除濕機在工業應用上設計考慮要點

(除濕機在工業應用上設計考慮要點)

在過去幾年,除濕技術已擴展至商業、研究單位與工業應用,由于全球的氣候變遷使得這領域的技術受到重視并已有長足的進步。在過去幾年,除濕技術已擴展至商業、研究單位與工業應用,由于全球的氣候變遷使得這領域的技術受到重視并已有長足的進步。

除濕機的性能:除濕機藉由空氣與吸濕劑表面的蒸氣壓力差移除空氣中的水份。有八個主要參數會影響其性能。

· 除濕過程空氣濕氣含量

· 除濕過程空氣溫度
· 除濕過程經過吸濕劑的速度
· 逆反應空氣濕氣含量
· 逆反應空氣溫度
· 逆反應經過吸濕劑的速度
· 吸濕劑的用量
· 吸濕劑的吸附與脫附特性

系統設計者必須考慮所有的要點,使用制造廠提供之詳細數據來選擇最適合制程的吸濕劑。一般而言,在恒溫下,每一種吸濕劑都有固定的吸濕量,它的功能與相對濕度有關,改變任一項條件時,吸濕能力會受到影響。

除濕機性能得自一個基本的假設─主機于平衡狀況下操作。換言之,除濕過程側的總能量與逆反應側的能量是平衡的。假如系統不平衡(風量不平衡、濾網阻塞等),除濕機將不能表現出預定的性能。

除濕機的安裝:
  
吸濕劑除濕機可安裝在室內成為獨立系統,也可以用于非常復雜的系統中。大型可以處理80,000 m3/h的風量,在空調箱中作為輔助設備,安裝的方式與一般的空調箱相同。

除濕機的維修:
  
基本上,除濕機只有三個動件,轉輪、風扇、與逆反應風扇。所以維護工作是簡單而易懂的。
  
維護原則是要維持過濾器正常運作,過濾維持在高標準,干燥機可免于故障。典型的吸濕劑轉子于工業應用的壽命為10年,有些轉子可以到25年。計劃性的維護是吸濕系統很重要的一部分,不可以忽略。

系統設計師通常會根據最大負載來選擇設備。然而,為滿足所有應用需求,有必要仔細了解設備性能于不同負載操作條件時的變化。

制程除濕系統的尺寸、價格與復雜度變化極大。但依應用場合可分為三種基本型式:

· 商用HVAC系統
  用于產品本身與制程的舒適性溫度控制與低濕度控制。

· 工業用HVAC系統
  全年不停的封閉式溫度與濕度控制。

· 產品干燥系統
  系統設計用來移除材料中的濕氣。

所有系統設計過程皆相同:

1. 定義除濕項目的目的
2. 建立濕度控制量與允差
3. 計算熱與濕氣負載
4. 選擇組件尺寸與放置位置
5. 選擇系統控制與放置位置
  
在定義項目的目的之后,必須建立濕度控制量與允差,將所有不確定的問題都研究清楚。
  
環境條件與控制空間條件差異愈大,每個組件的負載就愈大。設計條件由產品本身或制程決定。最重要的是必須明訂濕度需求,即每kg空氣有多少水氣。提出類似30%相對濕度的數據并不夠明確,因為不同溫度下之30%相對濕度,會有不同的濕氣。

控制的溫度范圍帶必須明訂,所謂的外部環境狀況可包括環繞控制空間四周的條件,就像外氣條件一樣,但必須定義清楚以計算濕氣負載。對于標準設計,天氣資料可以由多種銷售地區不同的天氣資料組合而來。

至于允差方面,如果儀校的準確度為5%,就不能將允差定為 3%。封閉濕度控制是極困難與極昂貴的控制,因此大部分的產品皆不要求5%以下的控制。品質良好的濕度感應器比露點溫度計便宜許多。
  
溫度控制由于僅處理顯熱,所以1 K或以下的溫度允差是可達到的。
 
這工作最好由專家來做,通常受好評的制造商都有應用工程師來協助指導項目工程師,否則至少也可以請顧問協助。

選擇與設置系統控制:
  
儀表可以量測空氣相對濕度、絕對濕度、固體濕度含量與溫度。每個儀器的控制方法都不盡相同,項目中所規劃的的關鍵性功能即決定了控制策略。一旦決定后就可以找到合適的儀器。

儀表有四個基本的功能,設計工程師必須逐一考慮:

· 感測濕度與溫度
· 顯示量測值
· 紀錄量測值
· 控制空調空間

個功能都可影響最后結果:

· 重復性(精確度)
· 范圍
· 反應時間
· 持續性
· 傳感器的位置往往比精確度更重要。

低露點除濕系統:
  
典型的應用為操作溫度-35℃ 的冷凍庫。一旦外氣滲入至冷凍庫中,空氣中的濕氣會凍結在蒸發器上而使生產中斷。
  
藉由建立正壓,供應露點或露點以下的干燥空氣,使外氣無法滲入,冷凍庫的除霜時間可以拉長。此例之干空氣條件約為0.079 g/kg等于露點溫度-40℃。標準除濕無法將外氣13g/kg(夏季最大值)降至如此低的程度。

系統可使用直膨冷凍系統或冰水做為外氣預冷組件,供給吸濕劑5℃與100%相對濕度 (5.4 g/kg) 的空氣條件。預冷卻之后,除濕機再進一步將空氣干燥至露點溫度。顯熱在此應用例中并不重要,因為潛熱值遠超過它。
  
一般而言,低露點系統是結合吸濕劑除濕與冷卻設備的最佳應用范例。

成本與回收:
  
除濕設備與系統可提供非常多的效益。然而,不投資設備是無法獲得利益的?;ㄙM的成本與所得利益不是絕對的,必須與其它方式比較。但可以確定的是,不使用除濕設備,對大多數的案例而言,必定要花費更多的成本。

除濕系統的經濟效益分為四種:

· 操作成本降低
· 設備成本降低
· 產品品質提升
· 操作反應改善

以上皆可增加收益或可將昂貴的資源轉用到別處。除濕計畫可產生額外的投資機會,使得初期成本在短期內回收。額外的好處包括藉由濕氣負載的降低、最佳控制程度、明確的控制點、結合吸濕劑與冷凍系統,減少生產設備的初置成本。

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