棉紡廠(chǎng)空氣濕度調節設計
摘要：對棉紡廠(chǎng)幾種空調設計方案進(jìn)行比較分析，從而決定采用節能空調系統，以節約生產(chǎn)用水用電，減少運行費用。
關(guān)鍵詞：棉紡廠(chǎng)，方案，超聲波加濕器，節能空調系統，水氣比
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一．工程概況
某棉紡廠(chǎng)是年產(chǎn)三萬(wàn)錠的棉紡廠(chǎng)，主車(chē)間為全鋼結構的廠(chǎng)房，細紗車(chē)間面積為2898㎡，共有細紗機72臺，總裝機容量為1224Kw，梳并粗車(chē)間3024㎡，梳棉機32臺，要求車(chē)間相對濕度55%-65%，夏季車(chē)間溫度為30℃左右。
紡織廠(chǎng)空調要求達到二個(gè)主要目的：1.車(chē)間的溫濕度要在工藝要求范圍內，以保證產(chǎn)品質(zhì)量；2.滿(mǎn)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)量和衛生條件的同時(shí)還必須要考慮系統節能。因此在設計時(shí)必須對幾種空調方案進(jìn)行認真比較分析，從而決定合適的空調方式。
二．空調冷源選擇
本工程夏季總冷負荷為148萬(wàn)Kcal/h，考慮的空調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組合
地區電價(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
根據計算比較空調冷源方案中第一種方案的主機運行費用比第二種方案節省約50%，且初投資也省，因此冷源采用水冷螺桿式冷水機組。
三、空調方式的選擇
傳統的紡織空調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)驗的系數和指數；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為熱交換效率系數和接觸系數；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。
另一種是以高效節能的ZS系列超聲波加濕器為核心所組成的全功能節能空調系統。加濕器的噴霧是由霧化裝置來(lái)實(shí)現的，其噴出的霧粒細微，且從風(fēng)機端就成霧，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)由于水顆粒細微，在其單位體積內水顆粒就越多，水與空氣直接接觸面積就越大，熱濕交換效率越高。因此在達到相同的熱濕交換效果的前提下，節能空調系統能明顯的降低水氣比，提高熱濕交換效率，獲得可觀(guān)的節電節水效果。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)程節能空調水氣比和初.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
下面以細紗車(chē)間為例就二種方案進(jìn)行比較。
細紗夏季車(chē)間溫度tn=30～32℃，相對濕度φn=55～60%，冬季車(chē)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%。
細紗車(chē)間夏季設計室內熱負荷如表4。
表4
圍護結構熱負荷
Kw
設備熱負荷
Kw
照明熱負荷
Kw
總熱負荷
Kw
57.96
856.8
101.43
1016.19
根據上圖計算可知夏季空調冷負荷為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，耗水量為24kg/h，即可滿(mǎn)足要求。兩種方案設備選型如表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，可大大節約生產(chǎn)用水。因此本工程采用節能空調系統既超聲波霧化加濕機配變頻調速的方案。
四、運行管理
節能空調的調節相當靈活，它不僅可通過(guò)風(fēng)機的調速以調節送風(fēng)量來(lái)達到車(chē)間不同季節的需求，同時(shí)可以改變供水量和供水溫度來(lái)達到滿(mǎn)足車(chē)間不同季節的需求。下面介紹幾種調節方案。
表5
方案一
方案二
設備
用電量
臺數
設備
用電量
臺數
風(fēng)機
55Kw
2
1.2Kw
2
噴淋泵
20Kw
4
共計
1.新、回風(fēng)比例調節
通常，空調設備選擇應滿(mǎn)足最不利時(shí)的空調要求。為節省空調冷量，在保證衛生條件的同時(shí)以最小新風(fēng)量為原則。隨著(zhù)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，當室外空氣焓值達到車(chē)間焓值時(shí)，則采用全新風(fēng)。
對于冬季，在泉州地區，可調節新回風(fēng)比例使混合風(fēng)焓值達車(chē)間送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)焓值，冬季空調處理過(guò)程是等焓加濕，空調使用循環(huán)水，此時(shí)只開(kāi)噴霧風(fēng)機即可實(shí)現。隨著(zhù)室外空氣溫度上升，不斷增加新風(fēng)量。當室外空氣焓值達到車(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，空調在采用全新風(fēng)處理的范圍，這時(shí)可用水溫來(lái)調節，采用少量低溫水及循環(huán)水，使送風(fēng)溫度保持穩定。
2．變頻器變風(fēng)量調節
變風(fēng)量運行是空調節能的另一種途徑。隨著(zhù)室外空氣溫度下降，冷負荷也下降。變風(fēng)量以減少送風(fēng)量來(lái)保持送風(fēng)狀態(tài)，從而達到節能目的的。
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，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，對車(chē)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
通過(guò)上述分析可得出以下幾個(gè)結論：
1．如廠(chǎng)區沒(méi)有余熱可利用，空調冷源采用電制冷比吸收式制冷合適。
2．節能空調系統節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
1．《紡織風(fēng)機選用手冊》紡織工業(yè)出版社
2．《空氣調節》中國建筑工業(yè)出版社
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