高壓噴氣結合蒸發(fā)冷卻空調用于空壓系統的運行成本分析
通過(guò)對某紡織廠(chǎng)空壓站內使用的高壓噴氣結合填料蒸發(fā)冷卻空調系統的相關(guān)測試，對其進(jìn)行能耗分析，同時(shí)計算分析使用機械制冷達到相同降溫效果所耗費的資源，得到2種通風(fēng)空調方式的經(jīng)濟性對比。另對高壓噴氣與間接蒸發(fā)冷卻結合用于向空壓機送風(fēng)的方案進(jìn)行理論上能耗經(jīng)濟性分析�？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，改善空壓站內空氣品質(zhì)，綜合分析節能效果有所提高;而且高壓噴氣結合間接蒸發(fā)冷卻向空壓機送風(fēng)，可提高空壓機排氣量，降低保養維修成本，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，被廣泛應用于石油、化工、紡織、機械等工業(yè)領(lǐng)域。而空壓系統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40%，因此空壓系統的節能對于國家的可持續發(fā)展具有重要意義。
在紡織廠(chǎng)等一些工業(yè)車(chē)間的空壓站內，空壓機電機的發(fā)熱量很大，尤其是在夏季站房?jì)鹊臏囟饶苓_到40℃以上，無(wú)法滿(mǎn)足《工業(yè)企業(yè)衛生標準》、《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》和《壓縮空氣站設計規范》的要求。由于在空壓站內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)結合作為一種新型空調方式用于空壓站房?jì)拳h(huán)境通風(fēng)降溫，并做了相關(guān)測試。本文對該工程的測試結果進(jìn)行分析，并從經(jīng)濟性方面與傳統的機械制冷空調做了計算比較，討論這種新型空調方式在空壓站的適用性與節能效益。
2、壓縮空氣與直接蒸發(fā)冷卻結合用空壓站內降溫
2.1、高壓噴氣填料蒸發(fā)冷卻空調機組測試與能耗分析
該空調機組設置在西安某紡織廠(chǎng)的一個(gè)空壓站內，在夏季為站房?jì)瓤諌簷C電機通風(fēng)降溫或向站房?jì)戎蛋嗍宜惋L(fēng)。該空調機組包括高壓噴氣段、填料段和送風(fēng)段3部分:在高壓噴氣段內壓縮空氣通過(guò)節氣噴嘴噴射膨脹與室外新風(fēng)混合，作為一種“氣體吸濕劑”對新風(fēng)進(jìn)行預冷和除濕;填料段內設置金屬鋁箔填料，通過(guò)布水系統淋水對空氣進(jìn)行等焓降溫處理，最終在送風(fēng)段內由送風(fēng)機輸送至空壓機電機上方或值班室內。
2.1.1、空調機組的制冷量計算
通過(guò)在夏季對該機組的實(shí)際運行情況測試，得知當氣風(fēng)比(壓縮空氣量/被處理新風(fēng)量)為2.2%～2.5%時(shí)，壓縮空氣對新風(fēng)的預冷效果和對其后直接蒸發(fā)冷卻效率的提高最為經(jīng)濟。具體測試數據如表1所示，表中數據為某一測試時(shí)間段的平均值。
表1 高壓噴氣填料蒸發(fā)冷卻空調機組測試表
5、結論
(1)在填料蒸發(fā)冷卻段前設置高壓噴氣段，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)冷卻空調運行功率比機械制冷空調低5.4kW，能效比約為機械制冷的4.3倍。而且采用蒸發(fā)冷卻對環(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)冷卻空調使用壓縮空氣的消耗，其綜合運行成本仍比機械制冷空調低12%左右。而在空壓站內生產(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)結合對空壓機吸氣口送風(fēng)，雖然消耗了少量的壓縮空氣，但使空壓機的性能效率有了很大的提高。夏季空調送風(fēng)時(shí)期，整個(gè)空壓站排氣量可提高69萬(wàn)m3，綜合運行成本可降低11.97萬(wàn)元，同時(shí)還對空壓機內部機械構件起到保護作用，減少保養維護成本;
(4)壓縮空氣作為一種“氣體吸濕劑”，與傳統除濕設備相比省去了再生環(huán)節的能耗，使用方便、占地面積小、成本低廉，能耗為轉輪除濕設備的1/2，具有一定的節能潛力，應在壓縮空氣源豐富的場(chǎng)合推廣使用。
