、單位體積中水分減少實現(xiàn)升溫降濕，在送風(fēng)機作用下經(jīng)中效過濾器過濾經(jīng)風(fēng)管由房間頂部高效過濾
器過濾后送入干燥間
，為保證該過程中溫度損失最小
，凈化除濕風(fēng)機應(yīng)盡量靠近干燥間，做好送風(fēng)管道保溫
。
干燥的熱空氣在干燥間中吸收器皿中水分
，溫度下降(約45℃)
濕度增加
，經(jīng)回風(fēng)管將其帶出干燥間，回到混合段再開始下一次循環(huán)
，從而達(dá)到除濕目的
。
另外，在進(jìn)風(fēng)口和回風(fēng)口設(shè)置溫
、濕度傳感器
，開機時排風(fēng)機關(guān)閉，系統(tǒng)為循環(huán)氣流運行模式
，運行一段時間后
，隨著熱空氣吸收器皿中水分的增加，若冷卻除濕功率不夠
、效果不佳
，回風(fēng)口濕度會越來越大，經(jīng)程控電腦計算若回風(fēng)口絕對濕度比進(jìn)風(fēng)口絕對濕度大得多時
，關(guān)閉回風(fēng)口風(fēng)閥
、打開排風(fēng)閥、排風(fēng)機
，采用直排模式快速置換一下系統(tǒng)中濕度較大的空氣
，至兩者差值不大時，又切換為循環(huán)模式
。原理如圖
1
。
圖1干燥間原理圖
在實際運用中，哪怕是冷卻水未開(如冬季不開冷水機組)采用循環(huán)
、直排交替模式單純用升溫除濕方式
，也能達(dá)到器皿
干燥除濕的目的。
2
、應(yīng)用實例計算
2.1潔凈度與換氣次數(shù)
綜合考慮潔凈廠房設(shè)計規(guī)范GB-2013
、醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計規(guī)范GB-2008，2013版GMP及其實施指南
，生產(chǎn)清洗輔助區(qū)D潔凈廠房換氣次數(shù)6次/h-20次/h
，風(fēng)機初效濾器為G4型、中效濾器為F型
、干燥間進(jìn)風(fēng)口高效濾器選用H13型
，符合醫(yī)藥潔凈廠房要求，經(jīng)驗證塵埃粒子
，符合D潔凈廠房要求。
2.2 風(fēng)機風(fēng)量的選取
我們干燥間面積 42m2
、容積
110m3
，加上
空調(diào)風(fēng)管約 120m 3 選用 2500m 3 /h 風(fēng)量風(fēng)機
，換氣次數(shù)達(dá)到
2500/120=20 次 /h，滿足設(shè)計上限要求
。排風(fēng)機選用 2400/h 風(fēng)量風(fēng)機
，可以保證維持系統(tǒng)相對于外界 12.5Pa 壓差。
2.3 加熱功率
2.3.1 不同溫濕度大氣壓下立方米空氣含水量
表 1 不同溫濕度大氣壓下立方米空氣含水量(g)表
潔凈室之間壓差一般 <50Pa
，潔凈室相對于外界壓差一般 <80Pa
，風(fēng)機內(nèi)與外界壓差一般<500Pa，相對于大氣壓 0.1Mpa
即 Pa
，幾乎可以忽略不計
，我們計算中都按大氣壓情況處理。
2.3.2 空氣中水分的流量
凈化干燥系統(tǒng)循環(huán)運行一定時間
，根據(jù)潔凈廠房保溫條件最高溫度一般可達(dá) 60 o C
，濕度可達(dá)80%，查表 1 空氣含水量 103.7g/m3
，循環(huán)一次體積約120m3 (干燥間加風(fēng)機管道體積)
，水的質(zhì)量為：
m=103.7g/m3 X120m3=g
已知換氣次數(shù) n=20/h=20/60min=1/3 min
空氣中水分的最大流量為 S=mXn
=g/3min
=414.6g/min
2.3.3 單位時間需要的熱量
假設(shè)室外新風(fēng)冬季 0℃ 的極端情況下，在循環(huán)加熱模式開始時
，假設(shè)系統(tǒng)中回風(fēng)口溫度為 T1=0 ℃
，加熱后，送風(fēng)口溫度 T2=60 ℃
，水熱容量
C=1cal/g ℃
，Q=MCΔT/t
=SCΔT
=414.6g/minX1/g o CX(60 ℃-0 ℃)
= cal/min
2.3.4 加熱功率
假設(shè)加熱功率為 P，加熱效率 n=60%
，熱功當(dāng)量：q=0.24cal/j=0.24kcal/KWs
=0.24×60kcal/KWmin
表 1 不同溫濕度大氣壓下立方米空氣含水量(g)
表 q=14.4 kcal/KWmin
則單位時間產(chǎn)熱量 Q=nqP
加熱功率
P=Q/nq
=24.876kcal/min/(60%X14.4kcal/KWmin)
=28.8KW
故我們選用6KWx5=30KW的可五檔調(diào)節(jié)加熱器
。
2.4 干燥除濕
2.4.1 單純加熱升溫除濕
單純加熱升溫除濕情況下，假設(shè)室外溫度為25 ℃
、濕度50%
，開機初始時干燥間內(nèi)外溫濕度相同，
關(guān)閉新風(fēng)
，循環(huán)加熱一定時間 t1 后
，干燥間內(nèi)溫度
升至 45 ℃，濕度升到 80%
。查表 1 可知
，空氣中含水量為分別為 m1=11.4g/m 3 和 m2=52.2g/m 3 ，系統(tǒng)體積 V=120
m 3
全排置換一次時間為 t2=60min/20=3min
置換一次可以排除水分為
ΔM=(m2-m1)V
=(52.2g/ m 3 -11.4g/ m 3 )x120 g
=4896g
置換完后干燥間內(nèi)溫濕度又和室外一樣
，再切換為循環(huán)加溫模式
，進(jìn)入下輪回。同理，在室外溫 25℃濕度 80% 不變
，加熱溫度最終都到45 ℃
情況下
，每次循環(huán)可排除水分如表 2：
表 2 去除水量與溫濕度關(guān)系表
隨著不斷循環(huán)每次去除水分越來越少，干燥間內(nèi)濕度越來越低
。以此方法可以將干燥間內(nèi)濕度降到 20% 以下
，達(dá)到器皿干燥的目的。
2.4.2 合理的加熱及保溫溫度設(shè)計
從表 1 中可以看出
，提高干燥間保溫溫度達(dá)60 ℃
，吸收器皿中水分，設(shè)置循環(huán)同樣時間達(dá)到濕度 80%
，空中水分為 103.7g/m3
，一次排放水量可達(dá) (103.7g/m3 -11.4g/m3)x120 g=g，是保溫 45 ℃情況4896g 的 1
倍以上
，除濕效率更高
。可見
，干燥間的保溫是很關(guān)鍵的
。
但因為干燥間周圍的潔凈廠房溫度一般為20
℃，如果干燥間溫度設(shè)置過高
，溫差太大
，散熱也很大，熱損失較大
，需要的加熱功率過大
，加熱段溫度太高，安全風(fēng)險過大
，故一般保溫循環(huán)溫度設(shè)定在 45 ℃-60
℃較好
。通常冬季設(shè)為45 ℃，夏季設(shè)為 60 ℃
。
由表 1
，可知即便是濕度最大達(dá)到 100%，室外溫度 15 ℃ 時
，大氣中水分含量最大為m1=12.7g/m3
。加熱循環(huán)至 45
℃，多次置換排放后濕度為 20%
，空氣中水分含量為 m 2=13.0g/m3
，m 2 >m1，說明此時通過純加熱除濕方式可以實現(xiàn)最終濕度低于20%
的結(jié)果
。
2.5綜合干燥除濕
2.5.1綜合干燥除濕的原因
夏季極端情況下
，室外溫度35℃以上，濕度100%時，查表1可知
，此時空氣中水分含量將>40g/m3
。如單純用加熱排放，對應(yīng)
40g/m3的水分含量
，干燥間內(nèi)循環(huán)溫度45℃，濕度>60%;循環(huán)溫度50℃
，濕度接近50%;55℃
，濕度接近40%;即便溫度達(dá)到最高60
℃濕度也超過30%，此時難于達(dá)到干燥的目的
。
所以
，在夏季極端情況下，置換室外空氣時
，應(yīng)該對室外高溫高濕空氣首先進(jìn)行降溫除濕
，使空氣中水分含量由40g/m3先降至15g/m3-20g/m3，
去除最多25g/m3水分
，再加熱升溫循環(huán)至對應(yīng)5055℃-55℃
，即可將最終
濕度控制在20%以下，達(dá)到干燥的目的
。
2.5.2表冷器制冷量的計算
根據(jù)前面所述
，新風(fēng)補風(fēng)量V=2500m3/h，
新風(fēng)中水含量M=40g/m3
單位時間處理水量m=MV
=2500m3/hX40g/m3
=100Kg/h
過程中需要將35℃新風(fēng)降至10℃
，溫差ΔT=25℃
水熱容量C=1cal/g℃
，
需要冷量Q=mCΔT
=100Kg/hX1cal/goCX25℃
=2500Kcal/h
再考慮表冷器的交換效率如果為50%則冷量需要量應(yīng)為5000Kcal/h。
3程序控制
潔凈除濕干燥系統(tǒng)的運行
，涉及新風(fēng)
、送回風(fēng)風(fēng)閥開關(guān)、溫濕度采集
、空氣中水分含量
、時間參數(shù)計算對比控制、加熱
、制冷
、風(fēng)機無風(fēng)保護(hù)、過熱保護(hù)
、各種運行方式切換等控制
，所以我們用了西門子
S7-200PLC編程控制器，并通過網(wǎng)絡(luò)與中央監(jiān)控系統(tǒng)連接
，可以實現(xiàn)在線和遠(yuǎn)程監(jiān)控雙重控制
。
相關(guān)產(chǎn)品 / product
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