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技術專文

圖四、除濕溶液表面水蒸氣分壓與除濕溶液水分含量及溫度之關係 [24] 圖五、除濕溶液之吸濕與脫濕再生過程 [24] 圖七、傳統空調系統架構 圖八、改善後空調系統架構

65°C 120°C SA SA

40°C
OA
3 DESICCANT REGENERATION Clean Room Clean Room
INCREASING WATER VAPOR PRESSUREAT DESICCANT SURFACE INCREASING WATER VAPOR PRESSUREAT DESICCANT SURFACE 1 DESICCANT COOLING WATER SORPTION 2 10°C OA RA 22±1ʨ RA 22±1ʨ
10°C

45±5%
45±5%

液的預熱，同時，達到再生完成溶 明可逾 96,000 小時，不需添加或 模型建立
INCREASING DESICCANT MOISTURE CONTENT INCREASING DESICCANT MOISTURE CONTENT
液降溫預冷的功能。如此，不需過 更換。
以一台 140,000CMH 處理外氣量的
度依賴外來能源，利用自身的能源
由於傳統空調系統依靠使空氣通過 MAU 與 420,000CMH 的回風風量；
交換來減少冷卻與加熱量，達到節
冷卻盤管對空氣進行降溫除濕，也 外氣條件為 35℃ DB/80%RH、回
溫供應至現場，而低溫高濃度溶液 省能源與提升系統效率。由於再生
圖六、基本溶液除濕系統架構 因此，導致冷卻盤管成為潮濕表面 風條件為 22℃ DB/43%RH，MAU
則因吸收了空氣中的水分及凝結潛 段的加熱與除濕段的冷卻是同時發 且會產生冷凝水。當空調系統停止 送風條件為 14℃ DB/71.1%RH 為
熱而成為中溫低濃度溶液並流向再
֝Ԟ༲Ȟଷᕇȟ ӕҢ༲ 生的，因此熱泵的應用可以將除濕 運轉後，潮濕處就成了黴菌繁殖的 本次模型建立。基本架構示意圖如
生段 (Regeneration Column)。中溫 段的熱轉移至再生段，達到除濕段
ྚషୂᕎᏙ 最好場所，而這些黴菌便藉著空調 圖九所示。
ޫ໣఩ӈܛሰଷᕇޫ੊ ඊᕘ ӕҢ༲ޫ੊௷੊ 低濃度溶液經加熱成為高溫低濃度 降溫與再生段升溫的功能。此外， 系統散佈到整個環境中，造成室內
溶液後，經由再生段與再生空氣接 利用太陽能系統來作為再生段的熱 空氣品質不良。也由於經過冷卻盤 之後在此架構中再加入溶液空調系
觸，同時將水分與熱傳遞至再生空 源亦是個有效的節能方式。 統，由溶液空調設備處理部分回風
տ㢽 ђዦ 管後，空氣為低溫且濕度是接近飽
氣中，而成為中溫高濃度溶液並流 風量，預期目標為降低回風濕度，
利用既有的廢熱作為再生段的熱 和的，稍有設計或運作不當便造成
回除濕段。中溫高濃度之溶液經降 使 MAU 降低負載。基本架構示意
Ӳॴܗѵ੊ ӕҢ༲ఽଷޫ੊
ዦһඳᏣ 源，除了可以省去再生段的加熱費 結露滴水的現象發生。這些現象在 圖如 圖十所示。
資料來源：美國Kathabar公司提供 溫後，再次進入除濕段，而形成一 溶液除濕空調系統中，都是不會發
個完整的循環。 用外，同時也可以省去廢熱處理的
費用，這是對於溶液除濕空調系統 生的。因為，溶液除濕空調系統不
最有效益的。此外，由於排氣系統 是藉由降溫的方式來除濕，因此，
關係如 圖四 所示。因此，當除濕 液仍處於高溫狀態，因此必須予以 溶液除濕空調系統的能耗 所排出的氣體通常是經過處理過的 沒有低溫結露的狀況發生，也就不
會有適合黴菌生長的場所及結露滴 結果與分析
溶液的水分含量增加或是溫度增加 降溫，使其表面的水蒸氣分壓降低 與節能潛力 室內空氣，若能選擇合適的排氣系
時，其表面的水蒸氣分壓也會跟著 以達到吸濕的功能，也就是 3-1 降 由本系統架構可知，溶液除濕空調 統所排出的廢氣做為再生段所需的 水的現象。
增加；反之，則水蒸氣分壓則會降 溫過程。如此，便形成一個完整的 系統的能耗尚須考慮下列幾項： 再生空氣，也可以大幅的降低再生 由上述幾項特點可知，溶液除濕空 溶液除濕空調系統若與傳統空調搭
低。 循環。 段所需的加熱量，有效的提升系統 調系統在不需額外的裝置與費用 配，由傳統空調系統處理空氣的預
– 驅使空氣與溶液流動的風車與泵 效率。
利用水蒸氣分壓的差異、溫度與水 將溶液除濕系統表現在空氣線圖 浦。 下，便可以有效的提升室內空氣品 冷降溫，由溶液除濕空調系統處理
分含量對除濕溶液表面水蒸氣分壓 上，則為 圖一中藍色實線路徑，由 質。 潛熱除濕的部分，則可發揮兩種系
的影響，便可以使除濕溶液對於空 – 溶液再生所需加熱（本項可採 統的長處，而成為一個有效率的空
於工作原理的不同，其對空氣需處 溶液除濕空調系統與
氣進行除濕及脫濕再生，進而形成 70℃以上廢熱熱源，如熱泵、空 調系統。同時，由於傳統空調系統
理的焓差為 AC。與傳統空調比較， 室內空氣品質 案例介紹
一個循環而成為一個完整的空調除 壓機、製程排氣、蒸汽水等）。 不需再提供低溫條件來進行除濕
不管是否考慮過度冷卻後的再熱，
濕系統。 圖五說明了除濕溶液吸濕 – 溶液除濕所需的冷卻（可採 12~ 由於溶液除濕空調系統的運作方式 以台中某廠做為案例，該廠原空調 而得到更好的運轉效率。從 表一
理論焓差都是遠小於傳統空調系統
及脫濕再生的過程。在 1-2 的吸濕 18℃冷水源，高溫型冰水主機、 是將除濕溶液利用類似水洗的方式 系統架構如 圖七所示。該廠使用冰 可以發現原傳統空調系統的冰水出
的。
過程中，除了水份自空氣轉移至除 熱泵等）。 直接與空氣作接觸，因此，可以有 水出水溫度為 7℃，而其再熱則是 水溫度為 5℃方能達到環境溫濕度
濕溶液外，水份凝結所產生的凝結 效的去除空氣中的粉塵微粒，對於 使用電熱加熱系統。在加入溶液空 的規格，則在搭配溶液除濕空調系
此外，若有多餘冷、熱源可以與此
熱同時會傳遞至除濕溶液中，造成 粉塵粒徑大於 5 micro 以上的微粒， 調系統進行全廠區的空調系統改善 統的狀況下，冰水出水溫度可以提
溶液除濕空調系統的系統架構 系統搭配，則可以大幅提升此系統
除濕溶液的含水量及溫度的上升。 其去除效率可達到 80%，因此，可 後，其原先的冰水使用溫度提升到 升至約 11℃。如此，可提升冰水
的使用效率。下面將討論幾種提升
2-3 為脫濕再生過程，此過程必須 圖六為一基本溶液除濕系統架構。 以延長終端空氣濾網的壽命，降低 12℃。原先針對 AHU 的電熱再熱 主機 COP 性能係數至少 10%，使
系統運轉效率的方式。
對除濕溶液加熱升溫，在其表面的 外氣或回風通過除濕段 (Absorber 維護成本，甚至依據應用狀況，有 系統也無需使用，即可達成原先設 整體空調系統的效率可以大幅的提
水蒸氣分壓提高後，通以再生空氣 Column) 與低溫高濃度之溶液接 利用高低溫度差及中間節效熱交換 機會可以免裝特殊效率型濾網，而 定的送風溫度。而其造成的用電改 升，同時，也可以降低溶液除濕空
使除濕溶液之水分轉移至空氣中， 觸，空氣中的水分及其凝結潛熱傳 器 (Economizer) 的應用，可以將再 溶液透過系統的過濾淨化裝置，可 善狀況達到節能 40% 的成效，其 調系統的負擔，而達到整個空調系
完成脫濕再生。此時，由於除濕溶 遞至溶液中。因此，空氣被除濕降 生完成溶液的熱拿來作為再生前溶 持續維持高效能，其壽命經實驗證 回收年限約為 3 年。 統性能的最佳化組合。另外因提高

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