低温再生转轮除湿系统

室内湿度控制是空调的主要任务之一。在食品、药品等对湿度控制要求较高的厂房和仓库中,在沿海地区的办公楼等人居环境中,除湿设备得到了广泛引用。空调除湿设备耗能巨大,空调制冷和除湿设备的用电负荷已经占到整个电网总负荷的1/5以上。在各类除湿方法中,除湿性能好,目前应用较广泛的是转轮除湿机。为达到节能效果,本文将对转轮除湿机组进行改进和试验。

1 理论分析

图1为传统转轮除湿机组的系统流程图。处理空气在从A处进入除湿段后,首先要经过蒸发器的降温过程才能进入除湿转轮,再生空气要通过再生加热器升温才能进入转轮完成再生,再生过程耗能较大。要实现系统的节能,必须对空气处理的过程进行改进。

图2为改进后的低温再生转轮除湿机组流程图。系统首先选择了新型除湿转轮。传统的硅胶转轮在经过特殊处理后再生温度大大降低,较低温度下依然能保证很好的再生效果,从而减少了再生段的加热负荷。除湿段空气入口采取分级加热方式;冷凝段入口将二级蒸发器置于再生加热器之前,使空气在进入电加热器之前先预热,湿度较低时可以关闭电加热器,从而达到节能效果。

实验设备及评价指标

图2中所标各点为温湿度探头布置点,其中1 、4 、5 、7 处布置温湿度传感器,2 、3 、6 处布设温度传感器Ptl00。其中,Ptl00温度传感器测量热响应时间<30s,测量范围:一200~C~850℃ ,允许偏差值为±(0.15+0.002 J t I);温湿度传感器工作温度一20’12—80℃,湿度信号输出对应范围0 100%,反应时间5s。湿度准确度±3%(10%~95%,23%)。转轮除湿系统的性能评价参数包括以下内容:

(1)除湿量D:系统稳定工作时,处理空气含湿量的变化。

即:D=dp1-dp2

(2)再生量D’:系统稳定工作时,再生空气含湿量的变化。

即:D ‘=dr2一dr1

(3)除湿性能系数DCOP:综合反映转轮除湿系统水分转

移效果的完整评价。即:

式中:

mp—处理空气的流量,kg/s;

mr—再生空气的流量,kg/s;

dp1—处理空气进口含湿量,kg/kg;

dp2—处理空气出FI含湿量,kg/kg;

dr1—处理空气进Fl含湿量,kg/kg;

d r2—处理空气出口含湿量,kg/kg;

hr1—再生空气进口比焓,J/kg;

hr2—再生空气出13比焓,J/kg;

L—水蒸气蒸发潜热,2.2567×10 ,J/kg。

(1)以改进型硅胶为吸湿剂的转轮除湿系统适合在低温高湿的条件下使用,进口温度越低,除湿的效果越好;

(2)转轮除湿系统的除湿量、再生量与转轮处理温度反相关,与再生温度正相关,系统工作时要尽量保持在最佳温度范围内;

(3)系统的除湿量、再生量与再生段风量正相关,但有最大值;DCOP值先增大后减小。系统工作时要根据需要合理选择工作状态;

(4)低温再生转轮除湿系统在夏季与过渡季工况下比传统机组有比较明显的节能效果,而且过渡季工况节能效果更好,表明环境温度较低时低温再生系统的节能效果更好。

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