组合式空调机组运行时的冷热抵消现象及其应对措施

王明亮

（河南许昌卷烟厂 461000）

组合式空调机组运行时的冷热抵消现象及其应对措施

王明亮

（河南许昌卷烟厂 461000）

分析各种空气除湿方法的特点，指出溶液除湿法是一种既节能，又节省投资的一种空气除湿方法。

冷冻除湿；转笼除湿；部分空气冷冻除湿；溶液除湿；优劣比较

1 引言

组合式空调机组在运行过程中，由于承担着空调区域的温湿度调控任务，所以，需要对其送风温湿度等参数进行处理，使送风量一定的情况下，送风温度和相对湿度能够满足空调区域内温湿度调控的要求，使室内温湿度始终保持在工艺要求范围之内。如果空调送风需要除湿，不管除湿量是多是少，都需要事先在空调箱体内对空气进行除湿处理。

2 冷冻除湿法处理空气所存在的缺陷

（1）冷冻除湿法的冷热量抵消情况

如某车间温湿度标准为温度27±3℃，相对湿度65±5%。夏季该车间现场实际测量的送风温度为23.6℃。查湿空气焓湿图可得，车间温湿度标准状态下的空气露点为19.9℃。夏季时，进入空调箱需要进行处理的空气包括回风和室外新风。室外新风大部分时间内都高于27℃。同样，车间内若从顶部回风，回风温度也会高于27℃，即，预处理的空气温度实际上比室内温度27℃还要高几度。空调回风经表冷器冷却除湿后，需从低于19.9℃的温度加热到23.6℃，需提高3.7℃。这就造成了空调新、回风混合风先冷却到低于19.9℃，再加热到23.6℃的冷热抵消现象。若以每台空调送风量12万m3/h计，混合风冷却到18℃，每台空调需白白消耗掉188.5kW的能量（据公式Q=cmΔt计算得到，计算过程省略），且不产生任何实际有用的效果。其能源损耗情况可想而知。

（2）空气含湿量比要求值稍微偏高时，若采用冷冻除湿法，同样需要耗费较多的能量。

还是以车间温湿度标准：温度27±3℃，相对湿度65±5%为例，假如瞬时送风要求的含湿量为14.5g/kg干空气，进入空调箱的新、回风混合风的含湿量稍微偏大，比如15g/kg干空气，为了除掉这0.5g/kg干空气的水分，同样需要将空气温度降低到19.9℃以下，需要白白消耗的能量也基本上是一样的。而采用其它方式将多余的水分去除，只需要去除掉这很少量的水蒸气即可。

3 为避免出现冷热抵消现象，可以采取以下几种温湿度独立控制的方法来处理空气。

3.1 溶液除湿法

该方法的基本原理是：利用溴化锂溶液（也可以采用氯化钙溶液）在常温下吸水性强的特点，将需要处理的空气与溴化锂溶液在组合式空调箱体内的气液交换膜（材质及构造同湿膜加湿器）上进行充分接触，由溴化锂溶液吸收空气中的水蒸气，然后再对空气进行降温处理，将空气的温度和相对湿度都达到送风要求值。若由于溴化锂溶液吸湿过多，造成送风相对湿度偏低，则可在送风出空调机组前，再对其进行加湿，使送风空气含湿量达到要求的值。这样，在其后的空气降温处理过程中，就不再需要温度很低的冷冻水。如以上述某车间的温湿度标准为例，如冷冻水供水量能够保证的话，供水温度不高于18℃就完全可以满足将送风温度调整到23.6℃的要求。这样就产生了两个有利因素：

（1）由于冷冻水供水温度大幅提高，从而制冷机的性能系数大幅提升。

可以看出，若制冷压缩机的冷凝温度取47.5℃，当冷冻水供水温度为7℃时，制冷压缩机的制冷量为30.5kW，而当冷冻水供水温度为18℃时，制冷压缩机的制冷量远大于60kW，也就是说，制冷压缩机的性能系数提高了一倍还要多，从而节省了更多的能量。

（2）采用溶液除湿技术后，由于只需要将空气温度降低到送风温度即可，而不需要降低到空气的露点温度以下，将空气除湿后再升温到空气的送风温度，这样就有效避免了空气先降温再升温的冷热抵消现象的出现，从而也节省了运行能耗。还是以上述第2.1条所列举的某车间温湿度调节为例，只需要将新、回风混合空气处理到送风温度（如第2.1条例子的23.6℃），而不需要降低到低于空气的露点温度19.9℃。还是以12万m3/h送风量的组合式空调机组为例，可节省能量大于188.5kW。

溴化锂溶液溶液吸收水分变为稀溶液后，可利用70～80℃的热水对其进行再生，使溶液中的水分蒸发，由稀溶液转变为浓溶液。其热源可采用太阳能加蒸汽辅助加热、废热等多种热源，以进一步降低运行成本。其中蒸汽辅助加热主要用于太阳能热水温度无法满足要求时，蒸汽作为补充热源使用。而废热则可以采用蒸汽冷凝水的余热，以及高温排风、排烟等的换热等。

3.2 转笼除湿法

即在转笼中添加固体吸湿材料（如硅胶等），直接与需要除湿的空气接触，从而将空气中的水分去除。然后再采用冷冻水对空气进行降温处理。硅胶吸湿后，可在高温下进行再生。

3.3 部分空气冷冻除湿法

该种空气除湿处理方法需要建造两个制冷站，其中一个制冷站供应7℃的冷冻水，用来对组合式空调机组内的一部分空气进行低温除湿，另一个制冷站供应温度较高的冷冻水（比如18℃的冷冻水），主要对组合式空调机组内的另一部分空气进行降温，然后再将除湿后的空气与降温后的空气混合，再送往空调区域。根据外界的气温条件，可分别调节需除湿的空气量和需降温的空气量的除湿量和降温幅度，以保证两股空气混合后，刚好能满足送风的温湿度要求。

4 上述几种除湿方法的优劣

部分空气除湿法既能够满足空调调节的要求，又能避免出现冷热抵消的现象，从而达到节能的目的。但需要建造两个制冷站分别供应温度高低不同的冷冻水，工程造价较高，运行也较复杂，适合改、扩建的工厂厂区。

转笼除湿法除湿效果较好，完全可以满足空气除湿的要求，避免组合式空调机组内冷热抵消的情况出现。但固体除湿剂吸湿后需要再生，再生设备投资较大，而且需要人工进行定期处理，若更换不及时，还存在除湿效率下降的情况。

溶液除湿法可以通过液泵将溶液进行循环，连续不断地将稀溶液转化成浓溶液，使吸湿的浓溶液始终满足空气的除湿要求，因而是一种既节能，又节省投资的空气除湿方法。它既避免了被处理空气冷热抵消现象的产生，又不需要大规模的设备投资，同时，在实际运行中，还可以利用太阳能、废热等对溶液进行浓缩处理，这就既达到了空气调节的目标，又进一步降低了空气处理的运行费用。

TU831

A

1004-7344（2016）25-0239-01

2016-8-20