中央空調(diào)氣水混合冷霧加濕器運(yùn)用在卷煙工業(yè)的節(jié)能技術(shù)探討

【摘要】卷煙企業(yè)因要保證卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)于環(huán)境溫濕度的控制有著較高的要求?，F(xiàn)階段的卷煙企業(yè)空調(diào)系統(tǒng)多選擇采用干蒸汽加濕方式來維持一個(gè)近似恒濕恒溫的環(huán)境，但這種加濕方式具有效率低、加濕負(fù)荷高的特點(diǎn)，特別是在春秋換季時(shí)節(jié)，無法保證車間的溫濕度指標(biāo)滿足卷煙工藝要求。因此，本文結(jié)合某卷煙企業(yè)中央空調(diào)的技術(shù)改進(jìn)項(xiàng)目，對(duì)氣水混合冷霧加濕節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了介紹，實(shí)踐證明氣水混合冷霧加濕技術(shù)相對(duì)干蒸汽加濕技術(shù)既能確保卷煙車間的溫濕度，同時(shí)又降低了加濕負(fù)荷，具有顯著的節(jié)能降耗效果。

【關(guān)鍵詞】中央空調(diào)；冷霧加濕；卷煙生產(chǎn)；加濕節(jié)能

1、引言

卷煙生產(chǎn)技術(shù)對(duì)于環(huán)境溫濕度的控制有著較高的要求，卷煙生產(chǎn)過程中的制絲、儲(chǔ)絲到卷接包等工藝均要求有一個(gè)近似恒濕恒溫的環(huán)境，一般將濕度控制在60%～70%之間，溫度則控制在23～28℃之間。煙支的整絲率、水分率、含末率、填充值、端部落絲量等均與環(huán)境的溫濕度相關(guān)，一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境能有效保證卷煙工業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量。而科學(xué)合理的加濕方式對(duì)于實(shí)現(xiàn)節(jié)能效益最大化及濕度的精確控制有著重要意義。

2、原加濕方式存在的主要問題

2.1干蒸汽加溫方式近似于等溫加濕，在向空氣中加入蒸汽時(shí)一般對(duì)空氣溫度不會(huì)產(chǎn)生影響，但在加濕量較大且有車間設(shè)備及人員的自身散熱的情況下會(huì)使氣溫略有上升。該廠的生產(chǎn)車間面積較大，需要加濕量較大，從而導(dǎo)致在進(jìn)行干蒸汽加濕時(shí)的送風(fēng)溫度上升1～2℃。這時(shí)就需要開啟制冷機(jī)進(jìn)行降溫處理，導(dǎo)致供冷時(shí)間增加，進(jìn)而能耗加大。

2.2在春秋兩季過渡時(shí)或者冬季的部分時(shí)節(jié)雖然室外的空氣溫度較低，可以采用增加新風(fēng)比的方法來降低室內(nèi)空氣溫度，但這種季節(jié)的室外空氣干燥，若采風(fēng)過量，將會(huì)明顯加大空調(diào)的加濕負(fù)荷，從而導(dǎo)致車間內(nèi)溫度大幅上升，濕度也就難以保證。此時(shí)還需開啟制冷機(jī)進(jìn)行降溫，這種一面要用干蒸汽加濕，另一面又要開啟制冷劑降溫的處理方式將會(huì)造成極大的能源消耗。

3、氣水混合冷霧加濕器的應(yīng)用

3.1加濕方式選擇

根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，并與蒸汽生產(chǎn)成本結(jié)合，中央空調(diào)的運(yùn)行既要確保滿足卷煙生產(chǎn)的環(huán)境指標(biāo)還要節(jié)能，目前主要考慮采用等焓加濕方式來進(jìn)行加濕。等焓加濕主要有四種可供選擇的加濕器：噴淋加濕、高壓微霧加濕、濕膜加濕和氣水混合冷霧加濕。

通過對(duì)這四種加濕方式的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，采用氣水混合冷霧加濕方式是目前卷煙廠進(jìn)行溫濕度高精度控制的最佳方式。因?yàn)椋簢娏芗訚穹绞叫Ч幻黠@，且耗水量巨大，經(jīng)常需要與干蒸汽加濕器配合使用；濕膜加濕方式控制不夠精確（為滯后控制），并且濕膜本身采用親水性材料，對(duì)空氣有過濾作用，灰塵較多，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行容易滋生細(xì)菌，易于引發(fā)員工呼吸系統(tǒng)疾??；高壓微霧加濕方式所需工作量較大，故障率高且不夠穩(wěn)定。氣水混合冷霧加濕方式具有反映靈敏、生成細(xì)霧能力較強(qiáng)、噴霧量線性比例調(diào)節(jié)等特點(diǎn)，能夠充分保證卷煙車間的溫濕度控制要求，并可在春秋兩季完全代替干蒸汽加濕器，具有顯著的節(jié)能效果。

3.2氣水混合冷霧加濕技術(shù)原理

氣水混合冷霧加濕技術(shù)是通過利用壓縮空氣勢(shì)能將水分分解成霧滴并將其噴出來蒸發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)加濕的功能。噴霧系統(tǒng)采用的液體及氣體分別是0.2～0.5Mpa的水以及0.3～0.6Mpa的壓縮空氣。通過冷霧生成裝置，可將水霧化成直徑0.1～1.0μm的細(xì)小水滴，并形成弧形擴(kuò)散面。該水霧可在冷霧箱風(fēng)道內(nèi)與其中的空氣進(jìn)行熱濕交換并吸收其中的熱量（或顯熱），從而變成蒸汽并加濕空氣。水的霧化是瞬間完成的，因此必須最大限度的減小其霧滴直徑和增加其分散度。在黏度一定的情況下，霧滴粒徑主要受空氣密度、氣液相對(duì)速度以及氣液比的影響。在其他外界環(huán)境相同條件下，上述三種因素主要取決于水的壓力、壓縮空氣氣壓以及水壓氣壓差。在水壓一定時(shí)，壓縮空氣氣壓越大（水壓氣壓差越大），那么空氣的流速也就越大，在單位時(shí)間內(nèi)截面上通過的空氣越多，氣液比越大，密度越大，那么霧化水的能量也就越大，霧滴的粒徑也就越小。但若水壓氣壓差過大，將會(huì)導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)的加濕量降低，同時(shí)會(huì)消耗過多壓縮空氣，因此并不經(jīng)濟(jì)。所以需要先進(jìn)行試驗(yàn)確定出最合適的水壓、氣壓和水壓氣壓差，從而盡量同時(shí)滿足加濕量、霧滴粒徑以及能耗的要求。

4、氣水混合冷霧加濕器在其他卷煙廠的應(yīng)用

某卷煙廠位于季風(fēng)地帶，冬、夏兩季的空氣含濕量差別很大，春秋兩季的溫濕度變化不穩(wěn)定，對(duì)于卷煙車間的溫濕度控制更加困難。該卷煙廠中央空調(diào)采用干蒸汽直接加濕的方式生產(chǎn)，因?yàn)樵O(shè)備在設(shè)計(jì)方面的原因以及室外溫度因素的影響，在春秋兩季過渡時(shí)耗能較大，且系統(tǒng)調(diào)控溫濕度的精度較低，不利于保證卷煙質(zhì)量和降低能耗。

4.1改造方案

在空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)段的干蒸汽加濕裝置前段加設(shè)了一套氣水混合冷霧加濕裝置，并將其與原有空調(diào)控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，使其能在春秋兩季代替干蒸汽加濕裝置運(yùn)行。由于氣水混合冷霧加濕系統(tǒng)必須具有足夠長(zhǎng)的蒸發(fā)距離，以便流動(dòng)空氣能夠與水霧充分混合并蒸發(fā)，應(yīng)將空調(diào)裝置的加熱盤管順著來風(fēng)方向前移使其與表冷盤管基本并攏，這樣就可使混合段長(zhǎng)度達(dá)到1.4m，提高吸收效率的同時(shí)滿足蒸發(fā)需要。為保證送風(fēng)空氣潔凈且不含水滴，以及送風(fēng)通道不滴水，可在空氣裝置混合段的末端可加設(shè)帶接水盤的濕膜除霧柵，以便剩余沒有被吸收的水霧在被濕膜吸收后能在濕膜表面繼續(xù)蒸發(fā)，這樣也確保了送風(fēng)空氣的潔凈度。氣水混合冷霧加濕系統(tǒng)的空氣流速最大允許值為3.8m/s，最佳流速則為2.5m/s或更低。經(jīng)測(cè)量改造后的空調(diào)系統(tǒng)空氣流速為2.1m/s，基本符合上述要求。

進(jìn)入噴霧室的混合空氣必須具有足夠的熱量，若進(jìn)入噴霧室的混合空氣溫度不足，必須通過預(yù)熱盤管進(jìn)行預(yù)熱處理，進(jìn)口空氣的溫度要求不得小于15～18℃。經(jīng)測(cè)定卷煙廠空調(diào)系統(tǒng)混合風(fēng)的溫度一般為20～28℃，因此本加濕裝置十分適于春秋兩季的車間溫濕度的控制和管理。

4.2改造后運(yùn)行效果分析

（1）氣水混合冷霧加濕系統(tǒng)自從安裝運(yùn)行以來，與以往同期相比，溫濕度檢驗(yàn)合格率明顯提高，且運(yùn)行穩(wěn)定波動(dòng)較小，故障率低，檢修少。既能單獨(dú)加濕，也可與干蒸汽配合進(jìn)行加濕，且沒有出現(xiàn)送風(fēng)管道的滴水現(xiàn)象。

（2）由于氣水混合冷霧加濕不需排出較暖的回風(fēng)，而是利用其熱量進(jìn)行水分蒸發(fā)，無需耗能進(jìn)行水汽蒸發(fā)，這樣既能實(shí)現(xiàn)加濕目的，又冷卻了回風(fēng)，免去了額外的機(jī)械制冷環(huán)節(jié)。

（3）由于冷霧加濕系統(tǒng)的制冷作用，空調(diào)的換氣裝置可在較高空氣溫度下運(yùn)行，因此只需要較少新風(fēng)，與原來的干蒸汽加濕方式相比，大大降低的加濕負(fù)荷。

5、結(jié)語(yǔ)

從卷煙廠空調(diào)系統(tǒng)改造后的運(yùn)行情況分析，采用氣水混合冷霧加濕方式更適用于卷煙廠空調(diào)在春秋兩季對(duì)車間溫濕度的控制和調(diào)節(jié)，有效提高了卷煙車間溫濕度的合格率，大大降低了能源消耗。因此大力推廣中央空調(diào)的節(jié)能改造技術(shù)具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，適于在卷煙行業(yè)中進(jìn)一步應(yīng)用和推廣。