地下建筑專用全新風(fēng)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(biāo)準(zhǔn)進風(fēng)狀態(tài)tg=35℃，ts=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(fēng)溫度較低時最低可調(diào)至8℃）
3.1.4出風(fēng)溫度13～36℃±1.5℃（壓縮機減載時出風(fēng)溫度上限相應(yīng)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(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.電動調(diào)節(jié)閥
10.控制器11.出風(fēng)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(fēng)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(fēng)冷冷凝器由于過風(fēng)量小，風(fēng)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(fēng)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(fēng)冷冷凝器的換熱量比例，實現(xiàn)出風(fēng)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(biāo)準(zhǔn)進風(fēng)狀態(tài)下,出風(fēng)露點控制范圍為10～20℃,在各種進風(fēng)狀態(tài)下出風(fēng)露點控制精度可穩(wěn)定在±1℃。
4.1.2出風(fēng)調(diào)溫范圍隨進風(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(biāo)準(zhǔn)進風(fēng)狀態(tài)下除濕量為90.6kg/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(biāo)準(zhǔn)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(fēng)狀態(tài)和不同出風(fēng)露點
溫度下實測壓縮機功率各種進風(fēng)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(fēng)露點溫度的設(shè)定，出風(fēng)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?？梢钥闯?，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(fēng)溫度的變化可分為冷風(fēng)工況、熱風(fēng)工況和調(diào)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24m3/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(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(fēng)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(fēng)狀態(tài)保持在twg=35℃；tws=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16.2m3/h。然后逐漸降低進風(fēng)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(dāng)進風(fēng)溫度降到twg=27℃；tws=22.5℃時，測得冷卻水流量降為0m3/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16.2m3/h。
圖5熱風(fēng)工況下不同進風(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(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(fēng)狀態(tài)保持twg=35℃；tws=28℃不變，把出風(fēng)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(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(jié)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(jié)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(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(yīng)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(zhuǎn)載請注明來源
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(xué)出版社，1990
作者簡介
林來豫.男，1951年7月生，高級工程師，地址：河南省洛陽市部隊12分隊
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