地下建筑專(zhuān)用全新風(fēng)無(wú)級調載除濕機研制（二）

3 全無(wú)級調載除濕機樣機設計方案

3.1 樣機基本參數

3.1.1 處理量6000m³/h；

3.1.2 標準進(jìn)風(fēng)狀態(tài)t_g=35℃，t_s=28℃ ；

3.1.3 蒸發(fā)器后露點(diǎn)溫度12.7℃±1℃；（可在12.7℃～20℃范圍內根據需要任意設定，進(jìn)風(fēng)溫度較低時(shí)最低可調至8℃）

3.1.4 出風(fēng)溫度13～36℃±1.5℃（壓縮機減載時(shí)出風(fēng)溫度上限相應降低）；

3.1.5 除濕量最大90kg/h；

3.1.6 壓縮機功率30kW；

3.1.7 壓縮機工質(zhì)R22；

3.1.8 外形尺寸1900×1500×1800，重量1500kg。

3.2 樣機的制冷循環(huán)流程設計

樣機的制冷循環(huán)流程原理如圖3所示。

3.3 樣機換熱器選擇

圖3樣機流程原理圖
1.半封閉雙螺桿壓縮機2.蒸發(fā)器3.風(fēng)冷冷凝器 4.水冷冷凝器
5.膨脹閥6.膨脹閥溫包7.分液器8.貯液器 9.電動(dòng)調節閥
10.控制器11.出風(fēng)溫度傳感器12.露點(diǎn)溫度傳感器13.電磁閥
14.電磁閥１15.電磁閥２16.單向閥17.過(guò)濾器 18.冷凝壓力表
19.蒸發(fā)壓力表20.高壓繼電器21.低壓繼電器22.制冷劑注入口
23.水封彎24.擋水板 25.風(fēng)機（機外）26.Y型過(guò)濾器

3.3.1 蒸發(fā)器采用紫銅套親水膜翅片式；

3.3.2 與普通除濕機相比，全除濕機的蒸發(fā)器和風(fēng)冷冷凝器由于過(guò)風(fēng)量小，風(fēng)速低，造成外表面換熱系數比常規小，因而總傳熱系數變小，換熱強度降低。為了加大換熱面積以得到足夠的換熱量。蒸發(fā)器和風(fēng)冷冷凝器都采用了容積可自動(dòng)調節的多級形式。

3.3.3 水冷冷凝器選擇不銹鋼板式換熱器

3.4 樣機控制方式

3.4.1 全機采用可編程控制器(PLC)控制，有遠程通訊接口，可以實(shí)現聯(lián)網(wǎng)控制。

3.4.2 露點(diǎn)溫度傳感器設在蒸發(fā)器后（見(jiàn)圖3）。開(kāi)機前先根據季節及洞庫內溫度在觸摸液晶顯示器上設定欲控制的露點(diǎn)溫度，開(kāi)機后，控制器將不斷根據露點(diǎn)溫度傳熱器測得的實(shí)際露點(diǎn)溫度與設定值比較，以PID方式發(fā)出調載指令控制壓縮機的制冷量，使之與動(dòng)態(tài)的負荷相匹配，自動(dòng)節能運行。

3.4.3 采用電動(dòng)調節閥控制冷卻水量的方式改變水冷和風(fēng)冷冷凝器的換熱量比例，實(shí)現出風(fēng)溫度自動(dòng)調節。

3.5 樣機壓縮機選擇

選擇半封閉雙螺桿無(wú)級容調壓縮機，能量調節范圍為25%～100%；輸出功率30kW，該壓縮機具有雙重殼體結構，振動(dòng)小、噪聲低、能效比高。

3.6 膨脹閥選擇

采用外平衡式膨脹閥多級分控，或采用電子膨脹閥。

4 樣機測試及檢驗結果

全無(wú)級調載除濕機樣機在試驗臺上進(jìn)行了各項性能測試及節能效果測試，并通過(guò)了國家制冷設備檢驗中心的檢驗。

4.1 基本性能測試

4.1.1 在標準進(jìn)風(fēng)狀態(tài)下,出風(fēng)露點(diǎn)控制范圍為10～20℃, 在各種進(jìn)風(fēng)狀態(tài)下出風(fēng)露點(diǎn)控制精度可穩定在±1℃。

4.1.2 出風(fēng)調溫范圍隨進(jìn)風(fēng)狀態(tài)變化而有不同，最大達13～36℃。出風(fēng)溫度傳感器裝于機上出風(fēng)口時(shí)控溫精度為±1.5℃，裝于被調房間時(shí)控溫精度為±1℃。

4.1.3 在標準進(jìn)風(fēng)狀態(tài)下除濕量為90.6 kg/h。單位輸入功率除濕量為3.55kg(h.kW)

4.1.4 經(jīng)國家制冷設備檢驗中心的檢驗，所檢項目符合Q/SLJ005-2003、 JB/T7769-1995標準規定的要求。

4.2 節能效果測試

4.2.1 壓縮機調載運行中的功率測試

圖4 不同進(jìn)風(fēng)狀態(tài)和不同出風(fēng)露點(diǎn)
溫度下實(shí)測壓縮機功率各種進(jìn)風(fēng)狀態(tài)
●tg=35℃ ts=28℃△tg=30℃ ts=25℃
□tg=26℃ ts=22℃○tg=16℃ ts=14.5℃

全無(wú)級調載除濕機運行中有兩個(gè)因素可以決定壓縮機的實(shí)際功率，其一是出風(fēng)露點(diǎn)溫度的設定，出風(fēng)露點(diǎn)溫度設定值越低所需的制冷量越大，壓縮機功率就大；其二是狀態(tài)點(diǎn)的變化，焓值越高所需的制冷量越大，壓縮機的功率就大，圖4是在這兩種因素作用下，實(shí)測樣機壓縮機自動(dòng)調載時(shí)的功率變化情況?？梢钥闯?，在滿(mǎn)負荷和部分負荷下樣機壓縮機的實(shí)際功率都是很低的，與定功率的串聯(lián)機組實(shí)際功率（24～30KW）相比，節能率是很高的，平均能達到40%以上。

4.2.2 冷卻水用量測試

樣機的冷卻水用量測試，按照出風(fēng)溫度的變化可分為冷風(fēng)工況、熱風(fēng)工況和調溫工況。在冷風(fēng)工況下，樣機的冷卻水用量與串聯(lián)機基本相等，都在24 m³/h左右。而在我們最關(guān)心的地下建筑最常用的熱風(fēng)工況下（即把出風(fēng)溫度設定在36℃以上）冷卻水用量就大不相同了，從圖 5可以看出，在出風(fēng)露點(diǎn)溫度設定為12.7℃，冷卻水溫保持在30/35℃，冷凝壓力保持在1.49MPa情況下，先將進(jìn)風(fēng)狀態(tài)保持在t_wg=35℃；t_ws=28℃，可測得樣機的冷卻水用量?jì)H為6.4m³/h ，而在同樣條件下串聯(lián)機組的冷卻水用量是16.2 m³/h 。然后逐漸降低進(jìn)風(fēng)溫度，樣機會(huì )自動(dòng)調載減少制冷量，冷卻水流量也跟著(zhù)減少，當進(jìn)風(fēng)溫度降到t_wg=27℃；t_ws=22.5℃時(shí)，測得冷卻水流量降為0 m³/h ，即此時(shí)樣機可以在完全不用冷卻水的情況下運行，而在同樣情況下，串聯(lián)機組由于上游機必須用冷卻水且不能調載，其冷卻水用量仍為16.2 m³/h 。

圖5 熱風(fēng)工況下不同進(jìn)風(fēng)狀態(tài)冷卻水用量對比
●樣機用水量○串聯(lián)機用水量

同理，在調溫工況下樣機冷卻水用量也大大小于串聯(lián)機組。圖6是在進(jìn)風(fēng)狀態(tài)保持t_wg=35℃；t_ws=28℃不變，把出風(fēng)溫度設定值由高向低改變測得的。

圖6 調溫工況下不同出風(fēng)溫度冷卻水用量對比
●樣機用水量○串聯(lián)機用水量

測試結果證明,樣機可以在地下建筑最常用的熱風(fēng)工況下，用很少的冷卻水或不用冷卻水運行。這不僅大大節約了冷卻水耗量，而且提高了送風(fēng)溫度，省掉了大功率電加熱器，從而大大提高了熱能利用率，避免了串聯(lián)機組的熱能浪費現象。

5 試用情況

經(jīng)過(guò)在各種地下建筑中的使用，證實(shí)該機的優(yōu)點(diǎn)十分明顯，它解決了普通除濕機串聯(lián)運行時(shí)出現的所有問(wèn)題，具有總體造價(jià)低，占地面積小、輔助工程量小、安裝便捷等優(yōu)點(diǎn)。操控極其容易，實(shí)現了“一鍵開(kāi)機”全自動(dòng)運行，能可靠地保證地下建筑的環(huán)境質(zhì)量。特別是其獨有的隨負荷變化自動(dòng)調載功能更具有重大的節能意義。該機不僅適用于地下建筑，在其他需要全恒露點(diǎn)兼恒溫的工業(yè)及醫療領(lǐng)域也具有廣泛的應用價(jià)值。

感謝作者：林來(lái)豫 龐憲卿 趙永順 連九勇 易新文 大力支持 如需轉載請注明來(lái)源

參考文獻

1 趙榮義.簡(jiǎn)明空調設計手冊. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 1998

2 陳沛霖.空調與制冷技術(shù)手冊. 上海：同濟大學(xué)出版社，1990

作者簡(jiǎn)介

林來(lái)豫.男，1951年7月生，高級工程師，地址：河南省洛陽(yáng)市96531部隊12分隊

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