【技术】利用设备散热降低空调系统能耗的实践

中国纱线网  今天

文 / 杨道中 马本新
近几年来，随着国家对环境和资源重视程度的提高，高污染和高能耗的企业亟待整改。我公司积极响应号召，停开了公司为4万锭环锭纺和1 200头转杯纺冬季供热保暖加湿而配置的4 t级锅炉，制定了新的空调方案，对原有空调系统进行了改造。
1 改造前的能耗及成纱质量
我公司由传统的国有企业改制而来，使用的都是传统空调除尘设备，能耗大、环境差。通过对改制后3年的运转和相关数据的分析，发现每年的11月下旬至来年的4月，为了保证车间供暖加湿，1台锅炉平均每天消耗煤5 t、电450 kW·h、水20 t、维修费用200元，并需要维修和操作员工10人，5个月下来各项开支折合人民币分别为37．5万元、4．3万元、0．6万元、3万元和7．5万元，共计消耗50多万元。车间具体的温湿度控制情况见表1，成纱质量见表2。

通过分析论证，纺织车间各种设备中，散热量最大的是细纱设备，且排布紧密，自身散发的热量较大，可利用价值非常高。冬季，室外气温较低时车间内各工序之间存在温差。对于发热量较小的车间有时还会出现热量不足现象，这时就可以通过空调室和除尘设备风机抽取热量高的车间的热量进行补充。

2 散热量的计算方法和排热分析
2.1 设备散热量的计算方法
车间设备散热量可用下式计算式中：
Q=103nNpa
Q——机器散热量(w)：
n——机台数；
N——电动机实耗功率(kW)：
P——同时运转系数，即开动的机器与全部机器之比，P=0．85～0．95：
a——热迁移系数，即进入车问热量与总散热量之比，清梳工序a=0．9，细纱工序=0．9，其他工序。

2.2 排热分析
现将经过调查测试的部分纺机排风排热情况列于表3。

分析表3，可得出以下几点结论：
(1)排风温度高于车间温度，呈等湿(含湿量)升温增焓状态。
(2)车间设备自身因动能产生的热量大于空气中热量。
(3)可尝试合理利用纺织设备除尘及空调风机送吸风转移交换热量，把热量送到所需工序，使车间温湿度达到纺纱要求。

3  应用实践
3.1 改善车间保暖措施、降低热量散失
冬季的热量散失很大，公司10月份下旬就逐步采用新型的保暖材料密封门窗。对车间每道门制定了详细的规定，并且合理控制好人员进出次数，预先做好热量储存，使车间保暖措施合理到位。

3.2 充分利用清梳设备除尘系统回风
清梳除尘设备主风机的排风量为1.7×106 m3／h。根据热量测算分析，除尘回风温度达到18℃，相对湿度达到50％，可利用价值高。我们首先对清梳除尘设备系统进行了有针对性的改造，把主风机排风口改成三通式，并加装过滤器一台，把清梳主风机排风直接送入空调风道口，在不需要开空调室主风机的情况下，把除尘风机产生的排风量均匀地压入前纺车间各工序，达到循环利用。由于主风机排风口加装了一台过滤器，降低了回风的含尘量，经测算回风含尘量可达到国家二级标准，回风利用率可达到80％。但是在室外温度小于10℃，相对温度低于45％时，前纺如果没有含湿量的热空气补充，前纺车间温度不会超过18℃，相对湿度不会超过50％，达不到纺纱要求，这时只有利用其他工序的剩余热量进行补充，才能达到纺纱要求。

3.3 利用细纱工序剩余热量，合理补充缺热工序
(1)细纱工序是整个纺部设备中自身散热量最大的工序，占整个纺机设备总散热量的85％左右。经测算，进入细纱空调室的空气温度达到30℃以上，相对湿度能达到65％，若经过空调室的热湿交换，空气温度可达28℃，相对湿度能达到75％。空调室主风机的送风量为2.2×106m3／h。我们首先使细纱工序的部分热量流向前纺工序。，把前纺空调室的风道与细纱工序空调室的主风道串联起来并加装调节门，把细纱空调室主风机的送风量，分流出6×105m3／h，从空调室主风道均匀地送入前纺各工序，使前纺温度平均达到23℃，相对湿度达到60％以上，这样既满足了生产需要又稳定了产品质量，同时停开了前纺工序两套空调。

(2)细纱工序与络筒工序排热交叉循环回用。因络筒工序自身产热低，需补充热量，通过技术论证，打通细纱和络筒之间的风道隔墙加装调节门，使络筒风道达到可控联通，使细纱的热湿空气通过细纱主风机分流4×105m3／h风量送人络筒风道并均匀地压入络简工序，使络筒和细纱工序形成小范围空气循环，并且通过调节两车间隔门的隔距大小，来调节络筒车间的实际温湿度。由于络筒车间温度低于细纱车间温度，当细纱车间热湿交换后的空气进入络筒车间后，产生的回潮率大，我们停开了1台悬挂式空调和l套喷淋式空调，节约了大量的水资源和电能，络筒工序温度达到20℃左右，相对湿度达到80％左右。

细纱工序设备产生的热风通过分流只剩下1.2×106m3／h的送风量，进行本工序循环利用。通过实践证明没有对生产及产品质量造成影响，车间温度保持在27℃左右，相对湿度保持在63％左右。

3.4 效果分析
通过技术改造，结合实际运行效果，各车间整个冬季摆脱了对锅炉的依赖，而车间的温湿度相对于利用锅炉供热加湿时还有所提高，使生产和产品质量得到了保障。停开锅炉后车间的温湿度、成纱质量等相关数据统计如表4、表5所示。

通过车间设备自身热量利空调系统的改造，停开锅炉后取得了较显著的经济效率。
(1)纱线的强力、条干等指标，在配棉相同的情况下，维持原有水平。
(2)杜绝了使用锅炉而产生的污水和煤烟，有助于保护环境。
(3)车间的部分空调整合串联，前纺停开了2套空调、络筒车间停开l套空调，仅此一项5个月节约15万元左右。
(4)冬季停开了 4 t级锅炉，单此一项全年节约煤、水、电、人员工资合计50多万元。

4  结束语
(1)设备散热的正确使用、合理排放，不仅是提高空调效率的有效途径，而且是空调设计和运行管理中不应忽视的问题。

(2)采用排热原理设计的空调方案，由于合理利用车间热迁移，既减少了送风量，又降低了空调处理冷负荷，在冬季有效地保证了各车间对温湿度的要求。

(3)排热的交叉使用，以余补缺，既保证了车间温湿度又减少了能源消耗，具有可观的经济效益与社会效益。