液體除濕系統(tǒng)的市場應(yīng)用
摘要：過去二十年來能源價格的增高和對室內(nèi)空調(diào)要求的提升，人們對液體除濕空調(diào)系統(tǒng)的研究興趣漸濃。液體除濕劑可分為有機(jī)類如二醇類及醇類；無機(jī)鹽類如氯化鋰、溴化鋰、氯化鈣水溶液等，這些被選為除濕劑的化學(xué)藥品都有一個共同特征，也就是在常溫下，其蒸氣壓都相當(dāng)?shù)?。雖然，這種技術(shù)在過去已被廣泛使用，但文獻(xiàn)中對這類除濕系統(tǒng)的質(zhì)傳數(shù)據(jù)的報導(dǎo)仍然有限。
一、前言
一般工業(yè)用除濕劑在室溫時的蒸氣壓都非常低，因此其與空氣中水份的壓差顯著，造成一種驅(qū)動力，將空氣中水氣移入液體除濕劑中，達(dá)到除濕空調(diào)的作用。為增加除濕效率，氣液間的接觸必需充分。因此，這種質(zhì)傳程序大都在填充床中進(jìn)行，而氣液在填充床吸收塔中的流向有同向與逆向之差別，逆向流可使用動態(tài)滯流來增加吸收效果，而同向流可減少溶液飛沫被氣體帶出，各有其考量之優(yōu)缺點。
為增加氣體與液體溶液間的質(zhì)量傳遞，接觸面積的增加是一重要因素。使用單位體積內(nèi)大表面積的填充物似乎為一可行的方法，然而一般來說這樣的填充物，可造成填充塔內(nèi)的壓降升高，甚至溶液量無法完全沾濕填充物表面。
液態(tài)干燥劑除濕系統(tǒng)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，大體說可分為六項。由于一般國外進(jìn)囗液體除濕系統(tǒng)十分昂貴，如Kathabar與Niagara系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在臺灣運(yùn)轉(zhuǎn)狀況亦非全部理想，因此本土化技術(shù)相當(dāng)值得推廣。其中溫濕度調(diào)節(jié)等空調(diào)應(yīng)用為目前國內(nèi)研究單位的研究重點之一。工研院能資所將之應(yīng)用于農(nóng)業(yè)溫室及倉儲空間的研究，已有相當(dāng)之成效。
除濕系統(tǒng)的市場應(yīng)用：
應(yīng)用分類實例
防腐蝕軍事設(shè)備及武器儲藏、電子及計算機(jī)設(shè)備保護(hù)、發(fā)電廠停機(jī)后機(jī)件保護(hù)、鋰電子保護(hù)
防止表面水氣凝結(jié)防止冷卻盤管表面結(jié)霜、滑冰場地、水處理廠的水管表面、表面處理及鍍膜、塑料射出成型
防止霉菌滋長歷史文件、美術(shù)藝品、照片等保存、種子儲存、皮革、谷類、罐頭等海運(yùn)過程保存、釀酒過程
防潮糖果包裝過程、半導(dǎo)體和制藥過程、安全玻璃制造過程、精密的粘接制程
物品干燥處理包覆制模、塑料樹脂制程、糖果外包糖衣、農(nóng)漁產(chǎn)品干燥
溫濕度調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)溫室、HVAC系統(tǒng)之空調(diào)機(jī)、室內(nèi)空氣凈化、旅館、醫(yī)院、超級市場之空調(diào)
二、研究方法
工研院能資所發(fā)展之太陽能液禮除濕系統(tǒng)主要分為兩大部份，一為除濕另一為溶液再生。在除濕部份，除采用填充床式的液體除濕塔外，另配有冷凍機(jī)組，降低溶液溫度，采混臺式的除濕因子，增加系統(tǒng)的除濕量。
而溶液的再生部份包含兩個主要部份，一為10組(20片)平置式太陽能集熱再生器，另一為由冷卻水塔改裝而成的再生塔，而目前一般商業(yè)化產(chǎn)品多以電能再生溶液。集熱再生器可以收集太陽能加熱溶液。而蒸發(fā)出來的溶液則由風(fēng)扇將其帶走。然而經(jīng)集熱再生器再生后的溶液溫度仍高。
因此再流入再生塔作二次再生使溶液濃度更能達(dá)到要求，同時亦可達(dá)到降溫的目的。而再生之溶液經(jīng)由泵浦送入冷凍機(jī)組降溫后，再送入除濕塔，如此系統(tǒng)可不斷地循環(huán)使用，達(dá)到系統(tǒng)連續(xù)操作的目的。系統(tǒng)配置流程如圖一續(xù)操作的目的。系統(tǒng)配置流程如圖一所示。
(a)太陽能溶液再生機(jī)組
在除濕空調(diào)器對外氣除濕后除濕溶液將被稀釋，稀釋溶液必須經(jīng)由加熱使溶液升溫，使溶液表面水蒸氣壓增大，當(dāng)溶液與其接觸空氣間水蒸氣壓差拉大時，溶液中水氣將經(jīng)由質(zhì)傳效應(yīng)排放至接觸空氣中，以達(dá)到濃縮除濕溶液的目的。
在太陽能液體除濕空調(diào)系統(tǒng)中，是經(jīng)由太陽能集熱再生器收集太陽熱能直接對溶液加熱，而臺灣經(jīng)年日照充沛，此種直接利用太陽熱能加熱再生溶液的方式，不失為一種節(jié)約能源的好辦法;另一方面，海島型氣候使臺灣夏季高溫高濕，除濕空調(diào)的需求對人類居住及物品儲貯均極為重要，因此，在臺灣以太陽能作為驅(qū)動除濕空調(diào)系統(tǒng)的熱源極具潛力。
(b)液態(tài)干燥劑除濕組件
本系統(tǒng)的除濕部份，采用填料床除濕塔與冷凍機(jī)組相配合的設(shè)計在PVC制的填料床中，填入聚丙稀(P．P)材質(zhì)的2"直徑的TRI一PACK雙星球形填料。溶液為89%到94%的三乙基乙二醇，其與空氣采同向流動的方式接觸再配合風(fēng)道及濾網(wǎng)設(shè)計，可有效地防止溶液的飛沫被空氣帶出。
本系統(tǒng)使用的壓縮機(jī)種類為密閉往復(fù)式壓縮機(jī)，為保留設(shè)計裕度，壓縮機(jī)及冷凝器容量皆采用3噸，因為蒸發(fā)器的冷卻劑為三乙基乙二醇而非水，而水的比熱約為TEG的1．8倍，所以我們所選用的蒸發(fā)器亦為3噸。再生溶液經(jīng)冷凍機(jī)組再送回，除濕塔，從塔頂灑下，經(jīng)過填充物與濕空氣充分接觸，將空氣中的水份帶出，更增加系統(tǒng)的除濕率。
三、后續(xù)研究
最早將液體除濕空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用在實際建筑物的空氣凈化研究，主要有Moschandreas和Pelwani(199O)。他們在給美國GasResearchInsti一tute(GRI)的期末報告中，評估了這一類空調(diào)系統(tǒng)在兩處不同的辦公室建筑物中的實際操作情形。將過去發(fā)展的太陽能液體除濕技術(shù)，截取其中的關(guān)鍵技術(shù)-液體除濕系統(tǒng)空調(diào)技術(shù)，進(jìn)一步擴(kuò)大市場技術(shù)應(yīng)用研究，應(yīng)是未來值得能源研究發(fā)展基金繼續(xù)支持的。
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