浅谈汽车涂装空调能耗
风温湿度可调整范围更大,可直接节能 40-80%。送风条件可以在空调控制模式中进行选择,系统根据室外
空气状态自动调整。
② 送风量
对于喷漆室工位而言,空调送风目的是控制室内漆雾扩散,保证油漆施工温湿度,所以不能采用变风
量控制,喷漆室送排风量在调试过程一旦设定,一般不允许更改,否则会影响室内送排风平衡。
附:参考书籍和标准 1、《空气调节》——清华大学出版社 2、《涂装车间设计手册》——化学工业出版社 3、《供暖通风设计手册》——陆耀庆 主编 4、《实用供热空调设计手册》——陆耀庆 主编
一、空调系统耗能的主要特点
1、所需能源品位低、具有季节性 空调系统所用冷源为 4-10℃的冷水,甚至高达 13-14℃的冷水,且基本上是夏季使用。 空调系统所用热源为 0.2-0.3Mpa 的蒸汽,70-80℃的热水,且基本上是冬季使用,除了水性漆涂料高
要求的空气湿度情况外,夏季很少使用再热的方案。 由于热源品位低,就可以采用天然能源,比如太阳能、地热水等,工业废热也可以作为空调热源。 冷源也可以采用天然能源,如地道风降温,季节性利用地下含水层蓄(冷)热等。
二、空调系统耗能的主要因素
1、空调处理设备冷量和热量的能耗; 2、为输送空气、水,风机和水泵克服流动阻力的耗电量,或称动力耗能。
空调系统能耗的主要影响因素有室外气象参数(包括空气温湿度、太阳辐射强度等),室内送风条件, 维护结构特性,室内人、设备、照明等热、湿负荷以及新回风比等。
系统风机、水泵的耗电直接受输送风量、水量的大小和风系统、水系统的阻力损失的影响。而风、水 系统的流量和阻力又受系统形式、温差、流速和设备效率等的影响。
以机械功为补偿条件,将低温位物体热量传递到高温位物体的机械装置叫热泵。热泵可以回收废气、
废水、地热水、河水、空气等的热量,也可以回收排风中的热量来预热新风,减少热量消耗,降低新风负 荷。 ④ 冷凝水回收利用
一般车间蒸汽冷凝水,动能厂需要回收;如果不需要回收的冷凝水可用于空调的喷淋,降低新风加热 负荷。夏季新风经过表冷器后产生的冷凝水也可以回收,比如喷漆室空调冷凝水作为工作场空调的冷源。 6、系统设备维护与管理 ① 喷漆室分段开机
目前涂装喷漆室空调一般采用全新风送风,虽然根据油漆施工要求可以适当降低送风温湿度要求,但
因总体送风量大,能耗较高。喷漆室循环风利用最主要的问题是油漆与气体的分离,需要设置合理漆雾捕
捉装置和过滤,但节能效果明显。
工位和厂房空调送风主要考虑工人施工环境的要求,在排出气味、粉尘的同时,提供舒适的温湿度环
境,因此在回风过滤效果良好的前提下,可以考虑一次回风的利用。
送风温湿度的设计选择对空调负荷影响很大。一般选择涂装空调工艺送风要求如下: 溶剂型漆施工条件:温度 25±5℃,湿度 70±10%; 水性漆施工条件: 温度 23±3℃,湿度 65±5%; 工位、厂房空调送风状态:冬天 20℃,50%,夏天 32℃,80%; 我们假设空调机组风量为 200000m3/h,室外进风夏季温湿度:37℃,65%,冬季进风:-4℃,50%。以 下是工艺空调和厂房空调不同送风条件下冷热量比较:
过度季节可以适当放宽温湿度控制条件,通过调整油漆参数来满足施工要求,能减少空调系统的冷热 量抵消,降低能耗。 ④ 除湿
如果采用循环风送风,冬季需要除湿时,因为冬季自来水温度相对较低,同时冬季冷冻水系统一般不 运行,可以用自来水作为冷冻水,满足空调系统除湿要求。 四、结束语
涂装空调系统节能是一项系统工程,关键在于初期工艺设计、设备选型和材料的选择,后期设备管理 和维护也很重要。
三、涂装空调系统节能措施
1、建筑与环境 ① 合理布置工艺平面
需要空调送风的室体尽量采用封闭工位,且其本身送排风平衡;工位室体尽量与其他散热设备分开, 比如打磨、修饰、修补等工位与烘干炉、前处理电泳设备分层布置;空调与热工设备分层布置等。 ② 改善建筑的热工性能
改善涂装厂房围护结构的保温性能,减少涂装车间与室外环境的热量传递;减少窗户面积,采用吸热 玻璃(5mm 厚的吸热玻璃可以吸收太阳辐射热量的 30-40%);改善车间门窗的密闭性。 ③ 减少有害源的影响
对于水性漆空调而言,因其对送风温湿度要求严格,夏季空调不能采用露点送风,空气经表冷器处理
后,必须增加二次加热段来调节送风温湿度。如果将进入喷水室和表冷器前的空气分成 2 部分,一部分经
过喷淋和表冷进行处理,另一部分直接迂回与处理过的空气混合,通过旁通阀的调节来控制,使混合空气
状态满足送风要求。这种方法可以减少冷热量抵消,不用增加二次加热,节省了投资和运行费用。
根据夏季制冷设备需要使用时间和冷量,合理选择制冷机配置。制冷机有能量调节装置和多台运行调 节,采用能量调节和台数控制相结合的防止,避免制冷量的浪费。 ② 采用高效换热设备
采用椭圆翅片管、铜串铝波纹片管等热工性能良好的换热设备。椭圆管的湿周比圆管大 20%以上,表 面积大 15%左右,换热系数大 25%左右。 ③ 冷冻水变流量控制
空气状态 A
t g 干球 H 相对
焓
h 含湿量
温度℃ 湿度% (kj/kg) g/kg
加热量 Kw
23
65
52.17
11.42 3522.7
制冷量 Kw
3474
节能
备注
A1(夏季) 26
75
66.61调
A2(冬季) 20
50
38.55
7.26 2614.7
25.8%
2、送排风存在冷、热、湿温差 夏季室外空气经过冷却干燥处理,而排风正是低温干燥的空气;冬季室外空气需加热加湿处理,而排
风是温湿度较高的空气。这样使空调系统进行冷、热、湿回收,有效利用能源。 3、涂装空调的特殊性
根据油漆施工工艺要求,喷涂环境必须满足特定温湿度要求,喷涂过程中送风截面风速必须大于溶剂 蒸汽的扩散速度,才能有效排出溶剂;工位空调在考虑舒适性同时,必须及时排出粉尘等影响空气洁净度 的物质,所以涂装空调风量不具备可调节性,且风量大,耗能大。据统计,空调系统耗能占整个涂装车间 能量消耗的 40-50%左右。工艺空调回风中包含大量的油漆溶剂和粉尘等有害物质,二次回风需要对排风进 行溶剂回收和过滤处理,使新风和回风混合符合空气质量要求。
浅析汽车涂装空调系统能耗
引言
涂装是将涂料覆于工件表面上,经干燥成膜的工艺过程。涂料施工环境四要素:温度、湿度、照度、 洁净度。其中温度、湿度、洁净度直接影响涂装空调系统能耗。据统计,涂装车间能耗占涂装总生产成本 的 30%左右,而空调系统能耗占涂装车间总能耗的 40-50%。降低空调系统能耗,对降低生产经营成本, 节能减排有着重要的意义。
④ 利用地道降温
对于不是常年使用的空调送风系统,可以考虑地道送风。地道壁面温度一般比当地年平均空气温度高 3-5℃,大体上与夏季室外空气温度保持在 10℃以上的温差。如果空气通过一定长度的地道换热后,可获 得一定的降温效果,节省制冷能耗。 ⑤ 加强保温
选择高效保温材料,对风管、水管、蒸汽等管道进行保温处理。蒸汽管道、烟气管道一般采用岩棉保 温;冷水系统、冷风系统采用橡塑板进行保温处理。 ⑥ 减少漏风
3、风系统设计
① 合理划分空调系统
尽量根据温湿度基数、控制精度要求、房间朝向、使用时间、热湿扰量、洁净度等级来划分空调系统。
比如水性漆喷漆空调与溶剂型喷漆空调分开,调漆间空调单独设置,靠近烘干炉、前处理电泳室体送风空
调单独设置等。
空调机组应尽量靠近送风需求点,减少空气在输送过程中的能量损失。
② 冷却旁通
合理选择组合式空调新风进风口位置,避免进风口处于喷漆室排风口下游(防止喷漆室排出溶剂污染 新风质量);确保车间热工设备保温性能良好,密封性能良好,不漏烟,不串风等,比如烘干室与喷漆室 晾干间的串风,如果烘房与喷漆室之间的风不平衡,烘房溶剂挥发的溶剂烟气串行到喷漆室,不但污染喷 漆室空气,造成喷漆室冷负荷增大,且造成烘房热量损失,影响油漆车身烘干效果;确保强冷设备运行良 好,车身强冷效果明显,一般强冷采用的是抽室外自然风以冷却烘干后的车身,如果夏季室外空气温度太 高,车身冷却的效果就会很差,有时车身冷却后表面温度竟达 60℃,这样车身热量散发到车间或操作工位, 增大了空调送风的冷负荷,加大了对车间操作环境的负面影响。 2、设计标准 ① 送风条件
③ 变工况运行
涂装空调根据生产需要设计为全年运行,因为外部环境变化,不同的进风条件对应的空气处理过程也
需要进行调整。为了避免空气冷热量相互抵消的情况,在空调进风口和出风口分别设置温湿度传感器,根
据进风温湿度判断空气状况,选择相应的处理过程和合理的温湿度控制值,能有效节约热量 50-60%,节约
冷量 15-20%。
一般大型喷漆室采用超过 2 台以上空调分开送风,开关机时可以由控制系统控制分段开关机,沿着车 身前进方向,先开启/关闭色漆空调,再开启/关闭清漆空调可以有效降低能耗。 ② 清洁模式
在生产休息时间,可以将空调送排风系统打到清洁模式,风量降低为正常生产时风量的一般,温湿度 不做调整,只是进行通风,可以有效降低能耗。 ③ 温湿度管理
空调因漏风而导致的能量损失一般占总能耗的 5-10%左右,组合式空调机组和风管制作时严格把握加 工质量,搭接缝全部密封处理,比如空调壁板与骨架之间除了压密封条以外,还需要打胶处理,空调机组 检修门须压密封条等。 ⑦ 风管布置
合理选择经济风速,一般主风管为 8-10m/s,风管布置时尽量减少弯头、变径的数量,尽量避免压力 损失。 4、设备选择 ① 制冷机选型
空调冷冻水系统采用变流量控制,使冷冻水流量根据空调负荷自动调整,减少冷冻水输送能耗。 5、热回收 ① 板式换热器
在排风管和新风管上安装空气-空气板式换热器,使新风与排风进行显热交换,将热量传递给新风或 排风,新风得到预热或预冷,从而减少新风负荷。 ② 转轮换热器
在排风管和新风管上安装转轮换热器,使新风与排风进行显热和潜热交换,将热量或湿量传递给新风 或排风,新风得到预热或预冷、加湿或干燥处理,从而减少新风负荷。 ③ 热泵