風(fēng)冷熱泵熱回收機(jī)組的一種創(chuàng)新應(yīng)用

王 堅(jiān)

約克廣州空調(diào)冷凍設(shè)備有限公司 廣東 清遠(yuǎn) 511685

1 前言

自21世紀(jì)以來,節(jié)能減排就是各個(gè)國家共同關(guān)注的全球化熱點(diǎn),而據(jù)各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)說明,暖通空調(diào)系統(tǒng)消耗的能源占了建筑能源的一半。而且隨著世界經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,人們的生活水平也得到了提高。人均對(duì)于能源的消耗量也在不斷提高。空調(diào)已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中不可或缺的,為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能,空調(diào)行業(yè)也在不斷創(chuàng)新,尋找節(jié)約能源的方案。不僅在產(chǎn)品上創(chuàng)新,在工程應(yīng)用中也需要?jiǎng)?chuàng)新,本文介紹的就是節(jié)能產(chǎn)品風(fēng)冷熱泵熱回收機(jī)組一種新場合的創(chuàng)新應(yīng)用。

此種產(chǎn)品是在風(fēng)冷冷水(熱泵)機(jī)組基礎(chǔ)上開發(fā)的熱回收機(jī)型,該機(jī)型在制取空調(diào)冷水的同時(shí)可以回收冷凝側(cè)的熱量,用于制熱水。通常熱水用于生活中。在同時(shí)需要空調(diào)制冷和制熱水的場合具有非常好的節(jié)能效果,例如酒店,學(xué)校等。本文介紹的創(chuàng)新應(yīng)用是利用風(fēng)冷熱泵熱回收機(jī)型可以同時(shí)產(chǎn)出冷水和熱水的功能,來實(shí)現(xiàn)倉庫溫、濕度的控制。相對(duì)倉庫傳統(tǒng)溫、濕度方案,這種應(yīng)用可顯著節(jié)能,接下來分別進(jìn)行介紹。

2 傳統(tǒng)方案

應(yīng)用的場合是對(duì)溫、濕度有控制要求,但又不是很高精度的倉庫等,例如某類食品儲(chǔ)存的倉庫,要求溫度全年控制在22±2℃、濕度60%以下。在傳統(tǒng)的空調(diào)方案中,一般會(huì)選用恒溫恒濕機(jī)組(主)+除濕機(jī)(輔)。恒溫恒濕機(jī)組原理示意見圖1：

圖1 恒溫恒濕機(jī)原理示意圖

恒溫恒濕機(jī)組通過制冷系統(tǒng)的室內(nèi)蒸發(fā)器,電加熱,加濕器組合作用來控制出風(fēng)溫、濕度。除濕機(jī)則是利用一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)中的蒸發(fā)器和冷凝器實(shí)現(xiàn)降濕升溫功能,從而實(shí)現(xiàn)低相對(duì)濕度的送風(fēng)功能。

根據(jù)溫、濕的高低可以把實(shí)際工況分為四種,以下分別介紹四種工況下,機(jī)組的運(yùn)行方式。

低溫高濕工況,需要降濕和升溫,這時(shí)則會(huì)優(yōu)先開除濕機(jī)組,因?yàn)槌凉駲C(jī)只是輔助設(shè)備,配備的容量肯定小,是無法組滿足整個(gè)倉庫的溫、濕度控制要求的。主機(jī)恒溫恒濕機(jī)組必須開啟制冷來進(jìn)行除濕,這時(shí)為了補(bǔ)償制冷帶來的降溫需要開啟恒溫恒濕機(jī)組的電加熱進(jìn)行補(bǔ)償。

高溫高濕工況,開啟恒溫恒濕機(jī)組降溫同時(shí)降濕,如果是濕度負(fù)荷大則輔以除濕機(jī)。

高溫低濕工況,開啟恒溫恒濕機(jī)組降溫就可以。

低溫低濕工況,只需要加熱功能,如果恒溫恒濕機(jī)組制冷系統(tǒng)是熱泵型,可以采用恒溫恒濕機(jī)組的制熱功能保證室內(nèi)溫度。如果恒溫恒濕機(jī)組制冷系統(tǒng)是單冷型,則需要開啟電加熱升溫。

3 熱回收機(jī)型節(jié)能方案

針對(duì)以上應(yīng)用場合,采用風(fēng)冷熱泵熱回收機(jī)組配空氣處理機(jī)(主)+除濕機(jī)(輔)

的方案,其中風(fēng)冷熱泵熱回收機(jī)組配空氣處理機(jī)原理示意見圖2：

圖2 風(fēng)冷熱泵熱回收機(jī)組配空氣處理機(jī)原理示意圖

利用空氣處理機(jī)的冷熱水盤管實(shí)現(xiàn)溫、濕度控制,圖2中冷水電動(dòng)閥和熱水電動(dòng)閥對(duì)于室內(nèi)溫、濕度的控制起重要作用。由PLC(可編程邏輯控制器)根據(jù)室內(nèi)溫、濕度采樣值進(jìn)行控制。

同樣根據(jù)溫、濕的高低的四種實(shí)際工況進(jìn)行原理介紹。

低溫高濕工況,需要降濕升溫,在這種新型方案下,可以不需優(yōu)先開除濕機(jī)組,先開啟風(fēng)冷熱泵熱回收機(jī)組和空氣處理機(jī)組,由于熱回收機(jī)組一般會(huì)有多個(gè)制冷系統(tǒng),機(jī)組可以根據(jù)設(shè)定的水溫自動(dòng)選擇制冷模式或制熱水模式還是制冷同時(shí)制熱水模式。只有當(dāng)濕度負(fù)荷很大,風(fēng)冷熱泵熱回收機(jī)組和空氣處理機(jī)組無法滿足要求時(shí),才需要開啟除濕機(jī)。

高溫高濕工況,開啟風(fēng)冷熱泵熱回收機(jī)組和空氣處理機(jī)組降溫同時(shí)降濕,這時(shí)風(fēng)冷熱泵機(jī)組可以只運(yùn)行制冷模式,如果濕負(fù)荷偏大,則可以開啟熱回收模式,實(shí)現(xiàn)除濕機(jī)的功能,如果仍然濕度接近控制目標(biāo),存在濕度超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)時(shí),則啟用除濕機(jī)。

高溫低濕工況,開啟風(fēng)冷熱泵熱回收機(jī)組和空氣處理機(jī)組就可以。

低溫低濕工況,只需要加熱功能,可以采用風(fēng)冷熱泵熱回收機(jī)組的制熱和制熱水功能保證室內(nèi)溫度。

4 工程案例

東莞市某快遞行業(yè)公司倉儲(chǔ)基地,面積約1600m2,用于儲(chǔ)存食品。選用兩臺(tái)風(fēng)冷熱泵熱回收機(jī)組,室內(nèi)采用3臺(tái)冷熱立式空氣處理機(jī)組,同時(shí)配置3臺(tái)5KG 除濕機(jī)。

實(shí)際運(yùn)用中,機(jī)組能耗遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)恒溫恒濕機(jī)組+除濕機(jī)的方案。節(jié)能性能顯著,為客戶節(jié)約了可觀運(yùn)行成本。所以在工程競標(biāo)中明顯顯示其優(yōu)勢。也得以在客戶多個(gè)工程推廣實(shí)施。

針對(duì)此工程案例,以溫度16℃,濕度80%工況空氣處理過程來說明其節(jié)能性,單臺(tái)空氣處理機(jī)組空氣循環(huán)量13500m3/h,因?yàn)橐禎裆郎?調(diào)節(jié)制冷能力58k W,制熱能力72k W。根據(jù)計(jì)算可以得出各空氣點(diǎn)的狀態(tài),查空氣焓濕圖[1]

可得到各狀態(tài)點(diǎn)的溫、濕度等參數(shù)。這個(gè)過程中,空氣經(jīng)冷水盤管降溫后,達(dá)到溫度9℃,濕度98%狀態(tài)點(diǎn),然后升溫到送風(fēng)溫度24.6℃,濕度36%狀態(tài)點(diǎn)。如果采用電加熱,當(dāng)電加熱轉(zhuǎn)化率95%時(shí),能耗75.78k W,而采用熱回收機(jī)組,這些能量全部是免費(fèi)回收的。因此一臺(tái)機(jī)組一小時(shí)就可省電75.78度電。假設(shè)一天機(jī)組12小時(shí)在運(yùn)行,則3臺(tái)機(jī)組一天就可省電2728.1度。

5 結(jié)論

從以上原理介紹、分析和實(shí)際工程案例可以得到如下結(jié)論：對(duì)于此類溫、濕度控制要求的場合,在低溫低濕和高溫低溫的工況下,風(fēng)冷熱泵熱回收機(jī)型熱回收的能量替代了恒溫恒濕機(jī)組的電加熱能量,因此可大幅度減少能耗。在高溫高濕的工況下,可以減少除濕機(jī)的應(yīng)用,減少因降濕而導(dǎo)致溫度過低,然后又需升溫的耗能。此工程應(yīng)用也啟發(fā)我們,一種節(jié)能產(chǎn)品,除常用場合節(jié)能使用外,也可在工程應(yīng)用場合進(jìn)行創(chuàng)新。