一种内源式固体吸附除湿机

建筑能耗中空调负荷占据很大份额，尤其在公共建筑中。传统的空气处理过程是将温、湿度合而温、湿度独立调控的空调系统的可节能30%.因此，有关独立除湿技术的研究日趋重要。市场现有的冷却除湿系统是利用湿空气在低于露点的冷表面上凝结降温的原理，需要利用压缩机在较低蒸发温度下运行，因而耗电量大，有时还需再热才能送风，而且在高湿时，由于冷表面的水膜加厚形成热阻，使降湿能力受限，此外，除湿机的表面上容易滋生细菌等污物，不利于人体健康1.瑞典开发的转轮式除湿机0，开创了硅胶类固体吸附除湿的新技术，但迄今为止所有的转轮除湿制冷系统34都是绝热的（即吸附过程不伴随冷却），导致再生温度很高，很难使用可再生能源、废热源等。目前，上市的液体除湿机，有较高的能量回收技术水平，能效比较高，但因工质有腐蚀性，部分部件暂需进口，价格贵，难以小型化。

　　1固体吸附除湿有类物质是多孔或细粉表面，其与表面上的气体接触面积很大，当表面上的分子与气体分子产生推动力时，气体被吸附到表面上，或反之，表面上的分子脱离返回气体。前者称为“吸附”后者称为‘’脱附“或再生。把有多孔表面的固体物称为吸附剂，而被吸附或脱附的气体称为吸附质0.利用硅胶吸附湿空通讯作者：李元哲（1935―），女，教授，主要从事太阳能热利用、气中的水分为固体吸附除湿。由于硅胶对水汽的吸附性较好，而其脱附再生时所需温度较低，且无毒无臭、无腐蚀性，价廉，所以在食品、药品业中被广泛采用。为硅胶对水的等温吸附曲线6.硅胶对水的等温吸附曲线由可见，硅胶温度在55*C以上时，无论水蒸气分压力多大，其含水率皆不超过10%，而当硅胶温度在25C以下时，只有当硅胶处于高湿（即高于15mmHg水蒸气分压力下）时，其含水率才能达到35%以上。由此可见，硅胶再生只需要将其加热到55C以上，再生后，如冷却到25C以下，对于一般的热湿空气都可使其吸附达到25%的水分。

　　空调制冷方面的研究。ctx1008sina.com太阳能学报33卷2内源式固体吸附除湿机2.1内源式固体吸附除湿机结构特点该除湿机是一种以高效、经济、易市场化为目标的除湿机7（已申请国家发明专利，公布申请号为CN101915442A）。它是以硅胶为吸附剂，将其与金属纵向翅片管双表面紧密结合，翅片管簇组合与水管道连接，置于竖向风道内，风道上部装有排气口阀、侧面有进风口阀、出风口阀、进水出水口、电动阀等部件，被处理的空气从其中流过。当水管中通入65*C的热水时，上部的排气阀打开，进出风口的阀门关闭，热传到翅片表面的硅胶，使其脱附并有水蒸气自排气口排出，直至再生过程完成后，水管中再通入13C的冷水冷却翅片和其上的硅胶使之降温，同时上部的排气口关闭，进出风口阀打开，被处理的空气流经翅片上的硅胶表面，其中的水蒸气被吸附直到饱和，吸附过程完毕，继续下次再生。如此周期性地切换阀门再生与吸附循环运行。

　　用下，以相同的周期交替运行，使出风口连续送出处理后的空气。由于本除湿机是在硅胶被冷却后进行吸湿的，并且是从硅胶层的内部进行冷却，故称之为“内源式”因此其再生温度可低至65C，如果翅片与硅胶的之间热阻进一步降低则再生温度可以更低。

　　2.2内源式固体吸附除湿机性能的实验研究通过对内源式固体吸附除湿机的性能测试08得知，除湿机翅片管平均肋化效率大于0.95，说明内源式除湿机采用的翅片管簇传热效率高，效果好。

　　是除湿与吸附过程的实验系统图。

　　在再生过程中通入热水，排气温度逐渐升高，热水供回水温差逐渐变小，当再生完毕时，硅胶与排气的温湿度变化很小，平均水温与硅胶表面温度相差~为实际测试时再生工况的进出口水温差、排气温度变化及硅胶与水的平均温差。

　　在吸附过程中，被处理的湿空气按北京地区夏季空调设计工况控制。干球温度为33C，湿球温度保持26C不变，当除湿机内通以14C冷水时，在lh内出风干球温度与相对湿度逐渐上升，但均在24 ~50%范围内，由湿空气的物性可知，其进风湿度为18g/kg干，出风湿度为10g/kg干，单位除湿量在7~8g/kg干之间，详见、。

　　2期李元哲等：一种内源式固体吸附除湿机3除湿机的处理空气量与热平衡计算3.1除湿量与处理风量由可知除湿机在1h考虑到吸湿过程，单位除湿量在7~8g/kg干之间，考虑到测量误差，取6~ 7g/kg干。该除湿机的翅片表面桂胶总重为6. 6kg（忽略颗粒表面粘胶部分），再根据再生完成后硅胶的温度以及吸附过程通入的冷水温度和测得的硅胶表面与水的温差并由的性能曲线可以大致判断硅胶的吸湿总量为其自重的25%，硅胶的吸湿量计算公式为：后的总重量，M=6.6kg；n硅胶自一个状态变化至另一个状态的吸湿百分率，n =25%.经计算得知硅胶的吸湿量为1.65kg. 3.2被处理的风量由式（2）计算：代入+固体吸附除湿新风系统，5HP空气源热泵作为冷源，为地板辐射供冷和除湿机的吸附过程提供冷水，冷水蓄水箱750L（冬季可用于蓄热水）。太阳集热器为除湿机的再生过程提供热水，其中太阳集热器面积为18m2，水箱及管子的容积为1500L.系统末端为混凝土水盘管辐射地板，地表面为陶瓷面砖。在除湿机工作过程时，吸附与再生交替进行，吸附时向各房间送入新风。

　　4.2测试参数30~16：50对其进行测试，测试参数为：蓄水箱水温、热水供回水水温、冷水供回水水温、再生排气的温湿度、除湿机进出口空气的温湿度、室外环境及室内的温湿度、除湿机进出口的风量。

　　4.3测试仪器~55*C，温度精度为0.1*C，湿度精度0.1%；电子微风速仪EY3~2A，量程0~30m/s；M400数据采集管理软件，温度精度为0. 1C，各温度探头间的差值范围为0~0.2C，与标准温度计对照小0.5~0.7C.湿度测量范围0%~100%，湿度测量精度为0.1%，各湿度测点间差值范围为0% 4.4测试结果~65*C进行1h后供回水温差迅速减小为1C.排气的湿度变化范围在46.0%~15.3%时，认为再生结束。吸附除湿过程中，供水管外水温的变化范围在14.0~15.7*C，回水管外的水温变化范围在14.7 ~16.0*C，冷水供水的管外平均温度为14.7*C，回水的管外平均温度为15.2*C，除湿机吸附过程中冷水供、回水的温差变化范围在0.4 33卷在除湿过程中，送风的含湿量为16.0g/kg，出风含湿量为9.5~12.0g/kg，除湿量差的变化范围是5.0~6.5g/kg干，在吸附开始时含湿量的差值******，1h后降至5. 0g/kg干，除湿剂不断吸附除湿过程中，除湿量差显著下降至较小数值，然后再生。

　　除湿机吸附过程中出风口温湿度分别为25.7C、4%，由湿空气焓湿图可查此湿度对应的水蒸气压力为12mmHg，由可查出该工况下硅胶对水的吸附量31.78%（点3），可以得出在干燥床吸附过程中，硅胶对水的吸湿量为25%，由硅胶的总重量为14.4kg，可得出硅胶吸水的重量为3.6kg.除湿机的进风口的风量计算如式（7）：湿机进口的长，l =0.2m；d除湿机进口的宽，d= 0.39.计算得出除湿机的进出口风量为533m3/h.除湿机的除湿量的计算如式（8）：D单位除湿量，D=5g/kg干。得出除湿机的除湿量为3kg，与基本吻合。

　　本次测试的地板辐射供冷+固体吸附除湿新风系统能使房间达到的最终温湿度为25.7C、6%，能满足人体的舒适性要求。

　　5结论本文介绍了一种新型固体吸附除湿机，其从结构和工作流程均不同于现有市场上的产品，除湿性能好、再生温度低，可用太阳能、生活用热水网串级热水作为除湿的驱动力，因而在使用高温冷水即可获得空调用的送风参数。成本低、结构简单、无毒无臭、无腐蚀，对实现温湿度独立操作的空调系统尤其是与地板供冷相结合系统，因可共用一个冷源而显得更经济。