除濕技術，尤其是利用除濕材料親水性的除濕轉輪技術，在近年來得到了廣泛的關注和應用。這種技術不僅適用于對濕度要求很高的生產環境，如鋰電池生產和聚酯切片生產等，還逐漸滲透到了舒適性空調系統中，與機械制冷技術相結合，形成了新型的復合式空調系統。本文將深入探討除濕轉輪與機械制冷相結合的復合空調系統的能耗特點及其在實際應用中的優勢。
（工業除濕機）
除濕轉輪的工作原理是，含有除濕材料的轉芯在微型馬達的驅動下，交替地暴露于溫度較低、濕度較高的過程空氣側和溫度較高、濕度較低的再生空氣側。再生空氣通過加熱除濕材料，使其釋放出水蒸氣，從而降低過程空氣側的濕度。這一過程不僅實現了濕度的精確控制，還避免了傳統冷凍減濕過程中冷熱相抵的極大浪費。
傳統的舒適性空調系統通常采用冷凍減濕的方式來消除建筑內的余濕量。這種方法將空氣冷卻到露點溫度以下，使水分凝結析出，然后在送風前再將空氣加熱到適宜的溫度。這一過程在熱力學上顯然是不合理的，因為它既消耗了大量的冷量，又需要額外的熱量來加熱空氣，造成了能源的極大浪費。
相比之下，復合式空調系統通過將濕負荷與熱負荷分開處理，實現了更為高效的能源利用。在復合式空調系統中，除濕轉輪負責處理濕負荷，而機械制冷系統則負責處理熱負荷。由于濕負荷的去除不再依賴于空氣的冷卻，因此可以避免冷凍減濕過程中的冷熱相抵現象，從而顯著提高系統的能效。
為了對比復合式空調系統與常規冷凍減濕系統的能耗，我們進行了詳細的計算和分析。計算條件設定為室外空氣溫度為34℃、相對濕度為40%，室內狀態為25℃、相對濕度為50%。室內余熱量固定為40KW，余濕量分別取4kg/hr、8kg/hr、16kg/hr。除濕轉輪的吸濕材料為氯化鋰，面風速取廠家推薦值1.7m/s；顯熱熱交換器的效率取為75%。
計算結果表明，在同樣的新風比例和室內余濕量情況下，復合式空調系統的需冷量大大低于常規系統。這是由于復合系統通過除濕轉輪去除了濕負荷，從而減少了機械制冷系統的負擔。此外，隨著新風比例的增大，兩種系統的需冷量均有所增加，但復合式空調系統的增加幅度要平緩得多。這進一步證明了復合式空調系統在處理濕負荷方面的優勢。
然而，除濕轉輪在運行過程中也存在一定的焓增現象。這是由于除濕材料在吸濕過程中會釋放熱量，導致過程空氣側的焓值增加。雖然焓增在一定程度上降低了系統的效能，但制造商們已經通過開發熱容較小的材料來盡可能降低焓增，從而改善系統的效率。
除了焓增問題外，復合式空調系統的經濟性還取決于熱量的來源。如果采用電加熱的方式來提供再生熱量，那么系統的運行費用將會很高。因為電能的成本通常高于冷量的成本。然而，當熱量來源于某種形式的余熱時，如發動機余熱或太陽能等，復合式空調系統的經濟性就會顯著提高。這是因為余熱是一種低成本的能源，可以大大降低系統的運行費用。
以天然氣發動機驅動的復合式空調系統為例，當室內余濕量為4Kg/hr、新風比例為25%時，復合系統的需冷量為46.6KW、需熱量26.4KW。而天然氣發動機在1200rpm時的制冷量和可回收熱量正好與這一需求相吻合。此時的天然氣耗量為4.68Nm3/h，以天然氣價格2.2元/Nm3計，運行能耗費用為10.3元/hr。相比之下，如果采用冷凍減濕、電加熱再熱的常規處理流程，運行費用將高達40元/hr。即使以降低舒適性為代價的露點送風方式運行，費用也高達14.2元/hr。
當然，復合式空調系統也存在一些技術上的挑戰。由于系統更為復雜，因此維護成本也會相應提高。此外，當室內的熱、濕負荷發生變化時，需要更為及時、準確、有效的控制來保證冷、熱量的匹配。因此，復合式空調系統的推廣有賴于自動控制程度的提高和集成技術的發展。
綜上所述，除濕轉輪與機械制冷相結合的復合式空調系統具有顯著的能耗優勢和經濟性。通過將濕負荷與熱負荷分開處理，復合系統實現了更為高效的能源利用。雖然除濕轉輪在運行過程中存在一定的焓增現象，但制造商們已經通過開發新材料來降低焓增、改善效率。此外，當熱量來源于余熱時，復合系統的經濟性會更為顯著。因此，隨著建筑節能技術的普及和濕負荷相對增大的趨勢，復合式空調系統有望在未來得到更廣泛的應用和發展。
在未來的發展中，復合式空調系統還需要在控制系統、集成技術等方面進行進一步的完善和優化。同時，隨著“京都協議"的實施和替代工質的應用，制冷量的下降也將為除濕技術提供更多的發展空間和機遇。因此，我們有理由相信，除濕技術在未來將會有更大的發展和更廣泛的應用前景。
