内源式固体吸附除湿机(1)

建筑能耗中空调负荷占据很大份额,尤其在公共建筑中。传统的空气处理过程是将温、湿度合一,而温、湿度独立调控的空调系统的可节能30%。因此,有关独立除湿技术的研究日趋重要。市场现有的冷却除湿系统是利用湿空气在低于露点的冷表面上凝结降温的原理,需要利用压缩机在较低蒸发温度下运行,因而耗电量大,有时还需再热才能送风,而且在高湿时,由于冷面的水膜加厚形成热阻,使降湿能力受限,此外,除湿机的表面上容易滋生细菌等污物,不利于人体健康。

硅胶类固体吸附除湿的新技术,但迄今为止所有的转轮除湿制冷系统都是绝热的( 即吸附过程不伴随冷却) ,导致再生温度很高,很难使用可再生能源、废热源等。目前,上市的液体除湿机,有较高的能量回收技术水平,能效比较高,但因工质有腐蚀性,部分部件暂需进口,价格贵,难以小型化。

固体吸附除湿

有一类物质是多孔或细粉表面,其与表面上的气体接触面积很大,当表面上的分子与气体分子产生推动力时,气体被吸附到表面上,或反之,表面上的分子脱离返回气体。前者称为“吸附”,后者称为“脱附”或再生。把有多孔表面的固体物称为吸附剂,而被吸附或脱附的气体称为吸附质。利用硅胶吸附湿空气中的水分为固体吸附除湿。由于硅胶对水汽的吸附性较好,而其脱附再生时所需温度较低,且无毒无臭、无腐蚀性,价廉,所以在食品、药品业中被广泛采用。

硅胶温度在55℃以上时,无论水蒸气分压力多大,其含水率皆不超过10%,而当硅胶温度在25℃以下时,只有当硅胶处于高湿( 即高于15mmHg 水蒸气分压力下) 时,其含水率才能达到35%以上。由此可见,硅胶再生只需要将其加热到55℃以上,再生后,如冷却到25℃以下,对于一般的热湿空气都可使其吸附达到25%的水分。

内源式固体吸附除湿机

内源式固体吸附除湿机结构特点

该除湿机是一种以高效、经济、易市场化为目标的除湿机 。它是以硅胶为吸附剂,将其与金属纵向翅片管双表面紧密结合,翅片管簇组合与水管道连接,置于竖向风道内,风道上部装有排气口阀、侧面有进风口阀、出风口阀、进水出水口、电动阀等部件,被处理的空气从其中流过。当水管中通入65℃的热水时,上部的排气阀打开,进出风口的阀门关闭,热传到翅片表面的硅胶,使其脱附并有水蒸气自排气口排出,直至再生过程完成后,水管中再通入13℃的冷水冷却翅片和其上的硅胶使之降温,同时上部的排气口关闭,进出风口阀打开,被处理的空气流经翅片上的硅胶表面,其中的水蒸气被吸附直到饱和,吸附过程完毕,继续下一次再生。如此周期性地切换阀门再生与吸附循环运行。

一般上述的风道为成对安装,以便在控制器作用下,以相同的周期交替运行,使出风口连续送出处理后的空气。由于本除湿机是在硅胶被冷却后进行吸湿的,并且是从硅胶层的内部进行冷却,故称之为“内源式”,因此其再生温度可低至65℃,如果翅片与硅胶的之间热阻进一步降低则再生温度可以更低。
内源式固体吸附除湿机性能的实验研究

通过对内源式固体吸附除湿机的性能测试得知,除湿机翅片管平均肋化效率大于0. 95,说明内源式除湿机采用的翅片管簇传热效率高,效果好。

在再生过程中通入热水,排气温度逐渐升高,热水供回水温差逐渐变小,当再生完毕时,硅胶与排气的温湿度变化很小,平均水温与硅胶表面温度相差8℃。

在吸附过程中,被处理的湿空气按北京地区夏季空调设计工况控制。干球温度为33℃,湿球温度保持26℃不变,当除湿机内通以14℃冷水时,在1h内出风干球温度与相对湿度逐渐上升,但均在24 ~25℃,45% ~ 50%范围内,由湿空气的物性可知,其进风湿度为18g /kg干,出风湿度为10g /kg干,单位除湿量在7 ~ 8g /kg干之间。

内源式固体吸附除湿机(1)

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