苏州富焓节能科技有限公司

一、应用场所

实验室、无尘车间、动物房、电子厂房、药品生产车间等场所，对空气的温度、湿度、洁净度，都有较高的要求，通常采用净化空调机组。在夏季时，空调机组需要先对空气进行过冷降温和除湿，除湿后再通过蒸汽加热的方式，将送风温度提高后送入空调区域。为了满足室内空气温湿度的要求，空调系统运行使用能耗非常大，存在较大的节能空间。

二、相变传热原理

节能器由蒸发段、绝热段、冷凝段三部分组成，其结构如上图所示。当节能器的一端受热后，管道内部的液体工质吸收热量汽化，在管道内部产生压差，气态工质流向节能器的另一端，将热量从高温端（即蒸发段）传递到低温端（即冷凝段），在低温端释放热量后，气态工质冷凝成为液态，液态工质在管道内壁毛细力的作用下，再次返回到高温端，并再次受热汽化。如此反复循环，只要节能器两端存在温差，节能器就进行工作，将热量从高温端传递到低温端。

节能器利用工质相变时的汽化潜热传热，因此传热量大，在较小的温差下也可以进行传热。

三、空调节能原理

为了降低除湿过程中的过冷和再热的能耗，将节能器做成U型的结构，夹在表冷器前后，利用节能器的相变传热，可以对冷热量进行自动分配，有效解决冷热抵消问题，从而降低空调机组的制冷能耗和再加热的能耗。

由于空调机组工作时，表冷器前后的空气存在一定的温差，利用节能器热超导的特性，热量由节能器的预冷段，转移至节能器的再热段。空气经过节能器预冷段后，起到初步的制冷降温效果，再经过表冷器过冷除湿。过冷后的空气经过节能器的再热段，温度升高、相对湿度降低。节能器预冷和再热的过程完全没有能源的消耗，通过降低空调机组制冷量、减少或取代再加热能耗，从而降低整个空调系统的能耗。

四、安装形式

节能器呈“U型”结构形式，将冷水盘管包在其中，如下图所示，靠近空调机组进风口一侧为节能器蒸发段，其作用为预冷；靠近风机一侧为节能器冷凝段，其作用为再热。

夏季空气处理流程为：新风---过滤---节能器预冷降温---表冷器降温除湿---节能器再热升温---风机---加湿---中、高效过滤---送风。

五、节能效果计算

   以深圳某项目空调机组为例，该机组为全新风机组，风量为30000 m³/h。定义新风温度为T1，节能预冷后的温度为T2，表冷除湿后的温度为T3，节能再热后的温度为T4。

当新风温度T1=30℃，表冷器出风温度T3=12℃，相变节能器设计换热效率35%，则节能再热的温升：

ΔT=35%*(T1-T3)= 35%*(30-12)=6.3℃

节能再热后的出风温度为：

T4=ΔT+T3=6.3+12 =18.3℃

根据能量守恒原理，节能预冷量=节能再热量

=CmΔT=C*ρ*V*ΔT

      =1.01*1.25*30000÷3600*6.3

      =66.3(kw)

空调系统扣除主机、水泵、冷却塔、风机等设备的输送能耗后，综合能效比按照3.0计算。根据项目所在地区的逐时气象参数，全年新风30℃的时刻总共有328个小时，综合电价0.65元/kwh，则相变节能器每年30℃的时刻，预冷的节能费用为：

F1=66.3÷3.0×328×0.65=4710元

空调机组目前按照电加热的方式再热升温，则每年在30℃的时刻，相变节能器再热节省的蒸汽费用为：

F2=66.3×328×0.65=14132元

空调机组每年在新风温度为30℃的时刻，可节约的运行费用合计为：                             

F=F1+F2=4710元+14132元=18842元

同理，可计算出该空调机组在不同的新风温度时，对应各个时间点的节能费用，累计后全年总的节能费用为277989元，详见下表：

综合考虑使用安全性、施工难度、运行成本等多方面因素，为了解决空调系统除湿能耗偏高问题，在空调机组里面安装“相变节能器”，节能投资效益非常明显，同时也符合国家当前的节能减排精神。

六、部分项目案例