地下建筑專用全新風無級調載除濕機研制（二）

3 全無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 標準進風狀態t_g=35℃，t_s=28℃ ；

3.1.3 蒸發器后露點溫度12.7℃±1℃；（可在12.7℃～20℃范圍內根據需要任意設定，進風溫度較低時最低可調至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R22；

3.1.8 外形尺寸1900×1500×1800，重量1500kg。

3.2 樣機的制冷循環流程設計

樣機的制冷循環流程原理如圖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.電動調節閥
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。蒸發器和風冷冷凝器都采用了容積可自動調節的多級形式。

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，可以實現聯網控制。

3.4.2 露點溫度傳感器設在蒸發器后（見圖3）。開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溫度，開機后，控制器將不斷根據露點溫度傳熱器測得的實際露點溫度與設定值比較，以PID方式發出調載指令控制壓縮機的制冷量，使之與動態的負荷相匹配，自動節能運行。

3.4.3 采用電動調節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，實現出風溫度自動調節。

3.5 樣機壓縮機選擇

選擇半封閉雙螺桿無級容調壓縮機，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

全無級調載除濕機樣機在試驗臺上進行了各項性能測試及節能效果測試，并通過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 在標準進風狀態下,出風露點控制范圍為10～20℃, 在各種進風狀態下出風露點控制精度可穩定在±1℃。

4.1.2 出風調溫范圍隨進風狀態變化而有不同，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℃，裝于被調房間時控溫精度為±1℃。

4.1.3 在標準進風狀態下除濕量為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 不同進風狀態和不同出風露點
溫度下實測壓縮機功率各種進風狀態
●tg=35℃ ts=28℃△tg=30℃ ts=25℃
□tg=26℃ ts=22℃○tg=16℃ ts=14.5℃

全無級調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定，出風露點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，與定功率的串聯機組實際功率（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，按照出風溫度的變化可分為冷風工況、熱風工況和調溫工況。在冷風工況下，樣機的冷卻水用量與串聯機基本相等，都在24 m³/h左右。而在我們最關心的地下建筑最常用的熱風工況下（即把出風溫度設定在36℃以上）冷卻水用量就大不相同了，從圖 5可以看出，在出風露點溫度設定為12.7℃，冷卻水溫保持在30/35℃，冷凝壓力保持在1.49MPa情況下，先將進風狀態保持在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 熱風工況下不同進風狀態冷卻水用量對比
●樣機用水量○串聯機用水量

同理，在調溫工況下樣機冷卻水用量也大大小于串聯機組。圖6是在進風狀態保持t_wg=35℃；t_ws=28℃不變，把出風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溫度冷卻水用量對比
●樣機用水量○串聯機用水量

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，避免了串聯機組的熱能浪費現象。

5 試用情況

經過在各種地下建筑中的使用，證實該機的優點十分明顯，它解決了普通除濕機串聯運行時出現的所有問題，具有總體造價低，占地面積小、輔助工程量小、安裝便捷等優點。操控極其容易，實現了“一鍵開機”全自動運行，能可靠地保證地下建筑的環境質量。特別是其獨有的隨負荷變化自動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兼恒溫的工業及醫療領域也具有廣泛的應用價值。

感謝作者：林來豫 龐憲卿 趙永順 連九勇 易新文 大力支持 如需轉載請注明來源

參考文獻

1 趙榮義.簡明空調設計手冊. 北京: 中國建筑工業出版社, 1998

2 陳沛霖.空調與制冷技術手冊. 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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