蒸发冷却式节能净化空调机组应用于某细纱车间空调系统节能改造

宋祥龙，贺斌贤黄 翔，吴 升，董 恺黄 萍，张 彦，朱永锋, 席培涵

蒸发冷却式节能净化空调机组应用于某细纱车间空调系统节能改造

宋祥龙1，贺斌贤1黄 翔2，吴 升2，董 恺2黄 萍3，张 彦3，朱永锋3, 席培涵3

（1.西安航空学院，陕西西安 710077;2. 西安工程大学，陕西西安 710048; 3. 陕西金翼通风科技有限公司，陕西咸阳 712000）

利用蒸发冷却式节能净化空调机组中的立管式间接蒸发冷却器、流体动力式喷水室及节能翼型送风机，对某6720锭产量的细纱车间空调室节能改造。通过测试，在供冷季节内，立管式间接蒸发冷却器对车间回风进行预冷，可节约机械制冷运行费用2.9万元、用水量为187t。空调室动力设备节约运行费用2.3万元，节能改造每年可节约运行费用5.2万元。

蒸发冷却；立管式间接蒸发冷却器；流体动力式喷水室；节能；细纱车间

0 前言

纺织车间因送风量大、发热量高、空气含尘浓度高，使得工艺空调系统负荷较大，能耗高，换热器及喷嘴易堵，给实际的生产及运行带来诸多不便。另一方面，传统的喷水室单级空气处理难以满足人们要求越来越高的舒适工作环境，纺织企业面临改善工人工作环境与节能减排两难的问题[1-3]。因此，在国家节能减排政策驱使下，在能源与环境持续热点的时代背景下， 西安工程大学与陕西金翼通风科技有限公司建立产学研合作关系，实现理论与实际的密切结合，共同推进蒸发冷却空调技术在纺织企业的应用，联合开发了具有国内自主知识产权的蒸发冷却式节能净化空调机组（国家专利“一种纺织蒸发式节能净化空调装置”已授权），机组实物如图1所示。该机组主要由立管式间接蒸发冷却器、流体动力式喷水室以及节能翼型送风机组成，空调系统实现了间接+直接两级蒸发冷却降温加湿处理，大大提高了空气处理温降。

同时，山东某纺织细纱车间采用该机组的立管式间接蒸发冷却器、流体动力式喷水室及送风机，对车间原有空调系统进行节能改造，现对改造后的节能效果测试进行分析。由表4可知，本方法置信度为95%时，置信界限不超过±1%。

图1 蒸发冷却式节能净化空调机组

1 工程概况

该纺纱车间为一生产实验室，主要针对细纱生产，试验不同的车间温湿度对纱线产品的影响。实验室纱线生产规模为6720锭，原空调系统送风量为7万m3/h。该改造具体为，在回风阀处安装立管式间接蒸发冷却器，对车间回风进行预冷处理，将喷水室原有离心喷嘴更换为带有增压腔的靶式撞击流喷嘴，同时将空调室送回风机更换为节能翼型送风机[4-6]。更改后空调室布置如图2—图4，动力设备参数如表1所示。

图2 改造后空调室布置图

图3 立管式间接蒸发冷却器

图4 流体动力式喷水室喷淋效果

表1 改造后空调室动力设备参数表

2 空调系统改造后节能效果

车间空调系统完成改造并在夏季供冷季节投入运行。立管式间接蒸发冷却器二次空气采用室外新风，对车间回风进行等湿预冷；流体动力式喷水室喷淋冷冻水对预冷后的回风及新风进行降温除湿，空调系统实现对空气的等湿预冷与冷冻除湿两级处理。

2.1 预冷回风对冷水机组的节能效果分析

测试过程中，车间回风集中在35.2℃—35.6℃基本不变。立管式间接蒸发冷却器二次空气采用室外新风，通过调节二次风机频率，测试在不同二次/一次风量比的条件下，立管式间接蒸发冷却器的降温性能，如表2及图5所示。

表2 不同风量比、不同二次空气湿球时立管间接蒸发冷却器预冷温降统计表

图5 立管间接蒸发冷却器预冷温降随二次/一次风量比变化趋势

图6 空调室空气处理焓湿图

由表2及图5可得，随着二次/一次风量比增大，立管式间接蒸发冷却器预冷温降逐渐增大，湿球效率逐渐升高，当二次风机开启频率为45Hz、二次/一次风量比为0.67时，温降效果最优，此时立管预冷温降为6.2℃、湿球效率为63.3%。

在风量比为0.67工况下，处理回风量为37930m3/h的条件下，空调系统空气处理焓湿图如图6所示。

根据公式可得出立管式间接蒸发冷却器预冷量为79.2kW，取机械制冷冷水机组COP为4，则得出立管式间接蒸发冷却器对回风进行预冷，可节约冷水机组运行电功率19.8kW。根据冷水机组开启记录，供冷季节按80天计算（两个半月），则立管式间接蒸发冷却器每年供冷季节可节约冷水机组耗电量为：19.8×24×80=38016kW·h，约合运行费用29000元。

2.2 空调室节能效果

空调室设备运行节能效果，采用与相同产量的、未进行节能改造的细纱车间，在相同的生产运行工况下进行耗电量对比的方法进行测试。对比车间细纱产量为6720锭，车间热负荷与改造细纱车间基本相同，空调室回风机为离心风机、送风机为离心风机、喷水室采用PX离心喷嘴，空调室动力设备表如表3。

表3 空调室动力设备对比表

通过抄录两套空调室的电表，得出在相同的运行工况下，在2016年7月16号至7月30共两周内，各自的总耗电量，如表4所示。

表4 各空调室07.16—07.30耗电量对比

由上表可得，在相同纱锭产量下，改造空调室与对比空调室相比，在07.16-07.30的两周时间内，节省电耗5255.4 kW·h，在供冷季节的80天内节约电耗30030 kW·h，约合运行费用23000元。同时，在供冷季节的80天内，立管式间接蒸发冷却器对车间回风进行预冷，可节约冷水机组运行费用29000元，因此，经过改造后，在整个供冷季节，该6720锭细纱车间空调室每年可节约运行费用52000元。

2.3 耗水量测试

加装立管式间接蒸发冷却器，因此空调室耗水量有所增加。由于立管式间接蒸发冷却器循环水的布水系统未安装水表，无法进行耗水量的检测，因此其耗水量测试采取测试二次空气进出口含湿量，根据差值及二次风量来计算的方法。在测试工况下，立管式间接蒸发冷却器平均耗水量为0.027kg/s，则在整个供冷季节的80天内，立管式间接蒸发冷却器用水量为187吨[7][8]。

3 小结

西安工程大学与陕西金翼通风科技有限公司通过校企产学研合作，联合开发出蒸发冷却式节能净化空调机组。利用机组中的立管式间接蒸发冷却管器、流体动力式喷水室及节能翼型送风机，对某6720锭的细纱车间进行节能改造。通过测试，在供冷季节内，立管式间接蒸发冷却器对车间回风进行预冷，可节约机械制冷运行费用2.9万元，用水量为187t。空调室动力设备节约运行费用2.3万元，节能改造每年可节约运行费用5.2万元。

[1] 郁履方等.纺织厂空气调节[M].中国纺织出版社，2007.

[2] 周义德.纺织空调除尘节能技术.中国纺织出版社，2009.

[3] 黄 翔.纺织空调除尘手册.中国纺织出版社，2002.

[4] 宋祥龙，黄 翔等.立管式间接蒸发冷却器实验初探[J].建筑热能通风空调，2015,34(3)：52-55.

[5] 黄 翔，卢 迅，等.撞击流技术与流体动力式喷水室的研究进展[J].西安工程科技学院学报，2002(3)：213-217.

[6] 黄 翔，李 刚，等.流体动力式空调喷水室理论及靶式撞击流喷嘴的实验研究[J].暖通空调，2004(12)：55-58.

[7] 约翰·瓦特（John R. Watt, P.E）,威尔·布朗（Will K. Brown, P.E）（美）. 蒸发冷却空调技术手册[M].黄v翔,武俊梅,译.机械工业出版社,2008.

[8] 黄 翔.蒸发冷却空调理论与应用[M].中国建筑工业出版社，2010.

The Energy Saving Renovation of Evaporative Air Conditioning Unit in Spinning Workshop

SONG Xiang-long1,HE Bin-xian1, HUANG Xiang2, WU Sheng2,
DONG Kai2, HUANG Ping3，ZHANG Yan3，ZHU Yong-feng3，XI Pei-han3(1.Xi’an Aeronautical University, Shanxi Xi’an 710077, China;2. Xi’an Polytechnic University, Shanxi Xi’an 710048, China; 3. Shanxi Gold Wing Ventilation Technology Co;Ltd，Xian Yang 712000，China)

Purification using evaporative cooling type energy-saving air conditioning unit of the vertical tube type indirect evaporative cooler, fluid power type water spray chamber and energy-saving airfoil blower, spinning workshop air conditioning room of a 6720 ingot production efficiency improvements.Through the test, within the cooling season, vertical tube type indirect evaporative cooler for workshop return air precooling, can save mechanical refrigeration operation cost 29000 yuan, the water consumption of 187 t.Air conditioning room power equipment to save operating cost 23000 yuan, energy-saving renovation can save operating cost 52000 yuan each year.

evaporative cooling; vertical tube-type indirect evaporative cooler; pneumatic spray chamber; energy saving; spinning workshop

TS108.6

A

投稿日期：2017-02-22

西安航空学院2016大创项目（2016-17）

宋祥龙（1989-），男，山东德州人，助教。