,這是除濕的有利因素
;因此對(duì)除濕過(guò)程的影響需要將兩者綜合考慮?div id="d48novz" class="flower left">
?梢?jiàn)在除濕供冷空調(diào)系統(tǒng)中以空氣的含濕量作為空氣濕度衡量標(biāo)準(zhǔn)是較為準(zhǔn)確的
,而含濕量直接對(duì)應(yīng)的是空氣的露點(diǎn)溫度,因此將空氣的露點(diǎn)溫度作為空氣濕度的控制量是合適的
。3
、處理空氣流速的影響空氣的流速越低,空氣與吸濕劑的接觸時(shí)間越多
,兩者之間的熱
、質(zhì)交換也越充分,但是單位面積的處理空氣量較小
。增大空氣的流速
,會(huì)使對(duì)流換熱系數(shù)和傳質(zhì)系數(shù)增加,這是空氣與吸濕劑之間的對(duì)流傳質(zhì)的有利因素
;但是風(fēng)速增大也使兩者之間的接觸時(shí)間縮短
,可能會(huì)使得處理空氣在轉(zhuǎn)輪中還沒(méi)有被有效除濕就出轉(zhuǎn)輪,對(duì)除濕不利
,可能導(dǎo)致空氣不能達(dá)到預(yù)定的濕度
。故合適的空氣流速也是此類空調(diào)系統(tǒng)的重要參數(shù),設(shè)計(jì)合理的除濕轉(zhuǎn)輪中一般是將處理空氣在轉(zhuǎn)輪中的通過(guò)時(shí)間設(shè)定在約0.2s
,轉(zhuǎn)輪總的傳熱單元數(shù)NTU約為10[10]
。處理空氣流速對(duì)于實(shí)際工程應(yīng)用的影響主要體現(xiàn)在處理空氣流量的確定:在除濕轉(zhuǎn)輪的規(guī)格確定之后,處理空氣的流量不應(yīng)該超出轉(zhuǎn)輪的額定流量過(guò)多
。(1)再生空氣參數(shù)的影響除濕轉(zhuǎn)輪中吸濕劑解吸再生性能主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是吸濕劑最終能夠達(dá)到的干燥狀態(tài)
,這取決于吸濕劑的平衡含水量;二是達(dá)到最終干燥狀態(tài)的再生速率
,這包括吸濕劑表面的汽化速率和吸濕劑內(nèi)部水分的擴(kuò)散傳遞速率
,其大小取決于以上兩種速率中的主要影響部分,主要是由速率較低的過(guò)程所支配
;平衡含水量與再生速率是相互影響的
,人們?cè)趹?yīng)用研究中側(cè)重于再生速率的影響。轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)中吸附劑的再生過(guò)程實(shí)質(zhì)是將水分趕出吸附劑
,進(jìn)入再生空氣的過(guò)程
,吸濕劑的再生過(guò)程主要受到吸濕劑與熱空氣兩方面因素的影響
。吸濕劑參數(shù)對(duì)除濕機(jī)性能的影響主要體現(xiàn)在:吸濕劑形狀、吸濕劑的放置方式
、吸濕劑溫度等
;熱空氣參數(shù)對(duì)除濕機(jī)性能的影響主要體現(xiàn)在:溫度、含濕量
、流動(dòng)速度
、與吸濕劑的接觸情況等。在實(shí)際應(yīng)用中
,更容易控制的是再生空氣的參數(shù)
,因此人們更關(guān)注再生空氣對(duì)除濕機(jī)性能的影響:空氣含濕量不變時(shí),提高空氣的溫度
,不但可以加強(qiáng)汽化和帶走水分的能力
,而且可以對(duì)吸濕劑進(jìn)一步升溫,提高吸濕劑表里之間水分的擴(kuò)散速率
,對(duì)恒速干燥階段和減速干燥階段都有利
,但是每種吸濕劑都存在允許的最高溫度值;空氣的含濕量越低
,帶走吸濕劑中水分的能力越強(qiáng)
,干燥過(guò)程的推動(dòng)力越大,因而干燥速率越高
;提高熱空氣的流動(dòng)速度
,可以有效地強(qiáng)化干燥過(guò)程,對(duì)傳熱和傳質(zhì)都有利
,但是空氣流速大
,與吸濕劑的接觸時(shí)間短,熱能的有效利用率降低
;空氣與吸濕劑的良好接觸有利于吸濕劑的干燥均勻
,合理安排氣流,獲得較大的氣固接觸面積,可以有效地強(qiáng)化再生過(guò)程
。以下重點(diǎn)探討再生空氣的溫度、濕度和流速等參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)性能的影響
。(2)進(jìn)口處再生空氣溫度的影響再生空氣的溫度是直接影響到轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)性能的重要參數(shù)
,若在較低的再生溫度下,轉(zhuǎn)輪中進(jìn)行的主要是全熱交換過(guò)程
;隨著溫度的升高
,轉(zhuǎn)輪中吸濕劑解吸再生的趨勢(shì)才逐漸明顯,直至整個(gè)過(guò)程都是由解吸再生趨勢(shì)控制
。人們希望能夠充分利用低品位的熱源來(lái)作為轉(zhuǎn)輪解吸再生的能源
,低品位能源可能溫度不高
,使得再生空氣被升溫的幅度有限。再生空氣溫度是如何影響轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的性能
,再生空氣的溫度降至何值時(shí)仍可確保進(jìn)行的主要是除濕過(guò)程
,都是人們所關(guān)心的問(wèn)題。所以確定再生空氣溫度對(duì)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)性能的影響
,如何判斷轉(zhuǎn)輪中進(jìn)行的傳熱傳質(zhì)過(guò)程是全熱交換過(guò)程還是吸濕-解吸再生過(guò)程
,導(dǎo)致兩者分界點(diǎn)的再生溫度在何處,是本文研究的重點(diǎn)之一
。在轉(zhuǎn)輪式全熱交換器中
,兩股空氣的主要過(guò)程是將處理空氣中的水分傳遞給再生空氣,并且將低溫側(cè)的溫度升高
,此時(shí)轉(zhuǎn)輪除濕的數(shù)學(xué)模型應(yīng)該改為全熱交換器的數(shù)學(xué)模型
;而且由于全熱交換過(guò)程最合適的熱空氣區(qū)扇形角jR是1800,若此時(shí)仍然按照除濕過(guò)程來(lái)設(shè)置再生區(qū)扇形角jR為900
,也不能夠使全熱交換過(guò)程高效率地進(jìn)行
;此外作為全熱交換器的轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速也比除濕轉(zhuǎn)輪所要求的轉(zhuǎn)速要快得多[19]。這些都是研究轉(zhuǎn)輪除濕過(guò)程必需考慮的問(wèn)題
。轉(zhuǎn)輪除
濕氣流類型除濕區(qū)/再生區(qū)=3:1除濕/再生風(fēng)量=3:1轉(zhuǎn)輪厚度=200MM除濕側(cè)風(fēng)速=2M/S(20℃)再生溫度TR1=140℃再生側(cè)進(jìn)風(fēng)濕度XR1=23g/kg除濕側(cè)進(jìn)風(fēng)溫度TP1=10
、20、30℃吸濕劑可能在不同的再生溫度下工作
,此時(shí)除濕機(jī)的性能如何是人們關(guān)心的問(wèn)題
。吸濕劑的再生過(guò)程分為預(yù)熱期、等速干燥和減速干燥等階段
,在不同的階段
,溫度的影響是不盡相同的。再生空氣的溫度都高于此時(shí)吸濕劑的溫度
,吸濕劑被空氣加熱
,吸濕劑在向外蒸發(fā)水分的同時(shí),溫度也升高
,當(dāng)吸濕劑的表面溫度與空氣的濕球溫度相等時(shí)就達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)
。對(duì)于同一吸濕劑而言,如果再生空氣的溫度升高
,會(huì)使吸濕劑的表面溫度上升
,吸濕劑的表面溫度上升之后,其表面的蒸發(fā)壓力也提高了
,即與吸濕劑表面接觸的空氣的水蒸汽分壓力提高
,這樣可以使再生的速度增加,縮短再生的時(shí)間。對(duì)于不等溫的吸附體系
,可以利用“溫度波”與“濃度波”概念來(lái)分析吸附干燥過(guò)程
。在一般情況下,溫度比質(zhì)量傳遞要快
,即“溫度波”走在“濃度波”之前
。溫度波的前沿速度與溫度無(wú)關(guān),在理想的情況下
,溫度波在柱內(nèi)的移動(dòng)速度是恒定的
;實(shí)際過(guò)程中,由于熱阻的存在
,前沿不斷變寬
,隨著波形的不同,以不同的溫度向前移動(dòng)
。(3)進(jìn)口處再生空氣濕度的影響吸濕劑的再生過(guò)程實(shí)際是吸濕劑的干燥過(guò)程
,此時(shí)推動(dòng)水蒸汽由吸濕劑向再生空氣傳遞的動(dòng)力是吸濕劑表面的水蒸汽分壓力與再生空氣中的水蒸汽分壓力之差。除濕機(jī)進(jìn)口再生空氣的濕度對(duì)除濕機(jī)性能的影響的研究并不全面
,對(duì)于這種因素的影響應(yīng)該結(jié)合溫度的影響來(lái)共同考慮
,這是因?yàn)樵偕諝獗任鼭駝┑臏囟雀撸蚨鴤鬟f熱量給吸濕劑
,使吸濕劑的溫度同時(shí)升高
。再生空氣中的水蒸汽分壓力主要與大氣壓力和空氣的含濕量有關(guān)[4]。式中:Pw:水蒸汽分壓力(Pa)B:大氣壓力(Pa)d:空氣含濕量[kg(kg干空氣)-1]當(dāng)大氣壓力和空氣中的含濕量不變時(shí)
,升高空氣的溫度
,水蒸汽的分壓力是不會(huì)改變的,但是飽和水蒸汽分壓力增加
,從而使空氣的相對(duì)濕度減小
,即空氣的不飽和程度增大,這樣使得再生用的熱空氣具有更加強(qiáng)的接受水蒸汽的能力
;這時(shí)轉(zhuǎn)變成主要是再生空氣溫度對(duì)轉(zhuǎn)輪的解吸再生性能的影響
。若再生空氣的溫度不變,減小空氣的相對(duì)濕度
,空氣中的水蒸汽分壓力減小
,加大了與吸濕劑表面接觸的空氣的水蒸汽分壓力之差,從而加強(qiáng)了水分傳遞的推動(dòng)力
。此時(shí)將再生空氣的相對(duì)濕度降低的實(shí)質(zhì)是需要進(jìn)行除濕的
,或者是將室外新風(fēng)與循環(huán)風(fēng)進(jìn)行混合得到,以獲得較低的相對(duì)濕度(含濕量)
。再生空氣被加熱的過(guò)程是等濕加熱過(guò)程,一般是在加熱之前來(lái)改變其含濕量。與干球溫度相比較而言
,再生空氣的濕度對(duì)除濕轉(zhuǎn)輪的性能影響較小
,而且控制也更為復(fù)雜。但是了解再生空氣濕度的影響可以為轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)在不同地區(qū)
、不同時(shí)間的應(yīng)用所采用的技術(shù)措施提供參考
。(4)再生空氣流速的影響再生空氣的流速直接影響吸濕劑再生速度的大小,對(duì)流換熱系數(shù)因流速的增加而增大
,傳熱系數(shù)也因流速的增加而增加
,這樣使總的再生過(guò)程時(shí)間都縮短了;而且可以通過(guò)調(diào)節(jié)再生空氣的流速來(lái)適應(yīng)處理空氣流量及狀態(tài)參數(shù)的變化
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">?傊偕諝饬魉俚脑黾訌?qiáng)化了再生過(guò)程,使得轉(zhuǎn)輪的再生速度加快
,但是此時(shí)不改變?cè)偕鷧^(qū)扇形角
,可能會(huì)再生后的轉(zhuǎn)輪區(qū)域被加熱,升高吸濕劑的溫度
,從而影響吸濕過(guò)程的進(jìn)行
;而且從系統(tǒng)的能耗考慮,流速增加會(huì)導(dǎo)致再生熱量的需求增大
,在轉(zhuǎn)輪再生側(cè)的換熱效率降低
,系統(tǒng)的COP將下降;所以在額定工況下應(yīng)慎重考慮改變空氣流速
,若改變?cè)偕諝饬魉?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">,?yīng)相應(yīng)調(diào)節(jié)再生區(qū)扇形角,再生空氣的溫度等參數(shù)
,在實(shí)際的應(yīng)用中
,用戶來(lái)改變?cè)偕鷧^(qū)扇形角是不可行的,因此多采用調(diào)節(jié)再生空氣溫度的方法
。三
、轉(zhuǎn)輪
除濕機(jī)使用工作環(huán)境的影響轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)可以應(yīng)用在不同的地區(qū),環(huán)境的改變對(duì)其性能的影響如何也是用戶所關(guān)心的問(wèn)題
,本文主要探討大氣壓力
、空氣清潔程度等方面的影響。1
、首先是大氣壓力的影響除濕機(jī)的性能受到大氣壓力變化的影響
,在不同的大氣壓力下,除濕機(jī)的性能有所變化[6]
。分析大氣壓力對(duì)系統(tǒng)的影響主要是從吸濕劑的吸附特性
、空氣的參數(shù)變化及風(fēng)機(jī)的性能曲線等方面考慮
,因此對(duì)于質(zhì)量流量和體積流量為標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng),壓力的影響是不盡相同的
。當(dāng)大氣壓力從1atm下降到0.8atm時(shí):(1)以質(zhì)量流量為標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng):換熱器的性能不變
,蒸發(fā)冷卻器的換熱性能改善,除濕機(jī)的除濕性能下降
,對(duì)所有的再生和除濕劑而言
,COP和冷量都提高了6~8%,系統(tǒng)的阻力增加了20%
,對(duì)應(yīng)的能耗增加了44%
,使總的COP下降了4%。(2)以體積流量為標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng):熱交換器的性能提高了2~4%
,蒸發(fā)冷卻器的換熱性能改善
,除濕機(jī)的除濕性能下降,對(duì)所有的再生和除濕劑而言
,COP和提高了8%
,冷量減少了14%,系統(tǒng)的阻力不變
,使總的COP提高了5%
。這些情況表明在不同地區(qū)使用轉(zhuǎn)輪除濕供冷空調(diào)系統(tǒng),應(yīng)該考慮當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?duì)系統(tǒng)性能的影響
,且應(yīng)明確是以質(zhì)量流量為準(zhǔn)還是以體積流量為準(zhǔn)
。我國(guó)的地域遼闊,轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的使用地點(diǎn)直接影響到除濕機(jī)的性能特點(diǎn)
。2
、其次是空氣潔凈度的影響除濕機(jī)處理空氣和再生空氣的潔凈度直接影響到吸濕劑的性能,主要是因?yàn)檗D(zhuǎn)輪除濕機(jī)中吸附劑在吸附空氣中水分的同時(shí)
,也將空氣中的細(xì)小顆粒吸附
,這是吸附劑本身所具有的特性,這將導(dǎo)致吸濕劑的劣化
。吸附劑的劣化會(huì)直接影響到轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的除濕性能
,根據(jù)吸濕劑劣化的程度,除濕系統(tǒng)的COP和冷量將減少10%~35%[9]
。在一定的劣化范圍內(nèi)
,可以采用以下方法來(lái)消除其影響:(1)吸濕劑的深度再生:在很高的溫度下實(shí)現(xiàn)吸濕劑的再生可以驅(qū)除塵粒,但是這并不是根本的方法
,因?yàn)槿绻患犹幚淼貙⒃偕蟮目諝馀湃氪髿庵袑⒃斐尚碌奈廴?div id="4qifd00" class="flower right">
;而且提高再生空氣的溫度,要求的能源的品位越高
,花費(fèi)的代價(jià)越大
,過(guò)高的再生空氣溫度也可能會(huì)影響吸濕劑的性能
。(2)空氣過(guò)濾:通過(guò)設(shè)置空氣過(guò)濾器可以有效地除去進(jìn)入除濕機(jī)的空氣中的灰塵,但是空氣過(guò)濾器的設(shè)置增加了風(fēng)系統(tǒng)的阻力
,風(fēng)機(jī)的余壓需要相應(yīng)增加
,這樣增加了初投資和運(yùn)行費(fèi)用。增設(shè)了空氣過(guò)濾設(shè)備后還必須注意定期的清洗和更換
,雖然會(huì)增加一些費(fèi)用,但是對(duì)于延長(zhǎng)
除濕設(shè)備的使用壽命是必要的
。(3)調(diào)整運(yùn)行參數(shù):比如加快除濕機(jī)的轉(zhuǎn)速
,則調(diào)整的情況取決于吸濕劑的類型、衰減的類型和再生的方法等
。結(jié)論總而言之說(shuō)