关于空调除湿的讨论液体除湿空调系统

2023年4月23日发(作者：防腐木花架图片大全)

关于空调除湿的讨论液体除湿空

调系统

内容摘要：简介：本文对目前各种除湿方法进行分析比较，综

合了各种湿度控制方式,进而给出一种通过液体除湿实现空调

的方法，总结出液体除湿方式的优势。该方式对提高空调系统

运行性能，优化城市能源结构有重要意义。

关键字：液体除湿空调系统吸附除湿

1、引言

空调的湿负荷主要来自室内人员的产湿及新风中的湿，这

部分湿负荷在总的空调负荷中占20%～40%，是整个空调负荷

的重要组成部分。目前，常用的空调形式的空气处理方式为采

用表冷器降温除湿。这样为了满足除湿的要求，经常要把空气

冷到很低的温度。如满足室内舒适性需求的空气温度为

24℃，露点为14℃，为了实现除湿的目的，冷冻水的温度要

低到7℃，而冷机的蒸发温度低到2-5℃。不难看出，需要在

温度为24℃的热源下取热以满足降温要求，而需要在14℃下

取热以满足除湿要求。冷源的低温要求首先是为了满足除湿要

求而设定的，若只是为了降温，蒸发温度可以高的多。为了除

湿在冷凝过程中把干空气也冷到了同样低的温度，某些情况下

还需要再热来满足送风温度的要求，这也造成能量的浪费。

所以，需要一种能够独立除湿的手段，把除湿和降温过程

分开，从而使用温度较高的冷源就能把空气处理到送风状态，

提高制冷机的效率，也可提高室内的舒适性。

本文对目前各种除湿方法进行分析比较，进而给出一种通

过液体除湿实现空调的方法。

2、现有的除湿方法及吸附除湿过程的基本原理2.1几种现有

除湿方法 除湿有很多方法，归纳起来如下表：除湿原理除

湿方式特点通过降低空气中饱和含水量的办

法使水份析出冷凝除湿效率低（如引言所述）将空气加压冷凝

干空气也同时被压缩，功耗大营造一个外部吸湿源来吸收空气

中的湿膜法除湿另一侧抽真空（依靠膜两侧的水蒸气分压差）

抽真空方法同样耗功很大，另外对膜的强度也有很高的要求另

一侧加热再生（依靠膜两侧的水蒸气化学势差）膜本身很薄，

膜两侧的温差很小，而温差又是产生化学势差的原因，所以，

导致膜两侧的传湿动力很小，不可行利用吸附材料吸湿固体吸

附材料多孔材料：硅胶，活性炭，沸石（分子筛），氧化铝凝

胶，有机物及盐类：高分子材料，氯化锂晶体等液体吸附材料

溴化锂，氯化锂，氯化钙，乙二醇，三甘醇等[2] 对表中

各种除湿方式比较可以看出，利用吸附材料除湿是现有的除湿

方式中能够实现湿度独立控制的较为可行的方式。2.2吸湿材

料除湿基本原理 采用液体和固体吸湿材料除湿[1.4]的系

统出现于本世纪代，之后蓬勃的发展起来，已经开发出多种形

式的系统。篇幅所限，这里不做介绍。吸湿剂完成整个除湿--

--再生循环的状态变化如下图所示：

图1吸湿剂状态的变化

采用固体吸附材料除湿的系统，有固定床式和转轮式

两种。固定床式固体吸附除湿装置是通过改变空气测流向实现

间歇式的吸湿再生；转轮式除湿得到了更广泛的应用，它可实

现连续的除湿和再生。这两种除湿方式有着致命的弱点就是动

态的运行过程，期间混合损失大，影响效率，另外，这种形式

很难实现等温的除湿过程，而除湿过程释放出的潜热使除湿剂

的温度升高，吸湿能力大打折扣，整个过程传热传质的不可逆

损失大，效率不高。 相对于固体吸附材料，由于液体具有

流动性，采用液体吸湿材料的传热传质设备比较容易实现；另

外，液体除湿过程容易被冷却，从而实现等温的除湿过程，不

可逆损失可以减小。所以采用液体吸收除湿的方法有可能达到

较好的热力学效果。 图

2、图3是带有不同浓度溶液的饱和分压力线的湿空气的温湿

图。图2是液体除湿中溶液状态变化过程，1-->2是除湿过

程，溶液浓度升高，同时若采用逆流、冷却等手段，该过程可

以近似等温甚至降温进行；2-->3-->4是溶液被加热、再生的

过程，该过程需要提供热量，使溶液中的水份蒸发，溶液变

浓；4-->1溶液被冷却，再进入除湿器除湿。图3表示的是液

体除湿中空气的状态的变化过程，双线表示除湿的过程，单线

表示再生的过程。

图2吸湿溶液的循环过程

图3除湿及再生空气的循环过程

3、液体除湿空调系统 液体除湿系统发展已经有40几年的

历史，应用过程中出现了诸多问题，如开始使用的溴化锂、氯

化锂溶液对管道、设备有强腐蚀性，而一些有机的溶液如三甘

醇有挥发性，有机物弥漫在空气中，会危害人体健康；由于稀

释和再生过程都为变温过程，不可逆损失大，导致该类系统的

效率很低，产出冷量与消耗的再生热量的比（能效比）一般在

0.3左右。上述的问题现在已经基本得到了解决：使用塑料材

料可以防止盐溶液的腐蚀，而且成本较低，盐溶液不会挥发到

空气中影响污染室内空气。

通过对调整工艺流程，可以得到接近等温的除湿与再生过

程，实现较高的能效比。

3.1液体降湿系统的能耗分析

要提高液体除湿系统的能耗，首先要分析原有的液体除湿

系统能耗低的原因。传统的液体除湿空调系统除湿器溶液的流

量很大，浓溶液和稀溶液的浓度差在2%左右。这样尽管在除

湿过程中采取一些冷却的措施来减小由于溶液温升导致其吸湿

能力的下降，但是传质过程中的水蒸气分压差造成的不可逆损

失仍然很大。如下图所示：