低温除湿调温热泵机组技术现状分析.docxVIP

第3卷 第6期2 0 0 3 年 12 月制冷与空调REFRIGERA TION AND AIR - CONDITION INGVol. 3 ,No.6December2003低温除湿调温热泵机组技术现状分析邵双全石文星李先庭(清华大学建筑技术科学系)涂建红(江西省人防工程设计研究院)摘 要 介绍了近年来采用风冷热泵机组作为室内除湿调温机组的必威体育精装版成果,具体介绍了各种方案的基 本工作原理,对各种方案进行了分析和比较,并对各种方案中存在的问题和发展方向进行了阐述。关键词 热泵 低温除湿 调温ANALYSIS OF AIR SOURCE HEAT PUMP FOR LOWTEMPERATUREDEHUMID IFICATIO N AND TEMPERATURE REGUL ATIONSHAOShuangquanTUJianhongSHIWenxingL IXiantingABSTRACT The newest progress of heat pump for low temperature dehumidificationandtemperatureregulationisintroduced.Thebasicoperatingprincipleofdifferentschemesisana2lyzedindetail.Andbasedtheanalysisandcomparisonamongdifferentschemesinpresentap2plication , the main problem and the improvement ways are discussed.KEY WO RDS Heat pump Low temperature dehumidification Temperatureregulation1前言热泵除湿机用蒸发器来给空气降温除湿,并回 收热泵系统的冷凝热,弥补空气中因为冷却除湿时 散失的热量,是一种高效节能的除湿方式,已经广 泛应用于粮食、木材等的除湿干燥和很多高湿空间的除湿与温度控制。2基本方案分析目前为止,热泵除湿方案主要有以下几种方案。2.1单蒸发器单冷凝器系统[ 1～5]这是热泵除湿系统的最基本和最原始的方式。如图1所示,干燥室内的湿空气经过蒸发器E去图 1 单蒸发器单冷凝器系统原理图湿降温后,再经过冷凝器C被加热后又送回干燥室。若干燥室仅需要加热而不必除湿时,这种型式 的除湿干燥机多数靠启动电加热来满足要求,因而 耗电较高。由于制冷系统的冷凝器放热要大于蒸 发器吸热,因此干燥室内的空气总的来说是不断的 被除湿加热。当室内空气需要除湿也需要冷却时, 这样的系统不能满足要求,因此只适用于干燥木材、食品等的干燥室,而不适用于有人工作的车间。此外,文献[5]中将两套单蒸发器单冷凝器的系 统的冷凝器和蒸发器通过翅片分别连接成一体,可 以对除湿能力进行调节。这种方法,如果风量设计的不好,可能会出现带水现象,导致除湿能力下降。2. 2 双蒸发器单冷凝器系统[ 1 ,2 ,6 ,7]在单蒸发器系统的基础上发展而来,既具有除 湿的功能,又具有从大气环境中采热而供给干燥室 高温热风的功能,如图2所示。该系统具有两个蒸 发器,一个为除湿蒸发器E2(放在室内),一个为热 泵蒸发器 E1 (设置在室外)。干燥室内的湿空气经第6期邵双全等:低温除湿调温热泵机组技术现状分析·17 ·图 2 双蒸发器单冷凝器系统原理图为室内空气加热器,并用一个旁通回路和第二冷凝 器 C2 并联,通过阀门的通断来调节第二冷凝器的换热量,进而实现对室内温度的控制,阀门可以是 两个电磁阀(V1、V2)或者一个双位三通阀。此外在双冷凝器串联方案中,文献[10]采用第 一冷凝器为室内加热器,第二冷凝器为室外热交换 器,并采用旁通第一冷凝器的方法来进行控制室温,如图4所示。过除湿蒸发器E2去湿降温后,再经过冷凝器C被 加热后又送回干燥室。热泵蒸发器E1从外部环 境空气中采热,使制冷工质在蒸发器内由两相汽液 混合物变成过热蒸气,经过压缩机压缩,再送到冷 凝器C。在需要除湿运行时,关闭蒸发器E1,需要 热泵运行时,关闭蒸发器E2,除湿和热泵系统共用 一套压缩机和冷凝器。由于除湿式干燥机主要靠电加热器来供热,其能耗明显高于热泵供热,因此, 二者相比,热泵式除湿机能耗明显高于采用电加热 的普通除湿干燥机,后者的能耗比前者大约高1/3左右。这种型式的除湿机还是以除湿和供热进行设 计的,因此也不适用于需要除湿和冷却的要求。2.3双冷凝器单蒸发器系统由于上述两种方案都是以除湿和供热为目的 进行设计的,被降温去湿的空气必须经过冷凝器加 热,室温将逐渐升高,主要用于工业干燥。而在一些工厂和车间,热负