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随着社会的进步,低碳环保节能成为世界各国共同关心的问题,采用空压机余热用于洗浴系统,即安全、卫生、对大气环境无污染,还节约能源。无论对环境,还是对企业本身都有好处。
1 系统简述
1.1 系统介绍
空压机在进行空气压缩时,循环油和排气温度高达85-90度,蕴含大量的热能,常规情况下,机器将这些热量排放到空气中,散发掉。现在采用空压机热回收设备将这部分能量收集并应于洗浴系统中。采用此种方式可以将空压机输出功率大约75%的能源消耗回收加热热水,加热热水水温可达75℃。
1.2 系统的组成
由空压机余热回收机、保温水箱、余热回收机循环水泵、热水循环管道、阀门、淋浴器以及相应的自动控制系统。
1.3 系统工作原理
2 洗浴系统设计
设计要求:公共浴室喷头数为60个,定时供热,每天三次,每次半小时。
2.1 热水设计小时耗热量计算
式中:Qh-设计小时耗热量,KJ/h;qh-卫生器具热水的小时用水定额(L/h),按规范取450L/h;C-水的比热,C=4.187(KJ/KG?℃);tr-热水温度(℃),按规范取40℃;tl-冷水温度(℃),按规范取4℃;ρr-热水密度(kg/L);n0-同类型的卫生器具数;b-卫生器具的同时使用百分数:住宅、旅馆、医院、疗养院病房,卫生间内浴盆或淋浴器可按70%~100%计,其他器具不计,但定时连续供水时间应不小于2h。工业企业生活间、公共浴室、学校、剧院、体育馆(场)等的浴室内淋浴器和洗脸盆均按100%计。住宅一户带多个卫生间时,只按照一个卫生间计算。
Qh=450×(40-4)×0.9922×60×100%×4.187=4038019.84KJ/h
考虑每次洗浴的时间为半个小时,所需的热量考虑在洗浴前3个小时来加热实现,则需要空压机加热的热量为187KW。本次设计的风冷喷油螺杆式空气压缩机组(带回收)两台,每台功率为160KW。用回收装置可以将空压机输出功率大约75%的能源消耗回收回来加热热水,则空压机能提供的热量为240KW,满足洗浴要求。
电加热装置的设置:考虑电加热在空压机没有工作时候最大功率,同时为了最大利用空压机端的剩余热量的利用,考虑3个小时来实现加热,加热功率的配置为:190KW。
2.2 设备的工作设计说明
设备为自动化设备,输入好程序后,设备不需要人员管理。设备的加热以利用空压机的余热为主,这样可以节约能源,电加热为配合辅助,保证水温达到使用要求。
2.2.1 加热部分说明
空压机端给出温度信号,当空压机端温度高于60摄氏度(温度可以根据实际运行随意调整)的时候,换热水泵开始工作,给水箱换热,设备温度达到60度时,水泵停止加热。当空压机不工作或者少量工作,则在洗浴前第三个小时的时候,设备检测水温不到30摄氏度,则电加热自动启动,加热水温至30度;当洗浴时间前第二小时的时候,设备自动检测水温不到45度时,加热器同样自行启动,加热水温至45度,当洗浴时间前第一小时的时候,设备自动检测水温不到60度的时候,加热器同样自行启动,加热水温至60度。这样实现以空压机为主,电加热系统作为保障,来实现水温自动和恒定。
2.2.2 容积的进水
考虑使用过程中加水,则洗浴的温度会发生变化,不能达到稳定舒适的要求,则设计的容积为一次用水的容积,一次使用后自动加满。给水系统是靠电磁阀来实现的,设备内设置上下水位装置,同时靠时间来控制,当设备内的水位低于低水位,同时到达加水时间,则设备自行加满水至上水位。
2.2.3 加压部分
热水出水端采用采用恒压变频供水的方式,水泵一用一备,同时水泵的工作还受时间限制,当到公司规定洗浴的时段,水泵自行开启,这样有利于公司的管理。
2.2.4 换热部分
设备和空压机的换热是采集空压机端的温度信号来实现的。当温度高于设定温度的时候,自动换热,达到设定的温度自行停止。
2.2.5保护系统
设备为常压设备,设有多重保护系统,电器部分设有漏电保护装置;低水位有保护水泵的低水位保护系统;温度设有超温保护系统。水位有溢流装置。
3 结束语
空压机在正常运行的情况下,不启用电加热装置已满足使用要求,不仅节约能源,而且运行费用也非常低,真正起到了低碳环保的目的。