摘要：本文通过对转轮除湿的原理阐述，以及转轮除湿机的空气处理过程分析和案例分析，从而掌握除湿空调系统的设计要点，并能应用到实际工程设计中。 关键词：转轮除湿原理 洁净车间 净化空调机组
前言
随着社会的发展，科技的进步，人们的生活水平越来越高。在室内环境中，通过空调系统实现对温湿度的控制，达到人们的舒适性要求。同时在洁净车间中，通过净化空调系统实现温湿度可控的洁净空间，甚至可采用除湿机实现低湿环境（相对湿度RH(%)<40%）。
本文针对在医药净化空调系统设计中，通过案例分析，阐述如何应用转轮除湿措施，实现干燥的洁净室内环境，以及相关注意事项。FINALDATA ENTERPRISE 2.0
一、转轮除湿机的除湿原理与特点
空气除湿的方法很多，比如通风除湿、冷冻除湿、溶液除湿以及转轮除湿。其中转轮除湿的
吸湿剂吸收空气中的水分后成为结晶水，而不会变成水溶液，是一种典型的干式除湿过程。
转轮除湿机载有吸湿剂的转轮，被密封条分隔成两个扇形区域：一个是处理区域（圆心角为270°），另一个是再生区域（圆心角为90°）。当需要除湿的空气（处理空气）进入转轮的处理区域时，由于在常温下，转轮中吸湿剂的水蒸气分压力低于湿空气的水蒸气分压力，所以，处理空气中的水分被转轮中的吸湿剂吸附，除湿后的干空气由处理风机送出。同时，一股隔开的气流（再生空气）经加热后进入转轮的再生区；由于在高温下，空气的水蒸气分压力低于转轮中吸湿剂的水蒸气分压力，因此，原先吸附的水分被脱附，并随湿空气排至室外，转轮则又恢复了除湿能力。
在上述过程进行的同时，转轮一直是在缓慢低旋转，即处理区的吸附与再生区脱附是同时进行，因此转轮除湿过程是一个连续的过程。
转轮除湿机的核心部分是转轮，其以复合纤维材料做为基材，与氯化锂、活性硅胶、分子筛等吸湿材料复合加工而成，并制成形成蜂窝状结构，形成许多细小的空气流道。这种特殊的结构不但使得机组结构紧奏，并且提供了处理空气与吸湿剂充分的接触面积，从而提
高了除湿效率。
转轮除湿机还有其他优点，如性能稳定，使用寿命长；适用温度范围宽；实现自动化，做到无人值守。
二、除湿系统设计与选型步骤
1、散湿量的种类以及系统处理风量。
常见的散湿量有：人体散湿量、渗入空气散湿量、物料散湿量和水面蒸发散湿量等。考虑到洁净房间为正压，可不考虑渗入空气散湿量。在缺失详细计算参数的情况下，可根据经验值适当选取送风点工况与室内点工况的含湿量差值（Δd取1~2g/kg干空气），以及换气次数（散湿量较小时，满足相应洁净等级的换气次数即可），从而确定送风工况以及系统处理风量L。在散湿量较大的情况下，比如胶囊干燥房间，主要为胶囊的散湿，则应考虑胶囊干燥前与干燥后总的除湿量W，按一定的湿差Δd，计算系统处理风量L，计算公式为：L=W/(Δd∙ρ)。
2、房间压差设计。
在洁净厂房房间压差设计时，受控房间压差应大于相邻房间压差，比如干燥室（20<RH(%)<30）>定型室（30<RH(%)<40）>压丸室（45<RH(%)<65）。从而得出受控房间的正压风量与压入、压出风量，修正系统处理风量。
3、房间排风量。
考虑到房间无工艺排风需求，以及系统运行调试时，需要排风机的辅助进行房间压差调节，因此，可人为地设置一定的排风量，同时亦能满足系统新风量的需求。比如系统风量为5000m3/h，可设置500m3/h的排风量。
杨贵妃传4、转轮除湿净化空调机组的功能段。
正常情况，转轮除湿净化空调机组由以下功能段组成：新风粗中效过滤段+表冷挡水段+一次回风混合段+转轮除湿段+二次回风混合段+表冷挡水段+蒸汽加热段+风机段+均流段+中效过滤段+出风段。其中转轮除湿段分为处理部分与再生部分。
5、转轮除湿段性能参数。
通常，流经转轮的空气分为处理空气与再生空气，其风量比例为3:1，再生空气温度为120℃。
处理空气经过转轮前后的空气状态点可由转轮性能曲线计算确定。
再生空气经过电或者蒸汽加热到120℃，由公式Q=cp∙ρ∙L∙Δt，可知再生空气加热量。
6、空调机组空气处理过程。
夏季：新风经过初中效过滤后，进入前表冷降温除湿到露点温度13℃（冷冻水供/回水温度为7/12℃），然后与一次回风混合，通常混合后风量约为系统风量的30%，紧接着进入转轮除湿段进一步升温除湿（接近等焓过程）。从转轮出来的干空气为高温干燥空气，与二次回风混合后，需要再次进入表冷段进行等湿降温，达到送风状态后由机组风机送至洁净区。风机段后设置均流段与中效过滤段，保证送风的洁净度与气流稳定。
冬季：新风过滤后与一次回风混合（与夏季比例相同），进入转轮除湿段，处理后的干空气与二次回风混合，混合后干空气温度如果低于送风温度，可再经蒸汽加热段达到送风工况。
以上空气处理过程可通过焓湿图计算，得出各处理阶段所需的制冷量、加热量，确定空调机组各功能段参数。
三、工程案例分析
以江苏某制药公司制剂车间的净化空调系统为案例，胶囊生产流程以及房间所需相对湿度与压差为：压丸(45<RH(%)<65，12.5Pa)→定型(30<RH(%)<40，20Pa)→干燥(20<RH(%)<30，27.5Pa)→筛丸(30<RH(%)<40，20Pa)。根据相对湿度要求，进行系统划分：压丸与D级洁净走廊相同，归入洁净走廊净化系统；定型室和筛丸室相同，设为一个净化系统；干燥室设为一个净化系统。
以下以干燥室系统为例子，进行计算选型。
1、系统风量与除湿量。
干燥室的主要产湿量为胶囊的水分散失，通过胶囊进出干燥室的重量变化，可知干燥室的产湿量，由工艺提供条件可知W=60Kg/h。按Δd=2g/kg干空气计算系统风量，可得L=W/(Δd∙ρ)=25000m3/h，其中密度ρ取1.2Kg/m3。
干燥室房间体积为393m3，即换气次数为64次/h，同时满足D级洁净等级换气次数要求。另外干燥室设置1500m3/h的排风量，房间换气次数取65次/h，可得系统风量为25510m3/h，其中回风量LN=22330m3/h,新风量LW=25510-22330=3180m3/h。
2、各功能段空气处理计算。
夏季：
1）前表冷段：经焓湿图空气处理过程计算，室外空气（tautodyn干=34.4℃，t湿=28.3℃）、处理至露点工况（t露fsp=13℃），同时考虑新风量，得出制冷量Q1北京空调器厂=57kW。
2）一次回风混合段：为使送风与室内工况的含湿量差增大，取Δd=2g/kg干空气，从而减少系统处理风量，需要多次试选转轮风量来实现，通常Δd越大，转轮风量与系统风量比例越大，本次干燥室系统采用新回风一次混合后风量比例为系统的67%，即L1=17000m3/h（转轮额定风量为20000m3/h）。由一次回风风量及工况（t=24℃,d=4.7g/kg干空气）、新风风量及露点工况，通过焓湿图计算，可知一次混合点工况（t=21.9℃,d=5.5g/kg干空气）。
3）转轮除湿段：根据转轮性能曲线与一次混合点可知，得出经过转轮处理后空气工况（t=38.5℃,d=1.5g/kg干空气），由焓湿图计算可知除湿量W转轮=81kg/h。
4）二次回风混合段：用焓湿图计算二次混合点工况（t=33.5℃,d=2.6g/kg幸福契约干空气），由室内工况点（t=24℃,d=4.7g/kg干空气）可知，两者含湿量差值Δd=2.1g/kg干空气,，满足要求。
5）后表冷段：考虑送风温差Δt取7℃，则送风温度为17℃。结合系统风量，由焓湿图计算可知制冷量Q2=137kW。
注：本文暂只分析夏季空气处理过程。有兴趣的可以根据上文提及的冬季处理过程自行计算。
结语
综上所述，通过转轮除湿净化空调机组对空气处理后，能够解决冷冻水表冷除湿能力不足的问题，实现洁净车间相对湿度RH(%)<40的要求。
着手设计低湿洁净车间的除湿空调系统，身为设计人员的我们，应当熟悉转轮除湿原理，掌握空气处理过程及焓湿图的应用，同时还应熟悉产品的性能参数，及时了解新型节能产品，比如新型转轮除湿机利用部分处理后的干燥空气旁通至转轮再生区，提高再生效率以及减少再生空气加热量，从而达到节能目的。这样，我们才能力求进步，创造更加优质的设计与服务。
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