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(yùn)行費(fèi)用。
關(guān)鍵詞： 棉紡廠 噴霧風(fēng)機(jī) 節(jié)能 水氣比


一、工程概況
　　泉州某棉紡廠是年產(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(jī)72臺，總裝機(jī)容量為1224Kw，梳并粗車間3024㎡，梳棉機(jī)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(jī)組。
　　2．溴化鋰機(jī)組加電鍋爐與蓄冷水系統(tǒng)組合
　　泉州地區(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(jī)運(yùn)行費(fèi)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(jī)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。噴淋室的熱工計算可用以下三個公式進(jìn)行：
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　　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(shí)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PWF40/45-11噴霧風(fēng)機(jī)為核心所組成的全功能節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。噴霧風(fēng)機(jī)的噴霧是由機(jī)械霧化裝置來實(shí)現(xiàn)的，其噴出的霧粒細(xì)微，且從風(fēng)機(jī)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。
　　PWF40/45-11噴霧風(fēng)機(jī)的性能如下：
　　1．去濕量△d：圖1為混風(fēng)干球溫度30℃，相對濕度60%時初水溫度與混合風(fēng)濕球溫度含濕量去濕量關(guān)系曲線圖。


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　　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(jī)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


＜14℃


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




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　　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；而采用噴霧風(fēng)機(jī)時夏季噴霧風(fēng)機(jī)噴水量為36.5t/h，再增設(shè)一排噴淋管，噴水量為100t/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(yùn)行后可節(jié)電20～40%；此外對冬季噴循環(huán)水時噴霧風(fēng)機(jī)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)即噴霧風(fēng)機(jī)配變頻調(diào)速加單排噴淋的方案。


四、運(yùn)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(jī)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(jī)


55Kw


2


噴霧風(fēng)機(jī)


27/55 Kw


2


噴淋泵


20 Kw


4


噴淋泵


11 Kw


2


　 　 　
噴霧泵


1.5 Kw


2


共計


190 Kw


　 　
135 Kw


　
　　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(diǎn)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(jī)即可實(shí)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(diǎn)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(yùn)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．噴霧風(fēng)機(jī)噴霧水量調(diào)節(jié)
　　噴霧風(fēng)機(jī)由于噴出的霧非常微細(xì)，因此它的送風(fēng)實(shí)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，調(diào)節(jié)噴霧水量能非常靈敏的控制送風(fēng)飽和度。室外空氣相對濕度越低，噴水量越大，室外相對濕度越高，噴水量越小。


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。
　　3．在春、秋、冬三季噴淋泵可停開。


參考文獻(xiàn)
　　1．《紡織風(fēng)機(jī)選用手冊》紡織工業(yè)出版社 1996，9
　　2．《空氣調(diào)節(jié)》中國建筑工業(yè)出版社 1986，12