節能型空氣溫控淨化系統的製作方法

2023-04-30 05:16:59 2

本實用新型涉及空調系統，具體涉及一種用於化纖工廠的車間空氣調控裝置。

背景技術：

在錦綸長絲生產中使用的工藝環境空調中。夏天時節，當環境氣溫高於18℃時即必須由制冷機組提供冷媒以確保生產工藝對空調溫度的要求，特殊產品環境溫度高於15℃，即需要增開冷凍機降溫；冬天當環境溫低於15℃時，必須通過電加熱進行加熱，來保證工藝空調溫度在15℃-18℃之間。該製冷系統的設備裝機總容量為925kW,每年用於製冷的電量達288.6萬kWh，給公司的生產經營、產品銷售帶來了較大的影響。

通過直冷技術在化纖生產過程中冷卻側吹風和環境風的應用，有效降低化纖生產中央空調製冷系統的電能消耗，從而達到降低生產成本，提高產品市場競爭力的目的。由於螺杆水冷機組為中央空調提供的冷凍水，是通過蒸發器吸收冷凍水中的熱量而製取冷凍水，再用冷媒水泵輸送到各中央空調機組冷卻段的表冷器吸收空氣中的熱量製得符合工藝溫度要求的靜冷空氣，而吸收了熱量的冷媒必須得到有效的冷卻後才能回到蒸發器，再次吸收熱量，周而復始，形成連續工作的循環鏈。由於整個系統環節多，耗能點多，加之制冷機組使用日久管壁中易形成雜質粘附致使損耗增大。

技術實現要素：

本實用新型提供了節能型空氣溫控淨化系統，設計開發目的：將模塊式渦旋製冷制熱技術應用到我公司錦綸長絲生產的中央空調製冷系統改造中，達到節能省電，減少企業生產成本的目的；並且本節能型空氣溫控淨化系統採用了獨特的風力充電裝置，利用我國的季風氣候的穩定的風向的自然條件實現風能發電充電，利用該電能啟動新風板塊、送風板塊的風機，進一步的節省了電能消耗。

本實用新型提供了下述技術方案：節能型空氣溫控淨化系統，包括依次連接的新風板塊、粗濾板塊、噴淋板塊、表冷板塊、送風板塊、精濾板塊、靜壓板塊、負荷板塊，所述節能型空氣溫控淨化系統還設有模塊式渦旋溫控泵機組，所述模塊式渦旋溫控泵機組與所述表冷板塊連接，所述表冷板塊與所述模塊式渦旋溫控泵機組連接，所述模塊式渦旋溫控泵機組與所述表冷板塊構成循環制冷機構,所述節能型空氣溫控淨化系統還包括風能充電裝置，所述風能充電裝置包括第一風車、第二風車、大齒輪、小齒輪、機箱、發電機、磚塔機構、底盤、第一電池組、第二電池組、傳動軸，所述機箱通過所述磚塔機構與所述底盤活動連接，所述傳動軸與所述機箱活動連接，所述第一風車、第二風車分別與所述傳動軸的兩端固定連接，所述大齒輪與所述傳動軸固定連接，所述大齒輪與所述小齒輪嚙合，所述小齒輪通過從動軸與所述機箱活動連接，所述從動軸與所述發電機傳動連接，所述第一電池組、第二電池組的正負極均與所述發電機的接線端由導線連接，所述第一電池組、第二電池組的接線端均設有開關，所述第一電池組或第二電池組的接線端接入新風板塊、送風板塊的風機，所述第一風車、第二風車的葉片的傾角可調，所述第一風車、第二風車的葉片的傾角範圍為0～30°。

另外，所述模塊式渦旋溫控泵機組的每個模塊包含3～5臺壓縮機，所述壓縮機內置有過熱保護電路。

另外，所述模塊式渦旋溫控泵機組的蒸發器為管殼式高效換熱器。所述模塊式渦旋溫控泵機組的冷凝器採用高效管殼式熱交換器。

另外，所述模塊式渦旋溫控泵機組的製冷迴路包括有殼管式冷凝器、蒸發器，所述冷凝器與所述蒸發器串聯。

本實用新型的有益效果：本申請的主題節能型空氣溫控淨化系統，是一種新風機組，新風機組是提供新鮮空氣的一種空氣調節設備。功能上按使用環境的要求可以達到恆溫恆溼或者單純提供新鮮空氣。工作原理是在車間外抽取新鮮的空氣經過除塵、除溼或加溼、降溫或升溫等處理後通過風機送到車間內，在進入車間內空間時替換車間內原有的空氣。為保障車間內空氣品質，為車間內空間配備集中新風系統，而供應新風並對新風進行處理的主機則稱為新風機組。

模塊式渦旋直接製冷熱技術具有高效節能的特點。模塊式機組由數十個單元組合而成，這種設計以其單元步進的方式解決了其他機組很難解決的難題，即在負荷從最小到最大的變化過程中，機組電腦控制系統自動調節其輸出與負荷始終保持最佳匹配，從而大大節省了運行費用。模塊式渦旋製冷熱技術可使製冷效率從普通機組的68-95%提高到98%，節約了用戶9.2%的製冷熱空調運行費用。另外，由於採取了模塊式直接插入表冷系統，使原來的冷媒水泵組、冷卻水泵組、冷卻塔的風電機全部省去，節約了36%的安裝功率，而且新的模塊式渦旋機組沒有冷媒水在管道內的流動，就沒有了結垢後導致傳熱效果變差的後果。經測驗，僅僅這方面就使新裝置具有其它空調機組不可比擬的高能效比，機組運行費用低，較其它形式的中央空調，可節能1/4～1/3左右，且運行過程中不使用水資源，更不會產生對環境有害的排洩物。

並且所述節能型空氣溫控淨化系統還包括風能充電裝置，所述風能充電裝置的零部件有第一風車9、第二風車10、大齒輪11、小齒輪12、機箱13、發電機14、磚塔機構15、底盤16、第一電池組17、第二電池組18、傳動軸19，所述機箱13通過所述磚塔機構15與所述底盤16活動連接，所述機箱13能根據風向的情況進行自身轉動調節，從而使得風能充分的利用轉化為電能。

綜上所述，該裝置將模塊式渦旋製冷制熱技術應用到我公司錦綸長絲生產的中央空調製冷系統改造中，達到節能省電，減少企業生產成本的目的利用我國的季風氣候的穩定的風向的自然條件實現風能發電充電，並且本節能型空氣溫控淨化系統採用了獨特的風力充電裝置，利用該電能啟動新風板塊、送風板塊的風機，進一步的節省了電能消耗。

附圖說明

圖1是本實用新型所述節能型空氣溫控淨化系統的系統結構示意圖。

圖2是所述風能充電裝置的結構示意圖。

圖3是第一風車9接受來風，第二風車10作為舵平衡所述第一風車9的原理圖。

圖4是第二風車10接受來風，第一風車9作為舵平衡所述第二風車10的原理圖。

圖5是葉片傾角調節機構的示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步描述。

圖1～5中：新風板塊1、粗濾板塊2、噴淋板塊3、表冷板塊4、送風板塊5、精濾板塊6、靜壓板塊7、負荷板塊8、第一風車9、第二風車10、大齒輪11、小齒輪12、機箱13、發電機14、磚塔機構15、底盤16、第一電池組17、第二電池組18、傳動軸19、從動軸20、開關21、溫控管道22、回水管道23、模塊式渦旋溫控泵機組24、螺絲25、第一安裝板26、第二安裝板27。

節能型空氣溫控淨化系統，包括依次連接的新風板塊1、粗濾板塊2、噴淋板塊3、表冷板塊4、送風板塊5、精濾板塊6、靜壓板塊7、負荷板塊8，所述節能型空氣溫控淨化系統還設有模塊式渦旋溫控泵機組24，所述模塊式渦旋溫控泵機組與所述表冷板塊4連接，所述表冷板塊4與所述模塊式渦旋溫控泵機組連接，所述模塊式渦旋溫控泵機組與所述表冷板塊4構成循環制冷機構,所述節能型空氣溫控淨化系統還包括風能充電裝置，所述風能充電裝置的零部件有第一風車9、第二風車10、大齒輪11、小齒輪12、機箱13、發電機14、磚塔機構15、底盤16、第一電池組17、第二電池組18、傳動軸19，所述機箱13通過所述磚塔機構15與所述底盤16活動連接，所述機箱13能根據風向的情況進行自身轉動調節，從而使得風能充分的利用轉化為電能。

所述傳動軸19與所述機箱13軸承活動連接，所述第一風車9、第二風車10分別與所述傳動軸19的兩端固定連接，所述大齒輪11與所述傳動軸19的中段鍵固定連接，所述大齒輪11與所述小齒輪12嚙合，所述小齒輪12的直徑是大齒輪直徑的1/6至1/3，滿足一個增速傳動的要求。利用更加快速的轉動帶動下述發電機14進行發電，從而獲得更多的電量。

所述小齒輪12通過從動軸20與所述機箱13活動連接，所述從動軸20與所述發電機14傳動連接，將轉動傳給發電機14的線圈，通過法拉第定律的產生電流。

所述第一電池組17、第二電池組18的正負極均與所述發電機14的接線端由導線連接，所述發電機14發出的電能給第一電池組17、第二電池組18進行充電。第一電池組17、第二電池組18為為72v的電池組，所述新風板塊、送風板塊的電機為直流電機。新風板塊、送風板塊接受電池組的電能，兩隻的開關21進行交替使用，第一電池組17、第二電池組18其中一個處於使用狀態另一個處於充電狀態，保證用電的連續性。

所述第一電池組17、第二電池組18的接線端均設有開關21，所述第一電池組17或第二電池組18的接線端接入新風板塊1、送風板塊5的風機，所述第一風車9、第二風車10的葉片的傾角可調，所述第一風車9、第二風車10的葉片的傾角範圍為0～30°。第一風車9、第二風車10的葉片的傾角可調。所述新風板塊1、送風板塊5的風機動力源為風能。本方案採用第一風車9、第二風車10的目的是：在第一風車9、第二風車10其中一隻風車使用的同時，另一隻風機起到平衡另一隻風機的作用，保證風車轉動的平穩性。處於平衡作用的那個風車的傾角為0°，如圖3所示，圖中箭頭的指向為風向，第一風車9接受來風，第二風車10作為舵平衡所述第一風車9；如圖4所示，圖中箭頭的指向也為風向，第二風車10接受來風，第一風車9作為舵平衡所述第二風車10。所述第一風車9、第二風車10的葉片的傾角的調節過程是這樣的：手動轉動調節後螺絲鎖緊。如圖5所示，轉動葉片到適當的角度用螺絲25將連接葉片的第一安裝板26和第二安裝板27閂接固定。第一安裝板26與第二安裝板27活動連接，能進行調節。

所述模塊式渦旋溫控泵機組的每個模塊包含3～5臺壓縮機，所述壓縮機內置有過熱保護電路。

本系列機組採用高效渦旋式壓縮機，每個模塊包含3～5臺壓縮機，可以提供多級容量調節。壓縮機內置有過熱保護，為了避免壓縮機剛啟動時出現液擊，每臺壓縮機底部均安裝了合適功率的油加熱帶，對待機狀態下壓縮機進行加熱。

所述模塊式渦旋溫控泵機組的蒸發器為管殼式高效換熱器。製冷劑側設計壓力為3.5MPa，水側設計壓力為1.0 MPa。蒸發器採用高效換熱管，並內置PP隔水板，冷凍水沿隔板迂迴流動以增加擾流效果。蒸發器入口經特殊設計使冷媒在各銅管內分配更加均勻，以提高整體換熱效率。

所述模塊式渦旋溫控泵機組的冷凝器採用高效管殼式熱交換器。R22系列機組製冷劑側設計壓力為5.5MPa，R41 0A系列機組製冷劑側設計壓力為3.0MPa．水側設計壓力均為9 MPa。冷凝器採用高效換熱管以強化換熱，底部含過冷器，可有效提高製冷劑液體過冷度。每個製冷劑系統均有安全保護裝置。

所述模塊式渦旋溫控泵機組的製冷迴路包括有殼管式冷凝器、蒸發器，所述冷凝器與所述蒸發器串聯。還設有熱力膨脹閥、幹煤過濾器、高低壓力開關。製冷系統在工廠已經進行了耐壓和氣密性試驗，並抽真空後充好製冷劑，低溫部分管路均採用軟質閉孔泡沫結構保溫材料進行保溫。

模塊式渦旋溫控泵機組是一種利用地下水、土壤或地表水等地下淺層地能資源的冷熱源兼用型的高效節能空調系統。機組利用地下水和土壤溫度相對穩定的特點，通過地下水或深埋土壤的管路系統進行熱量交換，實現低位熱能向高位熱能的轉移。冬季時將從水源中吸取的低品位熱量轉移到車間內，實現對房間供暖。夏季時則從車間內取出熱量，釋放到水源，實現對房間的製冷。機組採用模塊化設計，相對獨立的各個模塊單元可以任意組合，由微電腦進行集中控制。機組可根據空調負荷的變化通過啟停相應模塊單元靈活控制製冷熱量輸出，有效節約能源。機組可選配熱回收功能，在提供空調冷源的同時還可以回收製冷運行過程中產生的冷凝餘熱，最高可提供60℃的生活熱水或工藝熱水。

每個模塊單元均有獨立的製冷系統和控制保護系統，各模塊單元以步進方式滿足空調所需的負荷容量。其中任何模塊單元發生故障時並不影響其他單元的正常工作，從而確保機組連續運行，可靠性高，無需備用機組。相同或不同模塊單元可以獨立安裝，也可以相互拼裝在一起，最多可實現10個模塊組網，靈活性高，且可節省機組吊運空間和安裝費用。機組結構設計合理緊湊，佔地面積小。

由於採用模塊化設計，機組可分級啟停以減少對電網的瞬間衝擊，節省配電容量的投入。微電腦控制器能自動感測空調系統負載大小，且根據模糊控制理論調整相應模塊的容量輸出，實現機組冷量與空調負荷的最佳匹配，以最大限度地降低運行費用。機組採用最新高效全密閉渦旋式壓縮機，噪聲低、振動小且能效比高。製冷系統採用壓縮機並聯設計，部分負荷能效提高15％，更大限度的節約電能。

採用最新高效渦旋壓縮機，內置過熱保護，品質穩定可靠。製冷系統關鍵組件均選用歐美日名牌產品，品質穩定。微電腦控制器具有能量控制、故障診斷、防凍監測、運行模式等多項自動控制保護功能，確保機組在最佳狀態下可靠運行。

機組微電腦控制器對高低壓、排氣溫度和水溫進行實時監測，且採用多重系統保護，可確保機組安全運行。機組的蒸發器和冷凝器均採用高效強化換熱管，傳熱效率高，機組採用管殼式換熱器，可有效防止蒸發器凍裂，同時對冷凍和冷卻水質要求較低，且保養清洗容易。

可回收製冷過程中的高溫冷凝餘熱，以提供最高達60℃的生活熱水，而無需消耗任何能源。直接利用冷凝餘熱，可減少廢熱排放；同時熱水系統水電隔離，無安全隱患。熱回收工況運行時機組製冷能效比可提高5％，運行費用低。

系統配置與節能效果比較表：

下面對表3進行詳細說明：

改造前：能效比=3885:925=4.2:1

改造後：能效比=3902:840=4.645:1

改造後能效比提高：4.645-4.2/4.2=10.60%

改造前製冷效率按81.5%計算，則改造後節約電力=925×10.60%×81.5%+469×85%-0+45×100%-0=523.52kW

改造前總電力：925+469+45=1439 kW

節電率：523.52/1439=36.38%

年節約電量：523.52×3120=1633382 kWh

投資回收期：年節約電費1633382 kWh，按照0.70元/ kWh計算，

年節省電費1633382×0.70=114.34萬元。

投資回收期：231/(114.34/12)=24 月。