低温管道型除湿机组在空调系统中的应用_刘宇峰.pdf

电气与自动化刘宇峰， 等低温管道型除湿机组在空调系统中的应用 http: ZZHD chinajournal net cnE- mail: ZZHD chainajournal net cn机械制造与自动化 作者简介: 刘宇峰( 1977) ， 男， 河南夏邑人， 工程师， 本科， 主要从事制冷、 除湿及空调技术研究。 低温管道型除湿机组在空调系统中的应用 刘宇峰1， 於和运1， 王韬2 ( 1 南京五洲制冷集团有限公司， 江苏 南京 211100; 2 南京三宝科技股份有限公司 江苏 南京 211100) 摘要: 分析目前我国一些空调系统工程中湿度不能满足设计要求的现象和所存在的问题， 通 过几种改造方案的比较， 推荐一种低温管道型除湿机应用于这些空调系统改造方案中， 既能有 效控制房间内的湿度， 又不影响房间内的温度， 且极大节省了设备的运行管理费用， 开辟除湿 机应用的一个新领域。 关键词: 除湿机; 节能; 再热量 中图分类号: TB65文献标志码: B 文章编号: 1671- 5276( 2013) 05- 0204- 03 Brief Introduction to Application of Low Temperature Ducted Dehumidifier in Air Conditioning System LIU Yu- feng1， YU He- yun1， WANG Tao2 ( 1 Nanjing WuZhou refrigeration Group Co ， LTD ， Nanjing 211100， China; 2 Nanjing Sample Technology Co ， Ltd ， Nanjing 211100， China) Abstract:This paper analyzes the foult signature and other existing problems in air conditioning systems and compares several im- provement methods and recommends，a low temperature ducted dehumidifier for these improvements This dehumidifier is not only used to control inside humidity effectively without influence on inside temperature but also to reduce the operation and management cost greatly， meanwhile a new field for the dehumidifier application is opened up Key words:dehumidifier; energy saving; reheat capacity 0引言 随着我国科学技术的发展， 特别是医药、 电子、 化工、 机械制造等行业技术的发展， 人们对生产制造车间的工艺 环境也日益关注， 并努力创造一个舒适、 合格的生产制造 工艺环境， 特别是对湿度的要求越来越严格。但是， 大量 的工程是厂房内的温度能够满足要求， 厂房内的湿度无法 满足要求， 特别是在高温天气和梅雨季节， 房间内的湿度 更高， 严重影响了工业生产。 1现象及原因分析 a)空调机组再热量偏小 现象表现为: 当环境温度比较高的时候， 房间内的温 湿度都能够满足要求， 但是， 当到过渡季节时候， 房间内的 温度可以满足要求， 但是湿度超出设计要求范围， 特别是 到 “梅雨季节” 湿度更高。究其原因， 主要由于空调机组 处理过程的热湿比不能够满足房间负荷的热湿比变化的 要求， 空调机组能力大小是按照夏季最不利工况设计选型 的， 夏季的冷负荷比较大， 热湿比也大， 而到梅雨季节的时 候， 由于日照时间不足， 室外环境温度不高， 因此房间内的 余热比设计工况要小， 加上此时室外空气含湿量比较高， 通过空气渗透， 房间内的湿负荷增大， 因此， 此时要求处理 空气的热湿比线变小， 要想达到实际工况的热湿比线， 必 须需要增大再热量才能够满足要求， 但是， 有些工程为了 节约设备的初投资， 降低系统， 增大送风温差， 配备再热量 小， 有的甚至采用露点送风方式， 根本无再热加热器等湿 度调节手段。如图 1 所示， 1 为夏季热湿比线， 2 为梅雨 季节热湿比线。 图 1夏季和过渡季节空气处理过程示意图 b)空调机组制冷负荷选取偏小 现象表现为: 平时房间内的温湿度都能够满足要求， 但到炎热的夏季， 造成房间内的温湿度都比较高。究其原 因， 在选择制冷设备的初期没有考虑到足够的制冷余量， 等房间负荷增大的时候， 空气处理的露点不够低， 特别是 当室外温度比较高的时候， 房间内的热湿负荷增大， 此时， 新风负荷也增大， 在标准工况下设计的制冷量无法满足要 402 电气与自动化刘宇峰， 等低温管道型除湿机组在空调系统中的应用 Machine BuildingAutomation，Jun 2013， 42( 5) : 204 206 求， 造成房间内的温湿度都比较高。 c)空调机组处理露点不够低 现象表现为: 大部分情况下房间的温度能够满足要 求， 湿度不能满足要求。究其原因， 在选择主机和空调末 端的时候， 按消除室内余热进行选型， 只注重表冷段制冷 能力的大小和处理风量的要求， 不考虑表冷段的除湿情 况， 表现出单位制冷量的风量配比较大， 空气出风露点偏 高。这样在载冷剂温度偏高的情况下， 虽然房间温度能够 满足设计的要求， 但是湿度无法满足设计的要求， 甚至有 的为了降低机组成本， 缩小空调末端体积， 造成表冷段迎 面风速偏高， 表冷段后有带水现象。 2 解决方案 经过大量的实际调研及我公司在一些工程实际改造 的应用情况看， 一般会采取下列三种方案: a)增大或增加空调系统的再热量， 比如电加热、 热水 加热或蒸汽加热等部件。该方案比较简单， 系统更改小， 且控制比较方便， 但是该方案存在冷热抵消的现象， 造成 大量的能源浪费， 增加了机组的运行成本。该方法一般适 用于空调系统的制冷量足够大的工程， 否则， 如果增加再 热量比较大， 可能造成原有空调的制冷量不够， 温度又满 足不了设计要求。因此有的项目， 在增大再热量的同时还 需要增大同样的制冷量， 这样增加的运行成本包括再热量 的能量和需要增大的制冷功率。 b)在空调房间里面分散放置几台冷冻除湿机。该方 法也比较简单， 原有空调系统不用更改， 但是该方法影响 原有房间的布局和美观， 增大了空气的扰动， 使人有不舒 服的吹风感， 且机组零散放置， 管理不太方便， 改造费用 高。另外， 由于除湿机的进风为房间的回风， 空气的湿度 比较低， 处理空气的显热比例大， 除湿效率低， 即除湿机的 单位功率除湿量比较小， 从节能的角度不可取。 c)在空调系统末端设备里面串联低温管道型除湿 机。该方法也比较简单， 原有空调系统变动小， 且控制方 便， 节约能源。这样相当于两级降温除湿， 即原有的表冷 器进行预降温除湿， 然后再经过蒸发器对湿空气进行深度 降温除湿。由于进入蒸发器的空气湿度比较大， 处理空气 的显热比小， 除湿效率高， 即单位功率的除湿量比较大。 另外， 在蒸发器的后面还有一个再热冷凝器( 热回收器) ， 免费加热被降温除湿后的空气， 通过控制再热量的大小， 可以调节机组的出风温度， 满足热湿比变化的要求， 另外， 该除湿机机组还具有空调降温功能， 此时蒸发器后的再热 冷凝器关闭， 只对空气冷却降温， 等于增大空调机组的制 冷能力。因此， 该方案不但满足了房间内温湿度处理的要 求， 同时还能够节约机组的运行成本。 3工程实例 现以苏州某制药厂房为例: 该厂房面积为 4500m2 ， 高 3m， 室内工作人员 100 人。现有中央空调系统， 主机和组 合式空调箱各 2 台， 每台主机的制冷量 650kW， 每台组合 式空调箱送风量 120000 m3/h， 且每台组合式空调箱里面 配有再热电加热器 45kW。刚开始运行的时候， 机组运行 能够正常， 但是房间内的湿度不能够满足要求， 最大湿度 达到 80%， 完全不能满足设计要求( t = 24 1、 H = 55% 5%) 。鉴于这样的情况， 有下面几种方案供选择: a)增大电加热器功率 根据现场情况， 目前每台机组已经增加了 80kW 电加 热， 更改后机组能够连续稳定的运行， 但是当环境湿度比 较大了时候， 房间内的湿度仍旧无法满足要求， 最大相对 湿度达到 70%， 房间内的温度 24， 而且此时主机开启的 制冷量已经最大， 没有多余的制冷量。因此， 如果再增大 再热加热器， 会造成房间内的温度升高， 不能满足设计要 求。因此， 该方案没有从根本上解决除湿问题， 只是通过 提高再热量， 提高房间内的温度来降低房间内的湿度， 且 该方案存在冷热抵消现象， 而且需要增加耗电， 具体如下: 增加电加热的耗电量为: Q增=280=160kW。 通过计算， 要想彻底解决温湿度的问题， 需要同时加 大再热量和制冷量， 增加总的电加热量约为: 2 160 = 320kW， 同时还需要增加制冷量为: 2110 =220kW， 对应 的制冷机机组功率为 58kW， 则系统需要增加的总功率 为:Q增=320+58=378kW。 b)在厂房内分散放置多台低湿型调温除湿机 根据计算， 在房间内选择 10 台 25kg/h 低湿型调温除 湿机， 且关掉空调箱内的电加热器， 除湿机在房间内自行 循环除湿。机组总的耗电有所增加， 总的耗电如下: 25kg/h 低湿型调温除湿机的总功率为 20 5kW， 则增加除湿机的总功率为: 1020 5=205kW 则系统需要增加的总功率为: Q增=205245=115kW c)在空调箱里面放置低温管道型除湿机 在空调箱内部放置 2 台 120kg/h 低温管道型除湿机， 分别放置在表冷段的后面， 并去除再热加热器， 湿空气先 经过表冷器预降温除湿， 而后经过蒸发器深度降温除湿， 而后再经过冷凝器免费加热升温， 达到设计要求后送出， 总的耗电如下: 120kg/h 除湿机的总功率为 44kW 则增加除湿机的总功率为: 244=88kW 则系统需要增加的总功率为: Q增=88245=2kW 通过上面的比较， 最后选择了机组耗电少的 c) 方 案， 目前机组完全能够满足设计要求， 且机组运行稳定 可靠。 4结语 在空调系统中， 低温管道型除湿机充分运用冷凝热回 收这一节能技术， 湿空气先经过蒸发器降温除湿， 而后免 费对空气加热， 降低相对湿度， 且机组的送风状态点可以 根据再热量的大小自动调节， 保证空调机组处理过程的热 湿比满足房间负荷的热湿比变化的要求。通过上面的比 较可知， 采用低温管道型除湿机更加适合空调系统的湿度 控制， 在增加空调系统制冷量的同时也增加了机组的再热 量， 且系统更改小， 控制简单方便， 运行成本低、 性价比高。 因而在空调系统中湿度控制方面具有很大的发展和应用 空间， 比如目前的双冷源全新风除湿机机组就是在此基础 502 电气与自动化刘宇峰， 等低温管道型除湿机组在空调系统中的应用 http: ZZHD chinajournal net cnE- mail: ZZHD chainajournal net cn机械制造与自动化 上的延伸。 参考文献: 1电子工业部第十设计研究院 空气调节设计手册M 北京: 中国建筑工业出版社， 1995 2 制冷工程设计手册 编写组 制冷工程设计手册M 北京: 中国建筑工业出版社， 1978 3薛殿华 空气调节 M 北京: 清华大学出版社 1991 4南京五洲制冷集团有限公司 管道除湿机样本 S20126 收稿日期: 2013- 02- 28 權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權權 ( 上接第 175 页) 8)液压系统( 包括驱动油缸) 也比原来大大简化， 其 作用主要只平衡刀架切削力和尾架夹紧工件。并将原有 去毛刺液压动力改为用户可选配置( 即标准机床不带有 该功能， 用户需要可作为附件供给， 减少不需要该功能用 户的负担) 。 9)机械结构的简化， 不仅使制造便利易行， 而且多出 的空间可以对机床的箱体刚性进行进一步优化设计， 还给 维修装拆带来便利。 10)原来的滑动支撑基本改为滚动支撑， 使加工、 装 配都变得容易， 润滑充分， 减少了传动故障的可能性。 原来普通滚齿机， 经数控改型设计制造后， 加工的齿 轮精度稳定提高， 由于可调节的范围加大， 加工参数可以 更接近实际加工所需的要求， 效率也有所提高。机床主要 参数对比见表 1。 表 1普通滚齿机与数控滚齿机参数对比 项目 普通滚齿机数控滚齿机 参数性能参数性能 滚刀转速/( r/min)425 2350 交换齿轮变速: 8 级100 3000 无 级 调 整 径向进给速度/( mm/min)10 不可调001 2 径向快进速度未设计1000 轴向进给速度/( mm/r)0025 1 交换齿轮变速: 28 级001 3 轴向快进速度/( mm/min)260 不可调1000 可见无论是性能参数范围还是快速运行速度都有了 进一步的改善提高。 3结语 对比普通型和数控改型设计的滚齿机， 基本可加工齿 轮规格参数都不发生变化， 也就是说机床的基本性能都很 好的保持原有水平， 但主轴转速可以提高到 3000r/min ( 主轴电动机转速可达 10000r/