吳國(guó)彪

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1 引言

節(jié)能是社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)，反映人類(lèi)進(jìn)步的重要標(biāo)志。節(jié)能問(wèn)題已成為人們的焦點(diǎn)問(wèn)題，并且滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。在我國(guó)建筑運(yùn)行能耗所占總能耗比重越來(lái)越大，而空調(diào)能耗占建筑運(yùn)行能耗的50%左右，空調(diào)除濕能耗已經(jīng)占到空調(diào)總能耗的30%左右，主要是醫(yī)藥、電子、化工等行業(yè)的發(fā)展對(duì)特定空間濕度的要求高所致。由于空調(diào)除濕能耗高，故引起暖通空調(diào)專(zhuān)業(yè)對(duì)除濕高度重視，因此節(jié)能的除濕技術(shù)對(duì)空調(diào)的發(fā)展有極其重要的意義。

2 除濕技術(shù)進(jìn)行對(duì)比

下面對(duì)空調(diào)除濕中冷卻除濕、液體吸收除濕、固體吸附除濕、膜除濕、熱泵除濕等技術(shù)進(jìn)行分析對(duì)比。

2.1 冷卻除濕技術(shù)

冷卻除濕是把制冷機(jī)作為冷源設(shè)備，以直接蒸發(fā)式冷卻方式把空氣溫度冷卻至露點(diǎn)溫度，析出大于相應(yīng)狀態(tài)下的飽和含濕量的水分，降低空氣的絕對(duì)濕度。冷凍除濕方法相對(duì)濕度下降快，運(yùn)行費(fèi)用低，不需要熱源，操作方便，但是最大的缺點(diǎn)是存在再熱能耗損失。

2.2 液體吸收除濕技術(shù)

液體吸收除濕是空氣中的水蒸氣分壓高于除濕劑濃溶液表面的水蒸氣分壓，由于液體和空氣分壓不同的作用，濃溶液吸收空氣中的水蒸氣達(dá)到除濕的目的。液體吸收式除濕除濕能力大、除濕效果好，缺點(diǎn)是COP 較低，設(shè)備的體積大。

2.3 固體吸附除濕技術(shù)

固體吸附式除濕的原理與液體吸收式除濕原理相似，固體吸附式除濕通過(guò)固體干燥劑除濕，轉(zhuǎn)輪除濕是固體吸附除濕中比較典型的一種。它的優(yōu)點(diǎn)是可以連續(xù)獲得濕度低的干燥空氣，濕空氣處理能力強(qiáng)，尤其對(duì)空氣溫度、濕度低的處理效果更為明顯，缺陷是轉(zhuǎn)輪除濕裝置能耗較高，再生耗熱量大。

2.4 膜除濕技術(shù)

膜除濕技術(shù)是溶解-擴(kuò)散機(jī)理，膜通過(guò)某些特殊材料制成，膜表面與水蒸氣接觸后被膜表面吸收，由于膜的兩側(cè)形成濃度不同，水分子在膜內(nèi)向濃度高的一側(cè)擴(kuò)散，到達(dá)膜的另一側(cè)被解析出來(lái)，從而達(dá)到除濕的效果。膜除濕系統(tǒng)的除濕過(guò)程可連續(xù)進(jìn)行，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，不需要閥門(mén)的切換，能耗較低，系統(tǒng)運(yùn)行可靠性比較高。

2.5 熱泵除濕技術(shù)

熱泵除濕通過(guò)熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器降低空氣溫度和濕度，把冷凝器釋放的冷凝熱回收的技術(shù)。熱泵除濕技術(shù)降低了冷卻除濕的能耗，空氣溫濕度可隨意調(diào)節(jié)，對(duì)空氣進(jìn)行干燥時(shí)，可使空氣干燥均勻，并且不產(chǎn)生污染。使用熱泵除濕系統(tǒng)進(jìn)行除濕時(shí)，由于室內(nèi)外空氣溫濕度的變化運(yùn)行參數(shù)需要不斷的調(diào)整，故除濕控制較為復(fù)雜，并且熱泵除濕不適合于露點(diǎn)溫度低于5℃的空氣除濕。

綜上所述，冷卻除濕、液體吸收劑除濕、固體吸附劑除濕、轉(zhuǎn)輪法除濕方法在空調(diào)行業(yè)廣泛應(yīng)用，由于人們?cè)诠?jié)約能源方面的意識(shí)不斷提高，也發(fā)現(xiàn)了一些不足。為此，研究并提出新型除濕技術(shù)便成為關(guān)鍵。

3 熱管除濕再熱方案的應(yīng)用

3.1 熱管除濕再熱的原理

熱管除濕主要是利用一對(duì)熱管中的冷盤(pán)管事先對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷除濕，降低二級(jí)表冷盤(pán)管的冷負(fù)荷，熱管中的加熱盤(pán)管放置在二級(jí)表冷之后再熱。采用多級(jí)、分段超導(dǎo)環(huán)流循環(huán)熱管技術(shù)，利用熱端（預(yù)冷段）與冷端（再熱段）的溫度差，熱端的熱量自動(dòng)傳輸?shù)嚼涠耍ú幌娜魏喂Γ?。熱端的溫度下降，冷端的溫度上升，從而?shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的能量互助，減少能源消耗，節(jié)約大量的能源。這種互助式能量循環(huán)系統(tǒng)節(jié)能原理就是利用系統(tǒng)本身溫度差，實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)利用，而且是同時(shí)利用兩次，熱管再熱除濕方案有較大的單位電能除濕量。

3.2 熱管無(wú)功耗除濕增效系統(tǒng)節(jié)能計(jì)算（簡(jiǎn)易）

3.2.1 節(jié)能量計(jì)算

例如：混風(fēng)溫度26℃，相對(duì)濕度54%，預(yù)降溫后溫度16.5℃，相對(duì)濕度95%，降溫除濕后溫度12.5℃，相對(duì)濕度95%，預(yù)加熱溫度22℃，相對(duì)濕度50%，計(jì)算10000m3/h 風(fēng)量顯熱回收量。

（1）預(yù)冷段回收熱量：

（2）再熱段回收量：

（3）電能節(jié)能量：空調(diào)能效比COP 按3.5 計(jì)算，不考慮熱損失，10000m3/h風(fēng)量每小時(shí)預(yù)冷電能節(jié)能量為9.7kW，再熱電能節(jié)能量為34 kW，每小時(shí)電能節(jié)能量總計(jì)為43.7kW。（4）經(jīng)濟(jì)效益：空調(diào)運(yùn)行每天按照24小時(shí)，每年120天計(jì)算，考慮部分熱損和工況的可變，按照計(jì)算值的80%計(jì)算，每年電能節(jié)能量為125856 kW。電價(jià)按照0.8元計(jì)算，10000m3/h風(fēng)量的空調(diào)除濕每年節(jié)省100684.8 元，增加熱管費(fèi)用約為86000 元，回報(bào)周期不到一年。綜上看，采用熱管無(wú)功耗除濕系統(tǒng)，節(jié)約的經(jīng)濟(jì)效益還是非?？捎^的。

式中：

V——空氣流量，m3/h；

Cp——空氣定壓熱容，kj/m3·℃；

ΔT——溫度差，℃。

4 熱管除濕再熱系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

4.1 傳統(tǒng)空調(diào)冷卻除濕存在以下缺陷和不足

傳統(tǒng)空調(diào)需要空氣的溫度降低到露點(diǎn)溫度，消耗的能源很大；當(dāng)空氣露點(diǎn)溫度達(dá)到0℃以下時(shí)，蒸發(fā)盤(pán)管需要除霜需要給運(yùn)行管理增加了負(fù)擔(dān)，且能耗也高；并且存在二次消耗能源的問(wèn)題。為了滿(mǎn)足空調(diào)房間的濕度需要，將空氣冷卻到空氣露點(diǎn)溫度，降低空氣中的水分后再將空氣再熱送至空調(diào)房間。

4.2 熱管除濕再熱系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)的除濕方法對(duì)比，熱管預(yù)冷作用減少了冷卻盤(pán)管負(fù)荷，可以有效到達(dá)除濕效果，熱管在熱作用，也去除二次消耗能源再熱問(wèn)題，熱管除濕換熱器依靠溫差驅(qū)動(dòng)，只要有溫差便能工作，無(wú)須另外的能源輸入，達(dá)到節(jié)能效果。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)各種空調(diào)除濕方法的進(jìn)行對(duì)比分析，熱管除濕再熱系統(tǒng)通過(guò)先預(yù)冷再加熱的方式，減少了空調(diào)制冷和再熱的能耗，達(dá)到節(jié)能經(jīng)濟(jì)效果。此外熱管除濕再熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠穩(wěn)定，能效比高，可以匹配任何尺寸的空調(diào)機(jī)組，依靠溫差傳動(dòng)無(wú)須額外動(dòng)力，沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)部件基本無(wú)須維護(hù)，使用壽命長(zhǎng)，同時(shí)改善傳統(tǒng)除濕系統(tǒng)的一些不足。熱管除濕再熱系統(tǒng)對(duì)空調(diào)除濕做出了許多的改善，同時(shí)也為保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源做出了重要的貢獻(xiàn)。