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液体除湿系统的市场应用 [2006-11-22]来源:www.chinazedo.com

摘要 :过去二十年来能源价格的增高和对室内空调要求的提升,人们对液体除湿空调系统的研究兴趣渐浓。液体除湿剂可分为有机类如二醇类及醇类;无机盐类如氯化锂、溴化锂、氯化钙水溶液等,这些被选为除湿剂的化学药品都有一个共同特征,也就是在常温下,其蒸气压都相当低。虽然,这种技术在过去已被广泛使用,但文献中对这类除湿系统的质传数据的报导仍然有限。

一、前言 

一般工业用除湿剂在室温时的蒸气压都非常低,因此其与空气中水份的压差显 着,造成一种驱动力,将空气中水气移入液体除湿剂中,达到除湿空调的作用。 为增加除湿效率,气液间的接触必需充分。因此,这种质传程序大都在填充床中 进行,而气液在填充床吸收塔中的流向有同向与逆向之差别,逆向流可使用动态滞流来增加吸收效果,而同向流可减少溶液飞沫被气体带出 ,各有其考量之优缺点。

为增加气体与液体溶液间的质量传递,接触面积的增加是一重要因素。使用单位体积内大表面积的填充物似乎为一可行的方法,然而一般来说这样的填充物,可造成填充塔内的压降升高,甚至溶液量无法完全沾湿填充物表面。

液态干燥剂除湿系统的应用相当广泛,大体说可分为六项。由于一般国外进囗液体除湿系统十分昂贵, 如Kathabar与Niagara系统,这些系统在台湾运转状况亦非全部理想,因此本土化技术相当值得推广。其中温湿度调节等空调应用为目前国内研究单位的研究重点之一。工研院能资所将之应用于农业温室及仓储空间的研究,已有相当之成效。

除湿系统的市场应用 :

应 用 分 类                                   实     例
防腐蚀                      军事设备及武器储藏、电子及计算机设备保护、发电厂停机后机件保护、锂电子保护
防止表面水气凝结        防止冷却盘管表面结霜、滑冰场地、水处理厂的水管表面、表面处理及镀膜、塑料射出成型
防止霉菌滋长              历史文件、美术艺品、照片等保存、种子储存、皮革、谷类、罐头等海运过程保存、酿酒过程
防潮                          糖果包装过程、半导体和制药过程、安全玻璃制造过程、精密的粘接制程
物品干燥处理              包覆制模、塑料树脂制程、糖果外包糖衣、农渔产品干燥
温湿度调节                 农业温室、HVAC系统之空调机、室内空气净化、旅馆、医院、超级市场之空调

二、研究方法
  
工研院能资所发展之太阳能液礼除湿系统主要分为两大部份,一为除湿另一为溶液再生。在除湿部份,除采用填充床式的液体除湿塔外,另配有冷冻机组,降低溶液温度,采混台式的除湿因子,增加系统的除湿量。

而溶液的再生部份包含两个主要部份,一为10组(20片)平置式太阳能集热再生器,另一为由冷却水塔改装而成的再生塔,而目前一般商业化产品多以电能再生溶液。集热再生器可以收集太阳能加热溶液。而蒸发出来的溶液则由风扇将其带走。然而经集热再生器再生后的溶液温度仍高。

因此再流入再生塔作二次再生使溶液浓度更能达到要求,同时亦可达到降温的目的。而再生之溶液经由泵浦送入冷冻机组降温后,再送入除湿塔,如此系统可不断地循环使用,达到系统连续操作的目的。系统配置流程如图一续操作的目的。系统配置流程如图一所示。

(a) 太阳能溶液再生机组
  
在除湿空调器对外气除湿后除湿溶液将被稀释,稀释溶液必须经由加热使溶液升温,使溶液表面水蒸气压增大,当溶液与其接触空气间水蒸气压差拉大时,溶液中水气将经由质传效应排放至接触空气中,以达到浓缩除湿溶液的目的。

在太阳能液体除湿空调系统中,是经由太阳能集热再生器收集太阳热能直接对溶液加热,而台湾经年日照充沛,此种直接利用太阳热能加热再生溶液的方式,不失为一种节约能源的好办法 ; 另一方面,海岛型气候使台湾夏季高温高湿,除湿空调的需求对人类居住及物品储贮均极为重要,因此,在台湾以太阳能作为驱动除湿空调系统的热源极具潜力。 

(b) 液态干燥剂除湿组件
  
本系统的除湿部份,采用填料床除湿塔与冷冻机组相配合的设计在PVC制的填料床中,填入聚丙稀(P.P)材质的2"直径的TRI一PACK双星球形填料。溶液为89%到94%的三乙基乙二醇,其与空气采同向流动的方式接触再配合风道及滤网设计,可有效地防止溶液的飞沫被空气带出。

本系统使用的压缩机种类为密闭往复式压缩机,为保留设计裕度,压缩机及冷凝器容量皆采用3吨,因为蒸发器的冷却剂为三乙基乙二醇而非水,而水的比热约 为 TEG的1.8倍,所以我们所选用的蒸发器亦为3吨。再生溶液经冷冻机组再送回,除湿塔,从塔顶洒下,经过填充物与湿空气充分接触,将空气中的水份带出,更增加系统的除湿率。

三、后续研究
  
最早将液体除湿空调系统应用在实际建筑物的空气净化研究,主要有 Moschandreas和Pelwani(199O)。 他们在给美 国Gas Research Insti一 tute (GRI) 的期末报告中 ,评估了 这一类空调系统在两处不同的办公室建筑物中的实际操作情形。将过去发展的太阳能液体除湿技术,截取其中的关键技术-液体除湿系统空调技术,进一步扩大市场技术应用研究,应是未来值得能源研究发展基金继续支持的。

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