除湿转轮的三维动态仿真与设计优化

王文欢; 谭牛高; 沈九兵; 顾名扬; 郭霆

doi:10.12465/issn.0253-4339.20250212002

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除湿转轮的三维动态仿真与设计优化

更新时间：2026-08-06

- 除湿转轮的三维动态仿真与设计优化
- Three-Dimensional Dynamic Simulation and Design Optimization of a Desiccant Wheel
- 制冷学报 2026年47卷第4期页码：148-154
- 作者机构：
  
  1.江苏科技大学能源与动力学院镇江 212100
  2. 上海诺通新能源科技有限公司上海 201101
- 作者简介：
  
  沈九兵，男，副教授/博士，江苏科技大学能源与动力学院，18796014922，E-mail：shenjiubing@just.edu.cn。研究方向：制冷压缩机、高温热泵及余热回收等研究。
- 基金信息：
- DOI：10.12465/issn.0253-4339.20250212002
  中图分类号： TU834.9;TK173
- CSTR：XXXXX.XX.XXX.20250212002
- 收稿：2025-02-12，
  
  修回：2025-05-29，
  
  录用：2025-06-04，
  
  网络首发：2026-03-06，
  
  纸质出版：2026-08-16
- 稿件说明：
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王文欢,谭牛高,沈九兵等.除湿转轮的三维动态仿真与设计优化[J].制冷学报,2026,47(04):148-154.

Wang Wenhuan,Tan Niugao,Shen Jiubing,et al.Three-Dimensional Dynamic Simulation and Design Optimization of a Desiccant Wheel[J].Journal of Refrigeration,2026,47(04):148-154.
王文欢,谭牛高,沈九兵等.除湿转轮的三维动态仿真与设计优化[J].制冷学报,2026,47(04):148-154. DOI： 10.12465/issn.0253-4339.20250212002. CSTR： XXXXX.XX.XXX.20250212002.

Wang Wenhuan,Tan Niugao,Shen Jiubing,et al.Three-Dimensional Dynamic Simulation and Design Optimization of a Desiccant Wheel[J].Journal of Refrigeration,2026,47(04):148-154. DOI： 10.12465/issn.0253-4339.20250212002. CSTR： XXXXX.XX.XXX.20250212002.

摘要

硅胶转轮是实现环境空气湿度控制的主要除湿技术，优化转轮尺寸、降低运行能耗是转轮除湿技术发展的必然趋势。本文基于计算流体力学（CFD）理论研究方法，首先建立并优化了高精度的三维动态仿真模型，针对桥梁缆索保护用的硅胶除湿转轮进行动态仿真，分析讨论了转轮厚度、风速、再生风的风量与温度对转轮除湿量（MRC）和比能耗（SEC）的影响规律，以达到优化转轮设计的目的。研究结果表明：不同风速运行条件下转轮存在最佳厚度，且最佳厚度随风速的增加而增大；相较于原转轮，优化后的转轮可以平均提升10%的MRC，并降低15%的SEC，表明了尺寸优化的有效性。同时发现转轮的SEC会随着再生温度的升高而降低，因此在进行转轮设计时要结合除湿需求，尽量降低再生温度以提高经济性。

Abstract

Silica gel desiccant wheel is the main dehumidification technology to realize humidity control of ambient air. Optimizing the wheel size and reducing the operating energy consumption are necessary trends in technology development. In this study， based on computational fluid dynamics （CFD）， we first established and verified a three-dimensional dynamic simulation model of the dehumidification and regeneration process of the desiccant wheel. We conducted a dynamic simulation for the silica gel desiccant wheel used for the protection of bridge cables. We then analyzed and discussed the influence of wheel thickness， wind speed， and regeneration wind volumetric flow rate and temperature on the moisture removal capacity （MRC） and specific energy consumption （SEC） to optimize the design of the desiccant wheel. The results showed that the optimal thickness increased with the increase in wind speed. Compared with the original design， the optimized wheel improved the average MRC by approximately 10% while reducing the SEC by approximately 15%， demonstrating the effectiveness of geometry optimization. Notably， the SEC decreased with increasing regeneration temperature. Therefore， in practical design， the regeneration temperature should be selected in accordance with the dehumidification requirements and maintained as low as feasible to enhance the overall economic performance.

关键词

Keywords

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