0 引言

随着经济的快速发展，人类对能源的无节制开发和消耗，不仅严重破坏了全球的生态环境，而且抑制了全球经济的可持续发展[1]。据了解，建筑总能耗占全社会总能耗的1/3，其中，空调能耗在建筑能耗中占比高达50%[2]。除湿作为降低能耗非常重要的一部分，受到行业越来越多学者的关注[3]。机场作为重要的交通枢纽，在我国的绿色节能建设中具有非常关键的作用。因此，国家对于机场的建设标准要求会更高[4]。相关研究表明，机场的干燥环境对于飞机的安全降落十分重要[5]。要想合理地使用机场的地下空间，必须有效解决机场地下的除湿问题。作为除湿的关键工具，除湿机因水汽化潜热高，其经常处于高能耗状态[6]。为此，有学者提出了复合除湿节能方案，针对空气质量流量、温度和浓度3个变量进行设计后发现，除湿系统的性能提高了27.54%[7]。目前，相关学者对除湿机调温的研究相对较少，大量冷凝水直接排放，不仅污染了环境，还浪费了较多的水资源[8]，因此，研究除湿机组冷凝水回收在除湿机温湿度控制和节能中的效果意义重大。

1 除湿机组原理与理论分析

1.1 除湿机工作原理

除湿机工作原理及结构如图1所示，主要包括电源、压缩机、水冷冷凝器、蒸发器、视液镜、风冷冷凝器、贮液器和节流部件。室外的空气经过压缩机后被压缩成高温高压的气体，经过排气孔后进入水冷冷凝器，在冷凝器中部分气体实现了热量的交换，变成了液体进入了风冷冷凝器，最后进入到蒸发器中，实现热量的蒸发，之后处理的液体又会进入到下一个循环中，不断降低热源形成冷却水[9]。除湿机是通过低温蒸发器来降低空气的湿度，蒸发器由于一直处于蒸发吸热的状态，随着温度的不断降低，聚集的水会越来越多，空气中的水不断从不饱和状态到饱和状态，析出更多的水资源，有效地降低了外界空气中水汽的含量，从而达到降低空气湿度的目的[10]。

图1 除湿机工作原理及结构图

1.2 冷凝水调节理论分析

从除湿机的结构中可以看出，其主要借助控制进出口的温度实现对室外空气湿度的控制，一般进风口的干球温度为15～35 ℃，出风温度可以维持在±1 ℃，出风干球温度为±2 ℃，蒸发器的温度越低，产生的冷凝水量就会越多。所以，我们如果将由蒸发器产生的冷凝水混合到冷却水中，就可以有效地降低冷凝器中的温度。冷凝温度变化时系统理论循环压焓图如图2所示。在蒸发温度t0不变的情况下，当冷凝温度由tk′下降到tk时，制冷循环由1-2′-3′-4′-1 变为 1-2-3-4-1。在上述除湿机中包含一个水冷冷凝器和风冷冷凝器，这两个冷凝器借助一根管道连接起来，当冷凝器中的温度上升时，除湿器整体的性能系数会不断下降，当冷凝器中的温度降低时，除湿器整体的性能系数就会不断增大。

图2 冷凝温度变化时系统理论循环压焓图注：p为压力；h为比焓；tk′与tk为冷凝温度；q0′与q0为系统单位质量制冷量；w0′与w0为系统比功率。

2 应用效果实验方案

为了验证本文提出理论的可行性，我们对冷凝水的回收在除湿机温湿度控制中的应用效果进行实验测定。实验是在3月份进行的，除湿机组温度范围设置为10～43 ℃，固定进风干球温度设置为 32 ℃，相对湿度设置为61%，进水温度设置为30 ℃，出水温度设置为 35 ℃，在上述条件下进行调试运行，并收集冷凝水，冷凝水温度范围为 10～15 ℃。对于除湿机各项指标的检测，主要根据国家标准《除湿机》（GB/T —2003）和《全新风除湿机》（GB/T —2006）进行测试[11]。温湿度测量使用露点湿球温湿度计（华图公司HE71x系列），采用德图风速仪器（Testo 425）来测量空气流速，具体如图3所示。

除湿机在陕西省产品质量检验中心进行性能检测，该检验中心实验室依据GB/T —2001和 GB/T .1—2007 设计、建造。在进风系统干球温度为32 ℃、相对湿度61%的实验环境下，待实验室中除湿机的干湿球温度达到恒定状态后，且机组的冷凝水稳定流出后，放置一个木桶用于收集冷凝水，持续收集1 h，采用相应的测定方法检测除湿机的功率、电压、电流和温度；处理完成之后使用电子秤（TGT-100）进行称重，之后再将收集的冷凝水倒掉重新称重，从而计算出实际收集冷凝水的质量，多次后取平均值作为冷凝水的出水温度，当取完冷凝水后选取合适的处理时间段，每隔5 min采集一次除湿机的性能数据，接着间隔2 ℃对机组的性能数据进行采集，一共采集8组实验的结果[12]。

文章来源：《节能与环保》 网址: http://www.jnbjb.cn/qikandaodu/2021/0728/2297.html