轉(zhuǎn)輪與冷卻除濕組合式空調(diào)系統(tǒng)變工況穩(wěn)態(tài)性能模擬分析

1 前言

　　用以表征空氣中含水量的濕度和溫度一樣，在我們的生活環(huán)境中是無(wú)時(shí)不在的。它不但影響人們的生活環(huán)境，而且對(duì)物質(zhì)的保存和工業(yè)生產(chǎn)中某些加工工藝過(guò)程，以及在低濕條件下運(yùn)行的儀器儀表，都有密切影響。特別是在一些濕度要求嚴(yán)格的廠房和倉(cāng)庫(kù)，以及鋰電池生產(chǎn)，聚酯切片，防腐，防潮等對(duì)空氣有低濕要求的場(chǎng)合，更需要有低濕度的空調(diào)環(huán)境保證。

　　目前，空氣除濕主要有四種方法，即通風(fēng)除濕、冷卻除濕、液體吸濕劑除濕和固體吸附劑除濕。在空調(diào)除濕工程中，冷卻除濕和固體吸附除濕是主要手段。冷卻除濕在一般條件下除濕效果好，性能穩(wěn)定且能耗較低，目前應(yīng)用比較廣泛。但對(duì)低濕要求的空氣處理過(guò)程，勢(shì)必使表面溫度降得很低，當(dāng)表面溫度低于零度，冷卻盤(pán)管容易結(jié)霜，除濕能力下降，能耗增加，甚至于無(wú)法正常工作，很不經(jīng)濟(jì)。而應(yīng)用固態(tài)吸附原理的轉(zhuǎn)輪式除濕機(jī)，不受露點(diǎn)影響，且除濕量大，特別適用于低溫低濕條件下應(yīng)用，但由于再生耗熱量大，使這類(lèi)除濕機(jī)能耗偏高。

　　轉(zhuǎn)輪除濕與冷卻除濕各有所長(zhǎng)，如果能優(yōu)化組合，互補(bǔ)所短，將會(huì)更好的發(fā)揮其效能。目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有學(xué)者關(guān)注這種轉(zhuǎn)輪除濕與冷卻除濕相結(jié)合的組合式除濕空調(diào)系統(tǒng)，有的轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的生產(chǎn)廠家已進(jìn)行了這種改進(jìn)，如DST公司的DE型轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)。但是如何使它的結(jié)構(gòu)更趨合理，運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)，還需要進(jìn)行不斷的研究與改進(jìn)。

2 轉(zhuǎn)輪與冷卻組合式除濕空調(diào)系統(tǒng)及其特性

2.1 轉(zhuǎn)輪與冷卻組合式除濕空調(diào)系統(tǒng)

　　轉(zhuǎn)輪與冷卻組合式除濕空調(diào)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(zhuǎn)輪除濕相結(jié)合，利用制冷系統(tǒng)的吸熱除濕進(jìn)行前期除濕，而利用轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)進(jìn)行深度除濕，同時(shí)利用冷凝器的放熱來(lái)加熱再生空氣。

　　圖1所示為轉(zhuǎn)輪與冷卻組合式除濕空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。圖2為該除濕系統(tǒng)在焓－濕圖中空氣除濕過(guò)程，狀態(tài)1的混合空氣進(jìn)入冷卻除濕機(jī)，經(jīng)1降溫減濕至狀態(tài)點(diǎn)2，然后進(jìn)入轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)絕熱（等焓）去濕至3狀態(tài)，溫度高于除濕機(jī)入口的干燥熱空氣，由2等濕冷卻至送風(fēng)狀態(tài)4。在再生空氣側(cè)，一定數(shù)量的室外空氣W，首先經(jīng)冷卻除濕機(jī)的冷凝器預(yù)熱至狀態(tài)點(diǎn)5，回收冷卻循環(huán)系統(tǒng)除濕和降溫過(guò)程所排出的熱量，然后進(jìn)入再生加熱器加熱至所需的再生溫度，再生轉(zhuǎn)輪固體吸濕劑后排放到大氣中。

2.2 轉(zhuǎn)輪和冷卻組合式除濕空調(diào)系統(tǒng)與冷卻除濕空調(diào)系統(tǒng)的比較

　　冷卻除濕在一定的范圍內(nèi)除濕效果好，且性能穩(wěn)定，但當(dāng)要求濕度較低時(shí)，蒸發(fā)溫度很低，除濕能力下降，此時(shí)選用轉(zhuǎn)輪與冷卻組合式除濕空調(diào)系統(tǒng)，可以達(dá)到很好的效果。

　　如圖2所示，某空調(diào)房間要求的室內(nèi)空氣狀態(tài)為N，根據(jù)熱濕比ε線，求得所要求的送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)為4。如果采用冷卻除濕空調(diào)系統(tǒng)，則狀態(tài)1的空氣需要經(jīng)冷卻除濕至點(diǎn)2’，然后經(jīng)冷凝器加熱至4點(diǎn)送出；如果采用組合式除濕空調(diào)系統(tǒng)，狀態(tài)1的空氣先冷卻除濕至狀態(tài)點(diǎn)2，然后經(jīng)轉(zhuǎn)輪除濕至點(diǎn)3，再等濕降溫至4點(diǎn)送出。從圖上可以看出，2點(diǎn)干球溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2’點(diǎn)，即組合式空調(diào)系統(tǒng)中的冷卻除濕蒸發(fā)溫度高于冷卻除濕機(jī)中的蒸發(fā)溫度，當(dāng)4點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度低于0℃時(shí)，采用冷卻除濕空調(diào)系統(tǒng)容易使表面結(jié)霜，而組合式空調(diào)系統(tǒng)卻不受露點(diǎn)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(dāng)送風(fēng)狀態(tài)的露點(diǎn)溫度低于0℃時(shí)，采用轉(zhuǎn)輪與冷卻組合式空調(diào)系統(tǒng)比單一的冷卻除濕系統(tǒng)要優(yōu)越的多。

2.3 轉(zhuǎn)輪與冷卻組合式除濕空調(diào)系統(tǒng)特性