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靶式冲击流喷嘴热湿处理及间接蒸发冷却在纺织厂的应用研究

葛向荣  
【摘要】:纺织厂空调用电量大,能耗较高,在现今能源紧缺的情况下,这一问题更加突出。纺织厂经常采用喷水室处理空气,因为喷水室能将水喷成雾滴与空气直接接触,进行热湿交换,根据水温的不同可实现多种空气热、湿处理过程,同时还能洗涤净化空气。近年来空调喷水室技术一直在不断的推进发展,其中喷水室系统的关键设备——喷嘴,更是处于研究的中心地位。 靶式冲击流喷嘴就是近年来开发的新型喷嘴,具有效率高、不易堵塞、密度低等特点,特别适合纺织这类企业使用。本课题在大量实验的基础上对这种喷嘴进行了研究,首先介绍了测试实验台的改造过程,具体测试方法及数据整理。再根据喷水量性能曲线,结合实验测试,得出了这种喷嘴与常用离心式喷嘴喷水量的具体差别:单个喷嘴的喷水量比离心式喷水量大,但是其较低的喷排布置密度(3~4只/(m~2·排))及优良的热湿交换效率,使得喷水室使用靶式冲击流喷嘴能够节约10~30%的水量。最后在过渡季等焓加湿工况下对这种喷嘴的热湿交换效率进行了大量的测试,并利用Matlab软件处理实验数据,修正了之前得出的通用热交换效率经验回归公式,在此基础上,生成了不同影响因素关于通用效率的三维图形,结合图形直观地分析了不同因素的影响效果。 纺织厂空调对温湿度控制精度要求较高,尤其是相对湿度对加工工艺的影响特别显著,所以一般根据纺织纤维种类及加工工艺的不同要求上下误差不超过5%~10%。因此本文对靶式实验台在细纱车间长期使用以来,该车间的温湿度情况进行了研究,验证了这种喷嘴完全能满足细纱车间的要求,并且效果要优于离心式喷嘴。但是夏季想要仅依靠喷水室把车间温湿度处理到理想水平,还需通入冷冻水对空气减焓减湿处理,能耗较高,机械制冷费用昂贵。 间接蒸发冷却技术作为近年来炙手可热的空调技术,相比机械制冷,能耗大大降低;相比直接蒸发冷却,不会增加空气的含湿量,应用更为广泛。而纺织厂细纱车间断头吸棉工艺排风具有高温干燥的特点,若将工艺排风经过间接蒸发冷却器处理,温度会大大下降,而且含湿量不变。因此本课题对夏季纺织厂一细纱车间进行详细的负荷计算和分析,对比了逐时冷负荷算法和稳态算法计算纺织车间空调负荷的特点,然后分别计算了单独采用喷水室调节空气所需的制冷量和采用间接蒸发冷却技术后所需的制冷量,得出采用间接蒸发冷却技术后,车间所需制冷量减少了20%以上;最后结合实际情况,计算比较了这两种情况下的纺织厂投资和运行费用,得出采用间接蒸发冷却技术空调设备初投资有所增加,但运行费用较低,3年多即可收回初投资,效果良好。 本文的研究结果对靶式冲击流喷嘴的推广应用有一定的促进作用。这种喷嘴具有密度低、效率高、不易堵塞等优点,特别适合纺织厂、烟草厂等场合应用。同时本文对细纱车间采用间接蒸发冷却技术的节能探讨为纺织厂今后的改造和新建厂房提供了具有实际应用价值的节能设计思路。


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