Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Analiza uzdatniania powietrza wentylacyjnego przy pomocy techniki „desiccant cooling”

Analysis of a „desiccant cooling” technique for air-conditioning of ventilation air flow
Flakt Woods

Jedną z alternatywnych metod chłodzenia i osuszania powietrza zewnętrznego może być system „desiccant cooling”, nazywany również DEC (Desiccant and Evaporative Cooling – osuszanie i chłodzenie adiabatyczne). Sercem tego systemu jest rotor sorpcyjny z nagrzewnicą regenerującą złoże higroskopijne.

Na rys. 1a przedstawiono obrotowy wymiennik ciepła ze złożem higroskopijnym. Parametry powietrza po przejściu przez wymiennik można opisać wzorami na „sprawność” odzysku ciepła – odpowiednio temperaturową oraz wilgotnościową.

Wymiennik obraca się z prędkością ok. 20 obr/min, co pozwala ochłodzić powietrze zewnętrzne do ok. 24°C i osuszyć o 6 g/kg (przy parametrach powietrza zewnętrznego i wywiewanego jak na rysunku).

Natomiast na rys. 1b pokazano „serce” systemu DEC, czyli rotor sorpcyjny. Wymiennik ten obraca się już dużo wolniej ze względu na dominującą w tym przypadku wymianę wilgoci, dzięki czemu można osuszyć powietrze zewnętrzne o ok. 10 g/kg (przy podobnych jak poprzednio parametrach powietrza). Jest to już w większości wypadków wystarczające do zachowania wymaganej wilgotności powietrza wewnętrznego.

Na rys. 2 przedstawiono kompletną centralę wentylacyjną realizującą wymagane procesy uzdatniania powietrza dla okresu letniego. Powietrze zewnętrzne (pkt 1) jest osuszane w wymienniku obrotowym ze złożem typu desiccant. Niestety, ponieważ złoże jest regenerowane gorącym powietrzem, oprócz osuszenia następuje również jego podgrzanie.

W ten sposób osiągane są parametry pkt 2, czyli otrzymuje się powietrze bardzo suche, ale gorące. Nadmiar ciepła odprowadzany jest w kolejnym wymienniku obrotowym (pkt 3) dzięki zimnemu powietrzu usuwanemu (dodatkowo ochłodzonemu adiabatycznie). Następnie powietrze jest ochładzane i nawilżane adiabatycznie do pkt 4.

W Polsce można uzyskać minimalną temperaturę powietrza nawiewanego na poziomie ok. 18°C [2]. Przy sprzyjających warunkach procesy uzdatniania powietrza mogą się odbywać bez wykorzystania chłodnicy powietrza.

Opis modelu obliczeniowego

Rotor sorpcyjny można opisać podobnie jak obrotowy wymiennik ciepła ze złożem higroskopijnym. Podstawową różnicą jest mniejsza prędkość obrotowa pozwalająca na dłuższy kontakt z powietrzem nawiewanym bądź wywiewanym. Złożem higroskopijnym w rotorze sorpcyjnym może być:

  • silikażel (silica gel),
  • związki litu (np. chlorek litu),
  • sito molekularne,
  • chlorek litu z celulozą.

Na rys. 3 przedstawiono charakterystykę pochłaniania wilgoci przez silikażel. Na osi poziomej pokazano wilgotność względną powietrza, w którym znajduje się złoże, a na osi pionowej stosunek masowy zawartości wilgoci pochłoniętej wody (pary wodnej) z powietrza do masy złoża. Na przykładzie silikażelu widać, że im większa wartość wilgotności względnej powietrza, tym większa ilość pochłoniętej wilgoci.

Charakterystykę złoża higroskopijnego można wyrazić funkcją:

gdzie: j to wilgotność względna powietrza przepływającego przez złoże. Wyraża ona stosunek masowy wilgoci w złożu do złoża w zależności od wilgotności względnej otaczającego powietrza. Analizując, co się dzieje w złożu, możemy określić, ile wilgoci zostaje odebrane po stronie nawiewnej, a ile oddane po stronie wywiewnej.

Dla silikażelu charakterystykę pochłaniania wilgoci można wyrazić wzorem empirycznym:

Znając masę złoża higroskopijnego w rotorze sorpcyjnym, można dokładnie określić ilość wilgoci w złożu sorpcyjnym. Zgodnie z powyższą interpretacją wykresu można określić masę wilgoci w złożu, a następnie ilość wymienianej wilgoci następującym równaniem:

gdzie:
MRC – wydajność osuszania [kg/s],
mz – masa złoża higroskopijnego [kg],
j1 – wilgotność względna powietrza wpływającego do rotora po stronie nawiewnej,
j2 – wilgotność względna powietrza wpływającego do rotora po stronie wywiewnej,
n – prędkość obrotowa rotora [1/s],
h – współczynnik uwzględniający nieidealność procesu osuszania.

Drugą stronę równania MRC stanowi zdolność do usuwania wilgoci będąca masą pary wodnej pochłanianą z powietrza nawiewanego w jednostce czasu:

gdzie:
xin – zawartość wilgoci w powietrzu wpływającym do rotora sorpcyjnego [kg H20/kg],
xout – zawartość wilgoci w powietrzu wypływającym z rotora sorpcyjnego [kg H20/kg],
m – strumień masowy powietrza [kg/s].

Łącząc obydwa powyższe równania, możemy wyprowadzić zależność na zawartość wilgoci w powietrzu wychodzącym z rotora xout:

Czytaj dalej: Analiza pracy systemu w warunkach normowych >>

   06.11.2013

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Przedłuż certyfikat HVAC bez wychodzenia z firmy »

szkolenia hvac

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
10/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Ogrzewanie obiektów przemysłowych
  • - Wentylacja domów jednorodzinnych
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl