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文檔簡介
1、 填料(tinlio)除濕機(jī)/再生(zishng)器操作與溶液(rngy)除濕劑的實(shí)驗(yàn)研究 機(jī)械動(dòng)力工程部門,工學(xué)院,坦塔大學(xué)、埃及文章信息 文章歷史: 2010年9月4日收到 2011年1月25 收到并修改2011年2月2日接受 2011年3月5日發(fā)布摘要 目前的研究工作提供了一個(gè)調(diào)查執(zhí)行性質(zhì)的橫流規(guī)整填料塔干燥劑除濕系統(tǒng)(DDS)。這個(gè)系統(tǒng)也被稱為是DDS;它的中心設(shè)備是除濕機(jī)/再生器。它是通過除濕使空氣干燥來去除房間濕負(fù)荷。常用氯化鈣(CaCl2)溶液作為本系統(tǒng)工作中的干燥劑。包裝結(jié)構(gòu)密度(比表面積)390平方米/ m3,波紋角60和空隙率0.88。相關(guān)參數(shù)的影響,如空氣流量,除濕溶液流
2、量、解決干燥劑的方案溫度和濃度和填料厚度,并就這些因素對系統(tǒng)的性能進(jìn)行了研究。使用傳質(zhì)系數(shù),除去水分率(MMR)、有效性和性能系數(shù)(COP)對系統(tǒng)的性能進(jìn)行評估。通過增加空氣和溶液流速可使傳質(zhì)的DEH / REG系數(shù)和MRR顯著增加。最終,DDS的回收期(PP)是11個(gè)月,與蒸汽壓縮除濕系統(tǒng)(VCS)相比其年運(yùn)行成本節(jié)約(C)約31.24%。DDS的整體環(huán)境的影響是VCS的0.63。這可能會(huì)強(qiáng)調(diào)有必要將除濕系統(tǒng)應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)。 阿爾維斯股份有限公司 版權(quán)所有1.簡介空調(diào)設(shè)備在過去的幾十年里得到的廣泛使用。傳統(tǒng)的空調(diào)設(shè)備消耗大量的電能導(dǎo)致電網(wǎng)超載,尤其是在炎熱的夏天。而且,通過空氣處理機(jī)組處理的
3、潮濕的空氣有助于細(xì)菌的滋生和傳播。最近,混合空調(diào)系統(tǒng)被提出,它是使用液體和固體干燥劑來處理房間的潛熱負(fù)荷。液體干燥劑系統(tǒng)是可取的,因?yàn)樗倪\(yùn)行靈活性,它能從空氣中吸收無機(jī)和有機(jī)污染物1并在低溫條件下得到再生能力。在再生過程可以使用低品位熱源或太陽能。同時(shí),使用鹽水(環(huán)境的朋友)作為吸附劑,它不導(dǎo)致臭氧層破壞。許多用液體干燥劑作填充柱的用于空氣除濕的傳質(zhì)過程研究已經(jīng)進(jìn)行了理論分析和計(jì)算機(jī)仿真。同時(shí),基于有效性和大量的傳輸單元的簡化模型被開發(fā)來模擬使用用液體干燥劑的除濕機(jī)/蓄熱室2-8傳熱傳質(zhì)過程。Abdul-Wahab et al. 9在研究使用三甘醇作為干燥劑的空氣除濕器性能。他們研究了不同結(jié)
4、構(gòu)的填料密度對除濕效果影響。Abdulghani et al. 10提出了在紗布類型規(guī)整填料塔液體除濕空氣接觸系統(tǒng)中來計(jì)算熱量和質(zhì)量傳遞的一種方法。尹和張11在基于經(jīng)過驗(yàn)證的傳熱傳質(zhì)模型上提出了一種同時(shí)使用再生熱效率和再生率的研究,以評估內(nèi)部加熱再生器和絕熱再生器的能源利用效率和再生能力。Lietal.12引入了實(shí)驗(yàn)評價(jià)質(zhì)量傳遞系數(shù)的采用氯化鋰作為除濕劑一個(gè)結(jié)構(gòu)化的包裝除濕機(jī)/再生器。他們得出結(jié)論認(rèn)為,當(dāng)氣流速度增加從0.5到1.5 m /s,在不同填料除濕機(jī)和蓄熱器的質(zhì)量傳遞系數(shù)分別從4.0到8.5g/s和從2.0到4.5g/s。Yonggaoetal。13介紹了一種新型的空調(diào)系統(tǒng),液體除濕
5、蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)。他們的研究結(jié)果表明,平均傳質(zhì)系數(shù)是4 g/s的填料蓄熱器。Moonetal.14提出了一個(gè)新的傳質(zhì)性能較好的使用液體干燥劑除濕系統(tǒng)(DDS)的結(jié)構(gòu)化填料塔。Liuetal通過使用液體干燥劑進(jìn)行進(jìn)行研究交叉流除濕/再生器的傳質(zhì)性能。Sanjeev和Bansal等人17以表格形式概述了液體除濕。在這一領(lǐng)域的最新趨勢表明,目前混合動(dòng)力系統(tǒng)是供暖,通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)行業(yè)所感興趣,不僅應(yīng)用為消除高潛熱負(fù)荷,也為改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。從前面(qin mian)的討論中介紹,大多數(shù)出版物一直在關(guān)注逆流規(guī)整填料DDSS。只是,很少有出版物關(guān)注(gunzh)橫流結(jié)構(gòu)包裝(bozhung)液體D
6、DSS。同樣,很少有作者的論文研究液體DDSs經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境性。本文通過實(shí)驗(yàn)測試調(diào)查利用氯化鈣(CaCl2)作為干燥劑的橫向流除濕/再生器的性能。并對影響整個(gè)系統(tǒng)的性能的相關(guān)操作參數(shù)進(jìn)行了分析和討論。術(shù)語 av 平均 A 接觸界面面積, eq 平衡 Ap 規(guī)整填料密度, m deh 除濕機(jī) Cp 定壓比熱容,KJ kg k da 干空氣 d 市場貼現(xiàn)率 he 加熱器出口 h 焓,KJ kg Hi 加熱器入口 Hfg 凝結(jié)潛熱,KJ kg in 入口 i 利率 reg 再生器 K 平均傳質(zhì)系數(shù),kg s s 除濕溶液 m 質(zhì)量流速,m s v 蒸汽 N 生命周期,年 縮寫 Pv 干燥劑表面蒸汽壓,
7、Pa COP 熱性能系數(shù) Q 熱量 Kw CaCl2 氯化鈣 T 溫度,C DDS 除濕系統(tǒng) V 填料體積,m HX 換熱器 X 除濕溶液濃度,Kg/Kg LCS 生命周期儲(chǔ)蓄 Y 空氣濕度比,Kg/Kg LCA 生命周期分析 Z 填料厚度,m MRR 除去水分率,Kg s 希臘符號(hào) PWF 現(xiàn)值因子 效率 PP 回收期,年下標(biāo) VCS 蒸氣壓縮系統(tǒng)a 空氣 Cic 初投資,LE Crc 年運(yùn)營成本節(jié)約,LE2. 實(shí)驗(yàn)裝置 以CaCl2溶液作為干燥劑的橫流液DDS操作示意圖示于圖1。該系統(tǒng)主要由兩個(gè)交叉流的空氣-液體干燥劑接觸表面除濕機(jī)(A)和再生器(B)組成。另外,還有干燥劑溶液熱交換器HX
8、(C),干燥劑再生冷卻器(D),除濕溶液加熱器(E)和一些輔助配件等,處理和再生風(fēng)機(jī),調(diào)節(jié)閥除濕溶液泵。除濕器和再生器是該系統(tǒng)的心臟,空氣和干燥劑在其中進(jìn)行熱交換和濕交換。他們的高度,長度和寬度分別為0.35米、0.35米和0.2米。比表面積390 m,波紋角度60,空隙率為0.88以確保除濕溶液和空氣之間有良好的接觸。所提出的系統(tǒng)和標(biāo)本的規(guī)整填料的實(shí)驗(yàn)測試示于圖中2,實(shí)驗(yàn)程序介紹如下: 圖1 交叉流動(dòng)(lidng)液體干燥劑除濕系統(tǒng)的原理圖 最初,所提出的系統(tǒng)的操作的機(jī)制(jzh)降膜理論。除濕溶液(rngy)流過規(guī)整填料的表面形成的一種薄膜,并與空氣的接觸達(dá)到除濕目的。介紹了空氣水平進(jìn)入除
9、濕機(jī)的處理過程;與此同時(shí),除濕劑濃溶液被抽的頂部除濕機(jī)中并通過垂直噴頭均勻噴灑在整個(gè)填料表面以實(shí)現(xiàn)交叉流。隨著部分處理空氣的蒸汽壓力高于除濕溶液的界面區(qū)(除濕溶液表面的薄層空氣是一個(gè)平衡狀態(tài)),空氣中的水分就被吸收入除濕溶液。這是目前空氣的處理過程,空氣的溫度取決于除濕溶液的溫度,除濕溶液的狀況決定吸收空氣中水分的量。從空氣中吸收大量的水分并釋放潛熱加熱了除濕后的空氣。與此同時(shí)除濕器中的除濕劑溶液被稀釋并進(jìn)行再生,以維持連續(xù)除濕的過程。在稀溶液被泵入溶液加熱器(E)之前流經(jīng)HX(C),以節(jié)省再熱量。之后,除濕溶液達(dá)到其合適的再生溫度,它由泵出并噴灑在再生器的頂部,就像發(fā)生在除濕機(jī)的現(xiàn)象一樣。再
10、生氣流通過再生器從熱的除濕溶液中吸收水分。聚集在再生器的底部除濕溶液通過HX(C),來進(jìn)行冷卻。對進(jìn)入除濕機(jī)的濃溶液的進(jìn)口溫度進(jìn)行分析,并用額外的冷量進(jìn)行冷卻。通過這種方式,被處理好的除濕溶液被送到除濕機(jī)以完成連續(xù)的除濕過程。測量和儀器儀表實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了試驗(yàn),以評估在以氯化鈣作為除濕劑的不同的操作條件的規(guī)整填料交叉流除濕/再生器的性能。利用玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)測量CaCl2溶液流量并利用水與CaCl2溶液的密度的差異進(jìn)行修正。不同點(diǎn)處除濕溶液的溫度、除濕機(jī)/再生機(jī)進(jìn)出口的溫濕度和周圍環(huán)境條件均要考慮在內(nèi)。CaCl 2溶液的濃度在一個(gè)給定的點(diǎn)被確定,我們可以引用Zaetsev和Aseev18的研究以表格的
11、形式計(jì)算其在這一點(diǎn)上的密度和溫度。通過收集該溶液的樣品來計(jì)算該溶液的密度,并測量其質(zhì)量和體積。我們將用后面提到的Gad等人引出的理論來計(jì)算除濕溶液表面的蒸汽分壓力。測量是在近恒定的環(huán)境條件下(變化為1.8%)進(jìn)行的。來自再生器和除濕器的出口空氣被排出到大氣中,以確保室內(nèi)條件的恒定。用k型熱電偶來測量溶液的溫度。使用(shyng)空氣速度計(jì)來測量(cling)空氣的相對濕度、溫度(wnd)和流速。表1顯示了測量儀器的規(guī)格和不確定性誤差。誤差分析顯示,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定性范圍為+_16。 為了使實(shí)驗(yàn)達(dá)到穩(wěn)態(tài),應(yīng)每5分鐘測量每一個(gè)參數(shù),直到獲得穩(wěn)定狀態(tài)。對每個(gè)變量進(jìn)行至少7個(gè)水平的實(shí)驗(yàn)(每個(gè)曲線繪制七
12、個(gè)點(diǎn)),同時(shí)保持其它變量恒定。每種級(jí)別的實(shí)驗(yàn)做三次,實(shí)驗(yàn)結(jié)果取平均值。本研究中所使用的實(shí)驗(yàn)樣品的測量值示于表2。技術(shù)性能分析首先,除濕機(jī)的能量平衡,以檢查它是否滿足絕熱條件。參照示于圖3的除濕機(jī)的控制體積。能量平衡方程可寫成如下形式: (1a)式中:和分別是除濕溶液進(jìn)出口的質(zhì)量流速,單位 Kg s 和分別是被處理空氣進(jìn)出口的質(zhì)量流速,單位Kg s 式中:為除濕速率(MRR)方程1a變?yōu)椋?表一測量儀器(yq)規(guī)格及其不確定性誤差儀器 精度 測量范圍 百分誤差K型熱電偶溫度計(jì)(溶液溫度) 0.1C 10120C 2.5風(fēng)速儀 0.015m/s 050m/s 1.4溫度計(jì) 0.3C -17.893
13、.3C 1.8相對濕度計(jì) 3% 098% 3.2溶液流量計(jì)(轉(zhuǎn)子式) 21 h 30300l h 4.3 公式(gngsh)左邊的Eq。(1 c)代表(dibio)了空氣流量的傳熱量Qa,單位KW和右邊代表除濕溶液的傳熱量Qs,單位KW。空氣的焓可以從濕度圖中求得和氯化鈣溶液的焓也可從文獻(xiàn)20得到,公式如下:式中:Cps是CaCl2溶液在恒定壓力(J KgC)下的比熱,并且在一定程度上課由濃度Xs和溫度Ts求得:2 目前,一些重要參數(shù)被用來評價(jià)除濕器的性能,參數(shù)如下:1-MRR MRR定義為從工藝空氣中除去水分率。它可以由下式計(jì)算出: (3)式中:和分別是被處理空氣的進(jìn)出口的濕度比,單位為2-
14、平均傳質(zhì)系數(shù)(Kav)平均傳質(zhì)系數(shù)被定義為穿過單位面積的水分通量()。它可以從以下的測量數(shù)據(jù)獲得: (4)其中,A是內(nèi)部液體干燥劑除濕機(jī)與空氣之間的接觸界面面積。如果這個(gè)區(qū)域被假定為完全浸漬在溶液里,則式中V是規(guī)整填料的體積(m),是規(guī)整填料的比表面積(),是穿過除濕機(jī)的空氣的平均濕度比,是在氯化鈣溶液界面區(qū)域處于平衡狀態(tài)時(shí)的空氣的濕度比??蓮囊韵碌姆匠逃?jì)算得到:表2 實(shí)驗(yàn)測量的樣本一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)五級(jí)六級(jí)七級(jí)0.0220.0360.0620.0870.1040.1330.1421.333.454.915.545.926.216.511.323.475.085.616.015.986.411.
15、313.484.925.425.816.146.38平均值1.323.474.975.525.916.116.43圖3 除濕機(jī)的控制(kngzh)體積 (5)式中:除濕溶液表面的分壓力(yl),單位Pa。它可由下式計(jì)算: (6)式中: mmHg,Ts C,A(Xs)和B(Xs)是相關(guān)的回歸(hugu)參數(shù),根據(jù)以下的關(guān)系它可以表示為線性函數(shù):式中:。3-除濕效率()除濕效率被定義為被處理空氣實(shí)際的HR下降量與最大可能下降之比。它的計(jì)算方法如下: (7)再生器有一些小的變化時(shí)上述方程也可以使用。另一個(gè)用于評估整個(gè)系統(tǒng)的性能的重要因素是熱性能系數(shù)(),其計(jì)算方法如下: (8)式中:是水蒸氣在飽和條
16、件(tiojin)下的凝結(jié)潛熱,單位KJ/Kg;和分別是被處理空氣在除濕機(jī)進(jìn)出口位置(wi zhi)的干球溫度,單位C;是通過加熱器的除濕溶液的質(zhì)量流量(liling),單位為;分別是通過加熱器的除濕溶液的進(jìn)出口焓,單位kJ/kg;符號(hào)表明被處理的空氣是被冷卻還是被加熱取決于除濕溶液進(jìn)入除濕機(jī)的溫度以及除濕機(jī)吸收的水量。4.2實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果不確定度分析通過使用由克萊恩和麥克林托克介紹的方法來計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定性如方程21。通過使用表1中的資料(1c)-(8)。結(jié)果列于表3。這些方法計(jì)算得到的誤差棒也示于圖中,圖6-圖20。克萊恩和麥克林托克的方法是基于在細(xì)致的規(guī)范下的各種初級(jí)實(shí)驗(yàn)測量的不確定性
17、。表3不確定性誤差方程式(1c)-(8)方程式方程1c方程2方程3方程4方程5方程6方程7方程8百分誤差11.78.96.510.99.18.811.115.6假設(shè)一組測量值,并且每個(gè)測量值的不確定性都可從測量裝置得知。然后用這些測量來計(jì)算一些更多想要的的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。我們希望在初級(jí)測量結(jié)果的不確定性基礎(chǔ)上通過計(jì)算結(jié)果R來評估不確定性。結(jié)果R是給定自變量的函數(shù)。方程如下: (9)假設(shè)是計(jì)算結(jié)果的不確定性,是獨(dú)立變量的不確定性。如果自變量的不確定性,都給出相同賠率,則給出的結(jié)果具有不確定性的賠率可由下面的公式得到: (10)Win 4程序是根據(jù)上述方程分析實(shí)驗(yàn)測量中的誤差。5.經(jīng)濟(jì)研究和LCA與傳統(tǒng)
18、的VCS相比包含有經(jīng)濟(jì)研究和LCA的生命周期成本分析的執(zhí)行是為了評價(jià)提出的DDS經(jīng)濟(jì)因素和環(huán)境因素。5.1.經(jīng)濟(jì)分析用于評估任何的投資的經(jīng)濟(jì)性分析的方法有很多。在目前的研究中,當(dāng)前價(jià)值和投資回收期(PP)被用來比較兩個(gè)不同的除濕系統(tǒng):現(xiàn)階段的DDS和傳統(tǒng)的VCS。潛負(fù)荷1.87千瓦是用來比較兩個(gè)系統(tǒng),系統(tǒng)的生命周期時(shí)間(N)假定為10年,現(xiàn)值因子(PWF)可以通過下式計(jì)算: (11)其中i是能源(nngyun)利率,d是市場(shchng)折現(xiàn)率。生命周期儲(chǔ)蓄(chx)(LCS)可以通過下式計(jì)算得到: (12)式中:是最初的額外支出(LE),是年運(yùn)行成本節(jié)約。其中: (13) (14)得到快速
19、評估的替代品的一個(gè)簡便方法是計(jì)算需要多久才能收回初始投資,即PP: (15)目前提出的DDS和VCS系統(tǒng)的總資本成本已經(jīng)列于表隨著可用材料在埃及市場上的發(fā)展。DDS和VCS系統(tǒng)的運(yùn)行成本是使用三種熱能加權(quán)因子計(jì)算得到。kwh的平均價(jià)格為0.4LE,見表5。5.2LCALCA是評估產(chǎn)品或服務(wù)在其生命周期的環(huán)境影響。LCA研究包括四個(gè)階段:目標(biāo)和范圍,庫存分析,影響評估和解釋。本研究旨在評估兩個(gè)不同除濕系統(tǒng)的環(huán)境影響,對DDS和VCS進(jìn)行研究后選擇其中之一該除濕空氣及環(huán)境下的系統(tǒng)。本研究采用加權(quán)平均法。環(huán)境的整體影響包括物質(zhì)資源消耗和排放到空氣中的廢氣。在對環(huán)境的整體影響中兩個(gè)系統(tǒng)的每個(gè)生命周期能
20、源使用都要考慮在內(nèi)。在這里,環(huán)境優(yōu)先策略(EPS-2000)默認(rèn)方法的加權(quán)方法被用于對環(huán)境的影響的評價(jià)。EPS-2000默認(rèn)方法原理是基于社會(huì)的意愿,以避免破壞環(huán)境。該方法是在不斷發(fā)展和更新的。這些原理發(fā)布在文獻(xiàn),我們可以訪問查看原理。因此,衡量價(jià)值的透明度以及影響指數(shù)是有保證的。用每公斤的環(huán)境負(fù)荷單元(ELU)來表示環(huán)境的影響指數(shù)。環(huán)境評估根據(jù)生產(chǎn)和維護(hù)除濕系統(tǒng)的材料和能源來源的清單數(shù)據(jù)來進(jìn)行評估。結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)在不同的參數(shù)下運(yùn)行來對所提出的DDS系統(tǒng)進(jìn)行性能評估,例如:除濕溶液流量,空氣流量,除濕溶液入口溫度,除濕溶液入口濃度和規(guī)整填料厚度。在保證其它參數(shù)不變的條件下對每一個(gè)參數(shù)進(jìn)行研究。
21、在實(shí)驗(yàn)中環(huán)境條件基本不變(31C,)。流速調(diào)節(jié)閥對通過除濕器和再生器空氣和溶液的流速調(diào)整是相同的。根據(jù)方程3和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過除濕器和再生器的溶液和空氣流之間的能量平衡關(guān)系被分別示于圖4和圖5中。從圖4中可明顯看到所有的數(shù)據(jù)都在22%范圍內(nèi),但它集中在22%的部分表明除濕機(jī)散熱增加,其原因是絕緣層的不完善。數(shù)據(jù)集中在小于14范圍內(nèi)所以只有在此范圍內(nèi)的數(shù)據(jù),才被用于實(shí)驗(yàn)分析中。圖5所示,再生器中發(fā)生相反的現(xiàn)象。圖6表示所提系統(tǒng)的除濕機(jī)的溫度記錄和HR的下降情況。表4 兩個(gè)(lin )系統(tǒng)的造價(jià)DDSVCS項(xiàng)目造價(jià),LE項(xiàng)目造價(jià),LE氯化鈣(50kg)生產(chǎn)機(jī)械及配件日常開支總投資1502750400
22、3300DX生產(chǎn)機(jī)械及配件日常開支總投資21004504002950表5 兩個(gè)(lin )系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用DDSVCS項(xiàng)目Kwh/天年,LE項(xiàng)目Kwh/天年,LE再生換熱(0.62kW)水泵和風(fēng)機(jī)(0.36kW)維修費(fèi)總年運(yùn)行費(fèi)用5.583.241764446.4259.2150855.6壓縮機(jī)(1.4kW)風(fēng)機(jī)(0.2kW)維修費(fèi)總年運(yùn)行費(fèi)用12.61.082736100886.41501244.46.除濕溶液(rngy)質(zhì)量流量的影響圖7-11除濕溶液流量()對除濕/再生(DEH / REG)的性能參數(shù)的影響。從圖7可以看出,除濕系統(tǒng)和再生系統(tǒng)的傳質(zhì)系數(shù)(K)幾乎是相等的,這是因?yàn)樗鼈兙哂邢?/p>
23、同的參數(shù),如規(guī)整填料、溶液流速、空氣流速和入口空氣條件。當(dāng)溶液的質(zhì)量流量從0.014kg/s增到0.058kg/s時(shí),除濕器和再生器的傳質(zhì)系數(shù)會(huì)分別增加94%和97.4%。在溶液流量較高的情況下K值的增量并不明顯。在溶液流量高的情況下通過規(guī)整填料的流速會(huì)增加。除濕溶液和空氣之間的接觸時(shí)間減少導(dǎo)致吸收的水分量減少。這將導(dǎo)致傳熱系數(shù)k的降低。圖8和圖9分別表示除濕溶液流量對除濕器/再生器的MRR的影響。MRR隨著的增加而增加。對于除濕機(jī)來說,平均增加三倍除濕器的MRR將增加將近74%。相似的,再生器的MRR將增加50%。增長的原因解釋如下:的增加強(qiáng)化了質(zhì)量傳遞系數(shù),的增加將導(dǎo)致除濕溶液濃度的降低以
24、及除濕溶液溫度的升高,換句話說就是在保持空氣和除濕溶液有一個(gè)良好的質(zhì)量傳遞的除濕溶液濃度基本不變。根據(jù)前述討論知空氣和除濕溶液間的水蒸氣分壓力差可提高M(jìn)RR。噴灑到除濕器和再生器表面的合適的速度范圍分別是0.6-1.4m/s和0.4-1.2m/s。這些速度是由除濕劑的質(zhì)量流速和與噴灑方向相對的截面面積計(jì)算而得到。顯然,空氣的質(zhì)量流量增加時(shí)除濕器和再生器的MRR也增加。圖10和圖11分別(fnbi)示出了質(zhì)量流量()對除濕器和再生器的除濕和再生過程的影響。隨著質(zhì)量(zhling)流量()的增加(zngji)和都增加。同樣的正如前面所解釋的那樣的方式,當(dāng)質(zhì)量流量增加三倍時(shí),和分別增加48%和71%
25、。6.2空氣流速的影響圖12和圖13表示空氣質(zhì)量流量()對除濕器和再生器性能參數(shù)的影響。正如圖12所示,除濕器和再生器的K值基本相等并且隨著的增加而增加。當(dāng)增加六倍時(shí),除濕器和再生器的傳質(zhì)系數(shù)分別增加280%和260%。從圖13可知當(dāng)除濕器的MRR隨著的增加時(shí)隨之降低。當(dāng)空氣流速增加時(shí),除濕器出口的HR隨著空氣和除濕溶液之間的滯留時(shí)間的減小而增加。當(dāng)增加時(shí),除濕器的效能降低。正如圖12所示高質(zhì)量流量能增加空氣和除濕溶液間的質(zhì)量傳遞效率并導(dǎo)致的增加。另一方面,高可提高除濕溶液表面的水蒸氣分壓力,可提高HR。結(jié)果是隨著除濕器的降低HR隨之降低。最后,在搞質(zhì)量流量下會(huì)下降。當(dāng)從0.002kg/s變化
26、為0.014kg/s時(shí),下降了20.4%,并且增加到76.2%。從圖13中能看出,在同樣的流速條件下規(guī)整填料的厚度增加一倍時(shí),和分別增加28.8%和25.7%。在圖14中示出了在和除濕器相同條件下的再生器的性能。這可以用規(guī)整填料的表面積的增加來解釋。當(dāng)質(zhì)量流量()從0.022kg/s變到0.014kg/s時(shí),會(huì)減小13.6%而會(huì)增加60.7%。6.3.進(jìn)口溶液(rngy)溫度的影響圖15示出了除濕器的進(jìn)口(jn ku)溫度()和再生器的進(jìn)口(jn ku)溶液溫度()對再生器和除濕器的質(zhì)量傳遞系數(shù)的影響。從圖16可以看出,高可引起的升高,導(dǎo)致除濕器的降低和的緩慢升高。而的升高可導(dǎo)致的降低??捎孟?/p>
27、面的信息解釋以上現(xiàn)象。的持續(xù)增加增大了除濕溶液表面的水蒸氣壓力引起了除濕器進(jìn)口空氣和除濕溶液表面水蒸氣壓力的不同程度的減小。除濕器出口的HR的增加導(dǎo)致了的減小。對于除濕效率來說,的持續(xù)增加不僅提高了除濕溶液表面的HR平衡能力而且提高了除濕器出口空氣的HR平衡能力。最后,除濕器的效率略有增加,其結(jié)果彌補(bǔ)了方程7分子與分母之間的作用。從15C逐漸增加到30C時(shí),和會(huì)相應(yīng)的增加1.5%,57.3%。從圖15中可以看到隨著的增加,也會(huì)相應(yīng)的增加。而從圖17可以看出的增加會(huì)導(dǎo)致的上升及的降低。這可以解釋如下:的增加引起除濕溶液表面壓力的增加,因此,在再生器中的傳質(zhì)潛力增大。結(jié)果是再生器的出口空氣的HR和
28、都相應(yīng)的增加。再生器出口空氣HR和除濕溶液表面的HR都隨著相應(yīng)增加時(shí),但是前者的增加速度不如后者明顯這就導(dǎo)致了的增加。當(dāng)從53C逐漸增加到84C時(shí),下降了14.3%而增加了97.2%。圖18表示對系統(tǒng)COP的影響。當(dāng)從53C逐漸增加到84C時(shí),系統(tǒng)的COP從0.86降到0.63。更高的要求較高的再生能源。例如,將從60C逐漸增加到80C將需要額外的熱量1.46kW。6.4.進(jìn)口溶液(rngy)濃度的影響圖19和圖20分別表示進(jìn)口(jn ku)溶液濃度對除濕器和再生器的MRR和效率的影響。除濕器溶液濃度()的逐漸增加使得除濕溶液表面分壓力降低(jingd),分壓力降低引起的增加。從圖19可看出對
29、的影響不大,可視為常數(shù)。從圖20中知,隨著的增加是降低的,同時(shí)是緩慢增加的。的逐漸增加導(dǎo)致除濕溶液表面水蒸氣壓力降低,從而導(dǎo)致除濕溶液表面的HR降低,而表面HR的降低又使得再生器出口空氣的HR和的降低。當(dāng)從0.35逐漸增加到0.48時(shí),大約增加81.3%。但是當(dāng)從0.27變到0.38時(shí),減少了39.6%同時(shí)增加了2.3%。6.5.目前的研究和參考文獻(xiàn)15的比較目前的研究中將除濕器的入口參數(shù)作為除濕器的性能參數(shù),其對除濕效率的影響趨勢和文獻(xiàn)15的影響趨勢都被列于表6中。從對比中可以看出,目前的研究結(jié)果和文獻(xiàn)15有相同的趨勢。6.6.經(jīng)濟(jì)分析和LCA結(jié)果從經(jīng)濟(jì)分析中可知,不同之處是造價(jià)()和年運(yùn)行費(fèi)用(),其造價(jià)是350LE、年運(yùn)行費(fèi)用388.8LE。DDS系統(tǒng)的投資成本在市場折現(xiàn)率d=9時(shí)提供超過10年的經(jīng)費(fèi),而每年的費(fèi)用支出預(yù)期以i=8的速度膨脹。投資回收期為11個(gè)月。和傳統(tǒng)的VCS系統(tǒng)相比,DDS系統(tǒng)的PP少于一年,并且他的將會(huì)增加31.24%。隨著空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用將使得除濕系統(tǒng)得到關(guān)注。圖21表示所提系統(tǒng)DDS的LCS。在其生命周期結(jié)束時(shí)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了總的LCS達(dá)到3070LE的成績。所提系統(tǒng)DDS和VCS的清單結(jié)果和缺省方法EPS-2000的影響指數(shù)列于表7中。這里假設(shè)所用能源為石油并
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