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技術專文

收空氣中的水分使濃溶液變為稀 濕器在冷卻水溫度和溶液溫度低於 含濕量、除濕溶液的濃度和對溫度
圖一、不同空調系統在空氣線圖的路徑 圖三、水分子擴散原理
溶液，放出熱量。再生器是一個相 24℃時，其熱質傳遞效率僅為 8％ 再生性能的影響，並得出結論：溶
反的過程，溶液由稀溶液變為濃溶 左右，效果很不理想。K.Gommed [7] 液的流速對再生性能沒有太大的影
液，水分蒸發而吸收熱量，需要熱 利用了蒸發冷卻技術降溫，建立了 響。
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源來提供熱量進行系統再生。這兩 一個計算機模型程序測定實驗性 [17] Ȉ༉ಜޫ።
Yadav YK 等 透過實驗證明蒸汽
大部件的結構和性能關係到整個除 能，並對其進行分析。
壓縮空調系統中增加除濕機系統比 ੊ጱ
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濕系統的整體效果，所以國內外有
對於除濕器和再生器的熱質傳模 單純的蒸汽壓縮式製冷節能 35%。 ੊ࣻЬᇒ੊
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很多的專家和學者對此進行了研 [18] A ϸᔇϊܼష
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型的建立，R.E.Treybel [8] 對 D.R. Kahalid Ahmed 等 採用溴化鋰 ࣻЬᇒ੊ϸ ੊ࣻЬ ᇒ੊
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Olander 的熱質傳模型進行了完 作為除濕劑和吸收劑，同時模擬 ࣻЬᇒ੊ϸ
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Lowenstein 等 [1] 分析了影響除濕 善，建立了“微元控制體模型＂， 了添加除濕系統的吸收式空調系 Energy
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器中幾個互相制衡的因素，包括 方法如下：將除濕器沿高度方向劃 統，得出了這種複合系統比單純吸
物理特徵和除濕器的氣流組織， 分為微元控制體，在穩定除濕狀態 收式空調系統節能 50%。SNayak
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為除濕器的設計提供了理論基礎。 下，重點對發生在氣液兩相相界面 等 [19] 研究了利用燃氣熱電冷系統
W.Kessling 等 [2] 用聚丙烯作為填料 處的熱質傳過程作了合理的簡化假 餘熱作為再生器推動熱源的溶液除 Comfort
Zone
製造了一台內冷型的除濕器，除濕 設，推導出熱質傳的控制微分方 濕空調系統，處理後的空氣經置於
劑為 LiCl 溶液，並首次提出利用溶 程，得出整個除濕器的參數，這 屋頂的製冷機降溫後送入建築內部
液的蓄能功能，LiCl 溶液的蓄能能 個模型在後來得到廣泛的應用， 進行空調。實驗表明，整個液體除 成了必要之惡，同時，也造成了能
力要比冰的蓄能能力大3～5倍 H.M.Factor 和 G.Grossman [9] 以及 濕系統 COP 約為 0.5，與常規方 源的浪費。
左右，為液體除濕空調系統的蓄能 P.GandhidaSan [10] 等又先後在對其 式相比，系統一次能源利用率可提 圖二、一般傳統空調系統的應用
研究作了鋪墊。其中建立了簡單的 高 約 16.3%。T Katejanekarnd 等 不同於利用溫度差的工作原理，溶
進一步完善，在數值算法上作了一
數學模型，具體分析了除濕器裝置 人 [20] 建立了一個以太陽能為驅動 液除濕空調系統乃是藉著工作介質
些改進，方便熱質傳過程的求解， Drier, overcooled
的影響因素，但對分析再生過程及 能源的溶液除濕空調系統，並對新 & Saturated air, 表面水蒸氣分壓與空氣水蒸氣分壓
這一模型同樣適用於再生器，過程 10~12°C DB
影響再生過程的因素分析較少。 正好是相反的。另外，Andberg 和 風進行預處理。實驗表明，當含 的不同，利用水分子由高蒸氣分壓
A.Y.Khan 等 [3] 研究認為，空氣和 Vliet [11] 也建立了與 Grossman 相似 濕量由 0.042 kg/kg 減小到相對濕 Warm humid air, Suitable air, 往低蒸氣分壓移動擴散的效應，達
除濕液順流或逆流對塔式吸收器除 [12] 度為 11.1% 時，系統送風溫度約 35°C DB 17~22°C DB 到除濕的目的，所謂的工作介質也
的 模 型。Yang 和 Wood 通過假
濕效果的影響不大，而除濕塔的填 降 1.2℃，同時和常規機組作了能 就是除濕溶液 (Desiccants)。 圖三
設對它們進行簡化，建立了模型並
料尺寸、除濕液進口溫度和濃度、 耗比較。另外在節能性上也有不少 說明了水分子在氣、液相間的擴散
對其進行實驗驗證。
空氣的質量流速等是最重要的影 研究。徐征等 [21] 結合工程實例分 現象。當氣相的水蒸氣分壓小於液
對於再生器熱質傳數學模型的研究 Condensation
響因素，同時填料的傳熱面積影 析指出溫濕度獨立控制空調系統中 相的水蒸氣分壓時，水分子便會由
也有不少。Fumo 等 [13] 搭建了太陽 ᒶପӕዦᏣܗࡊϲᡘዦቩઊ
響處理前後的焓差和除濕效率。 處理顯熱的系統因冷水機組隨蒸發 液相往氣相擴散；反之，則由氣相
Khan [4] 建立了二維穩態模型來預 能為熱源的實驗台，並對再生器建 溫度的提高使 COP 值提高而降低 往液相擴散。因此，造成水分子移
測其冷卻和除濕性能，描述了除濕 立了模型，分析了溶液和空氣的進 能耗，但是應綜合比較單位換熱量 動的趨動力為兩者間的水蒸氣分壓
器內部變化規律，研究結果表明其 口參數對再生效率的影響，與實驗 金屬用量指標和設備用量指標，濕 差，而與水分含量無關。
性能受水與空氣流量比、空氣的傳 結果很吻合。Longe [14] 等利用常用 度處理系統的溶液再生能耗有可能 計畫方法 熱處理效率。但對於潛熱的處理，
熱單元數、溶液濃度和冷卻水溫度 的除濕鹽溶液對溶液再生過程進行 抵消顯熱處理系統節約的能量。王 由於必須提供更低於空氣露點的溫 利用這樣的原理，當除濕溶液表面
的影響較大，並擬合出了經驗公 了實驗研究，並建立了理論模型， 順林等 [22] 介紹了太陽能溶液除濕 度，加上無可避免於顯熱同時也被 的水蒸氣分壓低於空氣的水蒸氣分
式。W.Y.Saman 和 S. Alizadeh [5] 研 利用計算機模擬預測系統的性能， 空調系統的形式及其工作原理，並 溶液除濕空調系統工作原理 移除的作用，因此，經常發生大量 壓，水分子由分壓高的空氣往分壓
究了一種除濕冷卻交叉流板式熱交 同時分析主要的操作參數對系統的 將該系統運用到廣州某一小型辦公 能源的消耗，造成空調主機效率不 低的除濕溶液擴散而被除濕溶液吸
換器，該熱交熱器由相互垂直的兩 影響，最後得出的實驗測試和理論 樓上，利用 Dest 軟件，進行了逐 傳統空調系統之工作原理係由系統 彰。 圖一的藍色虛線表示傳統空調 收時，便是除濕的過程，達到了空
種水平通道構成，在平板的一側對 模擬有著相同的規律。G.I.Sultan 等 時模擬計算。結果表明：在不考慮 壓縮機對冷媒作功，產生高壓高溫 系統在空氣線圖上的工作路徑，為 氣除濕的目的。可是，當除濕溶液
[15] 吸收的水分越來越多時，其表面的
室外新風進行除濕；而在平板的另 對填料塔再生器建立了理論模 傳統空調的再熱量，溶液除濕空 冷媒及經由膨脹裝置降壓產生低壓
了除濕所必須對空氣處理的理論焓
一側引入室內回風與溶液蒸發冷 型，描述了系統參數對其的影響， 調系統用電量僅為傳統空調系統 低溫冷媒，藉由熱由高溫傳遞到低 水蒸氣分壓也會跟著升高。當除濕
差為 AC，若考慮過度冷卻後的再
卻，對除濕過程起到降溫過程，同 並用實驗研究了空氣和溶液參數 的 40%；鄭洁等 [23] 對利用冷凝熱 溫的溫度差工作原理來完成熱的移 溶液表面的水蒸氣分壓與空氣的水
熱，則其焓差則增加為 AC+BC。
時有除濕和間接蒸發冷卻作用，達 對出口參數的影響，分析了入口參 回收的除濕再生裝置進行了研究， 轉，達到降溫的功能。若要達到除 蒸氣分壓相同時，此時，由於兩者
到一定節能效果，針對這種換熱器 數對再生過程性能的影響。Esam 結合實例，定義了溫濕度獨立控制 濕的功能，則必須進一步將空氣的 圖二 則是傳統空調典型的應用方 間不存在水蒸氣分壓的差異而達到
建立了數學模型，分析了其性能。 Elsarrag [16] 重點研究了填料塔再生 溶液除濕系統總的冷源設備熱力系 溫度降至露點溫度以下，才能完成 式。外氣經由冷卻盤管降溫除濕 平衡的狀態。由此可知，除濕溶液
Shahab 等 [6] 使用聚丙烯材料製造 器中空氣和除濕劑的熱質傳遞的性 數，利用這個來判斷機組是否節 去除水分、移除潛熱的工作。因此， 的過程中，也造成了空氣的過冷 水分含量的多寡（除濕溶液的濃
了 LiCl 交叉流板式換熱除濕器，利 能，定義了一些重要的性能參數， 能。分析表明其總冷源設備熱力係 冷媒溫度必須更低，壓縮機必須做 (Overcooled) 現象。為了符合人員 度）會影響其水蒸氣分壓的高低。
用冷卻水和回風對除濕過程進行降 並與以前的再生器進行性能比較。 數比普通空調要提高 45.5%，明顯 更多的功才能達到此功能。由上述 的舒適性及環境溫濕度的規格，藉 除此之外，除濕溶液的溫度也會影
溫，回收了回風的熱量，但是該除 分析了空氣和溶液的流速、空氣的 節能。 可知，傳統空調系統可以滿足的顯 由加熱設備來解決過冷的問題，便 響除濕溶液表面的水蒸氣分壓，其

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