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

 


Co osuszy powierzchnię do 80 m² »

osuszanie pomieszczeń


 


Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Skróć czas montażu i uruchomienia układu mieszającego nawet o 50% »

uklad mieszający projektowanie



Jak zadbać o higienę w miejscach publicznych »

Zarejestruj się i zgarnij  pieniądze na kolejne zakupy   »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


Jakich elemntów potrzebujesz do projektu fotowoltaicznego »

alternatywne zrodla energii


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Czy pompa ciepła się opłaca »

alternatywne zrodla energii


 


Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Który grzejnik wybrać? Aluminiowy czy stalowy »

grzejniki aluminiowe czy stalowe


 

Ekspert Budowlany - zlecenia

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
11/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 11/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - OZE w budynkach wielorodzinnych
  • - Klimat w pomieszczeniach szkolnych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

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