空气调节方式

空气调节方式（精选3篇）

空气调节方式 篇1

1 引言

工厂空调系统节能技术研究与应用对于企业发展具有重要的节能降耗与经济意义, 同时也是符合国家目前的环境保护和可持续发展政策。卷烟企业工艺生产过程中产热、产湿、产尘, 车间面积较大, 负荷影响因素较多, 经常24小时连续生产, 且恒温恒湿控制精度较高, 空调系统相对复杂。如何更好满足车间温湿度及空气品质的要求, 同时又尽可能地减少能源的消耗, 本文进行了深入浅出的分析, 提出现有节能研究的不足之处及今后的研究方向, 且结合工厂实际, 提出了几项具有可实施性的节能措施。

2 系统简介

2.1 空调系统简介

烟厂动力中心为工厂各生产过程提供能源保障, 负责工厂主要能源的过程控制。空调运行过程耗用大量电、水、蒸汽等一、二次能源, 是工厂能耗中的重要组成部分。对于卷烟企业, 空调系统的能源消耗来自如下几个方面:

从上述烟厂冷冻空调系统的流程图上可以看出, 空调系统的能耗归根结底分为三种能耗:电能、软水和锅炉燃烧天然气的消耗。因此, 烟厂空调系统的节能研究与应用就是要解决如何降低电能、软化水和天然气消耗的问题。

2.2 空调系统多工况控制策略

空调节能的三大原则: (1) 最大限度利用室外新风冷源; (2) 最大限度减少制冷机运行周期; (3) 最大限度减少蒸汽和电力消耗。

文章提出的空调系统全年多工况控制策略节能方法, 自2012年度已在我厂空调系统运行中运用。全年多工况控制策略是指在全年某一特定时刻的室外气象条件和车间热湿负荷条件下, 能否选择最合理、最节能的热湿处理流程及手段, 是卷烟企业空调自控系统能否保证温湿度精度及节能的前提条件。全年多工况控制策略将全年划分为若干个工况区域, 在每个工况区域内制定出一个最合理、最节能的温湿度控制模型, 保证全年各时刻的温湿度控制精度, 寻求空调系统的最佳运行方案。

空调温湿度主要控制参数有:

(1) 车间空气温度 (tn±△t, ℃)

(2) 车间空气相对湿度 (Φn±△Φ, %RH)

空调温湿度指标控制情况用制 (过) 程能力指数Cpk表示, Cpk值的大小反映了温湿度合格率的高低。

2.3 空调系统的节能潜力

由于烟厂车间的大部分设备产热量大, 空调系统大部分时间都要送冷风来维持工房内的温度平衡 (t S

根据上述分析, 在保证工房温、湿度的前提下, 空调系统从调节送风量和根据季节天气全年多工况调节这两个方面有着不错的节能潜力。

3 空调节能方案研究

3.1 技术方案一———空调系统变风量运行

空调系统中, 风机风量 (L) 与电机功率 (N) 存在以下关系:

当L1=0.8L0时, N1=0.512N0, 即当风量减小到80%时, 风机的功率减少了一半。

风机风量与电机功率关系曲线如下图所示:

因此, 在工厂的空调系统设计安装阶段, 空调风机选择变频风机, 在车间生产趋于平稳的情况下, 根据车间的温湿度波动不断优化空调系统的控制参数, 将风机变频器设置在40Hz~50Hz范围内, 当外界非极端天气时, 空调电机基本都保持在40Hz运行, 车间温湿度月均Cpk值达到1.33以上, 节约电能50%左右。

3.2技术方案二———全年多工况控制方式

采用全年多工况控制方式, 在过渡季节加大新风的利用, 辅助加热和加湿阀的操作, 缩短制冷机开启周期, 节约用电量。

注:温度分区时, 呆滞区设为±0.5℃;焓值分区时, 呆滞区设为±2KJ/Kg

3.2.1 一区:冬季加热加湿区

由于新风温度低于送风温度, 以蒸汽加湿阀为湿度调节手段, 蒸汽加湿阀热蒸汽所携带的热量正好可以提高送风温度, 减少加热阀的开度;温度调节通过调节加热阀来完成;当室内出现异常热量干扰时, 如加热阀已经完全关闭, 则通过提高新风量进行降温。

3.2.2 二区:过渡季, 冷却加湿区

由于室外新风的焓值也在室内等焓线以下, 蒸汽加湿过程中产生的温度升高情况可以采用适当开启新风阀来降低温度, 从而减少了表冷阀的使用, 缩短了制冷系统的开启周期, 节约了电能。

3.2.3 其他工况区域

对于其他工况区, (包括三区:过渡季, 冷却加湿区;四区:夏季, 冷却加湿区;五区:极端工况, 冷却除湿区;六区:极端工况, 冷却除湿区) 我们通过设备的实际运行状况, 总结出了卷包车间6台组合空调自动调节状态下各机段阀门开启的范围, 以及自控状态出现异常时, 手动开启阀门的建议调整范围, 有效的避免阀门的过度开启或开启不足可能造成的送风过热、过冷、送风带水或区域温湿度失控等状况。

3.3 技术方案三———提高冷冻水温度

经过分析, 发现整个制冷期当中, 夏季工况, 制冷系统基本已经为满负荷运转, 为保证工艺指标我们不做研究, 我们把此次项目的研究重点放在了过渡季节制冷系统的运行上。

根据制冷系统工作原理, 在满足室内空调效果的前提下, 随着空调冷水供水温度的升高, 冷水机组制冷剂的蒸发温度升高, 冷水机组的单位制冷量能耗降低。

设定不同的制冷机组供水温度, 在平稳运行2h后, 分别记录蒸发器蒸发温度状态, 如表3所示。由于冷水机组的最低设计蒸发温度不得低于2℃, 所以供水温度最低为5℃。同时, 考虑到高湿度天气下组合空调的除湿效果, 表冷器有效除湿温度不得高于10℃, 所以冷水机组最高供水温度为9℃。

按照公式

式中:

计算条件:制冷剂为R134a, 冷凝温度为40℃, 蒸发温度分别为2.41, 3.71, 5.00, 6.33, 7.63℃, 可以得到不同蒸发温度下制冷量单位能耗。

上表可以看到, 按照理想状态, 供水温度为9℃时要比供水温度为7℃时节能9.5%。因此, 最终选定供水温度为9℃。

4 改造后的节能效益分析

4.1 改造情况

4.1.1 重新调整空调风机的变频器设置, 天气温和时低频运行, 节约电能。

4.1.2对空调加湿阀、加热阀、表冷阀按照不同工况进行PID参数的优化, 保障空调送风温、湿度的稳定性, 保证工艺指标Cpk≥1.33, 并起到节约蒸汽和制冷机冷冻水冷量消耗的目的。

4.1.3回风阀和排风阀的开度根据风阀面积和新风阀的开度制订调节模式;新风阀全年调节最大开度为80%, 最小开度为20%;回风阀全年调节最大开度为100%, 最小开度为40%。

4.1.4 空调设备的加湿器按季节工况设置最大开度, 以防非干燥季节因超调将空气瞬间加温至过饱和状态, 导致送风中“飘水”现象。

4.1.5 在三至六区需开制冷机, 第一、二区停制冷机。

4.1.6 在过渡季节提高制冷机冷媒水的出水温度。

4.2 节能效果分析

4.1.1制冷系统

根据“天津卷烟厂能源管理系统”的制冷系统耗电记录, 我们将2012年10月份和2013年10月份做一个横向对比:

按照全年4个月的过渡季节计算, 全年节约用电量约68000k W·h, 按照0.88元/度计算, 折合人民币6万元。

4.1.2空调系统

(1) 变频器变频节能

卷包车间使用的空调由送风机和回风机两个风机, 送风机功率 (55k W) , 回风机功率 (22k W) 。由公式 (1) , 当L1=0.8L0时, N1=0.512N0, 即当风量减小到80%时, 风机的功率减少了一半。六台组合空调, 按照工业用电0.82元/k W·h, 每年有半年是非极端天气计算, 每年节约用电费用约合80万元。按照多工况方式只开启5台空调设备每年节省约66万元。

(2) 采用多工况控制方式, 减少空调开启台数节能

卷包车间使用的空调由送风机和回风机两个风机, 送风机功率 (55k W) , 回风机功率 (22k W) 。

按照六台组合空调计算:

(55+22) (k W) ×6 (台) ×24 (h) ×0.512=5677k W·h

按照工业用电0.82元/k W·h计算:

每天节省0.82×5677k W·h=4655元

按照每年有半年是非极端天气计算

每年节省4655×365×0.5≈85万元

5 结语

在室外环境温湿度相似、车间生产负荷变化不大的情况下, 采用多工况控制方式调节空调系统的运行状态, 在节能经济性与温湿度指标控制方面收到了非常显著的效果。

5.1

采用多工况控制方式, 卷包车间工房温、湿度Cpk同比上升14.0%, 较前年同期上升31.4% (2013年Cpk为1.79, 2012年Cpk为1.57, 2011年Cpk为1.34) 。

5.2

单工况控制方式受外界环境温、湿度影响较大, 工房温、湿度波动较大, 尤其在极端天气时需要手动操作, 受操作人员技术原因影响较大。

5.3

采用多工况控制方式, 过渡季节更多的利用了新风的参与, 除了带来的直接经济效益以外, 新风量的增大也加大了车间内的换气次数, 对于烟厂这种特殊工艺的车间, 增加换气次数对操作人员的身体健康是一个保障。

5.4

采用多工况控制方式, 空调系统的平均节电率为24.4%。

5.5

从节能投资收益分析, 采用多工况调节方式, 每年比未实施项目前平均节省电费157万元。

参考文献

[1]李先庭, 王鹏飞, 胡海峰, 等.合同能源管理在我国供热空调系统中的应用前景分析[J].制冷空调与电力机械, 2005, 26 (2) :1-5.

[2]付祥钊.夏热冬冷地区建筑节能技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2002.

[3]杜志敏.变风量空调系统故障特性分析与诊断[D].上海:上海交通大学, 2009.

[4]王刚.不同供水温度下冷水机组与水泵的总能耗[J].暖通空调, 2013, 43 (3) :96-98.

空气调节方式 篇2

空气调节机组(又称空调设备、空调器)，主要由制冷抚缩机、冷凝器、膨胀阀、直接燕发式空气冷却器(即蒸发器)、风机、空气过滤器等组成，并将其组装在一起，成为不同类型的定型设备，

空气调节机组可根据形式，用途和供热方式不同有多种类型。因为它具有独立的制冷(热)的能力，并能满足不同所需空调参数的要求，在空调中被广泛地使用在家庭居室、公共建筑和有特殊温湿度要求的房间使用。

空气调节机组具有安装方便、使用灵活等优点，在不具备设置大型的集中式空调系统的建筑物和家庭等房间内使用各类型空调机组(或空调器)会改善人们生活环境的质量和办公效率，

空气调节机组不需要机组以外的任何设备和管道，只需通入电源即可完成向室内送冷风(热风)或一定湿度和温度的恒定空调参数的气流。

空气调节机组(又称空调设备、空调器)，主要由制冷抚缩机、冷凝器、膨胀阀、直接燕发式空气冷却器‘即蒸发器)、风机、空气过滤器等组成，并将其组装在一起，成为不同类型的定型设备。

空气调节机组可根据形式，用途和供热方式不同有多种类型.因为它具有独立的制冷(热)的能力，并能满足不同所需空调参数的要求，在空调中被广泛地使用在家庭居室、公共建筑和有特殊温湿度要求的房间使用。

空气调节机组具有安装方便、使用灵活等优点，在不具备设置大型的集中式空调系统的建筑物和家庭等房间内使用各类型空调机组(或空调器)会改善人们生活环境的质量和办公效率。

高压氧舱空气调节的要求和特点 篇3

氧舱空气调节系统是保证病人在安全舒适的环境下治疗的一套系统。氧舱内的气体不同于环境大气, 舱内气体除初始状态逗留在舱内的环境大气外, 主要是用机械的手段将压缩气体 (氧气或空气) 从气瓶或贮气罐内向舱内加压, 从而形成高于大气压的氧治疗环境, 所以气源的品质是形成舱内气体质量的根源。对于氧气加压舱, 充入气体要求是医用氧气, 医用氧气的标准符合 GB8982的要求, 其中氧气纯度达99.5%, 水分≤70mg/m3, C02≤0.01%。而工业氧气的氧含量为98.5%-99.2%。

1 空气质量的要求。

对于空气加压舱, 向舱内供气的压缩空气经净化后要求达到的标准见表1。

2 压缩空气的净化指标。

压缩空气的净化指标不同于环境卫生指标它远远优于环卫指标, 这是因为居住环境存在有害气体的排放。密闭环境有害气体的允许浓度与人员退留时间相关, 密闭环境长期逗留条件下的卫生指标为:

二氧化碳 (CO2) ≤1%;

一氧化碳 (CO) ≤0.02%;

碳氢化合物≤100mg/m3。

3 有害气体的净化和排除方法。

(1) 气—液分离器。

气体压缩后溶于气体中的水分和油液的饱和度下降, 所以压缩空气中有大量油水将沉淀, 气液分离器是通过气体膨胀、减速、阻挡等方式, 使过饱和的油、水分离沉积而排出。气液分离器应安装在空气压缩机出口, 空气冷却器之后的管路中间。较好的分液器设有自动排污装置, 分液器内液位达到一定高度就自动打开排污阀。氧舱多数配套的分液器是人工排放式, 则要求分液器有一定的贮液容量, 其贮液容量应满足一次充气工作时间内空气中过饱和水量的贮存。每次空压机充气结束应将分液器中的油水排净。

(2) 空气过滤器。

空气过滤器内一般装填材料为无纺布 (或毛毡) 以及活性吸附剂。无纺布、毛毡用以过滤团体微粒和油、液;活性吸附剂用以吸附有害气体。如21号活性炭吸附人体臭味 (硫化氢、氨气) ;13号活性炭吸附蒸汽、硫化氢;15号催化剂是二氧化锰和氧化铜混合物, 吸附一氧化碳、一氧化氮、二氧化硫等烟气;钢三灰吸附二氧化碳。钻石灰是氢氧化钙颗粒上均匀地涂上了氢钠化钠稀溶液, 每公斤钻石灰可吸收二氧化碳235 L。

分子筛吸附剂是一种由胶粘土粘结在一起的沸石晶体组成, 以球状微粒形式经震动装填而成的滤清材料。根据不同的吸附对象选择不同微粒。如吸附CO2用5分子筛 (1=10-10 m) , 吸附水份用2.8分子筛, CO2的清除不论用钠石灰还是用分子筛都是很不经济且十分麻烦的, 因为钠石灰吸收要不断消耗滤清材料, 而分子筛吸附了一定量CO2后必须加温脱附, 对于一次逗留时间不长的氧舱治疗过程, 其中吸氧时呼出气体通过排氧管排至舱外, 所以除非像饱和潜水舱那样人员在密闭空间长期逗留的情况, 一般不对二氧化碳进行控制, 例如:某中型氧舱, 人均舱容 2m3, CO2允许浓度 1%, 人均 CO2释放量 22L/h。

则舱内环境达到允许浓度的时间:

τ=2×0.01/0.022=0.9h=54min

如前所述, 有害气体的允许浓度与人员逗留时间有关, CO2允许浓度1%是无限期逗留的指标, 而4天逗留的允许浓度为3%, 实际上 CO2 3%的浓度对氧治疗没有危害;反之由于CO2对人体的作用, 促使血管扩张, 呼吸频率加快, 有利于血氧张力的提高, 所以临床治疗上还有人为在呼吸气中加入约3%的CO2。

(3) 贮气罐分离法。

大、中型氧舱要求配有两组贮气罐, 交替使用, 一方面保证一定的气体储备量, 主要是有利于气体的冷却和分离, 进入贮气罐前虽然经过气液分离, 但是尚不能较彻底的除去空气中的油、水。热的气体进入贮气罐后热量被庞大的金属结构吸收, 溶解于热空气中的油、水液体就被冷却分离下来, 另一方面热的气流进入贮气罐时流速骤然下降, 也有利于液体的分离。被冷却、扩张减速后分离出来的油、液积聚在贮气罐的底部, 当贮气罐向舱内供气前必须将罐体底部的积液排放。否则在贮气罐供气降压过程中积聚的油液将再次汽化而进入压缩空气中。

(4) 选用无油空压机。

无油空压机的选用将大大减少气体压缩过程中碳氢化合物和油雾的污染。但是必须注意到, 无油空压机仅仅是减少了压缩过程的二次污染, 而压缩机吸人口的环境大气的优劣仍然影响压缩空气的质量。标准规定的压缩空气净化要求远远高于城市大气的品质, 加之机房环境的条件往往比大气还差。所以选用无油空压机后虽然减少了二次污染, 为达到标准要求, 分离和过滤净化设施仍然是不可缺少的, 即使大大减少了润滑油的污染, 管道微粒和空气中水分的凝结一点也没有减少。

(5) 环境气源的选择。

如前所述, 环境气源情况是压缩空气污染物的根源之一, 所以压缩机的吸入管道要选在远离机房或少污染的环境, 吸口滤网要定期检查和清洗, 小型空压机无吸入管道的, 直接从机房内吸气, 所以应注意机房的清洗, 并保持通风良好。机房周边环境不要靠近洗衣房、锅炉房、化验室和车道马路。

(6) 管路的清洗。

管路是压缩空气高速流动的通道, 由于经济条件的限制, 我国氧舱的空气管道多数采用无缝钢管, 管壁的锈蚀、施工焊接时的残渣、不适当的选用和安装垫片都是压缩空气的污染源, 所以安装管路前必须按GBJ235或CB/298要求除油除锈处理。

石棉制品是致癌物质, 空气管路中的密封垫片经常受气流冲刷, 所以不应选用含石棉的材料, 可选用橡胶、软钢纸、芳纶等非石棉密封垫片。

(7) 通风换气

通风换气是指在保持舱压稳定不变的情况下进行动态换气。空气加压舱的通风换气常用以降低舱内氧浓度, 而对舱内空气的净化也是十分有效的措施, 用优质的压缩空气不断置换舱内人体散发的二氧化碳 (CO2) 、氨 (NH3) 、硫化氢 (H2S) 等臭气。

值得注意的是, 在常压下的环境舒适条件, 对于加了压力的密闭容器内人的感受就有不同了。由于压缩空气的饱和含湿量很低, 人体呼出的湿气足以使舱内相对湿度提得很高, 而通风换气时进入的压缩空气流又是十分干燥, 所以在加、减压过程及通风换气过程中相对湿度是个变量。再之市场上出现的湿度仪表都是常压下标定, 不能满足压力舱应用, 故普通的湿度仪表不能选用。人体的舒适度感觉是综合因素的反映, 故通常氧舱空调重点是温度的调节, 而降温过程中也起到了除湿的作用, 通风换气也能降低舱内的湿度, 所以通常不再专门对湿度特殊处理。由于舱内气体密度的提高, 致使压缩气体的导热性比常压下有明显提高, 因此人体对温度的变化反映特别敏感。氧舱加减压工况中温度升高和降低的变化快, 如果空调负荷变化大, 在设计计算中与普通空调系统要求不同。

氧舱空调的特点, 首先是负荷变化大, 普通空调的热负荷一般包括:结构渗入热、人体热、室内照明热、窗户辐射热。用电设备发热、新风热、开门热等。氧舱空调的热负荷有很大区别, 舱内照度常采用外照明实现, 窗户小且不受阳光直接照射, 舱内用电设备少, 功率很低, 无开门热。但是突出的问题是气体状态变化引入的热负荷变化大, 舱内升压时贮气罐向舱内充气做功, 致使舱内空气压缩升压升温;减压过程中舱内气体膨胀, 对外作功而降低自身内能。这种负荷的变化往往在10～20 min内完成, 空调要克服这一负荷变化, 这是与普通空调所不同的。