空气热湿处理过程有效性分析

第30卷第6期2011年12月

文章编号：1003-0344（2011）06-068-5

建筑热能通风空调

BuildingEnergy&EnvironmentVol.30No.6Dec.2011.68~71

空气热湿处理过程有效性分析

赵立红1刘仙萍2胡加刚1

1山东三力建筑设计有限公司2中南大学能源科学与工程学院

摘分析了影响空气热湿处理设备显热比的主要因素，要：针对空气冷却除湿过程中室内湿度控制不足的问题，

采取降低机器露点温度和增加冷对余热排除的有效性进行了计算分析，提出有效控制温湿度的途径。结果表明：实际制冷系统的有效度为69.4%，但是整个系统的却盘管排数的方法降低显热比不可取，接近卡诺循环的效率，仅为15.1%；提高能量利用效排除余热的效率却很低，采用分级主动除湿的方法，对提高制冷系统的除热有效度、率具有实际意义。

关键词：除湿机器露点显热比余热有效性

EffectivenessAnalysisonHeat-MoistureTreatmentProcessesinAir

Conditioning

ZHAOLi-hong1,LIUXian-ping2,HUJia-gang11ShandongSanliArchitectureDesignCo.Ltd

2CollegeofEnergyScienceandEngineering,CentralSouthUniversity

Abstract:Fortheundercontrolproblemofhumidityintheaircoolinganddehumidifyingprocess,thepaperanalyzestheprincipalelementsimpactontheSensibleCoolingRatio(SCR)forairhandlingprocessequipment,givessomeanalysisandcalculationonexcessheatremovalefficiency,proposesaneffectivesolutionforheat-moisturecontrol.Itturnedoutthat,themethodtolowerSCRbydecreasingApparatusDewPoint(ADP)temperatureandaddingcoldcoilstobenotdesirable.Thesystemdehumidificationefficiencyisonly15.1%,eventhoughitseemsthattheactualefficiencyis69.4%,closedtoCarnotcycle.ItispracticalsignificanttoimprovesystemheateliminatingefficiencyandenergyutilizingefficiencybySub-levelandActivedehumidifyingmethod.

Keywords:dehumidification,apparatusdewpoint,sensiblecoolingratio,excessheat,effectiveness

湿度大，空调我国长江中下游地区夏季气温高，

舒适性空调的湿系统的热湿处理负荷大。长期以来，

度是基于空调设备的制冷除湿性能与建筑的热湿负荷的关系而间接控制，当建筑热湿负荷构成发生变化时，室内的湿度得不到很好的保障。除湿是空调的主目前蒸发要任务之一，是改善室内空气品质的要求，

制冷量的30%耀50%压缩冷却除湿方式的空调系统中，

是为了满足除湿的要求，因此分析空调系统空气热湿

处理过程能源利用特性，研究合理的温湿度控制方法，提高冷源利用效率和降对创造舒适健康的室内环境，低空调能耗具有积极意义[1]。

1HVAC除热尧除湿特点

1.1湿度控制不足的原因

湿度控制不足的问题产生的主要原因有：

收稿日期：2011-5-23

（1976~）山东济南华信路389号巨匠大厦912室作者简介：赵立红，女，本科，工程师；（250100）；0531-81908736；E-mail:lylyzhao@

第30卷第6期赵立红等：空气热湿处理过程有效性分析·69·

1）ANSI/ASHRAEStandard62-2001（ASHRAE

2001-VentilationforAcceptableIndoorAirQuality）[2]

针对商业建筑提高了新风要求，

大大增加了HVAC设备的除热和除湿负荷。

ASHRAE62通风标准对湿度控制有显著的影响，尤其是我国夏热冬冷长江中下游潮湿气候地区，除湿负荷增加比率明显比显热负荷大，造成

HVAC设备除热与除湿不匹配；

2）围护结构的隔热性能改进和节能产品的推广使用，使通过围护结构显热大大降低，并且室内高效照明设备降低了室内显热发热量，

建筑显热负荷降低引起HVAC设备制冷和除湿负荷不匹配；

3）对制冷设备效率的改进是通过增加冷却盘管的相对尺寸，大尺寸允许更高的蒸发温度，获得更高的系统效率，但是降低了设备的除湿能力。1.2建筑空间显热负荷比SHR

房间或者新风的显热得热与潜热得热的关系用

SHR（SensibleHeatRatio）表示，为显热得热与显热与潜热总得热之比：

SHR=

Qs

Qs+Ql

（1）

式中：Qs为显热得热；Ql为潜热得热。

显热得热与潜热得热随室外条件、

时间、日期和使用模式的改变而变化[3]

。SHR概念有助于在焓湿图上表示空间除热、除湿要求与空气处理设备的制冷、除湿处理过程。

1.3空气处理设备显热比SCR

夏季空调工况大多数制冷的同时需要进行除湿，蒸发压缩空气处理设备提供显热冷却或降温的同时能去除潜热或除湿，因此应用广泛。类似建筑空间显热比SHR，空气处理设备热湿处理性能参数SCR[4]

SensibleCoolingRatio），定义为显热处理能力占全热处理能力的比值：

SCR=

显热处理能力

SCR值表征空气处理设备的除湿能力，全热处理能力

（2）

SCR值低意味着大部分的冷却能耗被用来除湿或者去除潜热。如图1所示：根据空气处理过程显热比SCR定义，空气冷却除湿过程线1原2斜率越大，SCR值越大，则设备去湿能力越小，空气处理过程的除湿效率就越低；SCR线垂直时，SCR越1，空气处理设备处于干工况运行，只处理显热负荷；反之亦然，1原2过程线越平缓，设备显热比越小，其除湿能力和除湿效率越高。因此增大空气处理设备除湿能力的途径可以通过降低SCR

值来实现。

图1空气冷却除湿过程i-d图

2显热比SCR的制约因素

2.1机器露点

机器露点可以看作有效冷却盘管表面的温度，它是空气热湿处理设备制冷和除湿的重要参数，但是该温度很难直接测量，因为盘管表面的温度不相等，而是随热交换器内冷媒吸收空气热量而变化[5]。

从空气侧来看，流经冷却除湿盘管的空气的精确状态是变化的，在焓湿图上准确描出比较困难，因为如果进入空气能够冷却到有效盘管表面的温度，则空气离开时的温度为机器露点温度；

实际上，并非所有的空气都被完全冷却到机器露点。邻近盘管的空气被冷却，水分从空气中凝结出来，然而距离表面远的气流和没有直接接触的空气并不能同样被冷却和除湿。离开空气为两种气流的混合物，其中一部分为露点温度，另一部分为完全未接触热交换器而保持进口温度状态，焓湿图上描述的是混合气流的平均温度和湿度。空气流经盘管的绕流速度越低，

盘管深度越大且越密，则空气混合程度越高，离开空气越接近露点温度。

常规蒸汽压缩冷却空调设备为提高其除湿能力

SCR值），常采取以下三种途径：①降低蒸发温度；

②降低空气流经冷却表面的速度；③增加表冷器排数。这三种措施虽然在一定范围内能提高空气设备除湿能力，但同时都受到其他因素的限制：

一方面，空气处理焓湿图的饱和曲线表明SCR只

能被降低到一定水平。如图2，对于给定的进口空气参数状态1，

SCR斜率只由一个参数决定，即露点温度。当露点温度降低时，

1原4过程的SCR斜率降低；但是受实际条件的限制，露点温度过低时造成盘管表面结霜，因而SCR斜率不能无限降低，此为技术限制的极限SCR值；且该最低SCR值依赖于进口空气的温度和湿度状况，进口空气的湿度越大，极值SCR越低；进口空气越干燥，SCR极值越大。技术限制的最低SCR受实际的操作条件影响。因为露点温度过低造成冷却设备结霜，对常规舒适性空调空气处理设备，

技术限（ …… 此处隐藏：3133字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……