CN107062450A - 节能型空气温控净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了节能型空气温控净化系统，包括依次连接的新风板块、粗滤板块、喷淋板块、表冷板块、送风板块、精滤板块、静压板块、负荷板块、风力充电装置，节能型空气温控净化系统还设有模块式涡旋温控泵机组，模块式涡旋温控泵机组通过温控管道与表冷板块连接。有益：将模块式涡旋制冷制热技术应用到我公司锦纶长丝生产的中央空调制冷系统改造中，达到节能省电，减少企业生产成本的目的；采用了风力充电装置，利用我国的季风气候的稳定的风向实现风能发电充电，将该电能启动新风板块、送风板块的风机，进一步的节省了电能消耗。

Description

节能型空气温控净化系统

技术领域

本发明涉及空调系统，具体涉及一种用于化纤工厂的车间空气调控装置。

背景技术

在锦纶长丝生产中使用的工艺环境空调中。夏天时节，当环境气温高于18℃时即必须由制冷机组提供冷媒以确保生产工艺对空调温度的要求，特殊产品环境温度高于15℃，即需要增开冷冻机降温；冬天当环境温低于15℃时，必须通过电加热进行加热，来保证工艺空调温度在15℃-18℃之间。该制冷系统的设备装机总容量为925kW,每年用于制冷的电量达288.6万kWh，给公司的生产经营、产品销售带来了较大的影响。

通过直冷技术在化纤生产过程中冷却侧吹风和环境风的应用，有效降低化纤生产中央空调制冷系统的电能消耗，从而达到降低生产成本，提高产品市场竞争力的目的。由于螺杆水冷机组为中央空调提供的冷冻水，是通过蒸发器吸收冷冻水中的热量而制取冷冻水，再用冷媒水泵输送到各中央空调机组冷却段的表冷器吸收空气中的热量制得符合工艺温度要求的静冷空气，而吸收了热量的冷媒必须得到有效的冷却后才能回到蒸发器，再次吸收热量，周而复始，形成连续工作的循环链。由于整个系统环节多，耗能点多，加之制冷机组使用日久管壁中易形成杂质粘附致使损耗增大。

发明内容

本发明提供了节能型空气温控净化系统，设计开发目的：将模块式涡旋制冷制热技术应用到我公司锦纶长丝生产的中央空调制冷系统改造中，达到节能省电，减少企业生产成本的目的；并且本节能型空气温控净化系统采用了独特的风力充电装置，利用我国的季风气候的稳定的风向的自然条件实现风能发电充电，利用该电能启动新风板块、送风板块的风机，进一步的节省了电能消耗。

本发明提供了下述技术方案：节能型空气温控净化系统，包括依次连接的新风板块、粗滤板块、喷淋板块、表冷板块、送风板块、精滤板块、静压板块、负荷板块，所述节能型空气温控净化系统还设有模块式涡旋温控泵机组，所述模块式涡旋温控泵机组与所述表冷板块连接，所述表冷板块与所述模块式涡旋温控泵机组连接，所述模块式涡旋温控泵机组与所述表冷板块构成循环制冷机构,所述节能型空气温控净化系统还包括风能充电装置，所述风能充电装置包括第一风车、第二风车、大齿轮、小齿轮、机箱、发电机、砖塔机构、底盘、第一电池组、第二电池组、传动轴，所述机箱通过所述砖塔机构与所述底盘活动连接，所述传动轴与所述机箱活动连接，所述第一风车、第二风车分别与所述传动轴的两端固定连接，所述大齿轮与所述传动轴固定连接，所述大齿轮与所述小齿轮啮合，所述小齿轮通过从动轴与所述机箱活动连接，所述从动轴与所述发电机传动连接，所述第一电池组、第二电池组的正负极均与所述发电机的接线端由导线连接，所述第一电池组、第二电池组的接线端均设有开关，所述第一电池组或第二电池组的接线端接入新风板块、送风板块的风机，所述第一风车、第二风车的叶片的倾角可调，所述第一风车、第二风车的叶片的倾角范围为0～30°。

另外，所述模块式涡旋温控泵机组的每个模块包含3～5台压缩机，所述压缩机内置有过热保护电路。

另外，所述模块式涡旋温控泵机组的蒸发器为管壳式高效换热器。所述模块式涡旋温控泵机组的冷凝器采用高效管壳式热交换器。

另外，所述模块式涡旋温控泵机组的制冷回路包括有壳管式冷凝器、蒸发器，所述冷凝器与所述蒸发器串联。

本发明的有益效果：本申请的主题节能型空气温控净化系统，是一种新风机组，新风机组是提供新鲜空气的一种空气调节设备。功能上按使用环境的要求可以达到恒温恒湿或者单纯提供新鲜空气。工作原理是在车间外抽取新鲜的空气经过除尘、除湿或加湿、降温或升温等处理后通过风机送到车间内，在进入车间内空间时替换车间内原有的空气。为保障车间内空气品质，为车间内空间配备集中新风系统，而供应新风并对新风进行处理的主机则称为新风机组。

模块式涡旋直接制冷热技术具有高效节能的特点。模块式机组由数十个单元组合而成，这种设计以其单元步进的方式解决了其他机组很难解决的难题，即在负荷从最小到最大的变化过程中，机组电脑控制系统自动调节其输出与负荷始终保持最佳匹配，从而大大节省了运行费用。模块式涡旋制冷热技术可使制冷效率从普通机组的68-95%提高到98%，节约了用户9.2%的制冷热空调运行费用。另外，由于采取了模块式直接插入表冷系统，使原来的冷媒水泵组、冷却水泵组、冷却塔的风电机全部省去，节约了36%的安装功率，而且新的模块式涡旋机组没有冷媒水在管道内的流动，就没有了结垢后导致传热效果变差的后果。经测验，仅仅这方面就使新装置具有其它空调机组不可比拟的高能效比，机组运行费用低，较其它形式的中央空调，可节能1/4～1/3左右，且运行过程中不使用水资源，更不会产生对环境有害的排泄物。

并且所述节能型空气温控净化系统还包括风能充电装置，所述风能充电装置的零部件有第一风车9、第二风车10、大齿轮11、小齿轮12、机箱13、发电机14、砖塔机构15、底盘16、第一电池组17、第二电池组18、传动轴19，所述机箱13通过所述砖塔机构15与所述底盘16活动连接，所述机箱13能根据风向的情况进行自身转动调节，从而使得风能充分的利用转化为电能。

综上所述，该装置将模块式涡旋制冷制热技术应用到我公司锦纶长丝生产的中央空调制冷系统改造中，达到节能省电，减少企业生产成本的目的利用我国的季风气候的稳定的风向的自然条件实现风能发电充电，并且本节能型空气温控净化系统采用了独特的风力充电装置，利用该电能启动新风板块、送风板块的风机，进一步的节省了电能消耗。

附图说明

图1是本发明所述节能型空气温控净化系统的系统结构示意图。

图2是所述风能充电装置的结构示意图。

图3是第一风车9接受来风，第二风车10作为舵平衡所述第一风车9的原理图。

图4是第二风车10接受来风，第一风车9作为舵平衡所述第二风车10的原理图。

图5是叶片倾角调节机构的示意图。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步描述。

图1～5中：新风板块1、粗滤板块2、喷淋板块3、表冷板块4、送风板块5、精滤板块6、静压板块7、负荷板块8、第一风车9、第二风车10、大齿轮11、小齿轮12、机箱13、发电机14、砖塔机构15、底盘16、第一电池组17、第二电池组18、传动轴19、从动轴20、开关21、温控管道22、回水管道23、模块式涡旋温控泵机组24、螺丝25、第一安装板26、第二安装板27。

节能型空气温控净化系统，包括依次连接的新风板块1、粗滤板块2、喷淋板块3、表冷板块4、送风板块5、精滤板块6、静压板块7、负荷板块8，所述节能型空气温控净化系统还设有模块式涡旋温控泵机组24，所述模块式涡旋温控泵机组与所述表冷板块4连接，所述表冷板块4与所述模块式涡旋温控泵机组连接，所述模块式涡旋温控泵机组与所述表冷板块4构成循环制冷机构,所述节能型空气温控净化系统还包括风能充电装置，所述风能充电装置的零部件有第一风车9、第二风车10、大齿轮11、小齿轮12、机箱13、发电机14、砖塔机构15、底盘16、第一电池组17、第二电池组18、传动轴19，所述机箱13通过所述砖塔机构15与所述底盘16活动连接，所述机箱13能根据风向的情况进行自身转动调节，从而使得风能充分的利用转化为电能。

所述传动轴19与所述机箱13轴承活动连接，所述第一风车9、第二风车10分别与所述传动轴19的两端固定连接，所述大齿轮11与所述传动轴19的中段键固定连接，所述大齿轮11与所述小齿轮12啮合，所述小齿轮12的直径是大齿轮直径的1/6至1/3，满足一个增速传动的要求。利用更加快速的转动带动下述发电机14进行发电，从而获得更多的电量。

所述小齿轮12通过从动轴20与所述机箱13活动连接，所述从动轴20与所述发电机14传动连接，将转动传给发电机14的线圈，通过法拉第定律的产生电流。

所述第一电池组17、第二电池组18的正负极均与所述发电机14的接线端由导线连接，所述发电机14发出的电能给第一电池组17、第二电池组18进行充电。第一电池组17、第二电池组18为为72v的电池组，所述新风板块、送风板块的电机为直流电机。新风板块、送风板块接受电池组的电能，两只的开关21进行交替使用，第一电池组17、第二电池组18其中一个处于使用状态另一个处于充电状态，保证用电的连续性。

所述第一电池组17、第二电池组18的接线端均设有开关21，所述第一电池组17或第二电池组18的接线端接入新风板块1、送风板块5的风机，所述第一风车9、第二风车10的叶片的倾角可调，所述第一风车9、第二风车10的叶片的倾角范围为0～30°。第一风车9、第二风车10的叶片的倾角可调。所述新风板块1、送风板块5的风机动力源为风能。本方案采用第一风车9、第二风车10的目的是：在第一风车9、第二风车10其中一只风车使用的同时，另一只风机起到平衡另一只风机的作用，保证风车转动的平稳性。处于平衡作用的那个风车的倾角为0°，如图3所示，图中箭头的指向为风向，第一风车9接受来风，第二风车10作为舵平衡所述第一风车9；如图4所示，图中箭头的指向也为风向，第二风车10接受来风，第一风车9作为舵平衡所述第二风车10。所述第一风车9、第二风车10的叶片的倾角的调节过程是这样的：手动转动调节后螺丝锁紧。如图5所示，转动叶片到适当的角度用螺丝25将连接叶片的第一安装板26和第二安装板27闩接固定。第一安装板26与第二安装板27活动连接，能进行调节。

所述模块式涡旋温控泵机组的每个模块包含3～5台压缩机，所述压缩机内置有过热保护电路。

本系列机组采用高效涡旋式压缩机，每个模块包含3～5台压缩机，可以提供多级容量调节。压缩机内置有过热保护，为了避免压缩机刚启动时出现液击，每台压缩机底部均安装了合适功率的油加热带，对待机状态下压缩机进行加热。

所述模块式涡旋温控泵机组的蒸发器为管壳式高效换热器。制冷剂侧设计压力为3.5MPa，水侧设计压力为1.0 MPa。蒸发器采用高效换热管，并内置PP隔水板，冷冻水沿隔板迂回流动以增加扰流效果。蒸发器入口经特殊设计使冷媒在各铜管内分配更加均匀，以提高整体换热效率。

所述模块式涡旋温控泵机组的冷凝器采用高效管壳式热交换器。R22系列机组制冷剂侧设计压力为5.5MPa，R41 0A系列机组制冷剂侧设计压力为3.0MPa．水侧设计压力均为9 MPa。冷凝器采用高效换热管以强化换热，底部含过冷器，可有效提高制冷剂液体过冷度。每个制冷剂系统均有安全保护装置。

所述模块式涡旋温控泵机组的制冷回路包括有壳管式冷凝器、蒸发器，所述冷凝器与所述蒸发器串联。还设有热力膨胀阀、干煤过滤器、高低压力开关。制冷系统在工厂已经进行了耐压和气密性试验，并抽真空后充好制冷剂，低温部分管路均采用软质闭孔泡沫结构保温材料进行保温。

模块式涡旋温控泵机组是一种利用地下水、土壤或地表水等地下浅层地能资源的冷热源兼用型的高效节能空调系统。机组利用地下水和土壤温度相对稳定的特点，通过地下水或深埋土壤的管路系统进行热量交换，实现低位热能向高位热能的转移。冬季时将从水源中吸取的低品位热量转移到车间内，实现对房间供暖。夏季时则从车间内取出热量，释放到水源，实现对房间的制冷。机组采用模块化设计，相对独立的各个模块单元可以任意组合，由微电脑进行集中控制。机组可根据空调负荷的变化通过启停相应模块单元灵活控制制冷热量输出，有效节约能源。机组可选配热回收功能，在提供空调冷源的同时还可以回收制冷运行过程中产生的冷凝余热，最高可提供60℃的生活热水或工艺热水。

每个模块单元均有独立的制冷系统和控制保护系统，各模块单元以步进方式满足空调所需的负荷容量。其中任何模块单元发生故障时并不影响其他单元的正常工作，从而确保机组连续运行，可靠性高，无需备用机组。相同或不同模块单元可以独立安装，也可以相互拼装在一起，最多可实现10个模块组网，灵活性高，且可节省机组吊运空间和安装费用。机组结构设计合理紧凑，占地面积小。

由于采用模块化设计，机组可分级启停以减少对电网的瞬间冲击，节省配电容量的投入。微电脑控制器能自动感测空调系统负载大小，且根据模糊控制理论调整相应模块的容量输出，实现机组冷量与空调负荷的最佳匹配，以最大限度地降低运行费用。机组采用最新高效全密闭涡旋式压缩机，噪声低、振动小且能效比高。制冷系统采用压缩机并联设计，部分负荷能效提高15％，更大限度的节约电能。

采用最新高效涡旋压缩机，内置过热保护，品质稳定可靠。制冷系统关键组件均选用欧美日名牌产品，品质稳定。微电脑控制器具有能量控制、故障诊断、防冻监测、运行模式等多项自动控制保护功能，确保机组在最佳状态下可靠运行。

机组微电脑控制器对高低压、排气温度和水温进行实时监测，且采用多重系统保护，可确保机组安全运行。机组的蒸发器和冷凝器均采用高效强化换热管，传热效率高，机组采用管壳式换热器，可有效防止蒸发器冻裂，同时对冷冻和冷却水质要求较低，且保养清洗容易。

可回收制冷过程中的高温冷凝余热，以提供最高达60℃的生活热水，而无需消耗任何能源。直接利用冷凝余热，可减少废热排放；同时热水系统水电隔离，无安全隐患。热回收工况运行时机组制冷能效比可提高5％，运行费用低。

系统配置与节能效果比较表：

下面对本表进行详细说明：

改造前：能效比=3885:925=4.2:1

改造后：能效比=3902:840=4.645:1

改造后能效比提高：4.645-4.2/4.2=10.60%

改造前制冷效率按81.5%计算，则改造后节约电力=925×10.60%×81.5%+469×85%-0+45×100%-0=523.52kW

改造前总电力：925+469+45=1439 kW

节电率：523.52/1439=36.38%

年节约电量：523.52×3120=1633382 kWh

投资回收期：年节约电费1633382 kWh，按照0.70元/ kWh计算，

年节省电费1633382×0.70=114.34万元。

投资回收期：231/(114.34/12)=24 月。

Claims (5)

1.节能型空气温控净化系统，包括依次连接的新风板块（1）、粗滤板块（2）、喷淋板块（3）、表冷板块（4）、送风板块（5）、精滤板块（6）、静压板块（7）、负荷板块（8），其特征在于，所述节能型空气温控净化系统还设有模块式涡旋温控泵机组（24），所述模块式涡旋温控泵机组与所述表冷板块（4）连接，所述表冷板块（4）与所述模块式涡旋温控泵机组连接，所述模块式涡旋温控泵机组与所述表冷板块（4）构成循环制冷机构,所述节能型空气温控净化系统还包括风能充电装置，所述风能充电装置包括第一风车（9）、第二风车（10）、大齿轮（11）、小齿轮（12）、机箱（13）、发电机（14）、砖塔机构（15）、底盘（16）、第一电池组（17）、第二电池组（18）、传动轴（19），所述机箱（13）通过所述砖塔机构（15）与所述底盘（16）活动连接，所述传动轴（19）与所述机箱（13）活动连接，所述第一风车（9）、第二风车（10）分别与所述传动轴（19）的两端固定连接，所述大齿轮（11）与所述传动轴（19）固定连接，所述大齿轮（11）与所述小齿轮（12）啮合，所述小齿轮（12）通过从动轴（20）与所述机箱（13）活动连接，所述从动轴（20）与所述发电机（14）传动连接，所述第一电池组（17）、第二电池组（18）的正负极均与所述发电机（14）的接线端由导线连接，所述第一电池组（17）、第二电池组（18）的接线端均设有开关（21），所述第一电池组（17）或第二电池组（18）的接线端接入新风板块（1）、送风板块（5）的风机，所述第一风车（9）、第二风车（10）的叶片的倾角可调，所述第一风车（9）、第二风车（10）的叶片的倾角范围为0～30°。

2.根据权利要求1所述的节能型空气温控净化系统，其特征在于，所述模块式涡旋温控泵机组的每个模块包含3～5台压缩机，所述压缩机内置有过热保护电路。

3.根据权利要求1所述的节能型空气温控净化系统，其特征在于，所述模块式涡旋温控泵机组的蒸发器为管壳式高效换热器。

4.根据权利要求1所述的节能型空气温控净化系统，其特征在于，所述模块式涡旋温控泵机组的冷凝器采用高效管壳式热交换器。

5.根据权利要求1所述的节能型空气温控净化系统，其特征在于，所述模块式涡旋温控泵机组的制冷回路包括有壳管式冷凝器、蒸发器，所述冷凝器与所述蒸发器串联。