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温度_湿度_独立空调控制系统中_新风处理方式 [2009-3-26]来源:www.chinazedo.com

温湿度独立控制空调系统中,需要新风处理机组提供干燥的室外新风,以满足排湿、排CO2、排味和提供新鲜空气的需求。前言已阐述了现有的低温露点除湿的热湿联合处理方式所带来的问题,如何采用其他的处理方式排除室内的余湿,如何处理出非露点的送风参数,如何实现对新风有效的湿度控制是新风处理机组所面临的关键问题。

采用转轮除湿方式,是一种可能的解决途径。用硅胶、分子筛等吸湿材料附着于轻质骨料制作的转轮表面。待除湿的空气通过转轮的一部分表面,空气中的部分水分被吸附于表面吸湿材料,实现除湿。吸了水的转轮部分旋转到另一侧与加热的再生空气接触,放出水分,使表面吸湿材料再生,再进行下一个循环。

吸湿过程接近等焓过程,减湿加热后的空气可进一步通过高温冷源(18℃)冷却降温,从而实现温度与湿度的独立控制。但转轮除湿的运行能耗难以与冷凝除湿方式抗衡。从热能利用效率看,转轮除湿机除掉的潜热量与耗热量之比一般难以超过0.6,同时高温冷源还要提供1.1~1.2倍于空气除热总量的冷量。

这样就无法与采用低温热源(约90℃)、COP可达0.7,冷却温度可达30℃的吸收制冷机相比。即使采用多级热回收方式,热能利用效率仍难以提高到与吸收制冷机抗衡。此外,还有转轮的除湿空气与再生空气间的渗透问题,这似乎是很难解决的工艺问题。转轮除湿机热能利用效率低的实质是除湿与再生这两个过程都是等焓过程而非等温过程,转轮表面与空气间的湿度差和温度差都很不均匀,造成很大的不可逆损失,这可能是由转轮结构本身决定的很难克服的缺陷。

再一种除湿方式是空气直接与具有吸湿的盐溶液接触(如溴化锂溶液、氯化锂溶液等),空气中的水蒸气被盐溶液吸收,从而实现空气的除湿,吸湿后的盐溶液需要浓缩再生才能重新使用。因此,溶液式除湿与转轮式除湿机理相同,仅由吸湿溶液代替了固体转轮。

由于可以改变溶液的浓度、温度和气液比,因此与转轮相比,这一方式还可实现对空气的加热、加湿、降温、除湿等各种处理过程。改善吸湿式空气处理方式的关键就是变等焓过程为等温过程,吸收或补充空气与吸湿介质间传质产生的相变潜热,从而减少这一过程的不可逆损失。

由于转轮是运动部件,很难在转轮内部接入能够吸收热量或提供热量的换热装置,这种方法实现起来在工艺上有很大困难。采用溶液吸湿,可以使空气溶液接触表面同时作为换热表面,在表面的另一侧接入冷水或热水,实现吸收或补充相变热的目的,从而实现接近等温的吸湿和再生过程;还可以采用带有中间换热器的溶液空气热湿交换单元。

由溶液泵作为动力使溶液循环喷洒在塔板上与空气进行湿交换,同时溶液的循环回路中还串联一个中间换热器,吸收湿交换过程中产生的热量或冷量。通过控制调节中间换热器另一侧的水温水量,就可使空气在接近等温状态下减湿或加湿。溶液和水之间是交叉流,不可能实现真正的逆流,但如果单元内溶液的循环量足够大,空气通过这样一个单元的湿度变化量又较小时,其不可逆损失可大大减少。溶液的蓄能密度很大(高于冰蓄冷),从而降低了对于持续热源的需求,除湿与再生可以分别运行。

由于在除湿过程中,采用室内排风蒸发冷却等冷却手段,可以降低对溶液浓度的要求,因此可以采用低品位的热能作为驱动能源,如城市热网的热水、热泵冷凝器的排热、热电联产系统的排热等等。溶液具有杀菌、除尘作用,可以起到净化空气的作用。除了消除冷凝表面,避免霉菌滋生外,采用溶液式空气处理方式还可以有效解决空气中可吸入颗粒物的消除。

使用溶液式空气处理方式,粉尘颗粒却可以被有效地带入溶液中。通过合理的设计溶液与空气接触的塔板形式,就可在获得优良的传热传质效果的同时获得好的除尘效果。溶液中的灰尘可通过溶液过滤器捕捉收集,更换和清洗溶液过滤器远比更换和清洗空气过滤器容易。对于大颗粒粉尘,进入溶液式空气处理器后会导致堵塞,因此应在入口安装粗效过滤器进行捕捉收集。这一般比较容易并不易造成对空气的二次污染。

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