浅谈空调热管除湿再热问题

吴国彪

河北华飞科技咨询有限责任公司

1 引言

节能是社会进步的物质基础，反映人类进步的重要标志。节能问题已成为人们的焦点问题，并且渗透到社会的各个领域。在我国建筑运行能耗所占总能耗比重越来越大，而空调能耗占建筑运行能耗的50%左右，空调除湿能耗已经占到空调总能耗的30%左右，主要是医药、电子、化工等行业的发展对特定空间湿度的要求高所致。由于空调除湿能耗高，故引起暖通空调专业对除湿高度重视，因此节能的除湿技术对空调的发展有极其重要的意义。

2 除湿技术进行对比

下面对空调除湿中冷却除湿、液体吸收除湿、固体吸附除湿、膜除湿、热泵除湿等技术进行分析对比。

2.1 冷却除湿技术

冷却除湿是把制冷机作为冷源设备，以直接蒸发式冷却方式把空气温度冷却至露点温度，析出大于相应状态下的饱和含湿量的水分，降低空气的绝对湿度。冷冻除湿方法相对湿度下降快，运行费用低，不需要热源，操作方便，但是最大的缺点是存在再热能耗损失。

2.2 液体吸收除湿技术

液体吸收除湿是空气中的水蒸气分压高于除湿剂浓溶液表面的水蒸气分压，由于液体和空气分压不同的作用，浓溶液吸收空气中的水蒸气达到除湿的目的。液体吸收式除湿除湿能力大、除湿效果好，缺点是COP 较低，设备的体积大。

2.3 固体吸附除湿技术

固体吸附式除湿的原理与液体吸收式除湿原理相似，固体吸附式除湿通过固体干燥剂除湿，转轮除湿是固体吸附除湿中比较典型的一种。它的优点是可以连续获得湿度低的干燥空气，湿空气处理能力强，尤其对空气温度、湿度低的处理效果更为明显，缺陷是转轮除湿装置能耗较高，再生耗热量大。

2.4 膜除湿技术

膜除湿技术是溶解-扩散机理，膜通过某些特殊材料制成，膜表面与水蒸气接触后被膜表面吸收，由于膜的两侧形成浓度不同，水分子在膜内向浓度高的一侧扩散，到达膜的另一侧被解析出来，从而达到除湿的效果。膜除湿系统的除湿过程可连续进行，没有运动部件，不需要阀门的切换，能耗较低，系统运行可靠性比较高。

2.5 热泵除湿技术

热泵除湿通过热泵系统的蒸发器降低空气温度和湿度，把冷凝器释放的冷凝热回收的技术。热泵除湿技术降低了冷却除湿的能耗，空气温湿度可随意调节，对空气进行干燥时，可使空气干燥均匀，并且不产生污染。使用热泵除湿系统进行除湿时，由于室内外空气温湿度的变化运行参数需要不断的调整，故除湿控制较为复杂，并且热泵除湿不适合于露点温度低于5℃的空气除湿。

综上所述，冷却除湿、液体吸收剂除湿、固体吸附剂除湿、转轮法除湿方法在空调行业广泛应用，由于人们在节约能源方面的意识不断提高，也发现了一些不足。为此，研究并提出新型除湿技术便成为关键。

3 热管除湿再热方案的应用

3.1 热管除湿再热的原理

热管除湿主要是利用一对热管中的冷盘管事先对新风进行预冷除湿，降低二级表冷盘管的冷负荷，热管中的加热盘管放置在二级表冷之后再热。采用多级、分段超导环流循环热管技术，利用热端（预冷段）与冷端（再热段）的温度差，热端的热量自动传输到冷端（不消耗任何功）。热端的温度下降，冷端的温度上升，从而实现系统内的能量互助，减少能源消耗，节约大量的能源。这种互助式能量循环系统节能原理就是利用系统本身温度差，实现能量的循环利用，而且是同时利用两次，热管再热除湿方案有较大的单位电能除湿量。

3.2 热管无功耗除湿增效系统节能计算（简易）

3.2.1 节能量计算

例如：混风温度26℃，相对湿度54%，预降温后温度16.5℃，相对湿度95%，降温除湿后温度12.5℃，相对湿度95%，预加热温度22℃，相对湿度50%，计算10000m3/h 风量显热回收量。

（1）预冷段回收热量：

（2）再热段回收量：

（3）电能节能量：空调能效比COP 按3.5 计算，不考虑热损失，10000m3/h风量每小时预冷电能节能量为9.7kW，再热电能节能量为34 kW，每小时电能节能量总计为43.7kW。（4）经济效益：空调运行每天按照24小时，每年120天计算，考虑部分热损和工况的可变，按照计算值的80%计算，每年电能节能量为125856 kW。电价按照0.8元计算，10000m3/h风量的空调除湿每年节省100684.8 元，增加热管费用约为86000 元，回报周期不到一年。综上看，采用热管无功耗除湿系统，节约的经济效益还是非常可观的。

式中：

V——空气流量，m3/h；

Cp——空气定压热容，kj/m3·℃；

ΔT——温度差，℃。

4 热管除湿再热系统的优势

4.1 传统空调冷却除湿存在以下缺陷和不足

传统空调需要空气的温度降低到露点温度，消耗的能源很大；当空气露点温度达到0℃以下时，蒸发盘管需要除霜需要给运行管理增加了负担，且能耗也高；并且存在二次消耗能源的问题。为了满足空调房间的湿度需要，将空气冷却到空气露点温度，降低空气中的水分后再将空气再热送至空调房间。

4.2 热管除湿再热系统的优势

与传统的除湿方法对比，热管预冷作用减少了冷却盘管负荷，可以有效到达除湿效果，热管在热作用，也去除二次消耗能源再热问题，热管除湿换热器依靠温差驱动，只要有温差便能工作，无须另外的能源输入，达到节能效果。

5 结语

通过对各种空调除湿方法的进行对比分析，热管除湿再热系统通过先预冷再加热的方式，减少了空调制冷和再热的能耗，达到节能经济效果。此外热管除湿再热系统结构简单，运行可靠稳定，能效比高，可以匹配任何尺寸的空调机组，依靠温差传动无须额外动力，没有运转部件基本无须维护，使用寿命长，同时改善传统除湿系统的一些不足。热管除湿再热系统对空调除湿做出了许多的改善，同时也为保护环境和节约能源做出了重要的贡献。