Page 54 - Vol.14
P. 54

Tech
 Notes
 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。
                          Ȉྚషଷᕇ
 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
                                                                                                          ੊ጱ
 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੊
                                                                                 ੊ࣻЬᇒ੊
 很多的專家和學者對此進行了研  [18]           A                                                ϸᔇϊܼష
                                                                                 ϸᔇϊܼష
                                                                                                     ੊ࣻЬᇒ੊
 型的建立,R.E.Treybel [8]  對 D.R.   Kahalid Ahmed 等  採用溴化鋰                           ࣻЬᇒ੊ϸ               ੊ࣻЬ ᇒ੊
                                                                                 ࣻЬᇒ੊ϸ
                                                                                                     ϸᔇτܼష
                                                                                           ϸφᘘය
 究。                                                                              ᔇ         ϸφᘘය      ϸᔇτܼష
                                                                                 ᔇ
                                                                                                     ࣻЬᇒ੊ϸ
 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
                                                                                                     ᔇ
                                                                                                     ᔇ
 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
                                                                                                          షጱ
                        B                                                                                 షጱ
 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
                   C
 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




 50                                                                                     NEW FAB JOURNAL         JUNE 2014  51
   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59