了回風(fēng)焓值高于新風(fēng)焓值時(shí),利用回風(fēng)而得不償失。

3 測試結(jié)果分析

3.1 露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻段單獨(dú)使用

在復(fù)合機(jī)組中,單獨(dú)使用露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻段,即在復(fù)合空調(diào)機(jī)組通風(fēng)狀態(tài)下的空氣處理狀態(tài)見圖2和圖3。從圖3各狀態(tài)點(diǎn)的溫度變化可知,經(jīng)露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻段處理后,可使出風(fēng)干球溫度的溫降為6～8℃。在室外氣溫不是很高時(shí),出風(fēng)溫度可以維持室內(nèi)溫度在人體可適應(yīng)的溫度范圍,但是隨著室外氣溫的升高,出風(fēng)干球溫度也隨之增大,在正午溫度較高(一般超過35℃)時(shí),盡管室外溫度與室內(nèi)溫度的溫差仍在增大,降溫幅度在增大,但是如果此時(shí)室內(nèi)溫度讓人感覺不舒適(一般30℃以上),這時(shí)就不能單開露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻段,而應(yīng)同時(shí)開啟機(jī)械制冷段。圖3是進(jìn)風(fēng)相對濕度、出風(fēng)相對濕度、室內(nèi)相對濕度三者的變化圖。從圖3可以看出,即使室外相對濕度和出風(fēng)相對濕度都比較穩(wěn)定,由于車間產(chǎn)生的高濕,使得室內(nèi)相對濕度波動(dòng)比較大,較難控制在規(guī)定的70％左右的范圍內(nèi)。

3.2 露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻段與機(jī)械制冷段同時(shí)使用

一般在室外氣溫升高至35℃左右時(shí),為了調(diào)整室內(nèi)高溫高濕狀態(tài),將復(fù)合機(jī)組的露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻段和機(jī)械制冷段同時(shí)開啟。前者可以對高溫的室外空氣進(jìn)行預(yù)冷,降低能耗;待空氣溫度降低以后再經(jīng)機(jī)械制冷冷卻,可以維持室內(nèi)溫濕度較平穩(wěn)。復(fù)合機(jī)組全開時(shí)空氣各狀態(tài)點(diǎn)的溫度和相對濕度變化見圖4和圖5。

圖4是出風(fēng)干球溫度、室內(nèi)干球溫度、進(jìn)風(fēng)干球溫度三者變化圖,可以看出,在有機(jī)械制冷的調(diào)節(jié)下,即使進(jìn)風(fēng)干球溫度不斷升高,出風(fēng)干球溫度和室內(nèi)干球溫度都趨于平穩(wěn),波動(dòng)較小,可以使室內(nèi)環(huán)境溫度保持在28℃左右,在較舒適的范圍內(nèi)。圖6是出風(fēng)相對濕度、室內(nèi)相對濕度、進(jìn)風(fēng)相對濕度三者的變化圖,可以看出,隨著進(jìn)風(fēng)相對濕度的變化,出風(fēng)相對濕度和室內(nèi)相對濕度依然保持平穩(wěn),波動(dòng)很小,維持室內(nèi)相對濕度在70％左右。

4 節(jié)能潛力及經(jīng)濟(jì)性分析

計(jì)算實(shí)例：夏季室外空氣計(jì)算參數(shù)為干球溫度t=35℃,濕球溫度t=28.5℃,室內(nèi)計(jì)算參數(shù)為干球溫度t=28℃,相對濕度70％。車間的空氣處理過程見圖6所示焓濕圖。

圖6 車間空氣處理過程

測得室外空氣狀態(tài)點(diǎn)W經(jīng)過露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器處理后的空氣狀態(tài)點(diǎn) W′(28.7℃,88.2％),然后再經(jīng)過機(jī)械制冷冷卻去濕到點(diǎn)L(16.9℃,93％),即送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)。根據(jù)送風(fēng)口風(fēng)速、風(fēng)口面積及風(fēng)口數(shù)量,測得空調(diào)系統(tǒng)總送風(fēng)量為q=144 000m3/h,質(zhì)量流量為48kg/s。

則從狀態(tài)W到狀態(tài)W′,露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻過程制冷量Q1為：

Q1=(hW-hW′)q=(92.6-85.9) ×48=321.6(kW)

從狀態(tài) W′到狀態(tài)L,機(jī)械制冷過程制冷量Q2為 ：Q2=(hw′-hL)q=(85.9-45.9) ×48=1 920(kW)

空調(diào)機(jī)組總制冷量 Q為：Q=Ql+Q2=321.6+1920=2 241.6(kW)

蒸發(fā)冷卻制冷量占總制冷量的百分比為：Q1/Q=321.6/2241.6X100％=14.3％

根據(jù)計(jì)算結(jié)果,露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻段制冷量占總制冷量的14.3％,機(jī)械制冷量占85.7％,由于蒸發(fā)冷卻過程只消耗少量水泵和風(fēng)機(jī)的功率,若將其看成是零費(fèi)用,那么該空調(diào)機(jī)組就節(jié)能14.3％。并且該機(jī)組里的露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的初投資和運(yùn)行費(fèi)用很低。

每臺露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻與機(jī)械制冷復(fù)合空調(diào)機(jī)組的總功率為47.6 kW,如果在相同制冷量的情況下,純機(jī)械制冷空調(diào)機(jī)組消耗總功率應(yīng)為54.76 kW。下面大致計(jì)算使用該復(fù)合式空調(diào)機(jī)組整個(gè)車間每天節(jié)省的電費(fèi)。

對于復(fù)合式空調(diào)機(jī)組,12臺空調(diào)機(jī)組工作24h消耗的電量為：13 708.8(kW·h)不算高峰和低谷,按平均電價(jià)0.5元/kW·h計(jì)算,則一天電費(fèi)為：6 854.4元。對于純機(jī)械制冷空調(diào)機(jī)組,12臺空調(diào)機(jī)組工作24h所需電費(fèi)為：7 885.4元。計(jì)算結(jié)果顯示,使用復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)在該車間每天可以節(jié)省電費(fèi)1 031元。

5 結(jié)論

5.1 露點(diǎn)間接蒸發(fā)段可以降溫6～8℃,維持相對濕度70％～85％之間。全新風(fēng)空調(diào)的使用使車間空氣質(zhì)量改善,環(huán)境舒適,有利于操作工人身體健康。

5.2 使用復(fù)合式空調(diào)機(jī)組比較機(jī)械制冷空調(diào)機(jī)組可以節(jié)能14％左右,在該車間每天能節(jié)省電費(fèi)1 000元左右。

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Apply Dew Point Indirect Evaporative Cool Technique in Textile Mill

Zhang Yan
(Tianjin Polytechnic University,Tianjin 300160,China)

To discuss dew point indirect evaporative cooling technique,the application in one of Zhejiang Shaoxing textile mill was carried out.The test and analysis shows that dew point indirect evaporative cooling technique(precooling unit)could lower the rang of temperature of 6℃～8℃,and maintain room humidity to 70％～85％.The fresh air could improve air quality of workshop.The use of complex air-conditioning could save 14％of energy compared to that of simple mechanism refrigeration air-conditioning.

dew point indirect evaporative cooling;compound air conditioning;temperature;relative humidity;energy consumption

TS108.6+13

：B

：1009-3028(2011)02-0033-03

2011-01-05

張 彥(1987—),男,河南安陽人,學(xué)士。