汽車涂裝線閃干除濕方案的對(duì)比及分析

　　摘要：為了給汽車涂裝生產(chǎn)線水性漆的應(yīng)用提供一種合理且有效的解決方案，研究分析了 3 種主要應(yīng)用在汽車涂裝行業(yè)的除濕方法，分別為熱泵除濕、表冷器空氣調(diào)節(jié)除濕以及轉(zhuǎn)輪除 濕;對(duì) 3 種除濕方法從設(shè)計(jì)、投資等方面進(jìn)行詳細(xì)介紹。經(jīng)對(duì)比分析，轉(zhuǎn)輪除濕方案投資較少， 運(yùn)行費(fèi)用最低，因此選用除濕轉(zhuǎn)輪作為汽車涂裝生產(chǎn)線水性漆的最佳除濕方案。

　　關(guān)鍵詞：除濕方法 熱泵除濕 表冷器空氣調(diào)節(jié)除濕 轉(zhuǎn)輪除濕

　　1 前言 目前，環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，汽車涂裝線噴涂作 業(yè)基本采用水性漆工藝，水性漆噴涂工藝要求在 噴涂生產(chǎn)線 BC(色漆)和 CC(清漆)之間設(shè)置閃干 室，用以提高清漆的噴涂效果，油漆脫水率是檢驗(yàn) 閃干室是否合格的一個(gè)重要指標(biāo)，因此尋找一種 合理、有效的除濕方案來(lái)滿足油漆脫水率，就是要 解決的問(wèn)題，通過(guò)對(duì) 3 種除濕方案進(jìn)行對(duì)比及分 析，找到上述問(wèn)題的解決方案。

　　2 除濕方案基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

　　為了方便對(duì)除濕方案進(jìn)行比較，除濕前所用空 氣的參數(shù)統(tǒng)一，都取自車間內(nèi)(車間內(nèi)部的空氣溫 度、濕度等參數(shù)變化波動(dòng)較小)，具體參數(shù)見(jiàn)下面的 設(shè)計(jì)輸入。

　　2.1 閃干室濕度要求

　　根據(jù)涂裝車間閃干室的工藝要求，調(diào)研市場(chǎng)上 3 家油漆供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)。閃干狀態(tài)的最終評(píng)價(jià)指標(biāo)為脫水率，要求脫 水率≥ 90%。只有達(dá)到脫水率要求，車身狀態(tài)就能 夠有效的保障。 根據(jù)上述油漆供應(yīng)商的數(shù)據(jù)，可以得出閃干 室的除濕要求基本如下。 a.脫水率達(dá)到 85%~90%; b.循環(huán)風(fēng)含水量要小于 8 g/kg; 2.2 閃干室除濕設(shè)計(jì)輸入 車間內(nèi)部空氣參數(shù)，溫度 28 ℃，相對(duì)濕度 60%， 含水量(絕對(duì)濕度)14.4 g/kg;所需干空氣(經(jīng)除濕設(shè) 備處理后補(bǔ)入閃干室的空氣)風(fēng)量為15 000 m3 /h(質(zhì) 量流量18 000 kg/h);

　　2.3 動(dòng)力能源介質(zhì)參數(shù) 天 然 氣 壓 力 為 0.03 ～ 0.05 MPa ，熱 值 為 35 530 kJ/N·m3 ;冷凍水使用點(diǎn)壓力為0.2～0.3 MPa， 溫度為送水7 ℃，回水12 ℃。 2.4 閃干室除濕設(shè)計(jì)輸出 除濕后干空氣參數(shù)如下。 a.干球溫度(閃干室的循環(huán)風(fēng)溫度)為 80 ℃; b.含濕量(絕對(duì)濕度)為 4 g/kg; 使用車間空氣計(jì)算除濕量為 187.2 kg/h。

　　3 閃干除濕方案分析

　　3.1 熱泵除濕

　　熱泵除濕原理及過(guò)程，利用熱泵機(jī)組的蒸發(fā) 器先進(jìn)行表冷除濕，再利用熱泵機(jī)組的冷凝器進(jìn)行加熱過(guò)程。

　　a. 點(diǎn) A 溫 度 28 ℃ ，含 濕 量 14.24 g/kg，焓 值 64.6 kJ/kg; b.點(diǎn)B溫度2 ℃，含濕量4 g/kg，焓值12.3 kJ/kg; c.點(diǎn)C溫度50 ℃，含濕量4 g/kg，焓值60.8 kJ/kg。 計(jì)算如下。 a.除濕所需冷量為 260 kW; b.因熱泵回收熱量，可以將除濕后的風(fēng)加熱到 50 ℃左右; c.將除濕后 50 ℃的空氣再加熱到工藝溫度 (80 ℃)所需熱量為 150 kW; d.熱泵除濕設(shè)備配置，熱泵熱回收除濕烘干機(jī) 組，熱泵機(jī)組設(shè)置蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器等。

　　設(shè)備投資估算，如需用進(jìn)口設(shè)備(例如德國(guó)某 公司)，約 300 萬(wàn)元;國(guó)內(nèi)設(shè)備約 100 萬(wàn)，熱泵除濕系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用，包括壓縮機(jī)耗電費(fèi)用、風(fēng)機(jī)耗電、 天然氣加熱費(fèi)用。熱泵主機(jī)小時(shí)運(yùn)行費(fèi)用為 145 元/h;優(yōu)缺點(diǎn)分析如下。 a.熱泵除濕最大的優(yōu)點(diǎn)是可將表冷除濕產(chǎn)生 的冷凝熱回收用于加熱除濕后的空氣，節(jié)能效果 顯著。 b.但熱泵除濕烘干空調(diào)機(jī)組應(yīng)用于閃干室快 速閃干，按照熱泵機(jī)組出風(fēng)溫度穩(wěn)定 50 ℃運(yùn)行， 50～80 ℃需要額外的熱量，也就是由天然氣加熱 提供。

　　3.2 表冷器除濕空調(diào)

　　表冷器除濕空調(diào)屬于冷凍除濕，處理過(guò)程是 先利用低溫水或其他低溫冷卻工質(zhì)將進(jìn)風(fēng)處理到 絕對(duì)濕度為 4 g/kg，相對(duì)濕度為 90%的露點(diǎn)狀態(tài)，然 后再利用天然氣進(jìn)行等濕加熱到 80 ℃。a. 點(diǎn) A 溫 度 28 ℃ ，含 濕 量 14.24 g/kg，焓 值 64.6 kJ/kg; b.點(diǎn)B溫度2 ℃，含濕量4 g/kg，焓值12.3 kJ/kg; c.點(diǎn) C 溫度 80 ℃，含濕量 4 g/kg; d.除濕冷量為 260 kW; e.二次加熱熱量為 395 kW; f.設(shè)備配置組合式空調(diào)機(jī)組，機(jī)組設(shè)置表冷 段、再熱段、風(fēng)機(jī)段等。 因?yàn)槠胀ǖ睦鋬鏊�供�?yīng)為 7/12 ℃，要想得到濕度為 4 g/kg 的干空氣，根據(jù)焓濕圖查找，溫度在 2 ℃左右才能滿足要求，因此需要采用更低溫的冷 凍水才可以得到 4 g/kg 的干風(fēng)。表冷型除濕空調(diào) 機(jī)組具體參數(shù)見(jiàn)表 5。設(shè)備投資估算 35 萬(wàn)元;除濕系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用 (元/小時(shí))主要有制冷運(yùn)行費(fèi)用、風(fēng)機(jī)耗電費(fèi)用和 天然氣二次加熱熱費(fèi)用，共計(jì) 197.3 元/h。

　　優(yōu)缺點(diǎn)分析如下。 a.表冷器除濕空調(diào)，冷凍除濕冷源和閃干加熱 的熱源是相互獨(dú)立的，存在先冷卻再加熱不節(jié)能、 能耗過(guò)高的問(wèn)題。 b.由于送風(fēng)要求絕對(duì)濕度 4 g/kg，需要表冷器 將進(jìn)風(fēng)處理到干球溫度為 2 ℃，相對(duì)濕度為 90%的 露點(diǎn)狀態(tài)，7/12 ℃?zhèn)鹘y(tǒng)冷源無(wú)法滿足要求，需要采 用 0 ℃左右的乙二醇低溫水溶液進(jìn)行處理，除了除 濕過(guò)程能耗高外，降低冷水溫度也增加了冷水機(jī) 組的制冷能耗，運(yùn)行費(fèi)用和經(jīng)濟(jì)性較差。另外，對(duì) 于除濕量大、濕度和溫度要求較高的場(chǎng)合，采用冷 凍除濕就很難達(dá)到所控制的要求，一般不建議單 獨(dú)使用。

　　3.3 轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)

　　轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)的除濕原理是濕空氣通過(guò)以吸 濕材料加工成的載體，如硅膠轉(zhuǎn)輪，在水蒸氣分壓 力差的作用下，吸收或吸附空氣中的水分成為結(jié) 晶水，而不變成水溶液;轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)至另一半空間時(shí)，吸濕載體通過(guò)加熱而被再生。 轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)機(jī)組采用轉(zhuǎn)輪除濕和表冷除濕 相結(jié)合，即先對(duì)車間除濕風(fēng)空氣進(jìn)行表冷除濕到 露點(diǎn)，然后再進(jìn)行轉(zhuǎn)輪除濕，已達(dá)到精確控制絕對(duì) 濕度的目標(biāo)。轉(zhuǎn)輪型除濕空調(diào)機(jī)組由新風(fēng)段和再 熱段等組成。

　　4 總結(jié)

　　上述 3 種除濕方案的數(shù)據(jù)對(duì)比得出，設(shè)備一次性投資，表冷除濕最少，熱泵除濕最多，轉(zhuǎn)輪除濕比表冷除濕略 高;運(yùn)行費(fèi)用轉(zhuǎn)輪除濕最少。

　　節(jié)能方向論文范例：節(jié)能環(huán)保理念下的市政工程建設(shè)探究

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　節(jié)能、減排是當(dāng)今社會(huì)環(huán)保方面的二大主題， 環(huán)保性較好的水性漆噴涂工藝在汽車涂裝生產(chǎn)線 上應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛，除濕工藝是水洗漆噴涂工藝中的重要環(huán)節(jié)，如何選用正確的除濕方案尤 為重要，通過(guò)對(duì) 3 種除濕方案的詳細(xì)對(duì)比分析，最 終將除濕轉(zhuǎn)輪推薦為優(yōu)選方案，此方案目前已經(jīng) 成功應(yīng)用在國(guó)內(nèi)多家整車企業(yè)涂裝生產(chǎn)線上。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 中國(guó)電子工程設(shè)計(jì)院. 空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三版) [M]. 北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2017.

　　作者：牟士文 馬德明 胡成林

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