劉邦武

山東新達能環(huán)?？萍加邢薰?山東菏澤 274000

隨著節(jié)能、環(huán)保、綠色的呼聲日益高漲，各種節(jié)能技術(shù)層出不窮。以電子膨脹閥技術(shù)、變頻技術(shù)、冷凝熱回收技術(shù)為代表的制冷空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，使廣大學(xué)者將其應(yīng)用到實際的制冷循環(huán)中。筆者在原有節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)上，在排風(fēng)通道內(nèi)設(shè)置一臺主冷凝器，用于對室內(nèi)排風(fēng)進行熱回收，通過將室內(nèi)排風(fēng)作為系統(tǒng)主要的冷熱源，達到進一步降低能耗、優(yōu)化系統(tǒng)的目的。

1 理論分析

通過對逆卡諾循環(huán)效率公式進行分析，可得出蒸發(fā)溫度和冷凝溫度對制冷/制熱效率的影響。逆卡諾循環(huán)給出了制冷、制熱效率公式，其中制冷效率為：

式中：εo為逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)；Te為制冷劑的冷凝溫度，K；To為制冷劑的蒸發(fā)溫度，K。冷凝溫度的變化對制冷效率的影響，可以通過式（1）對Te求偏導(dǎo)數(shù)得出，即

當(dāng)?shù)贸鼋Y(jié)果小于0時，表示當(dāng)冷凝溫度提高，制冷效率是呈下降的趨勢，故一般通過降低制冷劑的冷凝溫度來提高機組的效率。蒸發(fā)溫度的變化對制熱效率的影響，可以通過式（2）對To求偏導(dǎo)數(shù)得出，即

當(dāng)?shù)贸鼋Y(jié)果大于0時，蒸發(fā)溫度提高，制熱效率也呈增加的趨勢。故通常通過降低冷凝溫度或者提高蒸發(fā)溫度來提高機組的效率。

2 帶排風(fēng)冷凝熱回收的高效除濕新風(fēng)機組的工作原理

該機組主要有室內(nèi)機和室外機兩部分組成，其中室內(nèi)機為雙通道設(shè)計，即送風(fēng)通道和排風(fēng)通道[1]。在送風(fēng)通道內(nèi)依次設(shè)置有蒸發(fā)器和再熱器，其中再熱器采用冷凝熱回收的方式，對冷卻除濕后的空氣進行再加熱，滿足送風(fēng)溫濕度的要求；排風(fēng)通道內(nèi)設(shè)置一個主冷凝器，用于回收室內(nèi)排風(fēng)的能量，并將回收的能量作為機組的部分冷熱源，以此達到制熱時提高蒸發(fā)溫度、制冷時降低冷凝溫度的目的，從而提高了機組的制熱效率與制冷效率；同時，室外還設(shè)置一個輔助風(fēng)冷冷凝器，這3個冷凝器采用并聯(lián)連接的方式，通過控制3段管路的相應(yīng)電磁閥的開關(guān)及電子膨脹閥的開度，來控制各個管路的開閉。制冷工況下，在送風(fēng)通道內(nèi)，室外新風(fēng)經(jīng)送風(fēng)過濾器過濾后，通過蒸發(fā)器降溫除濕，滿足濕度要求，然后經(jīng)再熱冷凝器再加熱至送風(fēng)溫度，最后經(jīng)送風(fēng)機送入室內(nèi)。在排風(fēng)通道內(nèi)，室內(nèi)排風(fēng)經(jīng)過濾后，通過主冷凝器，用于冷凝高溫的制冷劑氣體，室內(nèi)排風(fēng)溫度升高，排出室內(nèi)，室外風(fēng)冷冷凝器在夏季正常開啟，作為輔助冷凝器使用。制熱工況下，再熱冷凝器與室外輔助冷凝器均關(guān)閉，僅蒸發(fā)器和主冷凝器開啟，此時主冷凝器和蒸發(fā)器使用功能互換[2]。在送風(fēng)通道內(nèi)，室外新風(fēng)經(jīng)過濾之后通過蒸發(fā)器（制熱時功用為冷凝器），吸收冷凝熱量后，空氣溫度升高，送入室內(nèi)。在排風(fēng)通道內(nèi)，室內(nèi)排風(fēng)通過排風(fēng)側(cè)主冷凝器（制熱時功用為蒸發(fā)器），其熱量被低溫制冷劑吸收后，空氣溫度降低，排至室外，蒸發(fā)器內(nèi)低溫低壓的制冷劑吸收室內(nèi)排風(fēng)的熱量得以蒸發(fā)，此時由于蒸發(fā)溫度低于室內(nèi)空氣的露點溫度，因此在蒸發(fā)器壁面上有冷凝水析出，故在制熱工況下，不但回收了排風(fēng)的顯熱部分熱量，同時也有潛熱部分熱量的回收。

3 試驗測試

3.1 標(biāo)準(zhǔn)制冷工況

在標(biāo)準(zhǔn)制冷工況下，室外為高溫高濕的空氣狀態(tài)，房間內(nèi)輻射系統(tǒng)投入使用。在全新風(fēng)，風(fēng)量為400m3/h，室外環(huán)境干球溫度35℃，濕球溫度28.35℃，室內(nèi)環(huán)境干球溫度25℃，相對濕度55%的工況下，經(jīng)試驗測試，其結(jié)果在機組運行初期，新風(fēng)溫度較高，隨著機組的運行，新風(fēng)被降溫除濕，出風(fēng)溫度不斷的降低，經(jīng)過一段時間后，出風(fēng)溫度穩(wěn)定在10℃左右。在機組運行初期，新風(fēng)含濕量較高，隨著機組的運行，送風(fēng)含濕量不斷的降低，經(jīng)過一段時間后，送風(fēng)含濕量穩(wěn)定在7.5g/kg。通過對高效除濕新風(fēng)機組在標(biāo)準(zhǔn)制冷工況下的測試，可以得出機組的制冷量與除濕量，經(jīng)計算，該機組的制冷量為7.8kW，除濕量為14.59g/kg，機組的功率為2.12kW。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)制熱工況

在標(biāo)準(zhǔn)制熱條件下，房間內(nèi)的輻射系統(tǒng)投入使用，在全新風(fēng)，風(fēng)量為400m3/h，室外環(huán)境干球溫度7℃，濕球溫度6℃，室內(nèi)環(huán)境干球溫度22℃，相對濕度50%的工況下，經(jīng)試驗測試，其結(jié)果在機組運行初期，新風(fēng)溫度較低，隨著機組的運行，送風(fēng)溫度不斷升高，經(jīng)過一段時間后，送風(fēng)溫度穩(wěn)定在28℃左右。通過對高效除濕新風(fēng)機組在標(biāo)準(zhǔn)制熱工況下的測試，可以得出機組的制熱量，經(jīng)計算，該機組的制熱量為2.84kW，機組的功率為0.70kW。

3.3 寒冷工況

在寒冷工況下，房間內(nèi)的輻射系統(tǒng)投入使用，在全新風(fēng)，風(fēng)量為400m3/h，室外環(huán)境干球溫度-6℃，濕球溫度-7℃，室內(nèi)環(huán)境干球溫度24.1℃，相對濕度50%的工況下，進行試驗測試。通過對制冷工況下高效除濕新風(fēng)機組的測試，可以得出機組的制熱量，經(jīng)計算，該機組的制熱量為5.00kW，機組的功率為1.12kW。

4 結(jié)語

該文基于戶式化系統(tǒng)及被動式概念建筑的需求，提出了一種帶排風(fēng)冷凝熱回收的高效除濕新風(fēng)機組。該機組通過在排風(fēng)通道內(nèi)設(shè)置的主冷凝器，將室內(nèi)排風(fēng)的能量進行回收并將其作為機組的冷熱源[3]。通過對一臺400m3/h全新風(fēng)的高效除濕新風(fēng)機在不同室外環(huán)境條件下的性能進行模擬與試驗測試，由結(jié)果得出，在排風(fēng)通道內(nèi)設(shè)置一個主冷凝器用于對回風(fēng)能量進行回收的熱回收方式，對制冷或制熱系統(tǒng)的優(yōu)化有很大的作用，經(jīng)測試，采用該套系統(tǒng)，無論是制熱工況還是制冷工況，均能達到所需的送風(fēng)狀態(tài)點，且能效比高，可以達到滿意的效果。