摘要：随着经济的发展和科技的进步，空调在人们的生产和生活中发挥着越来越重要的作用。在绿色环保理念的提倡下，人们对轮转除湿空调的能耗分析和节能措施做了更深刻的分析和研究。
关键词：转轮除湿机；空调系统；预冷；热回收；能耗
引言
通过热力学理论分析常规转轮除湿空调系统，分析影响系统能耗高的主要因素，研究获得节能措施为室内排风回收、再生排风热回收、吸附热回收和预冷处理，并提出相应的节能型转轮除湿空调系统。能耗结果表明：与传统转轮除湿空调系统相比，室内排风回收节能17．2%；再生排风显热回收节能31．9%；再生排风全热回收不仅没有节能，反而使系统能耗增加7．7%；吸附热回收节能57．0%；预冷处理节能17．9%；再生排风显热回收与室内排风回收相结合节能43．6%；吸附热回收与室内排风回收相结合的系统能耗最低，节能64．4%；预冷处理与室内排风回收相结合节能32．0%；预冷处理与吸附热回收相结合只能降低系统的再生能耗（约6．7%），总能耗会略有增加（约7．9%）。
1能耗分析
预冷型转轮除湿空调系统比常规转轮除湿空调系统总能耗节能43．8%，再生能耗节能48．3%，冷却能耗相同。预冷热回收型转轮除湿空调系统比热回收型转轮除湿空调系统总能耗节能40．9%，再生能耗节能46．4%，冷却能耗多出12%。数据表明，预冷器在转轮除湿空调系统中应用能大幅度降低系统的总能耗和再生能耗。前者冷却能耗相当的原因是，转轮除湿机在除湿过程中是近似等焓减湿过程，因此先预冷后除湿再降温与先除湿后降温的空气处理过程的焓降是一样的，因此在制冷系数相同的条件下，冷却能耗是一样的。而后者冷却能耗增多的原因是，预冷的存在，降低了除湿转轮后处理空气的温度，进而使热回收过程的回收热减少，从而使后表冷器承担的冷负荷增多，因此总的作用是冷却能耗略微增多了。
预冷热回收型转轮除湿空调系统比热回收型转轮除湿空调系统总能耗节能40．9%，再生能耗节能46．4%，冷却能耗多出12%。数据表明，预冷器在转轮除湿空调系统中应用能大幅度降低系统的总能耗和再生能耗。前者冷却能耗相当的原因是，转轮除湿机在除湿过程中是近似等焓减湿过程，因此先预冷后除湿再降温与先除湿后降温的空气处理过程的焓降是一样的，因此在制冷系数相同的条件下，冷却能耗是一样的。而后者冷却能耗增多的原因是，预冷的存在，降低了除湿转轮后处理空气的温度，进而使热回收过程的回收热减少，从而使后表冷器承担的冷负荷增多，因此总的作用是冷却能耗略微增多了。除湿空调系统中，预冷热回收型转轮除湿空调系统能耗最低，比传统冷却除湿空调系统还节能约12．8%；其次是预冷型转轮除湿空调系统，该系统能耗与传统冷却除湿空调系统能耗相当，相差仅3．9%，实际中预冷器（前表冷器）使用了后表冷器较高温度的回水，因而系统中高温冷水机组的性能系数会比计算中的略大些，故系统总能耗会比计算结果更低些。
转轮除湿空调系统的主要能耗为加热再生空气能耗，因此转轮除湿空调系统中的再生空气加热不建议使用电加热方式，可通过太阳能、工业余热及废热等低品位热能的利用来减少转轮除湿空调系统的总能耗。
2节能型转轮除湿空调系统
2.1预冷热回收型转轮除湿空调系统
预冷热回收型转轮除湿空调系统由预冷器（前表冷器）、除湿转轮、热回收转轮、再冷器（后表冷器）、空气加热器和高温冷源组成。高温冷源的高温冷媒由高温冷水机组提供，后表冷器的回水作为前表冷器的供水（预冷并不需要过低温度）。
2.2再生排风显热回收型转轮除湿系统
再生排风显热回收型转轮除湿系统。空气处理侧为：热湿的环境空气经除湿转轮的除湿区减湿升温，再经冷却器等湿降温到满足送风要求的新风。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆空气再生侧为：室内排风先经显热换热器预热升温，后经空气加热器加热到满足除湿需求的再生空气，再经除湿转轮的再生区，使吸附剂干燥去湿后变成相对温度高、湿度大的再生排风，最后经显热换热器降温变成再生排风。
2.3预冷型转轮除湿空调系统
在上述同样的基础上，去掉热回收转轮后即为预冷型转轮除湿空调系统。预冷型转轮除湿空调系统空气处理过程：热湿空气经预冷器等湿预冷降温到露点温度，然后送入除湿转轮的除湿区中，等焓减湿到温度高、湿度低的状态点，其后不经热回收转轮的处理，直接送入再冷器等湿降温到所需的送风参数。
2.4吸附热回收型转轮除湿系统
空气处理侧为：热湿的环境空气先经除湿转轮的除湿区减湿升温到状态点，后经显热换热器预冷降温到状态点，再经冷却器等湿冷却到满足送风要求的新风。空气再生侧为：室内排风先经显热换热器预热升温，后经空气加热器加热到满足除湿需求的再生空气，再经除湿转轮的再生区，使干燥剂脱附水份后变成再生排风。相比再生排风显热回收型转轮除湿系统，不同在于处理侧和再生侧设置显热换热器，使处理空气除湿过程所产生的吸附热转移到再生空气侧中。因此，吸附热的回收即降低了冷却器的制冷量，又减少了空气加热器的加热量。
3节能型转轮除湿空调系统的节能措施
3.1设置预冷装置
随着除湿转轮进口处理空气温度升高，会增大除湿过程中热质传递势差，进而降低转轮除湿机的除湿性能，因此在除湿转轮前设置预冷器来降低处理空气进口温度，可有效提高转轮除湿机的除湿能力；在相同除湿量的情况下，预冷器的设置降低了再生温度，进而降低了再生能耗，达到节能效果；由于预冷并不需要过低温度，从而使更低品位冷源的利用成为可能，预冷器由天热冷源或蒸发冷却器替代时，可进一步降低系统的总能耗。
3.2设置热回收装置
转轮除湿机在除湿过程中，由于吸附热的产生使处理空气除湿后温度急剧升高，在除湿转轮后设置热回收装置来回收吸附热，使较高温度的处理空气与较低温度的再生空气进行显热交换，从而减少了系统的再生空气加热能耗和处理空气再冷能耗，达到节能目的。
结语
针对常用转轮除湿空调系统能耗高的问题，本文提出了三种节能型转轮除湿空调系统。在冷却设备和加热设备均使用电能的条件下，通过处理空气进出口参数相同的实例计算和理论分析，结果表明：
（1）预冷和热回收在转轮除湿空调系统中的应用，能大幅度降低系统的总能耗。一方面，在预冷器使用后冷却器的较高温度回水情况下，可进一步提高转轮除湿空调系统冷却设备的性能系数，当预冷器由天然冷源或蒸发冷却器替代时，可更大程度降低系统的总能耗；另一方面，预冷器的应用降低了转轮除湿机的再生温度，从而为低品位热能的利用提供更好的条件。
（2）预冷器在转轮除湿空调系统总能耗节能上比热回收转轮的贡献更大。
（3）再生空气能耗在转轮除湿空调系统中占了主要部分，因此，如何降低再生能耗是转轮除湿空调系统能否节能的关键。预冷器和热回收转轮的使用都能很大程度降低再生能耗。
（4）预冷热回收型转轮除湿空调系统比传统冷却除湿空调系统总能耗低出12．8%。温度更高的高温冷媒和太阳能、工业余热及废热等低品位热能的利用，将大大降低预冷热回收型转轮除湿空调系统的总能耗。因此，预冷热回收型转轮除湿空调系统是值得推广使用的除湿空调系统。
参考文献：
［1］蔡增基，龙天渝．流体力学泵与风机（第五版）［M］．北京：中国建筑工业出版社，2009．
［2］刘拴强，刘晓华，江亿，等．南海意库3#办公楼温湿度独立控制空调系统实测与分析［J］．暖通空调，2011，41（01）：55－59+8．
论文作者:苑骏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/26
标签：转轮论文; 预冷论文; 空调系统论文; 空气论文; 节能论文; 温度论文; 排风论文; 《基层建设》2019年第3期论文;