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复合除湿系统的可行性分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-09-25  来源:中国除湿机网  作者:[db:作者]  浏览次数:352

  表冷器除湿及溶液除湿是常见的除湿方式。

  常规空调系统采用低温冷冻水对空气进行除湿,而低温冷媒的制取需降低制冷机的蒸发温度,这使得制冷机的效率随之降低,同时增大了系统的运行能耗。以绵阳地区为例,夏季空调室外计算干球温度为32.8C,室外计算湿球温度为26.3°C,空气的露点温度为23.97°C.采用1620°C高温冷冻水对空气进行表冷器处理具有一定的除湿效果。而高温水的获得可通过天然冷源或者通过提高制冷机组温度的方式取得,该方式能较好的利用自然资源,减小除湿能耗。

  溶液除湿利用低水蒸气分压力的溶液吸收空气中的水分,降低空气湿度,同时能利用盐溶液基金项目:国家支撑计划(2012BAA13B02)的杀菌效果提高空气的质量。而常见的填料式溶液除湿耗液量大,溶液与空气不能充分接触反应,同时除湿系统的送风阻力也较大。采用雾化溶液的方式减小溶液颗粒大小,能增大气液接触反应面积,同时由于取消了填料的设置而减少了送风阻力,有效的提高了系统的运行效率。

  为了提高空气的湿度处理能力,结合高温冷冻水表冷器以及雾化溶液除湿方式的特点,本文提出由高温冷冻水表冷器以及雾化溶液除湿结合的复合除湿系统,对除湿系统性能及经济性等进行了分析,希望为空气除湿提供新的可行性方案。

  1复合除湿系统设计复合除湿系统结构如所示。由可见:室外新风送入复合除湿系统时,首先通入表冷器中,经过高温水表冷器预除湿后,空气由下往上进入雾化溶液除湿器中,溶液对空气进行再除湿。出口空气由于含有一定量的溶液颗粒,因此在出风口设置了丝网除雾器。反应后的溶液在除湿器下部聚集,从预留的出口流入稀溶液桶中。

  高温水表冷器预除湿表冷器中通入高温冷冻水(1620C),被处理空气与高温冷冻水的流动方式为叉流。空气处理过程需要的全热交换效率、通用热交换效率等于表冷器所能达到的与之对应的热交换效率;同时系统满足能量守恒,空气放出的热量等于冷水吸收的热量。热交换效率之间的相对误差为10%以内,进出水温差控制在5C以内,避免大温差引起的除湿能力的下降。

  雾化溶液除湿器雾化除湿器中,预处理后的空气自下而上进入雾化溶液除湿器中。雾化喷嘴一边通入经过空气压缩机压缩获得的高压雾化剂,一边通入经溶液泵送入的浓溶液,在喷嘴出口获得细小的雾化溶液颗粒。溶液在进入喷嘴之前,先进行了降温处理,以获得更低的水蒸气分压力。雾化溶液与空气进行逆流的接触反应。

  系统运行时,除湿器中去掉了填料的设置,减小了空气的流动阻力,也减少了溶液的用量。经过高温表冷器处理及雾化溶液除湿后的空气变为干燥洁净、凉爽的气体。雾化溶液经过除湿过程的反应,温度升高,浓度变低。若对溶液再生循环使用,则将进行溶液的干燥及降温处理。

  2复合除湿系统与其他除湿系统的性能对比复合除湿系统对空气处理时,分别按照表冷器除湿的设计原理及雾化溶液除湿的经验公式计算。被处理空气的量为4.44.kg/s,表冷器的水量为6.53kg/s,采用19°C高温冷冻水对空气预除湿。雾化溶液除湿时雾化溶液的量为2.22kg/s,气液比为2.雾化剂为被处理空气的1%.雾化溶液除湿时,单位质量空气的除湿量按已取得的雾化溶液除湿实验数据拟合得出,误差在16%以内。公式适用于在雾化实验条件下的温度为2330C,含湿量为1621.62g/kg的空气。

  2.1不同温度下的除湿性能对比高温水表冷器除湿温度°C是复合除湿系统、雾化溶液除湿以及高一一复合除湿系统一一雾化溶液除湿一▲一篼温水表冷器除湿含湿量g/kg不同含湿量的除湿对比是不同除湿方式对温度为30C的空气在不同含湿量下的除湿效果进行的对比。结果可以看出:对不同含湿量的空气进行处理时,复合除湿系统的除湿效果比其他除湿方式的除湿量高。随着空气含湿量的上升,三种除湿方式的除湿量都升高,其中复合除湿系统的除湿量上升趋势较缓慢的。复合除湿系统的除湿量比高温水表冷器除湿高1.59至5.47倍;比雾化溶液除湿系统的除湿量高0.58温冷冻水表冷器对含湿量为21.56g/kg的空气进行的除湿对比。对比三者的除湿效果可以看出,复合除湿系统比单一的雾化溶液除湿及高温水表冷器除湿的除湿量更高。随着空气温度的上升,不同的除湿方式的除湿量都减小,除湿性能下降。

  由于表冷器处理空气所获得出口空气的温度接近,一般在2325°C范围内,空气温差小,预处理后的空气进入雾化除湿器中,雾化溶液除湿的除湿量差距小。复合除湿系统的除湿量比高温水表冷器除湿高1.2至1.39倍;比雾化溶液除湿系统的除湿量高0.47至1.28倍。复合除湿系统具有较好的除湿效果,比单一的除湿方式效果更好。2.2不同含湿量下的除湿性能对比3经济性分析复合除湿系统的经济性的评价采用一种公认的常用于评价长期项目的方式一净现值法(Net PresentValue,NPV)来进行。净现值为未来报酬总现值减去投资现值。

  NPV为投资净现值;K为初投资成本,加上安装空调系统后导致建筑面积可能减小而带来的成本;F为未来年的预期开支,包括未来年内的操作费用及维修费用。SV为第n年系统的估计残值(元)。

  复合除湿系统中,初投资包括冷热源的设置、水泵、风机、表冷器、输送管道等系统的建设费用。采用高温冷冻水作为冷源时,初投资包括高温水制冷机组设备费用,冷水机组制取高温冷冻水,由于提高了冷凝温度,机组的能耗比常规低温冷冻水的制取更低。直接采用天然冷源的冷水则包括打井费、潜水泵及管道的费用。雾化除湿器中减少填料设置,节约成本,除湿器的尺寸也可相应减小,系统安装面积减小。而运行中的耗能仅包括流体输配管网的能耗。溶液再生可以直接利用城市热网的回水,或者利用太阳能、冷凝热以及工业余热来进行,减少电能的使用,节省系统制热能耗,节约系统运行费用。而整个系统中最易损坏的部件是雾化喷嘴,由于水中的杂质而导致喷嘴被堵,需定时清理及时更换保证系统正常运行。

  综合分析系统的建设投资可以看出,复合除湿系统中初投资及各项运行费用很低。系统具有较高的投资净现值正值,具有较好的使用意义。

  4结语将高温水表冷器预除湿与雾化溶液除湿结合起来,设计了复合除湿系统,对系统的性能及可行性进行了研究与分析。

  对比复合除湿系统与其他除湿方式的性能时发现,复合除湿系统的性能优于单一的高温水表冷器除湿或雾化溶液除湿系统。由于表冷器预处理空气后的出口空气的温度接近,空气进入雾化除湿器后的除湿量差距小。复合除湿系统的除湿量随空气的温湿度变化,变化范围较小。

  分析系统的经济性时发现,复合除湿系统利用高温水及雾化溶液方式进行除湿具有较低的运行费用,充分利用可再生资源,能减少系统初投资。复合除湿系统具有较好的使用意义。

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