1、整體型液體除濕空調系統實驗研究         06-01-25 16:02:00     作者：柳建華 王瑾 鄔志敏    編輯：凌月仙仙柳建華 王瑾 鄔志敏 顧衛國 張廣麗摘要：液體除濕空調系統以低值熱源為供能能源，系統中能量以化學能的形式蓄存，蓄能潛力大，其應用研究具有廣闊的發展前景。以完整的液體除濕空調系統為對象，改變液體除濕空調系統中除濕器、再生器的輸入空氣、溶液的溫度、濕度、流量濃度等參數，研究輸入參數變化對輸出參數的影響；

2、在優化的系統運行參數條件下，改變供能熱源溫度，研究液體除濕空調系統整體運行時輸出參數的變化和系統制冷量、耗能量及COP值的變化規律。從實驗的結果得到，當再生熱源為90時，空調送風溫度穩定在20，熱力系數為0.5左右，基本能滿足舒適性空調的送風要求。 關鍵詞：液體除濕空調系統 余熱利用 實驗 性能分析  2003年國家電網公司公布的電力市場分析報告指出，華東電網、南方電網、華中電網空調制冷負荷比重均已超過了30%，開發研究新型節能、節電的空調系統顯得非常緊迫。液體除濕空調系統以低值熱源為供能能源，所需的熱源溫度可在80左右，不僅可以利用工業余熱和廢熱，也可利用包括太陽能等可再生的清潔能

3、源；而且，液體除濕空調系統中能量以化學能的形式蓄存，蓄能潛力很大，比冰這常用的蓄能材料的蓄能能力高35倍。因此，液體除濕空調系統越來越受到專業技術人員的重視。1 2，Öberg等人建立除濕塔、再生塔實驗臺，來研究影響單體設備工況的因素3，較少涉及整體液體除濕空調系統的實際運行性能。本文以實際的整體液體除濕空調系統為對象，用以理論與實驗結合的方法調整液體除濕空調系統的運行參數，使系統穩定運行，研究液體除濕空調系統在穩定工況下的實際運行特性。1 液體除濕空調系統實驗裝置液體除濕空調系統是由除濕器、蒸發冷卻器、溶液冷卻器、溶液加熱器 、再生器 、集熱器及蓄能水箱等組成，其系統原理圖見圖1。

4、被處理空氣（新風或空調室內回風）在除濕器1內與液體除濕劑進行熱質交換，被處理空氣中的水蒸氣被液體除濕劑吸收后成為干燥的空氣，然后進入蒸發冷卻器2，經歷等焓加濕過程，隨空氣含濕量增加，空氣的干球溫度降低，達到空調所需的送風溫度狀態。同時，除濕劑溶液也進行包括吸濕和再生兩個循環過程。吸濕時，溶液泵5輸送的高濃度除濕劑溶液，經冷卻器3降溫后進入除濕器1，低溫高濃度除濕劑溶液表面的水蒸氣分壓小于被處理空氣的水蒸氣分壓，除濕劑溶液就從空氣吸收水蒸氣，使空氣干燥，完成除濕過程；除濕劑溶液吸收水蒸氣后，變為稀溶液，為使吸濕過程延續，除濕劑溶液需再生。再生時，稀溶液由溶液泵5送入溶液加熱器6，經加熱后進入再生

5、器7，在再生器內加熱的溶液與外界環境空氣接觸，此時除濕劑溶液表面的水蒸氣分壓大于再生空氣的水蒸氣分壓，引入的環境空氣將除濕劑稀溶液蒸發出來的水蒸氣帶走，實現除濕劑溶液的濃縮再生。1.除濕器 2.蒸發冷卻器 3.溶液冷卻器 4.集液器 5.溶液泵 6.溶液加熱器7.再生器 8.太陽能集熱器 9.蓄能水箱圖1 液體除濕空調系統原理圖2 實驗研究方案及方法2.1 實驗系統結構按圖1所示的系統搭建實驗裝置，除濕器和再生器采用相同的結構形式，采用填料塔結構，填料為不銹鋼規整材料，填料的比表面積350m2/m3，填料的平均當量直徑0.01m，填料高度1.0m。蒸發冷卻器的截面尺寸0.09m2，濕膜的平均當

6、量直徑0.01m，濕膜長度0.15m，濕膜的比表面積350m2/m3。溶液冷卻器的冷卻換熱量在012kW范圍內可調，溶液加熱器的加熱量在018kW之間可調。2.2 實驗研究方案根據除濕器和再生器單體實驗的結果分析得到除濕器和再生器的優化運行參數，除濕器運行時的基本參數值是，溶液的入口溫度30、入口濃度40%、入口流量900L/h，處理空氣的入口溫度35，入口濕度20g/kgDA，入口流量400m3/h。再生器運行時的基本參數值是，溶液的入口溫度60、入口濃度40%、入口流量320L/h，再生空氣的入口溫度為26、入口濕度15g/kgDA。然后以整個液體除濕空調系統為實驗對象，參照單體設備的實驗

7、結果，選擇合適的工作參數，待系統進入穩定運行，測定空調系統運行參數，研究溶液濃度、熱源溫度與供冷量、能耗之間的相互關系。根據實驗方案要求，測量內容主要有：環境空氣溫度、濕度，冷卻水進出水溫度，進出除濕器和再生器空氣的溫度、濕度、流量，溶液參數測量，進出除濕器和再生器溶液的溫度、流量、濃度等；能耗參數測量，溶液加熱量、冷卻量，風機、溶液泵的功耗等。溫度測點共15點，用0.3mm的T型熱電偶作測溫元件。溫度測點包括溫度和濕度測點。溫度測點有環境空氣溫度、進出除濕器和再生器空氣的溫度、進出除濕器和再生器溶液的溫度、集液器內溶液的溫度、溶液冷卻器進出冷卻水溫度、溶液加熱器進出水溫度。濕度采用測各點的濕

8、球溫度，結合該點的干球溫度，換算出含濕量，有環境空氣濕度、進出除濕器和再生器空氣的濕度等。空氣流量采用畢托管與微壓差計測量，根據各點空氣氣流的動壓，換算出空氣流速及管道內空氣的流量。水和溶液流量采用轉子流量計測量。濃度的測量采用先測溶液的密度，然后根據溶液的濃度與密度對照表，查出溶液濃度。采用美國HUIPO公司的數據采集儀采集溫度、流量等參數，用三相電測量表測量電量參數，濃度和空氣動壓測量采用非電信號測試手動輸入。實驗數據采集管理和數據處理的程序編制軟件采用VB編寫，通訊通道采用計算機的COM口，所有數據在計算機界面上顯示并被保存在數據庫內。3 實驗數據與分析液體除濕空調系統實驗的目的是測試系統在穩定運行時，系統匹配的工況參數，來分析溶液濃度、熱源溫度與供冷量以及能耗之間的相互關系。在實驗過程中，以穩定冷量的方法進行實驗，即首先調節并穩定除濕、加濕部分的工況，實現送風狀態的穩定，然后調節再生器的入口工況，如再生溫度、再生溶液流量等參數，使除濕器與再生器實現濃度變化的平衡。濃度變化是否平衡，用檢測除濕側與再生側單位時間內的傳質量是否平衡來確定。經80的熱水加熱的再生溶液，在以上所得出的優化的參數條件下工作，經過調節，溶液溫度穩定在61左右，此時除濕量差在零附近波動，除濕與再生基本達到濕平衡，系統運行達到穩定。本實驗系統處于穩定狀態時，系統的參數值為：空氣的入口溫度：