針對(duì)除濕空調(diào)系統(tǒng)的使用研究

1、針對(duì)除濕空調(diào)系統(tǒng)的使用研究    摘要：本文分析了現(xiàn)行吸附式除濕空調(diào)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，對(duì)開(kāi)發(fā)的新型高效吸附式除濕空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)造、運(yùn)轉(zhuǎn)原理、性能特性，實(shí)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論作了詳細(xì)闡述。為該新型節(jié)能環(huán)保型空調(diào)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供了指導(dǎo)方向。 關(guān)鍵詞： 吸附式；除濕方法；空調(diào)系統(tǒng) Abstract: This paper analyzes the problems of the adsorption desiccant air conditioning system, the development of new and efficient adsorption de

2、siccant air conditioning system, structure, operation principle, performance characteristics, empirical, experimental results and discussions were described in detail. The design and application of the new energy was saving air-conditioning orientation.Key words: adsorption; dehumidification method;

3、 air-conditioning systems 中圖分類(lèi)號(hào)：TU831.7+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： 1前言 由于吸附式除濕空調(diào)系統(tǒng)可以對(duì)空氣的溫度和濕度分別加以處理，使其近年來(lái)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文闡述了這一新型高性能吸附式除濕空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)原理、性能特性以及結(jié)論。 2、現(xiàn)有的除濕方法及吸附除濕過(guò)程的基本原理 2.1 幾種現(xiàn)有除濕方法。除濕有很多方法，歸納起來(lái)如下表： 除濕原理 除濕方式 特點(diǎn) 通過(guò)降低空氣中飽和含水量的辦法使水份析出 冷凝除濕 效率低（如引言所述） 將空氣加壓冷凝 干空氣也同時(shí)被壓縮，功耗大 營(yíng)造一個(gè)外部吸濕源來(lái)吸收空氣中的濕 膜法除濕 另一側(cè)抽真空（依靠膜兩側(cè)的水蒸

4、氣分壓差） 抽真空方法同樣耗功很大，另外對(duì)膜的強(qiáng)度也有很高的要求 另一側(cè)加熱再生（依靠膜兩側(cè)的水蒸氣化學(xué)勢(shì)差） 膜本身很薄，膜兩側(cè)的溫差很小，而溫差又是產(chǎn)生化學(xué)勢(shì)差的原因，所以，導(dǎo)致膜兩側(cè)的傳濕動(dòng)力很小，不可行 利用吸附材料吸濕 固體吸附材料 多孔材料：硅膠，活性炭，沸石（分子篩），氧化鋁凝膠，有機(jī)物及鹽類(lèi)：高分子材料，氯化鋰晶體等 液體吸附材料 溴化鋰，氯化鋰，氯化鈣，乙二醇，三甘醇等2 對(duì)表中各種除濕方式比較可以看出，利用吸附材料除濕是現(xiàn)有的除濕方式中能夠?qū)崿F(xiàn)濕度獨(dú)立控制的較為可行的方式。 2.2 吸濕材料除濕基本原理。采用液體和固體吸濕材料除濕的系統(tǒng)出現(xiàn)于本世紀(jì)50年代，之后蓬勃的發(fā)展起

5、來(lái)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種形式的系統(tǒng)。篇幅所限，這里不做介紹。吸濕劑完成整個(gè)除濕-再生循環(huán)的狀態(tài)變化如下圖所示： 圖1 吸濕劑狀態(tài)的變化 采用固體吸附材料除濕的系統(tǒng)，有固定床式和轉(zhuǎn)輪式兩種。固定床式固體吸附除濕裝置是通過(guò)改變空氣測(cè)流向?qū)崿F(xiàn)間歇式的吸濕再生；轉(zhuǎn)輪式除濕得到了更廣泛的應(yīng)用，它可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的除濕和再生。這兩種除濕方式有著致命的弱點(diǎn)就是動(dòng)態(tài)的運(yùn)行過(guò)程，期間混合損失大，影響效率，另外，這種形式很難實(shí)現(xiàn)等溫的除濕過(guò)程，而除濕過(guò)程釋放出的潛熱使除濕劑的溫度升高，吸濕能力大打折扣，整個(gè)過(guò)程傳熱傳質(zhì)的不可逆損失大，效率不高。 相對(duì)于固體吸附材料，由于液體具有流動(dòng)性，采用液體吸濕材料的傳熱傳質(zhì)設(shè)備比較容易實(shí)

6、現(xiàn)；另外，液體除濕過(guò)程容易被冷卻，從而實(shí)現(xiàn)等溫的除濕過(guò)程，不可逆損失可以減小。所以采用液體吸收除濕的方法有可能達(dá)到較好的熱力學(xué)效果。 3、液體除濕空調(diào)系統(tǒng) 液體除濕系統(tǒng)發(fā)展已經(jīng)有40幾年的歷史，應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)了諸多問(wèn)題，如開(kāi)始使用的溴化鋰、氯化鋰溶液對(duì)管道、設(shè)備有強(qiáng)腐蝕性，而一些有機(jī)的溶液如三甘醇有揮發(fā)性，有機(jī)物彌漫在空氣中，會(huì)危害人體健康；由于稀釋和再生過(guò)程都為變溫過(guò)程，不可逆損失大，導(dǎo)致該類(lèi)系統(tǒng)的效率很低，產(chǎn)出冷量與消耗的再生熱量的比（能效比）一般在0.3左右。上述的問(wèn)題現(xiàn)在已經(jīng)基本得到了解決：使用塑料材料可以防止鹽溶液的腐蝕，而且成本較低，鹽溶液不會(huì)揮發(fā)到空氣中影響污染室內(nèi)空氣。通過(guò)對(duì)調(diào)

7、整工藝流程，可以得到接近等溫的除濕與再生過(guò)程，實(shí)現(xiàn)較高的能效比。 3.1 液體降濕系統(tǒng)的能耗分析。要提高液體除濕系統(tǒng)的能耗，首先要分析原有的液體除濕系統(tǒng)能耗低的原因。傳統(tǒng)的液體除濕空調(diào)系統(tǒng)除濕器溶液的流量很大，濃溶液和稀溶液的濃度差在2%左右。這樣盡管在除濕過(guò)程中采取一些冷卻的措施來(lái)減小由于溶液溫升導(dǎo)致其吸濕能力的下降，但是傳質(zhì)過(guò)程中的水蒸氣分壓差造成的不可逆損失仍然很大上述過(guò)程導(dǎo)致的直接后果是再生溫度高，從而再生器的效率低。由于解決上述問(wèn)題的方法是采用分級(jí)除濕的思路，即在除濕的過(guò)程鹽溶液的濃度是隨著濕空氣濕度的變化而變化的，同時(shí)每一級(jí)都采取相應(yīng)的冷卻措施。這樣，如圖5所示，傳熱溫差，傳質(zhì)的濃

8、度差會(huì)大大減小，從而減小了除濕過(guò)程的不可逆損失。充分的利用了溶液的吸濕能力，即在吸收同樣多的濕量的情況下，分級(jí)的方法可使得溶液的濃度差達(dá)到10%左右。這樣送回再生器的溶液的濃度降低了，更容易被再生，從而減少了高溫?zé)嵩吹南摹?根據(jù)質(zhì)量平衡關(guān)系，采用了分級(jí)思想的除濕器溶液的流量會(huì)因?yàn)闈舛炔畹脑龃蠖冃?，而小流量?huì)減小氣、液的接觸面積。為了強(qiáng)化換熱，保證除濕器每一級(jí)內(nèi)的溶液流量很大，而級(jí)與級(jí)之間的流量很小。這樣即保證了換熱有充分的接觸面積，又使得溶液進(jìn)出口可以實(shí)現(xiàn)高的濃度差。整個(gè)除濕器的流程如圖2所示，圖中的數(shù)據(jù)是一組實(shí)驗(yàn)結(jié)果。其中，除濕過(guò)程不斷被冷卻，冷卻水一部分來(lái)自室外的冷卻塔，一部分來(lái)自室內(nèi)

9、回風(fēng)。對(duì)室內(nèi)回風(fēng)的焓的回收也使得整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的能效比大大提高。 圖2 除濕器流程圖 對(duì)于再生器也要采用分級(jí)的思想，用高溫的熱源再生比較濃的溶液，用比較低溫的熱源再生比較稀的溶液，這樣使得熱源的利用效率提高。圖7是一種分級(jí)再生器的思想，圖中的溫度都為設(shè)計(jì)溫度。 定義以下幾個(gè)參數(shù)： 其中，EERliquid為液體除濕空調(diào)的能效比，Qc為得到的冷量，kW；Qh為再生器的加熱量，kW。 對(duì)于除濕器，由于冷卻水的引入，使得整個(gè)過(guò)程近似等溫的進(jìn)行，被處理的室外空氣狀態(tài)為：33.9,22.3g/kgair,焓值為91.3kJ/kgair，出口狀態(tài)為39.4,6g/kgair，該空氣經(jīng)過(guò)與室內(nèi)回風(fēng)間冷卻，狀態(tài)

10、被處理至22，6g/kgair，焓值為37.3kJ/kgair。之后，空氣被等焓加濕到送風(fēng)狀態(tài)（17）?？諝馓幚淼撵什顬?4kJ/kgair，除濕量d為16.3g/kgair。 i為被處理空氣的焓差，則Qc表示為：Qc=i=91.3-37.3=54kJ/kgair 如一個(gè)熱水進(jìn)水溫度為90，出水溫度為65的再生器，設(shè)計(jì)的空氣進(jìn)口狀態(tài)為33.9，含濕量din為22.3g/kgair，焓值iin為91.3kJ/kgair,換熱器的溫差按照5計(jì)，得再生空氣的出口狀態(tài)為58，含濕量dout48g/kgair,焓值iout為183.4kJ/kgair,這樣，每除去1g水，再生器需要的加熱量q為： 再根據(jù)除濕器的數(shù)據(jù)，得到： 可見(jiàn)在熱源最高溫度為90的情況下，采用該方式能夠比采用同樣熱源驅(qū)動(dòng)的吸收式制冷機(jī)有更高的效率。 4 結(jié)論 a液體除濕空調(diào)系統(tǒng)在合適的參數(shù)下工作，空調(diào)的送風(fēng)溫度可達(dá)20，該溫度基本滿足一般舒適性空調(diào)送風(fēng)溫度的要求。因此液體除濕空調(diào)從送風(fēng)狀態(tài)而言，具有應(yīng)用的可行性。b液體除濕空調(diào)系統(tǒng)在