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 技術專文

 反應時間，因此透過控制「液滴尺
 圖七、利用水霧對外氣洗滌的機制  圖九、各種市售的「質傳強化裝置」：植物纖維（左）、燒結陶瓷（中）、不銹鋼（右）                      圖十一、各種膜板的排列方式
 寸」以及「液氣比」，以過量細微
 的洗滌液試圖以「人海戰術」的概
 Ьϸᇒึ                                                                               275   555
 念達成去除外氣 AMC 的目標。但  ੊ᡞϸφ  ཌྷಗφ  ಗφ  IJııĦœʼn
 霧化洗滌液需加壓至少 4kg/cm 2
 Ьϸ
 （40m 水頭）甚至以上，並考慮                                                                1230
 到採取高液氣比的操作參數，使得
                                                                                    285       570
 水洗泵的動力需求變得高居不下，
              圖十、小型循環泵及過濾筒 ( 整合在同一鐵架內 )
 特別是當外氣 AMC 濃度提高時，  Ьጱ
 液氣比的操作參數須隨之提高，更                                                                 1000
 使得水洗器的耗能伴隨提升。此  ጱ                                                                       1000
 Ьጱ                                                                                  250      400
 外，原本噴水架水洗式加濕器為防
 止洗滌液被氣流攜至外氣空調箱下
 游，均會裝設除水板 (Demister or
 圖八、水膜式水洗加濕器安裝於外氣空調箱之架構圖                                                          1200         1500
 Eliminator)，但本身除水板即屬於
 高壓力降元件，噴水架水洗式加濕                                                                   126.5
 Membrane Washer
 器泰半的氣流側壓降為其所貢獻。
 但進一步思考，水洗器內的除水板
 既然是設計上的「必要之惡」，而  OA  OA
 INLET  SUPPLY                                                                       2300            2300
 且又能握持洗滌液，如果依照前面
              因此真正影響去除效率的因素應該                 本身可視為耗材。再調查本類型產                       190
 的概念，設計一種固體介面（例如
              為「膜板物質傳遞能力」、「液氣                 品在高科技產業（光電、半導體及
 膜板），在固體表面形成水膜 圖七 ，
              比」、「膜板處理表面積」等項目。                封測業）的運用實績顯示，若以超
 不僅可提高液氣間的接觸面積，試                              純水作為補給水，即便運轉長達十
 圖以較少量的洗滌液並提高在反應  「質傳強化裝置」設計及材料種類             年也不必作任何更換，而由水盤吹                      1600       1600
 室內暫留時間，達到充分熱質傳的  眾多 圖九 ；在材質的選用上目前市
                                              洩的水質也未見明顯的劣化（導電
 效果，進而可以避免傳統噴水架水  面上可獲得的產品包括石棉纖維、
 Tank  Circulatory Water Pump                 度上升）。「燒結陶瓷」則質地
 洗式加濕器依靠高液氣比，及靠高  植物纖維、金屬（例如不鏽鋼）以
                                              硬脆，孔隙率更勝前者，而且在清
 霧化壓力得到洗滌液而造成高耗能  及燒結陶瓷材料等，如 圖九 ，可依
                                              潔維護方面非常容易，與前者相較                                4460
 的缺點。因此這也就是有別於既有  欲達到的 AMC 去除能力、對水質           屬永久性材料，在日本據稱已有運
 設計，而以「質傳強化裝置」為主  以低耗能移除 AMC  k a = 278×d p ×T A ×(L/G)×lnP ........(2)  影響的程度、成本、結構強度及保  用 於 100,000CMH 級 外氣加濕洗
 體的新型外氣加濕洗裝置的設計發  由於水洗泵容量（流量及／或揚  與  養等層面作選擇考量。除金屬材質  滌裝置的實績。但燒結陶瓷本體
 想及理念。  程）降低，降低了水洗器的耗能；  -3  外，其餘均屬於所謂的「多孔性材                                   100μm 的過濾筒，如 圖十。
 在某些「質傳強化裝置」的設計其  S A = 3.6×10 ×Q×T A ×(L/G)   質」，可確保較洗滌液與氣流間有  以粉末冶金技術製造，質地硬但
 這類以「質傳強化裝置」為主體外  ×d p  .....................................(3)  易碎，操作及維護均必須比前者  膜板的排列方式將會影響「膜板處
 -1
 空氣側壓降甚至低於傳統的除水  較大的接觸面積。而在構造上為追
 氣水洗加濕器的主要構形即以濕膜                              更加小心。此外在造價方面一套                   理表面積」，以及洗滌液與氣流的
 板，更進一步降低了外氣空調箱風  那麼去除效率 η 為  求「高接觸面積」與「低壓降」的
 板或類似的設計搭配或全面取代噴                              140,000CMH 級 的「燒結陶瓷」             接觸吸收 AMC 的時間。若膜板面
 機的靜壓需求，從而外氣空調箱整  性能，「質傳強化裝置」大多製作
 嘴架及高揚程的水洗泵，在搭配潔  η= 1P=1{exp[k w ×(S A +S E )/  膜板粗估約高出現有水洗加濕器甚            積過小、箱體內風速過快，則容易
 體耗能更能進一步的降低。  成波浪狀來因應。
 淨室的外氣空調箱後其架構如 圖八  Q]}.......................................(4)  多，投資回收期程太長，因此考量  造成接觸吸收 AMC 的時間變短從
 所示，而其設計上的特徵說明如下：  為確保洗滌液在質傳強化裝置中能            本案「實驗」的精神之下，除完全                  而質傳量不足，外氣 AMC 的去除
 以去除效率 (4) 式來看，若將所有
 新型外氣水洗加濕器各項參數  的變因加以探討似乎不切實際，因  夠被「握持」至足夠久的時間足以  使用「纖維類」膜板外，另外「燒              效率可能將不升反降。此外過度密
 冷卻除濕功能  的考量  充份達成質傳，最好為多孔性材質                 結陶瓷」材質模板則與「纖維類」                  集排列的質傳膜板可能造成氣流壓
 此必須將幾個變數加以固定。由於
 此裝置可以外加方式對既有 MAU  依據稻葉仁等人  [4]  以及趙世閔  [7]  質傳膜板相當程度的扮演「握持」  (Porous media) 且不宜過度疏水，  膜板採取混搭方式，即截取兩者之  降過大，使得空氣側外氣空調箱風
 設備增設，以提供既有 MAU 額外  的研究顯示，當濕膜板處理「比表  及「增加質傳面積」洗滌液的角色，  且需考量材料的製造安裝容易 ; 由  長進行評估。  機需消耗額外電力。經檢討數種可
 的冷卻功能，效果等同新設一組冷  面積」為 Sw、風量為 Q，穿透率  那麼質傳膜板的設計選用以及「握  候選的材料性質考量，植物纖維類  由於外氣空調箱風量額定容量為固  能的形狀，包括平面、V 形、W 形、
 卻盤管。  為 P 時，濕膜板的物質傳遞係數  持」的時間就十分重要。此外廠區  與燒結陶瓷符合前述要求，因而將  定（ 額 定 140,000CMH）， 因 此  波形與梯型等設計，最終選定 W
              納入本研究中。                                                          形的配置作為研究對象 圖十一。
 kw 為  供應的設計洗滌水溫 (23°C) 以及導                   以計畫之耗能值（約 1/10 的額定
 加熱加濕功能  電 度 (9-10μs/cm) 均為固定，所  「纖維類」與「燒結陶瓷」膜板材  耗能）設定液氣比（約為 0.08），           至於將洗滌液塗抹在質傳膜板基本
 K w =Q/S w ×lnP ...........................(1)
 上述之增設裝置於夏季提供冷卻除  以空氣與水之間的物質傳遞係數也  質兩者材料特色不同；前者外觀類  再回推循環泵所需之容量（流量             上可利用噴嘴加壓噴淋，或直接至
 濕功能，但於冬季時則可提供加熱  在經過接觸時間 T A ，以液滴尺寸為  就會固定。此外，本研究的質傳機  似瓦楞紙質地柔軟，一旦握持液體  × 揚程），選用 4kW 的小型循環  膜板上方澆淋等兩種方式。後者所
 加濕功能，以降低甚至取代既有  d p 、膜板處理表面積 Sw、風量為  制主要發生在膜板而非液滴，如果  後其剛性增加不易遭破壞。然而缺  泵進行測試。為確保洗滌水內可能  需之揚程極低因此泵送動力不高，
 MAU 內耗費電能的加熱裝置與加  Q，噴霧水與空氣的物質傳遞係數  液滴的粒徑維持為固定，處理時間  點是遭汙染時模板清潔不易，需整  存在雜質不影響噴嘴，另外於泵浦  理論上應為最佳的選擇，然而質傳
 濕裝置。  Ka 與接觸面積 S A 為  又與膜板面積及「握持」能力有關，  套更換。然而本類材質價格低廉，  出口處設置一具規格過濾能力為       膜板有一定高度及厚度，澆淋洗滌




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