双冷源新风机组的实现方式与发展之路展望

赵红梅

（江苏致远高科能源科技有限公司，江苏南京 211112）

1 概述

随着人民生活质量的提高，对新风的需求越来越多，对其品质处理要求也越来越高，加上日益增长的能源危机，迫使技术人员在不断满足人们对高品质新风需求的同时，更关注节能产品的开发。

温湿度独立调节空调系统作为新型的空调节能解决方案，正在不断地被采纳；新风主要是以承担室内全部湿负荷和部分显热负荷出现的。传统新风机组不能满足上述要求；溶液新风除湿机需要在有废热可利用的条件下应用才能节能，且体积大、易腐蚀和存在带液等问题。双冷源新风机组利用两种不同的工作温度对新风进行除湿、降温处理，可以充分实现能源的梯级利用，并实现对新风温度、湿度的精确控制。目前深度除湿新风机组刚刚兴起，还未形成统一的标准，其实现的形式呈多样化，且在实现能源阶梯化利用的同时，寻求着新风机组更大的节能，如：回收回风能量、冷凝水的回收利用、高温冷冻水的再利用，自身降温减少自耗的节能，无源回收装置等。

2 方案分析

双冷源新风机组需要实现的目标是：1）送风露点温度≤10 ℃;2）避免送风结露，送风温度不能过低，温度以16～18 ℃为宜。下面根据节能实现手段不同，例举几种实施方案，分析其优劣，以此为基础，寻求更佳解决方案。

2.1 方案1

如图1 所示：本方案对新风的处理采取直接梯级引用外界两种不同温度（中、低温）的水，来实现深度除湿的目的，再通过回用高温冷冻水的回水对新风进行再热处理。

图1 方案1示意图

分析：1）本方案的除湿深度能否达到设定目标，要看水温的高低，对于冷水机组，低温水一般为7～12 ℃，处理到露点温度10 ℃以下比较困难；2）系统内只有水表冷器，结构比较简单，易于控制；3）在计算能效时需要综合考虑两级水源机组和输送的水泵功耗；4）再热利用了高温冷冻水回水，降低了部分高温冷冻水的能量消耗，这是一个节能点；5）本方案没有回收回风能量和冷凝水能量，节能不充分。

2.2 方案2

如图2 所示，本方案对新风的处理采取高温冷却除湿器直接引用外界高温冷冻水，低温部分采用蒸发器降温除湿，来实现深度除湿的目的，再通过其配置的直膨系统的冷凝器对新风进行再热处理。

图2 方案2示意图

分析：1）本方案的除湿深度能否达到设定目标，要看蒸发器的处理能力，蒸发温度在2～5 ℃间是合适的，处理到露点温度10 ℃以下可行；2）对于采用冷凝器来再热处理，出风温度容易高于18 ℃，造成新风增加空调系统负荷；3）同样的在计算能效时需要综合考虑高温水源机组和输送的水泵功耗；4）但本方案没有回收回风能量和冷凝水能量，利用冷凝热回收的同时又增加了系统热负荷。

2.3 方案3

如图3所示，本方案新、回风口处采用了板式热回收，回风能量可为新风所用，降低系统能量配置，高温冷却除湿器仍直接引用外界高温冷冻水，低温部分采用蒸发器降温除湿，来实现深度除湿的目的，再通过回用高温冷冻水的回水对新风进行再热处理，其中直膨系统的冷凝热也是通过高温冷冻水的回水处理的，高温冷冻水的回水分成两路，用后一个升温一个降温，即使冷热不平衡，也能降低水的能耗。

分析：1）本方案的除湿深度处理能力同方案2，处理到露点温度10 ℃以下可行；2）通过控制回用高温冷冻水的回水流量对新风进行再热处理，可以满足出风温度在16～18 ℃，降低了其回水的能量消耗；3）回风能量在冬夏得到了回收；4）不足之处是冷凝水能量没有回收，且管路系统复杂，控制难度大。

2.4 方案4

本方案高温冷却除湿器直接引用外界高温冷冻水，低温部分采用蒸发器降温除湿，来实现深度除湿的目的，再通过其配置的直膨系统的冷凝器对新风进行再热处理。其配置的直膨系统一分为二，一个系统冷凝热为风冷+蒸发冷型，在回风侧，一个系统为风冷冷凝型，在新风侧。如图4所示。

图3 方案3示意图

图4 方案4示意图

分析：1）本方案的除湿深度处理到露点温度10 ℃以下可行；2）通过配置合适的压缩机产生冷凝热对新风进行再热处理，可以满足出风温度在16～18 ℃；3）回风能量在冬夏得到了回收；4）冷凝水能量得到回收利用，控制技术相对成熟。本方案相对而言考虑比较全面。需要进一步探讨的是冷凝水如何以合理的能耗加以利用。

2.5 方案5

本方案采用了无源热回收装置，前端制冷，后端再热，自产自销；但会增加风系统阻力，冬季对系统也会产生不利影响。见图5。

2.6 方案6

如图6 所示，本方案高温冷却除湿器直接引用外界高温冷冻水，低温部分采用蒸发器降温除湿，来实现深度除湿的目的，再通过其配置的直膨系统的冷凝器对新风进行再热处理。其配置的直膨系统冷凝热分为两部分，一部分位于回风侧，为风冷+蒸发冷型，一部分位于送风侧，且附有风阀调控手段（送风的一部分通过低温空气流量调节阀，另一部分通过再热空气流量调节阀后，再进入再热冷凝器进行换热），提高了控制要求。

图5 方案5示意图

图6 方案6示意图

分析：1）本方案的除湿深度处理到露点温度10 ℃以下可行；2）通过控制再热风量和制冷系统产生冷凝热对新风进行再热处理，可以满足出风温度在16～18 ℃，但由于冷凝热经多重处理，彼此间相互制约，控制难度大；3）回风能量在夏季得到了回收；4）冷凝水能量得到回收利用。本方案对于夏季比较合适，但风系统阀门的控制精度要求高，同时还需进一步探讨冷凝水如何以合理的能耗加以利用。

3 结论

综合以上几种方案，对于双冷源新风机组，机组的节能方向主要有1）回风能量的回收利用；2）再热能量的有效控制利用；3）冷凝水的回收利用。但不管采用何种措施，能量回收效果好不好，要看结果的稳定性及是否会带来其他不利影响进行综合评价。另外对于双冷源新风机组，若想达到理想的运行效果，还必须要全面考虑一年四季的稳定运行，而非单独满足某个季节的需求；当然对于高温高湿的夏季最不利工况时 对深度稳定的除湿效果的追求是必然的。根据前期对各方案的比较来看，方案4 是比较全面的一个方案。

本文就双冷源新风机组目前处理方式和自身节能措施进行了方案汇总和罗列分析，指出了双冷源新风机组中可以采用的各种节能形式，明确了节能利用的能量的有限性，如何最大限度在满足目标要求的前提下稳定回收能量，是方案优劣的评价标准。