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目前市面上有兩種常見的冷干機,一種出氣口是冰冷的,另外一種出氣口是溫熱的,那么到底哪種更好呢?其實,進出口溫度和壓力露點需要一并考慮,進出口溫差小,露點低的冷干機性能才是最好的。
出氣溫度低的冷干機很普遍,雖然給人直觀的感受是制冷效果好,但是處理后的壓縮空氣在輸送給用氣端的過程中會出現管道結露現象,以及二次冷凝,產生冷凝水,導致壓縮空氣不純凈。當這種冷干機的出氣溫度變高時,可能是制冷和換熱系統出現故障,壓縮空氣得不到有效冷卻處理的原因。但是,還有一種冷干機是正常工況下出氣溫度就比較高,進出口溫差小,但露點效果卻很好的。這種冷干機市場上比較少見,因為造價更高,一般是高端品牌才有。其空氣預冷器熱交換面積充足,制冷量利用高,所以回溫效果好,露點穩定。而它的出氣口是溫熱的,會讓很多人誤以為機器制冷效果差。很多用戶在冷干機的壓力露點溫度判斷上存在普遍的認知誤區,覺得冷干機出氣溫度越冰涼效果越好。其實冷干機的壓力露點溫度和出氣溫度沒有直接關系。壓力露點溫度表示氣體中水蒸氣的單位含量,出氣溫度則表示氣體的表面熱度,兩者的關系主要與相對濕度有很大的關聯。
技術小知識:相對濕度ψ 是濕空氣絕對濕度(定義看尾章)與同溫度下飽和濕空氣的絕對之比值,表示濕空氣吸收水蒸氣的能力和反映空氣的潮濕層度。ψ=ρv/ρs X100%ρv表示絕對濕空氣的密度,ρs表示飽和空氣水蒸氣的密度ψ的數值越大,表示空氣的潮濕程度更高,離飽和狀態越近,吸水能力越強,反之越弱。當ψ=100%,表示空氣為飽和濕空氣,濕空氣的氣體溫度可以看似露點溫度。當ψ=0,表示空氣為干空氣,當ψ=1~99%表示空氣為不飽和濕空氣,濕空氣氣體溫度比露點溫度略高。下圖所示為冷干機板翅式的流程圖,分為制冷流程和空氣換熱流程,壓縮空氣在冷干機的空氣流程中經歷了二次換熱過程,一次為氣-氣熱交換器的熱量交換(簡稱預冷器),氣流熱源為流經預冷器橫向程(管殼式的殼程)的未處理的高溫高濕的壓縮空氣,冷源為流經預冷器縱向程(管殼式的管程)的已處理的低溫飽和的壓縮空氣(壓縮空氣中的90%水蒸氣已在蒸發器中被冷凝排出),一次換熱的結果是熱源空氣得到降溫,冷源空氣得到升溫,由飽和的空氣變成不飽和的空氣。這種情況下屬于空氣相對濕度ψ=1~99%時,實際露點溫度小于氣體溫度。綜合來看,露點溫度和濕空氣的氣體溫度并不是同一個數值概念,冷干機出氣溫度的高低不能作為判斷機器露點好壞的依據,要通過露點儀測試判斷。
相同處理量、相同進氣溫度和相對濕度,相同壓力露點下,出氣溫度高的冷干機會更加節能。具體參考如下案例:板翅式換熱器以下兩種不同設計工況分析:進氣45℃,相對濕度65%,露點7℃,0.7MPa 出氣溫度40℃和30℃。
案例1,出氣溫度高,進出口溫差小,壓降小,預冷器和蒸發器負荷之比接近1:1,制冷系統耗電量低,該系統節能程度高。案例2,出氣溫度低,進出口溫差大,壓降大,預冷器和蒸發器負荷之比接近1:2制冷系統耗電量較高,該系統節能程度低。綜上所述,冷干機性能的好壞,需要將進出口溫差和露點一并考慮。進出口溫差小,露點低的冷干機性能最好。因為這種冷干機雖然出氣溫度高,但是實際運行中壓降小,制冷系統耗電量低,從而達到真正的節能效果。
附錄:相關專業詞的定義露點溫度簡稱露點,指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下,冷卻到飽和時的溫度。通俗的說就是空氣中的水蒸氣變為露珠時候的溫度叫露點溫度,如果溫度低于露點,就會形成液態水,如果溫度高于露點,水就保持氣體狀態。當空氣中水汽已達到飽和時,氣溫與露點溫度相同;當水汽未達到飽和時,氣溫一定高于露點溫度。所以露點與氣溫的差值可以表示空氣中的水汽距離飽和的程度。絕對濕度指每1m3的濕空氣中所含的水蒸氣的質量(kg),絕對濕度數值上等于在濕空氣溫度和水蒸氣分壓Pv下水蒸氣的密度ρvρv=mv/Vmv表示水蒸氣的質量,V表示濕空氣的體積由理想氣體狀態方程式:Pv*V=mv*Rv*T 得 ρv=Pv/(Rv*T)Rv為水蒸氣氣體常數在溫度保持不變的情況下,濕空氣中的水蒸氣含量增加是,水蒸氣的分壓力Pv將增大,直至水蒸氣含量增加到最大時(濕空氣處于飽和狀態),水蒸氣的密度ρvmax等于濕空氣的飽和水蒸氣的密度ρs。濕空氣的溫度越高,濕空氣的飽和水蒸氣的密度就越大。
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