帶冷凝熱回收的變容量恒溫恒濕機組的試驗研究

　　針對目前恒溫恒濕機組能源過度浪費的問題，開發(fā)了一種使用水冷冷凝器用于再熱回收的變容量恒溫恒濕機組，并通過試驗研究證明了該機組不但具有良好的節(jié)能效果，而且溫濕度處理能力也十分優(yōu)秀。

1、前言

　　普通恒溫恒濕機組是將新風和回風混合后的空氣冷卻至足夠低的露點溫度，再通過二次加熱、加濕等手段分別處理溫度和濕度。這種方法明顯存在同時冷卻、加熱、加濕的現(xiàn)象，引起的能耗是很大的。如何在恒溫恒濕類空調工程中改用合理的空氣處理方式，減少冷熱抵消的能耗就成為一個十分重要的課題。

　　帶冷凝熱回收的變容量恒溫恒濕機組使用蒸發(fā)器來對空氣作冷卻除濕處理，通過水冷冷凝器對空氣進行再熱處理，充分利用了冷凝熱，減少了由電加熱造成的能源浪費。制冷循環(huán)系統(tǒng)原理與其他的制冷系統(tǒng)原理類似。本文主要進行帶冷凝熱回收的變容量恒溫恒濕機組的性能研究。

2、帶冷凝熱回收的變容量恒溫恒濕機組原理

　　蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)主要由壓縮機、冷凝器、節(jié)流元件、蒸發(fā)器4 大部件及一些輔助件組成。但不同的類型的制冷系統(tǒng)為達到不同的功能，又各有區(qū)別。

　　如圖1 所示，為本課題帶冷凝熱回收變容量恒溫恒濕的系統(tǒng)原理圖。本系統(tǒng)主要分為空氣處理系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、冷凝熱回收系統(tǒng)3 部分。

圖1 帶冷凝熱回收變容量恒溫恒濕空調原理

2.1、空氣處理系統(tǒng)

　　圖2 所示為恒溫恒濕機組空氣處理箱示意圖。本恒溫恒濕機組適用于全年工況。夏季工況：被處理空氣先經(jīng)過過濾網(wǎng)過濾，再經(jīng)過蒸發(fā)器冷卻除濕，然后依次經(jīng)過再熱盤管、輔助電加熱、加濕器、風機。當需要再熱時啟動再熱盤管，當需要加濕時啟動加濕器，輔助電加熱起輔助作用，需要使用時開啟。冬季工況: 被處理空氣經(jīng)過冷凝器( 此時夏季工況的蒸發(fā)器已充當冬季工況恒溫恒濕系統(tǒng)的冷凝器) 加熱，然后依次經(jīng)過再熱盤管、輔助電加熱、加濕器、風機。但冬季工況下，再熱盤管不工作。當需要加濕時開啟加濕器，需要使用輔助電加熱時開啟輔助電加熱。

圖2 空氣處理示意圖

2.2、制冷系統(tǒng)

　　本課題研究的恒溫恒濕機組是一個熱泵系統(tǒng)，分制冷和制熱2 種運行模式。整個制冷系統(tǒng)的組件包括: 轉子壓縮機、四通換向閥、套管水冷冷凝器、風冷冷凝器、單向閥組、儲液器、干燥過濾器、視液鏡、電子膨脹閥、蒸發(fā)器、氣液分離器等。制冷與制熱模式的轉換通過四通換向閥和單向閥組來實現(xiàn)。冷凝器采用雙冷凝器串聯(lián)模式，其套管水冷冷凝器除了起到冷凝器放熱作用之外，還用作冷凝熱回收，回收的冷凝熱用作空氣再熱之用。系統(tǒng)的節(jié)流元件采用電子膨脹閥，電子膨脹閥的調節(jié)范圍大，配合變頻壓縮機使用，其調節(jié)性能尤佳。制冷模式的原理以及工質循環(huán)路線如圖3 所示。

圖3 制冷模式

　　低壓氣態(tài)制冷工質吸入壓縮機后，被壓縮為高壓高溫氣體狀態(tài)，經(jīng)過套管水冷冷凝器回收一部分冷凝熱后，再經(jīng)過風冷冷凝器冷卻，有一定過冷度的液態(tài)制冷劑進入儲液器，儲液器出來的制冷劑為純的液態(tài)工質，經(jīng)干燥過濾后通過電子膨脹閥節(jié)流，節(jié)流后制冷工質變成低壓低溫的狀態(tài)(可能為液態(tài)或氣液共存狀態(tài)) ，再經(jīng)過蒸發(fā)器吸熱之后變?yōu)榈蛪簹鈶B(tài)( 并保證有一定過熱度) ，最后經(jīng)過氣液分離器將帶有的少量液態(tài)制冷劑分離后回到壓縮機。

結論

　　帶冷凝熱回收的變容量恒溫恒濕機組主要使用了套管水冷冷凝器對空氣進行再熱處理，很好的利用了冷凝熱，減少了普通恒溫恒濕機組由于電加熱造成的能源浪費。另外本機組通過使用變頻壓縮機實現(xiàn)了對機組的變容量控制。根據(jù)試驗結果，本機組在對顯熱量、潛熱量的處理能力都十分優(yōu)秀，再熱部分也完全可以滿足需要。因此本機組具有不錯的性能和優(yōu)越節(jié)能優(yōu)勢。