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除濕技術(shù)，尤其是利用除濕材料親水性的除濕轉(zhuǎn)輪技術(shù) （工業(yè)除濕機(jī)） ，在近年來得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。這種技術(shù)不僅適用于對(duì)濕度要求很高的生產(chǎn)環(huán)境 ，如鋰電池生產(chǎn)和聚酯切片生產(chǎn)等 ，還逐漸滲透到了舒適性空調(diào)系統(tǒng)中，與機(jī)械制冷技術(shù)相結(jié)合 ，形成了新型的復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng) 。本文將深入探討除濕轉(zhuǎn)輪與機(jī)械制冷相結(jié)合的復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)的能耗特點(diǎn)及其在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢。
除濕轉(zhuǎn)輪的工作原理是 ，含有除濕材料的轉(zhuǎn)芯在微型馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下 ，交替地暴露于溫度較低 、濕度較高的過程空氣側(cè)和溫度較高 、濕度較低的再生空氣側(cè)。再生空氣通過加熱除濕材料 ，使其釋放出水蒸氣，從而降低過程空氣側(cè)的濕度。這一過程不僅實(shí)現(xiàn)了濕度的精確控制，還避免了傳統(tǒng)冷凍減濕過程中冷熱相抵的極大浪費(fèi)。
傳統(tǒng)的舒適性空調(diào)系統(tǒng)通常采用冷凍減濕的方式來消除建筑內(nèi)的余濕量。這種方法將空氣冷卻到露點(diǎn)溫度以下，使水分凝結(jié)析出，然后在送風(fēng)前再將空氣加熱到適宜的溫度。這一過程在熱力學(xué)上顯然是不合理的，因?yàn)樗认牧舜罅康睦淞浚中枰~外的熱量來加熱空氣，造成了能源的極大浪費(fèi)。
相比之下，復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)通過將濕負(fù)荷與熱負(fù)荷分開處理，實(shí)現(xiàn)了更為高效的能源利用。在復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)中，除濕轉(zhuǎn)輪負(fù)責(zé)處理濕負(fù)荷，而機(jī)械制冷系統(tǒng)則負(fù)責(zé)處理熱負(fù)荷。由于濕負(fù)荷的去除不再依賴于空氣的冷卻，因此可以避免冷凍減濕過程中的冷熱相抵現(xiàn)象，從而顯著提高系統(tǒng)的能效。
為了對(duì)比復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)與常規(guī)冷凍減濕系統(tǒng)的能耗，我們進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和分析。計(jì)算條件設(shè)定為室外空氣溫度為34℃、相對(duì)濕度為40%，室內(nèi)狀態(tài)為25℃、相對(duì)濕度為50%。室內(nèi)余熱量固定為40KW，余濕量分別取4kg/hr 、8kg/hr 、16kg/hr 。除濕轉(zhuǎn)輪的吸濕材料為氯化鋰，面風(fēng)速取廠家推薦值1.7m/s；顯熱熱交換器的效率取為75%。，?dāng)熱量來源于某種形式的余熱時(shí)，如發(fā)動(dòng)機(jī)余熱或太陽能等，復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性就會(huì)顯著提高。這是因?yàn)橛酂崾且环N低成本的能源，可以大大降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。
計(jì)算結(jié)果表明，在同樣的新風(fēng)比例和室內(nèi)余濕量情況下，復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)的需冷量大大低于常規(guī)系統(tǒng)。這是由于復(fù)合系統(tǒng)通過除濕轉(zhuǎn)輪去除了濕負(fù)荷，從而減少了機(jī)械制冷系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。此外，隨著新風(fēng)比例的增大，兩種系統(tǒng)的需冷量均有所增加，但復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)的增加幅度要平緩得多。這進(jìn)一步證明了復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)在處理濕負(fù)荷方面的優(yōu)勢。
然而，除濕轉(zhuǎn)輪在運(yùn)行過程中也存在一定的焓增現(xiàn)象。這是由于除濕材料在吸濕過程中會(huì)釋放熱量，導(dǎo)致過程空氣側(cè)的焓值增加。雖然焓增在一定程度上降低了系統(tǒng)的效能，但制造商們已經(jīng)通過開發(fā)熱容較小的材料來盡可能降低焓增，從而改善系統(tǒng)的效率。
除了焓增問題外，復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性還取決于熱量的來源。如果采用電加熱的方式來提供再生熱量，那么系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用將會(huì)很高。因?yàn)殡娔艿某杀就ǔ８哂诶淞康某杀尽Ｈ欢?div id="4qifd00" class="flower right">
以天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)為例，當(dāng)室內(nèi)余濕量為4Kg/hr、新風(fēng)比例為25%時(shí)，復(fù)合系統(tǒng)的需冷量為46.6KW、需熱量26.4KW。而天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)在1200rpm時(shí)的制冷量和可回收熱量正好與這一需求相吻合。此時(shí)的天然氣耗量為4.68Nm3/h，以天然氣價(jià)格2.2元/Nm3計(jì)，運(yùn)行能耗費(fèi)用為10.3元/hr。相比之下，如果采用冷凍減濕、電加熱再熱的常規(guī)處理流程，運(yùn)行費(fèi)用將高達(dá)40元/hr。即使以降低舒適性為代價(jià)的露點(diǎn)送風(fēng)方式運(yùn)行，費(fèi)用也高達(dá)14.2元/hr。
當(dāng)然，復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)也存在一些技術(shù)上的挑戰(zhàn)。由于系統(tǒng)更為復(fù)雜，因此維護(hù)成本也會(huì)相應(yīng)提高。此外，當(dāng)室內(nèi)的熱、濕負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，需要更為及時(shí)、準(zhǔn)確、有效的控制來保證冷、熱量的匹配。因此，復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)的推廣有賴于自動(dòng)控制程度的提高和集成技術(shù)的發(fā)展。
綜上所述，除濕轉(zhuǎn)輪與機(jī)械制冷相結(jié)合的復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)具有顯著的能耗優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)性。通過將濕負(fù)荷與熱負(fù)荷分開處理，復(fù)合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了更為高效的能源利用。雖然除濕轉(zhuǎn)輪在運(yùn)行過程中存在一定的焓增現(xiàn)象，但制造商們已經(jīng)通過開發(fā)新材料來降低焓增、改善效率。此外，當(dāng)熱量來源于余熱時(shí)，復(fù)合系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性會(huì)更為顯著。因此，隨著建筑節(jié)能技術(shù)的普及和濕負(fù)荷相對(duì)增大的趨勢，復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)有望在未來得到更廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。
在未來的發(fā)展中，復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)還需要在控制系統(tǒng)、集成技術(shù)等方面進(jìn)行進(jìn)一步的完善和優(yōu)化
。同時(shí)，隨著“京都協(xié)議"的實(shí)施和替代工質(zhì)的應(yīng)用
，制冷量的下降也將為除濕技術(shù)提供更多的發(fā)展空間和機(jī)遇
。因此，我們有理由相信
，除濕技術(shù)在未來將會(huì)有更大的發(fā)展和更廣泛的應(yīng)用前景。
