铝型材加工业冷热水系统节能改造技术研究

发布时间：2017-07-30 08:23

  本文关键词：铝型材加工业冷热水系统节能改造技术研究

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【摘要】：节能环保是当前我国关注的热点问题。近年来我国铝材加工业发展迅猛,铝材加工业中的表面处理工艺既需要较低温度的恒温冷水,又需要较高温度的恒温热水。铝槽槽液在对铝材进行表面处理过程中与外界环境换热,冷水槽槽液得到热量,热水槽槽液失去热量。为了稳定铝槽槽液温度,一般铝厂多采用制冷机组为冷水槽提供冷量,采用燃气锅炉为热水槽提供热量。制冷机组释放的冷凝热通过冷却塔直接排放到室外环境中去,造成巨大的能源浪费。燃气锅炉在提供热量的过程中排放大量温室气体。如果将制冷机组排放的冷凝热回收起来为铝材表面处理工艺提供热量,不仅将能源最大化利用起来,而且减少了温室气体的排放。关于这一理论与技术的研究,对推动制冷机组更加节能和高效利用具有重要意义。针对铝材表面处理工艺用冷热源的不合理性,综合对比各种不同组合形式的热泵机组后,本文建议采用TACHRDHP机组。机组串联一个热回收器,回收部分或者全部冷凝热用于制备铝材表面处理工艺用热水。具体研究内容如下：首先,对TACHRDHP机组的各个部件建模和进行(?)分析计算,从理论上证明改进方案的合理性。其次,汇总铝材表面处理工艺流程的温度要求,对铝槽槽液不同季节冷热负荷需求情况进行理论计算和分析。结果表明,冬季热负荷需求量较大,不需要冷负荷,冷负荷在夏季需求量最大。随后,在焓差室模拟冬夏季工况对TACHRDHP机组进行测试。测试分三种模式进行：同时制取冷热水模式；夏季单独制取冷水模式；冬季单独制取热水模式。通过实验,获取大量机组的实时运行数据。在对测试数据进行整理分析后,找出机组运行过程中主要的运行指标与内部参数和外部参数的关系。最后,结合佛山邦盈金属制品有限公司的铝材表面处理工艺用冷热水系统,对比冷热水系统改进前后的能耗,计算工艺改进后带来的经济效益。结果表明采用TACHRDHP机组,不仅不影响制冷效果,而且有效的回收了机组排放的冷凝热,大大提高了机组运行的综合能效比,实现了节能环保目的。
【关键词】：冷凝热回收 TACHRDHP机组 铝材工业节能改造
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG173;TK018
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 课题的背景和意义12-16
• 1.1.1 当前能源状况12-13
• 1.1.2 铝材加工业现状13-15
• 1.1.3 研究目的及意义15-16
• 1.2 冷凝热回收研究现状及运行模式分析16-22
• 1.2.1 国外研究现状16-17
• 1.2.2 国内研究现状17-19
• 1.2.3 冷凝热回收运行模式介绍19-22
• 1.3 本文主要工作22-24
• 第二章 TACHRDHP机组各部件模型及(?)分析24-40
• 2.1 TACHRDHP机组数学模型24-32
• 2.1.1 压缩机模型24-26
• 2.1.2 电子膨胀阀模型26-27
• 2.1.3 风冷冷凝器模型27-30
• 2.1.4 热回收器模型(套管换热器)30-31
• 2.1.5 蒸发器模型(套管换热器)31-32
• 2.2 TACHRDHP机组的理论分析32-39
• 2.2.1 (?)分析方法32-33
• 2.2.2 TACHRDHP机组的(?)分析33-36
• 2.2.3 铝材表面处理工艺(?)计算36-38
• 2.2.4 (?)计算结果分析38-39
• 2.3 本章小结39-40
• 第三章 冷热负荷计算及实验系统介绍40-56
• 3.1 铝材表面处理工艺及冷热负荷计算40-44
• 3.1.1 铝材表面处理工艺流程40-41
• 3.1.2 冷热负荷需求量的理论计算41-44
• 3.2 实验系统的原理及运行模式介绍44-47
• 3.2.1 实验系统的原理44-45
• 3.2.2 冷热水系统运行模式45-47
• 3.3 实验系统的组建47-55
• 3.3.1 实验台的搭建47-50
• 3.3.2 实验数据测试50-51
• 3.3.3 实验数据采集工具51-52
• 3.3.4 数据采集系统软件52-55
• 3.4 本章小结55-56
• 第四章 冷热水系统实验结果分析56-70
• 4.1 同时制取冷热水模式的结果分析56-62
• 4.1.1 制冷量、制热量与冷凝温度的关系58
• 4.1.2 输入功率与冷凝温度的关系58-59
• 4.1.3 能效系数与冷凝温度的关系59-60
• 4.1.4 冷凝热回收率与冷凝温度的关系60-61
• 4.1.5 冷凝温度和蓄热水箱水温随时间的变化61-62
• 4.2 冬季制取热水模式结果分析62-66
• 4.2.1 制冷量、制热量与冷凝温度的关系63-64
• 4.2.2 输入功率与冷凝温度的关系64-65
• 4.2.3 能效系数与冷凝温度的关系65-66
• 4.2.4 冷凝热回收率与冷凝温度的关系66
• 4.3 夏季制取冷水模式结果分析66-69
• 4.3.1 制冷量与蒸发温度的关系67-68
• 4.3.2 制冷系数与蒸发温度的关系68-69
• 4.4 本章小结69-70
• 第五章 节能改造和经济性对比分析70-78
• 5.1 铝材表面处理工艺节能改造70-73
• 5.1.1 铝材表面处理工艺现状70-72
• 5.1.2 铝材表面处理工艺改进方案72-73
• 5.2 经济性分析73-77
• 5.2.1 铝材表面处理工艺的实际冷热负荷计算73-75
• 5.2.2 设备选型及工艺改进75-76
• 5.2.3 工艺改进前后的能耗计算及对比分析76-77
• 5.3 本章小结77-78
• 第六章 结论及展望78-80
• 6.1 结论78-79
• 6.2 展望79-80
• 参考文献80-83
• 附录A 攻读硕士学位期间发表学术论文情况83-84
• 致谢84

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本文编号：593308