温湿分控优化方案在制药企业空调系统中的应用
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_设备管理与维修保养◆shebei Guanli yu Weixiu Baoyang
温湿分控优化方案在制药企业
空调系统中的应用
许桂生
(东北制药集团股份有限公司,辽宁沈阳110026)
摘要:结合实际的空调使用案例,分析了制药行业空调系统的结构特点以及能耗情况,为制药企业降低空调系统
的运行费用提供了参考。
关键词:温湿分控;空调系统;节能;冷热抵消
0 引言
在很多企业中,中央空调系统的能耗往往占到总
能耗的40% ̄60%,由此可以看出,空调系统具有很大
的节能潜力和节能空问。同样,在传统的药厂中,空调
系统的使用普遍存在以下问题:
(1)空调系统存在反季节运行问题,当室外温度低
于20℃时,往往还开着冷冻机;
(2)夏季空调既用冷冻水又用热水或蒸汽,冷热抵
消情况严重:
(3)工艺设备的冷却水(15~25℃)是采用常规制
冷机(7~12℃)经板式换热器换热得到的;
(4)生产过程有大量废热(汽)排放或余热产生,却
尚未被有效利用:
(5)全新风空调系统未能进行能量回收利用,浪费
情况严重。
1 空调实际使用案例
以目前我公司某车间的空调系统使用情况为例,
一次回风的温湿联控方案会大量使用蒸汽加热作为再
热热源,造成过度冷却和再热的双重浪费。而采用温湿
分控优化后的空调系统既能摆脱除湿对水温的依赖,
又能避免过度的冷却和冷热抵消(再热)现象,从而有
效实现空调节能。
52中国制药装备・2013年9月・第9辑 在原设计的AHU-1、AHU一2采用一次回风温湿联
控处理的方式中,其空气处理流程如图1所示,这种方
式存在夏季冷热相抵的不合理现象,往往造成夏季大
量再热量和制冷量的浪费,此设计方案的空气处理焓
湿图如图2所示。
30
p 20
10 图1空气处理流程图
1D4/(g/1k6g ̄8 10 12 18 14 16 2O 22 24
I/(kJ/kg)
图2空气处理焓湿图
根据此项目特点,将AHU一1、AHU一2改为温湿分控
方案,其空气处理流程如图3所示,新风预冷盘管完全
承担室外湿负荷,回风处设置一个再热盘管,这样,当
除湿完后的新风和回风混合时,若低于送风点,可再调
节回风处的加热盘管,对回风温度进行调节,从而达到
送风状态点,此设计方案的空气处理焓湿图如图4 ̄iff
示。采用此温湿分控的优化方案,可以避免除湿季冷热
抵消的耗能现象。
3O
.t ̄20
1O 图3温湿分控方案的空气处理流程图 S.A
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图4温湿分控方案的空气处理焓湿图
2优化前与优化后能耗量的对比
2.1 对比说明
2.1.1优化方案的针对性
关于本项目提出的优化方案只针对AHU一1、
AHU一2这2台机组,而且只针对夏季过程。
2.1.2优化方案的节能效果体现
优化方案的节能效果主要体现在2处:因为只须
处理新风,所以可以节省夏季冷量的消耗;因为利用
了回风中的热量,所以减少了夏季的再热量的消耗。
2.1.3机组的综合比较
AHU一1、AHU一2机组的综合比较如表1所示。
2.2 AHU一1机组不同方案的能耗对比
AHU—l机组优化前与优化后运行费用对比如表
2所示。
其中,AHU一1机组在使用过程中有以下需要注
意的地方:
(1)夏季按6℃送风温差确定设计送风温度;
(2)夏季空调及新风平均负荷分别按设计工况的 Shebei Guanli yu Weixiu Baoyang ̄设备管理与维修保养- !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!一
表1 AHU一1、AHU一2机组的综合比较 比较内容 AHU一1 AHU一2 备注
机组风量/ 优化前 40 000 45 000 设计条件 (m /tO 优化后
夏季 优化前 383 458 冷量/kw 优化后 345 424
夏季再热 优化前 42 47 按6℃送风温 量/kw 优化后 4 14 差估算数据
冬季一段 优化前 20o 225 加热量/kW 优化后
冬季二段 优化前 100 l15 加热量/kW 优化后
冬季 优化前 200 225 加湿量/kW 优化后
优化前 总电功率/kW 30 30 优化后
表2 AHU一1机组优化前与优化后运行费用的对比
优化前方案 优化后方案 计算参数 (一次回风) (温湿分控)
总送风量/(m,/h) 40 000 40 000
总新风量/(m,/h) 27 250 27 250
总回风量/(rnVh) 12 750 12 750
DB24℃/I H55% DB24℃/I I55% 室内设计工况 H50.23 kJ/kg H50.23 kJ/kg
DB31.4℃/WB25.4℃ DB31.4℃/WB25.4℃ 夏季新风进风工况 H77.9 kJ/kg H77.9 kJ/kg
DB29.1℃/RH61.7% 新回风混合后 H69.1 kJ/kg
DBl4.9℃/RH95% DB14.75℃/RH95% 除湿后工况 H40.4 kJ/kg H39.96 kJ/kg DB17.7℃/RH79.5% 新回风混合后 H43.25 kJ/kg DB18℃/RH78% DB18℃/RH78% 夏季设计送风工况 H43.55 IO/kg H43.55 kJ/kg 设计工况耗冷量/kW 383 345
夏季总耗冷量/MW・h 772 596
夏季总电耗/MW・h 257 199
总电费/万元 19.3 14.9
夏季电费节省/万元 4.4
夏季设计工况 再热量/kW 41.5 4.0
夏季节省再热能耗/kw 37.5
夏季节省再热蒸汽/t 155.5
节省蒸汽费用/万元 2.64
年节省运行费用/元 O 7.04
60%和70%计算;
(3)夏季供冷时间按180 d(4月15日一10月15日),
机电信息2013年第26期总第380期
53 一设备管理与维修保养◆shebei Guanli Yu Weixiu Baoyang
每天16 h运行统计;
(4)制冷系统的能耗比按COP3.0计算;
(5)平均电价按0.75元/kW・h计算;
(6)蒸汽价格按170元/t计算;
(7)这2种方案冬天总耗电量相同。
2.3 AHU一2机组不同方案的能耗对比
A 7—2机组在优化前和优化后运行费用的对比如
表3所示。
表3 AHU一2机组在优化前和优化后运行费用的对比
优化前方案 优化后方案 计算参数 (一次回风) (温湿分控)
总送风量/(m /h) 45 000 45 000
总新风量/(m /19 33 620 33 620
总回风量/(mVh) 11 380 l1 380
DB24℃/RH55% DB24℃/RH55% 室内设计工况 H50.23 kJ/kg H50.23 kJ/kg DB31.4℃/WB25.4℃ DB31A℃/WB25.4℃ 夏季新风进风工况 H77.9 kJ/kg 一H77.910/kg
DB29.55℃/RH61.9% 新回风混合后 H70.91 kJ/kg
DB14.9℃/RH95% DB14.8℃/RH95% 除湿后工况 H40.4 kJ/kg H40.1 kJ/kg
DB17.1℃/RH82.4% 新回风混合后 H42.66 kJ/kg
DB18℃/RH78% DB18℃/RH78% 夏季设计送风工况 H43.55 kJ/kg H43.55 kJ/kg 设计工况耗冷量/kW 458 424
夏季总耗冷量/MW・h 923 733 夏季总电耗/MW・h 307 244
总电费/万元 23.0 l8-3 夏季电费节省/万元 4.7
夏季设计工况 再热量/kW 46.7 13.6
夏季节省再热能耗/kw 33.1 夏季节省再热蒸汽/t 137_3
节省蒸汽费用/万元 2.33
年节省运行费用/元 0 7.03
其中,AHU一2机组在使用过程中有以下需要注意
的地方:
(1)夏季按6℃送风温差确定设计送风温度;
(23夏季空调及新风平均负荷分别按设计工况
60%和70%计算;
(3)夏季供冷时间按180 d(4月15日一10月15日),
54中国制药装备・2013年9月・第9辑 每天16 h运行统计;
(4)制冷系统的能效比按COP3.0计算;
(5)平均电价按0.75元/kW・h计算;
(6)蒸汽价格按170元/t计算;
(7)这2种方案冬天总耗电量相同。
从以上结果中可以看出,采用优化后的温湿分控
节能方案,AHU一1机组每年可节约运行电费7.04万元,
AHU-2机组每年可节约运行电费7.03万元。
3 结语
制药企业的空调系统采用温湿分控优化方
案,不仅能够极大地降低能耗,还针对医药洁净环
境的杀菌要求,提高了制药企业的室内洁净度。在
节约能耗提高企业经济效益的同时,又能保证药
品生产的质量。
收稿日期:2013-05—27
作者简介:许桂生(197o_-),男,辽宁人,工程师,研究方
向:暖通设备、水处理设备。