摘要：本文給出了轉(zhuǎn)輪除濕凈化空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運行策略：采用轉(zhuǎn)輪蓄熱回收設(shè)計、再生熱回收設(shè)計、冷凝熱回收設(shè)計。通過運用節(jié)能策略系統(tǒng)與常規(guī)系統(tǒng)的比較，詳細分析了以上各項策略對系統(tǒng)節(jié)能運行的影響。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng) 節(jié)能設(shè)計 冷凝熱回收 板式熱交換器

0引言

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新，各類生產(chǎn)的工藝對環(huán)境要求也越來越高，簡單的空調(diào)溫濕度控制已經(jīng)遠遠達不到現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的要求。近10年來，轉(zhuǎn)輪除濕機漸漸地被人們所熟悉，并被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域如：軍工保障，玻璃加工，生物化工，電池制造，食品生產(chǎn)，倉儲防腐等。然而，設(shè)備投資、運行能耗、維護費用等方面是一個較大的問題。

從表1可見，表中轉(zhuǎn)輪除濕機不僅設(shè)備成本較常規(guī)凈化空調(diào)高100%，而且運行費用也遠超常規(guī)凈化空調(diào)。隨著房間濕度要求的提高，轉(zhuǎn)輪除濕機的運維成本將會更加增加。由于在短時間內(nèi)，無法找到一種能夠替代轉(zhuǎn)輪除濕機的除濕產(chǎn)品，因此，降低轉(zhuǎn)輪除濕機的能耗已成為一個亟需解決的問題。下文將通過幾點對轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的節(jié)能運行作詳細介紹。

1 轉(zhuǎn)輪蓄熱回收節(jié)能設(shè)計

在整個轉(zhuǎn)輪除濕凈化空調(diào)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)輪除濕機的再生能耗約占系統(tǒng)總能耗50%以上，以表1中的轉(zhuǎn)輪除濕機為例，其再生能耗約為38kW，作用是將再生進風（32℃，70%）加熱到130℃來作為轉(zhuǎn)輪的再生風。

從圖1可見，常規(guī)除濕系統(tǒng)未考慮轉(zhuǎn)輪蓄熱的利用，當轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動過程中，原本90°的再生區(qū)經(jīng)高溫脫濕后蓄積了大量熱能，隨著轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動，當?shù)蜏氐奶幚盹L經(jīng)過轉(zhuǎn)輪的270°處理區(qū)時，轉(zhuǎn)輪中的蓄熱通過對流的形式轉(zhuǎn)移到處理風中，經(jīng)過轉(zhuǎn)輪后的處理風溫升20～25℃，此溫升對整個系統(tǒng)毫無益處還將增加后表冷負荷。通過在轉(zhuǎn)輪處理風的出風側(cè)添加一個蓄熱回收區(qū)，能將部分轉(zhuǎn)輪蓄熱用作轉(zhuǎn)輪的再生能耗并降低后表冷的負荷。其流程如圖2所示。

在圖2中，將轉(zhuǎn)輪分成三個區(qū)，再生區(qū)90°，蓄熱回收區(qū)10°，除濕區(qū)260°。為方便與圖1常規(guī)轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)比較，現(xiàn)將除濕區(qū)的風量設(shè)計成10000CMH，常規(guī)除濕機轉(zhuǎn)輪除濕區(qū)迎面風速為2.5m/s。新型設(shè)計中除濕區(qū)迎面風速：2.5 m/s×270/260=2.6m/s。

從表3可見，本例轉(zhuǎn)輪蓄熱回收節(jié)能設(shè)計的除濕系統(tǒng)較常規(guī)除濕系統(tǒng)節(jié)能3.3kW，節(jié)能率4.5%。

2 再生熱回收設(shè)計

由圖2可見，經(jīng)轉(zhuǎn)輪蓄熱回收后的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)仍有高溫高濕的再生出風（66℃，38.58g/kg）排至室外，然而通過熱交換器，再生出風同再生進風（32℃，70%）熱交換能夠降低再生加熱能耗[2]。

現(xiàn)實中，存在多種類型的熱交換器，如：板式熱交換器、熱管式熱交換器、轉(zhuǎn)輪式熱交換器?？紤]到制作安裝方便要求，一般采用板式熱交換器。板式顯熱交換器的結(jié)構(gòu)是采用防腐鋁箔作為基材；單元體的波紋板交叉疊積，并用膠使其峰谷與隔板粘結(jié)而成。當隔板兩側(cè)之間存在溫度差時，將產(chǎn)生熱傳導(dǎo)。

如圖3所示，當再生出風（66℃，38.58g/kg）與再生新風（32℃，70%）交叉經(jīng)過熱交換器換熱時，按顯熱回收效率60%計算，則本例可節(jié)省再生電加熱能耗8kW，節(jié)能率10.9%。

3 冷凝熱回收設(shè)計

在常規(guī)除濕系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)輪除濕機所用的再生加熱能耗為高品位電能，雖然在系統(tǒng)的配置上簡單了，但是超高的再生能耗卻讓用戶較難承受，一個成型的5000m2鋰電池生產(chǎn)線，其再生加熱能耗在200kW以上。房間除濕的代價遠遠高于降溫的代價。

由于除濕系統(tǒng)是常規(guī)凈化空調(diào)系統(tǒng)的升級，其不僅控制房間的溫度而且控制濕度。在除濕系統(tǒng)控制房間溫度的過程中需要用到制冷，而逆卡諾循環(huán)的制冷過程中有低品位的冷凝熱排出，一般情況下不作回收利用?？紤]到除濕系統(tǒng)轉(zhuǎn)輪再生需要用熱，因此，若將制冷時的冷凝熱作為再生熱，系統(tǒng)不僅可以免去排除廢熱所需付出的代價而且可以節(jié)省再生能耗，一舉兩得。

如圖4所示，可以將壓縮機的冷凝熱用于再生加熱，通過合理配置，冷凝器可以將再生新風（32℃，70%）加熱到55℃，本例可節(jié)省再生能耗約8kW，節(jié)能率11%。

4 結(jié)論

通過上文對10000CMH常規(guī)除濕系統(tǒng)與常規(guī)凈化空調(diào)系統(tǒng)比較和含節(jié)能設(shè)計的除濕系統(tǒng)與常規(guī)除濕系統(tǒng)能耗比較，雖然常規(guī)除濕系統(tǒng)能耗較常規(guī)凈化空調(diào)高154%，但是通過節(jié)能設(shè)計可以將除濕系統(tǒng)能耗降低15～20%。按除濕系統(tǒng)年運行150天，每天運行10小時考慮，節(jié)能型年平均節(jié)能約19000kWh，使用一年節(jié)省的能耗便可將設(shè)備節(jié)能改造成本省回來。按轉(zhuǎn)輪除濕機使用壽命8年考慮，則至少可節(jié)省12萬元運行成本。

參考文獻

[1] 陸耀慶.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊第二版.中國建筑工業(yè)出版社，2008

[2] Lew Harriman， Geoff Brundrett and Reinhold Kittler. ASHRAE 90421Humidity Control Design Guide for Commercial and Institutional Buildings， 2001

作者簡介： 沈軍夫，男，1986年12月，本科，學(xué)士學(xué)位，助理工程師，設(shè)計主管。