除湿性能（精选5篇）
除湿性能 篇1
引言
传统空调通常采用冷却除湿的方式将空气的温度处理到露点温度以下, 实现空气的除湿和降温。但这种方式不仅使压缩制冷系统由于蒸发温度的降低而导致性能系数降低, 而且会在表冷器表面生成凝结水使霉菌滋生, 从而影响空气品质[1]。然而, 溶液除湿方法可将除湿与降温过程分开, 解决了上述问题。
再生过程是溶液除湿系统重要的传热传质过程, 再生性能的高低直接影响了除湿过程中除湿性能的强弱。为了充分利用低品位能源, 可以使用太阳能、工业废热、冷凝热等作为除湿溶液的再生热源, 这样既可以使运行成本降低, 又可减少废热的排放, 同时达到了节能和环保的双重目的[2]。
1 再生机理
除湿过程是浓溶液从被处理空气中吸收水分, 并放出潜热的过程;而溶液的再生过程正好与其相反即除湿后的稀溶液从外界获取热量使水分从溶液蒸发到空气中的过程。溶液表面的蒸气压和空气的蒸气压的差值是水分传递的驱动势, 但是这个差值大于零时溶液的再生过程才能够发生。影响除湿溶液表面蒸气压的两个重要因素是浓度和温度。在除湿器中浓溶液由于吸收水分而浓度降低, 此时它的蒸气压逐渐变大, 当它的蒸气压高于被处理空气蒸气压时, 除湿过程停止, 而将吸湿后的稀溶液通过低品位热源的加热升温到一定值后, 通入再生器与空气接触, 只要保持它的蒸气压与接触的空气的蒸气压的差值为正, 再生过程就会发生。
2 国外某些再生过程的实验研究
Martin和Goswami实验测试了三甘醇溶液在聚丙烯Rauschert Hilflow环散装填料的逆流填料塔再生装置中的热质交换过程。Fumo和Goswami分析了以Li Cl溶液为吸湿溶液在上述逆流填料塔中溶液与湿空气的再生热质交换过程[2]。Longo G A[3]等实验测试了分别采用Li Br溶液、Li Cl溶液和KCOOH溶液, 使用塑料环散装填料的逆流填料塔的除湿再生过程, 对于3种溶液的再生性能也进行了比较。国内许多学者也对再生过程进行了不同程度的研究, 文章意在主要对他们的研究进行介绍和总结。
3 国内有关再生过程的研究
在国内, 许多学者对溶液除湿的再生性能都进行了研究。本文总结的这类研究包括以下两方面内容:溶液和空气的进口参数及热源温度等对再生性能的影响;比较两种不同的除湿溶液再生过程的传热传质性能。
3.1 溶液和空气进口参数及热源温度等对再生性能的影响
(1) 2005年时东南大学的殷勇高、张小松等人, 基于以溴化锂溶液为除湿剂的除湿系统, 对其溶液的再生过程进行了实验研究[4], 该实验主要研究了热源温度对系统再生性能的影响情况。实验的再生系统由填料塔式再生器、加热器、浓稀溶液槽、风机、溶液泵、管道及相应的测控系统组成。实验工况为:空气质量流量为0.09768 kg/s, Li Cl溶液的质量流量为0.071 kg/s, Li Cl溶液进口浓度为20%, 再生器入口空气的干球温度为27.5℃, 相对湿度60%, 热源温度的变化范围为55.5~77.5℃。
实验测定了热源温度对入口空气含湿量、再生量和传质系数的影响, 结果表明热源温度对空气含湿量的变化影响很大, 随着热源温度的降低, 空气含湿量的变化也有所下降;随着热源温度的升高, 系统的再生量和传质系数都增大, 系统再生性能增强, 尤其在热源温度达到75℃以后, 这种增强更加显著。
(2) 同样在2005年, 清华大学的刘晓华、江亿等人搭建了叉流再生器性能测试试验台[2], 以溴化锂溶液为除湿剂, 测试了溶液和空气进口参数对再生性能的影响。该实验采用总换热量、全热效率、再生量和再生效率描述再生器的热质交换性能, 前两者表征全热换热能力, 后两者表征传质能力。实验主要由空气处理系统、溶液再生系统和热水系统三部分组成。表冷器、加热器、加湿器、风机等组成了空气处理系统, 用于控制再生器进口的空气参数;再生器、浓溶液罐、稀溶液罐、溶液泵等组成了溶液再生系统;热水系统用来调节进入再生器的溶液温度。通过实验, 此文献得出了溶液与空气进口参数对再生效果的影响如表1所示。
以上3组实验虽然是在实验装置和参数不同的情况下进行的, 但它们得出的溶液和空气进口参数对再生性能的影响效果是基本相符的。
3.2 Li Br和Li Cl溶液的再生传热传质性能对比
清华大学的易晓勤、刘晓华等人为了比较Li Br和Li Cl溶液的再生传热传质性能, 于2010年搭建了一组溶液再生实验台, 分别采用了Li Br和Li Cl溶液实验测试了一系列在除湿空调的再生器中常见的工况[3], 本次实验再生器的气液接触形式为叉流。
该实验最终得出:在Li Cl溶液浓度为32%, Li Br溶液浓度与其等效为46.52%, 其它各条件相同时, Li Br溶液的再生量比Li Cl溶液的再生量略高约0.5 g/s;进口参数等效的条件下, 低浓度区内Li Cl溶液的再生量比Li Br溶液的再生量稍高, 高浓度区内Li Br溶液的再生量稍高;在Li Br溶液浓度大于46% (等效Li Cl溶液浓度为31.35%) 以后使用Li Br溶液的再生量略高。
4 结束语
溶液再生过程是溶液除湿系统的重要环节, 再生器中再生量的变化直接影响着系统能否维持在设计的制冷量水平上, 所以以上对影响再生量的各参数的实验研究, 为提高溶液除湿系统的效率和保证系统的稳定运行提供了依据。
东南大学的李秀伟、张小松等人曾提出以Li Cl和Ca Cl2的混合溶液作为除湿剂的想法, 并对其相关的热物性进行了研究。杜张和刘韫刚也提出了以Li Cl和Ca Cl2的混合溶液作为除湿剂, 并测试了它的除湿性能。由于混合液在经济性和除湿性能上都占有优势, 因此对其再生性能的研究会是个新的方向。
摘要：溶液再生过程是溶液除湿系统重要的传热传质过程。本文对一些学者关于溶液除湿系统再生性能的实验研究进行了简单的介绍和总结。
关键词：溶液除湿,溶液再生,再生性能
参考文献
[1]高煜, 张欢, 由世俊, 等.利用蒸发式冷凝器再生除湿溶液时传质系数的实验研究[J].暖通空调, 2012, 42 (1) :65~68.
[2]刘晓华, 江亿, 常晓敏, 等.溶液除湿空调系统中叉流再生装置热质交换性能分析[J].暖通空调, 2005, 35 (12) :10~15.
[3]易晓勤, 刘晓华, 江亿, 等.两种除湿溶液的再生性能对比实验研究[J].太阳能学报, 2010, 31 (2) :168~172.
[4]殷勇高, 张小松, 权硕, 等.溶液除湿冷却系统的再生性能实验研究[J].工程热物理学报, 2005, 26 (6) :915~917.
除湿性能 篇2
随着世界能源和环境问题的进一步突出,除湿供冷技术的优越性开始被人们认识并且逐步得到发展,转轮除湿机是除湿供冷空调技术中的关键设备,全面了解其性能是正确选择和配置除湿供冷空调系统的基础。分析影响转轮除湿机性能的因素主要从转轮本体参数和空气参数两方面来考虑,转轮本体参数的优化工作可以由设备制造商来完成,提供相应的数据和图表来描述其产品全性能,便于使用者选择。空气方面的参数是由系统设计工程师来确定,具体应用于实际工程之中。
1 转轮本体参数的影响
转轮除湿机中的转轮本体参数是指吸湿剂质量分数、吸湿剂的厚度、吸湿剂的表面积、吸湿剂颗粒大小、吸湿剂的温度、转轮的转速、再生区扇形角等。有的转轮本体参数是由吸湿剂性质决定的,如吸湿剂颗粒的直径越小,气固接触的面积越大,而且减少了吸湿剂内部扩散的距离,缩短了再生阶段的时间;但是颗粒越小,颗粒间的孔隙率也减小,使气流穿透阻力增加。有的转轮本体参数是由除湿转轮的形状确定的,如吸湿剂的放置方式会影响到接触面积。有些转轮本体参数是由除湿和再生过程气流决定的,如吸湿剂的温度,在空气处理过程中的吸湿剂温度越高,越有利于提高吸湿剂表面水蒸汽的压力,加速吸湿剂水分的汽化,有利于水分向外扩散,但是在再生过程中,吸湿剂内外温度并不是一致的,一般是表面温度高于内部温度,由于内外温度差和湿度差的推动方向正好相反,其综合结果是减小了内部扩散的推动力,对解吸再生是不利的。
1.1 转轮转速的影响
转轮转速也是影响其性能的重要因素,全热交换器与除湿机对转速的要求是不同的。提高转速可以使换热效果增强,但是这样由于吸湿剂在再生区停留的时间变短,得不到充分的再生,会使除湿效果降低;转速太低则使吸湿剂在除湿区停留的时间过长,会造成靠近再生区的部分区域的吸附剂由于饱和而失去继续除湿的能力,也会降低除湿效果;所以从除湿机的性能考虑,选择合适的转速是较关键的步骤。确定转速可以从除湿量、制冷量和COP等方面来考虑:在5 r/h的转速时除湿效果最好,在10r/h的转速时系统的COP最高,故转轮的转速宜选择在5～10r/h之间。
1.2 再生区扇形角的影响
转轮的再生扇形角体现了除湿与再生的吸湿剂所占的比例,从除湿、系统性能及系统制冷量等角度来考虑,再生区扇形角的影响是不相同的。从除湿角度来看,在除湿区和再生区空气流量一定的条件下,再生区扇形角太小会使吸附剂不能充分再生,降低除湿效果;但是再生区域太大,又会使除湿区域减小,吸附剂得不到充分冷却,也会降低除湿性能,因此必定存在一个最优比例。
在实际应用中,对再生区扇形角的要求应该从以下方面考虑:吸附剂再生容易,并且能够得到充分再生;出口处的处理空气湿度也可以降得很低;除湿机具有较高的性能系数,单位冷量所消耗的能量小;制冷机的制冷量较大。满足以上要求才能够可以较好地确定再生区扇形角。一般情况下,因为再生空气的温度较高,转轮的再生区域约占转轮总面积的1/4,即再生区扇形角为90°。若改变再生空气温度、再生空气的流量等,为使之能够有效再生,都需要改变除湿转轮再生区扇形角。
2 空气参数对除湿性能的影响
转轮除湿供冷空调系统中的空气包括处理空气和再生空气,处理空气的参数(温度、湿度、流速等)直接影响到转轮除湿机的除湿性能,而再生空气的参数(温度、湿度、流速等)直接影响到除湿机的再生性能,进而影响除湿机的吸附除湿性能,因此这两者是相互的。了解两类空气中各参数的影响,对于配置合适的系统,使之高效、节能运行是有利的。
2.1 处理空气参数的影响
对于全新风式和循环式的空调系统,处理空气最终都要送入空调区域,它的参数直接影响到空调的效果和系统的能耗,因此人们对处理空气参数对空调系统的影响是较重视的,也开展了相应的研究工作。
a) 进口处处理空气温度的影响
除湿机处理空气的进口温度受到系统形式的影响:全新风系统的进口温度一般是室外气温;回风系统的温度则是空调房间的温度;混合系统则可以通过调节新、回风比例来达到适当的温度。了解不同温度下吸湿剂的吸湿性能是有必要的。分析吸附剂在不同温度下的吸附等温线可以知道同一类吸附剂在相同的压力下,温度越高,吸附剂的吸附能力越低;吸湿剂的吸湿性能也是随着空气温度的升高而降低的。在实际工程中通过降低进口空气的温度来提高除湿转轮的性能。可以通过预冷措施来降低除湿转轮进口的处理空气温度,使转轮对较低温度的空气进行除湿。预冷会使除湿供冷空调系统的性能明显改善;对于同样的空气初始条件和最终处理要求,采用预冷措施之后,可以使冷量增加约13%,COP提高4%。但是预冷需要提供冷源、换热器,增加了系统的初投资;预冷空气被预冷后,与冷却空气之间的温差减小了,减小了传热的动力;应综合考虑这些不利因素对供冷空调系统性能的影响。
b) 进口处处理空气湿度的影响
进口处理空气湿度的影响可以从以下方面来分析:
1) 在干球温度相同时,空气的相对湿度越大,其含湿量也越大,空气中水蒸汽的分压力越接近饱和水蒸汽分压力,与吸湿剂表面空气的压力差增大,增大了除湿的推动力,可以使设备的除湿量增加。
2) 在含湿量相同时,空气中水蒸汽的分压力是定值,此时空气的相对湿度越大,其干球温度越低,除湿转轮表面空气的饱和水蒸汽分压力越低,有利于除湿过程的进行。
3) 在相对湿度相同时,空气的含湿量越高,空气的干球温度也越高,处理空气的温度升高会使得除湿转轮表面的饱和空气温度升高,从而使饱和水蒸汽分压力也升高,这对于空气的除湿是不利的;但是空气含湿量的增加会使得空气中的水蒸汽分压力相应升高,这是除湿的有利因素;因此对除湿过程的影响需要将两者综合考虑。
可见在除湿供冷空调系统中以空气的含湿量作为空气湿度衡量标准是较为准确的,而含湿量直接对应的是空气的露点温度,因此将空气的露点温度作为空气湿度的控制量是合适的。
c) 处理空气流速的影响
空气的流速越低,空气与吸湿剂的接触时间越多,两者之间的热、质交换也充分,但是单位面积的处理空气量较小。增大空气的流速,会使对流换热系数和传质系数增加,这是空气与吸湿剂之间的对流传质的有利因素;但是风速增大也使两者之间的接触时间缩短,可能会使得处理空气在转轮中还没有被有效除湿就出转轮,对除湿不利,可能导致空气不能达到预定的湿度。故合适的空气流速也是此类空调系统的重要参数,设计合理的除湿转轮中一般是将处理空气在转轮中的通过时间设定在约0.2s。处理空气流速对于实际工程应用的影响主要体现在处理空气流量的确定:在除湿转轮的规格确定之后,处理空气的流量不应该超出转轮的额定流量过多。
2.2 再生空气参数的影响
除湿转轮中吸湿剂解吸再生性能主要体现在两个方面:1) 吸湿剂最终能够达到的干燥状态,这取决于吸湿剂的平衡含水量;2) 达到最终干燥状态的再生速率,这包括吸湿剂表面的汽化速率和吸湿剂内部水分的扩散传递速率,其大小取决于以上两种速率中的主要影响部分,主要是由速率较低的过程所支配。平衡含水量与再生速率是相互影响的,人们在应用研究中侧重于再生速率的影响。
转轮除湿机中吸附剂的再生过程实质是将水分赶出吸附剂,进入再生空气的过程,吸湿剂的再生过程主要受到吸湿剂与热空气两方面因素的影响。吸湿剂参数对除湿机性能的影响主要体现在:吸湿剂形状、吸湿剂的放置方式、吸湿剂温度等;热空气参数对除湿机性能的影响主要体现在:温度、含湿量、流动速度、与吸湿剂的接触情况等。在实际应用中,更容易控制的是再生空气的参数,因此人们更关注再生空气对除湿机性能的影响:空气含湿量不变时,提高空气的温度,不但可以加强汽化和带走水分的能力,而且可以对吸湿剂进一步升温,提高吸湿剂表里之间水分的扩散速率,对恒速干燥阶段和减速干燥阶段都有利,但是每种吸湿剂都存在允许的最高温度值;空气的含湿量越低,带走吸湿剂中水分的能力越强,干燥过程的推动力越大,因而干燥速率越高;提高热空气的流动速度,可以有效地强化干燥过程,对传热和传质都有利,但是空气流速大,与吸湿剂的接触时间短,热能的有效利用率降低;空气与吸湿剂的良好接触有利于吸湿剂的干燥均匀,合理安排气流,获得较大的气固接触面积,可以有效地强化再生过程。以下重点探讨再生空气的温度、湿度和流速等参数对转轮除湿机性能的影响。
a) 进口处再生空气温度的影响
再生空气的温度是直接影响到转轮除湿机性能的重要参数,若在较低的再生温度下,转轮中进行的主要是全热交换过程;随着温度的升高,转轮中吸湿剂解吸再生的趋势才逐渐明显,直至整个过程都是由解吸再生趋势控制。人们希望能够充分利用低品位的热源来作为转轮解吸再生的能源,低品位能源可能温度不高,使得再生空气被升温的幅度有限。再生空气温度是如何影响转轮除湿机的性能,再生空气的温度降至何值时仍可确保进行的主要是除湿过程,都是人们所关心的问题。所以确定再生空气温度对转轮除湿机性能的影响,如何判断转轮中进行的传热传质过程是全热交换过程还是吸湿—解吸再生过程,导致两者分界点的再生温度在何处,是本文研究的重点之一。
在转轮式全热交换器中,两股空气的主要过程是将处理空气中的水分传递给再生空气,并且将低温侧的温度升高,此时转轮除湿的数学模型应该改为全热交换器的数学模型;而且由于全热交换过程最合适的热空气区扇形角是180°,若此时仍然按照除湿过程来设置再生区扇形角为90°,也不能够使全热交换过程高效率地进行;作为全热交换器的转轮的转速也比除湿转轮所要求的转速要快得多。这些都是研究转轮除湿过程必需考虑的问题。
b) 进口处再生空气湿度的影响
吸湿剂的再生过程实际是吸湿剂的干燥过程,此时推动水蒸汽由吸湿剂向再生空气传递的动力是吸湿剂表面的水蒸汽分压力与再生空气中的水蒸汽分压力之差。除湿机进口再生空气的湿度对除湿机性能的影响的研究并不全面,对于这种因素的影响应该结合温度的影响来共同考虑,这是因为再生空气比吸湿剂的温度高,因而传递热量给吸湿剂,使吸湿剂的温度同时升高。再生空气中的水蒸汽分压力主要与大气压力和空气的含湿量有关。
c) 再生空气流速的影响
再生空气的流速直接影响吸湿剂再生速度的大小,对流换热系数因流速的增加而增大,传热系数也因流速的增加而增加,这样使总的再生过程时间都缩短了;而且可以通过调节再生空气的流速来适应处理空气流量及状态参数的变化。总之再生空气流速的增加强化了再生过程,使得转轮的再生速度加快,但是此时不改变再生区扇形角,可能会再生后的转轮区域被加热,升高吸湿剂的温度,从而影响吸湿过程的进行;而且从系统的能耗考虑,流速增加会导致再生热量的需求增大,在转轮再生侧的换热效率降低,系统的COP将下降;所以在额定工况下应慎重考虑改变空气流速,若改变再生空气流速,应相应调节再生区扇形角,再生空气的温度等参数,在实际的应用中,用户来改变再生区扇形角是不可行的,因此多采用调节再生空气温度的方法。
3 结论
影响转轮除湿机性能的因素很多,但是除湿转轮的本体参数基本都是由设备制造商确定的,其可变化的幅度不大,工程设计人员主要应考虑空气参数和应用环境的影响,明确处理空气被除湿后的露点温度是需要控制的重要参数。只有全面了解转轮除湿机性能才能够合理配置除湿供冷空调系统。
摘要：转轮吸附除湿供冷空调系统是目前关注的一种新的空调形式,转轮除湿机是此类空调系统的关键部件,因此了解各种因素对转轮除湿机性能的影响是必要的。分析了转轮除湿机本体参数及空气参数等影响除湿供冷空调系统性能的因素,提出了被除湿后的处理空气露点控制优先的观点,可以为正确配置转轮除湿供冷空调系统提供理论指导。
关键词：转轮除湿机,露点温度,除湿,供冷
参考文献
[1]代彦军,俞金娣,张鹤飞.转轮式干燥冷却系统参数分析与性能预测[J].太阳能学报,1998,(01).
智能除湿装置的研发 篇3
关键词：开关柜,除湿,故障
1 背景调查
慈溪市地处北亚热带南缘, 属季风型气候。在夏季尤其在梅雨季节气候潮湿、高热, 柜体内部断路器等设备长期运行会产生热量, 最终使得变电所里的高低压柜产生凝露, 由于高低压柜相对密封, 产生的凝露会挂在柜顶, 当凝露积聚一定的数量时, 形成水珠, 水珠就会掉落到高压开关或其它供电设备上, 造成绝缘降低, 引发开关跳闸或电气损坏。根据我们的生产系统显示, 由于水汽使绝缘降低引起的故障发生几率较往年增加。我们对慈溪市35k V未安装任何除湿设备的变电所发生的缺陷进行调查 (详情见表1) 。
针对以上问题的产生, 为了有效防止凝露的产生, 解决因凝露产生造成的危害, 减少突发事故停电的概率, 智能除湿装置的开发迫在眉睫。
目前慈溪地区变电所的开关柜带有加热装置或温控装置, 用安装加热板的形式来作为除湿装置, 当开关柜内的湿度达到设定值时, 加热板工作。但是开关柜相对封闭, 当柜内温度升高, 水蒸气上升, 到柜顶形成水珠, 水珠滴落, 周而复始, 还是会引发开关跳闸或造成设备损坏 (见图1) 。
2 方案提出
运用“头脑风暴法”针对开关柜除湿装置方案提出了各种初步选型方案, 并用亲和图归纳整理 (详情见图2) 。
根据以上分析, 我们从可靠性、灵活性、经济性以及实用性方面提出以下方案。
方案一:温度控制原理解决除湿, 开关柜内很多元器件对温度和湿度是有要求的, 温度过低元器件不能正常工作或损坏;温度过高会在元器件的表面形成凝露, 降低绝缘而放电。温度控制原理设计可以提供适合电器元件运行的温度, 延长产品使用寿命, 它的设计原理较为简单, 当达到设定的临界温度时会报警, 而且制作安装费用也不高。温度控制原理参考的是环境温度, 临界温度也是按照环境温度设定。而电气设备运行时, 自身会产生很多热量, 有时会远远高于预先设定的温度警戒线, 造成误报, 给操作和检修带来很大的不确定因素, 因此必须要进行停电检查。
方案二:采用加热原理设计, 当开关柜内的湿度达到设定值时, 加热板工作使柜内环境温度升高, 空气能容纳更多水分, 防止水汽在柜内凝结。但是遇到突然降温时, 柜体内部断路器等设备运行产生的热量与一直停留空气中的水分凝露于电气设备表面, 使电气设备存在较大的隐患, 容易引发事故。该方案实际原理较复杂, 产品设计安装费用较第一个方案要大。
方案三:冷凝原理是采用空气冷凝技术, 通过风扇吸收空气, 经过半导体制冷元件凝结空气中的水分, 并排出柜体外, 产生的干燥气体排出除湿装置外, 如此循环, 使开关柜的潮湿空气不断减少, 空气湿度显著下降, 直至柜体内空气湿度达到要求。即使环境温度发生极大的变化也不会再产生凝露, 避免因潮湿而引发的安全事故。该方案的设计原理较第二个方案简单, 费用相当, 安装较之前二个方案简单, 选择余地大。
综上所述, 我们选择方案三。
3 方案优化
3.1 冷凝原理设计的在线除湿装置其主要核心分为传感部分和控制部分
传感部分主要有传感器组成, 按照实际需要, 其主要作用是采集温度、湿度的实际量值, 并把数据传输到控制中枢。所以以物理量为判断标准的温湿度传感器是最好的选择。
3.2 控制部分分中央处理器和执行器
中央处理器 (CPU) 通过数据的输入, 把模拟量转化为数字信号, 然后进行比较、运算、判断, 作出执行命令。执行器为各个独立的执行器件, 主要由半导体制冷片、冷凝片、散热片、风扇等组成。
3.2.1 多元平形流冷凝器 (见图3)
冷媒以水平方向流动, 在流动的过程中, 降温降压。冷媒的回路不是单一的一个循环, 而是经过多个回路循环的。能够节约成本。半导体制冷片冷热端的温差可以达到40~65度, 因此在制冷片的热端持续散热, 能进一步降低制冷片冷端的温度。
3.2.2 内属于翅片管式冷凝器 (见图4)
属于热交换设备, 包括立式壳体、带有尾气进口的上管箱、带有冷凝水出口的下管箱, 冷水进口、热水出口结构限制变形以后容易堵, 所需空间较大。
3.2.3 管带式冷凝器
根据相关资料的调查和仿真算法, 相比平形流冷凝器, 管带式冷凝器的单位迎风面积和单位体积传热量下降51%和45.8%。
根据以上分析, 小组决定采用以多元平形流冷凝器为主要技术核心的除湿手段。
4 方案实施
4.1 图纸设计
确定安装位置以后, 设计本装置的尺寸, 本装置长宽高分别为15.2*8.5*21cm (详情见图5) 。
4.2装置制作安装
将装置的各组件进行组装安装。特别要注意的是, 由于开关柜型号的不同, 必须注意CT或者高压电缆头的运行位置与本装置的距离。导水管通过高压电缆沟, 安装完毕后及时进行封堵 (见图6、图7、图8、图9) 。
(1) 采用M4螺钉或4mm铆钉固定安装支架, 安装时保证除湿器水平, 不得倾斜。除湿器正面和两侧与柜面间应保留5cm以上的空间, 确保两侧进风与正面出风畅通, 整机与其他运行设备或线路保持足够的安全距离。
(2) 将出水管一端接入除湿器的排水口, 出水管应保持顺直, 不得缠绕, 出水管另一端通向柜体外。
(3) 接线端子接入AC220V电源。
4.3 装置试验调试
(1) 正常启动的情况下→通过风机的运行→潮湿的空气从进风口吸入→经过半导体制冷元件→将空气中的水份吸附在铝片上→变成干燥的空气→经过冷凝器散热→从出风口吹出。将空气中的水汽抽入于装置内部, 并且通过导流管排出柜外, 实现真正除湿。 (2) 智能判断自启动设置。将本装置的设定至于自动运行状态, 自动检测开关柜温度湿度, 在65%启动以后, 循环运行, 连续工作24小时, 使环境湿度始终保持在20%左右, 从而保证设备正常运行。
5 效果检查
从以上数据可以看出, 安装在线智能除湿装置以后, 因为湿气、潮气等形成凝露而造成检修的次数同期相比减少了10次, 比例大大缩小到1.7%, 达到了预期的目标 (详情见表2) 。
6 结束语
空气的除湿处理技术 篇4
1 冷冻除湿技术
冷冻除湿机的工作原理:除湿机一般由制冷系统和送风系统组成, 其除湿原理见图1, 在焓湿图上, 除湿过程空气参数的变化过程见图2。冷却的介质可以是冷冻水、低温盐水、制冷剂等。制冷系统:由压缩机1压缩出来的高温高压制冷剂气体进入再热器3 (作冷凝器用) , 将热量传给空气后, 冷凝成常温高压液体, 经膨胀阀6节流后进入蒸发器4, 吸收通过蒸发器的空气中的热量, 变成低温低压气体, 被吸入压缩机1进行压缩, 如此往复循环。送风系统:湿空气被吸入后, 在蒸发器4被冷却到露点温度以下, 在hd图中由状态1到状态2, 析出凝结水, 绝对含湿量下降, 再进入再热器3, 吸收制冷剂的热量而升温, 相对湿度降低, 变为状态3, 由送风机5送入房间。
冷冻除湿机特点:由于能耗小、操作简单、易于控制, 得到了广泛的应用。湿空气中水份在低于0℃的表面易冻结, 处理空气与换热器表面又有一定的温差, 从而导致处理空气能达到的露点温度最低也就在0℃, 如需用此方式达到工业所需一般除湿要求则需有低温盐水和加大空气处理风量, 势必增加冷冻机与风机、水泵运行能耗, 而设备也需更大型化。
2 压缩除湿技术
压缩空气除湿机原理:压缩空气除湿机将空气压缩再冷却, 空气中的水气即凝结成水。将压缩空气除湿机凝结的水排除再加热即可获得低湿度的空气。除湿机的内循环:通过压缩机的运行, 排气口排出高温高压的气体, 进入冷凝器冷却, 变成低温高压气体, 通过毛细管截流, 变成低温低压的液体, 通过蒸发器蒸发吸热, 回到压缩机变成低温低压的气体。如此循环往复。除湿机的外循环:在正常开机的情况下, 通过风机的运行, 潮湿的空气从进风口吸入, 经过蒸发器, 蒸发器将空气中的水份吸附在铝片上, 变成干燥的空气, 经过冷凝器散热, 从出风口吹出。压缩空气除湿机特点:适合小风量, 低露点除湿机;压缩动力费较大;适合仪表、控制等需要高压少量除湿空气者用。
3 热管除湿技术
热管除湿机有升温型、调温型和降温型三种功能。调温型热管除湿机和降温型热管除湿机又有水冷和风冷两种冷却方式, 可满足用户各种场合的需要。调温型热管除湿机具有升温、调温、降温三种除湿功能。风冷调温型和风冷降温型热管除湿机的风冷冷凝器可直接放在楼顶或露台上, 节省机房, 面积, 免去冷却塔、冷却水泵等设备及工程投资。
热管除湿机特点是热管内部充以工作液体, 利用液体蒸发和冷凝的过程传热, 所以它工作时没有机械部件和能源消耗。除湿热管由二个区段所组成。第一个区段被放在空调冷盘管前的空气入口处。当热气流在热管的第一个区段经过的时候, 管内的液体蒸发, 将热量传送到放在空调冷盘管后气流下端的热管第二个区段。因为进入蒸发器的空气中的热量已经被转移了一部分, 空气通过冷盘管后空气的温度就相对较低, 结果空气中的水分冷凝量增多。
4 转轮除湿技术
转轮除湿机的原理:转轮除湿机的核心部件是一个蜂窝状转轮, 转轮由特殊陶瓷纤维载体和活性硅胶复合而成;转轮两侧由特制的密封装置分成两个区域:处理区域 (270℃扇形区域, 占总面积的3/4) 及再生区域 (90℃扇形区域, 占总面积的1/4) , 结构如图3;干燥转轮以8~10r/h的速度缓慢地转动着;当需要除湿的潮湿空气通过转轮的处理区域时, 湿空气的水蒸汽被转轮的活性硅胶所吸附, 干燥空气被处理风机送至需要处理的空间;而不断缓慢转动的转轮载着趋于饱和的水蒸汽进入再生区域;再生区内反向吹入的高温空气使得转轮中吸附的水份被脱附, 被风机排出室外, 从而使转轮恢复了吸湿的能力而完成再生过程, 转轮不断地转动, 上述的除湿及再生周而复始地进行, 从而保证除湿机持续稳定的除湿状态。每种转轮均能提供巨大的吸湿表面积, 所以除湿能力强。就强度而言, 氯化锂转轮不如硅胶转轮。
转轮除湿机的除湿量可以从以下两个方面进行调节:一是控制处理风量的大小;二是控制再生温度的高低。对于前者, 当要求除湿量大时, 则让全部处理空气通过干燥 (吸湿) 转轮;若要求除湿量减少时, 则让部分处理空气从旁通风管流过。对于后者, 若要减少除湿量则应降低再生空气的温度, 使再生区的载体内仍有少量水分未能排出, 待转到吸湿区时, 吸湿能力降低, 除湿量减少。
转轮除湿机的主要特点是除湿量大, 湿度可调, 容易控制处理后空气的湿度;对低温低湿空气除湿效果显著, 是冷冻除湿法难以达到的;吸湿转轮性能稳定, 使用年限长, 其运行可靠、易于操作、维护简便、设备体积小、安装简便。
5 溶液除湿技术
溶液除湿技术是利用空气和易吸湿的盐溶液接触, 使空气中的水蒸气吸附于盐溶液中而实现的空气除湿过程。溶液对空气除湿后自身会变稀, 需要再生, 根据再生驱动源的不同, 可将溶液除湿系统分为两类:电驱动方式和热驱动方式。电驱动方式的系统, 使用的电能驱动溶液再生的系统。电能属于高品位能, 运行成本较高。热驱动方式的系统, 即利用城市热网热水 (70~90℃) 、BCHP (建筑热电冷联供) 系统废热、太阳能等低品位热能驱动溶液再生的系统。
溶液除湿技术的特点:冷却除湿 (冷凝除湿) 方法存在空气处理过程的显热与潜热比与室内热湿负荷不匹配的问题。通过冷却方式对空气进行除热、除湿, 其吸收的显热与潜热比只能在一定的范围内变化。而建筑物实际需要的显热与潜热比却在较大的范围内变化。室内的湿负荷产生于人体, 当室内人数不变时, 潜热量不变, 但显热却随着气候、室内设备状况等的不同大幅度变化。或者室内人数有可能大幅度变化, 但很难与显热量的变化呈正比。室内显热与潜热的比值是不断变化的, 而空气冷却除湿处理过程的显热与潜热比值基本固定不变, 对于这种不匹配问题, 往往是仅满足室内温度的要求, 而不顾湿度的要求, 造成室内相对湿度过高或过低。在某些情况下, 为协调热湿之间的矛盾, 还需要对降温除湿的空气进行再热, 造成不必要的能源浪费。最好的方法就是寻找新的除湿方式, 实现不依赖于降温的独立除湿方式。
摘要：本文以空气的除湿处理技术为研究对象, 对空气的除湿处理设备及性能进行分析。望对通风空调系统的性能分析和设计提供帮助。
关键词：空气,除湿,除湿机原理,含湿量
参考文献
[1]彦器森.空气调节用制冷技术, 中国建筑工业出版社, 1981.
[2]薛殿华.空气调节, 清华大学出版社, 2003.
[3]邢振禧.空气调节技术与应用, 2002.
[4]谢晓云.新型高效热驱动溶液除湿空调原理及应用, 清华大学博士论文, 2008.
储油洞库除湿技术研究 篇5
关键词：洞库,通风,相对湿度,除湿
油料洞库作为我军重要的战略油料储备场所,大部分建于20世纪六七十年代。在经历了多年的使用后,一些油罐、管线等设备已出现腐蚀,罐室贴壁层渗水严重,尤其在夏秋雨季。夏季洞内相对湿度可达90%以上,给洞库罐室的除湿工作带来了许多棘手问题,给油料洞库的管理和设备设施的维护保养带来了一定的安全隐患。
1.湿度对油库的影响及降湿方法
相对湿度与钢铁腐蚀比速度有直接的关系。洞内潮湿的空气,不仅会加剧油罐、管线、阀门等金属设备的腐蚀,还会使金属表面具有防腐作用的漆膜起泡、软化、脱落,扩大了金属的锈蚀面,而生成的锈皮又容易吸湿,进一步加速了对漆膜的破坏和金属设备的锈蚀。潮湿的空气通过各种渠道与油料接触,会加速油料的氧化变质,缩短储存期;与库内电气设备接触,会使其非金属部分霉烂、老化、分解,破坏电气设备的绝缘层,导致漏电、短路、跳火,直接影响电气设备的正常运行[1,2,3]。
如表1所示,随着相对湿度的增大,钢铁腐蚀比速度呈加快趋势。当相对湿度为100%时,钢铁腐蚀比速度达到最大。当相对湿度低于75%时,由空气湿度引起的钢铁腐蚀可忽略不计。
常用于洞库的空气降湿方法有升温通风降湿、冷却除湿、液体吸湿剂除湿、固体吸湿剂除湿及这些方法的联合使用。每种方法都各有特点,应根据当地自然条件、工程特点、造价和运行费等进行综合技术经济比较后选用。用升温通风减湿方法,在一定范围内,空气含湿量不变,温度提高1℃,相对湿度可降低4%~5%,但加热后的空气容纳水汽的能力较原来的空气有所提高。而冷冻除湿是利用专门机器将空气温度降低至其露点温度以下时,空气中水分凝结,含湿量下降,并将干燥后的空气送入地下空间内,从而达到降低地下空间内空气湿度的目的。冷冻除湿机通常由制冷系统和送风系统组合而成,在以除湿为主的地下空间采用冷冻除湿机是一种比较有效的除湿方法[4,5]。
2.某洞库除湿技术探讨
2.1某洞库基本情况
该洞库属于下坑道式洞库,仅有一条主坑道并由支坑道与罐室相连通,工艺流程图如图1所示。具体参数如下:主坑道宽2.35m,高3.40m,总长为386m。从入口到第一道门长度为15.4m,第一道门到第二道门长度为14.75m,第二道门到第三道门长度为5.2m。主坑道容积约为2855m3。支坑道宽2.45m,高3.40m,长8.4m,单个支坑道容积为62m3,洞库内油罐数量17个,支巷道总容积1056m3。油罐室参数:油罐周长47.9m,高度为12.63m,罐室周长52.6m,高度为13.38m,单个洞室容积为574m3,罐室总容积为9764m3。洞库总容积(不包括通风管道,进出油管道及一些相应设备所占的容积)为13676m3。
洞库通风系统工艺设备由通风机、通风管道、隔离蝶阀、排风口、防雨帽、配电系统及防雷防静电装置等组成。通风机为离心式,型号:B4~72~10D;流量:31521m3/h;风压:1321Pa;功率:18.5kW;配套电机功率:18.5kW;通风管直径500~310mm。材料镀锌板风管,管道阀门蝶阀安装在支坑道操作间内,负压通风方式,单根通风管道排风。平时洞库以机械通风为主,洞口自然通风为辅。
根据所提供的资料,洞库内的夏季温度16℃,湿度96%,冬季温度15℃,湿度95%。
2.2某洞库所在地区气象情况
该油库地处黔中腹部,属亚热带季风湿润气候,年平均气温14.1℃,降雨量1305.7mm,平均相对湿度为82%。从2011.01.01到2013.12.01共1039天中,雨天656天,多云304天,阴48天,雪22天,晴9天。其中雨雪天678天,占总天数的65.3%。如图2所示。
图3至图5列出了某油库所在地区6月至9月一些天内24小时的温度及湿度情况。
2013年10月份20天温湿度统计情况。
为便于观察、分析,以某两天为例,其温度、湿度随时刻的变化关系用图8表示。
从图6、图7、图8中可以看出,在每日的8时至20时,湿度较高,温度较低,一般在14时至15时,温度达到一天中的最大值,而湿度达到最小值。从统计结果看,湿度大多数时间内都高于75%,甚至达到95%以上。
通过对两年的天气情况进行分析发现,仅通过通风难以满足洞库的湿度要求,必须进行除湿处理。
2.3除湿量的计算
除湿系统的重要工作是计算湿负荷设计,只有了解湿负荷的大小及来源,才能有效地将其除去。洞库内湿气的来源主要包括以下几部分:一是从门窗空洞缝隙、洞库内墙裂纹、地板及被覆顶渗透,二是人的呼吸与流汗产生,三是补充的新风带入。由于洞库不是人员作业的主要场所,因此由人的因素所产生的水汽可忽略不计。
如果洞库湿度过大是由洞库本身渗漏所造成的,则需对洞库进行防渗处理,最大限度地减少由洞库本身结构所产生的湿度增加量。虽然天气影响是人力所不能改变的,但可以顺应天气的变化规律加以利用。
根据文献资料[6],含水量与空气温度的关系可用下列公式计算:
表2和表3分别给出了温度13至20℃范围和温度21至28℃范围内,不同相对湿度下的每千克干空气的含湿量计算结果。
图9和图10分别给出了温度为13至20℃和温度为21至28℃时,将不同相对湿度下的空气处理至温度16℃、相对湿度为70%状态时所需要的除湿量。
根据图9图10所示的计算结果,结合洞库的总体参数,可计算将洞库不同状态下的空气处理至洞库要求状态(16℃,相对湿度70%~75%)时的总除湿量。洞库内总容积为13676m3,计算时取保险系数为1.1,则除湿容积为15043.6m3。将不同温度、不同相对湿度下的空气处理到空气温度16℃、相对湿度70%时的除湿总量计算结果如表4所示。
图11、图12分别表示将13~20℃和将21~28℃不同湿度下的空气处理至温度16℃,相对湿度为70%时需要的除湿量。
将室外空气处理至温度16℃,相对湿度70%时,从图11、图12中可以得出如下结论:(1)当温度低于16℃,空气相对湿度低于80%时不需要除湿,仅通过通风即可达到洞库温湿度要求;(2)当温度高于16℃,必须通过除湿才能满足要求。
图13、图14分别表示将13~20℃和将21~28℃不同湿度下的空气处理至温度16℃,相对湿度为75%时需要的除湿量。
将室外空气处理至温度16℃,相对湿度75%时,从图13、图14中可以得出如下结论:(1)当温度低于16℃,空气相对湿度低于85%,不需要除湿,仅通过通风即可达到洞库温湿度要求;(2)当温度高于16℃,必须通过除湿才能满足要求。
在符合通风降湿条件的情况下,利用库内外空气对流,将库外干燥新鲜空气引入洞内,排除洞内的潮湿空气和油料蒸汽,达到降低洞库湿度的目的。
2.4除湿机的选择
应根据系统要求的温湿度、所需的总除湿量、除湿机技术经济指标的先进性、设备使用灵活性、维修保养的方便性、设备来源及现场安装条件等因素,通过综合考虑确定合适的除湿机。从除湿量、通风量、换气次数、运行时间上综合考虑。据上述计算结果,可选择除湿机的参数如下:除湿量不低于50kg/h,风量不低于6000m3/h。
3.结论
(1)及时把握通风降湿时机,只要符合通风条件,洞库内相对湿度高于洞库要求的相对湿度时,无论洞库内外的温度如何变化,都可以进行通风除湿。
(2)当洞库外气温低于洞库内气温时彻底通风,冬季前后,由于气温较低,空气中所含的水汽量小,进入洞库的干燥、凉爽空气是一个升温的过程,不会引起结露现象,除湿效果更佳。