地下建筑專用全新風無級調(diào)載除濕機研制（二）

3 全無級調(diào)載除濕機樣機設(shè)計方案

3.1 樣機基本參數(shù)

3.1.1 處理量6000m³/h；

3.1.2 標準進風狀態(tài)t_g=35℃，t_s=28℃ ；

3.1.3 蒸發(fā)器后露點溫度12.7℃±1℃；（可在12.7℃～20℃范圍內(nèi)根據(jù)需要任意設(shè)定，進風溫度較低時最低可調(diào)至8℃）

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

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(shè)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.電動調(diào)節(jié)閥
10.控制器11.出風溫度傳感器12.露點溫度傳感器13.電磁閥
14.電磁閥１15.電磁閥２16.單向閥17.過濾器 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.風機（機外）26.Y型過濾器

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)器和風冷冷凝器由于過風量小，風速低，造成外表面換熱系數(shù)比常規(guī)小，因而總傳熱系數(shù)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)器和風冷冷凝器都采用了容積可自動調(diào)節(jié)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，可以實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制。

3.4.2 露點溫度傳感器設(shè)在蒸發(fā)器后（見圖3）。開機前先根據(jù)季節(jié)及洞庫內(nèi)溫度在觸摸液晶顯示器上設(shè)定欲控制的露點溫度，開機后，控制器將不斷根據(jù)露點溫度傳熱器測得的實際露點溫度與設(shè)定值比較，以PID方式發(fā)出調(diào)載指令控制壓縮機的制冷量，使之與動態(tài)的負荷相匹配，自動節(jié)能運行。

3.4.3 采用電動調(diào)節(jié)閥控制冷卻水量的方式改變水冷和風冷冷凝器的換熱量比例，實現(xiàn)出風溫度自動調(diào)節(jié)。

3.5 樣機壓縮機選擇

選擇半封閉雙螺桿無級容調(diào)壓縮機，能量調(diào)節(jié)范圍為25%～100%；輸出功率30kW，該壓縮機具有雙重殼體結(jié)構(gòu)，振動小、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(jié)果

全無級調(diào)載除濕機樣機在試驗臺上進行了各項性能測試及節(jié)能效果測試，并通過了國家制冷設(shè)備檢驗中心的檢驗。

4.1 基本性能測試

4.1.1 在標準進風狀態(tài)下,出風露點控制范圍為10～20℃, 在各種進風狀態(tài)下出風露點控制精度可穩(wěn)定在±1℃。

4.1.2 出風調(diào)溫范圍隨進風狀態(tài)變化而有不同，最大達13～36℃。出風溫度傳感器裝于機上出風口時控溫精度為±1.5℃，裝于被調(diào)房間時控溫精度為±1℃。

4.1.3 在標準進風狀態(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(shè)備檢驗中心的檢驗，所檢項目符合Q/SLJ005-2003、 JB/T7769-1995標準規(guī)定的要求。

4.2 節(jié)能效果測試

4.2.1 壓縮機調(diào)載運行中的功率測試

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

全無級調(diào)載除濕機運行中有兩個因素可以決定壓縮機的實際功率，其一是出風露點溫度的設(shè)定，出風露點溫度設(shè)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，實測樣機壓縮機自動調(diào)載時的功率變化情況。可以看出，在滿負荷和部分負荷下樣機壓縮機的實際功率都是很低的，與定功率的串聯(lián)機組實際功率（24～30KW）相比，節(jié)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，按照出風溫度的變化可分為冷風工況、熱風工況和調(diào)溫工況。在冷風工況下，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工況下（即把出風溫度設(shè)定在36℃以上）冷卻水用量就大不相同了，從圖 5可以看出，在出風露點溫度設(shè)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，先將進風狀態(tài)保持在t_wg=35℃；t_ws=28℃，可測得樣機的冷卻水用量僅為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 。然后逐漸降低進風溫度，樣機會自動調(diào)載減少制冷量，冷卻水流量也跟著減少，當進風溫度降到t_wg=27℃；t_ws=22.5℃時，測得冷卻水流量降為0 m³/h ，即此時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(diào)載，其冷卻水用量仍為16.2 m³/h 。

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

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

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

測試結(jié)果證明,樣機可以在地下建筑最常用的熱風工況下，用很少的冷卻水或不用冷卻水運行。這不僅大大節(jié)約了冷卻水耗量，而且提高了送風溫度，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(xiàn)象。

5 試用情況

經(jīng)過在各種地下建筑中的使用，證實該機的優(yōu)點十分明顯，它解決了普通除濕機串聯(lián)運行時出現(xiàn)的所有問題，具有總體造價低，占地面積小、輔助工程量小、安裝便捷等優(yōu)點。操控極其容易，實現(xiàn)了“一鍵開機”全自動運行，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調(diào)載功能更具有重大的節(jié)能意義。該機不僅適用于地下建筑，在其他需要全恒露點兼恒溫的工業(yè)及醫(yī)療領(lǐng)域也具有廣泛的應用價值。

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參考文獻

1 趙榮義.簡明空調(diào)設(shè)計手冊. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 1998

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

作者簡介

林來豫.男，1951年7月生，高級工程師，地址：河南省洛陽市96531部隊12分隊

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