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1、转轮式转轮式两级两级蒸发冷却空调蒸发冷却空调机组机组的运行费用分析的运行费用分析 罗绒1，黄翔1 沈柏青2，刘晓峰2，陈本林2 (1.西安工程大学) (2.南通昆仑空调有限公司） 摘摘 要：要：本文结合某实际超市作为算例，为了预算出转轮式热回收型间接-直接蒸发冷却空调机组应用于超市的经济性，在干燥地区新疆，以210000m3/h的机组送风量为例，对转轮式热回收型间接-直接蒸发冷却空调机组与传统机械制冷空调机组进行制冷量、能耗以及能效比的对比计算分析。 在满足人体舒适感的基础上， 计算出了两种机组从3月运行到10月 （3430小时）的能耗， 最终计算出转轮热回收型间接-直接蒸发冷却空调机组的运行
2、费用比传统的低63万元，有效地减少了空调系统能耗，降低了超市的运行成本。 关键词：关键词：热回收 蒸发冷却 机械制冷 能效比 运行费用 The Running Cost Analysis Of The Rotary Type Two-Stage Evaporative Cooling Air-Conditioning Unit Luo Rong1,Huang Xiang1 Shen Boqing2,Liu Xiaofeng2,Chen Benlin2 (1. Xi,an Polytechnic University) (2.Nan,tong Kunlun Air-Conditioning Co
3、.,Ltd) Abstract: In this paper,taking a practical supermarket as an example,in order to budget the supermarket economy of the rotary heat recovery indirect-direct evaporative cooling air conditioning unit,in dry areas of Xinjiang,this is further 210000m3/h unit illustrated by an example, the refrige
4、rating capacity，energy consumption and the EER compared between the rotary heat recovery indirect-direct evaporative cooling air conditioning unit and the traditional mechanical refrigeration air conditioning unit.Satisfying human comfort,calculating running energy consumption of the two units from
5、March to October (3430 hours),and ultimately calculating the operating costs of the the rotary heat recovery indirect-direct evaporative cooling air conditioning unit than the *作者简介：罗绒（1986-11），女，在读硕士。研究方向：转轮式热回收与蒸发冷却相结合的实验研究。 电话：18729007671，E-mail：。 通讯地址：710048 陕西省西安市金花南路 19 号西安工程大学环化学院 332 信箱。 基金项
6、目：陕西省科技统筹创新工程计划项目（项目编号：2011KTCQ01-10） 。 traditional mechanical refrigeration air conditioning unit 63 million yuan,effectively reducing the energy consumption of air conditioning system,reducing the running costs of the supermarket. Key words: heat recovery，evaporative cooling，mechanical refrigerati
7、on，energy efficiency，operating costs 1 引言 随着国民经济的不断发展，我国连锁超市业蓬勃发展，近些年商业耗电量呈显著上升趋势。有数据统计商业耗电量从1995年的199.47亿KWh增长到2005年的735.35亿KWh，十年增长了3.69倍。1 超市是一个流动人员众多的公共场所, 室内空气的温湿度、洁净度和新鲜空气量对顾客和超市职工的身体健康影响很大。与此同时, 建筑设备能耗占建筑总能耗的比例也日益增大,一般超市的能耗主要由照明系统、空调系统、制冷陈列柜、冷冻机等，其中空调制冷系统的能耗占整个超市能耗60%左右。如何有效地减少空调系统能耗，降低大型超市的经
8、营成本，本文提出了适合于大空间降温，又能满足人卫生要求的一种转轮式热回收型间接-直接蒸发冷却空调机组。1-2 2 超市概况3 商业经营场所由超市卖场和商铺两部分组成，位于地下一层，建筑面积为 12000 平方米，空调面积为 6864 平方米，层高为 5.6 米。卖场部分包括百货区、食品区（包括冷冻食品）、生鲜销售区和熟食品加工区等；商铺部分包括各种专卖店、餐饮店等。 空调系统总冷负荷为 1038kw，总余湿量为 0.11kg/s，总余热量为-500kw。 排风量为 40000m3/h，新风量为 45760 m3/h。 营业时间为 8:00-22:00 点 15 个小时，现统计的是 3 月-10
9、 月。 3 气象参数4 表 1 夏季空调室外设计参数 地区 空调计算温度（） 湿球温度 （） 相对湿度 （%） 新疆（乌鲁木齐） 33.4 18.3 - 表 2 夏季空调室内设计参数 温度 （） 相对湿度 （%） 最小新风量 （m3/h） 28 50 20 在干燥地区，其夏季室外的气象参数点 WX位于室内状态点 NX的左上方。其处理过程如图 1 所示：室外新风 WX点，通过一级间接蒸发冷却处理到 WX1点，二级直接蒸发冷却处理到LX点，再沿热湿比线 X处理到室内状态点 NX。 根据文献中国建筑热环境分析专用气象数据集5对乌鲁木齐地区的理论上需要空调制冷的时间段的室外气象进行了统计分析，如图2所
10、示。 要利用蒸发冷却技术就要考虑该气候区域的湿球温度tS的范围，从图2很容易看出：在新疆乌鲁木齐需要空调制冷的这些月份中，7月的室外最高湿球温度是最大的，该湿球温度为22.2，根据文献蒸发冷却空调理论与应用6提出的我国蒸发冷却空调应用划分区域：t S23的范围是蒸发冷却空调技术的高度适应区。所以在新疆乌鲁木齐我们完全应用蒸发冷却空调就可以达到夏季舒适性空调的要求。7 图 1 干燥地区二级蒸发冷却空调处理图 乌鲁木齐3-10月份每月室外气象参数最高值510152025303540345678910 月份温度干球温度/ 湿球温度/ 含湿量/g/kg图 2 乌鲁木齐地区 3-10 月份每月室外气象参
11、数最高值 4 传统机械制冷空调机组与转轮式热回收间接-直接蒸发冷却空调机组经济对比分析 转轮式热回收间接-直接蒸发冷却空调机组的结构图如图 3 所示，传统机械制冷与转轮式热回收型间接-直接蒸发冷却机组空气处理过程如图 4 所示，室外新风 WX点，通过一级间接蒸发冷却处理到 WX1点，二级直接蒸发冷却处理到 LX点，再沿热湿比线 X处理到室内状态点NX； 传统的机械制冷空调机组的空气处理过程见图 4，室外新风 WX点与室内回风 NX混合到Cx，经过表冷器处理到 Lx点，再沿热湿比线 X处理到室内状态点。8 图中：1 新风过滤器；2 转轮式热回收器；3 新风侧直接蒸发冷却段；4 送风机；5 回风过
12、滤器；6 回风侧直接蒸发冷却段；7 排风机 图 3 转轮式热回收型间接-直接蒸发冷却空调机组示意图 图 4 传统机械制冷与转轮式热回收型间接-直接蒸发冷却空气处理过程 4.1 制冷量的计算对比 4.1.1 转轮式热回收型间接-直接蒸发冷却空调机组 转轮式热回收间接-直接蒸发冷却空调机组的空气处理计算： 回风侧直接蒸发冷却器的热湿交换 取直接蒸发冷却器效率取为 DEC=80%； 直接蒸发冷却器的热湿交换效率公式为： DEC=（tg1-tg2）/（tg1-ts1） （1） 式中：tg1-进风干球温度，； tg2-出风干球温度，； ts1-进风湿球温度，。 室内回风经过直接蒸发冷却器的热湿交换效率为
13、： 0.8=（28-tg2）/(28-20) 计算得出： 室内回风经过直接蒸发冷却器的温降为 6.4， 进转轮式热回收器回风侧前的温度：t g2=21.6。 转轮式热回收器的热湿交换 取转轮式热回收器的热效率 t=70%； 转轮式热回收器的热效率： 夏季显热效率 t=（t1-t2）/（t1- t/1） （2） 式中：t1-室外新风的初始温度，； t2-新风经热回收器后的温度，； t/1-排风进入热回收器之前的温度，。 转轮式热回收器新风侧方向： 室外新风经过转轮式热回收器的热效率： 0.7=（33.4-t 2）/（33.4-21.6） 计算得出： 新风经过转轮式热回收器后的温降为 8.3,进入
14、转轮式热回收器新风侧后的温度： t2=25.1，湿球温度ts=15.7； 新风侧直接蒸发冷却器的热湿交换 取直接蒸发冷却器效率为 DEC=80%，风经转轮式换热器新风侧后再经过新风蒸发冷却器的热湿交换效率为：0.8=（25.1-tg2）/(25.1-15.7) 计算得出送风温度：to=tg2=17.6； 热湿比：X=Q/W=1038/0.11=9436kJ/kg 从焓湿图上可查得：hNx=62.5 kJ/kg，hLx=47.8 kJ/kg 总送风量：qm=Q/( hNx- hLx)=1038/(62.5-47.8)=70.6kg/s=211837m3/h 总显热制冷量 1 由于 Wx WX1过
15、程的冷却效率 t=0.7，其显热制冷量按下式计算 Q1=qmCp（tWx-tWx1）=70.6 kg/s1.01kJ/kg(33.4-25.1) =592KW 2由于 W X1 Lx 的冷却加湿过程显热量应按公式计算 Q2=qmCp（tW x1-tLx）=70.6 kg/s1.01 kJ/kg(25.1-17.6) =535KW 机组提供的总显热量：Q0= Q1+ Q2=592+535=1127KW 4.1.2 传统机械制冷空调机组 传统机械制冷式空调机组的空气处理计算 新风量 qm,w=45760 m3/h 总送风量 qm=211837m3/h 混合空气状态的比焓 hCx和含湿量 dCx分别为 hCx=qm,w hWx+（qm-qm,w）hNx/ qm=45760 m3/h56.4 kJ/kg +（211837- 45760）m3/h62.5 kJ/kg / 211837 m3/h =61.2kJ/kg dCx=qm,w dWx+ （qm- qm,w） dNx/ qm=45760 m3/h8.83 kJ/kg + （211837- 45760） m3/h13.4 kJ/kg / 211837 m3/h =12.4kJ/kg 空气冷却器处理空气所需的冷量 Q0（KW）可按下式计算 Q0= qm（hCx- hLx）=70.6 m3/h（61.2-47.8）kJ/kg =946
