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热管除湿机的工作原理:热管预冷、压缩机深冷除湿、冷凝热再热,不必再用电加热

热管除湿机常被写成“风扇抽湿空气、换热器凝露、再把干空气送出去”,这只说了压缩机制冷除湿的共性,没有说明热管在机组里到底做什么。暖心自控的变频热管除湿机(也称变频热管除湿热泵)把空气处理分成三段:热管先给进风预冷,变频压缩机再深冷析湿,热管预热加上冷凝废热再把送风温度补回来,不必用电再热。本文按空气路径说明工作原理,并对照表冷加电再热、普通工业除湿机的差异。文中量化数字均来自暖心官网产品页,需按湿负荷和目标露点核算,不能当成所有项目的固定节电率。

— 暖心技术团队

说到热管除湿机,常见的解释是:风扇把潮湿空气抽进机组,经过热交换器时水汽凝结成水,干燥空气再送回房间。这个说法只描述了压缩机制冷除湿的共性,并没有说明“热管”在机组里承担什么任务。如果按这个理解去选型,很容易把它和普通工业除湿机、或者“冷冻水表冷加电再热”的空调箱当成同一类设备。

暖心自控(NUNXIN)的变频热管除湿机,官网产品类别也称“变频热管热回收式除湿机”或变频热管除湿热泵。它的核心不是多了一根装饰性的管子,而是用热管能量模块把本来要浪费掉的冷量与热量,重新安排到同一条空气路径上:进风先被预冷,中间由变频压缩机深冷析湿,出风再用冷凝热把温度补回到送风要求,不必再额外用电加热。下面按空气走过的顺序说明工作原理,文中出现的量化数字均来自暖心官网产品页和已发布的案例说明,需按湿负荷、目标露点和现场气候核算,不能当成所有项目的固定节电率。

一、先分清:普通除湿、表冷加电再热,和热管除湿不是同一件事

空气里的水汽要析出,盘管或蒸发器表面必须低于这团空气的露点。三种常见做法都要过这一关,但再热和冷源的安排不同:

  • 普通工业除湿机:靠压缩机把空气降到露点以下析湿,再把干燥空气送出。常规机型往往只控湿度,除湿过程还会向室内放热,通常还要另配空调带走余热。
  • 表冷加电再热:用冷冻水盘管把空气过冷析湿,再用加热器把送风温度抬回去。湿度能处理,但冷和热对冲,电再热的运行费用会随除湿量明显上升。
  • 变频热管除湿机:同样是冷凝析湿,但在深冷段前后加上热管预冷和热管预热,并用压缩机冷凝热给送风再热。压缩机主要负担“把空气降到足够低的露点”这一步,预冷和再热不再另耗一套电加热。

所以,不能把“有换热器、会凝露”直接等同于热管除湿。热管要解决的,是把析湿所需的过冷和送风所需的再热,从对冲变成回收。

二、热管在机组里做什么

热管是两端封闭的传热元件,内部靠工质的蒸发和冷凝传递热量,管本身不需要外接电源。在除湿机组里,热管的一侧放在进风、尚未深冷的位置,另一侧放在已经析湿、温度偏低、需要再热的位置。进风侧把热量带走,空气被预冷、更接近饱和,后面的蒸发器更容易析湿;出风侧把这部分热量送回来,干燥的冷空气先得到预热。官网对这一步的表述是:热管预冷不给空气预处理另耗电,可使除湿效率提高最多 44%。

第二路回收发生在压缩机的冷凝侧:制冷循环本来就要把热量排走,变频热管除湿热泵把这部分冷凝废热用来把送风加热到目标温度,而不是用电阻加热器再补一轮。官网上把它概括成“一条空气路径,两次免费热回收;压缩机主要为深度析湿做功”。

三、空气路径:预冷、深冷析湿、再热

可以把暖心变频热管除湿热泵的处理过程看成下表这条路径。表中只写阶段和能量来源,不写入没有官网出处的中间温度。

空气走到的位置这一步做什么能量从哪里来
进风 / 回风被送入机组循环风机
热管预冷段降低进风温度,使空气更接近饱和,后续更容易析湿热管从即将再热的出风侧把热量提前取走;预冷本身不另耗电
蒸发器深冷段把空气降到露点以下,水分析出变频压缩机做功,由机组自带的制冷循环完成,不依赖外部冷冻水供水温度
热管预热段给已经析湿、温度偏低的干燥空气预热热管把预冷段取走的热送回
冷凝热再热段把送风加热到目标温度压缩机冷凝废热;不用电再热
送风温度和湿度一起送到房间—

和“先过冷、再电加热”相比,热管预冷让蒸发器在更有利的状态下析湿,冷凝热再热又避免把刚刚消耗的冷量用电阻再顶回去。官网还给出三种运行模式:温湿度控制,精度为 ±1℃ / ±5% RH;空调模式,用于快速显热降温;热泵模式,回收冷凝热来处理低温干燥空气。

压缩机采用变频调节,可按负荷变化,而不必按最大工况长时间满出力。官网称一台设备可同时控制温度和湿度。普通工业除湿机往往做不到这一点,所以常见的配置是“除湿机 + 空调”两套设备一起运行。

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