节能型冷冻除湿机性能测试与分析

空调制冷节能型冷冻除湿机性能测试与分析解放：军理工大学耿世彬☆袁丽-范良凯王起伟江苏苏美达集团有限公司刁曙明种性能测试，分析了该样机在标准工况和全新风工况下风量变化对机组性能的影响。结果表明，节能型冷冻除湿机样机一般升温模式单位功率除湿量比现有除湿机设备提高了44%，比国家标准高81%. 1节能型冷冻除湿机工作原理和机组设计1.1节能型冷冻除湿机工作原理热量回收是一种提高除湿效率的方法，板翅式换热器的热回收效率较高，空气在强迫对流下的表面传热系数约为35350W/（m2 *T）。节能型冷冻除湿机是在传统除湿机的基础上，在蒸发器与冷凝器之间增加一个板翅式换热器作为冷量回收设备，如所示。湿空气在风机的作用下，从节能型冷冻除湿机工作原理进风口进人机组，首先进人板翅式换热器并与来自蒸发器的低温干空气换热，其温度降低，相对湿度升高甚至达到饱和，同时低温干空气的温度升高，温度降低后的湿空气再进人蒸发器，其温度继续降低，达到其露点温度以下，析出水分。在此过程中，湿空气先通过板翅式换热器与从蒸发器出来的低温干空气换热，而不是直接进人蒸发器降温除湿，比直接进人蒸发器的湿空气的温度低，从而减少了蒸发器的制冷量，提高了除湿效率。同时，温度升高的低温干空气与来自室内的回风混合，进人风冷冷凝器带走冷凝热，温度升高，送人室内。增加了室内回风，可以缓解风冷冷凝器冷却风量不足的问题，若采用水冷冷凝器则不需要设回风。

　　1.2节能型冷冻除湿机的组成节能型冷冻除湿机主要由制冷系统、板翅式换热器和风机组成。

　　1.2.1制冷系统该样机的技术参数如下。

　　000m3/h（标准空气状态）；进风参数：干球温度G；冷却水进水温度Li=30T，冷却水出水温度心=35r；除湿量kg/h.压缩机选用美国某公司的全封闭压缩机，当蒸发温度为5r、冷凝温度为43r时，制冷量为23. 4kW，配用的电动机功率为5. 3kW，制冷剂为R22.设置1台风冷冷凝器和1台水冷冷凝器。风冷冷凝器设计风量4 m3/h，设计冷凝热量（*=25.8kW，采用铜管套铝片风冷冷凝器，铜管内径8.82mm，铜管外径9.小☆耿世彬男。1965年9月生博士教授A袁丽（通信作者）210007解放军理工大学国防工程学院内部环境与设备教研室第5届全国建筑环境与设备技术交流大会文集空调制冷75m，每排管数40根，管排数4排，肋片间距1.81mm，肋片厚度0. 115mm.总的换热面积67.86m2.水冷冷凝器采用卧式壳管式，换热量28.7kW，冷凝温度40T，进水温度30T，出水温度35T，冷却水流量4.9t/h. 000m3/h，设计冷量23kW，采用铜管套铝片蒸发器，铜管内径9.铜管外径9.96mm，管间距25.4mm，长度0.75m，每排管数40根，管排数4排，流程数为8流程，肋片间距2.12mm，肋片厚度0.115mm.总的换热面积为58.1m2. 1.2.2板翅式换热器板翅式换热器选用铝片式，片距为8mm，铝片厚度为。2mm，空气流通方式为叉流。

　　采用三挡风机，其风量可调节为3 500，4000，4500m3/s.控制方案见表1，采用调级风机，初投资增加不多，而且控制方案简单，适于采用。

　　表1三挡调级风机控制方案进风相对湿度1.2.4电气控制电气控制系统选用plc控制器，实现微电脑程序控制，通过程序输人可以确定控制的模式，最终要求本机具有自动控制压缩机调载满足出风露点温度和自动调节水量满足出风干球温度调节的功能。另外还具有高低压保护和压缩机过流保护功能。

　　2节能型冷冻除湿机的性能测试2.1测试，该测试实验台由合肥通用机械研究院设计，可以对除湿机的国标工况进行测试，也可以做各种非常规工况的实验、动态实验、特殊性能实验，测试台记录机组运行情况。设备运转采用可编程序控制器（PLC）为核心，由计算机进行数据采集处理。为实验台测试取样设备。

　　2.2测试结果修正方法2.5.1条的规定，带连接风管除湿机如配置有风机，则仅部分风机电动机的输人功率被包括在除湿机所消实验台测试取样设备除去的部分，可用下式进行计算：/S；AA为可利用的外部静压差，Pa；々为常数，取0.3.因此，机组的基本性能均是在测试结果基础上按上式进行修正后得到的。

　　3样机测试及检验结果3.1基本性能测试标准进风状态（即干球温度27T，湿球温度21.2r）下，一般升温模式除湿量20.正输人功率6.46kW，单位输人功率除湿量3.17kg/（h *kW）；水冷降温模式除湿量21kg/h，修正输人功率6.08kW，单位输人功率除湿量3.46kg/（h.kW）。一般升温模式单位功率除湿量比空调制冷m3/h增大到6 000m3/h，升温模式制热量从16. 97kW增大至22. 44kW，增大了32.23%；降温模式制冷量从17.75kW增大至20.62kW，增大了16.17%.显示了名义进风工况下机组的修正输人功率随风量的变化情况。

　　*―风冷升温一-水冷降温名义进风工况下机组的修正输入功率随风量的变化从可以看出，名义进风工况下，机组的修正输人功率随风量的增大逐渐增大，风量从3600m3/h增大到6 000m3/h，升温模式修正输人功率从6.33kW增大至8. 27kW，增大了30.65%；降温模式修正输人功率从5.90kW增大至6.94kW，增大了17.63%.显示了名义进风工况下单位输人功率除湿量随风量的变化情况。

　　*―风冷升温一―水冷降温名义进风工况下单位输入功率除湿量随风量的变化从可以看出，名义进风工况下，单位输人功率除湿量随风量的增大先稍微增大后大幅降低，风量从3 000m3/h，升温模式单位输人功率除湿量从3.16kg/（h*kW）先增大到3.17技/（占*kW；>A，然后逼降诉至丨J.叫妒！

　　3.2名义工况变风量的性能究机组在风量为3600，4000，5000，6000m3/h下机组的除湿量、制热量、修正输人功率及单位输人功率除湿量。

　　显示了名义进风工况下机组的除湿量随风量的变化情况。

　　一一风冷升温一°一水冷降温名义进风工况下机组的除湿量随风量的变化从可以看出，名义进风工况下，机组的除湿量随风量的增大逐渐增大，风量从3600m3/h增大到6000m3/h，升温工况的除湿量从19.98kg/h增大至21. 42kg/h，增大了7.21%；水冷降温工况的除湿量从20.30kg/h增大至21.57kg/h，增大了6.26%.因风量增大，含湿量差会减小，但在实验风量范围内，风量的增加效应暂时超过含湿量差减小，机组的除湿量随风量的增大而逐渐增大。

　　显示了名义进风工况下机组的制冷（热）量随风量的变化情况。

　　——风冷升温-水冷降温冷（热名义进风工况下机组的制冷（热）量随风量的变化从可以看出，名义进风工况下，机组的制扣曾大逐渐±譬大。风3fiOO第5届全国建筑环境与设备技术交流大会文集空调制冷温模式单位输人功率除湿量从3.增大到3.46kg/（h*kW）再降低到3.11kg/（h*kW）。两种模式******值对应的风量都是4 000m3/h.这说明风量增大使除湿量增大了，风量达到400（〕m3/h时机组运行************。风量继续增大，机组输人功率也增大，且增大幅度超过除湿量的增加幅度，因此，单位功率除湿量会下降。

　　3.3全新风工况变风量的性能机组全新风进风工况为进风干球温度35T、湿球温度28T，研究机组在风量为2修正输人功率及单位输人功率除湿量。

　　显示了全新风进风工况下机组的除湿量随风量的变化情况。

　　一一风冷升温一水冷降温全新风进风工况下机组的除湿量随风量的变化从可以看出，全新风进风工况下，机组的除湿量随风量的增大逐渐增大，风量从2800m3/h增大到4 500m3/h，升温工况除湿量从19. 46kg/h，增大了21.12%，降温工况除湿量从26.36kg/h增大至28.28kg/h，增大了7.28%.显示了全新风进风工况下机组的制冷（热）量随风量的变化情况。

　　从可以看出，全新风进风工况下，机组的制冷（热）量随风量的增大逐渐增大，风量从2800m3/h增大到4 500m3/h，升温工况的制热量从00kW，再微降至23. 41kW，总体增大了18.29%，降温工况制冷量从23.46kW增大至25.00kW，增大了6.56%.全新风进风工况下机组的制冷（热）量随风量的变化*―风冷升温一―水冷降温0全新风进风工况下机组的修正输入功率随风量的变化人功率随风量的变化情况。

　　从0可以看出，全新风进风工况下，升温工况时，机组的修正输人功率随风量的增大先减小后增大，风量从2输人功率从7.47kW先减小至7.33kW后增大至7.76kW，总体增大了3.88%.原因是输人功率由压缩机功耗和风机电动机功耗决定。当排气压力较高时，压缩机功耗增大超过风机电动机功耗下降，从而导致风量减小而输人功率增大；排气压力较低时，风机电动机功耗增大占主导，从而导致风量增加而输人功率增大；降温工况时，机组的修正输人功率是逐步增大的，风量从2到4500m3/h，机组的修正输人功率从5. 03kW增大至6. 35kW，增大了1显示了全新风进风工况下单位输人功率除湿量随风量的变化情况。

　　从1可以看出，全新风进风工况下，升温工况时，单位输人功率除湿量随风量的增大先增大后空调制冷一-风冷升温一―水冷降温1全新风进风工况下单位输入功率除湿量随风量的变化输人功率除湿量从2. *kW）先增大至*kW），再降低至降温工况时，单位输人功率除湿量是逐步减小的，从*kW）减小到但是，风量太小会造成机组除湿量减小，此时并不能单纯追求单位功率除湿量的增大，而应结合机组除湿量综合考虑，因此，该样机全新风降温工况选择2 800mVh的风量为额疋风量。

　　4结论4.1采用板翅式换热器进行冷量回收，可以使除湿机单位功率除湿量提高，节能效率达44%，比国家标准高81%. 4.2优化了机组结构，使配电量和冷却水量都有所减小，节约能源。

　　4.3采用调级风机来调节风量，实现冷冻除湿机变风量优化运行，初投资增加不多，而且控制方案简单，适于采用。