摘要：轉輪除濕與機械制冷相結合的復合空調系統中，濕負荷由熱量來(lái)承擔、可有效地提高系統的經(jīng)濟性，降低能耗。本文介紹了一種天然氣發(fā)動(dòng)機直接驅動(dòng)制冷與轉輪除濕相結合的復合空調系統，并與常規冷凍減濕系統進(jìn)行了比較。計算結果表明，空調系統的濕負荷越大，復合系統的優(yōu)勢越明顯。

　　關(guān)鍵詞：除濕 轉輪 復合空調 能耗 濕負荷

　　一、前言

　　利用除濕材料（desiccant）的親水性來(lái)處理潮濕空氣的除濕技術(shù)（desiccant dehumidification），現已廣泛應用于對濕度要求較高的生產(chǎn)車(chē)間、倉庫以及要求空氣濕度較低的場(chǎng)合，如鋰電池生產(chǎn)、聚酯切片生產(chǎn)等。除濕轉輪是其中一種結構緊湊、性能好、應用廣泛的設備，含有除濕材料的轉芯在微型馬達的驅動(dòng)下，交替地暴露于溫度較低、濕度較高的過(guò)程空氣側和溫度較高、濕度較低的再生空氣側，利用再生空氣的熱量實(shí)現過(guò)程空氣側濕度的降低。

　　空調系統的任務(wù)之一是消除建筑內的余濕量，并將其維持在一定的舒適性水平上。傳統的舒適性空調系統中，這一過(guò)程是通過(guò)冷凍減濕——將空氣冷卻到露點(diǎn)溫度以下、使水分凝結析出——來(lái)實(shí)現的，在熱力學(xué)上很不合理，而且為避免吹冷風(fēng)的感覺(jué)常需將深冷后的空氣再熱到送風(fēng)溫度，冷熱相抵的過(guò)程造成極大浪費。隨著(zhù)過(guò)去十年中除濕轉輪制造技術(shù)的不斷完善和新型除濕材料的不斷商業(yè)化，原來(lái)主要用于工藝空調的除濕轉輪開(kāi)始進(jìn)入到舒適性空調系統中，出現了多種形式的與蒸發(fā)冷卻、機械制冷等融合而成的復合式空調系統。

　　國外的研究表明：由除濕轉輪來(lái)負擔濕負荷的復合式空調系統，特別適用于室內濕負荷大、新風(fēng)量大的場(chǎng)所，如超市、運動(dòng)場(chǎng)館、醫院等[1].在可使用太陽(yáng)能、發(fā)動(dòng)機余熱等低品位熱量時(shí)，系統的經(jīng)濟性更為明顯。此外，復合式空調系統將熱、濕負荷分開(kāi)處理，可實(shí)現與溫度無(wú)關(guān)的、精確的濕度控制，改善舒適性。同時(shí)，能保證送風(fēng)系統的干燥，避免與病態(tài)建筑綜合癥相關(guān)的微生物和霉菌的生長(cháng)。

　　本文介紹了一種將除濕技術(shù)與機械制冷相結合的復合式空調系統，并對其運行能耗和適用性進(jìn)行了分析。

　　二、系統說(shuō)明

　　在這一系統中，濕負荷全部由新風(fēng)承擔；室外新風(fēng)（點(diǎn)1）經(jīng)轉輪除濕后（點(diǎn)2）與房間回風(fēng)進(jìn)行顯熱交換，降低溫度（點(diǎn)3）。之后再與回風(fēng)混合（4點(diǎn)）、一起或單獨通過(guò)機械制冷處理到送風(fēng)狀態(tài)（點(diǎn)O）。當室外空氣濕度較大，通過(guò)預冷器預冷、降低溫度后再進(jìn)行除濕；若新風(fēng)無(wú)法負擔全部濕負荷，可結合預冷減濕，形成“雙級除濕”系統。顯熱熱交換器既減小了機械制冷量、又降低了再生空氣加熱量。

　　三、能耗計算與分析

　　為對比復合空調系統與常規冷凍減濕系統的能耗，我們借助國外某品牌除濕轉輪的設計程序[5]進(jìn)行了計算。計算條件如下：室外空氣34℃-40%RH；室內狀態(tài)25℃-50%RH.室內余熱量固定為40KW，余濕量分別取4kg/hr、8kg/hr、16kg/hr.除濕轉輪的吸濕材料為氯化鋰，面風(fēng)速取廠(chǎng)家推薦值1.7m/s；顯熱熱交換器的效率取為75%.作為對比的常規系統為一次回風(fēng)，先冷凍到機器露點(diǎn)減濕之后再熱到送風(fēng)溫度。兩種系統的送風(fēng)溫差均固定為5℃；

　　該系統有下面一些主要特點(diǎn)：

　　1、在同樣的新風(fēng)比例和室內余濕量情況下，復合系統的需冷量大大低于常規系統；這是由于系統的濕負荷由熱量承擔。而且對于兩種系統，在同樣的室內余濕量下、需冷量均隨新風(fēng)比例的增大而增加，但復合空調系統的增加要平緩得多。常規冷凍減濕系統的需冷量由于新風(fēng)濕負荷的增大而迅速增大。在復合系統中，新風(fēng)比例增大、濕負荷增加、需熱量迅速提高，而需冷量的增加較為平緩。

　　2、此外，由于新風(fēng)負擔所有的濕負荷，當新風(fēng)比例較小時(shí)，要求轉輪的除濕能力較強。目前商業(yè)轉輪的單級除濕能力一般在6-12g/Kg，在室外空氣含濕量較大或室內濕負荷較大時(shí)，較小的新風(fēng)量可能無(wú)法滿(mǎn)足全部濕負荷。這時(shí)可在轉輪的過(guò)程空氣側增設預冷器進(jìn)行冷凍減濕、分擔部分濕負荷，或者增大新風(fēng)量。