地下建筑專用全新風(fēng)無(wú)級(jí)調(diào)載除濕機(jī)研制（一）
作者：gengxin
時(shí)間：2022-04-14
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信息摘要：1.1 普通除濕機(jī)的適用場(chǎng)合常用的普通型調(diào)溫除濕機(jī)帶有風(fēng)冷和水冷兩個(gè)串聯(lián)的冷凝器
。該機(jī)除了可用于降低所服務(wù)區(qū)域空氣濕度外
，還可利用風(fēng)冷和水冷冷凝器換熱量比例的變化兼控出風(fēng)溫度
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。它的運(yùn)行特點(diǎn)是必須通過(guò)回風(fēng)使室內(nèi)空氣反復(fù)循環(huán)經(jīng)過(guò)除濕機(jī)才能逐漸消除室內(nèi)余濕
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地下建筑專用全新風(fēng)無(wú)級(jí)調(diào)載除濕機(jī)研制（一）
1.1 普通除濕機(jī)的適用場(chǎng)合
常用的普通型調(diào)溫除濕機(jī)帶有風(fēng)冷和水冷兩個(gè)串聯(lián)的冷凝器。該機(jī)除了可用于降低所服務(wù)區(qū)域空氣濕度外
，還可利用風(fēng)冷和水冷冷凝器換熱量比例的變化兼控出風(fēng)溫度
。可以直接放在室內(nèi)使用
，也可以安裝在通風(fēng)系統(tǒng)中用于處理回風(fēng)和少量的
。它的運(yùn)行特點(diǎn)是必須通過(guò)回風(fēng)使室內(nèi)空氣反復(fù)循環(huán)經(jīng)過(guò)除濕機(jī)才能逐漸消除室內(nèi)余濕?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">？梢哉f(shuō)普通除濕機(jī)用于地下建筑時(shí)主要是用來(lái)克服洞庫(kù)的內(nèi)部濕負(fù)荷的
，它的適用場(chǎng)合是有限的。
1.2 地下洞庫(kù)的環(huán)境特點(diǎn)
夏季地下洞庫(kù)受巖石溫度較低的影響
，室內(nèi)的壁面溫度也較低
，由于地下水的滲透作用，室內(nèi)壁面有持續(xù)散濕現(xiàn)象
，空氣相對(duì)
濕度高。夏季室外含濕量大
，露點(diǎn)溫度很高
，如果
除濕機(jī)不能把露點(diǎn)溫度控制得足夠低，進(jìn)入地下洞庫(kù)室內(nèi)就會(huì)結(jié)露
，使環(huán)境條件惡化
，造成各種設(shè)備因受潮而損壞。為了防止出現(xiàn)這種情況
，應(yīng)當(dāng)采取減少比例
，多用回風(fēng)的辦法。但國(guó)防工程的地下建筑中有大量的存有特殊材料的洞庫(kù)因涉及到
有害物質(zhì)和有害氣體的散發(fā)問(wèn)題
，不能采用回風(fēng)方式
，通風(fēng)系統(tǒng)只能設(shè)計(jì)成全的方式。這就給除濕機(jī)的使用提出了特殊的要求
。
1.3 地下洞庫(kù)中全系統(tǒng)送風(fēng)狀態(tài)的確定
我國(guó)華東
、華中及華南大部分地區(qū)夏季
空調(diào)室外計(jì)算溫度都很高。鄭州t
g=35.6℃
，t
s=27.4℃
；長(zhǎng)沙t
g=35.8℃，t
s=27.7℃
；福州t
g=35.2℃
，t
s=28℃。在這些地區(qū)的地下建筑通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,根據(jù)工藝需要的溫濕度條件及洞庫(kù)壁溫和洞庫(kù)內(nèi)空氣的熱濕比
，一般規(guī)定全系統(tǒng)的送風(fēng)狀態(tài)為t
g=20℃
，φ=60%。露點(diǎn)溫度約為12.7℃。平時(shí)洞庫(kù)內(nèi)沒(méi)有工藝余熱時(shí)
，可將送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)沿等d線上移
，把送風(fēng)溫度提高到30℃左右,以克服洞庫(kù)壁傳熱負(fù)荷。送風(fēng)露點(diǎn)溫度可以隨洞庫(kù)壁溫和室溫升高而改變,但不得高于壁溫,只有控制住露點(diǎn)溫度,才能保證進(jìn)入洞庫(kù)與洞庫(kù)壁面接觸后不會(huì)結(jié)露,同時(shí)與洞庫(kù)壁面散濕混合后仍能保持合適的
相對(duì)濕度。以上過(guò)程用焓濕圖表示
，可參見(jiàn)圖1。在圖1中
，設(shè)夏季室外平均狀態(tài)點(diǎn)為W
，t
wg=35℃、φ＝60％
，除濕機(jī)的機(jī)器露點(diǎn)為L(zhǎng)
，t
L=12.7℃，送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)為O或O’
，t
og=20℃,t
os=15.1℃
；t
o’g=30℃,t
o’s=18.5℃,室內(nèi)狀態(tài)為N，t
Ng=22℃
，φ=70%
。從圖1中可查得處理到機(jī)器露點(diǎn)的焓差
△h=54kJ/kg
干空氣，濕差
△d=12.5g/kg
干空氣。
1.4 普通除濕機(jī)的串聯(lián)用法
圖1 處理過(guò)程
普通除濕機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)風(fēng)狀態(tài)是tg=27℃
，t
s=21.2℃。其所配壓縮機(jī)的制冷量只能保證達(dá)到在額定風(fēng)量下產(chǎn)品規(guī)定的除濕量之需要
。如果某全系統(tǒng)確定進(jìn)風(fēng)量為L(zhǎng)=6000m
3/h
，用圖1中查得的數(shù)據(jù)可以算出該全系統(tǒng)所需要的制冷量Q和除濕量W分別為
Q=LρΔh/3600=108kW （1）
W=LρΔd/1000=90kg/h （2）
式中空氣密度ρ=1.2kg/m3。
圖2 3臺(tái)普通型除濕機(jī)串聯(lián)運(yùn)行方式
而額定風(fēng)量為6000m3/h的普通除濕機(jī)名義制冷量只有36kW
，除濕量只有25kg/h
，只及所需制冷量和除濕量的三分之一（設(shè)計(jì)中一般不考慮實(shí)際空調(diào)工況下壓縮機(jī)的制冷量變化）。為了保證全系統(tǒng)的需要
，設(shè)計(jì)中只好采用如圖2所示的三臺(tái)普通
調(diào)溫除濕機(jī)串聯(lián)運(yùn)行的方式
，力圖保證夏季進(jìn)入地下建筑洞庫(kù)后達(dá)到規(guī)定的露點(diǎn)溫度，避免結(jié)露現(xiàn)象
。
1.5 除濕機(jī)串聯(lián)運(yùn)行帶來(lái)的問(wèn)題
雖然從理論上說(shuō)除濕機(jī)串聯(lián)運(yùn)行可以解決處理時(shí)制冷量不夠的問(wèn)題
，但長(zhǎng)期的運(yùn)行實(shí)踐證明，除濕機(jī)串聯(lián)運(yùn)行是一種很無(wú)奈的設(shè)計(jì)選擇
，它會(huì)帶來(lái)許多無(wú)法解決的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題
。
1.5.1 串聯(lián)工作的除濕機(jī)不能在平等的進(jìn)風(fēng)狀態(tài)下工作，處在串聯(lián)下游的除濕機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度很低
，蒸發(fā)器工作效率低
，從而導(dǎo)致整機(jī)工作狀態(tài)差
，運(yùn)行不穩(wěn)定，常出現(xiàn)因蒸發(fā)器結(jié)霜而導(dǎo)致故障停機(jī)現(xiàn)象
。
1.5.2 處在串聯(lián)上游的除濕機(jī)必須以水冷方式工作
。只有最后一臺(tái)機(jī)才可以用風(fēng)冷方式工作，而地下洞庫(kù)內(nèi)平時(shí)溫度是偏低的
，是需要熱量來(lái)降低相對(duì)濕度的
。但是只能看著大量的冷凝熱量被冷卻水帶入下水道，既流失了大量的能量
，又耗費(fèi)了地下洞庫(kù)內(nèi)十分珍貴的水源
。
1.5.3 串聯(lián)運(yùn)行的除濕機(jī)由于工作狀態(tài)不同，操控困難
，操作手對(duì)于最終的露點(diǎn)控制效果心中無(wú)數(shù)
，更談不上隨著負(fù)荷的變化及時(shí)調(diào)整開(kāi)啟臺(tái)數(shù)，寧可多開(kāi)
，不敢少開(kāi)
，盲目性很大。
1.5.4 串聯(lián)運(yùn)行的除濕機(jī)占地面積大
，送風(fēng)阻力大
，送風(fēng)機(jī)功耗大。為了提高送風(fēng)溫度還要設(shè)置較大功率的電加熱器
。另外設(shè)計(jì)中還必須考慮較大的冷卻水庫(kù)容及相應(yīng)的水源設(shè)備
，電站容量也會(huì)因此而增加
。輔助工程量方面的代價(jià)是很高的
。
1.6 小結(jié)
綜上所述，可以認(rèn)為普通除濕機(jī)不能滿足地下建筑通風(fēng)系統(tǒng)的全工作方式的需要
。應(yīng)當(dāng)開(kāi)發(fā)能滿足這種需要的專用型全除濕機(jī)
，這對(duì)于提高地下建筑的環(huán)境質(zhì)量，節(jié)省工程造價(jià)
，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行有著十分重要的意義
。
2 全除濕機(jī)設(shè)計(jì)中要解決的關(guān)鍵問(wèn)題
2.1 解決大制冷量和大換熱量問(wèn)題
普通除濕機(jī)規(guī)格很多，當(dāng)然也有大制冷量的機(jī)型
。但是因?yàn)閾Q熱器傳熱結(jié)構(gòu)方面的原因
，大制冷量的除濕機(jī)只能在額定的大風(fēng)量下工作，全除濕機(jī)雖需較大的制冷量
，但其額定風(fēng)量只有同樣制冷量的普通除濕機(jī)的幾分之一
，所以是不能簡(jiǎn)單地用普通大規(guī)格除濕機(jī)來(lái)代替的。全除濕機(jī)采用了大制冷量壓縮機(jī)后
，必須對(duì)蒸發(fā)器和風(fēng)冷冷凝器的傳熱結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)
，以保證在額定風(fēng)量下有理想的換熱量
。同時(shí)還要解決好在負(fù)荷大幅度變動(dòng)情況下怎樣保持換熱器內(nèi)制冷劑壓力穩(wěn)定問(wèn)題。最后還要考慮最大限度地利用好風(fēng)冷工況下的冷凝熱量
，使除濕機(jī)出風(fēng)溫度上限得到大大擴(kuò)展
，僅在需要調(diào)溫運(yùn)行時(shí)或冷凝壓力較高時(shí)才合理地使用一些冷卻水，做到既節(jié)能又省水
。
2.2 解決恒露點(diǎn)送風(fēng)控制問(wèn)題
地下建筑洞庫(kù)內(nèi)溫度較低
，且一年四季變化不大。但室外空氣溫度變化是很大的
。全除濕機(jī)根據(jù)夏季負(fù)荷選擇了大制冷量的壓縮機(jī)
，這在過(guò)渡季節(jié)使用顯然是不合算的。既便是在夏季
，一天中負(fù)荷也是逐時(shí)變化的
，并不是一直處在最高點(diǎn)。為了節(jié)能
，應(yīng)當(dāng)以滿足地下洞庫(kù)內(nèi)相對(duì)濕度為基本條件
，使全除濕機(jī)以恒定的露點(diǎn)溫度送風(fēng)。當(dāng)室外溫度下降
，負(fù)荷減少時(shí)
，恒露點(diǎn)控制系統(tǒng)能迅速地跟隨負(fù)荷的變化發(fā)出指令，使壓縮機(jī)自動(dòng)調(diào)載減少輸入功率
，從而減少制冷量
，保持出風(fēng)露點(diǎn)溫度不變，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行
。
2.3 解決壓縮機(jī)的自動(dòng)調(diào)載問(wèn)題
壓縮機(jī)的自動(dòng)調(diào)載是全除濕機(jī)最具節(jié)能意義的重要特點(diǎn)
，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)載的辦法有三種，比較如下：
2.3.1 多機(jī)頭分級(jí)調(diào)載
如果壓縮機(jī)總功率為35kW
，可以采用5kW
、10kW、20kW三臺(tái)全封閉壓縮機(jī)組合
，實(shí)現(xiàn)每級(jí)為5kW的七級(jí)調(diào)載
。這種方式的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)節(jié)級(jí)差大
，露點(diǎn)控制精度低
。
2.3.2 變頻調(diào)載
采用變頻器可以使壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)載，但由于壓縮機(jī)不適宜在低轉(zhuǎn)數(shù)下工作
，所以用變頻器調(diào)載的范圍是很有限的
，不能滿足全除濕機(jī)在低負(fù)荷下的節(jié)能運(yùn)行需要。而直接采用變頻壓縮機(jī)則受到單機(jī)功率較小和品種規(guī)格較少的限制
，不易實(shí)現(xiàn)最佳選配
。
2.3.3 小型螺桿式壓縮機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)載
目前螺桿式壓縮機(jī)最小的型號(hào)已有功率為25kW的
，完全進(jìn)入了全除濕機(jī)適合選用的范圍。采用現(xiàn)代技術(shù)制造的螺桿式壓縮機(jī)工藝精良
，運(yùn)行穩(wěn)定可靠
，更可貴的是其具有獨(dú)特的滑閥調(diào)載功能，可很方便地使能量在25%～100%范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)
。雖然價(jià)格稍貴
，重量也稍大，但其優(yōu)異的性能和所能帶來(lái)的節(jié)能效益足以彌補(bǔ)這些不利因素
。與前兩種調(diào)載方式比較
，螺桿式壓縮機(jī)完全滿足了全除濕機(jī)的需要，具有最佳性價(jià)比
，是最好的選擇
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