各種因素對(duì)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)性能影響的綜合分析
摘要：轉(zhuǎn)輪吸附除濕供冷空調(diào)系統(tǒng)是目前大家正在關(guān)注的一種新的空調(diào)形式，轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)是此類空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，因此了解各種因素對(duì)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)性能的影響是必要的。本文研究了轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)本體參數(shù)及空氣參數(shù)等影響除濕供冷空調(diào)系統(tǒng)性能的因素，提出了以被除濕后的處理空氣露點(diǎn)控制優(yōu)先的觀點(diǎn)，可以為正確配置轉(zhuǎn)輪除濕供冷空調(diào)系統(tǒng)提供理論指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)輪除濕機(jī) 露點(diǎn)溫度 除濕供冷
1 前言
隨著世界能源和環(huán)境問(wèn)題的進(jìn)一步突出，除濕供冷技術(shù)的優(yōu)越性開始被人們認(rèn)識(shí)并且逐步得到發(fā)展，轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)是除濕供冷空調(diào)技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備，全面了解其性能是正確選擇和配置除濕供冷空調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。分析影響轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)性能的因素主要從轉(zhuǎn)輪本體參數(shù)和空氣參數(shù)兩方面來(lái)考慮[1-3]，轉(zhuǎn)輪本體參數(shù)的優(yōu)化工作可以由設(shè)備制造商來(lái)完成，提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)和圖表來(lái)描述其產(chǎn)品全性能，便于使用者選擇；空氣方面的參數(shù)是由系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師來(lái)確定，具體應(yīng)用于實(shí)際工程之中。
2 轉(zhuǎn)輪本體參數(shù)的影響
轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)中的轉(zhuǎn)輪本體參數(shù)是指吸濕劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)、吸濕劑的厚度、吸濕劑的比表面積、吸濕劑顆粒大小、吸濕劑的溫度、轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速、再生區(qū)扇形角等。有的轉(zhuǎn)輪本體參數(shù)是由吸濕劑性質(zhì)決定的，如吸濕劑顆粒的直徑越小，氣固接觸的面積越大，而且減少了吸濕劑內(nèi)部擴(kuò)散的距離，縮短了再生階段的時(shí)間；但是顆粒越小，顆粒間的孔隙率也減小，使氣流穿透阻力增加。有的轉(zhuǎn)輪本體參數(shù)是由除濕轉(zhuǎn)輪的形狀確定的，如吸濕劑的放置方式會(huì)影響到接觸面積。有些轉(zhuǎn)輪本體參數(shù)是由除濕和再生過(guò)程氣流決定的，如吸濕劑的溫度，在空氣處理過(guò)程中的吸濕劑溫度越高，越有利于提高吸濕劑表面水蒸汽的壓力，加速吸濕劑水分的汽化，而且可以降低吸濕劑內(nèi)部溶液的粘度，有利于水分向外擴(kuò)散，但是在再生過(guò)程中，吸濕劑內(nèi)外溫度并不是一致的，一般是表面溫度高于內(nèi)部溫度，由于內(nèi)外溫度差和濕度差的推動(dòng)方向正好相反，其綜合結(jié)果是減小了內(nèi)部擴(kuò)散的推動(dòng)力，對(duì)解吸再生是不利的。
2.1 吸濕劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響
除濕轉(zhuǎn)輪是由不能吸濕的支撐材料和吸濕劑組成的，吸濕劑所占總的質(zhì)量的百分比稱為吸濕劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)f。有研究表明[3]，在相同的質(zhì)量下，f值增大，吸濕劑的質(zhì)量增加，除濕機(jī)出口的空氣濕度降低，空調(diào)系統(tǒng)的制冷量增加，COP值也增大。在0~0.6之間，吸濕劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)除濕性能的影響最大，超過(guò)0.6后其影響能力大為減弱，在實(shí)際應(yīng)用中一般取f值為0.8~0.85，而且減小金屬支撐材料的比例也可以有效降低除濕轉(zhuǎn)輪的總熱容量，有利于改善轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的除濕性能。
2.2 轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速的影響
轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速也是影響其性能的重要因素，全熱交換器與除濕機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)速的要求是不同的。提高轉(zhuǎn)速可以使換熱效果增強(qiáng)，但是這樣由于吸濕劑在再生區(qū)停留的時(shí)間變短，得不到充分的再生，會(huì)使除濕效果降低；轉(zhuǎn)速太低則使吸濕劑在除濕區(qū)停留的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)造成靠近再生區(qū)的部分區(qū)域的吸附劑由于飽和而失去繼續(xù)除濕的能力，也會(huì)降低除濕效果；所以從除濕機(jī)的性能考慮，選擇合適的轉(zhuǎn)速是較關(guān)鍵的步驟。確定轉(zhuǎn)速可以從除濕量、制冷量和COP等方面來(lái)考慮：在5 r/h 的轉(zhuǎn)速時(shí)除濕效果最好，在10r/h的轉(zhuǎn)速時(shí)系統(tǒng)的COP最高，故轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速宜選擇在5~10r/h之間[3,6-8]。
2.3 再生區(qū)扇形角的影響
轉(zhuǎn)輪的再生扇形角體現(xiàn)了除濕與再生的吸濕劑所占的比例，從除濕、系統(tǒng)性能及系統(tǒng)制冷量等角度來(lái)考慮，再生區(qū)扇形角jR的影響是不相同的。從除濕角度來(lái)看，在除濕區(qū)和再生區(qū)空氣流量一定的條件下，再生區(qū)扇形角太小會(huì)使吸附劑不能充分再生，降低除濕效果；但是再生區(qū)域太大，又會(huì)使除濕區(qū)域減小，吸附劑得不到充分冷卻，也會(huì)降低除濕性能，因此必定存在一個(gè)A比例。
在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)再生區(qū)扇形角jR的要求應(yīng)該兼顧以下方面的考慮：吸附劑再生容易，并且能夠得到充分再生；出口處的處理空氣濕度也可以降得很低；除濕機(jī)具有較高的性能系數(shù)，得到單位冷量所消耗的能量小；制冷機(jī)的制冷量較大。滿足以上綜合要求才能夠可以較好地確定再生區(qū)扇形角。一般情況下，因?yàn)樵偕諝獾臏囟容^高，轉(zhuǎn)輪的再生區(qū)域約占轉(zhuǎn)輪總面積的1/4，即再生區(qū)扇形角jR為900。若改變?cè)偕諝鉁囟取⒃偕諝獾牧髁康龋瑸槭怪軌蛴行г偕夹枰淖兂凉褶D(zhuǎn)輪再生區(qū)扇形角[3,5,10]。
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)臏囟取Ａ私獠煌瑴囟认挛鼭駝┑奈鼭裥阅苁怯斜匾摹?/P>
分析吸附劑在不同溫度下的吸附等溫線可以知道同一類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。可以通過(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最高溫度值；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。
在轉(zhuǎn)輪式全熱交換器中，兩股空氣的主要過(guò)程是將處理空氣中的水分傳遞給再生空氣，并且將低溫側(cè)的溫度升高，此時(shí)轉(zhuǎn)輪除濕的數(shù)學(xué)模型應(yīng)該改為全熱交換器的數(shù)學(xué)模型；而且由于全熱交換過(guò)程最合適的熱空氣區(qū)扇形角jR是1800，若此時(shí)仍然按照除濕過(guò)程來(lái)設(shè)置再生區(qū)扇形角jR為900，也不能夠使全熱交換過(guò)程高效率地進(jìn)行；此外作為全熱交換器的轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速也比除濕轉(zhuǎn)輪所要求的轉(zhuǎn)速要快得多[19]。這些都是研究轉(zhuǎn)輪除濕過(guò)程必需考慮的問(wèn)題。
吸濕劑可能在不同的再生溫度下工作，此時(shí)除濕機(jī)的性能如何是人們關(guān)心的問(wèn)題。吸濕劑的再生過(guò)程分為預(yù)熱期、等速干燥和減速干燥等階段，在不同的階段，溫度的影響是不盡相同的。再生空氣的溫度都高于此時(shí)吸濕劑的溫度，吸濕劑被空氣加熱，吸濕劑在向外蒸發(fā)水分的同時(shí)，溫度也升高，當(dāng)吸濕劑的表面溫度與空氣的濕球溫度相等時(shí)就達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)于同一吸濕劑而言，如果再生空氣的溫度升高，會(huì)使吸濕劑的表面溫度上升，吸濕劑的表面溫度上升之后，其表面的蒸發(fā)壓力也提高了，即與吸濕劑表面接觸的空氣的水蒸汽分壓力提高，這樣可以使再生的速度增加，縮短再生的時(shí)間。對(duì)于不等溫的吸附體系，可以利用“溫度波”與“濃度波”概念來(lái)分析吸附干燥過(guò)程。在一般情況下，溫度比質(zhì)量傳遞要快，即“溫度波”走在“濃度波”之前。溫度波的前沿速度與溫度無(wú)關(guān)，在理想的情況下，溫度波在柱內(nèi)的移動(dòng)速度是恒定的；實(shí)際過(guò)程中，由于熱阻的存在，前沿不斷變寬，隨著波形的不同，以不同的溫度向前移動(dòng)。
作者認(rèn)為：判斷轉(zhuǎn)輪中進(jìn)行的主要是全熱交換過(guò)程還是除濕-解吸再生過(guò)程的關(guān)鍵是看轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)出口處處理空氣的露點(diǎn)溫度，空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的露點(diǎn)溫度所對(duì)應(yīng)的再生空氣溫度可作為兩者的分界點(diǎn)。若出口處處理空氣的露點(diǎn)溫度低于空調(diào)送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的露點(diǎn)溫度，轉(zhuǎn)輪中進(jìn)行的主要是吸濕-解吸再生過(guò)程；若高于送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的露點(diǎn)溫度則可認(rèn)為進(jìn)行的主要是全熱交換過(guò)程，此空調(diào)系統(tǒng)達(dá)不到設(shè)計(jì)的濕度控制要求；因此轉(zhuǎn)輪除濕供冷空調(diào)系統(tǒng)的參數(shù)控制應(yīng)該以此為依據(jù)。
3.2.2 進(jìn)口處再生空氣濕度的影響
吸濕劑的再生過(guò)程實(shí)際是吸濕劑的干燥過(guò)程，此時(shí)推動(dòng)水蒸汽由吸濕劑向再生空氣傳遞的動(dòng)力是吸濕劑表面的水蒸汽分壓力與再生空氣中的水蒸汽分壓力之差。除濕機(jī)進(jìn)口再生空氣的濕度對(duì)除濕機(jī)性能的影響的研究并不全面，對(duì)于這種因素的影響應(yīng)該結(jié)合溫度的影響來(lái)共同考慮，這是因?yàn)樵偕諝獗任鼭駝┑臏囟雀撸蚨鴤鬟f熱量給吸濕劑，使吸濕劑的溫度同時(shí)升高。再生空氣中的水蒸汽分壓力主要與大氣壓力和空氣的含濕量有關(guān)[4]。
式中：
Pw： 水蒸汽分壓力（Pa）
B： 大氣壓力 （Pa）
d： 空氣含濕量 [kg (kg干空氣)-1]
當(dāng)大氣壓力和空氣中的含濕量不變時(shí)，升高空氣的溫度，水蒸汽的分壓力是不會(huì)改變的，但是飽和水蒸汽分壓力增加，從而使空氣的相對(duì)濕度減小，即空氣的不飽和程度增大，這樣使得再生用的熱空氣具有更加強(qiáng)的接受水蒸汽的能力；這時(shí)轉(zhuǎn)變成主要是再生空氣溫度對(duì)轉(zhuǎn)輪的解吸再生性能的影響。若再生空氣的溫度不變，減小空氣的相對(duì)濕度，空氣中的水蒸汽分壓力減小，加大了與吸濕劑表面接觸的空氣的水蒸汽分壓力之差，從而加強(qiáng)了水分傳遞的推動(dòng)力。此時(shí)將再生空氣的相對(duì)濕度降低的實(shí)質(zhì)是需要進(jìn)行除濕的，或者是將室外新風(fēng)與循環(huán)風(fēng)進(jìn)行混合得到，以獲得較低的相對(duì)濕度（含濕量）。再生空氣被加熱的過(guò)程是等濕加熱過(guò)程，一般是在加熱之前來(lái)改變其含濕量。與干球溫度相比較而言，再生空氣的濕度對(duì)除濕轉(zhuǎn)輪的性能影響較小，而且控制也更為復(fù)雜。但是了解再生空氣濕度的影響可以為轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)在不同地區(qū)、不同時(shí)間的應(yīng)用所采用的技術(shù)措施提供參考。
3.2.3 再生空氣流速的影響
再生空氣的流速直接影響吸濕劑再生速度的大小，對(duì)流換熱系數(shù)因流速的增加而增大，傳熱系數(shù)也因流速的增加而增加，這樣使總的再生過(guò)程時(shí)間都縮短了；而且可以通過(guò)調(diào)節(jié)再生空氣的流速來(lái)適應(yīng)處理空氣流量及狀態(tài)參數(shù)的變化。總之再生空氣流速的增加強(qiáng)化了再生過(guò)程，使得轉(zhuǎn)輪的再生速度加快，但是此時(shí)不改變?cè)偕鷧^(qū)扇形角，可能會(huì)再生后的轉(zhuǎn)輪區(qū)域被加熱，升高吸濕劑的溫度，從而影響吸濕過(guò)程的進(jìn)行；而且從系統(tǒng)的能耗考慮，流速增加會(huì)導(dǎo)致再生熱量的需求增大，在轉(zhuǎn)輪再生側(cè)的換熱效率降低，系統(tǒng)的COP將下降；所以在額定工況下應(yīng)慎重考慮改變空氣流速，若改變?cè)偕諝饬魉伲瑧?yīng)相應(yīng)調(diào)節(jié)再生區(qū)扇形角，再生空氣的溫度等參數(shù)，在實(shí)際的應(yīng)用中，用戶來(lái)改變?cè)偕鷧^(qū)扇形角是不可行的，因此多采用調(diào)節(jié)再生空氣溫度的方法。
4 工作環(huán)境的影響
轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)可以應(yīng)用在不同的地區(qū)，環(huán)境的改變對(duì)其性能的影響如何也是人們所關(guān)心的問(wèn)題，此處主要探討大氣壓力、空氣清潔程度等方面的影響。
4.1 大氣壓力的影響
除濕機(jī)的性能受到大氣壓力變化的影響，在不同的大氣壓力下，除濕機(jī)的性能有所變化[6]。分析大氣壓力對(duì)系統(tǒng)的影響主要是從吸濕劑的吸附特性、空氣的參數(shù)變化及風(fēng)機(jī)的性能曲線等方面考慮，因此對(duì)于質(zhì)量流量和體積流量為標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，壓力的影響是不盡相同的。
當(dāng)大氣壓力從1atm下降到0.8atm時(shí)：
(1) 以質(zhì)量流量為標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)：換熱器的性能不變，蒸發(fā)冷卻器的換熱性能改善，除濕機(jī)的除濕性能下降，對(duì)所有的再生和除濕劑而言，COP和冷量都提高了6~8%，系統(tǒng)的阻力增加了20%，對(duì)應(yīng)的能耗增加了44%，使總的COP下降了4%。
(2) 以體積流量為標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)：熱交換器的性能提高了2~4%，蒸發(fā)冷卻器的換熱性能改善，除濕機(jī)的除濕性能下降，對(duì)所有的再生和除濕劑而言，COP和提高了8%，冷量減少了14%，系統(tǒng)的阻力不變，使總的COP提高了5%。
這些情況表明在不同地區(qū)使用轉(zhuǎn)輪除濕供冷空調(diào)系統(tǒng)，應(yīng)該考慮當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?duì)系統(tǒng)性能的影響，且應(yīng)明確是以質(zhì)量流量為準(zhǔn)還是以體積流量為準(zhǔn)。我國(guó)的地域遼闊，轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的使用地點(diǎn)直接影響到除濕機(jī)的性能特點(diǎn)。
4.2 空氣潔凈度的影響
除濕機(jī)處理空氣和再生空氣的潔凈度直接影響到吸濕劑的性能，主要是因?yàn)檗D(zhuǎn)輪除濕機(jī)中吸附劑在吸附空氣中水分的同時(shí)，也將空氣中的細(xì)小顆粒吸附，這是吸附劑本身所具有的特性，這將導(dǎo)致吸濕劑的劣化。吸附劑的劣化會(huì)直接影響到轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的除濕性能，根據(jù)吸濕劑劣化的程度，除濕供冷空調(diào)系統(tǒng)的COP和冷量將減少10%~35%[9]。在一定的劣化范圍內(nèi)，可以采用以下方法來(lái)消除其影響：
(1) 空氣過(guò)濾：通過(guò)設(shè)置空氣過(guò)濾器可以有效地除去進(jìn)入除濕機(jī)的空氣中的灰塵，但是空氣過(guò)濾器的設(shè)置增加了風(fēng)系統(tǒng)的阻力，風(fēng)機(jī)的余壓需要相應(yīng)增加，這樣增加了初投資和運(yùn)行費(fèi)用。增設(shè)了空氣過(guò)濾設(shè)備后還必須注意定期的清洗和更換，雖然會(huì)增加一些費(fèi)用，但是對(duì)于延長(zhǎng)除濕設(shè)備的使用壽命是必要的。
(2) 吸濕劑的深度再生：在很高的溫度下實(shí)現(xiàn)吸濕劑的再生可以驅(qū)除塵粒，但是這并不是根本的方法，因?yàn)槿绻患犹幚淼貙⒃偕蟮目諝馀湃氪髿庵袑⒃斐尚碌奈廴荆欢姨岣咴偕諝獾臏囟龋蟮哪茉吹钠肺辉礁撸ㄙM(fèi)的代價(jià)越大，過(guò)高的再生空氣溫度也可能會(huì)影響吸濕劑的性能。
(3) 調(diào)整運(yùn)行參數(shù)：如加快除濕機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)整的情況取決于吸濕劑的類型、衰減的類型和再生的方法等。
5 結(jié)論
總而言之說(shuō)，影響轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)性能的因素很多，但是除濕轉(zhuǎn)輪的本體參數(shù)基本都是由設(shè)備制造商確定的，其可變化的幅度不大；工程設(shè)計(jì)人員主要應(yīng)考慮空氣參數(shù)和應(yīng)用環(huán)境的影響，明確處理空氣被除濕后的露點(diǎn)溫度是需要控制的重要參數(shù)。只有全面了解轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)性能才能夠合理配置除濕供冷空調(diào)系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn)：
1. 丁靜等,開式太陽(yáng)能旋轉(zhuǎn)除濕空調(diào)系統(tǒng)的性能分析,華南理工大學(xué)學(xué)報(bào),1997,25(5)，106-120
2. 袁衛(wèi)星等,開式固體除濕空調(diào)關(guān)鍵部件及系統(tǒng)分析,北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào),1997,23(5), 596- 601
3. 代彥軍等,轉(zhuǎn)輪式干燥冷卻系統(tǒng)的參數(shù)分析與性能預(yù)測(cè),太陽(yáng)能學(xué)報(bào),Vol.19, No.1,60-65, 1998
4. 趙榮義等，空氣調(diào)節(jié)（第三版），建筑工業(yè)出版社，1994
5. K.W.Crooks, N.J.Banks, Controlling Rotary Desiccant Wheels for Dehumidification and Cooling, ASHRAE Trans. 1996.Part2. 633-638
6. A.A.Pesaran, Impact of Ambient Pressure on Performance of Desiccant Cooling Systems, NERL/TP-254-4601,UC. Category:350, DE92001180
7. J.Y.SAN and S.C.HSIAU, Effect of axial solid heat conduction and mass diffusion in a rotary heat and mass regenerator, Int. J. Heat Mass Transfer. Vol. 36. No.8. pp. 2051-2059, 1993
8. Edward A.Vineyard, James R. Sand and David J. Durfee, Parametric Analysis of Variables That Affect the Performance of a Desiccant Dehumidification System, ASHRAE Trans. 87-94, 4325
9. A.A.Pesaran, T.R.Penney, Impact of Desiccant Degradation on Desiccant Cooling Systems, NERL/TP-254-3888,UC. Category:231, DE90000390
10. E.Van den Bulk, J.W.Mitchell and S.A.Klein, The Use of Dehumidifiers in Desiccant Cooling and Dehumidification Systems, Journal of Heat Transfer. Vol. 108. Audust. pp. 684-692, 1986
11. A. A. Jalalzadeh-Azer, W.G.Steele, B.K.Hodge, Performance Characteristics of a Commercially Available Gas-Fired Desiccant System, ASHRAE Trans. 95-104, 4326
12. Sanjeev Jain, P.L.Dhar and S.C.Kaushik, Optimal Design of Liquid Desiccant Cooling Systems, ASHRAE Trans. 79-86, 4324
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