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温湿度独立控制的工位空调(3) [2007-4-25]来源:暖通基地

     在湿度的处理上,目前常用的是吸附除湿。针对吸附除湿的效率不高的问题,国内外进行了一系列的研究。华南理工大学的除湿转轮有多项创新[11][15],清华大学对溶液除湿进行了改进[11-13],都可以实现较高的能源利用率,这也使温湿独立控制的工位空调得到进一步推广成为可能。

     
    液体吸附除湿是空气直接与易吸湿的盐溶液相接触,空气中的水分被吸附于盐溶液中,从而达到除湿的目的。当高浓度的盐溶液常温下的水蒸气分压力低于空气中的水蒸气分压力时,溶液就可吸附空气中的水分,溶液浓度降低。溶液再生时即向稀溶液中通入高温空气,蒸发掉溶液中的部分水分,溶液浓度升高。

     空气处理过程的焓湿图如图5所示。液体吸附除湿可以只用一种处理过程就把室外新风由状态点W处理到送风状态点W3。常用的液体吸湿剂由氯化钙、氯化锂和三甘醇等的水溶液。由于可以改变溶液的浓度、温度和气液比,因此可以对空气进行加热、等温、降温的减湿,减湿的幅度大,可达到较低的含湿量。但是它的能源利用率较低,盐水溶液的再生设备比较复杂,设备管道必须进行防腐处理。

      4  讨论和展望

       工位空调的出现是对传统的混合式和置换式空调的一次革新,它将使室内空气品质发生从一般到优异的范式转变[1],并且提高个人满意度,使室内空气环境满足每个人的舒适成为可能。由于工位空调具有与温湿独立控制相结合的先天优势,两者的结合能够大幅度降低空调系统的能耗,提高能源的利用品位。温湿独立控制的工位空调被普遍认为是未来主流的空调形式。但是就目前工位空调的应用情况来看,采用本文提出的温湿独立控制的并不多。首先是初投资的问题,目前工位空调的初投资比传统集中式空调要大,但是整个系统的运行经济性预期优于传统空调,需要作全面的系统分析才能得到明确的结论。其次是在局部微环境的调节上仍有大量值得研究的内容,微环境调节装置的设计生产、整体系统运行策略的选择等问题都需要明确的理论依据来指导。第三是空气吸附除湿与冷凝除湿相比,不可逆损失大,能源利用率不高,相关设备的生产尚未形成较大的规模,制约了温湿独立控制的应用。

        这一领域需要继续研究的方向主要有以下几点:

     1)  个人热控系统与工作位送风的配合。工作位送风的目的在于向呼吸区提供清洁、低焓值的空气,个人热控系统提供的热流不能干扰这部分敏感气流,为避免吹风感,要以辐射或传导的方式发挥作用。

     2)  背景空调与局部微环境调节的配合。作为对非工作区环境的基本控制,背景空调的任务是使人员在进出工作区时不会因为较大的温差而产生不适。对此,背景温度可接受范围以及能耗,背景空调与微环境调节系统共同作用下人体的传热传质特性,都是需要近一步进行研究的。

     3)  工作位送风的气流运动、人体体表对流和呼吸导致气流运动相互耦合的气流状况。工作位送风的气流运动、体表对流和呼吸导致的气流运动相互之间具有很强的耦合作用,这是影响人体热感觉和空气品质的主要因素。

     4)  模拟随室外气候变化的动态送风。在自然通风的条件下人们能接受的舒适区要比空调条件下(ASHRAE 标准)宽得多,模拟随室外气候变化的送风可以提高送风的可接受度。这一动态的送风参数(平均速度、速度分布、脉动频率及强度、温度等)的变化范围以及这种变化的控制策略等问题仍有待研究。

     5)  高效除湿设备的研究与开发。如何得到最大的除湿效果,如何减少除湿设备内部的空气压降,是研究开发新型除湿设备的重点方向。如何提高传统除湿剂的性价比,寻找性能更优良的除湿剂,也是影响温湿独立控制应用的重要因素。

 

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