固体吸附除湿技术用于民用建筑中央空调系统的经济性分析

摘要：针对传统空调冷却除湿方式的高能耗，提出将固体吸附除湿技术应用于民用建筑中央空调系统，并对采用这种除湿方式的干式风机盘管加固体吸附独立除湿新风系统与传统的风机盘管加新风系统在运行能耗方面进行经济性实例分析，结果表明干式风机盘管加固体吸附独立除湿新风系统较传统风机盘管加新风系统其夏季空调工况每天减少约14W/m2,有效降低建筑能耗。

引言
现有的空调系统普遍采用湿湿度耦合的控制方法，即采用冷凝除湿方式实现对空气的降温和除湿处理，同时去除建筑的显热负荷和潜热负荷。经过冷凝除湿处理后，空气的含湿量虽然满足要求，但温度过低，在有些情况下还需要再热才能满足送风温度的要求，造成能源利用上的浪费。另外，冷凝水的存在使得霉菌、细菌滋生，严重影响室内空气品质，且温度和湿度很难同时达到送风要求。独立除湿是解决这一问题的有效措施。
在现有的空气除湿技术中，固体动态吸附除湿以其适用范围广，低湿度时除湿效率高，安装方便，易于操作，运行可靠，再生加热方式灵活，具有消毒杀菌作用等优点，成为极具发展潜力的方式之一。加之其可以使用太阳能、地热以及工业余热等低品位能源作为工作热源的特性，使得它的节能前景尤为突出。
1实例分析
固体吸附除湿是依靠固体吸附剂对水蒸气分子的吸附作用。一个完整的吸附除湿过程包括吸附、加热再生和冷却三个过程2。图1所示为干式风机盘管加固体吸附独立除湿新风系统的原理图。
为了连续运行，除湿装置包括两个吸附床体，一个处于吸附状态，另外一个处于再生状态，其状态的切换利用风阀的开启状况来控制。

除湿过程：考虑到室内余湿的产生量与新风量变化趋势一致，将固体吸附除湿装置放置于新风管路，而室内余热由干式风机盘管承担，实现温湿度处理过程的解耦。新风进人处于吸附状态的床体，利用固体吸附剂的吸附作用进行除湿处理，处理后满足含湿量要求的新风进入干式冷冻水盘管，进行降温处理，然后送人空调房间。由于除湿功能由吸附床承担，盘管中冷冻水温度不用降低到露点以下，因此可以是18℃的的冷冻水，没有冷凝水的存在，不会有细菌和霉菌等的滋生，室内空气品质得到保证，且没有冷凝水管道，系统的结构得以大大简化。
加热再生过程：室内排风经过热水盘管得以升温，进入再生床进行吸附剂的再生处理然后排出，这是考虑了室内的排风具有含湿量较低，可以节能且使床体的再生效果优化，热水盘管里的热水来自太阳能热水器，因为需要制冷的季节刚好是太阳能丰富且热水用量少的时节，用于吸附剂的再生是非常合理的。冷却过程：将热水盘管热水的供水关闭，再生管路的其他状态不变，用温度较低的排风实现冷却过程。

投稿会员：芳华