溴化锂吸收式联供制冷系统用作纺织厂空调的探讨

纺织厂空调系统能耗量占纺织厂总用能耗的40%左右.降低空调能耗是降低企业成本的一个重要途径.我国现有的企业能源利用率低袁大量工矿企业余热量没有合理利用.在余热和天然气价格合理的条件下袁采用溴化锂吸收式联供冷水机组系统代替电制冷系统可以有效地降低夏季空调制冷的用电量并节约能源.本文通过对比两种能源形式渊余热和燃气冤的溴化锂吸收式制冷与电制冷系统方案的一次能耗和经济性袁说明了溴化锂吸收式联供制冷系统具有较好的节能降耗前景.1溴化锂吸收制冷系统溴化锂吸收式冷水机组有多种能源匹配形式[1].根据纺织厂实际情况袁文中针对电厂余热和燃气两种能源形式袁分别选取了蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组和直燃型溴化锂冷热水机组制冷系统进行分析[2].1.1蒸汽型溴化锂吸收式联供冷水机组系统蒸汽型溴化锂吸收式联供冷水机组如图1所示.机组利用来自热电厂余热蒸汽的一部分热量作为能源进行制冷袁产生的冷冻水送到喷水室中供空调系统使用.机组的余热可用做生活热水袁达到能源的梯次利用袁从而达到节能的目的.另一部分蒸汽进入热交换器产生热水袁满足新风和回风混合后加热的需求袁处理到所需要的参数后送到纺织厂各个车间.1.2直燃型溴化锂联供冷热水机组系统直燃型溴化锂联供冷热水机组构成如图2所示.其利用天然气为能源进行制冷和制热袁生成冷水溴化锂吸收式联供制冷系统用作纺织厂空调的探讨李新禹1袁金星1袁肖树旺2袁陈杰1袁方桂珍1渊1.天津工业大学纺织学院袁天津300160曰2.天纺投资控股有限公司袁天津300308冤摘要院采用两种能源形式渊余热和燃气冤的溴化锂吸收式联供制冷系统代替电制冷系统用于纺织厂空调袁在夏季全天运行的工况下进行了试验.针对一次能耗率和经济性问题比较了溴化锂制冷系统的应用效果.结果表明袁蒸汽型溴化锂吸收式制冷系统的一次能耗率较低袁大型直燃型溴化锂吸收式制冷系统具有良好的经济性袁两者均优于电制冷系统.关键词院溴化锂吸收式制冷曰纺织厂空调曰节能曰经济性中图分类号院TS108.61曰TB69文献标识码院粤文章编号院员远苑员原园圆源载渊圆园园8冤园1原园园27原园4DiscussiononLithium-bromideabsorptionchillerappliedinairconditioningsystemfortextilemillLIXin-yu1袁JINXing1袁XIAOShu-wang2袁CHENJie1袁FANGGui-zhen1渊1.SchoolofTextile袁TianjinPolytechnicUniversity袁Tianjin300160袁China;2.TianjinTianfangInvestmentHoldingCoLtd袁Tianjin300308袁China冤Abstract院TheLithium-bromideabsorptionchillerswhichcontaintwokindsofenergyforms(scrapheatandgas)takestheplaceofthecompressionsystemintheairconditioningsystemoftextilemillandtheexperimentisdoneundertheconditionofsummerwhenitisrunallday.TheLithium-bromideabsorptionsystemswithiscarparedcompressionsystemintheeconomicbenefitandenergycostratio.TheresultsshowthattheenergycostratioofsteamLithium-bromideabsorptionsystemislowerandlarge-scaleofgasLithium-bromideabsorptionsystemiseconomical.Keywords院Lithium-bromideabsorptionchiller曰airconditioningintextilemill曰energysaving曰economical收稿日期院2007-09-03基金项目院天津市教委科技发展基金资助项目渊20041205冤作者简介院李新禹渊1964要冤袁男袁博士袁副教授.E-mail:[e-mail]第圆7卷第1期圆园园8年2月天津工业大学学报允韵哉砸晕粤蕴韵云栽陨粤晕允陨晕孕韵蕴再栽耘悦匀晕陨悦哉晕陨灾耘砸杂陨栽再Vol.27No.1February2008PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn天津工业大学学报第27卷和热水.冷水输送到喷水室中用于制冷袁热水输送到加热器以满足加热器对热量的需求袁被处理的新风和回风混合后依次通过喷水室和加热器袁处理到所需要的参数后送到纺织厂各个车间.为更充分地利用热量袁使用热交换器对直燃型溴化锂冷热水机组的排烟进行热量回收再利用袁产生生活用热水.2系统能耗分析模型系统能耗采用一次能耗率作为评价标准.一次能耗率是指一次能耗量与输出能量的比值袁可以直观地反映各种系统的能耗水平.一次能耗率越大袁系统越不节能袁反之则节能.2.1蒸汽型溴化锂吸收式联供制冷系统能耗分析模型在此系统中袁吸收式制冷机与热交换器的热源是余热袁为低品位能源袁需折算为一次能源进行比较.首先引用燃气轮机原余热锅炉系统滋值的概念[3].在该系统中袁滋表示每kJ燃料燃烧产生的高位热能相当于燃气轮机排气处低位热能的kJ数.通过理论分析得出燃气轮机的滋值计算公式[4]院滋=1Qf浊bD1渊h2-h1冤-PD2Cp渊tp-t0冤v渊1冤式中袁Qf为一次燃料热量渊kJ/h冤曰D1为余热锅炉产生的蒸汽量渊kg/h冤曰D2为燃气轮机排气量渊kg/h冤曰h1为余热锅炉给水焓渊kJ/kg冤曰h2为余热锅炉出口蒸汽焓渊kJ/kg冤曰P为燃气轮机发电功率渊kW冤曰浊b为非补燃余热锅炉效率曰v为燃气轮机发电热耗率渊kJ/渊kW窑h冤冤曰Cp为燃气轮机排气比热渊kJ/渊kg窑K冤冤曰tp为燃气轮机排气温度渊K冤曰t0为环境温度袁ISO条件下为288K.滋值反映了热电厂总的一次能耗在发电和供热两部分的分配问题.滋值越小袁说明发电部分所消耗的一次能耗占总能耗比例越少袁供热部分消耗的一次能耗越多.反之袁滋值越大袁说明供热部分消耗的一次能耗占总能耗比例越少袁而发电部分所消耗的一次能耗越多.采用蒸汽型溴化锂吸收式制冷系统的一次能耗率Rq为院Rq=Qhc/渊滋浊hs冤+Wa/渊浊e浊n冤Q0渊2冤式中袁浊e为发电厂效率曰浊n为电网效率曰浊hs为供热效率曰Qhc为制冷机所需的热能渊kW冤曰Q0为制冷系统的制冷量渊kW冤曰Wa为溴化锂吸收式制冷系统的耗电量渊kW冤曰Qhc/渊滋浊hs冤表示制冷机组所耗热能的一次能耗量渊Wa/渊浊e浊n冤冤表示制冷机组所耗电能的一次能耗量.2.2直燃型溴化锂吸收式制冷系统能耗分析模型直燃型溴化锂吸收式制冷系统发生的一次能耗率Rn为院Rn=Qhn+Wa/渊浊e浊n冤Q0渊3冤式中袁Qhn为制冷机消耗天然气的燃烧热能渊kW冤.2.3电制冷系统能耗分析模型采用电制冷的一次能耗率Rc为院Rc=W/渊浊e浊n冤Q0渊4冤式中袁W为电制冷机的耗电量渊kW冤.3实验方案及分析3.1实验设备选配纺织厂现有的空调系统是离心式电制冷系统袁其设备型号见表1.根据该纺织厂冷负荷实际情况袁选取了多种吸收式制冷机组类型进行优化匹配[5袁6]袁详细设备类型选择见表2.随季节的不同袁纺织厂负荷变化幅度较大袁机组忆忆忆忆忆图1蒸汽型溴化锂吸收式联供冷水机组系统图Fig.1SteamLithium-bromideabsorptionsystem图2直燃型溴化锂联供冷热水机组系统图Fig.2GasLithium-bromideabsorptionsystem蒸汽回风流量计热交换器喷水室回风流量计喷水室热交换器可用作生活热水排烟制冷制热温控阀天然气直燃型冷热水机组新风加热器送风加热器送风温控阀余热可用作生活热水吸收式制冷机新风28要要PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn第1期表1电制冷系统设备选择Tab.1Chooseofelectricalairconditioningsystem配型选择野3大+1小冶的匹配模式.这样既可以满足低负荷时的负荷供给要求袁又可以满足纺织厂对最大冷量的需求袁以求最大限度地节约能源.3.2纺织厂夏季负荷夏季是纺织厂空调负荷最大的时段袁通过对天津某纺织厂的空调系统进行逐时监控袁得到纺织厂8月份空调运行的相关记录袁现取其日平均值作为研究基准.图3耀图6分别是该厂8月份日平均冷负荷尧冷却水循环量尧冷冻水循环量和补水量变化曲线.通过对图3至图6的分析可以看出袁纺织厂空调系统在所记录日期的运行过程中袁由于室外环境条件变化较大袁而纺织厂对工作条件的要求相对比较高袁使日均冷负荷变化较大袁最大值与最小值之间甚至相差10倍以上.这就给制冷机组提出了较高的要求袁如果制冷机组调节能力不强袁势必会造成大量的能源浪费曰如果冷负荷余量计算得太多袁又会增加很多不必要的初投资和日后工作的管理费用.妥善的解决此类表2溴化锂吸收式制冷机组类型选择Tab.2ChooseofLithium-bromideabsorptionsystem设备名称型号台数制冷机组LC240-PLCS420-PLCS360-P121冷冻水泵KQSN350-M13/357(T)KQSN350-N13/361(T)KQSN300-N9/356311冷却水泵KQSN300-M13/348KQSN350-M13/35714机组选择型号台数淤16JH10616JH15913于SXZ8-291DFSXZ8-465DF13盂SXZ6-291DFSXZ6-465DF13榆SXZ4-349DFSXZ4-407DF13直燃型冷水机组虞13愚BZ300峪BZ1000峪11蒸汽型冷水机组ZX349ZX465注院淤为联合开利渊上海冤空调有限公司生产的蒸汽单效型溴化锂吸收式冷水机组曰于尧盂尧榆为江苏双良空调设备股份有限公司生产的蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组曰虞为江苏双良空调设备股份有限公司生产的直燃型溴化锂吸收式冷水机组曰愚为长沙远大空调有限公司生产的直燃型溴化锂吸收式冷水机组.图3日平均冷负荷Fig.3Meandailycoolingload图4冷却水循环量Fig.4Dailyfluxofcoolingwater图5日冷冻水循环量Fig.5Dailyfluxofchilledwater图6日补水量Fig.6Dailysupplyingwater1200010000800060004000200001471013161922252831日期3000250020001500100050001471013161922252831日期250020001500100050001471013161922252831日期3025201510501471013161922252831日期李新禹袁等院溴化锂吸收式联供制冷系统用作纺织厂空调的探讨29要要PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn天津工业大学学报第27卷问题成为选择机组的重要因素.3.3一次能耗分析以制冷量为11630kW尧滋=2.73尧发电厂效率浊e=60%尧电网效率浊n=90%尧供热效率浊hs=80%为计算基准袁分别对3类不同系统进行了理论分析袁得出各种系统的一次能耗率袁如表3所示.从表3中可以看出袁吸收式联供制冷机组与电制冷系统相比袁具有节能空间袁不过这种节能是有条件的袁不是任何吸收式制冷系统都比电制冷系统节能袁这与吸收式制冷采取的机组形式袁工质参数等因素有关袁合理选配这些影响因素袁吸收式制冷机组具有良好的节能潜力.3.4经济性分析一次能耗率是从能耗的角度考虑问题的.但若从机组电费尧供热费等因素的角度考虑袁就有可能是另外一种结果援而对于一个企业来说袁这种纯经济上的比较是需要考虑