除濕技術，尤其是利用除濕材料親水性的除濕轉(zhuǎn)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(chǎn)環(huán)境，如鋰電池生產(chǎn)和聚酯切片生產(chǎn)等，還逐漸滲透到了舒適性空調(diào)系統(tǒng)中，與機械制冷技術相結(jié)合，形成了新型的復合式空調(diào)系統(tǒng)。本文將深入探討除濕轉(zhuǎn)輪與機械制冷相結(jié)合的復合空調(diào)系統(tǒng)的能耗特點及其在實際應用中的優(yōu)勢。

（工業(yè)除濕機）

除濕轉(zhuǎn)輪的工作原理是，含有除濕材料的轉(zhuǎn)芯在微型馬達的驅(qū)動下，交替地暴露于溫度較低、濕度較高的過程空氣側(cè)和溫度較高、濕度較低的再生空氣側(cè)。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(cè)的濕度。這一過程不僅實現(xiàn)了濕度的精確控制，還避免了傳統(tǒng)冷凍減濕過程中冷熱相抵的極大浪費。

傳統(tǒng)的舒適性空調(diào)系統(tǒng)通常采用冷凍減濕的方式來消除建筑內(nèi)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(jié)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(diào)系統(tǒng)通過將濕負荷與熱負荷分開處理，實現(xiàn)了更為高效的能源利用。在復合式空調(diào)系統(tǒng)中，除濕轉(zhuǎn)輪負責處理濕負荷，而機械制冷系統(tǒng)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(xiàn)象，從而顯著提高系統(tǒng)的能效。

為了對比復合式空調(diào)系統(tǒng)與常規(guī)冷凍減濕系統(tǒng)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(nèi)狀態(tài)為25℃、相對濕度為50%。室內(nèi)余熱量固定為40KW，余濕量分別取4kg/hr、8kg/hr、16kg/hr。除濕轉(zhuǎn)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(jié)果表明，在同樣的新風比例和室內(nèi)余濕量情況下，復合式空調(diào)系統(tǒng)的需冷量大大低于常規(guī)系統(tǒng)。這是由于復合系統(tǒng)通過除濕轉(zhuǎn)輪去除了濕負荷，從而減少了機械制冷系統(tǒng)的負擔。此外，隨著新風比例的增大，兩種系統(tǒng)的需冷量均有所增加，但復合式空調(diào)系統(tǒng)的增加幅度要平緩得多。這進一步證明了復合式空調(diào)系統(tǒng)在處理濕負荷方面的優(yōu)勢。

然而，除濕轉(zhuǎn)輪在運行過程中也存在一定的焓增現(xiàn)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(cè)的焓值增加。雖然焓增在一定程度上降低了系統(tǒng)的效能，但制造商們已經(jīng)通過開發(fā)熱容較小的材料來盡可能降低焓增，從而改善系統(tǒng)的效率。

除了焓增問題外，復合式空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)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(tǒng)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(fā)動機余熱或太陽能等，復合式空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)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(tǒng)的運行費用。

以天然氣發(fā)動機驅(qū)動的復合式空調(diào)系統(tǒng)為例，當室內(nèi)余濕量為4Kg/hr、新風比例為25%時，復合系統(tǒng)的需冷量為46.6KW、需熱量26.4KW。而天然氣發(fā)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(guī)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(diào)系統(tǒng)也存在一些技術上的挑戰(zhàn)。由于系統(tǒng)更為復雜，因此維護成本也會相應提高。此外，當室內(nèi)的熱、濕負荷發(fā)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(diào)系統(tǒng)的推廣有賴于自動控制程度的提高和集成技術的發(fā)展。

綜上所述，除濕轉(zhuǎn)輪與機械制冷相結(jié)合的復合式空調(diào)系統(tǒng)具有顯著的能耗優(yōu)勢和經(jīng)濟性。通過將濕負荷與熱負荷分開處理，復合系統(tǒng)實現(xiàn)了更為高效的能源利用。雖然除濕轉(zhuǎn)輪在運行過程中存在一定的焓增現(xiàn)象，但制造商們已經(jīng)通過開發(fā)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(tǒng)的經(jīng)濟性會更為顯著。因此，隨著建筑節(jié)能技術的普及和濕負荷相對增大的趨勢，復合式空調(diào)系統(tǒng)有望在未來得到更廣泛的應用和發(fā)展。

在未來的發(fā)展中，復合式空調(diào)系統(tǒng)還需要在控制系統(tǒng)、集成技術等方面進行進一步的完善和優(yōu)化。同時，隨著“京都協(xié)議"的實施和替代工質(zhì)的應用，制冷量的下降也將為除濕技術提供更多的發(fā)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(fā)展和更廣泛的應用前景。