趙紅梅

（江蘇致遠(yuǎn)高科能源科技有限公司，江蘇南京 211112）

1 概述

隨著人民生活質(zhì)量的提高，對新風(fēng)的需求越來越多，對其品質(zhì)處理要求也越來越高，加上日益增長的能源危機(jī)，迫使技術(shù)人員在不斷滿足人們對高品質(zhì)新風(fēng)需求的同時，更關(guān)注節(jié)能產(chǎn)品的開發(fā)。

溫濕度獨(dú)立調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)作為新型的空調(diào)節(jié)能解決方案，正在不斷地被采納；新風(fēng)主要是以承擔(dān)室內(nèi)全部濕負(fù)荷和部分顯熱負(fù)荷出現(xiàn)的。傳統(tǒng)新風(fēng)機(jī)組不能滿足上述要求；溶液新風(fēng)除濕機(jī)需要在有廢熱可利用的條件下應(yīng)用才能節(jié)能，且體積大、易腐蝕和存在帶液等問題。雙冷源新風(fēng)機(jī)組利用兩種不同的工作溫度對新風(fēng)進(jìn)行除濕、降溫處理，可以充分實(shí)現(xiàn)能源的梯級利用，并實(shí)現(xiàn)對新風(fēng)溫度、濕度的精確控制。目前深度除濕新風(fēng)機(jī)組剛剛興起，還未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)現(xiàn)的形式呈多樣化，且在實(shí)現(xiàn)能源階梯化利用的同時，尋求著新風(fēng)機(jī)組更大的節(jié)能，如：回收回風(fēng)能量、冷凝水的回收利用、高溫冷凍水的再利用，自身降溫減少自耗的節(jié)能，無源回收裝置等。

2 方案分析

雙冷源新風(fēng)機(jī)組需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是：1）送風(fēng)露點(diǎn)溫度≤10 ℃;2）避免送風(fēng)結(jié)露，送風(fēng)溫度不能過低，溫度以16～18 ℃為宜。下面根據(jù)節(jié)能實(shí)現(xiàn)手段不同，例舉幾種實(shí)施方案，分析其優(yōu)劣，以此為基礎(chǔ)，尋求更佳解決方案。

2.1 方案1

如圖1 所示：本方案對新風(fēng)的處理采取直接梯級引用外界兩種不同溫度（中、低溫）的水，來實(shí)現(xiàn)深度除濕的目的，再通過回用高溫冷凍水的回水對新風(fēng)進(jìn)行再熱處理。

圖1 方案1示意圖

分析：1）本方案的除濕深度能否達(dá)到設(shè)定目標(biāo)，要看水溫的高低，對于冷水機(jī)組，低溫水一般為7～12 ℃，處理到露點(diǎn)溫度10 ℃以下比較困難；2）系統(tǒng)內(nèi)只有水表冷器，結(jié)構(gòu)比較簡單，易于控制；3）在計算能效時需要綜合考慮兩級水源機(jī)組和輸送的水泵功耗；4）再熱利用了高溫冷凍水回水，降低了部分高溫冷凍水的能量消耗，這是一個節(jié)能點(diǎn)；5）本方案沒有回收回風(fēng)能量和冷凝水能量，節(jié)能不充分。

2.2 方案2

如圖2 所示，本方案對新風(fēng)的處理采取高溫冷卻除濕器直接引用外界高溫冷凍水，低溫部分采用蒸發(fā)器降溫除濕，來實(shí)現(xiàn)深度除濕的目的，再通過其配置的直膨系統(tǒng)的冷凝器對新風(fēng)進(jìn)行再熱處理。

圖2 方案2示意圖

分析：1）本方案的除濕深度能否達(dá)到設(shè)定目標(biāo)，要看蒸發(fā)器的處理能力，蒸發(fā)溫度在2～5 ℃間是合適的，處理到露點(diǎn)溫度10 ℃以下可行；2）對于采用冷凝器來再熱處理，出風(fēng)溫度容易高于18 ℃，造成新風(fēng)增加空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷；3）同樣的在計算能效時需要綜合考慮高溫水源機(jī)組和輸送的水泵功耗；4）但本方案沒有回收回風(fēng)能量和冷凝水能量，利用冷凝熱回收的同時又增加了系統(tǒng)熱負(fù)荷。

2.3 方案3

如圖3所示，本方案新、回風(fēng)口處采用了板式熱回收，回風(fēng)能量可為新風(fēng)所用，降低系統(tǒng)能量配置，高溫冷卻除濕器仍直接引用外界高溫冷凍水，低溫部分采用蒸發(fā)器降溫除濕，來實(shí)現(xiàn)深度除濕的目的，再通過回用高溫冷凍水的回水對新風(fēng)進(jìn)行再熱處理，其中直膨系統(tǒng)的冷凝熱也是通過高溫冷凍水的回水處理的，高溫冷凍水的回水分成兩路，用后一個升溫一個降溫，即使冷熱不平衡，也能降低水的能耗。

分析：1）本方案的除濕深度處理能力同方案2，處理到露點(diǎn)溫度10 ℃以下可行；2）通過控制回用高溫冷凍水的回水流量對新風(fēng)進(jìn)行再熱處理，可以滿足出風(fēng)溫度在16～18 ℃，降低了其回水的能量消耗；3）回風(fēng)能量在冬夏得到了回收；4）不足之處是冷凝水能量沒有回收，且管路系統(tǒng)復(fù)雜，控制難度大。

2.4 方案4

本方案高溫冷卻除濕器直接引用外界高溫冷凍水，低溫部分采用蒸發(fā)器降溫除濕，來實(shí)現(xiàn)深度除濕的目的，再通過其配置的直膨系統(tǒng)的冷凝器對新風(fēng)進(jìn)行再熱處理。其配置的直膨系統(tǒng)一分為二，一個系統(tǒng)冷凝熱為風(fēng)冷+蒸發(fā)冷型，在回風(fēng)側(cè)，一個系統(tǒng)為風(fēng)冷冷凝型，在新風(fēng)側(cè)。如圖4所示。

圖3 方案3示意圖

圖4 方案4示意圖

分析：1）本方案的除濕深度處理到露點(diǎn)溫度10 ℃以下可行；2）通過配置合適的壓縮機(jī)產(chǎn)生冷凝熱對新風(fēng)進(jìn)行再熱處理，可以滿足出風(fēng)溫度在16～18 ℃；3）回風(fēng)能量在冬夏得到了回收；4）冷凝水能量得到回收利用，控制技術(shù)相對成熟。本方案相對而言考慮比較全面。需要進(jìn)一步探討的是冷凝水如何以合理的能耗加以利用。

2.5 方案5

本方案采用了無源熱回收裝置，前端制冷，后端再熱，自產(chǎn)自銷；但會增加風(fēng)系統(tǒng)阻力，冬季對系統(tǒng)也會產(chǎn)生不利影響。見圖5。

2.6 方案6

如圖6 所示，本方案高溫冷卻除濕器直接引用外界高溫冷凍水，低溫部分采用蒸發(fā)器降溫除濕，來實(shí)現(xiàn)深度除濕的目的，再通過其配置的直膨系統(tǒng)的冷凝器對新風(fēng)進(jìn)行再熱處理。其配置的直膨系統(tǒng)冷凝熱分為兩部分，一部分位于回風(fēng)側(cè)，為風(fēng)冷+蒸發(fā)冷型，一部分位于送風(fēng)側(cè)，且附有風(fēng)閥調(diào)控手段（送風(fēng)的一部分通過低溫空氣流量調(diào)節(jié)閥，另一部分通過再熱空氣流量調(diào)節(jié)閥后，再進(jìn)入再熱冷凝器進(jìn)行換熱），提高了控制要求。

圖5 方案5示意圖

圖6 方案6示意圖

分析：1）本方案的除濕深度處理到露點(diǎn)溫度10 ℃以下可行；2）通過控制再熱風(fēng)量和制冷系統(tǒng)產(chǎn)生冷凝熱對新風(fēng)進(jìn)行再熱處理，可以滿足出風(fēng)溫度在16～18 ℃，但由于冷凝熱經(jīng)多重處理，彼此間相互制約，控制難度大；3）回風(fēng)能量在夏季得到了回收；4）冷凝水能量得到回收利用。本方案對于夏季比較合適，但風(fēng)系統(tǒng)閥門的控制精度要求高，同時還需進(jìn)一步探討冷凝水如何以合理的能耗加以利用。

3 結(jié)論

綜合以上幾種方案，對于雙冷源新風(fēng)機(jī)組，機(jī)組的節(jié)能方向主要有1）回風(fēng)能量的回收利用；2）再熱能量的有效控制利用；3）冷凝水的回收利用。但不管采用何種措施，能量回收效果好不好，要看結(jié)果的穩(wěn)定性及是否會帶來其他不利影響進(jìn)行綜合評價。另外對于雙冷源新風(fēng)機(jī)組，若想達(dá)到理想的運(yùn)行效果，還必須要全面考慮一年四季的穩(wěn)定運(yùn)行，而非單獨(dú)滿足某個季節(jié)的需求；當(dāng)然對于高溫高濕的夏季最不利工況時 對深度穩(wěn)定的除濕效果的追求是必然的。根據(jù)前期對各方案的比較來看，方案4 是比較全面的一個方案。

本文就雙冷源新風(fēng)機(jī)組目前處理方式和自身節(jié)能措施進(jìn)行了方案匯總和羅列分析，指出了雙冷源新風(fēng)機(jī)組中可以采用的各種節(jié)能形式，明確了節(jié)能利用的能量的有限性，如何最大限度在滿足目標(biāo)要求的前提下穩(wěn)定回收能量，是方案優(yōu)劣的評價標(biāo)準(zhǔn)。