關(guān)于轉(zhuǎn)輪除濕機在空氣調(diào)節(jié)中的應(yīng)用_重復(fù)
1、引言隨著科技的進步和產(chǎn)品技術(shù)的不斷提升以及中國對外開放的深入,大批的外資企業(yè)在中國設(shè)立其制造基地,特別是近年來半導(dǎo)體行業(yè)的大舉進入,其全新的生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)過程中對環(huán)境溫、濕度、潔凈度的較高要求,需要我們提供一個比較有效且比較低能耗的空調(diào)系統(tǒng),特別需要有低濕度的空調(diào)環(huán)境保證。目前,空氣除濕主要有四種方式,通風(fēng)除濕、冷卻除濕、液體吸濕劑除濕和固體吸附劑除濕。在空調(diào)除濕系統(tǒng)中,冷卻除濕和固體吸附劑除濕是主要手段。冷卻除濕在環(huán)境對濕度要求不是很高(≯60~65%)的條件下,效果還是比較好,性能穩(wěn)定且能耗也比較低,目前應(yīng)用比較廣泛。但在生產(chǎn)環(huán)境對濕度要求較高(=45±5%)的地方,采用冷卻除濕就明顯是不經(jīng)濟的。采用轉(zhuǎn)輪除濕機,將不受空氣露點影響,且除濕量大,特別適用于低濕條件下,但如果全部除濕僅采用固態(tài)吸附原理的轉(zhuǎn)輪除濕機進行,由于其再生耗能量也比較大,此種方案也不是最經(jīng)濟的。由于轉(zhuǎn)輪除濕和冷卻除濕各有所長,將其優(yōu)化組合,各取所長,互補所短,會更好的發(fā)揮其效能。
2.濕度在半導(dǎo)體行業(yè)中的要求半導(dǎo)體的生產(chǎn)工廠要在全年四季的氣候條件下,生產(chǎn)車間內(nèi)部要求維持穩(wěn)定的環(huán)境,特別是對于生產(chǎn)環(huán)境的溫度、濕度、空氣潔凈度、氣流組織,壓力平衡等多個空調(diào)參數(shù)都提出了嚴(yán)格的要求。有別于其他的恒溫恒濕環(huán)境系統(tǒng)的要求,由于電子產(chǎn)品對靜電的敏感性和高濕度環(huán)境對其品質(zhì)的影響,其對濕度的精度提出了嚴(yán)格要求,對于空調(diào)系統(tǒng)的配置,則要求系統(tǒng)同時具備夏季除濕的功能和冬季加濕的功能。一般的,半導(dǎo)體生產(chǎn)行業(yè)的溫濕度條件為:=22±2°,=45±5%;而對于這個溫濕度要求,傳統(tǒng)上經(jīng)常采用冷凍除濕+后加熱(再熱)方式進行處理,并取得了一定成果。但這種方式卻存在著一個致命問題,冷熱的抵消和能耗的巨大浪費,特別是由于半導(dǎo)體行業(yè)的大新風(fēng),大排風(fēng)系統(tǒng)、生產(chǎn)環(huán)境為大空間潔凈環(huán)境以及目前許多廠主要集中分布在華南和華東地區(qū)的特殊情況,使得這個問題十分突出。因此,在最新的許多半導(dǎo)體廠房的空調(diào)系統(tǒng)開始使用新風(fēng)通過新風(fēng)機組(冷卻除濕)和轉(zhuǎn)輪除濕機聯(lián)合處理濕度、溫度而后通過后空調(diào)機組處理的組合方式,達到室內(nèi)送風(fēng)溫、濕度要求,并取得了顯著收益。
3.工程實例一、設(shè)計條件及要求:、室內(nèi)要求:=22±2℃;=50±5%;=11.5℃;=8/;、潔凈級別:10(級);、體積:=;=2.8;、工作人員:30名,車間無工藝濕負(fù)荷;、新風(fēng)量:/;、送風(fēng)量:/,正壓5~10;、室外環(huán)境條件:=35℃;=70%;=25/;二、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案及優(yōu)缺點:、方案:新風(fēng)機組()+組合式空氣處理機組(),其空氣處理過程如下:新風(fēng)過濾經(jīng)表冷處理后與房間回風(fēng)混合,再經(jīng)表冷器處理到機器露點(=12℃)后再加熱至送風(fēng)溫度(=18.5℃)后,統(tǒng)一送風(fēng)到車間。分析如下:由于車間內(nèi)部的露點溫度為11.5℃,并且設(shè)計條件中車間內(nèi)無其他工藝濕負(fù)荷。根據(jù)這種條件,我們假定車間內(nèi)部沒有任何產(chǎn)濕量,則需要送風(fēng)露點和車間相同為11.5℃,這時對于新風(fēng)和回風(fēng)達到11.5℃露點所需要的冷量為:新風(fēng)冷負(fù)荷:.2(101.2-32.2)/3600=162;(新風(fēng)預(yù)冷至18℃,95%)回風(fēng)冷負(fù)荷:.2(44-33)/3600=440總計:162+440=602;而在處理空氣露點溫度達到車間露點溫度后,需要進行加熱補償,以保證送風(fēng)溫度的要求,這時所需要的再熱量為:再熱負(fù)荷:.2(39.8-33)/3600=272總能耗為:冷:602.熱:272.從上述分析和計算可得出,能耗抵消為:272但實際上,車間內(nèi)部由于人員的工作,維護結(jié)構(gòu)的內(nèi)外的水蒸汽分壓力差以及車間門的開啟等因素,車間內(nèi)不可避免的存在濕負(fù)荷,這就要求送風(fēng)露點溫度應(yīng)略低于車間內(nèi)部露點溫度,這會導(dǎo)致更大的冷熱能耗抵消。一般的,由于新風(fēng)的焓值非常高,無法通過新風(fēng)表冷器直接將新風(fēng)冷卻到11℃露點溫度。所以經(jīng)常采用新風(fēng)和回風(fēng)混合后,再表冷器處理的方法進行操作。同時,這種空調(diào)系統(tǒng)不僅要求在夏季可以同時滿足制冷(控溫和除濕)和供熱(滿足濕度要求)功能;并要求在某些過渡季節(jié)甚至冬季同樣需要開啟制冷機組,目的僅僅是除濕(對新風(fēng)進行降溫除濕)。而后再通過后加熱補償?shù)姆绞剑匦驴刂剖覂?nèi)的溫度要求,浪費了大量的能源更為嚴(yán)重的是,在某些情況下,后加熱的配置量往往偏低,特別是后加熱器采用電加熱時,這種情況更為常見。這時的空氣因無法得到足夠高的送風(fēng)溫度而導(dǎo)致車間內(nèi)部的相對濕度偏高,這種情況下,要求制冷機組需要將送風(fēng)露點(溫度)進一步降低,而在送風(fēng)露點下降時,溫度隨之下降從而導(dǎo)致車間內(nèi)部的濕度無法得到嚴(yán)格保證。對于制冷機組,需要將空氣處理到11℃露點溫度,因此要求冷水溫度一般為5~10℃。但在這種工況下,制冷機組的效率也往往會有所衰減,從而需要配置較大容量的制冷設(shè)備,引起初投資的增加。
.方案:新風(fēng)機組()+轉(zhuǎn)輪除濕機組()+組合式空氣處理機組(),其空氣處理過程如下:新風(fēng)過濾,經(jīng)過新風(fēng)表冷器,一般處理到18℃露點,之后經(jīng)過轉(zhuǎn)輪除濕機進行等焓除濕(空氣露點為4℃,=5.2/,=42℃);除濕后的干熱空氣再和回風(fēng)混合后(=23.5℃,=7.9/),通過后表冷器進行干工況降溫處理到送風(fēng)溫度(18.5℃),送風(fēng)到車間。能耗為:新風(fēng)表冷冷負(fù)荷:.2(101.2-50)/3600=162除濕機能耗:125后空調(diào)冷負(fù)荷:.21.005(23.5-18.5)/3600=201總能耗為:冷:363.熱:125..方案比較:傳統(tǒng)冷凍除濕+后加熱系統(tǒng)轉(zhuǎn)輪除濕機系統(tǒng)新風(fēng)表冷能耗后表冷器能耗電加熱能耗總能耗(折算為電能):383.8193由上述分析和計算可得出,使用轉(zhuǎn)輪除濕機系統(tǒng)和傳統(tǒng)的冷凍除濕機+后加熱器方式,能耗節(jié)約為45%左右。同時,由于轉(zhuǎn)輪除濕機可以將新風(fēng)進一步除濕干燥,以抵消車間的其他室內(nèi)濕負(fù)荷,尤其是在系統(tǒng)初期調(diào)試及房間發(fā)熱量不足(即生產(chǎn)開工不足)期間,這種系統(tǒng)運行更加可,安全性更好,完全可以滿足半導(dǎo)體潔凈車間全天候的生產(chǎn)要求。
4.轉(zhuǎn)輪與冷卻聯(lián)合式除濕空調(diào)系統(tǒng)的特性轉(zhuǎn)輪與冷卻聯(lián)合除濕空調(diào)系統(tǒng),就是將具有冷熱交換的冷卻除濕循環(huán)系統(tǒng)與轉(zhuǎn)輪除濕相結(jié)合,利用制冷系統(tǒng)的吸熱除濕進行前期除濕,而利用轉(zhuǎn)輪除濕機進行深度除濕。冷卻除濕在一定的范圍內(nèi)除濕效果好,且性能穩(wěn)定,但當(dāng)濕度要求較低時,冷卻除濕的能力明顯下降,此時選用轉(zhuǎn)輪與冷卻聯(lián)合除濕系統(tǒng),可以達到很好的效果。冷卻除濕作為前期除濕,突出了冷卻除濕機高露點工況下能耗低的特點,利用轉(zhuǎn)輪除濕進行深度除濕,突出了轉(zhuǎn)輪除濕機低溫低濕條件下,不受露點限制且除濕量大的優(yōu)點。
此系統(tǒng)常用的處理流程如下:1:冷卻除濕;2:轉(zhuǎn)輪除濕;3:等濕冷卻;5:再生加熱;6:絕熱再生5.結(jié)論在低濕環(huán)境條件下,采用轉(zhuǎn)輪與冷卻聯(lián)合式除濕空調(diào)系統(tǒng)具有僅冷卻除濕機不可比擬的優(yōu)越性。