高速喷水室中变频喷淋水泵的节能效果

作者:蔡来胜;费志伟;郑涛;李国伟 刊名:棉纺织技术 上传者:李华

【摘要】探讨变频喷淋水泵在高速喷水室中的应用与节能效果。通过计算高速喷水室的风速、喷水量和水气比,以某细纱车间喷水室为例,计算了其全年新风比和水气比,并分析了变频喷淋水泵的节能性。实例证明:高速喷水室节水明显,随着风速的提高,空气与水之间的传热与传质加强,高速喷水室热交换效率提高,所需要的喷水量降低。与高速喷水室的非变频水泵相比,变频水泵可以节电64%。

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空调系统的能耗占据了纺织厂整个能源消耗的重要份额,传统的纺织空调系统能耗占车间总能源比重的20%~30%,其中喷淋水泵的装机功率占到空调室装机功率的14%~21%,有效地降低喷淋水泵的能耗也能带来可观的收益。近十年来,我们在国内建造了上百个纺织厂空调项目,其中绝大数空调室都使用了高速喷水室,风速通常在5m/s~6.5m/s。其中喷淋水泵全部是变频控制,按照室外空气参数实行全年工况调节,使空调系统始终在节能的工况下运行。1高速喷水室介绍高速喷水室在纺织厂已经应用多年,在绝大部分国内的项目中,高速喷水室的形式大都相同,如图1所示。喷排采用双排对喷的形式,喷嘴直径6mm,喷嘴图的1密度高约速喷为水24室剖个/面m图2。1.1风速选用的风速通常在5m/s~65m/s。如果空调室的冷冻水充足,风速可以适当高一点。如果没有冷冻水,风速就要按照控制区域的相对湿度要求做适当的选择。对于图1所示的喷水室,有一个选择风速的经验公式,即:V=107-RH9式中,V表示喷水室内空气速度,单位是m/s;RH表示控制区域的相对湿度,适用范围为40%~75%。1.2喷水量直径6mm喷嘴的喷水量和喷水压力的公式为:W=550(P105)046式中,W表示喷水量,单位是kg/h;P表示喷水压力,单位是Pa,适用范围10Pa~30Pa。喷水量的计算与喷水室的结构、风速以及室内外空气参数等因素有关,需要大量的试验才能得到具体喷水室参数。国内的做法通常是根据选定的喷水室,依据第一热交换效率和第二热交换效率求出水气比,水气比乘以风量就可以得到喷水量的多少。根据大量的实际经验,选择的喷嘴最大工作压力为226105Pa,喷水量为800kg/h时,该喷水室能够满足全国各地气候条件下各种工序的空调要求。1.3水气比水气比是总喷水量与通过喷水室风量的比值。水气比越大,传热效率越大,但是耗电耗水增加,所以在同样的加湿效率时,水气比越小越好。目前国内的一级喷水室水气比在0.8~1.2左右,绝热加湿时的水气比为04~06。对于高速喷水室,设计时选用的最大水气比的经验公式为:=513/(V)其中,V表示喷水室内空气速度,单位是m/s;表示空气体积质量,单位是kg/m3。如果空气的体积质量为12kg/m3,当风速为5m/s时,最大水气比为0855;当风速为6m/s时,水气比为07125。通过实际工程验证,该最大水气比能够满足所有状态下的空气处理过程,这也可以证明该高速喷水室的热交换效率非常高。2全年新风比与水气比计算2.1接触系数回归计算对于不同的空气状态和处理过程,水气比都是不一样的,如过渡季节室外新风的状态参数时时变化,这时候水气比也会时时变化,也就是喷淋水泵的喷水量时时变化,这就是为什么喷淋水泵需要变频的原因。对于一定的空气处理过程而言,结构参数一定的喷水室,其热交换效率只取决于水气比以及风速V。本文根据该高速喷水室试验数据,对其进行了大量数据整理工作,并通过二元回归分析得到了接触系数公式(或者称为第二热交换效率、通用热交换效率、加湿效率)如下:B=0.7350.3785(V)0.1765(1)公式(1)的适用范围为:V在4m/s~7m/s,喷水压力在10105Pa~24105Pa。2.2某细纱车间喷水室计算我们通过一个细纱车间喷水室的实例计算来说明喷淋水泵节能计算的过程,所有室外参数均按照上海市气象参数计算。车间参数、计算得到的冷负荷、风量和喷水室参数有:FA508型细纱机52台,车间面积2630m2,吊顶高度4m,计算最大干球温度34,计算最大湿球温度282,车间温度28,车间相对湿度55%,细纱

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