液除湿与冷却除湿在温湿度独立控制系统中的应用

2023-02-03

为对溶液除湿和冷却除湿在温湿度独立控制系统中的除湿应用特点进行分析，本文以一个具体房间为案例，通过对冷却除湿和溶液除湿系统建立理论模型并进行能耗方面进行了粗略的对比计算，得出结果：将新风处理到同样的状态，溶液除湿比冷却除湿需要更少的冷冻水量，也就是需要制冷量少。综上，除湿系统的选择，需要多方面对比，根据实际情况，选择用恰当的方式。

1.引言

空调的广泛需求，人居环境健康的需要和能源系统平衡的要求，对目前空调方式提出了挑战。新的空调应该具备的特点为：减少室内送风量，部分采用与采暖系统公用的末端方式；加大室外新风量，但又不增加处理能耗；取消潮湿表面，采用新的除湿途径；不用空气过滤式过滤器，采用新的空气净化方式；少用电能，以低品位热能为动力；尽量多使用清洁、“免费”的自然能源；能够实现高体积利用率的高效蓄能。温湿独立控制的空调系统可能是一个有效的解决途径。现在除湿技术有：冷却除湿、溶液除湿、压缩除湿、固体吸附式除湿、干式除湿。其中运用最广泛的除湿方式是冷却除湿和溶液除湿，并且溶液除湿很有发展潜力和研究的空间。

2.温湿度独立控制系统

温湿度独立控制的系统是用干燥新风通过变风量方式调节室内湿度，用高温冷水通过独立的末端调节室内温度。温湿度独立控制空调系统的主要组成部分是处理显热的系统和处理湿度的系统。处理显热的末端装置可以采用辐射板或干式风机盘管。处理后的室外新风不但承担室内所有的潜热负荷，还会承担一小部分的显热负荷，空调末端则只是承担室内的显热负荷。由于供水温度高于室内空气露点温度，因而不存在结露的危险。

特点

如图1所示，温湿度独立控制系统能够实现室内温度和湿度的分别控制，具有以下特点：

（1）温湿度独立控制空调系统实现了新风量随人员数量的同步增减，从而避免了变风量系统冬季人员增加，热负荷降低，新风量也随之降低的问题。

（2）与目前的风机配管加新风方式比较，室内空调末端只承担室内显热负荷，采用高温冷水，大大提高制冷剂的蒸发温度，通过提高蒸发温度，减小了蒸发温度和冷凝温度的差值，提高了压缩机效率，从而达到了节能的目的。

（3）免去了凝水盘和凝水排除系统，彻底消除了实际工程中经常出现问题的隐患，同时由于不再存在除湿表面。根除了滋生霉菌的温床，可有效改善室内空气品质。

（4）新风除湿系统承担室内全部的潜热负荷以及一小部分的显热负荷，独立新风除湿机组向室内送入干燥的空气，通过调节送风状态点控制室内湿度。

（5）由于室内相对湿度可一直维持在 60%以下，较高的室温（26℃）就可以达到热舒适要求。这就避免了由于相对湿度太高，只得把室温降低（甚至到20℃）以维持舒适度要求的温度。降低了运行能耗，减少了由于室内外温差过大造成的热冲击对健康的危害。

将湿空气冷却到露点温度以下，超过饱和含湿量的水蒸气以冷凝水的方式脱除，从而降低空气的含湿量。初期的投资费用比较低，COP 较高，可靠、方便无需热源等，因此目前这种除湿技术在日常生活中应用得最多。用冷冻水作为制冷剂，但是由于露点的原因不能达到深度除湿，影响了设备的除湿能力。另外，这类除湿设备不宜在环境温度过高或过低的场合使用，维护保养也比较麻烦。

2.溶液除湿系统（图4、图5）

液体吸收式除湿的基本原理是利用液体干燥剂表面的水蒸气分压低于湿空气中的水蒸气分压，在压力梯度的作用下将湿空气的水蒸气吸收到干燥剂中，直至双方的水蒸气分压达到平衡，吸收过程结束。液体干燥剂吸收水蒸气后被稀释失去干燥能力，需要再生除去水分。

液体吸收式除湿设备的处理量大，除湿效果好，而且液体干燥剂在吸收水蒸气的同时，也可以吸收空气中的部分病菌、化学污染物等有害物质，对空气有一定的净化作用。液体吸收式除湿机整个过程最需要的就是干燥剂再生的热能，这些热能利用太阳能、工业废热等低品位的能源就能够满足，因此耗能较小。

3.总结

（1）温湿度独立控制系统的溶液除湿确实比冷却除湿节省很多冷量，节省了冷量也就意味着压缩机的耗功量减少，则消耗电量减少，运行费用也会因此减少。从该工程分析数据中可看出来，溶液除湿会比冷凝除湿每年每 m2 节省 2.76 万元。

（2）溶液除湿的系统复杂性远远高于冷却除湿，前期投入高，系统设计复杂，后期运行和维护相对于冷却除湿都略显不足。

（3）溶液除湿可以将新风中的部分杂质除掉，处理后空气质量会比冷却除湿高。系统都有其优缺点，选用系统时，还是要根据工程的实际情况来定，综合多方面要求和可提供条件，选择最优的系统。

4.展望

温湿度独立控制系统是一项较新的技术，其节能效果非常明显，但造价较高。不仅仅用在舒适性空调方面，同样可以用在洁净工程上。随着社会对运行成本的要求不断提升，这种项目会越来越多。在温湿度独立控制系统的使用过程中，溶液除湿也存在着很大的发展空间，选择合适的再生溶液以及再生溶液的热量来源对除湿系统的效率有着很大的影响，希望在溶液除湿方面会有一个突破性的进展，以至于温湿度独立控制系统得以广泛的运用。

液除湿与冷却除湿在温湿度独立控制系统中的应用

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