各種因素對(duì)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)性能影響的綜合分析（二）

　　3、空氣參數(shù)對(duì)除濕性能的影響轉(zhuǎn)輪除濕供冷空調(diào)系統(tǒng)中的空氣包括處理空氣和再生空氣，處理空氣的參數(shù)（溫度、濕度、流速等）直接影響到轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的除濕性能，而再生空氣的參數(shù)（溫度、濕度、流速等）直接影響到除濕機(jī)的再生性能，進(jìn)而影響除濕機(jī)的吸附除濕性能，因此這兩者是相互制約的[10-12].了解兩類(lèi)空氣中各參數(shù)的影響，對(duì)于配置合適的系統(tǒng)，使之高效、節(jié)能運(yùn)行是有利的。3.1處理空氣參數(shù)的影響對(duì)于全新風(fēng)式和循環(huán)式的空調(diào)系統(tǒng)，處理空氣最終都要送入空調(diào)區(qū)域，它的參數(shù)直接影響到空調(diào)的效果和系統(tǒng)的能耗，因此人們對(duì)處理空氣參數(shù)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的影響是較重視的，也開(kāi)展了相應(yīng)的研究工作。3.1.1進(jìn)口處處理空氣溫度的影響除濕機(jī)處理空氣的進(jìn)口溫度受到系統(tǒng)形式的影響：全新風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)口溫度一般是室外氣溫；回風(fēng)系統(tǒng)的溫度則是空調(diào)房間的溫度；混合系統(tǒng)則可以通過(guò)調(diào)節(jié)新、回風(fēng)比例來(lái)達(dá)到適當(dāng)?shù)臏囟?。了解不同溫度下吸濕劑的吸濕性能是有必要的。分析吸附劑在不同溫度下的吸附等溫線可以知道同一類(lèi)吸附劑在相同的壓力下，溫度越高，吸附劑的吸附能力越低；吸濕劑的吸濕性能也是隨著空氣溫度的升高而降低的。在實(shí)際工程中希望通過(guò)降低進(jìn)口空氣的溫度來(lái)提高除濕轉(zhuǎn)輪的性能?？梢酝ㄟ^(guò)預(yù)冷措施來(lái)降低除濕轉(zhuǎn)輪進(jìn)口的處理空氣溫度，使轉(zhuǎn)輪對(duì)較低溫度的空氣進(jìn)行除濕。預(yù)冷會(huì)使除濕供冷空調(diào)系統(tǒng)的性能明顯改善：對(duì)于同樣的空氣初始條件和最終處理要求，采用預(yù)冷措施之后，可以使冷量增加約13%，COP提高4%[3].但是預(yù)冷需要提供冷源、換熱器，增加了系統(tǒng)的初投資；預(yù)冷空氣被預(yù)冷后，與冷卻空氣之間的溫差減小了，減小了傳熱的動(dòng)力；應(yīng)綜合考慮這些不利因素對(duì)供冷空調(diào)系統(tǒng)性能的影響。3.1.2進(jìn)口處處理空氣濕度的影響進(jìn)口處理空氣濕度的影響可以從以下方面來(lái)分析[7，11]：（1）在干球溫度相同時(shí)，空氣的相對(duì)濕度越大，其含濕量也越大，空氣中水蒸汽的分壓力越接近飽和水蒸汽分壓力，與吸濕劑表面空氣的壓力差增大，增大了除濕的推動(dòng)力，可以使設(shè)備的除濕量增加。（2）在含濕量相同時(shí)，空氣中水蒸汽的分壓力是定值，此時(shí)空氣的相對(duì)濕度越大，其干球溫度越低，除濕轉(zhuǎn)輪表面空氣的飽和水蒸汽分壓力越低，有利于除濕過(guò)程的進(jìn)行。（3）在相對(duì)濕度相同時(shí)，空氣的含濕量越高，空氣的干球溫度也越高，處理空氣的溫度升高會(huì)使得除濕轉(zhuǎn)輪表面的飽和空氣溫度升高，從而使之飽和水蒸汽分壓力也升高，這對(duì)于空氣的除濕是不利的；但是空氣含濕量的增加會(huì)使得空氣中的水蒸汽分壓力相應(yīng)升高，這是除濕的有利因素；因此對(duì)除濕過(guò)程的影響需要將兩者綜合考慮。可見(jiàn)在除濕供冷空調(diào)系統(tǒng)中以空氣的含濕量作為空氣濕度衡量標(biāo)準(zhǔn)是較為準(zhǔn)確的，而含濕量直接對(duì)應(yīng)的是空氣的露點(diǎn)溫度，因此將空氣的露點(diǎn)溫度作為空氣濕度的控制量是合適的。3.1.3處理空氣流速的影響空氣的流速越低，空氣與吸濕劑的接觸時(shí)間越多，兩者之間的熱、質(zhì)交換也越充分，但是單位面積的處理空氣量較小。增大空氣的流速，會(huì)使對(duì)流換熱系數(shù)和傳質(zhì)系數(shù)增加，這是空氣與吸濕劑之間的對(duì)流傳質(zhì)的有利因素；但是風(fēng)速增大也使兩者之間的接觸時(shí)間縮短，可能會(huì)使得處理空氣在轉(zhuǎn)輪中還沒(méi)有被有效除濕就出轉(zhuǎn)輪，對(duì)除濕不利，可能導(dǎo)致空氣不能達(dá)到預(yù)定的濕度。故合適的空氣流速也是此類(lèi)空調(diào)系統(tǒng)的重要參數(shù)，設(shè)計(jì)合理的除濕轉(zhuǎn)輪中一般是將處理空氣在轉(zhuǎn)輪中的通過(guò)時(shí)間設(shè)定在約0.2s，轉(zhuǎn)輪總的傳熱單元數(shù)NTU約為10[10].處理空氣流速對(duì)于實(shí)際工程應(yīng)用的影響主要體現(xiàn)在處理空氣流量的確定：在除濕轉(zhuǎn)輪的規(guī)格確定之后，處理空氣的流量不應(yīng)該超出轉(zhuǎn)輪的額定流量過(guò)多。3.2再生空氣參數(shù)的影響除濕轉(zhuǎn)輪中吸濕劑解吸再生性能主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是吸濕劑最終能夠達(dá)到的干燥狀態(tài)，這取決于吸濕劑的平衡含水量；二是達(dá)到最終干燥狀態(tài)的再生速率，這包括吸濕劑表面的汽化速率和吸濕劑內(nèi)部水分的擴(kuò)散傳遞速率，其大小取決于以上兩種速率中的主要影響部分，主要是由速率較低的過(guò)程所支配；平衡含水量與再生速率是相互影響的，人們?cè)趹?yīng)用研究中側(cè)重于再生速率的影響。轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)中吸附劑的再生過(guò)程實(shí)質(zhì)是將水分趕出吸附劑，進(jìn)入再生空氣的過(guò)程，吸濕劑的再生過(guò)程主要受到吸濕劑與熱空氣兩方面因素的影響。吸濕劑參數(shù)對(duì)除濕機(jī)性能的影響主要體現(xiàn)在：吸濕劑形狀、吸濕劑的放置方式、吸濕劑溫度等；熱空氣參數(shù)對(duì)除濕機(jī)性能的影響主要體現(xiàn)在：溫度、含濕量、流動(dòng)速度、與吸濕劑的接觸情況等。在實(shí)際應(yīng)用中，更容易控制的是再生空氣的參數(shù)，因此人們更關(guān)注再生空氣對(duì)除濕機(jī)性能的影響：空氣含濕量不變時(shí)，提高空氣的溫度，不但可以加強(qiáng)汽化和帶走水分的能力，而且可以對(duì)吸濕劑進(jìn)一步升溫，提高吸濕劑表里之間水分的擴(kuò)散速率，對(duì)恒速干燥階段和減速干燥階段都有利，但是每種吸濕劑都存在允許的溫度值；空氣的含濕量越低，帶走吸濕劑中水分的能力越強(qiáng)，干燥過(guò)程的推動(dòng)力越大，因而干燥速率越高；提高熱空氣的流動(dòng)速度，可以有效地強(qiáng)化干燥過(guò)程，對(duì)傳熱和傳質(zhì)都有利，但是空氣流速大，與吸濕劑的接觸時(shí)間短，熱能的有效利用率降低；空氣與吸濕劑的良好接觸有利于吸濕劑的干燥均勻，合理安排氣流，獲得較大的氣固接觸面積，可以有效地強(qiáng)化再生過(guò)程。以下重點(diǎn)探討再生空氣的溫度、濕度和流速等參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)性能的影響。3.2.1進(jìn)口處再生空氣溫度的影響再生空氣的溫度是直接影響到轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)性能的重要參數(shù)，若在較低的再生溫度下，轉(zhuǎn)輪中進(jìn)行的主要是全熱交換過(guò)程；隨著溫度的升高，轉(zhuǎn)輪中吸濕劑解吸再生的趨勢(shì)才逐漸明顯，直至整個(gè)過(guò)程都是由解吸再生趨勢(shì)控制。人們希望能夠充分利用低品位的熱源來(lái)作為轉(zhuǎn)輪解吸再生的能源，低品位能源可能溫度不高，使得再生空氣被升溫的幅度有限。再生空氣溫度是如何影響轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的性能，再生空氣的溫度降至何值時(shí)仍可確保進(jìn)行的主要是除濕過(guò)程，都是人們所關(guān)心的問(wèn)題。所以確定再生空氣溫度對(duì)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)性能的影響，如何判斷轉(zhuǎn)輪中進(jìn)行的傳熱傳質(zhì)過(guò)程是全熱交換過(guò)程還是吸濕-解吸再生過(guò)程，導(dǎo)致兩者分界點(diǎn)的再生溫度在何處，是本文研究的重點(diǎn)之一。