转轮除湿机的两种节能设计措施

　　摘要：本文阐述了活性硅胶和分子筛转轮除湿机的两种节能措施，充分剖析了转轮除湿机组的废热利用，弥补了转轮除湿机的耗能缺点，对转轮除湿机在食品制药行业的推广应用进行了拓宽。关键词：废热利用、板式显热换热器、热管式换热器、冷凝热⒈概述:在食品制药行业,许多生产加工工艺必须使空气湿度维持在45%以下,才能生产出质量合格的产品。如青霉素粉针的生产需要空气湿度维持在28%以下；软胶囊的烘干需要空气湿度维持在30%以下；柠檬酸的冷却包装需要空气湿度维持在15%以下等等.为使空气湿度维持在45%以下，必须借助转轮除湿机和空调冷却除湿相结合的双级除湿方法。采用转轮除湿机的优点是可以获得低温低湿的空气，缺点是转轮除湿机由于需要再生而消耗大量的能源。目前市面上常见的除湿机转轮因吸湿剂不同而分为三种：氯化锂、活性硅胶、分子筛。由于氯化锂腐蚀性很强、极易溶于水等原因，再生用热空气不宜回收。活性硅胶和分子筛无腐蚀性，再生能源可以回收利用。采用板式显热交换器或者热管式换热器可以回收再生废热，从而降低再生能源。由于转轮除湿机特别耗能，一般用户大都采用局部除湿的方式。采用局部除湿时，除湿机组所需制冷量大都在10万kcal/h以下，故制冷方式采用直接蒸发式的较多。直接蒸发式制冷机有冷凝热产生，而转轮除湿机又需要再生热源，所以把冷凝热作为转轮除湿机的再生用热源是一种比较好的节能措施。⒉转轮除湿机再生空气的废热利用(见图1)：①对再生系统排出废气不回收时的耗电量：联众-ECW之USD-30D转轮除湿机的额定处理风量为5000CMH(立方米/小时,下同)，再生风量为1700CMH，硅胶除湿转轮的再生温度为140℃，再生进风温度按20℃计算，此转轮除湿机的每小时的耗能量为(140-20)×1.01×1700×1.2÷3.6＝(W)，每小时耗电量是÷0.9=(W)。②对再生系统排出废气回收时的耗电量：当再生加热温度为140℃时，再生风排出废气温度为70～80℃。因为再生风排出废气中含有大量水分，所以只针对其中的显热部分进行回收。板式或者是热管式换热器显热回收效率按60%进行计算，则20℃的新风与废气经过热回收换热器后，新风温度升高至62～68℃。我们取中间值按65℃进行计算，则每小时耗电量为(140-65)×1.01×1700×1.2÷3.6÷0.9＝(W)。③运行费用的节约：每小时节约电：-=(W)。按每年运行150天，每天运行8小时计算，每度工业用电按0.80元计算，则每年下来节约的运行费用为：0.80×8×150×28.616=.36元。而目前一台1700CMH的板式显热交换器的市场价为￥5100.00元，而热管式换热器的价格只需要￥3500.00元。从而可见采用带热回收装置的转轮除湿机是经济节能的。④板式显热换热器：板式显热交换器的工作原理是采用厚度0.105mm的防腐铝箔作为基材；单元体的波纹板交叉叠积，并用胶使其峰谷与隔板粘结而组成的。当隔板两侧之间存在温度差时，两者间就将产生传热过程。目前此类产品，国内技术已相当成熟。⑤热管式换热器：热管换热器是一种借助工质(如氨、丙酮、甲醇等)的相变进行热传递的换热管件。通常，热管换热器由多根热管组成。为了增大传热面积，管外加有翅片，翅化比一般为10～25。沿气流方向的热管排数通常为4～10排。

　　图1热交换器对再生排风的回收利用示意图

　　⒊带风冷制冷机的组合式转轮除湿机冷凝热的回收利用：转轮除湿与冷却除湿各有所长，如果能优化组合，互补所短，将会更好的发挥其效能。目前，国内外已经有学者关注这种转轮除湿与冷却除湿相结合的组合式除湿空调系统，有的转轮除湿机的生产厂家已进行了这种改进，如联众-ECW的风冷型转轮除湿机组。但是如何使它的结构更趋合理，运行更加经济，还需要进行不断的研究与改进。①转轮与冷却组合式除湿空调系统及其特性：转轮与冷却组合式除湿空调系统，就是将具有冷热交换的冷却除湿循环系统与转轮除湿相结合，利用制冷系统的吸热除湿进行前期除湿，而利用转轮除湿机进行深度除湿，同时利用冷凝器的放热来加热再生空气。图2所示为转轮与冷却组合式除湿空调系统简图。转轮和冷却组合式除湿空调系统与冷却除湿空调系统的比较:冷却除湿在一定的范围内除湿效果好，且性能稳定，但当要求湿度较低时，蒸发温度很低，除湿能力下降，此时选用转轮与冷却组合式除湿空调系统，可以达到很好的效果。

　　图2转轮与冷却组合式除湿空调系统简图

　　图3空气除湿处理过程

　　从图3上可以看出，2点干球温度远远高于2＇点，即组合式空调系统中的冷却除湿蒸发温度高于冷却除湿机中的蒸发温度，当4点所对应的露点温度低于0℃时，采用冷却除湿空调系统容易使蒸发器表面结霜，而组合式空调系统却不受露点温度限制，可以根据需要选择合适的蒸发温度，避免了由于蒸发温度降低而引起的种种不利情况，所以，当送风状态的露点温度低于0℃时，采用转轮与冷却组合式空调系统比单一的冷却除湿系统要优越的多。②转轮与冷却组合式除湿空调系统特性Ⅰ冷却除湿作为前期除湿，突出了冷却除湿机高露点工况下能耗低且冷却盘管不易结霜的优点。Ⅱ用转轮除湿进行深度除湿，突出了转轮除湿机低温低湿条件下，不受露点限制且除湿量大的优点。Ⅲ用冷却除湿循环系统冷凝器放热来加热再生空气，充分利用系统内部热能，克服了转轮除湿机再生耗热量大的缺点，最终达到节能目的。Ⅳ可以利用太阳能、工业废热等低温热源作为再生加热热源，减轻了对电力的依赖，并节约了大量的能源。

　　参考文献：⑴陆耀庆主编《实用供热空调设计手册》⑵2004年暖通年会论文集----转轮与冷却除湿组合式空调系统变工况稳态性能模拟分析⑶无锡北溪空调设备有限公司热管式换热器产品手册⑷无锡市联众控湿节能设备有限公司转轮除湿机产品手册。