室內溫濕度控制分析

張 愛 國

(中國核電工程有限公司鄭州分公司，河南 鄭州 450000)

1 項目的背景

以南方山區一地下庫房為例，此庫房共2層，地下1層為層高5 m的倉儲庫房，火災危險性為戊類，地上1層為層高4.5 m的輔助設備用房，其中，地下室部分的頂板距室外地面1.5 m。總建筑面積1 800 m2，其中地下部分面積為1 300 m2，地上面積為500 m2，地下部分布置示意見圖1。

地下庫房所處南方多雨的山區，全年的相對濕度都在80%以上，特別是梅雨季節時，當地的濕度甚至高達96%。全年濕度大、除濕期長,是該地區氣候的一個顯著特征。室外設計參數見表1。

表1 室外設計參數

而室內的狀態要求：全年要求室內溫度：5 ℃～16 ℃；相對濕度不大于40%。在全年空調系統設計中,新風能耗占空調總能耗的90%以上，庫房內必須要做除濕和空調處理。

2 空氣除濕方式的選擇分析

除濕系統已經廣泛地用于醫藥、化學食品、電子、機械制造以及光學儀器等生產領域，對國民經濟的發展起著極其重要的作用,傳統的除濕方法有很多種，主要包含以下幾種。

2.1 通風除濕

通風除濕是向潮濕空間內送入較為干燥(含濕量較小)的室外空氣，同時排出等量室內潮濕空氣。此方式適用于室外空氣比較干燥的環境，而且對室內濕度的要求不太嚴格的場所。由于本庫房所處的地理位置。全年潮濕的空氣環境，根本不適合此除濕方式。

2.2 升溫除濕

升溫除濕也是比較簡單易行的除濕方式，但是本庫房對溫度要求5 ℃～16 ℃，溫度不能太高，因此，升溫除濕也不適合。

2.3 固體除濕

固體除濕的投資費用也比較低，設備簡單。是一種被動除濕方式，利用某些固體物質表面的毛細管作用，或者變相使蒸汽分壓力差吸附或者吸收空氣中的水分。在一定自然通風條件下，能夠維持室內相對濕度在一定范圍內波動。本工程對濕度的要求非常嚴格，對除濕能力要求較高，而且處于地下，無法實現自然通風，因此，固體除濕也不適用。

2.4 溶液除濕

溶液除濕是通過除濕溶液表面的飽和蒸汽分壓力與空氣中的水蒸氣的分壓力之間的壓差而進行質的傳遞。本除濕方式，效果好，能夠連續除濕，單位除濕量大。但是循環再生需要有熱源加熱，冷卻時耗水量大，比較適合有免費再生熱源的場所使用，由于本庫房周圍沒有這些條件，所以，溶液除濕效果雖好，仍然不適用。

2.5 冷卻除濕

冷卻除濕是濕空氣在流經低溫物體表面時，濕度隨之下降到露點溫度以下，濕空氣則從水蒸氣中析出。此除濕方式性能穩定，對室內空氣的濕度和精度都能夠達到較高水平，能夠連續運行，滿足室內環境質量要求。設備和運行費用較高，有噪聲，而且適用于空氣露點溫度高于4 ℃的場所。從環境上來看，此除濕方式完全適合本庫房使用，而且從庫房的使用方得知，庫房內物品的價值遠高于空調除濕設備和運行費用。

因此，冷卻除濕是適合本庫房的最佳除濕方式。

3 相關除濕設備的選擇

3.1 設備的選擇

為了保證庫房內的除濕不間斷性，選用兩臺除濕機并聯運行，其中一臺故障，另一臺仍然能夠滿足除濕要求。

本工程所用的除濕機是在常規除濕方式上進行改進了的一種節能型冷卻除濕機。其制冷除濕原理如圖2所示。

首先，低溫冷媒從第一級表冷器，經過熱濕交換后升溫至中間溫度。然后，進入二級表冷器工作。新風從室外進入高濕高溫的環境，經初步過濾后，與第二級表冷器的冷媒進行熱交換，溫度降低，相對濕度提高，然后空氣再次與一級表冷器中的低溫冷媒進行熱交換，當空氣溫度達到露點溫度以下之后，再析出水分。

當新風溫度10 ℃以下，濕度在40%以下時，除濕機組只需把室外空氣升溫至16 ℃，新風濕度可滿足房間濕度要求，故新風溫度低于10 ℃不開制冷系統，采用電加熱升溫。本工程設計兩臺專用多功能制冷除濕機，并聯運行,互為備用。

3.2 除濕系統布置

機組配電動密閉閥、風閥、新風閥；配初、高效過濾器L-1。除濕機K-1,K-2,初、高效過濾器L-1和軸流排風機P-1置于一層空調機房內，系統流程圖見圖3。地下庫房的每個房間設一個雙層百葉送風口和一個單層百葉回風口，房間實行上送風下回風方式。

3.3 控制要求

機組運行模式有以下三種：

1)全新風不過濾模式。當庫房內無有害氣體泄露，且有人員進入時，手動提前開啟新風工況，開啟除濕機K-1,K-2和排風機P-1以及電動密閉閥V1-1,V1-2,V3-1,V4-1,V5-1和V5-2。關閉閥門V2-1,V2-2和V3-2。進入全新風運行模式。空氣從室外經過閥門V1-1,V1-2,進入除濕機K-1,K-2，經除濕后，通過閥門V5-1,V5-2進入庫房。庫房氣體，通過閥門V4-1，由排風機P-1經由閥門V3-1排出室外。在庫房內的空氣質量達到人員可進入要求時，人員方可進入。

2)全新風過濾模式。當庫房內探測到有有害氣體泄露時，自動或者手動開啟除濕機K-1,K-2，聯鎖開啟排風機P-1，閥門V1-1,V1-2,V3-2,V5-1,V5-2和V4-1。空氣從室外經過閥門V1-1,V1-2，進入除濕機K-1,K-2，經除濕后，通過閥門V5-1,V5-2進入庫房。庫房氣體，通過閥門V4-1，排風機P-1經由閥門V3-2，過濾器L-1過濾后排出室外。在庫房內的空氣質量達到人員可進入要求時，人員方可進入。

3)內循環模式。當庫房內無人員進入時，為了保證滿足庫房的溫、濕度要求，開啟除濕機K-1,K-2和電動密閉閥V2-1,V2-2,V4-1,V5-1和V5-2。關閉排風機P-1和電動密閉閥V1-1,V1-2,V3-1,V3-2。機組在無新風狀態下，進行室內空氣循環運行除濕。此時，機組根據室內空氣的溫濕度狀況，暫停或者啟動一臺或者兩臺機組運行。庫房一旦發生火災報警，立即停止所有的除濕機、排風機和電動密閉閥。在警報解除后，由人工手動開啟。

4 結語

本地下庫房由于其存儲物的特殊性，所在地區室外潮濕環境的特殊性，采用內循環除濕能夠很好的解決在多雨季節的地下庫房的除濕問題，同時，在全新風不過濾模式，能夠很好的解決人員進入時的新風問題。對于除濕機的選擇上，選擇兩級表冷，而且相對風量較小的節能型除濕機，輸入相同能量卻可以除去更多的水分,大大提高除濕效率,達到節能的目的。本系統已經運行兩年以上，性能穩定，運行良好。

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