漢德科技:淺談溶液除濕技術及其在空調系統中的應用
漢德科技2022-03-02
漢德科技溶液除濕新風空調
我國建筑能耗占社會總能耗的30%以上，其中暖通空調能耗所占比重最大，約為55%-65%。在廣大南方省市空調能耗以制冷為主，其中空調制冷量的40%用于空氣除濕過程，在某些高濕地區空調濕負荷甚至占總負荷的50%以上。
夏季當室溫為23-28℃，濕度為40%-60%時，人體感到最舒適。目前，大多數空調系統都將溫度和濕度一起處理，采用間壁式換熱方式，將空氣冷卻到露點溫度以下，使空氣中的水蒸氣冷凝出來，達到降低空氣濕度的目的。如果單純降低空氣溫度，制冷機制冷溫度達到16℃左右即可滿足要求，為了滿足濕度的控制目標制冷機制冷溫度要降低到5℃；制冷溫度的降低使制冷機性能大幅降低，能耗升高。另外，傳統空調所采用的冷凝除濕方式產生的潮濕表面成為霉菌等生物污染物繁殖的良好場所，嚴重影響室內空氣品質。
近年來，溶液式除濕技術的應用越來越廣泛。由于常溫鹽溶液（氯化鋰、氯化鈣、溴化鋰溶液等）具有較低的表面水蒸氣分壓力，使其具有較強的吸濕能力，被廣泛應用于溶液除濕過程。圖1為鹽溶液除濕過程示意圖。在溶液除濕塔內，被處理的空氣水蒸汽分壓力大于濃溶液的水蒸汽分壓力，利用兩者之間的壓力差，驅動水分從空氣傳遞到溶液中，溶液濃度變稀。再生過程則相反，對溶液加熱后進行再生處理，同樣也是利用再生空氣與溶液之間的水蒸汽分壓力差，使鹽溶液中的多余水分向再生空氣中轉移，再生后的濃鹽溶液循環使用，繼續對空氣進行除濕。鹽溶液再生過程所需熱量可由分布式發電機組余熱、太陽能集熱、城市熱網熱水等多種能源提供。
圖1 溶液除濕過程示意圖
基于溶液除濕技術的發展，溫度和濕度獨立控制的空調系統受到廣泛關注，圖2為溫濕度獨立控制空調系統示意圖。該系統利用溶液除濕機組降低空氣濕度，采用壓縮式制冷機組降低空氣溫度。由于空氣除濕負荷由溶液除濕濕度控制系統承擔，空氣溫度控制系統制冷溫度可從傳統空調系統的5℃提高至16℃，使電壓縮式制冷系統的性能大幅提高，相同制冷量節電30%左右，同時也能為地下水等很多天然冷源的使用提供了條件。
圖2 溫度和濕度獨立控制空調系統示意圖
溶液除濕技術還有諸多其他優勢，通過溶液噴灑除濕的方式，可以除去空氣中的細菌、霉菌及其它有害物，有利于提高室內空氣品質。此外，溶液除濕技術還具有較強的蓄能特性。單位體積溶液的蓄能能力可達500～1000 MJ/m3，是冰蓄冷的1～3倍。當熱源充足時，可以多余的濃鹽溶液儲存起來，當系統濃溶液需求量較大時再進行利用。溶液除濕空調系統使用鹽溶液作為工質，代替了氟利昂等有機工質，不會對大氣臭氧層造成破壞。綜上所述，溶液除濕空調設備對于提高空調系統運行性能、降低能源消耗、提高室內空氣品質、優化城市能源結構等方面均有重要意義。
