1、1 9 4F L U M A C H 矾E R Y地下工程用除湿空调机的技术经济研究朱志平1 王克勇1 陈国民1 缪小平2 茅靳丰2 耿世彬2( 1 南京五洲制冷集团公司，江苏南京2 1 0 0 3 7 ；2 解放军理工大学，江苏南京2 1 0 0 0 7 )摘要：简述了地下工程用除湿空调机应用于地下工程中的意义，并对其应用于地下工程中的技术经济性进行了分析和比较。关键词：地下工程；除湿空调机；技术经济；研究中图分类号：T M 9 2 5 1 3文献标识码：AT e c h n o l o g ya n dE c o n o m yR e s e a r c ho nD e h u m i d
2、 i f y i n ga n dA i r - c o n d i t i o n i n gU n i f f o rU n d e r g r o u n dE n 西n e e r m gA k 跏：T h e8 i 础c a n c eo fd e h u m i d i f y i n ga n da i r - c o n d i t i o n i n gu n i ta p p l i e dt ot h eu r 出曙r o u n dE r 婷r 帕e r i I 唱i sd i s c u s s e si n 嫡e f ，a n dt h et e c h n o l
3、 o g ya n de c o n o m yp c r f o 觥a r ea n a l y z e da n do 唧p a I e d K e y w o r d s ：u n d e r g r o u n de n g i n e e r i n g ；d e h u m i d i f y i n ga i r - c o n d i t i o n i n gu n i t ；t e c h n o l o g ya n de c o n o m y ；r e s e a r c h1 前言地下工程空气环境有其自身的特点，相对于地面工程而言，地下工程余热小于地面工程。从空气处
4、理的过程分析可知，小余热工程如采用露点送风，则工程房间内相对湿度必然偏大。因此，对于小余热工程，必须使用二次加热，并且工程内余热越小，需要的二次加热量越大，这将大大增大设备容量和系统运行能耗。现有工程为了节能，大部分取消了空调器的二次加热，直接采用露点送风，这就造成了小余热地下工程( 如地下家具城、地下博物院、医院等) 空气相对湿度偏大，尤其在过渡季节，如江南的梅雨季节，工程外温度不高，但比较潮湿，此时二次加热量需求非常大，对于没有二次加热或二次加热设备容量比较小的空调处理系统此时无能为力，致使工程内非常潮湿，造成较大的经济损失。因此，为了适应地下工程开发利用的要求，研制适合地下工程热湿负荷特
5、点的空气处理设备并进行相应的技术经济研究具有特别重要的意义。2 常用空气处理方式2 1 有再热组合式空调器+ 冷水机组方式收稿日期：2 0 0 3 0 4 2 0这种方式是最为常用的空气处理方式，冷水机组为组合式空调器的表冷段提供冷冻水，为了确保工程内相对湿度不至于过高，必须对经过表冷段处理的空气进行再热，通常工程内的余热愈小，再热量愈大。如图1 所示，对于大余热的工程，由于其热湿比e 2 较大，采用这种空气处理方式，再热量Q ：通常不大，但对于小余热的工程，由于其热湿比e l 较小，其需要的再热量Q 1 是相当大的。必将造成系统的运行能耗增加。并且，对于同一工程，过渡季节的热湿比要比夏季小，
6、原因是余热比较小，故在过渡季节运行需要较大的再热量。图1 不同余热工程要求的再热量 万方数据万方数据2 0 0 3 年第3 l 卷增刊流体机械1 9 5采用这种方案，空调系统必须增设再热段才能满足工程在不同季节、不同工况下的运行需要。即利用组合式空调器中的表冷段对空气进行降温处理，如直接采用露点送风，则工程房间内相对湿度必然偏大，只有再利用组合式空调器中的再热段等湿加热空气，降低空气的相对湿度。另外表冷段是用冷冻水作为冷媒间接冷却，其传热效率没有直接蒸发高，而且再热段也加大了设备容量和系统运行能耗，增加了设备运行费用。2 2 无再热组合式空调器+ 冷水机组+ 多台移动除湿机在许多地下工程中，为
7、了避免冷量和热量抵消，减小设备的用电负荷，往往将组合式空调器的再热段省略。采用这种空气处理方式的工程，在过渡季节，工程内的潮湿问题难以解决，特别是小余热工程，问题更为突出。为了解决过渡季节运行和平时维护管理的运行问题，有的工程在此系统之外，被迫增加了多台移动除湿机，分布在工程的各个部位，来满足其全年运行的需要。此方案采用“无再热组合式空调器+ 冷水机组+ 多台移动除湿机”配合使用来满足不同热湿比情况下的温湿度要求，即采用无再热组合式空调器在夏季对空气进行降温处理，采用移动除湿机在过渡季节和维护管理时对空气进行除湿处理，根据环境的温湿度要求来确定空调器和除湿机的工作状态。采用两种不同类型的机组，
8、一定程度上满足了空气热湿处理的要求，但设备分散，使地下工程的管理和维护难度加大，并增加了设备初投资。3 地下工程用除湿空调机方案地下工程用除湿空调机根据工程的热湿负荷特征及工程外气象参数的变化设计，可以实现空调、除湿和除湿调温三种工况运行模式。空调工况可以有效地消除余热，适合于工程内部余热较大，热湿比大的时期；除湿工况适合于工程内部余热较小，热湿比小的时期；除湿调温工况适合于工程热湿比小，热湿负荷变化比较大的时期。机组为直接蒸发多功能组合式空气处理设备，利用冷凝热作为再热源，同时具有中央空调系统和除湿机的功能，既具有在大余热环境下工作的能力，同时解决了一般空调器在小热湿比工程环境中空气处理难以
9、满足使用要求的问题。4 技术经济分析与比较这里从制冷效率、系统管理、初投资、水系统、占地面积、工程量以及运行能耗等方面对“有再热组合式空调器+ 冷水机组”、“无再热组合式空调器+ 冷水机组+ 移动除湿机”和除湿空调机三种方案做技术经济比较，比较结果见表1 。表1 技术经济比较比较项目方案制冷效率 系统管理初投资冷冻水冷却水冷冻水管 占地面积工程量运行能耗有再热组合式空调器+ 冷水机组低简单大有有有大大大无再热组合式空调器+ 冷水机组+ 移动除湿机由复杂大有有有大大小除湿空调机高简单小无有无小小小由表1 可以看出，除湿空调机克服了前述两种空气处理方法的不足，兼有中央空调系统和除湿机的功能，提高了
10、整个空气处理系统和水系统的集中度。同时采用冷媒直接蒸发制冷，明显提高制冷效率。除湿空调机的选用可大大减少地下工程的工程量，而且没有额外的运行能耗，节约了初投资和运行费用，整个系统的技术经济性大为提高。为了更清晰地分析以上三种方式的经济性，我们对采用“有再热组合式空调器+ 冷水机组”、“无再热组合式空调器+ 冷水机组+ 多台移动除湿机”和“除湿空调机”三种方案进行定量比较，结果见表2 和表3 。 万方数据万方数据1 9 6凡U M A C H D 咂R Y表2 经济性比较比较项目方案设备型号设备造价( 万元)初投资( 万元)设备容量( k W )运行费( 万元年)有再热组合式空调器+ 冷水机组Z
11、 K l 2 + I S 7 55 + 81 5 23 5 59 6 4无再热组合式空调器Z K l 2 + U 并54 5 + 8 + 41 6 3 23 01 1 4+ 冷水机组+ 移动除湿机+ C K 强Y除湿空调机( X 1 2 一D x1 0 51 1 91 9 26 7 3采用“有再热组合式空调器+ 冷水机组”和“无再热组合式空调器+ 冷水机组+ 多台移动除湿机”方案时，Z K l 2 型组合式空调器所占空间与C K l 2 一D X 型除湿空调机大致相当，但是要单独配备冷源，间接制冷，效率降低。L S 7 5 型冷水机回回风砂组需要配备冷却水系统，还额外增加了冷冻水系统( 包括水
12、泵、阀门、水管、保温及其它辅助材料等) 的工程量和造价。Z K l 2 + L S 7 5 机房布置如图2 所示。冷冻水泵图2Z K l 2 - I - I S 7 5 机房示意心兰竺冷却水系统冷冻水系统风管合计方案Z K l 2 + L S 7 5O 70 8O 72 2Z K l 2 + U 汀5 + C K 登YO 70 80 72 2C K l 2 - D XO 7，O 71 4对于有再热组合式空调器的再热量，这里以电加热为例做个比较。根据设计计算可知，在除湿调温工况下，风冷冷凝器承担的热负荷为2 6 k W ，如将等量的空气处理到相同的出风状态，需要配置的电加热功率应为2 6 k W
13、 ；在升温除湿工况下，风冷冷凝器承担的热负荷为4 0 k W ，如将等量的空气处理到相同的出风状态，需要配置的电加热功率应为4 0 k W ，都大大增加了设备的运行费用。采用“除湿空调机”方案，机组制冷效率高，冷媒直接蒸发，利用冷凝热作为除湿空调机的再热源，另外不需要配备独立的冷源，省却了冷冻水系统及其配套工程量，风管和冷却水系统简单，工程量也较前述两种方案大为减少。C K l 2 + D X 机房布置如图3 所示。 万方数据万方数据2 0 0 3 年第3 l 卷增刊流体机械1 9 76 结论回风回风砂图3C K l 2 一D X 机房示意图通过对几种地下工程用空气处理方案进行综述分析比较，笔者认为新型除湿空调机是地下工程空气处理的优选设备，它可以实现空调、除湿和除湿调温三种运行模式，既能有效地消除余热，满足工程的空调需求，也能适应地下工程平时维护的除湿需求，具有广阔的市场前景，必将在地下工程中得到广泛的应用。作者简介：朱志平，男。1 9 6 4 年生，博士研究生。高级工程师。通讯地址：2 1 0 0 0 7 南京市白下区石门坎1 1 5 号南京五洲制冷集团公司。 万方数据万方数据
