袁 艷，歐陽惕，林創(chuàng)輝，萬夏紅

(廣東申菱空調設備有限公司，廣東佛山528313)

1 引言

目前空氣除濕有制冷除濕、轉輪除濕、溶液除濕、制冷與轉輪結合的復合除濕系統(tǒng)［1］(本文簡稱轉輪復合除濕系統(tǒng))等。轉輪復合除濕系統(tǒng)突出制冷除濕高露點工況下低能耗的優(yōu)勢和轉輪低濕條件下不受露點限制的特點，近年來在國內外得到廣泛應用和重視。

無論是轉輪除濕還是轉輪復合型除濕系統(tǒng)，再生能耗高仍然是此類系統(tǒng)的缺點之一［2］。本文立足于節(jié)省轉輪再生能耗和避免轉輪再生廢熱排放，提出了熱回收型轉輪復合型除濕空調系統(tǒng)［3－6］，該產品已經申請相關專利并獲得國家實用新型專利證書。通過對不同室外進風溫度下該系統(tǒng)的能耗進行實驗測試，從而與常規(guī)轉輪復合除濕系統(tǒng)進行比較分析，獲得實際運行能耗，為此類系統(tǒng)的設計提供參考。

2 系統(tǒng)組成及原理

2.1 系統(tǒng)原理

該系統(tǒng)由前、后級制冷系統(tǒng)、轉輪除濕和熱回收系統(tǒng) (板式熱回收和冷凝熱回收)組成。圖1為帶熱回收型轉輪復合除濕系統(tǒng)的原理圖。新風A與經過預除濕的再生風混合得到混風點B，然后經過制冷系統(tǒng)進一步降溫除濕，達到轉輪進風前的進風點C，從此旁通部分風量作為轉輪的再生近風點F，其余風量經過轉輪深度除濕后達到點D，然后經過制冷系統(tǒng)降溫達到送風狀態(tài)點E;旁通的再生風經過熱回收和電加熱升溫達到再生風狀態(tài)點H，通過轉輪帶走濕負荷，達到排風點I，轉輪的再生排風經過熱回收降溫和制冷系統(tǒng)除濕后，然后與新風A混合，以此循環(huán)。

圖1 制冷與轉輪復合除濕系統(tǒng)

2.2 與普通轉輪復合除濕機對比

熱回收型轉輪復合除濕機與普通型 (見圖2)相比，在于通過增加熱回收系統(tǒng)，回收轉輪再生排風的熱量和制冷系統(tǒng)冷凝熱，提高轉輪的再生進風溫度，減少電加熱的功耗;其次，通過熱回收平衡處理轉輪再生排風的功耗，使再生排風可重復循環(huán)利用，同時取消轉輪的再生排風管道，使轉輪除濕機組不必考慮再生排風的排放問題，節(jié)省工程安裝量。

圖2 普通轉輪復合型除濕機流程圖

3 實驗研究

3.1 實驗原理

利用焓差多功能實驗室分別測試6000m3/h新風量的熱回收型和普通型轉輪除濕機，本實驗室通過國家壓縮機制冷設備質量監(jiān)督檢驗中心認證，可以模擬各種環(huán)境工況，可準確測定機組的制冷/制熱量、系統(tǒng)壓力、功率、電流、除濕量、機組進、出風干/濕球溫度、機組進出口水壓差、水流量、進出水溫度等參數(shù)。

3.2 機組測點布置

實驗裝置示意圖，如圖3所示。

機組由制冷系統(tǒng)、轉輪除濕系統(tǒng)和熱回收系統(tǒng)組成。

其中制冷系統(tǒng)包括壓縮機、蒸發(fā)器、水冷冷凝器、儲液器、熱力膨脹閥;轉輪除濕系統(tǒng)包括除濕轉輪、轉輪電機、電加熱器;熱回收系統(tǒng)包括板式換熱器和冷凝熱回收器，風系統(tǒng)為離心風機和電機。

制冷系統(tǒng)監(jiān)測吸氣，排氣壓力，吸氣、排氣溫度，制冷節(jié)流前、節(jié)流后溫度，蒸發(fā)器前、后空氣溫、濕度，壓縮機輸入功率，壓縮機電流，冷卻水進、出水溫度，冷卻水流量。

轉輪除濕系統(tǒng)監(jiān)測轉輪處理風空氣溫、濕度，轉輪再生風進風前、后空氣溫、濕度，轉輪輸入功率、運行電流。機組測點布置分別見圖4和圖5。

圖3 實驗裝置示意圖

圖4 制冷系統(tǒng)測點布置圖

圖5 轉輪系統(tǒng)測點布置圖

3.3 測試工況

為了對比熱回收型和非熱回收型轉輪復合除濕機在不同干、濕球溫度下的運行特性，實驗測試工況如表1所示。

4 實驗結果及分析

從實際測試可知，熱回收型轉輪復合除濕系統(tǒng)在5～35℃全新風進風時，總功耗 (包括水泵功耗)均低于普通轉輪復合除濕機，見圖6，比普通型約低6%～20%，當新風溫度越低時，熱回收型轉輪復合除濕系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)勢越明顯，這是因為新風溫度越低，普通型除濕機所需的再生功耗越大。從圖7可看出，熱回收型轉輪復合除濕機的再生功耗隨溫度變化不是很明顯，約55～60kW之間，但普通型轉輪復合除濕機的再生功耗與溫度線性相關，約65～85kW，相同進風溫度下，熱回收型轉輪復合除濕機再生功耗比普通型低10%以上。

表1 試驗工況

圖6 總功耗對比

圖7 再生風加熱功耗對比

圖8、9是轉輪復合除濕系統(tǒng)的前、后級制冷系統(tǒng)的功耗。前級制冷系統(tǒng)使處理風達到轉輪前的進風溫、濕度要求，因為轉輪前的進風溫、濕度會影響轉輪后處理風的含濕量;后級制冷系統(tǒng)是為達到房間要求的溫度要求，處理風經過轉輪除濕后，溫度會顯著升高。

圖8 前級制冷系統(tǒng)功耗

圖9 后級制冷系統(tǒng)功耗

從圖8可以看出，當進風溫度≥25℃時，前級制冷系統(tǒng)能耗:熱回收型≤普通型;當溫度低于＜25℃時，前級制冷系統(tǒng)能耗:熱回收型＞普通型;原因如下:當溫度低于25℃時，新風的焓值低于再生風處理后的焓值 (熱回收型復合除濕系統(tǒng)，是將再生排風經過熱回收降溫后，再經過制冷系統(tǒng)降溫除濕，然后與新風混合)，因此，新風與再生風混合后，焓值升高，導致前級制冷系統(tǒng)的功耗增加。當新風溫度低于8℃時，熱回收型除濕機的前級制冷系統(tǒng)關閉;當新風溫度低于12℃時，普通型復合除濕機前級制冷系統(tǒng)關閉。

從圖9可以看出，當進風溫度＞12℃時，后級制冷系統(tǒng)能耗:熱回收型=普通型;當進風溫度＜11℃時，后級制冷系統(tǒng)能耗:熱回收型＞普通型;當11℃≤溫度≤12℃時，熱回收型＜普通型;原因如下:進風溫度≤12℃，普通型復合除濕系統(tǒng)的前級制冷系統(tǒng)關閉，導致轉輪進風前的焓值高于熱回收型，因此后級處理功耗增加，但隨著進風焓值的降低，轉輪進風前的焓值慢慢低于熱回收型，后級處理功耗也隨著降低。

圖10是熱回收型轉輪復合除濕系統(tǒng)中熱回收量和處理轉輪再生排風消耗的制冷功耗。

從圖中可以看出板式熱回收量隨著進風溫度的降低而升高，原因如下:

進風溫度低，含濕量降低，即轉輪再生進風的含濕量也降低，而轉輪再生排風的溫度隨濕度的降低而升高，因此板式熱回收兩股氣流的溫差加大，熱回收量也增加。冷凝熱回收量隨溫度變化較小，約3.5～5kW，約占熱回收總量的20%，再生風處理的功耗也比較穩(wěn)定，約6～8kW，占熱回收總量的40%。

從測試可知:僅增加板式熱回收系統(tǒng)就可以平衡再生排風的處理功耗，因此完全可以通過增加熱回收系統(tǒng)和再生排風的處理系統(tǒng)，從而減少轉輪的再生排風管。

5 結論

本文通過對熱回收型和普通型 (不帶回收)轉輪復合除濕系統(tǒng)進行測試，可以測出以下結論:

(1)通過增加熱回收系統(tǒng)可以平衡掉處理再生風所需的功耗，因此完全可以實現(xiàn)轉輪再生排風的循環(huán)利用，減少轉輪再生風管，從而達到轉輪除濕系統(tǒng)的一體化設計，節(jié)省工程量。

(2)通過增加熱回收系統(tǒng)實現(xiàn)轉輪再生排風的循環(huán)利用，當進風溫度從5～35℃變化時，熱回收型轉輪除濕系統(tǒng)的功耗比普通型低6%～20%。

(3)熱回收型轉輪復合除濕系統(tǒng)中，通過熱回收可實現(xiàn)系統(tǒng)總功耗約22%的能量回收，其中板式熱回收量占總功耗的18%，冷凝熱回收占4%，處理再生排風所需功耗占總功耗的8%，因此也可以僅增加板式熱回收來實現(xiàn)再生排風的循環(huán)利用。

［1]周亞素，陳沛霖.轉輪除濕復合式空調系統(tǒng) ［J］.暖通空調，1999，29:64－66

［2]轉輪式除濕空調研究與應用最新進展 ［J］，制冷學報，2009，30:1－8

［3]李敏華，袁艷，歐陽惕，等.帶熱回收功能的轉輪除濕裝置:中國，ZL201020608459.7［P］.2011－06－05

［4]李芳，袁艷，黃云材，等.冷凝熱回收式復合型除濕機:中國，ZL201120079545.8［P］.2011－11－16

［5]原志鋒，袁艷，黃云材，等.組合式除濕機:中國，ZL201120079567.4［P］.2011－10－16

［6]林來豫，龐先卿，潘展華，等.無再生排風的熱回收型轉輪除濕機組:中國，201120282379.1［P］.2012－05－02