低溫高效轉輪除濕機設計分析

胡樹鋒

珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070

在現代科技不斷發展的過程中，除濕技術已經應用到各個行業，尤其是在進行除濕空調系統設計時，因為相關系統的性能更加穩定且除濕量比較大、使用壽命更長、使用的設備比較簡單，所以可以實現濕度的有效控制。對于轉輪除濕空調系統的建設來說，轉輪芯體屬于系統的核心部件。要想提高除濕的性能，就需要引進更加先進的材料和設備。可以采用多種手段，對材料進行科學的處理，并且構建相關模型，提高系統的設計水平。

一、本體參數的影響及控制措施

(一)本體影響因素

如圖1所示，在對本體參數進行提取時，主要是對轉輪設備吸濕劑材料的質量分數進行測算和研究。有些設備的參數是由吸濕劑材料性質決定的，例如材料的直徑過小，就可以減少擴散距離，增加氣流的穿透性阻力。有些設備在應用時，本體參數是由轉輪構件的形狀決定的。有些設備的本體參數是由運行期間產生的氣流決定的。吸濕劑材料的溫度過高，可以提升表面水蒸氣的壓力。如果內外溫度差異比較大，外表面的溫度高于內部構件的溫度，在綜合的影響下可以減少內部擴散的推動力，設備的運行速度，會對應用性能產生直接性的影響。在提高設備運轉速度的同時，可以增加換熱效果。但如果再生區域的停留時間過短，就會降低綜合除濕效果。設備轉速的降低，還會導致再生區域的吸濕劑失去功能作用。在對設備的運轉速度進行控制時，可以從COP和除濕的劑量等方面進行有效的考慮。設備的再生扇形角，體現了再生的吸濕劑材料與功能之間的關系。構件的不同，導致設備的除濕功能存在一定的差異，例如固定的條件下，會產生不同的功能效果。扇形角過小，就會降低設備的功能效果，構件過大，也會降低除濕水平。

圖1 設備運行原理

(二)控制措施

在對設備的本體參數進行控制時，可以從再生區的扇形角設計方面進行綜合考慮。還需要選擇合適的吸附劑，要保證選擇的材料類型，能夠滿足系統的運行需求，并且對出口區域的空氣濕度進行嚴格的控制，降低單位的容量消耗程度。在對轉輪設備的再生區進行設計時，可以將其設置為轉輪設備總面積的1/4。在對系統的功能進行調整時，如果用戶存在空氣濕度的調整需求，需要進一步轉變扇形角的設計形式。如果通過扇形角的有效控制，就要對設備的除濕能力進行全面的調控。如圖2所示，通過根據不同的設備類型，選擇不同的控制模式，例如可以通過對設備的運轉速度進行有效的控制，增加換熱的效果。

圖2 設備優化設計

二、空氣參數的影響及控制措施

(一)預冷設計影響因素及控制措施

除濕機空調系統在運行期間，主要是對空氣和再生的空氣進行有效的處理。需要對空氣參數的影響程度進行全面的了解，才能選擇合適的系統運行方式，并且對各項設備進行優化配置，增強設備的運行效果。除濕機設備在使用期間，處理空氣的進口，會受到系統運行形式的影響，例如，回風系統是按照內部空間的溫度進行參數設置的；全新風系統的進口，一般是按照室外環境溫度進行參數設計；混合系統可以通過新風、回風比例的調節，對運行溫度進行有效的調控。在對不同溫度環境下的等溫線參數進行分析時，可以得知同一種類型的吸附劑材料，在相同的壓力條件下，運行溫度越高，吸附能力越低。吸附劑材料的功能水平，也會隨著環境溫度的變化，而產生一定的差異。在進行實際設計時，需要通過降低進口的溫度，增強設備的應用性能。在進行預冷設計時，制定科學合理的預冷措施，可以增加系統的冷量，增加量在13%左右。但在進行設計時，需要提供充足的冷源，才能保證系統的正常運行。在對空調系統進行預冷設計之后，可以減少傳熱的動力，實現對這一期間的其他因素干擾情況進行全面的控制。

(二)空氣流量影響因素及控制措施

系統在使用期間，如果干球的溫度屬于相同狀態，外部環境中的水蒸氣壓力接近飽和數值，可以為系統功能的運行，提供充足的推動力。如果干球的含濕量相同，空氣中的相對濕度數值會不斷增加，設備的表面空氣飽和水蒸氣分壓力數值，會不斷降低。在相同的條件下，干球溫度會隨著濕度的升高，而產生增加的情況。設備表面飽和空氣溫度數值的增加，會對除濕效果產生不良影響，總濕度數值的增加，會導致水蒸氣壓力的升高。

在對這一問題進行處理時，需要對除濕環節的影響因素進行全面的考慮，要將濕度條件作為標準的衡量依據。因此在對外部環境的露點溫度進行控制時，需要將其作為控制量。在空氣不斷流動的狀態下，速度越低，與吸濕劑材料之間的能源交換越充分，但單位面積下的處理數值比較小，會增加對流的換熱系數。速度的增大，會縮短空氣環境與吸濕劑材料之間的接觸時間，導致外部環境條件達不到預定的標準。如圖3所示，在對空調系統進行設計時，需要根據空氣的流速，對各項功能進行適當的調整。要想對空氣流速進行有效的處理，需要根據實際工程的運行情況，選擇合適的空氣流量處理措施。在對空氣流量進行控制時，要嚴格按照轉輪的額定流量，對其進行有效的調控，空氣環境下的流量數值，不能超過設備的額定數值。

圖3 部件優化

(三)吸濕劑影響因素及控制措施

除濕轉輪設備在運行的過程中，內部吸濕劑的解吸再生性能主要體現在兩個層面。一種是吸濕劑在使用一段期間之后，最終會出現干燥的狀態，這一狀態的發生，會受到吸濕劑內部平衡含水量的影響。另一種是吸濕劑達到最終干燥狀態之后，會產生再生速率，這取決于吸水劑材料表面的汽化速率、內部水分擴散傳遞效果的影響。再生速率的大小，也會受到相關因素的影響，平衡含水量的數值變化，與上述參數的大小存在一定的影響關系。設計人員在對設備的除濕功能進行研究時，需要將再生速率的影響作為主要的研究部分，要通過這一區域的有效調控，增強設備的應用性能。

設備內部的吸附劑材料再生程序，是將水分清除、吸附處理的全過程。吸濕劑材料的參數數值與設備的性能存在重要的影響，主要包含了材料的應用方式，熱空氣等參數也會對設備的性能產生一定的影響，主要存在流動狀態和濕度數值等干擾因素。在進行設備使用時，空氣等參數的控制方式比較簡單，可以通過提高空氣的濕度含量，使得吸濕劑在使用期間，能夠達到溫度上升的現象，實現均勻狀態的干燥處理。空氣中的濕度因子數值越低，干燥反應就越大。在對熱空氣狀態下的推動速度進行增強時，可以對干燥環節進行強化處理，但如果空氣流速超出固定的限值，就會對熱力能源的利用率產生一定的影響，甚至會引發資源浪費等問題。空氣與吸濕劑之間的接觸程度，與氣流的安排存在一定的聯系，要保證接觸面良好，才能促進再生過程的開展。

(四)空氣潔凈度影響因素及控制措施

利用除濕機設備對空氣與再生空氣的潔凈程度進行處理時，最終的處理效果會對吸附劑的應用性能產生直接性的影響。轉輪除濕機設備不僅可以吸附空氣中的水分，還可以對空氣中的微小顆粒進行有效的處理，降低吸濕劑裂化問題的發生程度。吸濕劑在使用期間，一旦出現裂痕，會導致空調系統運行期間的COP以及冷量減少35%左右。在對這一問題進行防控時，可以在空調系統內部增加空氣過濾器，對進入設備的雜質進行有效的處理。但因為設備在運行過程中，會增加子系統的運行難度，增加了系統的運行成本。在對系統進行設計時，不僅要增加財力資源的投資力度，還需要對系統原有的運行方式進行全面的改善，才能保證空氣過濾器設備能夠穩定運行。在增設空氣過濾器設備之后，還需要對設備進行定期的清洗，才能避免內部的灰塵對系統的正常運行產生不良影響。

(五)設備影響因素及控制措施

要想延長除濕設備的使用壽命，在對隱患問題進行防控的過程中，不僅要對市場上一些新型的空氣過濾器設備進行重點關注。在對設備進行改良時，還需要縮小設備的體積，降低設備的運行能耗量，避免影響系統的運行效果。在對系統進行優化設計時，還可以構建數據模型，對轉輪除濕機設備的運行性能變化趨勢進行模擬。通過提取相應的數據信息，為設計工作的開展，提供有效的支持。在對系統進行優化時，可以應用再生溫度比較低、性能更加優異、結構緊湊的設備。在對除濕機設備進行選型計算時，需要對各個部件進行優化處理，確保各個部件在使用時能夠發揮更大的作用，還要通過部件的科學組裝，提高設備的運行水平。在對組裝完成之后的除濕機設備進行性能測試時，需要對不同溫度環境下除濕機設備的運行能力進行全面的檢測，對各項數據信息進行對比和分析，從中選擇最優的參數進行設備的設置。另外，還要對設備運行期間可能出現的故障問題進行預測，并且制定科學合理的措施，對問題進行全面的防范。要通過選擇最優的吸附劑品種以及除濕機類型，提高空調系統的運行效率，降低整體的能源消耗量。

結語

綜上所述，轉輪除濕機設備在運行過程中，會受到多元素因素的影響，容易出現故障問題。設計過程需要對這項設備的應用性能進行全方位的分析和研究，才能通過設備的合理配置，構建綜合空調系統。在進行除濕機設備應用時，轉輪本體參數是由生產商確定的，變化幅度比較小。在對影響設備性能的因素進行分析時，需要優先考慮空氣等參數的影響，還要做好露點溫度的控制。要盡可能提高除濕機設備的運行水平，為系統的高效使用提供有效的支持。