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CN113188238A - 地下工程闭式循环除湿系统中升温除湿机适用性判定方法 - Google Patents

地下工程闭式循环除湿系统中升温除湿机适用性判定方法 Download PDF

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CN113188238A CN202110393807.6A CN202110393807A CN113188238A CN 113188238 A CN113188238 A CN 113188238A CN 202110393807 A CN202110393807 A CN 202110393807A CN 113188238 A CN113188238 A CN 113188238A
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Abstract

本发明提供了一种地下工程闭式循环除湿系统中升温除湿机适用性判定方法，当地下工程室内壁面温度t0满足

Description

地下工程闭式循环除湿系统中升温除湿机适用性判定方法
技术领域
本发明属于地下工程节能技术领域，特别涉及一种地下工程闭式循环除湿系统中升温除湿机适用性判定方法。
背景技术
地下工程夏季工况室外焓值高于室内计算温、湿度要求，需要进行降温除湿；另一方面壁面温度绝大多数时间低于室内空调计算温度且湿负荷较大；显然，地下工程空调除湿系统及其装备节能运行，一直是业界关注的重要问题。中国大部分主要城市位于中低纬度地区，夏季湿热，地下工程夏季工况必须实施人工制冷降温及减湿。地下工程一般选用调温型除湿机，并采用新风加一次回风的空调系统形式。其调温除湿原理为：新风与回风混合后先经过除湿机蒸发器进行冷凝除湿，再经过风冷冷凝器实现部分升温，其中除湿机制冷剂在水冷冷凝器与风冷冷凝器间比例分配来达到调温目的。此种空调除湿方式的特点是系统计算简单、经验成熟、运行管理方便，缺点在于需要配备水库和水泵以及管网，大大增加了除湿系统的整体能耗。升温除湿机具有无配套水库、最终室内温度较高等优缺点。因此，如何在地下工程中应用升温除湿机，依然属于行业前沿问题。
为了提供一个温湿度均适宜的生活环境，艾清林申请了“带等温或升温除湿功能的全热新风交换设备”，通过控制器控制室外冷凝器制冷剂出口温度达到等温或升温的效果。为了解决除湿时效果差且能效低的问题，游斌等申请了“空调系统及其除湿控制方法”，通过将冷媒系统中的冷热热量储存至储热装置中，在进行控制所述空调系统处于降温除湿模式下，同时控制经过储热模式后的所述储热装置进行放热，使得所述空调系统进入等温除湿模式和/或升温除湿模式。为了保证空调器在除湿的同时使室内温度维持在设定温度值附近，刘通等申请了“一种除湿空调器以及除湿方法”。为了满足最终恒温恒湿的要求，洪奇锐等申请了“新风装置及其控制方法”。
归纳起来，上述专利及其涉及实质性内容，主要是对除湿空调/除湿机的控制与功能实现方面；因此，亟待形成指导选用升温除湿机、地下工程闭式循环除湿系统而实现节能运行的量化方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种地下工程闭式循环除湿系统中升温除湿机适用性判定方法，能直接量化地下工程闭式循环除湿系统中升温除湿机的适用范围，迅速快捷确定某地下工程闭式循环除湿系统运行方案，实现地下工程闭式循环除湿系统高效节能运行。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供了一种地下工程闭式循环除湿系统中升温除湿机适用性判定方法，当地下工程室内壁面温度t0满足下式时，地下工程开启升温除湿机进行除湿；
Figure RE-GDA0003095622480000021
上式中，tn1为地下工程室内设计温度极小值，单位：℃；k为地下工程室内壁面传热系数，单位：kW/(m2·℃)；S为地下工程室内壁面表面积，单位：m2；t0为地下工程室内壁面温度，单位：℃；W0为地下工程室内散湿量，单位：kg/h；K为除湿机单位输入功率除湿量，单位：kg/(h·kW)；tn2为地下工程室内设计温度极大值，单位：℃。
作为优选，所述地下工程闭式循环除湿系统包括所述升温除湿机、回风管、送风管，所述回风管、送风管均与所述升温除湿机连接，所述升温除湿机位于空调机房，所述送风管、回风管通向所述地下工程室内。
回风在升温除湿机内经降温除湿再升温，由送风管送至地下工程内。所述循环除湿系统中回风参数主要有：回风质量流量Gh(kg/s)，回风干球温度th(℃)，回风含湿量dh(kg/kg(干空气))，回风焓值hh(kJ/kg)；送风参数主要有：送风质量流量Gs(kg/s)，送风干球温度ts(℃)，送风含湿量ds(kg/kg(干空气))，送风焓值hs (kJ/kg)；升温除湿机主要参数有：除湿量W(kg/s)，输入功率：N(kW)。地下工程内主要参数有：室内散湿量w0(kg/s)，壁面传热系数k(kW/(m2·℃))，壁面干球温度t0(℃)，壁面表面积S(m2)。
a)根据升温除湿机风量质量守恒原理，有：
Gs＝Gh (1)；
b)根据升温除湿机能量守恒原理，有：
Gs·hs＝Gh·hh+N (2)；
c)根据升温除湿机湿量质量守恒原理，有：
Gs·ds＝Gh·dh-W (3)；
d)根据地下工程室内湿量质量守恒原理，有：
Gsds＝Gsdh-W0 (4)；
e)根据地下工程室内能量守恒原理，有：
Gs·hs＝Gs·hh+k·S·(th-t0) (5)；
f)综合步骤a)、b)、c)、d)和e)，得到室内计算温度、含湿量分别为：
Figure RE-GDA0003095622480000031
W＝W0 (7)；
应用公式(6)进行计算，得出室内计算温度，分别与室内设计温度tn1、tn2进行比较：
Figure RE-GDA0003095622480000032
上式(8)中，tn1为地下工程室内设计温度极小值，单位：℃；k为地下工程室内壁面传热系数，单位：kW/(m2·℃)；S为地下工程室内壁面表面积，单位：m2；t0为地下工程室内壁面温度，单位：℃；W0为地下工程室内散湿量，单位：kg/h；K为除湿机单位输入功率除湿量，单位：kg/(h·kW)；tn2为地下工程室内设计温度极大值，单位：℃。
当t0满足式
Figure RE-GDA0003095622480000041
时，此地下工程可以开启升温除湿机进行除湿。
作为优选，所述除湿机单位输入功率除湿量K按照如下标准确定：
(a)当地下工程室内散湿量W0≤0.5kg/h时，K＝1.35；
(b)当0.5kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤1.0kg/h时，K＝1.5；
(c)当1.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤5.0kg/h时，K＝1.6；
(d)当5.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤10.0kg/h时，K＝1.7；
(e)当10.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤20.0kg/h时，K＝1.75；
(f)当20.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤30.0kg/h时，K＝1.8；
(g)当30.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤40.0kg/h时，K＝1.85；
(h)当40.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤60.0kg/h时，K＝1.9；
(i)当60.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤80.0kg/h时，K＝1.95；
(j)当地下工程室内散湿量W0＞80.0kg/h时，K＝2.0。
本发明具有如下有益效果：
本发明所提供的一种地下工程闭式循环除湿系统中升温除湿机适用性判定方法，能直接量化地下工程闭式循环除湿系统中升温除湿机的适用范围，迅速快捷确定某地下工程闭式循环除湿系统运行方案，实现地下工程闭式循环除湿系统高效节能运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的地下工程闭式循环除湿系统结构示意图；
图2是本发明实施例的除湿机单位输入功率除湿量波动对比曲线图；
图3本发明实施例的室内温度随壁面温度波动曲线图。
附图标记说明：
1.升温除湿机；2.送风管；3.回风管。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
本实施例提供了地下工程闭式循环除湿系统中升温除湿机适用性判定方法，当地下工程室内壁面温度t0满足下式时，地下工程开启升温除湿机进行除湿；
Figure RE-GDA0003095622480000051
上式中，tn1为地下工程室内设计温度极小值，单位℃；k为地下工程室内壁面传热系数，单位：kW/(m2·℃)；S为地下工程室内壁面表面积，单位：m2；t0为地下工程室内壁面温度，单位：℃；W0为地下工程室内散湿量，单位：kg/h；K为除湿机单位输入功率除湿量，单位：kg/(h·kW)；tn2为地下工程室内设计温度极大值，单位：℃。
如图1所示，所述地下工程闭式循环除湿系统包括升温除湿机1、回风管3、送风管2，所述回风管3、送风管2均与所述升温除湿机1连接，所述升温除湿机1位于空调机房，所述送风管2、回风管3通向地下工程室内。
针对一个升温除湿机设置在空调机房内，回风在升温除湿机1内经降温除湿再升温，由送风管2送至地下工程内，回风参数主要有：回风质量流量Gh(kg/s)，回风干球温度th(℃)，回风含湿量dh(kg/kg(干空气))，回风焓值hh(kJ/kg)；送风参数主要有：送风质量流量Gs(kg/s)，送风干球温度ts(℃)，送风含湿量ds(kg/kg (干空气))，送风焓值hs(kJ/kg)。升温除湿机主要参数有：除湿量W(kg/s)，输入功率：N(kW)。地下工程内主要参数有：室内散湿量W0(kg/s)，壁面传热系数k (kW/(m2·℃))，壁面干球温度t0(℃)，壁面表面积S(m2)。
a)根据升温除湿机风量质量守恒原理，有：
Gs＝Gh (1)；
b)根据升温除湿机能量守恒原理，有：
Gs·hs＝Gh·hh+N (2)；
c)根据升温除湿机湿量质量守恒原理，有：
Gs·ds＝Gh·dh-W (3)；
d)根据地下工程室内湿量质量守恒原理，有：
Gsds＝Ghdh-W0 (4)；
e)根据地下工程室内能量守恒原理，有：
Gs·hs＝Gs·hh+k·S·(th-t0) (5)；
f)综合步骤a)、b)、c)、d)和e)，得到室内计算温度、含湿量分别为：
Figure RE-GDA0003095622480000061
W＝W0 (7)；
应用公式(6)进行计算，得出室内计算温度，分别与室内设计温度tn1、tn2进行比较：
Figure RE-GDA0003095622480000062
上式(8)中，tn1为地下工程室内设计温度极小值，单位℃；k为地下工程室内壁面传热系数，单位kW/(m2·℃)；S为地下工程室内壁面表面积，单位m2；t0为地下工程室内壁面温度，单位℃；W0为地下工程室内散湿量，单位kg/h；K为除湿机单位输入功率除湿量，单位kg/(h·kW)；tn2为地下工程室内设计温度极大值，单位℃。
当t0满足式
Figure RE-GDA0003095622480000063
时，此地下工程可以开启所述升温除湿机进行除湿。
进一步地，所述除湿机单位输入功率除湿量K根据《GB/T 19411-2003除湿机》确定：
(a)当名义除湿量≤0.5kg/h时，K＝1.35；
(b)当名义除湿量＞0.5～1.0kg/h时，K＝1.5；
(c)当名义除湿量＞1.0～5.0kg/h时，K＝1.6；
(d)当名义除湿量＞5.0～10.0kg/h时，K＝1.7；
(e)当名义除湿量＞10.0～20.0kg/h时，K＝1.75；
(f)当名义除湿量＞20.0～30.0kg/h时，K＝1.8；
(g)当名义除湿量＞30.0～40.0kg/h时，K＝1.85；
(h)当名义除湿量＞40.0～60.0kg/h时，K＝1.9；
(i)当名义除湿量＞60.0～80.0kg/h时，K＝1.95；
(j)当名义除湿量＞80.0kg/h时，K＝2.0。
由于所述地下工程室内散湿量等于除湿机名义除湿量，所述除湿机单位输入功率除湿量K按照如下标准确定：
(a)当地下工程室内散湿量W0≤0.5kg/h时，K＝1.35；
(b)当0.5kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤1.0kg/h时，K＝1.5；
(c)当1.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤5.0kg/h时，K＝1.6；
(d)当5.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤10.0kg/h时，K＝1.7；
(e)当10.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤20.0kg/h时，K＝1.75；
(f)当20.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤30.0kg/h时，K＝1.8；
(g)当30.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤40.0kg/h时，K＝1.85；
(h)当40.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤60.0kg/h时，K＝1.9；
(i)当60.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤80.0kg/h时，K＝1.95；
(j)当地下工程室内散湿量W0＞80.0kg/h时，K＝2.0。
下面是应用本发明方法的一个工程实施例。
以某地下工程为例，室内散湿量W0＝15kg/h；地下工程壁面传热系数k＝ 0.5×10-3kW/(m2·℃)；地下工程壁面表面积S＝7400m2；室内设计温度极小值tn1＝10℃；室内设计温度极大值tn2＝30℃。
参照图2，纵坐标的变量为名义除湿量W及其单位kg/h，下部横纵坐标的变量为名义除湿量W及其单位kg/h，数据来自于现行国家标准《GB/T 19411-2003除湿机》。
利用式(6)，选择K＝1.75。选定壁面温度从0℃～30℃，得出室内温度随壁面温度波动曲线图。参照图3，纵坐标的变量为室内温度及其单位℃，下部横纵坐标的变量为壁面温度及其单位℃。从图3中得出，当某地下工程壁面温度为7.6～27.6℃时，所述地下工程采用升温除湿机进行除湿。当壁面温度低于7.6℃时，室内需要采取加热措施；当壁面温度高于27.6时，室内需要采取降温措施。
地下工程闭式循环除湿系统升温除湿机的使用与室内散湿量，壁面面积、温度及传热系数和室内设计温度极值紧密相关，本发明是一种简单、可靠的地下工程闭式循环除湿系统用升温除湿机适用性的判定方法。
由以上技术方案可以看出，本实施例提供一种地下工程闭式循环除湿系统中升温除湿机适用性判定方法，能直接量化地下工程闭式循环除湿系统中升温除湿机的适用范围，迅速快捷确定某地下工程闭式循环除湿系统运行方案，实现地下工程闭式循环除湿系统高效节能运行。
以上通过实施例对本发明实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明实施例的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明实施例的实施范围。本发明实施例的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明实施例所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明实施例技术方案的启发下，在本发明实施例的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明实施例的专利涵盖保护范围之内。

Claims (3)

1.一种地下工程闭式循环除湿系统中升温除湿机适用性判定方法，其特征在于，当地下工程室内壁面温度t0满足下式时，地下工程开启升温除湿机进行除湿；
Figure FDA0003017156750000011
上式中，tn1为地下工程室内设计温度极小值，单位：℃；k为地下工程室内壁面传热系数，单位：kW/(m2·℃)；S为地下工程室内壁面表面积，单位：m2；t0为地下工程室内壁面温度，单位：℃；W0为地下工程室内散湿量，单位：kg/h；K为除湿机单位输入功率除湿量，单位：kg/(h·kW)；tn2为地下工程室内设计温度极大值，单位：℃。
2.根据权利要求1所述地下工程闭式循环除湿系统中升温除湿机适用性判定方法，其特征在于，所述除湿机单位输入功率除湿量K按照如下标准确定：
(a)当地下工程室内散湿量W0≤0.5kg/h时，K＝1.35；
(b)当0.5kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤1.0kg/h时，K＝1.5；
(c)当1.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤5.0kg/h时，K＝1.6；
(d)当5.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤10.0kg/h时，K＝1.7；
(e)当10.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤20.0kg/h时，K＝1.75；
(f)当20.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤30.0kg/h时，K＝1.8；
(g)当30.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤40.0kg/h时，K＝1.85；
(h)当40.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤60.0kg/h时，K＝1.9；
(i)当60.0kg/h＜地下工程室内散湿量W0≤80.0kg/h时，K＝1.95；
(j)当地下工程室内散湿量W0＞80.0kg/h时，K＝2.0。
3.根据权利要求1所述地下工程闭式循环除湿系统中升温除湿机适用性判定方法，其特征在于，所述地下工程闭式循环除湿系统包括所述升温除湿机、回风管、送风管，所述回风管、送风管均与所述升温除湿机连接，所述升温除湿机位于空调机房，所述送风管、回风管通向所述地下工程室内。
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