单元式空调机冷却除湿技术分析

　　除了温度之外,空气的相对湿度是空调系统的另一个重要调节目标,因为这不仅是人体生理特性对空气舒适度的要求,而且一些场所,譬如实验室、厂房和仓库等对空气的温度和湿度也有一定的要求,否则会对仪器仪表、生产工艺过程以及物质的保存等造成严重的影响。中国大部分地区属于亚热带气候,特别是长江流域及以南地区,夏季多雨,冬季潮湿,对除湿技术的需求尤为突出[1]。

　　人类在生活水平提高的同时,对环境的要求越来越高,而对绿色节能环保的日益重视,也极大地推动了空气除湿技术的发展。最近半个世纪以来,除湿技术已经发展为一门专门的新技术[2-3]。传统的空调除湿技术,根据工作原理的不同,主要有升温或通风除湿、液体或固体吸湿剂除湿、膜法除湿和冷却除湿4种。升温除湿会使空气温度升高,通常它只适用于对室温无要求的场合;通风除湿不能保证室内湿度且只适用于室外空气较干燥的地区;液体吸湿剂除湿的系统,设备复杂,投资高,液体溶液还会腐蚀金属;固体吸湿剂的除湿性能不太稳定,并随时间的延长而性能下降,而且须再生,耗能较高;膜法除湿因其核心部件除湿膜技术还不够成熟,在现阶段还存在透湿率低、强度差、成本高的缺点,发展受到了限制。

　　空调系统中的冷却除湿技术,由于应用广泛、无须增加复杂的整套独立的除湿设备,具有与空调系统紧密结合、节能环保等优点,成为当前商用空调研发制造企业尤为关注的除湿技术热点。一般的单元式空调机,很容易通过增加盘管等部件来达到冷却除湿功能。因此,除了上述优点之外,还具有技术实现简单、成本低等特点。

　　单元式空调机组的冷却除湿技术从原理上来说并不复杂,只须在原有单元式空调机组蒸发器的下风向增加一个盘管作为室内冷凝盘管并用管路与系统相连接即可。高温高湿的空气在蒸发器内被冷却、析出冷凝水后,变成低温低湿的空气,这些低温低湿的空气经过室内冷凝盘管时被重新加热以补偿过冷的温度,从而达到实现除湿并同时调节空气温度的效果。这种除湿技术的特点是回收制冷系统的冷凝热,弥补空气中因为冷却除湿而散失的热量,是一种高效节能的除湿方式[4-5]。然而,这种除湿技术有多种实现方法,并且具有不同的技术特点和技术难点,因此有必要对此加以系统的分析对比,进而提出不同的技术要求,指导系统的优化设计,并得出最佳控制方式。

　　1 单元式空调机组的主要除湿技术分类

　　笔者根据制冷剂流程中室内冷凝盘管、室外冷凝器与室外过冷器连接位置和调节方式的不同,将单元式空调机组的除湿技术归纳为串联型、并联型、并联调节型和复合型等4种主要类型,图1(a)~(d)所示分别是这4种类型的系统原理图。图中的点划线框表示其框内的部件如蒸发器和室内冷凝盘管位于室内机中,而其他部件如压缩机、室外冷凝器和室外过冷器位于室外机中。