液体除湿

液体除湿

　　综合各种除湿方式，液体除湿空调是可以实现湿度独立控制的空调方式，避免了冷凝除湿的能源浪费，并且该方式可以利用低品位的热源（温度为90℃）来驱动，而且具有较高的效率。采用液体除湿空调系统无疑是理想的选择。

　　1.目前，常用的空调形式的空气处理方式为采用表冷器降温除湿。这样为了满足除湿的要求，经常要把空气冷到很低的温度。如满足室内舒适性需求的空气温度为24℃，露点为14℃，为了实现除湿的目的，冷冻水的温度要低到7℃，而冷机的蒸发温度低到2-5℃。冷源的低温要求首先是为了满足除湿要求而设定的，若只是为了降温，蒸发温度可以高的多。

　　所以，需要一种能够独立除湿的手段，把除湿和降温过程分开，从而使用温度较高的冷源就能把空气处理到送风状态，提高制冷机的效率，也可提高室内的舒适性。

　　2.现有的除湿方法及吸附除湿过程的基本原理

　　2.1几种现有除湿方法

　　除湿有很多方法，归纳起来如下表：

　　对表中各种除湿方式比较可以看出，利用吸附材料除湿是现有的除湿方式中能够实现湿度独立控制的较为可行的方式。

　　2.2吸湿材料除湿基本原理

　　采用液体和固体吸湿材料除湿的系统出现于本世纪50年代，之后蓬勃的发展起来，已经开发出多种形式的系统。篇幅所限，这里不做介绍。

　　采用固体吸附材料除湿的系统，有固定床式和转轮式两种。固定床式固体吸附除湿装置是通过改变空气测流向实现间歇式的吸湿再生；转轮式除湿得到了更广泛的应用，它可实现连续的除湿和再生。

　　这两种除湿方式有着致命的弱点就是动态的运行过程，期间混合损失大，影响效率，另外，这种形式很难实现等温的除湿过程，而除湿过程释放出的潜热使除湿剂的温度升高，吸湿能力大打折扣，整个过程传热传质的不可逆损失大，效率不高。

　　相对于固体吸附材料，由于液体具有流动性，采用液体吸湿材料的传热传质设备比较容易实现；另外，液体除湿过程容易被冷却，从而实现等温的除湿过程，不可逆损失可以减小。所以采用液体吸收除湿的方法有可能达到较好的热力学效果。

　　3液体除湿空调系统

　　液体除湿系统发展已经有40几年的历史，应用过程中出现了诸多问题，如开始使用的溴化锂、氯化锂溶液对管道、设备有强腐蚀性，而一些有机的溶液如三甘醇有挥发性，有机物弥漫在空气中，会危害人体健康；由于稀释和再生过程都为变温过程，不可逆损失大，导致该类系统的效率很低，产出冷量与消耗的再生热量的比（能效比）一般在0.3左右。

　　上述的问题现在已经基本得到了解决：使用塑料材料可以防止盐溶液的腐蚀，而且成本较低，盐溶液不会挥发到空气中影响污染室内空气；通过对调整工艺流程，可以得到接近等温的除湿与再生过程，实现较高的能效比。

　　3.1液体降湿系统的能耗分析

　　要提高液体除湿系统的能耗，首先要分析原有的液体除湿系统能耗低的原因。传统的液体除湿空调系统除湿器溶液的流量很大，浓溶液和稀溶液的浓度差在2%左右。这样尽管在除湿过程中采取一些冷却的措施来减小由于溶液温升导致其吸湿能力的下降，但是传质过程中的水蒸气分压差造成的不可逆损失仍然很大。

　　根据质量平衡关系，采用了分级思想的除湿器溶液的流量会因为浓度差的增大而变小，而小流量会减小气、液的接触面积。为了强化换热，保证除湿器每一级内的溶液流量很大，而级与级之间的流量很小。这样即保证了换热有充分的接触面积，又使得溶液进出口可以实现高的浓度差。

　　其中，除湿过程不断被冷却，冷却水一部分来自室外的冷却塔，一部分来自室内回风。对室内回风的焓的回收也使得整个系统运行的能效比大大提高。

　　3.2集中再生的液体除湿空调系统

　　将液体除湿系统的空气处理部分和再生部分分开，并且多个空气处理部分共用一个再生器。集中的再生器可采用多级回热的形式以提高其效率。浓溶液分出各个支路通往空气处理模块，吸湿后的稀溶液通过管路流回再生器再生，如此循环。

　　采用液体除湿空调系统与传统的空调系统的设备相比，主要的换热部件采用塑料材料，防腐蚀而且价格低廉，溶液的管道尺寸小且无需外保温，这些都使得设备的成本很低。相比之下，溶液的投资占了整个系统投资的主要部分，综合下来，整个系统的投资会低于传统的空调方式。

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