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圖文解讀:轉(zhuǎn)輪除濕技術(shù)及應(yīng)用

作者:CEO 時間:2023-02-18 點擊:0

信息摘要:在工業(yè)生產(chǎn)過程中
,隨著人們對空氣
、水源
、食品
、醫(yī)藥等品質(zhì)要求的不斷提高
,生產(chǎn)環(huán)境中濕度的控制成為一個重要指標(biāo)
。目前比較成熟的除濕技術(shù)有冷卻式除濕
、液體吸收式除濕、固體吸附式除濕
、膜法除濕及轉(zhuǎn)輪除濕
。轉(zhuǎn)輪除濕原理轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的關(guān)鍵是位于機(jī)

圖文解讀:轉(zhuǎn)輪除濕技術(shù)及應(yīng)用

圖文解讀:轉(zhuǎn)輪除濕技術(shù)及應(yīng)用

  在工業(yè)生產(chǎn)過程中,隨著人們對空氣

、水源
、食品、醫(yī)藥等品質(zhì)要求的不斷提高
,生產(chǎn)環(huán)境中濕度的控制成為一個重要指標(biāo)
。目前比較成熟的除濕技術(shù)有冷卻式除濕、液體吸收式除濕
、固體吸附式除濕
、膜法除濕及轉(zhuǎn)輪除濕

  轉(zhuǎn)輪除濕原理

  轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的關(guān)鍵是位于機(jī)組中部的除濕轉(zhuǎn)輪

。除濕轉(zhuǎn)輪是一個載有吸濕劑的蜂窩狀的特殊紙質(zhì)轉(zhuǎn)輪
,由于蜂窩狀孔徑僅1.5mm,故1m3的轉(zhuǎn)輪紙芯吸濕面積達(dá)3000m2
?div id="m50uktp" class="box-center"> ?諝饬鹘?jīng)蜂窩狀孔道處于邊界層流狀態(tài),濕交換效果好
,所以除濕能力較強(qiáng)

  除濕轉(zhuǎn)輪的原理是采用減速電機(jī)驅(qū)動或同步帶傳動,轉(zhuǎn)輪以每小時8~14轉(zhuǎn)的速度緩慢轉(zhuǎn)動

。轉(zhuǎn)輪圓面的3/4區(qū)域是處理區(qū)
。需要處理的空氣通過處理區(qū)時,空氣中的水分被附著在特殊纖維上的吸濕劑吸收
,成為低濕干燥空氣
,從另一端吹出,由風(fēng)機(jī)經(jīng)管道送到所需的區(qū)域

  與此同時

,再生的空氣經(jīng)過過濾、加熱到120±10℃
,通過相反方向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪剩下的1/4的區(qū)域
。將緩慢進(jìn)入再生區(qū)域的附著在特殊纖維上的吸濕劑的溫度升高,使附著在特殊纖維上的吸濕劑所含水分汽化
,并被帶出轉(zhuǎn)輪
,使附著在特殊纖維上的吸濕劑恢復(fù)吸濕功能,即吸濕劑得到再生

  轉(zhuǎn)輪緩慢轉(zhuǎn)動時

,轉(zhuǎn)輪附著在特殊纖維上的吸濕劑的吸濕和再生過程是同時進(jìn)行的
,故轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)能保證連續(xù)、穩(wěn)定地輸出干燥空氣
。波紋狀介質(zhì)中載有吸濕劑
,設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊,而且可以為濕空氣與吸濕介質(zhì)提供充分接觸的巨大表面積
,提高了除濕機(jī)的除濕效率

  專業(yè)基礎(chǔ)

  干球溫度:用普通溫度計測得的濕空氣的正常溫度。用符號t表示

。單位:℃(攝氏度)
濕球溫度:溫度計水銀球包裹有含水棉芯,并有一定流速的空氣吹過棉芯時
,該溫度計所指示的溫度
。用符號ts表示。單位:℃(攝氏度)
露點溫度:空氣濕度達(dá)到飽和時的溫度
,換言之空氣中的水蒸氣變?yōu)槁吨闀r候的溫度叫露點溫度。一般凝結(jié)水或露水現(xiàn)象可以用露點溫度形成來解釋
。用符號tl表示
。單位:℃(攝氏度)。含濕量(絕對含水量)在濕空氣中
,與1kg干空氣同時并存的水蒸汽量稱為含濕量。用符號d表示
。單位:g/kg(克/千克)

  絕對濕度:單位體積濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量,即濕空氣中水蒸氣的密度

。用符號dq表示
。單位:g/m3(克/立方米)。相對濕度:濕空氣的絕對濕度與相同溫度下可能達(dá)到的最大絕對濕度之比
。也可表示為濕空氣中水蒸氣分壓力與相同溫度下水的飽和壓力之比
。用符號φ表示。單位:%(百分比)
焓值:空氣中的焓值是指空氣中含有的總熱量
,通常以干空氣的單位質(zhì)量為基準(zhǔn),稱作比焓
。工程中簡稱為焓
,是指一千克干空氣的焓和與它相對應(yīng)的水蒸氣的焓的總和。(空氣的焓值是指空氣所含有的決熱量
,通常以干空氣的單位質(zhì)量為基準(zhǔn)
。)用符號h表示
。單位:kj/kg(千焦/千克)。除濕量:空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時
,單位時間內(nèi)從密閉空間
、房間或區(qū)域的空氣中除去的水分。單位:g/h(克/小時)

  加濕量:空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時

,單位時間內(nèi)向密閉空間
、房間或區(qū)域的空氣中添加的水分。單位:g/h(克/小時)

  循環(huán)風(fēng)量:空調(diào)系統(tǒng)單位時間內(nèi)向密閉空間

、房間或區(qū)域送入的風(fēng)量
。用符號Q表示。單位:m3/h(立方米/小時)

  換氣次數(shù):空調(diào)系統(tǒng)單位時間內(nèi)向密閉空間

、房間或區(qū)域送入的送風(fēng)量對該空間的倍數(shù)。單位:次/小時
運(yùn)行功率:亦稱額定功率
,用電裝置在正常工況時運(yùn)行的功率。用符號W表示
。單位:kW(千瓦)
單位換算

  卡(cal):熱量單位,又稱卡路里

。1千卡=1大卡=1000kcal=4.1868kJ
;焦(J):熱量單位。1千焦(kJ)=0.239千卡(kcal)
,1焦(J)=0.239卡(cal)
。1千瓦時(kW?h)=3600千焦(kJ)=860千卡(kcal)。焓濕圖:

  焓濕圖是將濕空氣各種參數(shù)之間的關(guān)系用圖線表示

。從圖上可查知溫度
相對濕度、含濕量
、露點溫度
、濕球溫度、水蒸氣含量及分壓力
、空氣的焓值等空氣狀態(tài)參數(shù)
。為了解空氣狀態(tài)及對空氣進(jìn)行處理提供依據(jù)。圖上亦可反映出空氣的處理過程
。溫度t
、含濕量d和大氣壓力B是空氣的基本參數(shù),它們決定了空氣的狀態(tài)
,并可以由此計算出該空氣狀態(tài)的其余參數(shù)

  注意

,每一張焓濕圖都是按規(guī)定的大氣壓繪制的,因此在計算工作中
,應(yīng)選用與要求大氣壓相符的(或接近的)焓濕圖

  圖中:等φ線是曲線,等h線是傾斜直線

,等d線是垂直線
,等t線接近水平,看似平行
,實際互不平行
。水蒸氣分壓力(Pq)標(biāo)尺為水平線。最低的一根等φ線
,其值為φ=100%
。這條曲線稱為飽和線。狀態(tài)在這條線上的空氣處于飽和狀態(tài)
。在其他φ線上的空氣都是非飽和的
。空氣狀態(tài)不可能位于飽和線以下的區(qū)域中

  關(guān)于焓濕圖

,請查看暖通南社相關(guān)課件《看懂焓濕圖并學(xué)會在設(shè)計中的運(yùn)用》。

  轉(zhuǎn)輪除濕的吸附介質(zhì)

  1氯化鋰

  氯化鋰是最早用來作為轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的吸附材料的

,它屬于一種高含濕量的吸濕鹽
,易再生,具有高度化學(xué)穩(wěn)定性
。此外
,氯化鋰吸附劑具有強(qiáng)烈的殺菌能力,因此
,氯化鋰作為除濕劑被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品等對空氣潔凈度和濕度要求較高的領(lǐng)域
。但是氯化鋰在低濕度范圍除濕量小
、除濕能力低,而且吸濕時易形成液體從基體逸出
,對除濕設(shè)備周圍的金屬產(chǎn)生腐蝕
,這些不足在很大程度上限制了除濕機(jī)中氯化鋰吸附劑的用量,也即限制了除濕機(jī)的除濕量

  2硅膠

  硅膠是繼氯化鋰后研究應(yīng)用比較多的一種固體吸附劑

,其吸濕能力、再生能耗等方面較氯化鋰稍差
,但由于在吸附
、解吸過程中始終保持固態(tài)
,有良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性,克服了氯化鋰吸附劑容易液化逸出的缺點
,即使在高濕度下(100%)也能保持轉(zhuǎn)輪表面不結(jié)露
,對周邊設(shè)備無腐蝕。同時當(dāng)轉(zhuǎn)輪長期使用過程中因灰塵或油污覆蓋表面影響除濕效率時
,可采用清水(除灰塵)或清潔劑(除油污)直接清洗掉使之恢復(fù)
,因此得到了廣泛的應(yīng)用。

  目前制備硅膠轉(zhuǎn)輪最有效方法為浸漬法

。其工作原理是:在無機(jī)纖維基材上讓水玻璃與酸就地反應(yīng)
,使生成的硅膠較為均勻地分散在纖維表面及其空隙中,構(gòu)成塊體吸附劑

  硅膠作為吸附材料存在的不足:

 ?div id="jfovm50" class="index-wrap">。?)吸附性能有待提高;

 ?div id="d48novz" class="flower left">

。?)耐熱性能需要加強(qiáng),由于硅膠耐熱性能較弱,除濕轉(zhuǎn)芯長時間處于80~150℃再生環(huán)境中
,易出現(xiàn)熔融、塌陷
、堵塞孔道等現(xiàn)象,從而使系統(tǒng)吸附效率降低

  (3)機(jī)械強(qiáng)度有待增強(qiáng)

,由于硅膠與陶瓷纖維作用力較弱
,使得轉(zhuǎn)芯材料機(jī)械強(qiáng)度較差,在系統(tǒng)運(yùn)行過程中
,易出現(xiàn)粉化
、掉粉現(xiàn)象,從而影響其使用壽命

  3沸石分子篩

  沸石分子篩是研究及應(yīng)用比較多的固體吸附劑材料

,它在低濕度環(huán)境下仍能吸濕的優(yōu)異性能,使它非常適用于低露點深度除濕
;另一方面即使在較高溫度下(如100~120℃)分子篩仍保持13%以上的吸水率
,而硅膠的吸水率幾乎為零。因此在電子
、精密儀器等一些對濕度要求非常低及環(huán)境溫度較高的情況下
,分子篩除濕得到廣泛的應(yīng)用,應(yīng)用分子篩的轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)其出風(fēng)口空氣露點最低可達(dá)到-60℃

  轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)用各種吸附材料的對比

  轉(zhuǎn)輪除濕器與空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)合

 ?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">。?)轉(zhuǎn)輪除濕器與一般空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)合

  對于室內(nèi)冷負(fù)荷和濕負(fù)荷都較大的場合,或新風(fēng)負(fù)荷較大,室內(nèi)要求濕度較低的環(huán)境

,如果靠常規(guī)制冷就要降低蒸發(fā)溫度或采用乙二醇溶液
,把空氣冷卻到很低的溫度,有時還要加熱以防房間溫度過低
。這樣既增加系統(tǒng)能耗
,而且冷卻盤管容易結(jié)霜,導(dǎo)致COP值下降
。如果由轉(zhuǎn)輪除濕器承擔(dān)濕負(fù)荷
,機(jī)械制冷承擔(dān)顯熱負(fù)荷,就能達(dá)到比較滿意的效果
。這就是除濕技術(shù)與一般空調(diào)相結(jié)合的基本思路
。在這里使用的是氯化鋰轉(zhuǎn)輪除濕器。

  轉(zhuǎn)輪除濕器內(nèi)部共有二路空氣流

,分別是處理空氣流
,再生空氣流。處理空氣流1匯同從房間出來的一次回風(fēng)至2
,首先經(jīng)過一級蒸發(fā)器至3
,在這里空氣被冷卻,溫濕度降低
,然后通過處理風(fēng)入口進(jìn)入轉(zhuǎn)輪除濕器至4
,其中所含的絕大部分水分被留在轉(zhuǎn)輪除濕器中,以備再生空氣流帶走
,此時再匯同二次回風(fēng)至5
,達(dá)到了送風(fēng)所要求的濕量,然后再經(jīng)過二級冷卻器至6
,處理空氣等濕降溫
,達(dá)到送風(fēng)狀態(tài),然后送入房間:再生空氣流經(jīng)過一個熱交換器
,溫度升高
,然后在加熱器中形成高溫干燥的再生氣,再進(jìn)入轉(zhuǎn)輪除濕器的再生區(qū)
,將其中的水分帶出
,經(jīng)過換熱器換熱,然后排到大氣
。為了達(dá)到節(jié)能的效果,我們利用了房間回風(fēng)

  轉(zhuǎn)輪除濕器之前設(shè)置一級蒸發(fā)器的目的是冷卻新風(fēng)和一次回風(fēng)

,當(dāng)處理空氣溫度較低時,氯化鋰表面水蒸汽分壓力下降,從而導(dǎo)致除濕效率上升
。設(shè)置二級蒸發(fā)器的目的是冷卻從轉(zhuǎn)輪除濕器出來的高溫處理空氣
,等濕降溫。對氯化鋰轉(zhuǎn)輪除濕器來說
,再生空氣溫度達(dá)到90℃
,氯化鋰就已完全再生,此時COP最大
。如果再生空氣溫度大于或小于90℃
,COP均減小。

 ?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">。?)除濕轉(zhuǎn)輪與燃?xì)饪照{(diào)系統(tǒng)的結(jié)合

  轉(zhuǎn)輪除濕方式的主要能耗是在轉(zhuǎn)輪的再生氣部分

,如果不使用電加熱再生而使用廢熱或太陽能再生,那么節(jié)能效果將更佳
。用燃?xì)饧訜嵩偕諝?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">,可以輕易地得到較高的再生溫度。

 ?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">。?)除濕轉(zhuǎn)輪與蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)合:開式通風(fēng)型空調(diào)

  室外新風(fēng)1首先進(jìn)入轉(zhuǎn)輪除濕器至2,空氣中的水分被吸收或吸附

。同時釋放出汽化潛熱
,使處理空氣濕度降低,溫度升高
。處理后的空氣由風(fēng)機(jī)送至顯熱交換器至3
。與此同時,再生空氣進(jìn)入水直接蒸發(fā)冷卻器
,直接蒸發(fā)冷卻(DEC)使空氣與水直接接觸
,水在焓值不變的情況下和空氣進(jìn)行熱濕交換,蒸發(fā)吸熱
,該空氣處理過程是絕熱加濕過程
,主要其冷卻加濕的作用。再生空氣經(jīng)過噴淋降溫后送至顯熱交換器
。在顯熱交換器里
,處理空氣和再生空氣換熱后送入直接蒸發(fā)冷卻器至4,經(jīng)過噴淋降溫后送入室內(nèi)
。同時
,再生空氣經(jīng)加熱器加熱后,送入轉(zhuǎn)輪除濕器的再生區(qū)

  除濕工藝計算

  單位時間為維持房間恒溫恒濕

,需要空調(diào)系統(tǒng)向室內(nèi)提供的冷量稱為冷負(fù)荷
;相反,為補(bǔ)償房間失熱而需要向室內(nèi)提供的熱量稱為熱負(fù)荷
。為了維持室內(nèi)相對濕度恒定需從房間除去的濕量稱為濕負(fù)荷

  濕負(fù)荷是亦指空調(diào)房間的濕源向室內(nèi)的散濕量,濕源包括墻門等圍護(hù)滲漏

、人體
、水槽表面、地面積水
、洗滌洗浴
、燃燒、工藝過程
;另外
,濕負(fù)荷還應(yīng)包括空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)和回風(fēng)等等。

  濕負(fù)荷計算:1房間滲漏濕負(fù)荷公式:Mf=Δd×K1×K2×ρ×V式中:Mf:房間滲漏濕負(fù)荷

,g

  Δd:室內(nèi)外空氣含濕量差值

,g/kgK1:房間密封性好K1=0.1,一般K1=0.2
,其次K1=0.3K2:房間體積<400立方米時K2=1
;400≤房間體積≤立方米時K2=0.8;房間體積>時K2=0.6

  ρ空氣密度

,kg/m3。一般取1.29kg/m3
;V房間體積
,m3。2墻體滲透濕負(fù)荷公式:Mq=ΔPq×k×A式中:Mq:墻體滲透濕負(fù)荷
,g
;ΔPq:室內(nèi)外空氣水蒸氣壓力差,Pa
;k:滲透系數(shù)
,一般k=0.2;A:與外界接觸的圍護(hù)面積
,m23門開關(guān)濕負(fù)荷公式:Mm=Δd×T×ρ×A×n式中:Mm:門開關(guān)濕負(fù)荷
,g/h;

  Δd:室內(nèi)外空氣含濕量差值

,g/kgT:門單次開啟持續(xù)時間
,h/次;

  ρ:空氣密度

,kg/m3
。一般取1.29kg/m3
;A:門面積,m2
;n:一小時內(nèi)門的開啟次數(shù),次/h

  4室內(nèi)人員濕負(fù)荷公式:Mr=q×p式中:Mr:室內(nèi)人員濕負(fù)荷

,g/hq:人員散濕量,輕度勞動100g/h·人

  中度勞動150g/h·人

;重度勞動200g/h·人(一般取中度勞動)p:室內(nèi)人數(shù)
,人除濕一般工藝流程:

  工作流程:轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的工作流程可分幾個部分完成:預(yù)冷/預(yù)熱(供選件)—轉(zhuǎn)輪除濕—后冷/后熱(供選件)。

  預(yù)冷/預(yù)熱:利用冷凍水降低空氣的溫度

,空氣在降溫過程中
,其相對濕度逐漸接近飽和狀態(tài),在達(dá)到要求的溫度時
,高于該空氣溫度飽和狀態(tài)的多余水份會析出
,起到降溫除濕的目的。

  轉(zhuǎn)輪除濕:除濕轉(zhuǎn)輪在除濕段內(nèi)部由密封系統(tǒng)分為處理區(qū)域和再生區(qū)域

,除濕轉(zhuǎn)輪以8-10轉(zhuǎn)/小時的速度緩慢旋轉(zhuǎn)
,以保證整個除濕為一個連續(xù)的過程。

  當(dāng)處理空氣通過轉(zhuǎn)輪的處理區(qū)域時

,其中的水蒸汽被轉(zhuǎn)輪中的吸濕介質(zhì)所吸附
,水蒸氣同時發(fā)生相變,并釋放出潛熱
,轉(zhuǎn)輪也因吸附了一定的水份而逐漸趨向飽和
;這時,處理空氣因自身的水份減少和潛熱釋放而變成干的
、熱的空氣

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