露点间接蒸发冷却技术在纺织厂的应用

张 彦

(天津工业大学,天津 300160)

露点间接蒸发冷却技术在纺织厂的应用

张 彦

(天津工业大学,天津 300160)

为探讨露点间接蒸发冷却技术在纺织厂的应用,在浙江绍兴某纺织厂进行了应用实践,通过测试和计算分析得出：露点间接蒸发冷却段(预冷段)可以降温6～8℃,维持室内相对湿度70％～85％;采用全新风可以改善车间空气质量;使用复合式空调机组比纯机械制冷空调机组节能14％左右。

露点间接蒸发冷却;复合式空调机组;温度;相对湿度;能耗

露点式间接蒸发冷却技术是在原有蒸发冷却基础上的一个发展,除了具有节能、环保、健康的优势外,还具有更大的温降。在南方沿海潮湿地区,不可能像西北地区那么干燥,可以单独使用蒸发冷却技术,而机械制冷又是一个相对较成熟和较稳定的制冷技术。因此,将露点式间接蒸发冷却这一零费用技术与机械制冷结合应用在实际工程中,对于节能有相当大的意义。特别是用在江浙一带经济发达而又由于夏季不堪电力负荷经常拉闸限电的地区更具有实际节能意义,并且可减少机械制冷中制冷剂的使用和温室气体的排放。为了在南方沿海潮湿地区推广使用该技术,本文对露点间接蒸发冷却技术在浙江绍兴某纺织厂的应用实例进行分析。

1 露点式蒸发冷却与机械制冷复合的空调系统

这种复合空调系统由1个露点式间接蒸发冷却器、3个压缩机、3个盘管式冷凝器、3个盘管式蒸发器、风机和水泵等元件组成。系统的运行过程是,室外空气首先经过露点间接蒸发冷却技术的处理被预冷,然后依次通过3个蒸发器被逐步冷却,这部分空气最后送入车间。另外一部分室外空气依次通过3个冷凝器,除去冷凝热后被排出室外。

该系统与传统型空调相比,主要有两大优点：一是利用了零费用露点式间接蒸发冷却技术,室外高温空气被预冷降温,大大降低了压缩机的负荷;二是采用多级蒸发器和冷凝器逐步处理,蒸发器和冷凝器的平均温差较小,可以提高空调系统效率。

2 工程概况

浙江绍兴某纺织厂,车间长为60m,宽为20m。整个厂房的两侧各装有6台上述复合式空调机组,每台空调机组的送风分别由一主风道通向车间内侧,主风道上每隔3m设有支风道,通过散流器往下送风。图1是该车间的风道平面示意图。

图1 纺织车间风道平面设计图

考虑到在生产过程中纺织设备会产生大量的热,空气中还有很多粉尘和短纤维,所以整个车间采用全新风直流式,既有利于工人的健康,又避免了回风焓值高于新风焓值时,利用回风而得不偿失。

3 测试结果分析

3.1 露点间接蒸发冷却段单独使用

在复合机组中,单独使用露点间接蒸发冷却段,即在复合空调机组通风状态下的空气处理状态见图2和图3。从图3各状态点的温度变化可知,经露点间接蒸发冷却段处理后,可使出风干球温度的温降为6～8℃。在室外气温不是很高时,出风温度可以维持室内温度在人体可适应的温度范围,但是随着室外气温的升高,出风干球温度也随之增大,在正午温度较高(一般超过35℃)时,尽管室外温度与室内温度的温差仍在增大,降温幅度在增大,但是如果此时室内温度让人感觉不舒适(一般30℃以上),这时就不能单开露点间接蒸发冷却段,而应同时开启机械制冷段。图3是进风相对湿度、出风相对湿度、室内相对湿度三者的变化图。从图3可以看出,即使室外相对湿度和出风相对湿度都比较稳定,由于车间产生的高湿,使得室内相对湿度波动比较大,较难控制在规定的70％左右的范围内。

3.2 露点间接蒸发冷却段与机械制冷段同时使用

一般在室外气温升高至35℃左右时,为了调整室内高温高湿状态,将复合机组的露点间接蒸发冷却段和机械制冷段同时开启。前者可以对高温的室外空气进行预冷,降低能耗;待空气温度降低以后再经机械制冷冷却,可以维持室内温湿度较平稳。复合机组全开时空气各状态点的温度和相对湿度变化见图4和图5。

图4是出风干球温度、室内干球温度、进风干球温度三者变化图,可以看出,在有机械制冷的调节下,即使进风干球温度不断升高,出风干球温度和室内干球温度都趋于平稳,波动较小,可以使室内环境温度保持在28℃左右,在较舒适的范围内。图6是出风相对湿度、室内相对湿度、进风相对湿度三者的变化图,可以看出,随着进风相对湿度的变化,出风相对湿度和室内相对湿度依然保持平稳,波动很小,维持室内相对湿度在70％左右。

4 节能潜力及经济性分析

计算实例：夏季室外空气计算参数为干球温度t=35℃,湿球温度t=28.5℃,室内计算参数为干球温度t=28℃,相对湿度70％。车间的空气处理过程见图6所示焓湿图。

图6 车间空气处理过程

测得室外空气状态点W经过露点间接蒸发冷却器处理后的空气状态点 W′(28.7℃,88.2％),然后再经过机械制冷冷却去湿到点L(16.9℃,93％),即送风状态点。根据送风口风速、风口面积及风口数量,测得空调系统总送风量为q=144 000m3/h,质量流量为48kg/s。

则从状态W到状态W′,露点间接蒸发冷却过程制冷量Q1为：

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

从状态 W′到状态L,机械制冷过程制冷量Q2为 ：Q2=(hw′-hL)q=(85.9-45.9) ×48=1 920(kW)

空调机组总制冷量 Q为：Q=Ql+Q2=321.6+1920=2 241.6(kW)

蒸发冷却制冷量占总制冷量的百分比为：Q1/Q=321.6/2241.6X100％=14.3％

根据计算结果,露点间接蒸发冷却段制冷量占总制冷量的14.3％,机械制冷量占85.7％,由于蒸发冷却过程只消耗少量水泵和风机的功率,若将其看成是零费用,那么该空调机组就节能14.3％。并且该机组里的露点间接蒸发冷却器的初投资和运行费用很低。

每台露点间接蒸发冷却与机械制冷复合空调机组的总功率为47.6 kW,如果在相同制冷量的情况下,纯机械制冷空调机组消耗总功率应为54.76 kW。下面大致计算使用该复合式空调机组整个车间每天节省的电费。

对于复合式空调机组,12台空调机组工作24h消耗的电量为：13 708.8(kW·h)不算高峰和低谷,按平均电价0.5元/kW·h计算,则一天电费为：6 854.4元。对于纯机械制冷空调机组,12台空调机组工作24h所需电费为：7 885.4元。计算结果显示,使用复合式空调系统在该车间每天可以节省电费1 031元。

5 结论

5.1 露点间接蒸发段可以降温6～8℃,维持相对湿度70％～85％之间。全新风空调的使用使车间空气质量改善,环境舒适,有利于操作工人身体健康。

5.2 使用复合式空调机组比较机械制冷空调机组可以节能14％左右,在该车间每天能节省电费1 000元左右。

[1]黄翔.国内外蒸发冷却空调技术研究进展(2)[J].暖通空调,2007,37(3)：32—37.

[2]陈俊萍,黄翔,宣永梅.露点间接蒸发冷却器设计探讨[J].制冷与空调,2006,6(6)：35—38.

[3]陈俊萍,黄翔,宣永梅.露点间接蒸发冷却器性能测试研究[J].西安工程科技学院学报,2007,21(3)：393—397.

[4]裴德凤,袁一军.一种新型空调——全新风湿能空调器的研究[J].流体机械 ,2005,33(3)：70—72.

[5]丁胜华,袁一军.沈永年.机械压缩和蒸发冷却复合新风空调器的研究[J].流体机械,2005,33(4)：50—52.

[6]袁一军.Genius湿能空调器[J].暖通空调,2000,30(3)：46—47.

[7]袁一军,新型绿色空调——Genius湿能空调器应用前景分析[J].建筑绿色热能通风空调,2000,(1)：18—20.

[8]王劲松,王振国.风冷式空气压缩机站房的热排风回用的探讨[J].山东纺织科技,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

张 彦(1987—),男,河南安阳人,学士。