空调系统采用变风量运行的节能研究

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　　摘要：本文根据目前卷烟厂中的空调系统的运行缺点和卷烟厂中的空调系统的特点，分析了在卷烟厂中使用变风量运行的可行性。和当前的用的风量调节方式做对比，得出了变频风量运行为节能的运行方式，并以实例证明了变频调速装置在经济上行的可行性。
　　关键词：卷烟厂 空调系统 变风量运行 变频调速 节能
　　
　　在我国目前空气的处理方式大多采用的是在烟草行业得到认可的喷淋带表冷的空气处理方式，这种空气的处理方式也得到了国家烟草局的大力推荐。空气处理设备则使用的是大型的空调机组，空气处理设备采用的是大型的空调机组，送风机则采用的是一次性回风全年的定风量运行，喷淋泵全年运行，冷冻水密封循环，表冷器负责空调的的全部负荷。这种空气处理方式因其多水管道路的要求简单，对水质污染程度较小，能够吸收车间内的部分烟气，能净化空气，保证车间内湿度较高的特点，也受到部分卷烟厂的欢迎，但是其也不利的一面，由于使用的是单风机定风量的运行，表现出的能耗高也是令人无法接受的。
　　
　　一、卷烟厂空调的特点和现状
　　(一)卷烟厂空调具有以下特点:
　　1、 卷烟厂的空调控制区域面积大，烟机设备的热负荷大，湿负荷小，空调系统的送风温差小，送风量大。
　　2、工艺对室内温、湿度的要求较高，属恒温恒湿空调。
　　3、卷烟车间的空气中烟尘浓度高。尤其是那些管理不当的卷烟车间，特别是当回风中的烟尘含量高时，必将影响夏季表冷器的正常使用。
　　(二)目前卷烟厂主要采用以下两种空气处理方式:
　　1，喷淋十表冷
　　卷烟厂以前使用的空气处理方式是淋水处理，喷淋水再次利用，这样水中就会含有各种杂物，必将影响冷冻机的正常工作。为了解决上述问题，避免回风中烟尘堵塞表冷器，于是提出了“喷淋十表冷”的空气处理方式。即先用自来水喷淋，对空气进行除尘和加湿，再进人表冷器进行冷却处理。
　　2，表冷+干蒸汽加湿
　　“喷淋十表冷”这种方式解决了表冷器堵塞问题，但也增大了空调系统能耗，同时也带来了污水处理问题。因此在90年代某些烟厂开始采用“表冷+干蒸汽加湿”的空气处理方式。
　　
　　二、卷烟厂空调系统采用变风量运行的合理性
　　卷烟生产中卷烟设备会产生大量的热量，车间相对的湿度小，因此空调必须加大送风量，风机也相对的提高了在空调系统的能耗比重。根据数据显示，卷烟厂的整个空调系统的耗电量中有1/3左右的电量适用于风机吹风的。此外，为了使装备空调系统的自动控制简化一些，大部分卷烟厂都是对空调使用一次回风的设置。当室外的空气的温度发生变化时必然会引起车间的冷负变化，这时空调系统采用的是定风量运行，这不仅增加了空调风机的耗能，还必须对其进行二次加热，这种冷热相抵，大大提高了空调的能耗。因此对其风量的调节范围空间也可以很大。所以，卷烟厂的生产车间的空调系统可以使用变风量运行，以达到节能降耗。
　　
　　三、 变风量运行中流量调节方式的优劣对比
　　改变流量的调节方式主要有多叶调节阀调节和风机变速调节。通常为了流量调节方便,一般在风机的出口装设多叶调节阀来调节流量,依靠关小多叶调节阀的开度来减小流量。由于多叶调节阀关小,使管网的阻力增加,流量减小。
　　由实践可知，节流后的功率N2比节流前的功率N1稍小些,但功率降低的速率比流量降低的速率要小得多,而且ΔH所对应的功率在节流中损失掉了,其损失的功率可以由下式计算出来:
　　
　　
　　如果采用改变转速的方法来调节风机的流量,则管道特性曲线不变,而风机的特性曲线却相应改变。H-Q曲线随着转速n的下降向流量和压头同时减小的左下方向移动(即图2的H′-Q′曲线),对应的消耗功率曲线N-Q也向下移动(即图2的N′-Q′曲线),流量从Q1减小为Q2,调节后的功率N2比调节前的功率N1降低了许多,其降低的速率比流量降低的速率大得多。这种调节没有节流损失,调节效率高。风机调节后节约的功率可由以下公式计算出来:
　　
　　陕西某烟厂的空调系统风机,过渡季节的流量为夏季的50%,如采用变速调节,其节约的功率的百分比,按(3)式计算得: ΔN/N1=1-(0.5/1)3=87.5%
　　由此可见，采用空调变风量运行的节能效果十分的客观。尽管这只是理论计算的结果，考虑到现实中的各种耗能，实际节约的电力会少些，但该烟厂如果采用的是多叶调节阀调节,其流量为最大流量的50%时,经计算仅节约24%的功率。由此可知，空调的风机变速调节风量要比多叶空调在节能方面优越的多。现在，变速调节的风机设备有很多种，如液力耦合器，电磁耦合器，变频调速器等多种变速方式，在这些中效率最高的是变频调速装置。其原因主要是由于降低了电源的频率,电动机的内耗大大降低,其它的调速装置不具备这个优点。现在变频调速技术日趋成熟,实际中已得到大量应用,其最大的优点是能适合风机实现无级变速。从以上分析可见,卷烟厂空调系统变流量运行中风量的调节应充分利用变频调速装置,以实现最佳的节能效果。
　　
　　参考文献：
　　[1]杨昌智,胡烨,孙一坚. 卷烟厂空调净化的新装置[J]现代节能, 1997
　　[2]孙一坚,俞递,杨昌智. 卷烟厂节能型空调系统的研究[J]制冷学报, 1994

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