高壓噴氣結(jié)合蒸發(fā)冷卻空調(diào)用于空壓系統(tǒng)的運(yùn)行成本分析

　　通過(guò)對(duì)某紡織廠空壓站內(nèi)使用的高壓噴氣結(jié)合填料蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)的相關(guān)測(cè)試，對(duì)其進(jìn)行能耗分析，同時(shí)計(jì)算分析使用機(jī)械制冷達(dá)到相同降溫效果所耗費(fèi)的資源，得到2種通風(fēng)空調(diào)方式的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比。另對(duì)高壓噴氣與間接蒸發(fā)冷卻結(jié)合用于向空壓機(jī)送風(fēng)的方案進(jìn)行理論上能耗經(jīng)濟(jì)性分析�？芍�:采用少量壓縮空氣作為代價(jià)，可提高直接蒸發(fā)冷卻效率，改善空壓站內(nèi)空氣品質(zhì)，綜合分析節(jié)能效果有所提高;而且高壓噴氣結(jié)合間接蒸發(fā)冷卻向空壓機(jī)送風(fēng)，可提高空壓機(jī)排氣量，降低保養(yǎng)維修成本，增加其使用壽命。

1、前言

　　作為一種重要的動(dòng)力源，壓縮空氣與其他能源相比具有輸送方便、無(wú)毒無(wú)害、取之不盡、能在很多不利環(huán)境下工作，被廣泛應(yīng)用于石油、化工、紡織、機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域。而空壓系統(tǒng)的能耗一般要占到工業(yè)生產(chǎn)總能耗的10%～20%，在紡織企業(yè)甚至高達(dá)40%，因此空壓系統(tǒng)的節(jié)能對(duì)于國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

　　在紡織廠等一些工業(yè)車(chē)間的空壓站內(nèi)，空壓機(jī)電機(jī)的發(fā)熱量很大，尤其是在夏季站房?jī)?nèi)的溫度能達(dá)到40℃以上，無(wú)法滿(mǎn)足《工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》和《壓縮空氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。由于在空壓站內(nèi)壓縮空氣源十分方便，有學(xué)者提出將壓縮空氣與蒸發(fā)冷卻技術(shù)結(jié)合作為一種新型空調(diào)方式用于空壓站房?jī)?nèi)環(huán)境通風(fēng)降溫，并做了相關(guān)測(cè)試。本文對(duì)該工程的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析，并從經(jīng)濟(jì)性方面與傳統(tǒng)的機(jī)械制冷空調(diào)做了計(jì)算比較，討論這種新型空調(diào)方式在空壓站的適用性與節(jié)能效益。

2、壓縮空氣與直接蒸發(fā)冷卻結(jié)合用空壓站內(nèi)降溫

　　2.1、高壓噴氣填料蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組測(cè)試與能耗分析

　　該空調(diào)機(jī)組設(shè)置在西安某紡織廠的一個(gè)空壓站內(nèi)，在夏季為站房?jī)?nèi)空壓機(jī)電機(jī)通風(fēng)降溫或向站房?jī)?nèi)值班室送風(fēng)。該空調(diào)機(jī)組包括高壓噴氣段、填料段和送風(fēng)段3部分:在高壓噴氣段內(nèi)壓縮空氣通過(guò)節(jié)氣噴嘴噴射膨脹與室外新風(fēng)混合，作為一種“氣體吸濕劑”對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷和除濕;填料段內(nèi)設(shè)置金屬鋁箔填料，通過(guò)布水系統(tǒng)淋水對(duì)空氣進(jìn)行等焓降溫處理，最終在送風(fēng)段內(nèi)由送風(fēng)機(jī)輸送至空壓機(jī)電機(jī)上方或值班室內(nèi)。

　　2.1.1、空調(diào)機(jī)組的制冷量計(jì)算

　　通過(guò)在夏季對(duì)該機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況測(cè)試，得知當(dāng)氣風(fēng)比(壓縮空氣量/被處理新風(fēng)量)為2.2%～2.5%時(shí)，壓縮空氣對(duì)新風(fēng)的預(yù)冷效果和對(duì)其后直接蒸發(fā)冷卻效率的提高最為經(jīng)濟(jì)。具體測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示，表中數(shù)據(jù)為某一測(cè)試時(shí)間段的平均值。

表1 高壓噴氣填料蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)組測(cè)試表

5、結(jié)論

　　(1)在填料蒸發(fā)冷卻段前設(shè)置高壓噴氣段，將干燥的壓縮空氣與新風(fēng)混合，使新風(fēng)被減濕降溫，提高直接蒸發(fā)冷卻的效率和溫降，最終送風(fēng)溫度可低于室外空氣的濕球溫度;

　　(2)從能耗角度比較，高壓噴氣填料蒸發(fā)冷卻空調(diào)運(yùn)行功率比機(jī)械制冷空調(diào)低5.4kW，能效比約為機(jī)械制冷的4.3倍。而且采用蒸發(fā)冷卻對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生破壞，具有空氣凈化效果，在工業(yè)大顯熱散熱車(chē)間及對(duì)空氣凈化有要求的車(chē)間具有很高的適用性。即使考慮到高壓噴氣填料蒸發(fā)冷卻空調(diào)使用壓縮空氣的消耗，其綜合運(yùn)行成本仍比機(jī)械制冷空調(diào)低12%左右。而在空壓站內(nèi)生產(chǎn)的壓縮空氣一般會(huì)有富余量，采用少量的壓縮空氣做代價(jià)，得到較好的降溫效果，總體而言整個(gè)經(jīng)濟(jì)效益有所提高;

　　(3)采用高壓噴氣與間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)結(jié)合對(duì)空壓機(jī)吸氣口送風(fēng)，雖然消耗了少量的壓縮空氣，但使空壓機(jī)的性能效率有了很大的提高。夏季空調(diào)送風(fēng)時(shí)期，整個(gè)空壓站排氣量可提高69萬(wàn)m3，綜合運(yùn)行成本可降低11.97萬(wàn)元，同時(shí)還對(duì)空壓機(jī)內(nèi)部機(jī)械構(gòu)件起到保護(hù)作用，減少保養(yǎng)維護(hù)成本;

　　(4)壓縮空氣作為一種“氣體吸濕劑”，與傳統(tǒng)除濕設(shè)備相比省去了再生環(huán)節(jié)的能耗，使用方便、占地面積小、成本低廉，能耗為轉(zhuǎn)輪除濕設(shè)備的1/2，具有一定的節(jié)能潛力，應(yīng)在壓縮空氣源豐富的場(chǎng)合推廣使用。