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技術專文

圖一、外氣空調箱配備 ECOWET-washer 的流程圖 圖四、水洗裝置理論分析模型 圖五、噴水架式水洗加濕器安裝於外氣空調箱之架構圖

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F I ᢴ ᢵ I ᢶ ᢷ C I 液體中。在許多的污染方法設備
所用吸收液是水，而吸收作用式
ႇᘯᏣ տࠔዻᆔ ђዦዻᆔ 可藉由對空氣淋洗 (Scrubbing) 或 圖六、利用水霧對外氣洗滌的機制
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水 洗 (Washing) 進行質傳 (Mass
transfer) 來完成。
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質傳基本上有兩種主要的機制，其
圖二、配備 ECOWET 的外氣空調箱冬季加熱加濕過程 圖三、構成水膜的 UCASS 質傳裝置架構圖
一即是分子的擴散，而分子之所以
會發生擴散通常是伴隨著某種來 ባ᜵Ь
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自外界的驅動力之作用所引致，
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一般是以濃度差所引致的質傳最為
廣泛。另外一種機制便是因為流體
動之紊流所引致之質傳，此即所謂
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的紊流擴散，同時氣體吸收是物質
ђዦ 2 ࢳђᕇਣ 液氣比 (Liquid-Gas ratio, or L/G) 計圖表幾乎靠實驗數據透過回歸後
ᢵ ᢶ 1 ࢳђᕇਣ 由氣相擴散至氣液界面，進而穿透 適當的洗滌液質量流率與氣流質量 求得。
ᢳэ۠ѵ੊ ђዦ ᢴ 此界面而擴散於液相的吸收液中， 流率的比例，在理論上可確保氣液
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ĩӕҢĪ 如 圖四 所示。氣體進入液體後， 質傳轉換的完整性。一般來說「空
18°C 22°C 32°C 新型外氣水洗加濕裝置之特色
同時亦伴隨有化學的反應發生。氣 調加濕用途」的加濕器，其液氣遠
態污染物因濃度差自空氣中擴散至 低於運用在「外氣洗滌用途」達兩 目前最常見的「噴水架式水洗加濕
洗滌水中，同理，水分子亦因水蒸 個數值級 (Order) 的程度。換言之， 器」 圖五 ，是一種以水汽化蒸發形
也有若干應用前述研究成果的加濕 然而該設計必須與多部小型傳遞泵 洗滌泵。因此，本研究的目的在打 汽分壓差而於洗滌水與空氣間擴散 一般水洗加濕器性能在空調功能上 成水霧層的加濕方式；其工作原理
器或水洗加濕器的開發，例如日本 分段傳送洗滌水，可靠性不無疑問； 破既有框架下，試圖尋找其他低耗 移動，因此對空氣而言將產生加濕 可輕易達成，從而設計上其著眼點 是以水作為介質，通過泵浦加壓，
的菱和公司所推出的 ECOWET 加 同時整個水洗器模組過長，安裝上 能、高效率的外氣洗滌方式。訂定 或除濕的效果。另外，洗滌水與空 大多「汙染物去除」方面。 由特定的噴嘴將水細化成一定直徑
濕模組 [5] 即為眾多同類型產品之 也有困難。 開發一款性能不低於現有水洗加濕 氣間的溫度差將造成熱量的傳遞， 範圍內的水顆粒，透過「等焓降溫
一。ECOWET 加濕模組採用曲面濕 器之 AMC 去除能力，而電力需求 對空氣而言將產生升溫或降溫的效 洗滌液水溫 加濕」熱力過程與流動的空氣混
目前外氣空調箱所採行的水洗加濕
膜板方式增加質傳面積，藉以達成 僅為現有設計之 25%-30% 甚至更 果。 當水溫越低時，氣液間的質傳效果 合，透過熱質傳、溶解、撞擊等作
器性能，要求外氣濃度在 200ppb
「加濕」的目標， 圖一及 圖二 。然 低的水洗加濕器設計。 越好。 用，使空氣中的 AMC 及微熱從空
以內去除效率須不小於 90%，當 通常影響水洗加濕器性能的參數以
而該設計是以加濕為主要考量，僅 氣中分離，從而對空氣發揮到洗滌
外氣 NH 3 濃度不大於 20ppb 時出 及影響層面如下： 質傳強化裝置
具備對外氣少許的洗滌能力，對於 和加濕的功能 圖六。此種加濕方式
口濃度應不大於 3ppb。而設計架 如填料或金屬網結構的質傳強化裝
本公司要求以對外氣洗滌能力為主 因具有加濕量大、高效節能、安全
構則採用「高液氣比」(L/G=0.49 液滴的尺寸 置，在有限反應空間的環境下，提
的設計顯然不足。 ~0.99) 以 及「高霧化壓力」設計 研究方法 可靠、可任意組合維修保養便利等
當液滴的尺寸越小，與氣流接觸的
高氣流與液體接觸及反應的時間， 優點而廣泛配套應用於許多工業空
此外，特別強調去除外氣中化學物 概念的「噴水架式水洗加濕器」， 表面積越大，在邊界條件固定時有
確保質傳性能。 調，例如紡織廠、煙廠等廠房的空
質 的 Ultra clean air supply system 在過去無疑的成功了扮演去除外氣 助於質傳率的提升。
水洗器的運作原理 調系統設計中。同時亦為目前國內
(UCASS)[6]，設計理念上著重於對 AMC「門神」的角色，但所付出的 洗滌液導電度 電子工業廠房去除外氣中所包含化
於去除大氣中化學物質的能力，以 代價是動輒 30hp 或 50hp 的耗能。 空氣中的 AMC 可藉由吸收 混合距離 當水中雜質越高，導電性亦隨之提 學污染物處理的主流解決方案。
「提高有效接觸面積」以及「充分 雖然許許多多的方法如打「擦邊 (Absorption) 作用，選擇性的將一 液滴與氣流接觸的距離越長，使得 高，質傳性能將隨之降低。
使用洗滌液」的設計理念達成高效 球」的探底試驗企圖尋找水洗加濕 物質由氣相傳遞到和其接觸的液 液滴在反應室內暫留反應時間越 然而現有噴水架水洗式加濕器的設
率去除外氣 AMC 的目標。則如 圖 器的 L/G 下限，或者用變頻器控制 體中。吸收能達到分離的原理是 長，有助於質傳過程反映的完整 噴嘴的布置方式 計，大多受限外氣空調箱的尺寸，
三所示。 洗滌泵容量，但仍需採購大馬力的 因為氣相中的某些成分較易溶於 性。 本部分並無特定的理論，現存的設 無法提高洗滌液在反應室內的暫留

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