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汽车/玻璃行业新风净化工程解决方案

夹层玻璃的合片工艺,是在两层玻璃之间夹一 层PVB膜片,经初压及蒸压釜的高温高压处理,彻 底排除叠片中的气体,并使玻璃与PVB膜片完全胶 合,形成一块安全性和绝热性都很高的玻璃制品。

合片工艺作为夹层玻璃生产中最重要的一个环 节,其对生产区域既要求10万级的洁净度,又要求 环境温度2O 0.5℃,相对湿度25 2 。目前 的空调设备在保证此工艺所要求的室内温度、洁净 度等方面都没有问题,但在对PVB膜片胶合的低湿 控制方面,采用常规的空调及压缩式制冷除湿方式, 很难实现,必需借助其它的除湿方法和处理过程。

一、合片工艺适用的除湿方法及分析

除湿就是降低湿空气中水蒸气的含量,或把湿 空气处理成干空气的过程。空气的除湿方法很多, 如升温除湿、通风除湿、冷冻除湿、吸收式除湿、吸附 式除湿等。

针对夹层玻璃合片工艺对环境低湿度的要求, 在所有的除湿方法中,适用的除湿方法有冷冻除湿 和吸收式转轮除湿,而升温除湿及通风除湿因其除 湿过程中温度不能很好地得到控制而一般不予 考虑。

冷冻除湿的机理:当空气冷却到露点温度以下 时,大于饱和含湿量的水蒸气会凝结析出,从而降低 空气中的含湿量。冷冻除湿具体可分为两种,一是 以空调冷冻水(7℃/12℃)作冷却介质,对空气进 行冷却去湿,但该方法除湿后的露点最低只能达到 10℃左右;二是用制冷剂直接蒸发对空气冷却去湿, 它主要用于5℃以上露点的除湿,当用于露点在5℃以下的除湿时,则由于表冷器表面易结霜而影响 除湿机正常工作。如果采用空调冷冻除湿结合其它 除湿方法,则可获得0~一10℃的干燥空气。

冷冻除湿的去湿能力一般会受到冷水温度的限 制,很少单独应用在相对湿度要求低于30 的场 合。这是因为,当室内环境温度工况为:“t 一20℃, d <3O ,且室内有一定的散湿量时,空气的露点就 会降到3℃以下,若仍采用冷冻去湿就必须采用 0℃以下的低温冷媒及更低的压缩机蒸发温度,这时 必然存在制冷机蒸发器及表冷器结霜问题,其化霜 过程会使系统间断运行,无法实现系统的连续性,从 而影响室内低湿工况的稳定性。可见,在冷冻除湿 的空气处理过程中,对低湿环境的追求及对除霜问 题的解决方法,必然导致冷热抵消的再热过程,而造 成能源的巨大浪费,是不经济的。

转轮除湿是利用化学物质的亲水性和吸附性将 空气中的水分子吸附,再经高温环境的水分子脱离 排出,实现空气的干燥。转轮除湿不受空气露点的 影响,且除湿量大。特别对要求温度和湿度参数较 低的条件下,转轮除湿机具有极大的经济性和适用 性。由于转轮除湿过程会带来去湿后较大幅度的空 气温升问题,故单独使用的机会较少,通常与冷冻降 温除湿联合使用,使两种除湿方法有机地结合起来, 并能取得显著效果。

二、合片工艺中冷冻一吸附联合除湿方案的确定

2.1新风的预冷去湿

新风的预冷去湿即让新风先经过湿式表冷器, 由常规的冷冻去湿,从而去掉新风中的大部分含 湿量。

合片新风量应取以下三项中的最大值:①保持 室内正压所需的新风量;②保证每人50 m。/h的新 鲜空气量;③取总送风量的15 。

为避免室外湿负荷向室内的渗透,应该保证室 内正压,当保证房间1~2次/h的换气时,室内相对 室外即可保持5~1O Pa的正压差。针对本实例,考 虑合片室外墙上有一个1000 mm 400 mm(H)的 皮带孔,经实测该孔风速1 m/s,通过风量为1 440 m。/h,考虑正压要求,并结合人员新风量和系统新 风百分比,我们取补充新风量为2000 m。/h。

系统的除湿量主要包括室内的湿负荷和新风湿 负荷,特别在夏季,新风中含有太多水份,新风湿负 荷约占总湿负荷的80 ~90 ,为主要湿源。因 此,将新风单独预冷去湿是降低系统湿量和减少除 湿机容量最行之有效的方法;另一方面,尽量减少新 风量,也是减小除湿机容量,降低初投资和运行费用 的有效途径。虽然新风的预冷处理过程中,新风通 路会因增设表冷器而加大风路阻力,但从技术和经 济性方面,是合理的、可行的。

2.2新回风混合情况下新风机处理风量的确定及 转轮除湿机的选型

对于湿度参数要求很低的区域(一般20 ~ 30 ),仅对新风去湿已不能满足系统湿量的要求。 这时需考虑部分回风与新风混合后经除湿机处理, 使除湿机处理风量大于新风量。其处理流程如 图1。


室外空气经初效过滤后,经表冷器冷却至l2℃ 左右的露点温度,与一次回风混合,再经转轮除湿机 降湿升温后,空气露点温度小于~5℃,再与二次回 风混合并经干冷却盘管等湿降温至满足室内空气参 数的状态点,然后经送风机送入室内。

下面借助工程实例介绍新回风混合后作为除湿 机的进口风时,确定除湿机处理风量的过程。

工程实例:某合片室面积94 m ,净高度3.0 m; 洁净度10万级;房间温度要求20℃ 2℃,湿度要 求25 2 ;用户所在地区夏季室外计算干球温 度35.9℃,湿球温度27.5℃;送风方式采用上送下 回;工作人员最多8名;无其它湿源。

因本工艺对湿度要求严格,而对室温要求相对 不严,因此系统送风量以湿负荷为主进行计算,热负 荷仅用来校核送风干球温度,以满足室温要求。

根据以上分析,本工程所需新风量为2000 m。/ h,系统空气处理流程如图2,具体处理过程如下:


①根据当地气象条件和工艺环境参数,确定新 风状态点W(tL一35.9℃,dL一20.6 g/kg干空气)及室 内状态点N(将室内温、湿度参数的中间值作为计算 点N,t 一20℃, 一25 );

②因该系统为二次回风系统,按空气露点为t 一l4℃,饥一90 ,确定预冷处理点L;

③根据所需新风量、室内外参数、室内余湿量 及转轮除湿机性曲线确定总需的转轮除湿量,具体 如下。

经计算,室内余湿量为1.4 kg/h,需经转轮除 湿的新风去湿量为14.3 kg/h,则转轮除湿机总需 去湿量为15.7 kg/h。

转轮除湿机的去湿量直接受其进口空气参数的 影响,不同的进口空气参数,单位除湿量相差悬殊。

假定单位去湿量为6 g/kg(因为通常转轮除湿 机的单位去湿量在5~10 g/kg范围内),根据总需 去湿量,可确定处理风量为2200 m。/h。

选择处理风量2500 m。/h的转轮除湿机,则一 次回风量为500 m。/h,通过计算得出一次混合点C 的状态参数:d 1—8.1 g/kg州t一15.2℃。


确定了转轮除湿机进口空气参数,根据所选型 号的转轮除湿机性能曲线(见图3),查得被处理空 气离开时,含湿量为2.1 g/kg,温升为25.8℃,从 而得出转轮除湿机实际去湿量为17.8 kg/h。由此 看出实际去湿量略大于系统所需的去湿量,误差为 13.3%,小于15%,在合理的范围内;同时若考虑转 轮除湿机效率衰减因素,认为选用处理风量为2500 m。/h的转轮除湿机比较合理。

三、自动控制

(1)控制方式的确定:考虑PLC控制编程简 单、控制可靠性高、抗干扰能力强;可实现电控、电 仪、电结的三电一体化等优点,认为采用PLC控制 较理想。

(2)室温控制:通过调节干冷却盘管冷媒流量 来调节送风温度。

(3)室内相对湿度的控制:通过控制硅胶转轮 再生温度来调节除湿量,再生温度越高,除湿量 越大。

(4)室内正压控制:设置余压阀,设定室内正压 值5~10 Pa。

四、结语

(1)对不同的工艺要求,应经过具体的分析比 较后,确定合理的除湿方案。当要求湿度小于30 时,建议采用转轮除湿机以解决空气露点温度低的 56 问题。

(2)冷冻一吸附联合除湿方案中,采用湿冷却 盘管对新风进行预冷除湿,发挥了冷冻除湿高露点 工况下,能效比高且盘管不宜结霜的优点;采用转轮 除湿机进行深度除湿,体现了转轮除湿在低湿条件 下,不受露点限制且除湿量大的优点。

(3)冷冻一吸附联合除湿方案特别适用于需要 大风量的恒温低湿环境和露点温度低于6℃的 场合。

(4)新回风混合后作为除湿机的进口风时,应 根据系统湿源情况,通过分析不同空气处理过程的 h—d图,详细计算和试算,合理选择转轮除湿机的 处理风量。

(5)冷却盘管的选型应根据空气状态参数确 定,但必须对设备作校核计算。

责任编辑:佳冷环境
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