轉輪除濕機的兩種節(jié)能設計措施
摘要：本文闡述了活性硅膠和分子篩轉輪除濕機的兩種節(jié)能措施，充分剖析了轉輪除濕機組的廢熱利用，彌補了轉輪除濕機的耗能缺點，對轉輪除濕機在食品制藥行業(yè)的推廣應用進行了拓寬。關鍵詞：廢熱利用、板式顯熱換熱器、熱管式換熱器、冷凝熱⒈概述:在食品制藥行業(yè),許多生產(chǎn)加工工藝必須使空氣濕度維持在45%以下,才能生產(chǎn)出質量合格的產(chǎn)品。如青霉素粉針的生產(chǎn)需要空氣濕度維持在28%以下；軟膠囊的烘干需要空氣濕度維持在30%以下；檸檬酸的冷卻包裝需要空氣濕度維持在15%以下等等.為使空氣濕度維持在45%以下，必須借助轉輪除濕機和空調冷卻除濕相結合的雙級除濕方法。采用轉輪除濕機的優(yōu)點是可以獲得低溫低濕的空氣，缺點是轉輪除濕機由于需要再生而消耗大量的能源。目前市面上常見的除濕機轉輪因吸濕劑不同而分為三種：氯化鋰、活性硅膠、分子篩。由于氯化鋰腐蝕性很強、極易溶于水等原因，再生用熱空氣不宜回收。活性硅膠和分子篩無腐蝕性，再生能源可以回收利用。采用板式顯熱交換器或者熱管式換熱器可以回收再生廢熱，從而降低再生能源。由于轉輪除濕機特別耗能，一般用戶大都采用局部除濕的方式。采用局部除濕時，除濕機組所需制冷量大都在10萬kcal/h以下，故制冷方式采用直接蒸發(fā)式的較多。直接蒸發(fā)式制冷機有冷凝熱產(chǎn)生，而轉輪除濕機又需要再生熱源，所以把冷凝熱作為轉輪除濕機的再生用熱源是一種比較好的節(jié)能措施。⒉轉輪除濕機再生空氣的廢熱利用(見圖1)：①對再生系統(tǒng)排出廢氣不回收時的耗電量：聯(lián)眾-ECW之USD-30D轉輪除濕機的額定處理風量為5000CMH(立方米/小時,下同)，再生風量為1700CMH，硅膠除濕轉輪的再生溫度為140℃，再生進風溫度按20℃計算，此轉輪除濕機的每小時的耗能量為(140-20)×1.01×1700×1.2÷3.6＝(W)，每小時耗電量是÷0.9=(W)。②對再生系統(tǒng)排出廢氣回收時的耗電量：當再生加熱溫度為140℃時，再生風排出廢氣溫度為70～80℃。因為再生風排出廢氣中含有大量水分，所以只針對其中的顯熱部分進行回收。板式或者是熱管式換熱器顯熱回收效率按60%進行計算，則20℃的新風與廢氣經(jīng)過熱回收換熱器后，新風溫度升高至62～68℃。我們取中間值按65℃進行計算，則每小時耗電量為(140-65)×1.01×1700×1.2÷3.6÷0.9＝(W)。③運行費用的節(jié)約：每小時節(jié)約電：-=(W)。按每年運行150天，每天運行8小時計算，每度工業(yè)用電按0.80元計算，則每年下來節(jié)約的運行費用為：0.80×8×150×28.616=.36元。而目前一臺1700CMH的板式顯熱交換器的市場價為￥5100.00元，而熱管式換熱器的價格只需要￥3500.00元。從而可見采用帶熱回收裝置的轉輪除濕機是經(jīng)濟節(jié)能的。④板式顯熱換熱器：板式顯熱交換器的工作原理是采用厚度0.105mm的防腐鋁箔作為基材；單元體的波紋板交叉疊積，并用膠使其峰谷與隔板粘結而組成的。當隔板兩側之間存在溫度差時，兩者間就將產(chǎn)生傳熱過程。目前此類產(chǎn)品，國內技術已相當成熟。⑤熱管式換熱器：熱管換熱器是一種借助工質(如氨、丙酮、甲醇等)的相變進行熱傳遞的換熱管件。通常，熱管換熱器由多根熱管組成。為了增大傳熱面積，管外加有翅片，翅化比一般為10～25。沿氣流方向的熱管排數(shù)通常為4～10排。
圖1熱交換器對再生排風的回收利用示意圖
⒊帶風冷制冷機的組合式轉輪除濕機冷凝熱的回收利用：轉輪除濕與冷卻除濕各有所長，如果能優(yōu)化組合，互補所短，將會更好的發(fā)揮其效能。目前，國內外已經(jīng)有學者關注這種轉輪除濕與冷卻除濕相結合的組合式除濕空調系統(tǒng)，有的轉輪除濕機的生產(chǎn)廠家已進行了這種改進，如聯(lián)眾-ECW的風冷型轉輪除濕機組。但是如何使它的結構更趨合理，運行更加經(jīng)濟，還需要進行不斷的研究與改進。①轉輪與冷卻組合式除濕空調系統(tǒng)及其特性：轉輪與冷卻組合式除濕空調系統(tǒng)，就是將具有冷熱交換的冷卻除濕循環(huán)系統(tǒng)與轉輪除濕相結合，利用制冷系統(tǒng)的吸熱除濕進行前期除濕，而利用轉輪除濕機進行深度除濕，同時利用冷凝器的放熱來加熱再生空氣。圖2所示為轉輪與冷卻組合式除濕空調系統(tǒng)簡圖。轉輪和冷卻組合式除濕空調系統(tǒng)與冷卻除濕空調系統(tǒng)的比較:冷卻除濕在一定的范圍內除濕效果好，且性能穩(wěn)定，但當要求濕度較低時，蒸發(fā)溫度很低，除濕能力下降，此時選用轉輪與冷卻組合式除濕空調系統(tǒng)，可以達到很好的效果。
圖2轉輪與冷卻組合式除濕空調系統(tǒng)簡圖
圖3空氣除濕處理過程
從圖3上可以看出，2點干球溫度遠遠高于2＇點，即組合式空調系統(tǒng)中的冷卻除濕蒸發(fā)溫度高于冷卻除濕機中的蒸發(fā)溫度，當4點所對應的露點溫度低于0℃時，采用冷卻除濕空調系統(tǒng)容易使蒸發(fā)器表面結霜，而組合式空調系統(tǒng)卻不受露點溫度限制，可以根據(jù)需要選擇合適的蒸發(fā)溫度，避免了由于蒸發(fā)溫度降低而引起的種種不利情況，所以，當送風狀態(tài)的露點溫度低于0℃時，采用轉輪與冷卻組合式空調系統(tǒng)比單一的冷卻除濕系統(tǒng)要優(yōu)越的多。②轉輪與冷卻組合式除濕空調系統(tǒng)特性Ⅰ冷卻除濕作為前期除濕，突出了冷卻除濕機高露點工況下能耗低且冷卻盤管不易結霜的優(yōu)點。Ⅱ用轉輪除濕進行深度除濕，突出了轉輪除濕機低溫低濕條件下，不受露點限制且除濕量大的優(yōu)點。Ⅲ用冷卻除濕循環(huán)系統(tǒng)冷凝器放熱來加熱再生空氣，充分利用系統(tǒng)內部熱能，克服了轉輪除濕機再生耗熱量大的缺點，最終達到節(jié)能目的。Ⅳ可以利用太陽能、工業(yè)廢熱等低溫熱源作為再生加熱熱源，減輕了對電力的依賴，并節(jié)約了大量的能源。
參考文獻：⑴陸耀慶主編《實用供熱空調設計手冊》⑵2004年暖通年會論文集----轉輪與冷卻除濕組合式空調系統(tǒng)變工況穩(wěn)態(tài)性能模擬分析⑶無錫北溪空調設備有限公司熱管式換熱器產(chǎn)品手冊⑷無錫市聯(lián)眾控濕節(jié)能設備有限公司轉輪除濕機產(chǎn)品手冊。
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