除湿机冷凝水应用技术研究

地下工程的除湿机冷凝水具有以下特点：①温度较低，一般在1015°C，这样的低温水在夏季是非常宝贵的辅助冷源；②产生量相对较大，因为地下工程相对封闭，围护结构散湿、湿热新风散湿、工艺散湿及人体散湿造成室内空气的含湿量很大，因此产生的冷凝水量也相对较大；③成分复杂，从形成过程分析可知，冷凝水中含有灰尘等成分复杂的物质。
通过分析总结既有空调类冷凝水的应用技术不难发现，其回收利用的方式总体上可分为2种情况：一是回收冷凝水用作水资源，二是回收冷凝水的冷量。
国防地下工程中，通常是直接把冷凝水作为废弃水排到工程外，以避免再次蒸发到空气中，给工程增加新的湿负荷，从而达到良好的除湿效果。
但是这种做法浪费了大量的水资源和低温能量。随着国家节能减排政策的深入人心，针对地面建筑的空调冷凝水利用的研究和应用有了长足进展。笔者结合国防地下工程实际情况，着重研究除湿机冷凝水用于新风预冷的技术及应用，以期提高通风除湿系统的工作效率，达到节能目的。
1冷凝水用于新风预冷技术国防地下工程普遍使用调温除湿机进行环境保障，并采用新风加一次回风的空调系统形式。
新风与一次回风混合后经过蒸发器冷却除湿，再经过风冷冷凝器升温处理，后通过送风机把符合要求的新风送到工程内部各空调房间。
除湿机冷凝水用于新风预冷的冷量回收系统总体结构如所示，主要由空气-水表面式换热器、水泵、水箱及水管组成。
冷却水箱系统结构示意图水箱通过水管将工程内部产生的冷凝水收集并存储起来，再通过水泵，经空气-水表面式换热器将新风预冷，从而达到回收利用冷凝水冷量的目的。后将冷凝水排至冷却水箱，作水资源进行再利用。其空气处理过程的焓湿图如所示，一定量处于状态点W的新风与一定量处于状态点N的室内回风混合后，达到共同的混风状态点C，混风通过换热器与冷凝水进行热量交换（干工况）后达到状态点C风状态点0，后被送到各空调房间。无新风时，则直接由室内回风状态点N，直接通过换热器与冷凝水进行能量交换达到状态点C\".当系统需要开启换热器时，人员工作期间，打开新风阀和回风阀，关闭旁通阀，混合风通过换热器与冷凝水进行热量交换；非人员工作期间，打开回风阀，关闭新风阀和旁通阀，室内回风直接通过换热器与冷凝水进行热量交换。当系统不需要开启换热器时，打开旁通阀、新风阀和回风阀。
2冷量回收系统技术经济性分析2.1工程湿负荷计算冷凝水量与新风量和室外空气温湿度、室内散湿量及回风量等因素有关。全空气（一次回风）空调系统产生的冷凝水量计算公式如下：混风状态点空气的含湿量为混风状态点空气的焓为风状态点的含湿量（g/kg）；/，/和分别为室外、室内、混风状态点的焓值（k/kg）；p为空气密度，取p=12kg/m3；VW为新风量（m3/h）；V为送风量（m3/h）；w为新风湿负荷（g/h）。
选取国防地下工程的设计参数为：送风量15000m3/h，新风比30，室内干球温度20°C，相对湿度60，则室内含湿量dN =8.83g/kg，焓值/N=42.62k/kg，按照工艺要求取送风温差6C.由于地下工程的湿负荷主要由新风湿负荷、人员散湿量、人为散湿量和壁面散湿量组成，设工程中作业人员60人，每个成年男子在工程内部环境下中度劳动的散湿量为175g/h；工程内散湿壁面面积50000m2，前5个地区壁面散湿量均为h）第6个地区壁面散湿量为1. h）后4个地区壁面散湿量均为2. h）。应用10个典型城市室外计算参数，针对同一个系统的计算结果如表1所示。
表1典型城市地下工程夏季空调除湿系统计算结果空气调节室外计算状态点混风状态点送风状态点湿负荷/（kg/h）呼和浩特哈尔滨北京郑州南京上海长沙昆明福州广州由表1可知，各典型城市国防地下工程的湿负荷随着工程所在地区的室外气象参数的不同，差别很大。但总体上说，国防地下工程内部的湿负荷还是相当大的。
2.2节能效果评估2.2.1设备选型水管管径按下式计算：水在管内流动，由摩擦产生的沿程阻力的计算公式为由以上得到系统总阻力为；G为管内水流量（kg/s）；P为水的密度，取103kg/m3；w为管内水的流速（m/s）；A为摩擦阻力系数；L为直管段长度（m）；R为单位管长的摩擦阻力（比摩阻，Pa/m），见中表3-29为局部阻力系数，见中表以国防地下工程通风除湿系统为研究对象，综合上述计算公式可得该冷凝水冷量回收系统的设备选型：水管直管段长约4.3m，管内水的流速不妨取1m/s，则水管内径选18mm，系统总阻力Ap=53.4kPa5.3mH20，故选择流量2.43.8L/min，扬程为10m且耐蚀性好的微型水泵，以便用于水质复杂的冷凝水。
水表面式换热设备，其每排散热面积24.05m2，迎风面积1.87m2，通水截面积0.004校核计算，在不同典型城市的国防地下工程中，该表面式换热器均保持在干工况下运行。
2.2.2节能效果国防地下工程中，通风除湿系统24h运行，并且区分为2个运行阶段：8h（8：00?12：00，14：0?18：00）人员工作时间段和16h非工作时间段（注：人员工作时间段有新风，非工作时间段无新风）。取冷凝水温度U=13°C，则冷凝水中可回收的冷量为其中，干工况下的传热系数（W/（m2°C））；F为表冷器的传热面积（m2）心为冷凝水与被处理空气之间的对数平均温差（C）；N为表冷器的排数；F为表冷器的每排散热面积（m2）Zmax和心mn分别为冷凝水、空气在表冷器进、出口端的温差大值和小值（C）。
为了保证系统的节能性和空气-水表面式换热器的换热效果，必须要确定风管中显热换热器的开启条件，即经过换热器的空气温度要比换热器中冷凝水的温度高6C以上。很显然，非工作时间段都满足显热交换器的开启条件，而工作时间段室外温度达到16.7C及以上才能满足显热交换器的开启条件。
000元左右，地下工程全空气式空调除湿系统的能效比COP值取3，电费按0. 5元/千瓦时计算，由于微型泵的功率很小，相对于系统回收的能量来说，可以忽略不计，则投资回报期为h）；和分别为换热器在非工作时段和工作时段的年开启时间（h）。
典型城市国防地下工程除湿机冷凝水每年可回收冷量的计算结果如表2所示。
由表2可见，随着各典型城市室外气象参数的不同，国防地下工程中的除湿机冷凝水冷量的回收量差别很大。总体上说，除湿机冷凝水作新风预冷技术在国防地下工程中的应用有着巨大的节表2典型城市国防地下工程除湿机冷凝水每年可回收的冷量典型城市年工作时间每年可回收工程改造投资回报期/年呼和浩特哈尔滨北京郑州南京上海长沙昆明福州广州能潜力。在系统节能改造的投资回报期中，广州地区的投资回报期不到年半，投资回报期长的是呼和浩特，但是也可以在3年中完成系统节能改造的投资回收。
3结束语笔者应用全国10个城市的典型气象参数，针对不同城市国防地下工程实际，分析研究了除湿机冷凝水作新风预冷的技术经济性。研究结果表明，国防地下工程中除湿机冷凝水作新风预冷的节能效益随着工程所在城市的典型气候参数不同而差别很大，但是系统节能改造的投资回报期都在1.353. 00年之间，节能潜力巨大。因此，对全国各地区国防地下工程进行冷凝水作新风预冷技术应用的节能前景非常好。