新型全新風調溫型除濕機的實驗研究

張景衛,邱肇光

(廣東申菱空調設備有限公司,佛山528313)

1 引言

目前,常用的地下工程空氣處理設備主要有:除濕機、調溫除濕機、除濕空調機[1],普通除濕機主要是利用風冷冷凝器冷凝熱的變化監控出風溫度。機組可直接在室內使用,也可安裝在通風系統中用于處理回風和少量的新風,它的運行特點是必須通過回風使室內空氣反復循環經過除濕機才能逐漸消除室內余濕,因而,在一些要求除濕量相對較大的場合。比如一些地下洞庫環境,這種除濕機的作用就相當有限了。

由于一些地下洞庫的特殊環境,夏季洞庫低溫高濕,室外溫度較高,內外溫差大。如果除濕機不能把新風露點溫度控制得足夠低,新風進入室內就會出現結露,使環境條件惡化,造成各種設備因受潮而損壞。為了防止這種情況的出現,應當采取減少新風比例,大量采用回風的辦法。但一些地下工程中有大量的存有特殊材料的洞庫,因涉及到有害物質和有害氣體的散發問題,不能采用回風方式,通風系統只能設計成全新風的方式,這就給除濕機的使用提出了新的要求。對于這種需要大冷量的場合,普通型除濕機沒有足夠的冷量把新風露點溫度控制在洞庫內工藝條件規定的溫度,所以往往采用多個普通型除濕機串聯的方式進行除濕,而這種串聯工作的方式又會帶來許多問題。首先,各個除濕機的工件狀態不同,處于下游的除濕機進風溫度低,蒸發器工作效率低導致整機的工作狀態差,常會出現因蒸發器結霜而停機的現象;第二,這種低溫的工作環境下,除濕機是靠熱量來降低相對濕度的,上游的除濕機必須用水冷方式工作,這樣就浪費了相當多的冷凝熱量,又耗費了寶貴的水資源;第三,串聯運行除濕機占地面積大,送風阻力大,風機耗功也大。

廣東申菱空調設備有限公司生產的新型全新風調溫除濕機正是在這個背景下孕育而成的,能有效地解決串聯除濕機存在的缺陷。與普通常規調溫型除濕機相比,該新型全新風調溫除濕機無溫度控制盲區,與采用冷媒三通控制的出風調溫型除濕機相比,成本較低。

2 新型全新風調溫除濕機的介紹

2.1 系統原理

新型全新風調溫除濕機由翅片式蒸發器、水冷冷凝器、壓縮機、膨脹閥、三通閥、熱回收器、風機組成,主要利用三通閥調節從水冷冷凝器出來的熱水進入熱回收器的比例,從而調節出風溫濕度。其系統原理圖如圖1所示。

圖1 新型全新風調溫除濕機系統原理圖

機組運行時,制冷劑從壓縮機排出進入水冷冷凝器冷凝,然后經膨脹閥節流后進入翅片式蒸發器,再由翅片式蒸發器出來后返回壓縮機,完成循環。處理空氣先經翅片式蒸發器降溫除濕,離心風機將空氣送至熱回收器進行調溫后送出機組。

熱回收器的調溫主要是通過三通閥對出水冷冷凝器的冷卻水進入熱回器的比例進行調節。風機放在蒸發器與熱回收器之間主要是降低機組噪音。

2.2 實驗樣機

新型全新風調溫除濕機采用組合式結構,用戶可根據不同的需要加裝不同的功能段,包括風機段、中效過濾段、消聲段、均流段、殺菌消毒段等等,也可以采用立式結構向房價內直接送風。圖2為新型全新風調溫除濕機實驗樣機。

圖2 新型全新風調溫除濕機實驗樣機

3 性能測試及分析

本實驗就不同的水流量對新型全新風調溫除濕機性能的影響進行了研究分析。

(1)為了使實驗結果具有可比性,機組在全新風除濕機名義工況,即進風35℃/28℃,水冷冷凝器進/出水為30℃/35℃,此時總水量為3.7 m3/h,保持水冷冷凝器總水流量不變,調節三通閥,改變進熱回收器的水流量,則出風干球溫度隨進熱回收器的水流量的變化見圖3所示。

從圖3中可以看到,在全新風除濕機名義工況下,出風干球溫度隨進熱回收器水流量的增大而升高,水流量從0m3/h升高到2.2m3/h(由于熱回收阻力,水冷冷凝器出水未完全進入熱回收器內)時,出風干球溫度從19.8℃升高至32.7℃,但從曲線變化來看,出風干球溫度的升幅越來越小。

圖3 出風干球溫度隨進熱回收器的水流量的變化

在全新風除濕機名義工況下,熱回收能力 (熱回收熱量占總冷凝熱的比例)見圖4所示。

圖4 熱回收能力隨進熱回收器的水流量的變化

從圖4中可以看到,在全新風除濕機名義工況下,熱回收器的熱回收能力隨進熱回收器水流量的增大而升高,水流量從0 m3/h升高到2.2 m3/h(由于熱回收阻力,水冷冷凝器出水未完全進入熱回收器內)時,熱回收能力從0升高至36%,但從曲線變化來看,熱回收能力的升幅越來越小。

(2)在全新風工況下,即進風35℃/28℃,保進水溫度為30℃、總水流量為3.0 m3/h,此時冷卻水出水溫度為36.2℃,調節三通閥,改變進熱回收器的水流量,則出風干球溫度隨進熱回收器的水流量的變化見圖5所示。

圖5 出風干球溫度隨進熱回收器的水流量的變化

從圖5中可以看到,在實驗條件下,出風干球溫度隨進熱回收器水流量的增大而升高,水流量從0 m3/h升高到 1.6 m3/h時,出風干球溫度從19.8℃升高至32.1℃,但從曲線變化來看,進熱回收器水流量在0.6 m3/h以后,出風干球溫度的升幅越來越小。

在實驗條件下,熱回收能力 (熱回收熱量占總冷凝熱的比例)見圖6所示。

圖6 熱回收能力隨進熱回收器的水流量的變化

從圖6中可以看到,在實驗條件下,熱回收器的熱回收能力隨進熱回收器水流量的增大而升高,水流量從0 m3/h升高到1.6 m3/h時,熱回收能力從0升高至29%,但從曲線變化來看,熱回收能力的升幅越來越小。

(3)在全新風工況下,即進風35℃/28℃,保進水溫度為30℃、總水流量為1.5 m3/h,此時冷卻水出水溫度為41.5℃,調節三通閥,改變進熱回收器的水流量,則出風干球溫度隨進熱回收器的水流量的變化見圖7所示。

圖7 出風干球溫度隨進熱回收器的水流量的變化

從圖7中可以看到,在實驗條件下,出風干球溫度隨進熱回收器水流量的增大而升高,水流量從0 m3/h升高到 1.5 m3/h時,出風干球溫度從19.8℃升高至36.4℃,但從曲線變化來看,進熱回收器水流量在1.0 m3/h以后,出風干球溫度的升幅越來越小。

在實驗條件下,熱回收能力 (熱回收熱量占總冷凝熱的比例)見圖8所示。

從圖8中可以看到,在實驗條件下,熱回收器的熱回收能力隨進熱回收器水流量的增大而升高,水流量從0 m3/h升高到1.5 m3/h時,熱回收能力從0升高至38%,但從曲線變化來看,進熱回收器水流量在1.0 m3/h以后,熱回收能力的升幅越來越小。

(4)在全新風工況下,即進風35℃/28℃,保進水溫度為30℃、總水流量為1.2 m3/h時 (總水量在1.1 m3/h時,機組出現高壓跳停),此時冷卻水出水溫度為44.1℃,水冷冷凝器出水完全進熱回收器時機組出風溫度為37.9℃,其熱回收能力為41%。

圖8 熱回收能力隨進熱回收器的水流量的變化

4 結論

從上述的實驗數據可以看出,新型全新風調溫型除濕機具有很高的熱回收能力,可以大大降低涼水塔風機的功耗,對節省工程的運行費用具有重大意義。

[1] 朱志平,王克勇,陳國民,等.地下工程用除濕空調機的技術經濟研究[J].流體機械,2003,(31):194-197