露點間接蒸發冷卻技術在紡織廠的應用

張 彥

(天津工業大學,天津 300160)

露點間接蒸發冷卻技術在紡織廠的應用

張 彥

(天津工業大學,天津 300160)

為探討露點間接蒸發冷卻技術在紡織廠的應用,在浙江紹興某紡織廠進行了應用實踐,通過測試和計算分析得出：露點間接蒸發冷卻段(預冷段)可以降溫6～8℃,維持室內相對濕度70％～85％;采用全新風可以改善車間空氣質量;使用復合式空調機組比純機械制冷空調機組節能14％左右。

露點間接蒸發冷卻;復合式空調機組;溫度;相對濕度;能耗

露點式間接蒸發冷卻技術是在原有蒸發冷卻基礎上的一個發展,除了具有節能、環保、健康的優勢外,還具有更大的溫降。在南方沿海潮濕地區,不可能像西北地區那么干燥,可以單獨使用蒸發冷卻技術,而機械制冷又是一個相對較成熟和較穩定的制冷技術。因此,將露點式間接蒸發冷卻這一零費用技術與機械制冷結合應用在實際工程中,對于節能有相當大的意義。特別是用在江浙一帶經濟發達而又由于夏季不堪電力負荷經常拉閘限電的地區更具有實際節能意義,并且可減少機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推廣使用該技術,本文對露點間接蒸發冷卻技術在浙江紹興某紡織廠的應用實例進行分析。

1 露點式蒸發冷卻與機械制冷復合的空調系統

這種復合空調系統由1個露點式間接蒸發冷卻器、3個壓縮機、3個盤管式冷凝器、3個盤管式蒸發器、風機和水泵等元件組成。系統的運行過程是,室外空氣首先經過露點間接蒸發冷卻技術的處理被預冷,然后依次通過3個蒸發器被逐步冷卻,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個冷凝器,除去冷凝熱后被排出室外。

該系統與傳統型空調相比,主要有兩大優點：一是利用了零費用露點式間接蒸發冷卻技術,室外高溫空氣被預冷降溫,大大降低了壓縮機的負荷;二是采用多級蒸發器和冷凝器逐步處理,蒸發器和冷凝器的平均溫差較小,可以提高空調系統效率。

2 工程概況

浙江紹興某紡織廠,車間長為60m,寬為20m。整個廠房的兩側各裝有6臺上述復合式空調機組,每臺空調機組的送風分別由一主風道通向車間內側,主風道上每隔3m設有支風道,通過散流器往下送風。圖1是該車間的風道平面示意圖。

圖1 紡織車間風道平面設計圖

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

3 測試結果分析

3.1 露點間接蒸發冷卻段單獨使用

在復合機組中,單獨使用露點間接蒸發冷卻段,即在復合空調機組通風狀態下的空氣處理狀態見圖2和圖3。從圖3各狀態點的溫度變化可知,經露點間接蒸發冷卻段處理后,可使出風干球溫度的溫降為6～8℃。在室外氣溫不是很高時,出風溫度可以維持室內溫度在人體可適應的溫度范圍,但是隨著室外氣溫的升高,出風干球溫度也隨之增大,在正午溫度較高(一般超過35℃)時,盡管室外溫度與室內溫度的溫差仍在增大,降溫幅度在增大,但是如果此時室內溫度讓人感覺不舒適(一般30℃以上),這時就不能單開露點間接蒸發冷卻段,而應同時開啟機械制冷段。圖3是進風相對濕度、出風相對濕度、室內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相對濕度都比較穩定,由于車間產生的高濕,使得室內相對濕度波動比較大,較難控制在規定的70％左右的范圍內。

3.2 露點間接蒸發冷卻段與機械制冷段同時使用

一般在室外氣溫升高至35℃左右時,為了調整室內高溫高濕狀態,將復合機組的露點間接蒸發冷卻段和機械制冷段同時開啟。前者可以對高溫的室外空氣進行預冷,降低能耗;待空氣溫度降低以后再經機械制冷冷卻,可以維持室內溫濕度較平穩。復合機組全開時空氣各狀態點的溫度和相對濕度變化見圖4和圖5。

圖4是出風干球溫度、室內干球溫度、進風干球溫度三者變化圖,可以看出,在有機械制冷的調節下,即使進風干球溫度不斷升高,出風干球溫度和室內干球溫度都趨于平穩,波動較小,可以使室內環境溫度保持在28℃左右,在較舒適的范圍內。圖6是出風相對濕度、室內相對濕度、進風相對濕度三者的變化圖,可以看出,隨著進風相對濕度的變化,出風相對濕度和室內相對濕度依然保持平穩,波動很小,維持室內相對濕度在70％左右。

4 節能潛力及經濟性分析

計算實例：夏季室外空氣計算參數為干球溫度t=35℃,濕球溫度t=28.5℃,室內計算參數為干球溫度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

測得室外空氣狀態點W經過露點間接蒸發冷卻器處理后的空氣狀態點 W′(28.7℃,88.2％),然后再經過機械制冷冷卻去濕到點L(16.9℃,93％),即送風狀態點。根據送風口風速、風口面積及風口數量,測得空調系統總送風量為q=144 000m3/h,質量流量為48kg/s。

則從狀態W到狀態W′,露點間接蒸發冷卻過程制冷量Q1為：

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

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

空調機組總制冷量 Q為：Q=Ql+Q2=321.6+1920=2 241.6(kW)

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

根據計算結果,露點間接蒸發冷卻段制冷量占總制冷量的14.3％,機械制冷量占85.7％,由于蒸發冷卻過程只消耗少量水泵和風機的功率,若將其看成是零費用,那么該空調機組就節能14.3％。并且該機組里的露點間接蒸發冷卻器的初投資和運行費用很低。

每臺露點間接蒸發冷卻與機械制冷復合空調機組的總功率為47.6 kW,如果在相同制冷量的情況下,純機械制冷空調機組消耗總功率應為54.76 kW。下面大致計算使用該復合式空調機組整個車間每天節省的電費。

對于復合式空調機組,12臺空調機組工作24h消耗的電量為：13 708.8(kW·h)不算高峰和低谷,按平均電價0.5元/kW·h計算,則一天電費為：6 854.4元。對于純機械制冷空調機組,12臺空調機組工作24h所需電費為：7 885.4元。計算結果顯示,使用復合式空調系統在該車間每天可以節省電費1 031元。

5 結論

5.1 露點間接蒸發段可以降溫6～8℃,維持相對濕度70％～85％之間。全新風空調的使用使車間空氣質量改善,環境舒適,有利于操作工人身體健康。

5.2 使用復合式空調機組比較機械制冷空調機組可以節能14％左右,在該車間每天能節省電費1 000元左右。

[1]黃翔.國內外蒸發冷卻空調技術研究進展(2)[J].暖通空調,2007,37(3)：32—37.

[2]陳俊萍,黃翔,宣永梅.露點間接蒸發冷卻器設計探討[J].制冷與空調,2006,6(6)：35—38.

[3]陳俊萍,黃翔,宣永梅.露點間接蒸發冷卻器性能測試研究[J].西安工程科技學院學報,2007,21(3)：393—397.

[4]裴德鳳,袁一軍.一種新型空調——全新風濕能空調器的研究[J].流體機械 ,2005,33(3)：70—72.

[5]丁勝華,袁一軍.沈永年.機械壓縮和蒸發冷卻復合新風空調器的研究[J].流體機械,2005,33(4)：50—52.

[6]袁一軍.Genius濕能空調器[J].暖通空調,2000,30(3)：46—47.

[7]袁一軍,新型綠色空調——Genius濕能空調器應用前景分析[J].建筑綠色熱能通風空調,2000,(1)：18—20.

[8]王勁松,王振國.風冷式空氣壓縮機站房的熱排風回用的探討[J].山東紡織科技,2009,50(2),25—28.

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,學士。