(棉紡廠空氣濕度調(diào)節(jié)設(shè)計)
摘要:對棉紡廠幾種空調(diào)設(shè)計方案進(jìn)行比較分析,從而決定采用節(jié)能空調(diào)系統(tǒng),以節(jié)約生產(chǎn)用水用電,減少運行費用。
關(guān)鍵詞:棉紡廠,方案,超聲波加濕器,節(jié)能空調(diào)系統(tǒng),水氣比
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一.工程概況
某棉紡廠是年產(chǎn)三萬錠的棉紡廠,主車間為全鋼結(jié)構(gòu)的廠房,細(xì)紗車間面積為2898㎡,共有細(xì)紗機72臺,總裝機容量為1224Kw,梳并粗車間3024㎡,梳棉機32臺,要求車間相對濕度55%-65%,夏季車間溫度為30℃左右。
紡織廠空調(diào)要求達(dá)到二個主要目的:1.車間的溫濕度要在工藝要求范圍內(nèi),以保證產(chǎn)品質(zhì)量;2.滿足工作人員的工作條件。此外,在保證紡織企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和衛(wèi)生條件的同時還必須要考慮系統(tǒng)節(jié)能。因此在設(shè)計時必須對幾種空調(diào)方案進(jìn)行認(rèn)真比較分析,從而決定合適的空調(diào)方式。
二.空調(diào)冷源選擇
本工程夏季總冷負(fù)荷為148萬Kcal/h,考慮的空調(diào)冷源方案有二種形式:
1.水冷螺桿式冷水機組。
2.溴化鋰機組加電鍋爐與蓄冷水系統(tǒng)組合
地區(qū)電價如下表:
表1
時間
生產(chǎn)用電(元/度)
電鍋爐用電(元/度)
7:00~11:00
0.8
0.567
11:00~18:00
0.623
0.4
18:00~22:00
0.82
0.567
22:00~23:00
0.623
0.40
23:00~7:00
0.4
0.176
根據(jù)計算比較空調(diào)冷源方案中第一種方案的主機運行費用比第二種方案節(jié)省約50%,且初投資也省,因此冷源采用水冷螺桿式冷水機組。
三、空調(diào)方式的選擇
傳統(tǒng)的紡織空調(diào)大都是以淋水室處理空氣,即用大量的水通過高壓噴淋與空氣進(jìn)行熱濕交換以達(dá)到所需要的目的。在加濕過程中水氣比u=0.4~0.5,去濕過程水氣u=0.6~1.0。
式中,c為水的定壓比熱,常溫下為4.19KJ/Kgo℃;A,A',m,m',n,n',為實驗的系數(shù)和指數(shù);t水1,t水2為噴淋水的初終水溫;υρ為空氣質(zhì)量流速(Kg/㎡os);η1,η2為熱交換效率系數(shù)和接觸系數(shù);W為噴水量(Kg/h);G為空氣量(Kg/h);tL,tLS,tC,Tcs,為噴淋室空氣終初狀態(tài)的干濕球溫度。
另一種是以高效節(jié)能的ZS系列超聲波加濕器為核心所組成的全功能節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。加濕器的噴霧是由霧化裝置來實現(xiàn)的,其噴出的霧粒細(xì)微,且從風(fēng)機端就成霧,水與空氣直接接觸交換時間與淋水室相比是成倍的增加,因此熱濕交換充分徹底,同時由于水顆粒細(xì)微,在其單位體積內(nèi)水顆粒就越多,水與空氣直接接觸面積就越大,熱濕交換效率越高。因此在達(dá)到相同的熱濕交換效果的前提下,節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)能明顯的降低水氣比,提高熱濕交換效率,獲得可觀的節(jié)電節(jié)水效果。在加濕過程中水氣比u≤0.1,在去濕過程中水氣比u≤0.4。
2.送風(fēng)飽和度:表2為等焓加濕時不同水氣比狀況下的送風(fēng)飽和度
表2
室外相對濕度(%)
30
40
50
60
70
0.05
85
87
89
90
91
0.06
86
88
90
91
92
0.07
87
89
91
92
93
0.08
88
90
92
93
94
0.09
89
91
93
94
95
0.10
90
92
94
95
96
0.12
91
93
95
96
97
0.14
92
94
96
97
98
0.16
93
95
97
98
99
3.初.終溫差△t:表3為不同處理過程節(jié)能空調(diào)水氣比和初.終水溫差。
表3
總水氣比u
噴霧風(fēng)機水氣比
噴淋水氣比
初終水溫差C
初水溫度
等焓加濕
0.12
≯0.12
9~10
?。?4℃
減焓去濕
0.3~0.4
≯0.12
≦0.3
7~8
下面以細(xì)紗車間為例就二種方案進(jìn)行比較。
細(xì)紗夏季車間溫度tn=30~32℃,相對濕度φn=55~60%,冬季車間溫度tn=24~26℃,相對濕度φn=55~60%,夏季室外計算干球溫度tw=33.4℃,室外計算濕球溫度tws=27.6℃,相對濕度φw=65%,冬季室外計算干球溫度tw=6℃,相對濕度φw=73%。
細(xì)紗車間夏季設(shè)計室內(nèi)熱負(fù)荷如表4。
表4
圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷
Kw
設(shè)備熱負(fù)荷
Kw
照明熱負(fù)荷
Kw
總熱負(fù)荷
Kw
57.96
856.8
101.43
1016.19
根據(jù)上圖計算可知夏季空調(diào)冷負(fù)荷為1219Kw,采用雙排噴淋室處理空氣時,μ=1.156,噴水量為420t/h;而采用超聲波霧化加濕器時夏季耗水量為12kg/h,再增加一臺,耗水量為24kg/h,即可滿足要求。兩種方案設(shè)備選型如表4,由表中可看出方案二耗電量比方案一少。雖然初投資需增加,可是只需兩年增加的成本即可回收。因為運行后可節(jié)電20~40%;此外對冬季加濕處理霧化水量是噴淋的十分之一,可大大節(jié)約生產(chǎn)用水。因此本工程采用節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)既超聲波霧化加濕機配變頻調(diào)速的方案。
四、運行管理
節(jié)能空調(diào)的調(diào)節(jié)相當(dāng)靈活,它不僅可通過風(fēng)機的調(diào)速以調(diào)節(jié)送風(fēng)量來達(dá)到車間不同季節(jié)的需求,同時可以改變供水量和供水溫度來達(dá)到滿足車間不同季節(jié)的需求。下面介紹幾種調(diào)節(jié)方案。
表5
方案一
方案二
設(shè)備
用電量
臺數(shù)
設(shè)備
用電量
臺數(shù)
風(fēng)機
55Kw
2
1.2Kw
2
噴淋泵
20Kw
4
共計
1.新、回風(fēng)比例調(diào)節(jié)
通常,空調(diào)設(shè)備選擇應(yīng)滿足最不利時的空調(diào)要求。為節(jié)省空調(diào)冷量,在保證衛(wèi)生條件的同時以最小新風(fēng)量為原則。隨著室外空氣溫度降低,其空氣焓值越來越趨向車間空氣焓值,這時不斷加大新、回風(fēng)比例,當(dāng)室外空氣焓值達(dá)到車間焓值時,則采用全新風(fēng)。
對于冬季,在泉州地區(qū),可調(diào)節(jié)新回風(fēng)比例使混合風(fēng)焓值達(dá)車間送風(fēng)狀態(tài)點焓值,冬季空調(diào)處理過程是等焓加濕,空調(diào)使用循環(huán)水,此時只開噴霧風(fēng)機即可實現(xiàn)。隨著室外空氣溫度上升,不斷增加新風(fēng)量。當(dāng)室外空氣焓值達(dá)到車間送風(fēng)狀態(tài)點焓值時,則采用全新風(fēng)。
在過渡季,空調(diào)在采用全新風(fēng)處理的范圍,這時可用水溫來調(diào)節(jié),采用少量低溫水及循環(huán)水,使送風(fēng)溫度保持穩(wěn)定。
2.變頻器變風(fēng)量調(diào)節(jié)
變風(fēng)量運行是空調(diào)節(jié)能的另一種途徑。隨著室外空氣溫度下降,冷負(fù)荷也下降。變風(fēng)量以減少送風(fēng)量來保持送風(fēng)狀態(tài),從而達(dá)到節(jié)能目的的。
3.超聲波加濕器濕度自動控制
超聲波加濕器由于噴出的霧非常微細(xì),因此它的送風(fēng)實際上是過飽和送風(fēng),即似煙霧狀的水分子被攜帶在飽和空氣中輸送入車間,對車間加濕很靈敏。室外空氣相對濕度越低,加濕量越大,室外相對濕度越高,加濕量越小。
五.總結(jié)
通過上述分析可得出以下幾個結(jié)論:
1.如廠區(qū)沒有余熱可利用,空調(diào)冷源采用電制冷比吸收式制冷合適。
2.節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能是由于低水氣比減少水泵耗電,過飽和送風(fēng)減少送風(fēng)量。
參考文獻(xiàn)
1.《紡織風(fēng)機選用手冊》紡織工業(yè)出版社
2.《空氣調(diào)節(jié)》中國建筑工業(yè)出版社