技术 | 间接蒸发冷却器在集聚纺细纱车间的应用

今日新闻 2025年11月06日 17:47 3 admin

集聚纺细纱车间的设备密集、发热量大，夏季空调冷负荷高。为了控制生产成本，在条件允许的情况下，纺织企业往往以有限的地表水或井水作为冷源，采用传统喷淋室空气处理方式降温，导致车间回风温度过高，严重影响工人身心健康和纺纱正常生产。为此，需在喷淋室前增设间接蒸发冷却器，降低进入喷淋室的空气焓值，从而减小喷淋室的需冷量，达到车间降温、节能的目的。笔者结合实际工程设计实例，对间接蒸发冷却器在集聚纺细纱车间的应用作进一步分析和探讨。

1 间接蒸发冷却器节能原理

间接蒸发冷却器工作原理如图1所示，一次空气在间接蒸发冷却器和喷淋室的处理i-d曲线如图2所示。

一次空气表示进入空调室前的新回风混合空气或工艺排风，二次空气表示室外空气。二次空气经过循环水喷淋绝热加湿降温至湿球温度后，通过表面式换热器对一次空气进行等湿冷却，其状态由N变为 N1，降温后其焓值得以降低；处理过的一次空气进入喷淋室后状态再由 N1变为K。

与一次空气由N点直接处理到K点相比，喷淋室的需冷量ΔQ可节约：

一次空气温度越高，二次空气湿球温度越低，节能效果越理想。因此，从理论上讲，西北和华北地区纺织企业细纱车间空调室采用间接蒸发冷却器技术后节能效果更理想。

2 间接蒸发冷却器处理工艺回风的应用

2.1 安装间接蒸发冷却器前

洛阳白马集团有限责任公司细纱车间设计规模为3万锭集聚纺，配置2套空调系统，空调送风采用上送下排式，车尾工艺排风单独排放处理，每套空调系统设计送风量为1.8×105 m3/h，工艺回风量为7.0×104 m3/h，地排回风量为1.0×105 m3/h，车间换气次数为26次/h，夏季空调采用黄河滩地浅层地下水，供水温度为19.0 ℃，喷水量为150 t/h，喷水系数为0.69。

在未加装间接蒸发冷却器的情况下，夏季车间温度高达36.0 ℃，相对湿度高于60%，车间生产条件恶化，常出现胶辊缠绕、纺纱断头率增大等问题。

2.2 安装间接蒸发冷却器

由于细纱空调室设计预留有安装间接蒸发冷却器的位置，在夏季细纱车间温度偏高之际，公司决定在预留位置安装间接蒸发冷却器并比较不同方案降温效果。图3为间接蒸发冷却器一次风折流器。

间接蒸发冷却器的主要设计参数：通风面积为2.0 m×2.6 m，换热单元长度为3 m，采用六折单元，折板式通道为20组，每组换热面积为12.6 m2，总设计换热面积为252 m2。间接蒸发冷却器一次侧工艺排风迎面风速为3.60 m/s，设计处理风量为6.70×104 m3/h；二次侧新风设计风速为0.69 m/s，新风循环量为9.70×103 m3/h，蒸发冷却循环喷淋水泵流量为12.5 m3/h，换热器采用1Cr18Ni9Ti型不锈钢薄板焊接而成。间接蒸发冷却器安装剖面如图4所示。

2.3 方案设计

先对1个空调室改造安装间接蒸发冷却器，经过夏季运行，比较如下3种方案的降温效果。

方案1：工艺排风直接回用。空调工艺排风直接回用进入主喷淋室，利用深井水进行喷淋处理至机器露点后送入车间。

方案2：循环水间接蒸发。夏季利用循环水对室外空气进行等焓加湿降温后，通过间接蒸发冷却器对车间工艺排风进行冷却处理后，送入主喷淋室利用井水喷淋处理。

方案3：空调排水间接蒸发。采用经主喷淋室使用深井水喷淋后的排水直接在二次空气侧进行喷淋，对工艺排风进行间接蒸发冷却，然后再送入主喷淋室处理。

以上3种方案在夏季室外干球温度为35.0 ℃，湿球温度为27.4 ℃的条件下，其主要运行参数如表1所示。

2.4 方案选择

分析3种方案和表1中3种方案的主要运行参数，可得如下结论。

方案1：工艺排风和地排风混合后直接回用，由于车间装机功率的发热量全部回到空调系统中，致使车间工艺回风温度达45.0 ℃，喷淋室进风温度达38.5 ℃，在深井水量一定的情况下，空调室处理后机器露点达25.6 ℃，车间温度达34.0 ℃，相对湿度持续超过60%，车间为高温高湿状态，极易造成胶辊缠绕、纺纱断头率升高、生产效率下降。

方案2：二次侧采用循环水喷淋，用间接蒸发冷却技术处理工艺回风，使工艺回风温度降低8.3 ℃，和方案1直接回用工艺排风相比，可降低空调系统显热负荷187 kW。其计算方法为：67 000 m3/h÷3600 s×1.2 kg/m3×1.01 kJ/（kg·℃）×8.3 ℃，其中1.2 kg/m3为空气密度，1.01 kJ/（kg·℃）为空气比热。实践发现，采用工艺回风经过间接蒸发冷却后直接回用的方式，在相同喷水室喷水量的情况下，可使空调室机器露点达到24.0 ℃，车间温度稳定为33.5 ℃、相对湿度为58%，车间温度比不采用间接蒸发技术下降约0.5 ℃，但相对湿度低于60%，车间生产条件有改善。

方案3：在间接蒸发冷却段采用主喷淋室井水喷淋后排水直接喷淋冷却，由于空调排水温度为24.0 ℃，工艺排风经间接蒸发冷却器时两侧的温度差达到19.3 ℃，冷却后温度降低约11.0 ℃，对工艺排风的降温效果好，可使工艺排风温度下降与车间温度基本相同，约为32.3 ℃，基本接近车间回风温度，这样工艺排风的高温显热部分完全由间接蒸发冷却器处理。与直接回用工艺排风相比，降低空调系统显热负荷248 kW，计算公式为67 000 m3/h÷3600 s×1.2 kg/m3×1.01 kJ/(kg·℃）×11.0 ℃，空调室热湿处理总负荷最小，空调降温效果更明显。

结合表1并采用方案3，车间夏季最高温度可维持在32.1 ℃，相对湿度为57.5%，车间生产条件明显改善，纺纱断头率降低、生产效率提高，达到了较为满意的降温效果。

在空调室采用相同送风量、相同喷水量条件下，方案2相比方案1采用循环水间接蒸发冷却时降低空调室供冷量为：（92.4－87.3)/（92.4－75.8）×100%＝31%；方案3采用深井水的空调排水直接喷淋间接蒸发冷却时降低空调室供冷量为：（92.4－78.6)/（92.4－69.6）×100%＝60.5%。通过对比，可见方案3节能效果明显。

本微信节选自《纺织器材》2025年5期《间接蒸发冷却器在集聚纺细纱车间的应用》。

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