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關(guān)于風(fēng)冷空調(diào)機(jī)組的節(jié)能
（蒸發(fā)式冷凝器噴霧節(jié)能）
關(guān)于風(fēng)冷空調(diào)機(jī)組的節(jié)能
（蒸發(fā)式冷凝器噴霧節(jié)能）
羅碧玉、程瑞端、姚傳彬
1、深圳市新怡節(jié)能科技有限公司，2、深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院。
摘要：本文提出了一種風(fēng)冷空調(diào)機(jī)組的節(jié)能方法：風(fēng)冷式冷凝器改為蒸發(fā)式冷凝器的新技術(shù)，風(fēng)冷空調(diào)機(jī)組高壓噴霧的節(jié)能方案，提出了傳統(tǒng)的空調(diào)噴霧節(jié)能，存在的通病，并分析歸納了空調(diào)風(fēng)冷冷凝器高壓噴霧需要解決的幾個(gè)問(wèn)題，對(duì)風(fēng)冷空調(diào)機(jī)組節(jié)能提供了重要的理論研究、實(shí)施數(shù)據(jù)和工藝。
關(guān)鍵詞：蒸發(fā)式冷凝器、顯熱、潛熱。
一、風(fēng)冷空調(diào)機(jī)組噴霧節(jié)能的原理：
1、應(yīng)用范圍：空調(diào)噴霧節(jié)能主要用于風(fēng)冷機(jī)組，通過(guò)噴霧把風(fēng)冷式冷凝器改為蒸發(fā)式冷凝器，使他的冷卻工況發(fā)生了變化，實(shí)測(cè)節(jié)能30~50%。
2、節(jié)能原理：由于蒸發(fā)式冷凝器的冷凝溫度隨濕球溫度而變化，一般濕球溫度 比干球溫度低6～8℃，這就意味著在同樣環(huán)境溫度下，使用蒸發(fā)冷凝器，可使冷凝系統(tǒng)的冷凝溫度下降6—10℃，夏季暴曬屋頂環(huán)境，可降低冷凝溫度10~15℃，與配冷卻塔的水冷冷凝器相比，由于它是直接與環(huán)境空氣換熱，可使系統(tǒng)和壓縮機(jī)節(jié)能30%以上。
3、顯熱與潛熱 ： 物體在加熱或冷卻過(guò)程中，物態(tài)不變，溫度升高或降低而吸收或放出的熱量，為“顯熱”。顯熱人能明顯的冷熱感覺(jué)，也可用溫度計(jì)測(cè)出來(lái)。例將水從20℃升高到80℃吸收到的熱量，叫顯熱。物體吸熱或放熱中，其物態(tài)發(fā)生了變化(如氣體變液體，液體變氣體)，溫度不變，吸收或放出的熱量叫潛熱。潛熱不能用溫度計(jì)測(cè)量出來(lái)，人體也無(wú)法感受到，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)計(jì)算出來(lái)。例水從100℃液態(tài)變?yōu)?/font>100℃氣態(tài)吸收的熱量就是潛熱。
4、蒸發(fā)式冷凝器：蒸發(fā)式冷凝器是利用噴霧吸收的蒸發(fā)潛熱，可以迅速帶走的大量熱量，是水直接冷卻，水溫變化的顯熱的上百倍；與直接風(fēng)冷相比，風(fēng)的傳熱性能比水相差甚遠(yuǎn)，風(fēng)冷機(jī)組的能效比更低。風(fēng)冷空調(diào)機(jī)組通過(guò)對(duì)室外機(jī)的噴霧，使風(fēng)冷冷凝器改為蒸發(fā)式冷凝器，提高空調(diào)機(jī)的能效比，是目前國(guó)內(nèi)外對(duì)風(fēng)冷機(jī)組節(jié)能的有效方法和發(fā)展方向。
5、節(jié)水：水冷式冷凝器1kg冷卻水能帶走4.6—6.9W的熱量，而1kg水在常壓下蒸發(fā)能帶走676W熱量，因而蒸發(fā)式冷凝器理論耗水量?jī)H為一般水冷式冷凝器的1%，實(shí)際上由于吹散損失、排污換水等，耗水量為一般水冷式冷凝器的5%—10%。
6、減少高溫、高壓故障，延長(zhǎng)設(shè)備壽命：我國(guó)長(zhǎng)江以南大部分地區(qū)，在夏季暴曬季節(jié)，屋頂溫度達(dá)45~55℃，這個(gè)高溫與干球溫度混合后，使空調(diào)機(jī)的冷凝溫度遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)工況的28~32℃，空調(diào)機(jī)出現(xiàn)高溫高壓報(bào)警！并嚴(yán)重超負(fù)荷！多次高溫、高壓報(bào)警，導(dǎo)致燒毀壓縮機(jī)。
二、高壓噴霧設(shè)備的特點(diǎn)：
1、傳統(tǒng)噴霧、高壓噴霧：傳統(tǒng)噴霧壓力低,沒(méi)有特殊的噴嘴和高效嚴(yán)格的水質(zhì)處理器,霧化效果差，有水滴流.未經(jīng)過(guò)嚴(yán)格過(guò)濾和水質(zhì)處理，當(dāng)噴霧停止時(shí)，冷凝器翅片很快腐爛，這是低壓噴霧的通病。
高壓噴霧采用意大利（或德國(guó)）柱塞泵，將經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器處理過(guò)的水，加壓至5~11ＭPa，再通過(guò)高壓管路輸送到噴嘴，在高水壓的擠壓下產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，以1~10μm水霧粒子，霧化噴射到冷凝器外表。
2、霧細(xì)：高壓微霧噴嘴每秒能產(chǎn)生50億個(gè)霧滴，霧滴的直徑僅為1～15μm，如幽谷仙霧，加濕降溫效果極佳。使用噴霧系統(tǒng)時(shí)，其目的在于所噴霧粒未接觸到地面，就能夠完全蒸發(fā)，達(dá)到此目的的方法是將霧顆粒變?yōu)橛∮?。霧粒越小，霧的表面積愈大，結(jié)果霧粒蒸發(fā)率愈高，所能達(dá)到的加濕效果愈好。此種噴霧系統(tǒng)產(chǎn)生的霧點(diǎn)直徑平均值約10微米(0.01mm)，由于體積小、重量輕，象自然霧般均勻擴(kuò)散漂浮，即使在相對(duì)濕度較高的地區(qū)也能完全被空氣吸收，充分發(fā)揮加濕的效果。噴嘴噴孔越小，噴出霧點(diǎn)越細(xì)，蒸發(fā)越快，冷卻效果越好。為使噴嘴免于阻塞，高品質(zhì)的水源供應(yīng)是必要的。
3、高效水處理:前置三級(jí)1~5μm粗濾裝備,后置為0.01μm物理膜精濾技,處理能力2000~5000L/H。
4、節(jié)能：霧化1公斤水僅消耗6W電功率，是傳統(tǒng)電熱加濕器的百分之一，是汽水混合式加濕器的十分之一。
5、可靠：高壓微霧加濕系統(tǒng)主機(jī)采用進(jìn)口工業(yè)型柱塞泵，能夠24小時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，噴嘴及水霧分配器無(wú)動(dòng)力易損部件，在高粉塵環(huán)境中不會(huì)損壞。
6、安全自動(dòng)泄壓：當(dāng)噴霧機(jī)停止工作時(shí)，機(jī)體自動(dòng)將高壓噴管的壓力釋放，防止噴頭滴水。
7、自動(dòng)缺水?dāng)嚯娤到y(tǒng)：防止因無(wú)水時(shí)泵空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，提高泵的壽命。
8、衛(wèi)生：高壓微霧系統(tǒng)的水是密封非循環(huán)使用的，不會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌的繁殖和二次污染。
9、加濕量： 加濕量大且噴嘴可以自由組合。加濕量從5kg/h~1800kg/h進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。加濕效率高達(dá)95%以上。
噴霧系統(tǒng)提供的是工業(yè)化的產(chǎn)品，也可以根據(jù)客戶的實(shí)際情況和具體要求，進(jìn)行個(gè)性化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。同時(shí)應(yīng)有全程的跟蹤技術(shù)服務(wù)：即從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售到安裝提供一條龍服務(wù)，并不斷收集客戶的反饋意見(jiàn)，隨時(shí)對(duì)產(chǎn)品出現(xiàn)的問(wèn)題予以解決，確?？蛻舭俜种俜判?。
三、高壓噴霧系統(tǒng)的安全操作規(guī)程：
1、本套噴霧降溫系統(tǒng)是以水的微霧化狀態(tài)噴出至空調(diào)冷凝器翅片上，吸收冷凝器翅片上的熱量，水霧吸收冷凝器中的冷凝熱量后迅速蒸發(fā)，從而達(dá)到降低冷凝溫度的目的。 噴霧系統(tǒng)主要設(shè)備配件包括：噴霧主機(jī)一臺(tái)、0.5~1m³水箱一個(gè)、四級(jí)水凈化裝置一套，控制箱一臺(tái)，壓力、溫度、濕度傳感器若干，電流或電壓感應(yīng)開(kāi)關(guān)、電磁閥、繼電器與風(fēng)冷空調(diào)主機(jī)數(shù)量相同。相關(guān)電氣控制一套以及銅管、噴頭若干。
2、主機(jī)系統(tǒng) ：包括一臺(tái)德國(guó)（或意大利）AR高壓柱塞泵體、一個(gè)主機(jī)水箱以及PLC電氣控制系統(tǒng)組成。柱塞泵電動(dòng)機(jī)P=0.75~3kW，電機(jī)繞組角形連接，額定電流為1.5~7A，電氣控制系統(tǒng)中設(shè)有相序保護(hù)和過(guò)載保護(hù)，以免損壞泵頭。泵頭里面的機(jī)油必須定期更換一次，并作好記錄。加機(jī)油從先從排油口把機(jī)油完全排盡，再將排油螺絲擰緊，把機(jī)油從機(jī)油口加進(jìn)去，機(jī)油加至視液鏡一半位置為準(zhǔn)。為了供水正常，主機(jī)內(nèi)設(shè)一主機(jī)水箱，并設(shè)有水位下限開(kāi)關(guān)，確保在無(wú)水情況下泵體停止運(yùn)行。在泵頭出水處即高壓水管處設(shè)有泄壓閥，在泵體停止運(yùn)行時(shí)泄壓閥開(kāi)啟泄壓，使得泵體在下次啟動(dòng)時(shí)輕載啟動(dòng)，減少磨損和堵轉(zhuǎn)。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)要經(jīng)常檢查。 整套噴霧系統(tǒng)的控制要求包括運(yùn)行模式、控制時(shí)段、噴霧時(shí)間等可以在人機(jī)界面----觸摸屏上設(shè)定。
3、電磁閥系統(tǒng)：本系統(tǒng)對(duì)空調(diào)主機(jī)噴霧通斷的控制取自空調(diào)主機(jī)的開(kāi)關(guān)信號(hào)，由每臺(tái)機(jī)的電磁閥來(lái)控制這臺(tái)機(jī)的噴霧。在風(fēng)冷空調(diào)主機(jī)開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)，相應(yīng)電磁閥線圈通斷電，這臺(tái)機(jī)組開(kāi)始或停止噴霧。在日常設(shè)備管理中要經(jīng)常檢查電磁閥，避免電磁閥損壞而影響空調(diào)噴霧。
4、凈水系統(tǒng)：本系統(tǒng)凈水裝置為4級(jí)過(guò)濾，包括1級(jí)1~5微米溶噴PP芯，2級(jí)燒結(jié)活性炭/1微米PP芯，3級(jí)椰殼顆?；钚蕴?/font>1微米PP芯，4級(jí)超濾0.01微米膜。系統(tǒng)在4級(jí)過(guò)濾體上裝有反沖排污閥，用以沖洗過(guò)濾芯，使其避免過(guò)濾芯太臟而影響水量和過(guò)濾質(zhì)量。在使用中應(yīng)不斷檢查，定期更換。
5、主機(jī)啟動(dòng)前檢查：合上主機(jī)電源總開(kāi)關(guān)，開(kāi)啟進(jìn)水閥，檢查主機(jī)水箱水位，調(diào)節(jié)壓力閥，使系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)高壓水管里面的絕對(duì)壓力達(dá)到0.5MPa左右。
6、PLC控制板開(kāi)關(guān)機(jī)條件：PLC控制設(shè)有進(jìn)風(fēng)溫度、濕度、水位開(kāi)關(guān)、壓力開(kāi)關(guān)和空調(diào)開(kāi)關(guān)機(jī)信號(hào)，當(dāng)溫度高于設(shè)定值，濕度低于設(shè)定值，水位開(kāi)關(guān)高于設(shè)定值，其中一臺(tái)空調(diào)機(jī)開(kāi)機(jī)，這些條件都達(dá)到時(shí)，柱塞泵開(kāi)機(jī)噴霧；當(dāng)溫度低于設(shè)定值，濕度高于設(shè)定值，水位開(kāi)關(guān)低于設(shè)定值，所有空調(diào)機(jī)關(guān)機(jī)，以上其中一個(gè)不滿足設(shè)定條件，主機(jī)就會(huì)停機(jī)，柱塞泵停機(jī)，停止噴霧。
四、高壓噴霧工程的機(jī)組及主要部件：
1.機(jī)組參數(shù)：
|
高壓主機(jī) |
額定流量 L/min |
工作壓力 (bar) |
額定功率 kW |
負(fù)載噴嘴數(shù)量 （撞針0.15mm） |
機(jī)組噪音 dB |
水處理 (μm) |
|
HR15-PLC300 |
15 |
＞100 |
3.0 |
150~200 |
50db |
0.01 |
|
HR24-PLC400G |
24 |
100-140 |
4.0 |
250~300 |
55db |
0.01 |
|
HR240-5.5 |
24 |
100-140 |
5.5 |
220~280 |
68db |
0.01 |
|
HR150-3.0 |
15 |
＞100 |
3.0 |
150~200 |
52db |
0.01 |
|
水處理系統(tǒng) |
1級(jí)：1-5微米溶噴PP芯 2級(jí)：燒結(jié)活性炭/1μmPP芯 3級(jí)：椰殼顆?；钚蕴?/font>/1μmPP或軟水裝置 4級(jí)：超濾0.01μm膜. 膜物理處理能力:2000L/h~3000L/h |
|||||
2、空調(diào)冷霧噴嘴系列參數(shù)：
|
型號(hào) HR-FD1-1/8 (撞擊式紅寶石) |
口徑(mm) |
冷霧噴嘴在40-140bar 壓力下的流量（L/h） |
|||||
|
40 |
60 |
70 |
80 |
100 |
140 |
||
|
15RP |
0.15 |
4.32 |
5.3 |
5.82 |
6.36 |
7.14 |
8.4 |
3、高壓銅管：
|
名稱 |
純度 |
規(guī)格 |
耐壓 |
材質(zhì) |
導(dǎo)電率 |
|
銅管 |
99.97% |
0.952×0.8 |
＞140 |
紅銅 |
|
|
|
|
1.90×1.0 |
＞140 |
紅銅 |
|
4、冷霧噴嘴：
陶瓷（或紅寶石）霧化噴嘴 、黃銅霧化噴嘴的詳細(xì)信息見(jiàn)后面資料。
材質(zhì)：多款； 是否提供加工定制：是； 適用范圍：全行業(yè)。
產(chǎn)品特點(diǎn):
噴嘴采用黃銅主體，內(nèi)嵌不銹鋼（或陶瓷、紅寶石）噴嘴芯和不銹鋼導(dǎo)流器，內(nèi)含防滴漏裝置，液體在10~110kg/cm²的水壓之下，高速流動(dòng)，在導(dǎo)流器中形成一個(gè)離心旋渦，從噴孔中噴出極細(xì)微的空心式霧粒。使用特氛龍灘網(wǎng)，霧粒粒徑僅為3-5微米，此種噴嘴噴孔是使用進(jìn)口精密激光打孔機(jī)打孔，孔徑在0.1mm~0.5mm之間，通過(guò)噴嘴的不同組合，可以有效的調(diào)節(jié)加濕量和噴霧效果。該噴嘴的特點(diǎn)是不易堵塞，耐磨性好，噴霧均勻，可以有效的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，制作精良，成本低廉。該產(chǎn)品廣泛用于紡織廠加濕，鹽霧試驗(yàn)，庭院人造景觀、畜牧業(yè)降溫消毒及其它加濕場(chǎng)所。由專業(yè)廠家生產(chǎn)各類霧化噴嘴功能有：紡織廠加濕噴嘴，霧化噴嘴、霧化加濕、微霧化噴嘴、霧化降溫、嵌入式噴嘴，材質(zhì)有：紅寶石噴嘴、陶瓷噴嘴、黃銅噴嘴、撞擊式紅寶石噴嘴、不銹鋼噴嘴，規(guī)格有：0號(hào)，1號(hào)，2號(hào)，3號(hào)，4號(hào)，5號(hào),特殊功能有：除臭噴嘴，霧化噴嘴，人造霧噴嘴，自然霧噴嘴，冷霧噴嘴。
常用噴頭規(guī)格選型：
0號(hào)霧化噴頭，孔徑0.10mm、壓力10～70kg／cm?、噴霧量10～25cc／min；
1號(hào)霧化噴頭，孔徑0.15mm、壓力10～70kg／cm?、噴霧量20～46cc／min；
2號(hào)霧化噴頭，孔徑0.20mm、壓力10～70kg／cm?、噴霧量49～89cc／min；
3號(hào)霧化噴頭，孔徑0.30mm、壓力10～70kg／cm?、噴霧量80～145cc／min;
4號(hào)霧化噴頭，孔徑0.40mm、壓力10～70kg／cm?、噴霧量95～178cc／min;
5號(hào)霧化噴頭，孔徑0.50mm、壓力10～70kg／cm?、噴霧量130～243cc／min.
注：霧化噴頭孔是精鉆研磨孔，非激光孔請(qǐng)購(gòu)時(shí)注意二者的差別！系統(tǒng)安裝需配套高壓管路管件：如三通，單噴座，雙噴座，直通，彎頭，未端堵頭等，由專業(yè)做加濕霧化噴嘴和其配套管路件產(chǎn)品的公司生產(chǎn)，其特點(diǎn)是高壓微霧系統(tǒng)采用的是直噴式，該噴嘴的特點(diǎn)是不易堵塞, 耐磨性好，噴霧均勻，可以有效的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，其霧化直徑為3~10微米,通過(guò)噴嘴的各種組合，可以有效的調(diào)節(jié)加濕量和噴霧效果?？ㄌ资礁邏航宇^廣泛用于銅管，不銹鋼管，PE管尼龍管等管道和管件的聯(lián)接，特點(diǎn)耐高壓，安裝方便快捷，價(jià)格適宜,配件通用互換。
管件接口螺紋：unc.10/24、unc.12/24、1/8NPT。
五、風(fēng)冷空調(diào)機(jī)組高壓噴霧工程案例：
羅碧玉，電話：13603003243，地址：深圳市橫崗沙荷路66號(hào)
六、高壓噴霧控制、系統(tǒng)原理圖
羅碧玉，電話：13603003243，地址：深圳市橫崗沙荷路66號(hào)
參考文獻(xiàn)：
- 《工程熱力學(xué)》AM李特文著 高等教育出版社
- 《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第二版）陸耀慶北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版2008年
- 《節(jié)能技術(shù)與市場(chǎng)》深圳市節(jié)能專家委員會(huì)、深圳市節(jié)能專家聯(lián)合會(huì)
- 《深圳市暖通空調(diào)制冷學(xué)術(shù)會(huì)論文集》深圳市制冷學(xué)會(huì)深圳市土木建筑暖通空調(diào)委員會(huì)
5、《全國(guó)暖通空調(diào)制冷學(xué)術(shù)論文集》中國(guó)建筑學(xué)會(huì)暖通空調(diào)分會(huì)中國(guó)制冷學(xué)會(huì)空調(diào)熱泵專業(yè)委員會(huì)
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