自然冷卻技術的應用范文

本站小編為你精心準備了自然冷卻技術的應用參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《暖通空調雜志》2014年第七期

1控制系統

控制系統分別檢測室外新風、干燥回風、系統排風和系統送風的干球溫度和相對濕度（由可編程邏輯控制器PLC換算為含濕量），同時檢測送風、排風系統的靜壓、過濾器阻力、系統風量等，通過各控制單元可實現送風系統溫濕度及風量的穩定，達到最大程度的節能。具體控制流程如下（見圖2）：1）應用自然冷卻全部替代或部分替代除濕機時，先將風閥3關閉，同時開啟風閥1，2，實現原系統與改造后系統的切換。2）開啟送風機和排風機，依據設定的送風系統的含濕量，通過檢測回風系統和新風系統的含濕量，實現風閥6的自動調節，從而使送風系統的含濕量基本穩定在設定值。3）依據設定的送風系統的干球溫度，通過檢測回風系統和新風系統的干球溫度，實現風閥7和風閥5的自動調節，從而使送風系統的干球溫度基本穩定在設定值。4）通過檢測送風、回風系統的靜壓并與設定值進行對比，實現送風機和排風機的變頻調速運行。5）為了保證回風與新風混合，設置風閥4對系統壓力進行調整，保證系統穩定運行。該項目中，改造前干燥回風溫度為36℃，含濕量為12g／kg，除濕機溫度控制在17℃（溶液除濕機），送風含濕量為3g／kg。改造后空氣參數控制如下：在全部替代除濕機運行階段（室外空氣含濕量小于3g／kg），根據檢測得到的回風和新風的含濕量，通過風閥6的自動調節，使新風與回風部分混合，最終使送風含濕量達到3g／kg（新風含濕量逐時變化量很小，在運行過程中風閥6只進行微調）；根據檢測得到的回風和新風的干球溫度，通過風閥7和風閥5的自動調節，實現通過熱管式換熱器回收熱量的調節，最終使通過除濕機的送風干球溫度達到17℃（由于通過除濕機后還要進行再熱，新風與回風換熱后溫度越高越節能，但為了保持系統穩定，防止室外氣象參數的突然變化造成影響，目前仍將新風參數控制在除濕機運行時的參數），從而實現溫度與濕度的恒定控制，全部替代除濕機。在部分替代除濕機運行階段（3g／kg≤室外空氣含濕量≤12g／kg），風閥5自動關閉，新風與回風不再混合；當17℃≤室外空氣干球溫度≤36℃時，風閥7和風閥5全部開啟，新風和排風不再換熱，此時新風溫度介于除濕機出口控制參數和干燥回風參數之間，可減少除濕機的除濕負荷，實現部分替代除濕機。此外，由于室外氣象參數的變化，該項目控制系統設計中優先執行濕度控制（除濕能耗較大），在濕度滿足控制要求后再執行溫度控制。

2應用自然冷卻技術的時間

根據該項目的工藝參數，含濕量≤12g／kg且干球溫度≤36℃的氣象時間均為該項目自然冷卻技術的應用時間。根據《中國建筑熱環境分析專用氣象數據集》中給出的石家莊地區典型年室外空氣干球溫度和含濕量數據，全年可應用自然冷卻技術的時間為6733h（圖3回風含濕量控制線以下區域；圖4回風干球溫度控制線以下區域）。根據該地區的氣象數據，通過篩選，全年室外空氣含濕量小于3g／kg的時間為3184h，即自然冷卻能夠全部替代除濕機的時間為3184h（圖3濕度控制線以下區域）；室外空氣含濕量介于3g／kg和12g／kg之間的時間為3549h，即自然冷卻能夠部分替代除濕機的時間為3549h（圖3濕度控制線與回風含濕量控制線之間的區域）。

3節能分析

3.1應用自然冷卻全部替代除濕機的節能分析改造前除濕機的處理過程見圖5。被處理空氣由狀態1（比焓67．17kJ／kg）通過預冷卻處理至狀態2（比焓35．48kJ／kg），再通過除濕機吸收水分處理至狀態3（比焓24．77kJ／kg）。該項目除濕機的除濕量為600kg／h，除濕過程每h消耗冷量約722kW•h。除濕機吸收水分后需通過外供蒸汽進行再生，消耗蒸汽量為0．72t／h（廠家提供能耗數據，再生蒸汽能耗為除濕能耗的2．05倍）。改造后，系統增加一臺22kW的送風機和一臺18kW的排風機，在應用自然冷卻全部替代除濕機運行期間，通過熱回收裝置及控制系統，保證干燥空氣穩定在狀態點3，從而實現節能。改造前后的能耗對比見表1。從前面的分析可知，應用自然冷卻全部替代除濕機運行的時間為3184h，若在該時間段生產時間占70％，則可節約運行費用228元／h×3184h×70％＝50．82萬元。

3.2應用自然冷卻部分替代除濕機的節能分析應用自然冷卻部分替代除濕機時除濕機的處理過程見圖6。濕空氣由狀態1（16．5℃，7．18g／kg）處理至狀態2（17℃，3g／kg），每h消耗冷量170kW•h，除濕機再生需要蒸汽量為0．51t／h，其能耗情況見表1。由上面的分析可知，應用自然冷卻部分替代除濕機運行的時間為3549h，若在上述時間段生產時間占70％，則可節約運行費用121元／h×3549h×70％＝30．06萬元。因此該項目全年可節約運行費用50．82萬元＋30．06萬元＝80．88萬元。

3.3節能效果測試為了解該項目的實際節能效果，筆者對該項目進行了測試，測試條件如下：1）兩個工作日內分別采用自然冷卻技術和不采用該技術進行能耗對比；2）兩個工作日內室外氣象條件基本一致；3）兩個工作日內產品相同；4）控制參數相同（17℃，3g／kg）。2013年10月15日10：00至16日10：00不采用自然冷卻技術，2013年10月17日10：00至18日10：00采用自然冷卻技術，對兩個工作日內的能耗進行對比。兩個工作日室外氣象參數變化如圖7所示。采用人工抄表的方式進行測試，每h整點抄錄計量表，并記錄室外氣象參數。通過對比得出，應用自然冷卻技術后一個工作日共節電3064kW•h，節約蒸汽13．2t，折合能源費用4572元，平均每h節約能源費用190．5元，與理論計算結果基本一致。

4結語

該項目將自然冷卻技術應用于低溫干燥系統，給出了自然冷卻的控制策略，實現了工業干燥生產線的節能高效運行。由于室外氣象條件的變化，將自然冷卻技術應用于實際生產中時，必須結合工藝條件，通過各種優化控制手段，保證干燥空氣的參數穩定。結合對石家莊地區應用自然冷卻技術的時間統計和節能性分析，該項目每年可節約標準煤328t，減少CO2排放810t。該項目采用的自然冷卻控制策略在集中供冷的建筑領域也有一定的推廣價值。

作者：何鍵劉政柯劉玉泉欒洪亮單位：樂凱膠片股份有限公司