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冷凍除濕系統(tǒng)原理及適用性

冷凍除濕系統(tǒng)原理及適用性

作者:CEO 時(shí)間:2022-08-09

信息摘要:摘要:空調(diào)常被人誤認(rèn)為只是簡(jiǎn)單的溫度控制,這觀念在今天已不能滿(mǎn)足不斷變遷中的環(huán)境。許多空調(diào)系統(tǒng)面對(duì)最近氣候干球溫度與濕球溫度的增加,已發(fā)生能力不足的現(xiàn)象。回顧1990年之最大空調(diào)設(shè)計(jì)干濕球溫度為26.5℃db與19.25℃wb(等于11g/k

冷凍除濕系統(tǒng)原理及適用性

(冷凍除濕系統(tǒng)原理及適用性)

  摘要:空調(diào)常被人誤認(rèn)為只是簡(jiǎn)單的溫度控制,這觀念在今天已不能滿(mǎn)足不斷變遷中的環(huán)境。許多空調(diào)系統(tǒng)面對(duì)最近氣候干球溫度與濕球溫度的增加,已發(fā)生能力不足的現(xiàn)象。

  回顧1990年之最大空調(diào)設(shè)計(jì)干濕球溫度為26.5℃db與19.25℃wb(等于11g/kg絕對(duì)濕度)。當(dāng)時(shí)這個(gè)數(shù)據(jù)廣為顧問(wèn)公司與工業(yè)界所引用。但到了1995年,此數(shù)據(jù)已增加到28℃db與21.25℃wb(13g/kg)。在1998年干球設(shè)計(jì)溫度又再增加,因?yàn)槟悄晗奶欤?guó)出現(xiàn)30℃以上的高溫,因此設(shè)計(jì)值增為30℃db與21.25℃wb(13g/kg)。

  在2000年,一些顧問(wèn)公司更使用35℃db與25℃wb(15g/kg),這設(shè)計(jì)值已涵蓋了大部分工業(yè)制程用途的范圍。

  當(dāng)然并非每個(gè)工程師都使用此設(shè)計(jì)規(guī)格,但可以確認(rèn)的是,夏季高溫與潮濕已與我們同在,而且可以預(yù)測(cè)未來(lái)亦是如此。

  潛在的問(wèn)題:過(guò)高的干球溫度表示冷卻設(shè)備可能會(huì)有能力不足的現(xiàn)象而影響到人員的舒適感。設(shè)備維護(hù)人員也會(huì)關(guān)心如此高的干球溫度是否會(huì)超過(guò)冷凝器的最大設(shè)計(jì)值。此問(wèn)題可以藉由冷凝器前加裝一冷卻板,將過(guò)多的顯熱移除解決。一般而言,若冷卻設(shè)備是處在良好的狀態(tài),應(yīng)該不會(huì)對(duì)廠內(nèi)制程造成太大的影響。但過(guò)高的濕度就不是這么回事了。

  高絕對(duì)濕度會(huì)以各種不同的方法在許多典型的制程或產(chǎn)品中造成問(wèn)題。困難的是去發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)問(wèn)題的根源(濕度)。

  

  一些由高濕所引起的問(wèn)題有:

  ·由于高潛熱負(fù)載造成冷卻設(shè)備過(guò)載

  ·包裝區(qū)的濕度過(guò)高會(huì)造成設(shè)備異常

  ·原料會(huì)在潮濕的倉(cāng)庫(kù)中損壞

  ·成品的包裝因吸濕后變得很軟

  ·白色的貨物在未防濕的倉(cāng)庫(kù)中產(chǎn)生褐斑

  ·冷凍庫(kù)的結(jié)冰速度增快,造成產(chǎn)品中心溫度漂移

  ·蒸發(fā)盤(pán)管結(jié)冰過(guò)多造成冷藏溫度漂移

  ·在食物準(zhǔn)備區(qū)的冷凝水,形成健康與安全的風(fēng)險(xiǎn)

  ·在冷卻隧道中冷凝水將未包裝的產(chǎn)品破壞

  解決方法:

  一般人都有聽(tīng)過(guò)除濕這兩個(gè)字,但卻少有人熟悉估算主機(jī)尺寸的復(fù)雜細(xì)節(jié)。然而,基本的除濕理論是簡(jiǎn)單而易懂的。一旦了解之后,我們就可以仔細(xì)的確認(rèn)除濕的種類(lèi)以符合特定的應(yīng)用需求。

  有三種由空氣中除濕的方法:

  ·冷卻空氣使其中的水蒸氣冷凝

  ·藉由增加空氣全壓使其中的水蒸氣冷凝

  ·使用吸濕劑利用蒸氣壓差把空氣中的濕氣吸出

  上述第二項(xiàng)以壓力為基礎(chǔ)的除濕相關(guān)資料,可以參考?jí)嚎s空氣的相關(guān)技術(shù)資料。

  工業(yè)界常用的除濕方法為:

  ·以冷卻為基礎(chǔ)的方法,包括冷凍除濕系統(tǒng)與冰水系統(tǒng)

  ·化學(xué)除濕(吸濕劑),包括固體除濕、蜂巢旋轉(zhuǎn)輪等

  ·一般而言,除濕劑系統(tǒng)常使用冷凍除濕的方式

  冷卻除濕(冷凍除濕)

  大部份的人都熟悉冷凝的原理,當(dāng)空氣被冷卻到露點(diǎn)溫度以下,水氣會(huì)凝結(jié)在距離最近的表面,這就是除濕降溫的過(guò)程。除濕的量與空氣被冷卻的程度有關(guān),溫度愈低,空氣愈干燥。主要的商用與家用空調(diào)系統(tǒng)即是利用此原理除濕。冷媒系統(tǒng)先將空氣冷卻,同時(shí)將冷凝的水份排出,再將干空氣送至空間中。

  冷卻空氣的除濕過(guò)程可以由空氣線圖來(lái)說(shuō)明(圖略)。當(dāng)空氣由25℃冷卻至14℃,空氣呈現(xiàn)飽和狀態(tài),相對(duì)濕度為100%,此時(shí)仍無(wú)除濕現(xiàn)象。若再進(jìn)一步冷卻空氣,濕氣就會(huì)開(kāi)始凝結(jié)出來(lái),空氣就被除濕了,若由14℃冷卻到10℃,則每公斤空氣可以移除2.4克的水氣。

  冷卻除濕可以有千種以上的硬件組合(圖略),但可歸納為下列三種:

  ·直膨冷卻

  ·低溫液體冷卻

  ·除濕再熱系統(tǒng)

  直膨冷卻

  直膨系統(tǒng)是讓冷媒氣體膨脹后進(jìn)入冷卻管排中,以低溫的管排表面積移除空氣中的水份。家用空調(diào)機(jī)與商用天花板空調(diào)機(jī)大多為直膨系統(tǒng),有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)為DX主機(jī)。

  液體冷卻

  低溫液體冷卻系統(tǒng)使用冷媒冷卻流體,低溫流體再流經(jīng)冷卻管排來(lái)冷卻空氣加以除濕。液體可以用水、乙二醇或其它不凍液。在小型空調(diào)的應(yīng)用中,此方式較復(fù)雜且成本較高。因此液體冷卻系統(tǒng)常用于大型系統(tǒng),其安裝成本與運(yùn)轉(zhuǎn)效率都比DX系統(tǒng)高。

  除濕與再熱系統(tǒng)

  除濕再熱系統(tǒng)可以使用DX或低溫液體系統(tǒng)來(lái)冷卻空氣,但在空氣返回空間之前要加以回?zé)?,家?a title="除濕機(jī)" href="/index.php?s=tag&name=chushiji" target="_blank">除濕機(jī)即是這種系統(tǒng),另外商用與工業(yè)用途也常使用,例如游泳池、木材干燥等。一般而言,它是用在高溫與高濕的環(huán)境除濕。

  冷卻除濕有一個(gè)限制,就是濕氣有可能被凍結(jié)在管排上,這會(huì)造成兩個(gè)問(wèn)題。第一是,濕氣被凍結(jié)所產(chǎn)生的霜,會(huì)在熱交換器表面形成熱阻抗,使得設(shè)備的能力下降。第二是,霜會(huì)阻塞管排造成風(fēng)量減小,最后會(huì)將管排完全阻塞而無(wú)法除濕。若系統(tǒng)在0℃的環(huán)境除濕時(shí),必須要有除霜系統(tǒng),以融化管排上的凍結(jié)水。除霜時(shí),除濕與冷卻的功能是暫停的。

  工程師要了解,在高溫的環(huán)境下除濕,卻又要將空氣除濕至5℃露點(diǎn)溫度(5.4g/kg)以下時(shí),必須要有一些預(yù)防措施。

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