解析电渗除湿的空调系统的研究

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1、节能环保技术基于电渗除湿的空调系统的研究张永泉，俞坚（北京工业大学环境与能源工程学院，北京100022）摘要：分析现有吸附式除湿空调系统存在的问题，并基于电渗除湿的方式，构建了一种新型除湿空调机组。详细阐述这一种新型吸附式除湿空调系统的构造，介绍新构建系统的流程形式与工作过程，阐述电渗除湿的机理。从理论上通过计算分析该系统在理想运行参数下系统产出性能的比较，数据结果表明该系统在一定工况下可以提高能量利用效率20%以上，为该除湿系统的应用提供基础数据及设计指南。关键词：吸附；除湿；空调；电渗；能量随着传统制冷空调设备的广泛应用，制冷空调系统能耗和对环境的污染问题成为该领域面临的两

2、个严峻问题，也是可持续性发展的两大核心主题。开发节用，但由于投资高、系统复杂而没有广泛应用。固体吸能、绿色环保的新型空调方法是解决这两大问题的有湿材料的再生需要较高温度的气体并需要一个运动部效途径之一。分的控制系统，而在液体除湿系统中总是会有复杂的近几年来，除湿蒸发冷却空调系统受到国内外的循环管路，增加了系统的难度。电渗除湿因其独特的普遍关注，特别是固体吸附式除湿蒸发冷却系统，由除湿机理，为吸附式除湿空调系统提供了一种新的思于其固体吸湿剂吸附的同时对吸湿后的吸附剂进行再路，但国内在此方面的研究相对比较单薄，笔者基于生，使其循环使用，从而保证整个除湿过程的连续进电渗的除湿方式提出

3、了一种新除湿制冷的流程，并主行等优点引起了大量的国内外学者的关注。笔者通过要对除湿的机理、系统的构建、除湿过程系统性能进对各种固体吸附除湿的工作原理及目前国内研究现状行理论研究与分析。进行分析，开发了一种可以利用电渗原理进行除湿的吸附式除湿空调系统，增强与传统空调系统的竞争力。2基于电渗除湿的制冷系统的构建电渗现象发现于1809年，但直至1939年，才由2.1电渗除湿的模式与机理Casagrande首次成功地应用在德国一个铁路路基开挖已经被广泛研究的吸附式除湿蒸发冷却空调系统工程的边坡稳定上。此后他又将该法应用于土建深基是利用吸湿剂首先对需要处理的湿空气除湿干燥，然坑开挖和铁路

4、路基加固上。在1947年,Casagrande后将之送入直接蒸发冷却器中，达到需要的送风状态开始应用动电技术对粘土进行脱水。在欧洲，电渗已点，送入空调房间完成空气调节过程。除湿后的吸湿经应用于商业地下建筑的排水系统中。美国陆军工程剂经过加热后再生，恢复到原有的状态，这样完成循公司发现这些系统不但阻止水的渗漏效果很好，而且环的一种制冷空调系统。能够降低地下建筑中的空气湿度。电渗除湿是除湿的一种新思维、新方法，与传统目前的空调系统主要是利用压缩制冷除湿，另外的固体或液体除湿技术不同，虽然它也是通过吸湿剂应用热活性吸湿材料的湿度控制方法虽然已经开始应来除去湿空气中的水分，但再生过程是

5、在一定条件应322007.No.4·月刊用电渗原理除去吸湿剂中的水分，恢复到原来的状态，环境中的热湿空气首先进入除湿装置，空气中的使之能够连续运行。具体的说，为了使吸湿剂能够得水分被除去，除湿后的空气进入热交换器进行冷却，在以循环使用，必须对吸湿之后的吸湿剂再生。由于在这里能够同时利用排出空气进行换热节能。处理后的环境温度下，表面的水蒸气分压力比空气的水蒸气分空气被送入蒸汽压缩式制冷系统的蒸发盘管中，达到压力低，因而由热力学第二定律可知，该过程不可能送风状态。在冷凝器一侧的空气先进入换热器，然后自发的进行，而必须付出一定的代价，即耗费一定的进入冷凝盘管，再排出。在系统中叉流换热

6、器的使用能量。电渗除湿就是把需要加热再生的吸湿剂利用电会增加投资并使系统复杂，但它可以使进风和排风在渗的方法除去，从而恢复吸湿剂的除湿能力，在此过能量交换时有更高的效率，减少冷却负荷。程中以消耗能量为代价，获得了除湿潜能。基于电渗除湿的空调系统其优点在于：在1807年Reuss首先发现了电渗现象，即：若将（1）处理空气量大。吸附剂为无机盐，吸水性强，一电位差施加于有孔介质上，其孔隙水将通过毛细管从而吸湿量大。移向负极；若切断电流，孔隙水的流动也立即随之停（2）在低温低湿状态时易获得低露点的空气。止。到1879年，Helmhotz解释了这一现象并提出一（3）再生能源采用电能，无污

7、染。个数学模型。该模型经少许改进后，至今仍被大多数（4）无须采用氟利昂，避免了氯氟烃对大气的污的研究者所采纳，并认为是基本正确的。染和臭氧层的破坏作用。基于电渗原理的除湿装置如图1所示：（5）设备部件少，结构简单，维护方便，噪声低，运行可靠性高。空气3基于电渗除湿的制冷系统性能分析阳极图2所示系统中空气流在理想运行状况下的空气阴极状态在t-d图中的变化如图3中（A－E－D）所示。从图3我们可以看出，与传统的制冷系统的空调系统的吸湿材料空气状态变化（A－B－C－D）相比减少了冷负荷。多孔材料电