轉輪與冷卻除濕組合式空調系統變工況穩態性能模擬分析

1 前言

　　用以表征空氣中含水量的濕度和溫度一樣，在我們的生活環境中是無時不在的。它不但影響人們的生活環境，而且對物質的保存和工業生產中某些加工工藝過程，以及在低濕條件下運行的儀器儀表，都有密切影響。特別是在一些濕度要求嚴格的廠房和倉庫，以及鋰電池生產，聚酯切片，防腐，防潮等對空氣有低濕要求的場合，更需要有低濕度的空調環境保證。

　　目前，空氣除濕主要有四種方法，即通風除濕、冷卻除濕、液體吸濕劑除濕和固體吸附劑除濕。在空調除濕工程中，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，性能穩定且能耗較低，目前應用比較廣泛。但對低濕要求的空氣處理過程，勢必使表面溫度降得很低，當表面溫度低于零度，冷卻盤管容易結霜，除濕能力下降，能耗增加，甚至于無法正常工作，很不經濟。而應用固態吸附原理的轉輪式除濕機，不受露點影響，且除濕量大，特別適用于低溫低濕條件下應用，但由于再生耗熱量大，使這類除濕機能耗偏高。

　　轉輪除濕與冷卻除濕各有所長，如果能優化組合，互補所短，將會更好的發揮其效能。目前，國內外已經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，有的轉輪除濕機的生產廠家已進行了這種改進，如DST公司的DE型轉輪除濕機。但是如何使它的結構更趨合理，運行更加經濟，還需要進行不斷的研究與改進。

2 轉輪與冷卻組合式除濕空調系統及其特性

2.1 轉輪與冷卻組合式除濕空調系統

　　轉輪與冷卻組合式除濕空調系統，就是將具有冷熱交換的冷卻除濕循環系統與轉輪除濕相結合，利用制冷系統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1所示為轉輪與冷卻組合式除濕空調系統簡圖。圖2為該除濕系統在焓－濕圖中空氣除濕過程，狀態1的混合空氣進入冷卻除濕機，經1降溫減濕至狀態點2，然后進入轉輪除濕機絕熱（等焓）去濕至3狀態，溫度高于除濕機入口的干燥熱空氣，由2等濕冷卻至送風狀態4。在再生空氣側，一定數量的室外空氣W，首先經冷卻除濕機的冷凝器預熱至狀態點5，回收冷卻循環系統除濕和降溫過程所排出的熱量，然后進入再生加熱器加熱至所需的再生溫度，再生轉輪固體吸濕劑后排放到大氣中。

2.2 轉輪和冷卻組合式除濕空調系統與冷卻除濕空調系統的比較

　　冷卻除濕在一定的范圍內除濕效果好，且性能穩定，但當要求濕度較低時，蒸發溫度很低，除濕能力下降，此時選用轉輪與冷卻組合式除濕空調系統，可以達到很好的效果。

　　如圖2所示，某空調房間要求的室內空氣狀態為N，根據熱濕比ε線，求得所要求的送風狀態點為4。如果采用冷卻除濕空調系統，則狀態1的空氣需要經冷卻除濕至點2’，然后經冷凝器加熱至4點送出；如果采用組合式除濕空調系統，狀態1的空氣先冷卻除濕至狀態點2，然后經轉輪除濕至點3，再等濕降溫至4點送出。從圖上可以看出，2點干球溫度遠遠高于2’點，即組合式空調系統中的冷卻除濕蒸發溫度高于冷卻除濕機中的蒸發溫度，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容易使表面結霜，而組合式空調系統卻不受露點溫度限制，可以根據需要選擇合適的蒸發溫度，避免了由于蒸發溫度降低而引起的種種不利情況，所以，當送風狀態的露點溫度低于0℃時，采用轉輪與冷卻組合式空調系統比單一的冷卻除濕系統要優越的多。

2.3 轉輪與冷卻組合式除濕空調系統特性