棉紡廠空氣濕度調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)

　　摘要：對(duì)棉紡廠幾種空調(diào)設(shè)計(jì)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，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(wàn)錠的棉紡廠，主車(chē)間為全鋼結(jié)構(gòu)的廠房，細(xì)紗車(chē)間面積為2898㎡，共有細(xì)紗機(jī)72臺(tái)，總裝機(jī)容量為1224Kw，梳并粗車(chē)間3024㎡，梳棉機(jī)32臺(tái)，要求車(chē)間相對(duì)濕度55%-65%，夏季車(chē)間溫度為30℃左右。

　　紡織廠空調(diào)要求達(dá)到二個(gè)主要目的：1.車(chē)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(shí)還必須要考慮系統(tǒng)節(jié)能。因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)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(wàn)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

　　地區(qū)電價(jià)如下表：

　　表1

　　時(shí)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(jì)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(guò)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(guò)程中水氣比u=0.4～0.5，去濕過(guò)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(shí)驗(yàn)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(lái)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(shí)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(shí)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(guò)程中水氣比u≤0.1，在去濕過(guò)程中水氣比u≤0.4。

　　2．送風(fēng)飽和度：表2為等焓加濕時(shí)不同水氣比狀況下的送風(fēng)飽和度

　　表2

　　室外相對(duì)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(guò)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(chē)間為例就二種方案進(jìn)行比較。

　　細(xì)紗夏季車(chē)間溫度tn=30～32℃，相對(duì)濕度φn=55～60%，冬季車(chē)間溫度tn=24～26℃，相對(duì)濕度φn=55～60%，夏季室外計(jì)算干球溫度tw=33.4℃,室外計(jì)算濕球溫度tws=27.6℃,相對(duì)濕度φw=65%,冬季室外計(jì)算干球溫度tw=6℃，相對(duì)濕度φw=73%。

　　細(xì)紗車(chē)間夏季設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)，μ=1.156,噴水量為420t/h；而采用超聲波霧化加濕器時(shí)夏季耗水量為12kg/h，再增加一臺(tái)，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?yàn)檫\(yùn)行后可節(jié)電20～40%；此外對(duì)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(jī)配變頻調(diào)速的方案。

　　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(guò)風(fēng)機(jī)的調(diào)速以調(diào)節(jié)送風(fēng)量來(lái)達(dá)到車(chē)間不同季節(jié)的需求，同時(shí)可以改變供水量和供水溫度來(lái)達(dá)到滿足車(chē)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(tái)數(shù)

　　設(shè)備

　　用電量

　　臺(tái)數(shù)

　　風(fēng)機(jī)

　　55Kw

　　2

　　超聲波加濕器

　　1.2Kw

　　2

　　噴淋泵

　　20Kw

　　4

　　共計(jì)

　　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(shí)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(shí)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(lái)越趨向車(chē)間空氣焓值，這時(shí)不斷加大新、回風(fēng)比例，當(dāng)室外空氣焓值達(dá)到車(chē)間焓值時(shí)，則采用全新風(fēng)。

　　對(duì)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(chē)間送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)焓值，冬季空調(diào)處理過(guò)程是等焓加濕，空調(diào)使用循環(huán)水，此時(shí)只開(kāi)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(chē)間送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)焓值時(shí)，則采用全新風(fēng)。

　　在過(guò)渡季，空調(diào)在采用全新風(fēng)處理的范圍，這時(shí)可用水溫來(lái)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(lái)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(dòng)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(shí)際上是過(guò)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(chē)間，對(duì)車(chē)間加濕很靈敏。室外空氣相對(duì)濕度越低，加濕量越大，室外相對(duì)濕度越高，加濕量越小。

　　五．總結(jié)

　　通過(guò)上述分析可得出以下幾個(gè)結(jié)論：

　　1．如廠區(qū)沒(méi)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(guò)飽和送風(fēng)減少送風(fēng)量。

　　參考文獻(xiàn)

　　1．《紡織風(fēng)機(jī)選用手冊(cè)》紡織工業(yè)出版社

　　2．《空氣調(diào)節(jié)》中國(guó)建筑工業(yè)出版社