周友華 王谷洪 趙海金 黃 磊
江西江中濟(jì)海制藥有限責(zé)任公司 江西 南昌 330000
通過(guò)對(duì)組合式空調(diào)柜設(shè)備原理的掌握及熱柜節(jié)能改造投資對(duì)比分析,結(jié)合熱管節(jié)能技術(shù)目前在制藥行業(yè)中改造后成功得到廣泛應(yīng)用,可見(jiàn)熱管式組合空調(diào)柜在新建項(xiàng)目或新購(gòu)組合式空調(diào)柜中將成為行業(yè)主流,為企業(yè)的運(yùn)行成本將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
熱管典型工作原理:隨之能耗隨著先進(jìn)熱管超導(dǎo)換熱技術(shù)的應(yīng)用,利用超導(dǎo)環(huán)流循環(huán)、溫差動(dòng)力循環(huán)技術(shù),組成能量閉式循環(huán)能源換熱系統(tǒng),不需要任何外部運(yùn)轉(zhuǎn)能耗,實(shí)現(xiàn)在空調(diào)柜表冷器前后進(jìn)行預(yù)冷與加熱循環(huán),代替原空調(diào)柜用蒸汽再熱方式進(jìn)行除濕控制手段,減少除濕冷量及再熱蒸汽用量目的,節(jié)能效果顯著。
圖1
熱管的基本工資原理如圖(1)所示,典型的熱管由管殼、工作液吸液芯和端蓋組成,將管內(nèi)抽成1.3*10-1~1.3*10-4 Pa的負(fù)壓后充以適當(dāng)?shù)墓ぷ饕后w,使工作液吸液芯充滿(mǎn)工作液。熱管的一段為蒸發(fā)段,另外一段為冷凝段,根據(jù)應(yīng)用需要在兩端中間布置絕熱段。當(dāng)熱管的一段受熱時(shí)毛細(xì)芯中的液體蒸發(fā)汽化,蒸汽在微小的壓差下流向另一端釋放出熱量凝結(jié)成工作液,工作液再沿工作液洗液芯作用流回蒸發(fā)段。如此循環(huán),熱量由熱管的一端傳至另外一段。由于工作液密封在熱管管殼內(nèi)部,且熱管內(nèi)部熱阻很小,所以能以較小的溫差傳送較大的熱量。
a、熱管傳熱效率高,表面溫度均勻,在熱管表面不存在傳熱死角。
b、基本無(wú)需維護(hù),靠組合式空調(diào)機(jī)組表冷器前后溫差工作,無(wú)需另外能源,無(wú)需維護(hù),只需定期清潔即可。
c、熱管安全性高,熱流通過(guò)熱管的蒸發(fā)段管壁和冷凝段管壁傳到冷流體,而熱管一般不可能在蒸發(fā)段和冷凝段同時(shí)破壞,所以大大增強(qiáng)了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。
d、冷、熱段結(jié)構(gòu)和位置布置靈活,熱管組成的換熱設(shè)備的受熱部分和放熱部分結(jié)構(gòu)可根據(jù)不同場(chǎng)合進(jìn)行設(shè)計(jì),由于結(jié)構(gòu)緊湊占地空間小,因此可適用于不同大小的組合式空調(diào)機(jī)組。
e、有效提升表冷器除濕量,預(yù)冷模組降低進(jìn)入表冷器的溫度,減少表冷器原來(lái)用于顯熱冷卻的負(fù)荷,增加潛熱冷卻的功率,提升除濕量。預(yù)冷-再熱溫差動(dòng)力循環(huán)——減少降溫能耗,降低再熱能耗;除濕熱管環(huán)流循環(huán)工作,將預(yù)冷與再熱合二為一,能源互補(bǔ)式利用,徹底取消預(yù)冷及再熱能源消耗。降低供風(fēng)的相對(duì)濕度,干燥供風(fēng),再熱模組提升供風(fēng)溫度,降低相對(duì)濕度,實(shí)現(xiàn)干燥供風(fēng),降低霉菌污染的可能性。
f、濕度控制,在藥品及保健食品生產(chǎn)潔凈區(qū)廠房?jī)?nèi),濕度控制是非常重要的、關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。除濕熱管以更為有效、節(jié)能的方式幫助空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)濕度控制。
g、降低表冷器負(fù)荷,節(jié)約空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用,除濕熱管降低進(jìn)入表冷器的空氣溫度,從而降低負(fù)荷,恒溫恒濕空調(diào)設(shè)定溫度可以提高些,從而節(jié)約空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用。
組合式空調(diào)機(jī)組是由各種空氣處理功能段組裝而成的一種空氣處理設(shè)備。適用于阻力大于100Pa的空調(diào)系統(tǒng)。機(jī)組空氣處理功能段有空氣混合、均流、過(guò)濾、冷卻、一次和二次加熱、去濕、加濕、送風(fēng)機(jī)、回風(fēng)機(jī)、噴水、消聲、熱回收等單元體。如圖(2)所示新風(fēng)進(jìn)入空調(diào)機(jī)組,與室內(nèi)來(lái)的回風(fēng)在混合段中混合,混風(fēng)經(jīng)過(guò)初效過(guò)濾段,濾去塵埃和雜物,再經(jīng)過(guò)中效過(guò)濾段進(jìn)行二次過(guò)濾,濾去更小的塵埃和雜物。再經(jīng)過(guò)表冷段或加熱段進(jìn)行降溫或加熱后使空氣達(dá)到所需的溫度。再經(jīng)過(guò)加濕段加濕到系統(tǒng)所需的溫度要求即達(dá)到指定的送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn),最后通過(guò)風(fēng)機(jī)段把處理好的空氣送入室內(nèi)。
通過(guò)對(duì)熱管節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用的了解,如熱管通過(guò)改造節(jié)能,效果雖好,但不是最佳方案,因在改造過(guò)程存在一定的問(wèn)題:如改造周期問(wèn)題、改造成本問(wèn)題、改造后空調(diào)質(zhì)量問(wèn)題等等,如在項(xiàng)目建設(shè)前期或設(shè)備采購(gòu)前期考慮周全,則可以大大改善及節(jié)約成本,可見(jiàn)前期設(shè)計(jì)的重要性。
圖2
組合式空調(diào)在運(yùn)行后進(jìn)行熱管改造,從現(xiàn)場(chǎng)勘察到安裝調(diào)試預(yù)計(jì)需要3個(gè)月時(shí)間,因設(shè)備改造過(guò)程,相關(guān)部件拆除需要保護(hù)性拆除及安裝,每臺(tái)設(shè)備停機(jī)改造時(shí)間約7天,可見(jiàn)在設(shè)備采購(gòu)時(shí),做好前期設(shè)計(jì)規(guī)劃,可節(jié)約車(chē)間停產(chǎn)時(shí)間,并一次性實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能效果。
熱管技術(shù)是近幾年在制冷行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,設(shè)備在改造時(shí)成本較高,其主要成本在設(shè)備改造、安裝成本上,而不是熱管制造成本上,改造、安裝費(fèi)用占比40-60%,由于大部分組合式空調(diào)柜安裝在技術(shù)夾層,施工空間及條件有限,造成在改造過(guò)程技術(shù)措施費(fèi)較高,且施工人員存在一定安全隱患。如在設(shè)備采購(gòu)前期做好規(guī)劃,一并將熱管節(jié)能要求寫(xiě)入組合式空調(diào)技術(shù)要求中去,可節(jié)約二次改造成本。
組合式空調(diào)機(jī)組是在出廠時(shí)一般要求做耐壓、密封性等驗(yàn)收指標(biāo)檢測(cè),其中空調(diào)的密封性是組合式空調(diào)柜致命問(wèn)題,也是最容易出現(xiàn)的問(wèn)題,因組合式空調(diào)柜在改造過(guò)程中需把整個(gè)空調(diào)柜箱體進(jìn)行剖解,在加裝熱管后進(jìn)行打膠密封,因各種因素,改造后組合式空調(diào)柜的密封性肯定被破壞,如密封性不好,效率低。
在原有組合式空調(diào)柜上加裝U型熱管后,組合式空調(diào)柜系統(tǒng)阻力也隨之改變,這時(shí)需重新考慮空調(diào)風(fēng)機(jī)余量與熱管阻力之間的平衡。
結(jié)合以上優(yōu)點(diǎn),綜合性?xún)r(jià)比考慮,建議在項(xiàng)目設(shè)計(jì)前期及設(shè)備采購(gòu)時(shí)一并考慮熱管節(jié)能技術(shù)與組合式空調(diào)一并設(shè)計(jì)、采購(gòu)。
通過(guò)理論分析及案例應(yīng)用分析,在項(xiàng)目建設(shè)時(shí),建議在開(kāi)展對(duì)組合式空調(diào)柜設(shè)備調(diào)研時(shí),一并考慮熱管集成應(yīng)用,同時(shí)與設(shè)計(jì)院進(jìn)行技術(shù)溝通、確認(rèn);確保新建項(xiàng)目采購(gòu)到的組合空調(diào)柜不僅節(jié)能,而且價(jià)格實(shí)惠,同時(shí)提升產(chǎn)品品質(zhì)。