现代纺织空调工程
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

第三节 纺织空调空气处理方法

与舒适性空调不同,纺织空调不仅要考虑工作人员的身体健康,还要考虑工艺对温湿度的需要,并且工艺对车间相对湿度的要求更为敏感。因此,纺织空调对空气的处理方法和要求与民用空调不同,应当以方便加湿和去湿为主。另外,由于纺织厂空气中含有大量的棉纤维粉尘,所以一般采用空气与水直接相接触的热湿处理方法,达到降温去湿、等焓加湿等热湿处理过程和洁净空气的目的。

纺织空调空气热湿处理的方法一般有喷水室处理空气、直接蒸发加湿、通风喷雾加湿等方法。而喷水室空气处理法可根据喷水温度的不同,实现多种空气热湿处理过程,且具有一定的空气净化能力,加之热湿交换效率高、价格便宜、方便管理等因素,成为纺织空调中最常用的方法之一。

一、空气与水直接接触时的热湿交换

空气与水直接接触时,根据水温不同,可以发生显热交换,也可以同时发生显热及潜热交换,同时伴随着质交换,即湿交换。纺织空调空气处理大多为显热、潜热及湿交换的混合过程。

1.空气与水直接接触时的热湿交换原理 以i1,d1和t1状态的空气流过无限大的敞口盛水容器水体表面,经过长时间的汽水充分接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度,称为热力学湿球温度。该温度可以通过下式计算:

式中:i1——进入容器时空气的初始焓值,kJ/kg干空气

d1——进入容器时空气的含湿量,g/kg干空气

d2——离开水体表面时的含湿量,g/kg干空气

t2——离开水体表面时的温度,℃,接近于水体表面时的温度,即为热力学湿球温度,℃。实际工程上一般采用湿球温度计所读出的湿球温度近似代替。

t1——进入水体时空气的温度,℃;

经过长时间接触后的空气湿球温度和含湿量明显不同于主体空气温度及含湿量,产生数值差的原因就在于空气的热湿交换。水汽充分接触时,由于水分子做不规则运动,贴近水表面处存在一个温度等于水体表面温度的饱和空气边界层,当主体空气温度高于边界层温度时,热量向边界层传热;反之,向主体空气传热。当主体空气内水蒸气分压力大于边界层水蒸气分压力时,水蒸气向边界层渗透,称为凝结;反之,向主体空气迁移,称为蒸发。

如上所述可知,温差是空气—水热交换的推动力,而水蒸气分压力差是空气—水进行湿交换(或质交换)的原动力。

空气—水之间的总热交换量可用下式求得:

式中,Qx和Qq分别表示显热交换量和潜热交换量。

空气—水之间的湿(质)交换量可用下式计算:

式中:Gq——湿交换量,即水蒸气蒸发量和凝结量;

σ——传湿系数,kg/(m2·s)或kg/(m2·h);

d——空气中的含湿量,g/kg干空气

db——水滴表面饱和空气中的含湿量,g/kg干空气

F——汽—水湿交换接触面积,m2

2.空气与水直接接触时的热湿交换过程 利用喷水室喷淋水处理空气,当空气流经水滴表面时,水滴表面的饱和空气层与主流空气之间通过混合与扩散,从而使主流空气状态发生变化。若假定空气与水接触的时间无限长,喷淋水量无限大,则理论上全部空气通过喷水室后均能达到饱和状态,并且等于水的温度。喷淋的水温不同,空气的变化状态也将不同。若以A点表示被处理空气的初状态点,tW表示喷淋水的温度,在上述假设条件下,根据水温的不同,空气状态的变化过程可分为以下七种典型过程,如图3-4所示。

(1)A-1过程。用低于空气露点温度的水喷淋空气时,空气的终状态点到达点1,空气温度降低,含湿量减少,实现减湿冷却过程。

(2)A-2过程。以等于空气露点温度的水喷淋空气时,空气将沿等湿线冷却,终状态点将到达点2,实现等湿冷却过程。

(3)A-3过程。以高于空气露点温度低于空气湿球温度的水喷淋空气时,空气的终状态点到达点3,此时空气温度降低,含热量减少,含湿量增加,实现减焓加湿过程。


图3-4 空气与水直接接触时的状态变化过程

(4)A-4过程。以等于空气湿球温度的水喷淋空气时,空气的终状态沿等焓线变化到达点4,此时空气的温度下降,焓值不变,含湿量增加,实现等焓加湿过程。在这个变化过程中,由于空气初始温度高于水温,空气将部分显热向水滴传递后使自身温度下降,同时,由于水滴周围边界层的饱和水蒸气分压力大于空气中水蒸气分压力,所以水滴得到从空气传来的热量后,使部分水变成水蒸气散发到空气中,空气被加湿,潜热量增加。由于水分的蒸发所需要的汽化潜热来源于空气的显热减少,后又通过水蒸气带到空气中,故空气被水处理时其自身的焓值保持不变。严格来说,由于水滴蒸发时将其本身所具有的热量也带入空气中,这个过程并不是完全的等焓过程,但由于其值较小,可忽略不计,工程上仍按等焓过程处理。纺织厂在春秋季采用循环水喷淋空气,即可实现等焓加湿过程,因为无论初始喷淋的水温有多高,经过一段时间喷淋后,理论上讲,水温都将等于空气的湿球温度。

(5)A-5过程。以高于空气湿球温度低于空气干球温度的水喷淋空气时,空气终状态点到达点5,此时空气的焓值增加,温度下降,含湿量增加,实现增焓加湿过程,这时水分蒸发所需热量部分来自于空气,部分来自于水。

(6)A-6过程。以等于空气的干球温度的水喷淋空气时,空气终状态点到达点6,此时由于空气的温度和水温相等,二者没有显热交换,空气的变化状态为等温加湿,水蒸发所需的热量来自于水本身。

(7)A-7过程。以高于空气干球温度的水喷淋空气时,空气终状态点达到点7,此时空气被加热加湿,实现升温加湿过程,空气的温升和水的蒸发所需要的热量均来自于水本身。

将上述七个过程整理,空气与水直接接触时典型变化过程特点见表3-20。

表3-20 空气与水直接接触时典型变化过程特点

在纺织厂空调室送风系统中,夏季由于室外气温高,含湿量大,尤其是在我国南方地区,空气在喷水室被水处理时的状态变化,大多为表3-20中A-7即冷却去湿过程,所以喷水室一般利用温度较低的地下水或冷冻站来的冷冻水对空气进行喷淋处理。在春、秋和冬季,由于喷水室的主要任务是加湿空气,空气状态的变化一般是属于上述第四种情况,在喷水室使用循环水处理空气,实现绝热加湿过程。

二、喷水室处理空气

喷水室是纺织空调中最常用的空气处理方法之一。

(一)喷水室的分类

纺织厂使用的喷水室根据空气的流向有卧式和立式;根据喷水排管的设置分为单级和双级;根据通过喷水室的风速分为低速和高速等。

1.卧式、立式喷水室 卧式喷水室的空气自一侧流入,经喷淋装置喷淋后,沿水平方向由另一侧流出。卧式喷水室便于布置喷淋排管、挡水板,可以根据风量和热湿处理的需要灵活布置喷水室,方便风机的安装和运行。有利于运行管理和维修,因此,纺织厂空调室大多采用卧式喷水室。

立式喷水室的特点是占地面积小,空气流动自下而上,喷水由上而下,因此,空气和水的热湿交换效果更好,一般在空调室位置有限、处理风量较小的场所,辅助加湿时使用。

2.单级、双级喷水室 采用一套喷淋系统的喷水室称为单级喷水室;将两套喷水系统串联使用,形成双级喷水室。此时空调用水可分别通过两级喷淋和空气进行热湿交换,因此,水的温升大,使用的水量减少,在使空气得到较大的焓降的同时节约了用水量,特别适合于天然冷源和要求空气焓降大的场所。纺织车间发热量大,要求的焓降大,又有较多的企业使用天然冷源,因此,双级喷水室在纺织厂得到广泛应用。

3.低速、高速喷水室 一般低速喷水室内的空气流速为2~3m/s,而高速喷水室的空气流速可达3.5~6.5m/s,高速喷水室的结构和低速喷水室类似,但为了增加空气的热湿处理效果,减少挡水板的阻力,需加装空气整流器(导流板)和流线型波形挡水板,并需在挡水板的中间加装接水槽。

(二)喷水室的构造和工作原理

1.喷水室的构造 常用的单级卧式低速喷水室结构示意如图3-5所示。它由导流板(又称整流器)、喷嘴、挡水板、喷淋池、水泵、滤水器、溢水器、检查门、防水照明灯、各种供(或回)水管和外壳等部分组成。


图3-5 卧式喷水室的构造

1—导流板 2—喷嘴 3—挡水板 4—喷淋池 5—供水管 6—滤水器 7—循环水管8—三通调节阀 9—水泵 10—喷淋管 11—补水管 12—浮球阀 13—溢水器14—溢水管 15—泄水管 16—防水照明灯 17—检查门 18—外壳

2.喷水室的工作原理 如图3-5所示,喷水室的工作过程是:被处理的空气以一定的速度(一般为2~5m/s)经导流板1进入喷水室,在喷水室与喷嘴2中喷出的水滴直接接触进行热湿交换,然后经挡水板3流出。从喷嘴喷出的水滴完成与空气的热湿交换后,落入喷淋池4中。池中的滤水器6和循环水管7以及三通调节阀8组成了循环水系统。补水管11、浮球阀12组成自动补水装置;溢水器13和溢水管14组成液位控制系统;而泄水管15、防水照明灯16和检查门17则是喷水室维护、检查检修时不可缺少的部件。纺织空调喷水室外壳18一般由混凝土结构浇筑而成。

(三)喷水室的热工性能

喷水室的热工性能是表征喷水室空气处理的能力,即在一定条件下(风量、水量、水温等),喷水室内空气—水的热湿交换能力。喷水室的热工性能包括全热交换效率、绝热交换效率、通用热交换效率、传热效率和热交换比等。其中,热工性能可以通过图3-6和图3-7的空气与水状态变换过程表示出来。

图中,各标示的含义如下:


图3-6 冷却减湿过程空气与水的状态变化


图3-7 绝热加湿过程空气与水的状态变化

ts1、ts2——处理前后空气的湿球温度,℃;

t1、t2——处理前后空气的干球温度,℃;

i1、i2——处理前后空气的焓值,kJ/kg;

t3——处理过程线与饱和线交点的温度,℃;

tw1、tw2——喷水的初温与终温,℃;

iw1——相当于喷水初温的饱和空气的焓值,kJ/kg。

1.全热交换效率η 对于除绝热加湿外的所有空气处理过程,全热交换效率均可以表示为:

2.绝热加湿效率ηa对于绝热加湿过程,绝热加湿效率也就是该过程的全热交换效率,即ηa=η。

3.通用热交换效率η′通用热交换效率也称为接触系数,它适用于所有的空气处理过程。

4.传热效率X 传热效率的表达式为:

5.热交换比Swu热交换比表示单位断面的喷水室冷量(Qo)与气水焓差(AED)之比,即:

式中:F——喷水室断面积,m2

(四)影响喷水室热湿交换效率的因素

由于喷水室处理空气过程的复杂性,影响喷水室热湿交换效果的因素很多,其中最主要的影响因素有:空气质量流速、喷水系数、喷淋排管特性、喷水室结构、空气与水的初终参数等。对纺织厂常用的空气处理过程来说,可以从以下几个主要方面来分析。

1.空气质量流速vρ 在喷水室处理空气的热湿交换中,空气和水进行着激烈的显热交换和潜热交换。由于空气的导热性较差,空气热交换主要依靠对流换热。实验证明,增大喷水室的流速,可增大热交换效率系数和接触系数,增强传热传湿效果,减少喷水室的断面,减少占地面积。但流速过大又会减少空气和水的接触时间,增大喷水室的阻力,增加挡水板的过水量,因此,能耗增加。由于空气经喷水室处理过程中温度的变化会引起流速的改变,因此,喷水室计算中采用空气的质量流速vρ比较方便。低速喷水室的质量流速vρ的范围是2.5~3.5kg/(m2·s),高速喷水室的质量流速为4.0~8.0kg/(m2·s)。在纺织厂空调设计时,若采用冷冻水喷淋,可采用高速喷水室;在采用深井水等天然冷源喷淋时,宜采用低速喷水室。另外,对于以加湿为主要目的喷水室,应适当增大空气和水的接触时间,增强加湿效果,因而不宜采用高速喷水室。

2.喷水系数μ(水气化)喷水室的喷水量常用处理每千克空气所用的水量,即水气比来表示,体现喷水室的喷水性能,即:

式中:W——喷水室的喷水量,kg/h;

G——喷水室处理的空气量,kg/h。

水气比越大,喷水室热湿交换越充分,空气的终状态越趋于理想过程;但水气比过大,水泵耗电量增加,喷水室阻力增大,系统能耗增加,因此,单纯依靠提高水气比来增加喷水室热湿交换效果并不理想。纺织空调节能运行实践表明,对于不同的空气处理过程,水气比的数值具有一定的范围,应经计算确定。一般对降温去湿过程,μ为0.75~0.85,对等焓加湿过程,μ为0.5~0.7。

3.喷淋排管特性 喷水室喷淋排管特性主要表现在喷嘴孔径、喷嘴密度、喷嘴排数、喷水方向、排管间距等方面,它们不同的选型与布置,对喷水室的热湿交换效果和空调系统的节能运行均有较大的影响。

(1)喷嘴孔径。喷嘴作为喷水室的主要部件,在其他条件相同时,其孔径的大小,对喷水室的热工性能影响很大。喷嘴孔径越小,喷水量越少,需要的喷水压力越高,则喷出的水滴越细,增加了空气和水的接触面积,热湿交换效果越好,此时水滴的温度容易升高,对空气的加湿有利,但不利于空气的冷却干燥过程,而且对于纺织厂来说,喷嘴孔径太小容易堵塞;反之,喷嘴孔径增大时,喷水量增大,水滴直径较大,接触面积减少,水滴温度不容易升高,有利于空气的冷却干燥过程,并且不易堵塞喷嘴。纺织空调常用的喷嘴孔径范围为2.5~6mm。不同型号的喷嘴,其喷水量、喷射锥角、水苗射程与喷嘴直径、喷嘴前压力、喷嘴结构等因素有关。常用FL型喷嘴规格与性能见表3-21。

表3-21 FL型喷嘴规格与性能

(2)喷嘴密度。每平方米喷水室断面上布置的单排喷嘴个数称为喷嘴密度。

喷嘴密度过大时,水苗互相重叠碰撞,不能充分发挥喷嘴的作用,需喷水量大,喷水室阻力增加;喷嘴密度过小时,喷嘴喷出的水苗不能覆盖整个喷水室断面,部分空气旁通而过,没有和空气接触,热湿交换效果降低。因此,喷嘴的密度和喷嘴孔径、计算喷水量、喷嘴的喷射锥角等因素有关,应经计算确定。一般纺织空调喷嘴密度为12~30个/(m2·排)。

(3)喷嘴排数。实验表明,双排喷嘴的热湿交换效率比单排的高,但三排喷嘴的热湿交换效果与双排相比,没有多少提高。因此,纺织厂设计时每级喷排多采用单排或双排喷嘴,当该级喷水量较小时,采用单排喷嘴;喷水量较大时,采用双排喷嘴对喷。

(4)喷水方向。喷嘴的喷水方向可采用顺喷和逆喷。顺喷时气流和喷嘴喷出的雾滴同向运动,空气和水接触时间长,加湿效果好;逆喷时气流和雾滴逆向运动,换热效率高,除湿效果较好。流体对流热质交换理论研究和实验均表明,在单级喷水室中,采用单排喷嘴进行喷淋时,逆喷比顺喷的热交换效果要好;采用双排喷嘴进行喷淋时,双排对喷比两排均采用逆喷或顺喷的热湿交换效果好,这主要是因为双排对喷使水苗能更好地覆盖喷水室断面,并兼有顺喷和逆喷优点的缘故。因此,纺织厂在采用双排喷淋时多采用对喷的方式,以提高喷水室热湿交换效果。顺喷和逆喷时空气和水的温度变化如图3-8所示。


图3-8 顺喷和逆喷时空气和水的温度变化

(5)喷淋排管间距及和喷水室其他构件间尺寸。实验表明,在使用双排喷淋时,无论是对喷还是顺喷,加大排管间距无助于提高热湿交换效果,所以从节约占地面积考虑,纺织空调双排喷淋时排管间距以取300~400mm为宜。此外喷淋排管距导流板和挡水板之间的间距对喷水室的热湿交换效果有一定的影响:距导流板太近,水苗容易喷在导流板上,影响空气的整流;距离挡水板太近,空气和水的接触时间缩短,不但降低喷水室的热湿交换效果,而且会增加挡水板的过水量。纺织空调常用喷水室构件间距如图3-9所示。


图3-9 纺织空调常用喷水室构件间距示意图

4.空气被水处理的热湿交换过程 对于一定的喷水室而言,空气与水的初、终参数决定了喷水室内热湿交换推动力的大小和方向,因此,改变空气与水的初、终参数,可以导致不同的热湿处理过程和结果。根据实验得出的结论,绝热加湿过程的热湿交换效率比冷却去湿时要高,也就是说,绝热加湿过程可以采用较小的喷水量。纺织厂空调一年四季有三季采用绝热加湿处理空气,了解喷水室这一特性对减少喷水量、节约能源非常重要。

(五)喷水室的热工计算

本书仅介绍常用的低速喷水室热工计算方法和过程。

1.喷水室的热工计算方法

(1)喷水室空气质量流速(νρ)。它表示单位时间内通过喷水室断面单位面积上的空气质量,其取值大小如前所述。

(2)喷水室空气处理过程和喷水室结构参数决定的η和η′。对于一定的空气处理过程和喷水室结构参数,全热交换效率(η)和通用热交换效率(η′)根据经验总结,可得到如下拟合关系式:

其中,A、A′、m、n、m′和n的取值见表3-22。

(3)喷水室热工计算任务。对于一定结构的喷水室而言,当要求的空气处理过程一定时,其任务就是实现以下三个过程。

①空气处理过程需要的η值应等于该喷水室能够达到的η值。

②空气处理过程需要的η′值应等于该喷水室能够达到的η′值。

③空气放出(或吸收)的热量应等于该喷水室中水吸收(或放出)的热量。

因此,结合前面所讲内容,上面三个条件又可以表达为:

式中:c——水的比热,取4.19kJ/(kg·℃)。

由于在一般的计算范围内,空气的焓差与湿球温度差之比可取2.86,所以式(3-31)也可以用下式代替:

(4)冷冻水量与循环水量的计算。

①在设计计算中,如果计算的喷水初温高于冷源水温度,此时需要使用一部分循环水,同时需要的冷源水量W1和循环水量Wx可按下式求得:

②如果计算的喷水室初温低于冷源水温度,此时可取冷源水温度等于喷水温度,但需依下式修改喷水量:

式中:tw1、μ——第一次计算时得到的喷水初温和喷水系数;

t′w1、μ′——新的喷水初温和相应的喷水系数;

tl1——空气初状态的露点温度。

在纺织空调中,经常使用井水等天然冷源,而冷源温度多数高于计算得到的喷水初温,此时可用式3-38调整实际的喷水初温和喷水量。

2.喷水室的热工计算过程 由以上的分析,总结喷水室的热工计算过程见表3-23。

表3-23 喷水室的热工计算过程

3.喷水室热工计算实例 仍以前述南宁某纺织厂细纱车间为例进行喷水室热工性能计算。由前面内容可知,按照室内计算温度32℃,相对湿度60%计算,该车间夏季室内冷负荷为1976.91kW,湿负荷为0.00833kg/s。喷水室热工计算过程及结果如下。

(1)按照该车间88000锭的规模和布置位置,设计六套处理能力相同的空调室(喷水室),按照一次回风计算本空调室热工参数。由本章第一节负荷计算内容可知,该细纱车间新风量为8.37kg/s,单套空调室新风量为1.395kg/s。进入喷水室前的空气状态为新风和回风的混合点,iW=90.10kJ/kg, iN=79.30kJ/kg,室内状态点对应的机器露点(90%)iL=71.80kJ/kg,则总送风量Gz=1976.91/(90.10-71.80)=106.285(kg/s),单套空调室处理风量为17.714kg/s。根据新、回风量和对应的焓值,可计算混合点焓值iC=80.15kJ/kg。本计算中,室内散湿量忽略不计。

因此,本例题的问题和求解内容是:该喷水室送风量为G=17.714kg/s,进风温度为t1=32.6℃,ts1=26.1℃,焓值h1=80.15kJ/kg;处理后的参数为t2=25.0℃,ts2=23.7℃,焓值h2=71.80kJ/kg。求喷水量W、喷嘴前水压P、水的初温tw1、终温tw2、冷冻水量Wle和循环水量Wx,确定喷水室结构。

(2)参考表3-22初选喷水室结构。双排对喷,Y-1型离心式喷嘴,d0=5mm, n=13个/(m2·排),取νρ=3kg/(m2·s)。

(3)列出热工计算方程式。本空气处理过程为冷却除湿,根据表3-23,得到三个方程式如下:

(4)求总喷水量。

W=μ·G=0.76×17.714=13.46(kg/s)=48456(kg/h)=48.45(t/h)

(5)求喷嘴前压力。根据已知条件,可求出喷水室断面积为:

两排喷嘴的喷嘴数量为:

则每个喷嘴的喷水量为:

根据表3-21可知,此时喷嘴前所需水压为0.25MPa(工作压力)。

(6)求冷冻水量及循环水量。由式(3-36)和式(3-37)可得:

本例中,假定冷冻水供水温度为7℃。喷水室初、终水温均远高于冷冻水供水温度,不再进行校核性计算。

实际上,该喷水室由于处理风量大,如果按照一级双排对喷的结构设计,所需喷水室断面积过大,不好布置。实际工程中采用双级四排双对喷喷水室结构,在保持总喷水量不变的情况下,每排的喷嘴数量减少,喷水效率更高,单套喷水室喷嘴数量调整为120个。双级对喷排管间距不小于1m。

(六)双级喷水室

1.双级喷水室的工作原理 如前所述,双级喷水室是两个单级喷水室串联起来的喷水室(图3-10)。即空气先进入Ⅰ级喷水室再进入 Ⅱ级喷水室,而冷水是先进入 Ⅱ级喷水室,然后再从 Ⅱ级喷水室水池中抽出,再进入Ⅰ级喷水室喷淋。空气在两级喷水室中得到了较大的温降,同时水的温升也较大。其内部构成、喷嘴等选用同单级喷水室。双级喷水室内空气和水热湿变化情况如图3-11所示,过程不再赘述。


图3-10 双级喷水室原理图


图3-11 双级喷水室内空气和水的热湿变化

2.双级喷水室的工作特点 由于存在着两级串联的热湿交换,双级喷水室的主要工作特点有以下几个。

(1)空气的温降、焓降均较大,且空气的终状态可达到95%以上,甚至可达到饱和。

(2)冷却去湿时,空气首先在第一级喷水室被温度较高的水喷淋处理,空气温降大于二级,然后在第二级喷水室用温度较低的水喷淋,空气的减湿量大于一级。

(3)由于水与空气逆向流动,且两次接触,所以水温提升较多,甚至可以高于空气终状态的湿球温度,能够充分利用水的冷量。所以双级喷水室的全热交换效率可能大于1,通用热交换效率可能等于1。这是单级喷水室无法达到的。

3.双级喷水室的应用 鉴于双级喷水室具有水的温升大、使用水量少、空气通过喷水室焓降大的特点,在纺织空调中被广泛应用于如下场合。

(1)当采用深井水等天然冷源为空调用水时,为提高喷水室的出水温度,减少用水量,充分发挥深井水等天然冷源的冷却去湿作用,常采用双级喷水室。

(2)当采用冷冻水为冷源时,如冷冻水的室外管路较长,为减少管路输送的冷冻水量,减少冷冻水管路的阻力损失,降低冷冻水泵的能耗,也经常使用双级喷水室。

(3)当需要对车间进行大量加湿,仅开启一级喷水室达不到加湿要求时,可采用双级喷水室,这时被处理后的空气终状态相对湿度较高,甚至可达100%,对车间加湿有利,广泛适用于络筒、布机等加湿要求较高的车间。

(4)在双级喷水室中,通常使两级喷水量相同,即μ12

根据我国纺织空调的运行经验,在夏季采用二级喷水室四排对喷时,当喷水室的空气质量流速为2.5~3.5kg/(m2·s)时,空调喷水的终温可比处理后空气的温度高0.5~1.0℃,水的温升可达4~6℃,这一点对于冷源的选取和送风量的计算至关重要。


图3-12 双级喷水室示意图

1—供水管2—排水管3—溢排水管4—补水管5—回水管6—插板过滤器7—Ⅱ级喷水泵8—Ⅰ级喷水泵9—喷水池10—清水池11—检查门12—挡水板13—喷排14—溢排水器15—浮球阀16—喷水室外排水沟

4.工程应用实例 纺织厂常用的双级喷水室如图3-12所示。其中喷水室可根据需要和空间位置大小设计成不同的形式。双级喷水室均设计成双排对喷的形式,喷嘴孔径、喷嘴密度、喷水量根据工程实际计算确定。在仅需要对空气进行循环加湿处理时,可仅开启Ⅰ级喷水泵8,Ⅱ级喷水泵7停开。若采用井水或天然冷源降温除湿时,可采用喷水泵7直接喷淋井水,喷水泵8喷淋循环水,以增大水的温升,降低空气的温度和含湿量。在采用强化循环水喷淋加湿时,可通过将喷水泵8和喷水泵7并联起来的出水管实现两级循环喷淋加湿,此时系统消耗的水量可以通过与供水管相连接的补水管4补入,也可另设自来水补水系统,通过浮球阀15控制水池水位。溢排水器14兼起溢水和排水的双重作用,系统运行时溢出超过设定水位的水,喷水室检修时拔掉溢排水器,可以有效地通过溢排水管3排除底部污水。通过插板过滤器6实现对池中回水的过滤,然后进入清水池10,通过回水管5进行循环利用。

另外,混凝土喷水室池底应做好防水防渗漏措施,并配合水池内水的流向做好找坡工作,以使回水和排污能够顺畅、彻底。

纺织空调将喷水室设计成双级喷水室,具有灵活多用的功能,尤其是春、秋、冬季仅需要对车间进行加湿时,可开启Ⅰ级喷水室,不仅节能,而且等焓加湿效果好,被处理的空气终状态相对湿度较高,一般可达95%以上;在夏季需要冷却去湿时,由于双级喷水室里的水被重复使用,所以水的温升大,可节省用水量,非常适合于使用天然冷源进行降温去湿或加湿要求较高的场所,具有较好的节能效果。因此,在纺织空调中得到了广泛的应用。

(七)喷水室的阻力

喷水室空气流经各构件时的流动阻力,精确的计算和诸多因素有关,比较困难,当风速v=3.5m/s和v=5.0m/s时,根据经验,各构件的大概阻力见表3-24。

表3-24 喷水室构件的阻力(Pa)

三、纺织厂其他空气处理方法介绍

纺织厂除采用喷水室处理空气外,还有湿膜加湿、车间喷雾加湿、间接蒸发冷却等方法。

1.湿膜加湿 湿膜加湿也是空气与水直接接触的方式之一。它采用吸水性强的膜状材料,让水湿润并做成交叉重叠的方式增加空气和水的接触面积,空气通过湿膜时,空气被冷却,水被蒸发,空气实现等焓加湿过程。

2.车间喷雾加湿 车间喷雾加湿是将水加压后直接通过喷嘴雾化,喷至车间,增加车间含湿量,并可适当降低车间温度,车间空气的变化过程也是等焓加湿过程。

3.间接蒸发冷却 间接蒸发冷却法处理空气是采用间接式蒸发冷却表面式换热器,将喷淋循环水通过表面式换热器先和空气进行换热,实现等湿冷却后,再采用空气和水直接接触式的蒸发冷却处理,实现等焓加湿。其具体应用详见第五章。