机械除湿（精选6篇）
机械除湿 篇1
摘要：冷冻除湿机机械系统的结构, 除湿机机械系统主要故障产生机理及处理方法。
关键词：除湿机,结构,故障
一、除湿机机械系统结构
机械系统是整个除湿机系统的功能核心, 该系统由压缩机、循环水泵、离心式风机等设备组成, 系统结构如图1所示。
按照在系统中的循环介质及其循环路径, 将机械系统分为制冷剂回路、空气回路和冷却水回路3部分。其中制冷剂作为系统的工作介质, 用于制取冷量。空气作为系统的调节对象, 其温度和湿度是系统监测的重要参数。冷却水作为系统的调节介质, 用于对制冷剂冷却。
二、机械系统主要故障
分别对发生在制冷剂回路、空气回路和冷却水回路上的各种故障进行分析总结, 列出故障表见表1。
故障产生的原因有多种, 如零部件老化、腐蚀、磨损, 结构设计不合理, 某些设计技术条件要求过低引起故障。制造或安装调试不当, 操作、维护、存储不当, 外在参数设定不当引起的故障。其中较多的是由于设备老化、操作和维护不当、外在参数设定不当等引起的故障。
三、机械系统特征参数与故障联系
机械系统的特征参数分为内部特征参数和外部特征参数。内部特征参数用来表示制冷循环内部状态的参数, 对制冷性能影响较大。如压缩机的吸排气温度、吸排气压力、冷凝压力、冷凝温度、蒸发压力和蒸发温度等都属于系统内部特征参数。外部特征参数用来表征制冷循环以外部分的状态参数。如进风温度、进风湿度、风量、进水温度、冷水流量等, 它们通过影响系统内部参数进而影响制冷系统的性能。这些参数与故障紧密联系, 当系统出现故障时这些参数均会有相应变化。主要内部特征参数的异常与常见故障关系, 归纳如图2所示。W11.08-08
机械除湿 篇2
关键词：杂交玉米种子,机械制冷,生石灰除湿,夏季贮藏,效果
近几年, 杂交玉米种子的价格持续走高, 2010年杂交玉米种子整体价位较2009年增长15%~20%。农业生产资料价格上涨, 制种成本增加, 粮食收购提价, 一系列因素造成杂交玉米种子价格持续走高。最近几年, 玉米种子从“精品种子”、“单粒播种”不断提高种子质量, 更增加了加工环节的成本, 使杂交玉米种子的价格更高。随着《种子法》的制订实施, 国营种子公司纷纷倒闭、改制, 私营种子企业抢占市场, 造成种子市场比较混乱。杂交玉米种子市场严重供大于求, 搞好玉米种子的夏季贮藏[1,2,3], 可以提高种子生产、经营单位对市场冲击的缓冲能力, 大大减少种子积压造成的经济损失。对2010年积压的杂交玉米种子采用低温库机械制冷、生石灰除湿贮藏进行了尝试, 收到了满意的效果。现将该技术研究结果总结如下。
1 材料与方法
1.1 试验概况
试验设在建筑面积为650 m2、容积为2 000 m3的低温库中, 冷库用预制隔热嵌板建造, 嵌板两面的金属板既起机械保护作用, 也起防潮层的作用。库内地面铺1层防潮沥青油毡。库内墙面经过聚氨酯硬质泡沫塑料保温处理, 库门装有风布, 可以减少开关门时的空气对流。制冷机械为烟台生产的J125型制冷机, 制冷剂为液态氨, 制冷方式为鼓风冷却系统, 采用鼓风冷却系统可以加强库内空气的流通, 有利于迅速降低入贮种子的温度。仓内装有自动感应装置, 通过自动开关冷冻机及控制开关时间进行控温, 用袋装大块生石灰吸湿控制湿度。
1.2 贮藏技术
1.2.1 入库前的准备。
一是做好仓库的清仓消毒工作。清仓、消毒工作应在种子入库前20 d左右进行。清洁工作, 包括打扫库内的地面、墙面、门窗, 检查仓内是否严密, 防鼠板是否破损等。消毒应在彻底搞好清洁卫生的基础上进行。清仓越彻底, 消毒工作效果越显著。可用80%敌敌畏0.2 g/m2熏蒸消毒, 方法是:在库房中心位置, 将装有敌敌畏乳油的盆放在电炉上加热, 让其挥发, 密闭仓门2~3 d, 然后放气5~7 d。二是检查制冷设备。三是严格控制种子入库前的质量。检验重点应放在净度、发芽率、水分3项指标上, 严格按照GB4404.1-1996[4]进行控制, 净度和水分不达标的要进行精选和晾晒。采用袋装堆垛的形式贮藏, 要求袋装饱满, 减少种子在袋内的流动性, 以便垛内袋间留适当空隙, 利于进行空气和热量交换。种子的堆垛要根据品种和数量进行操作, 合理安排种垛的位置, 科学利用仓库空间, 提高利用率。原则上1垛1个品种。小批量的种子共垛贮藏时要做好标记, 用高质量的包装袋或用双袋包装, 缝严袋口, 以防混杂。垛与垛、垛与墙间要留出走道, 以便观察、记录、扦样和通风。堆垛要求整齐、规则, 垛面平整, 垛高最好不超过冷风机风口。
1.2.2 放入生石灰。
开机前在垛间、走道均匀放入生石灰, 每次放入量以500 g/m3左右为宜。最好选用大块生石灰, 分别装入编织袋内, 以便更换。贮藏期间定期检查, 一旦粉化立即更换相同数量的生石灰, 控制仓内相对湿度不超过70%。
1.2.3 温度控制。
7月初开机, 逐步降低仓温。库内的干湿温度表与感应温度作对照, 做好种温和仓温的监督控制。降温幅度不能过大, 骤然大幅降温容易导致种温和仓温差别过大, 造成垛内种子结露现象。降温幅度一般控制在每3 d降5℃左右为宜。最后仓温稳定控制在5~10℃, 10月初即可全部停机。
1.2.4 定期检查。
定期观察、记录库内温湿度, 掌握库内温湿度变化情况。定期测定种子的发芽率、水分。检查制冷剂有无泄漏, 发现异常情况及时进行处理。
1.3 试验实施
选择2010年春季经营剩余的种子, 采用21个批次相继入库, 7月8日开机, 贮藏期间仓温保持在5~10℃, 每15d检查测定1次, 仓内温湿度及每批种子发芽率、水分, 同一单位同一组合、质量基本一致的成批种子为1个检验单位, 10月10日关机。种子扦样采用随机扦样法, 水分测定和发芽试验按GB/T3543.6-1995[5]和GB/T3543.4-1995[6]进行。
2 结果与分析
贮藏期间, 种子水分呈上升趋势, 平均升高1个百分点, 接近平衡水分;发芽率平均降低2个百分点, 降低幅度不明显, 基本保持了种子批原有的种用价值, 贮藏后发芽合格率为100%。
3 结论与讨论
试验结果表明, 采用低温库机械制冷、生石灰除湿贮藏玉米种子, 贮藏期间, 种子水分呈上升趋势, 平均升高1个百分点, 接近平衡水分;发芽率平均降低2个百分点, 降低幅度不明显, 基本保持了种子批原有的种用价值, 贮藏后发芽合格率为100%。用生石灰除湿实用方便, 就地取材, 价格便宜, 吸湿效果好, 而且比用机械除湿节省费用80%。
种子贮藏期间应注意:一是门窗要严格密闭, 尽量减少开关门次数, 把仓内外空气交换降到最低。出入频繁时, 库外含有较高绝对湿度的暖空气进入库房, 在较低温度下形成较高的相对湿度, 甚至达到露点而出现发汗现象。二是种子入库前熏仓时要避免使用磷化铝, 因为熏仓时产生的磷化氢气体对铜有极强的腐蚀性, 容易损坏制冷设备的铜质器件。特殊情况必须使用时, 要采取相应的保护措施。三是制冷设备要由技术熟练的专业人员操作, 定期对制冷设备进行检修、保养[7], 以保证制冷机在种子冷藏期间运转正常, 制冷效果好, 延长制冷设备的使用寿命;严格按照设备的操作规程进行, 确保制冷机械的正常工作。四是种子低温库一般不用液态氨, 因为如果氨气漏入库内会对贮藏种子造成毒害作用[8]。使用液态氨制冷时, 要经常进行制冷系统泄漏的安全检查, 发现泄漏时立即采取措施。五是仓内要有良好的排水系统, 蒸发器凝结的水要及时排出, 防止在仓内重新蒸发。
参考文献
[1]谷登斌, 李怀记, 司九兰, 等.用低温库土法除湿夏贮玉米种子的效果与技术研究[J].种子科技, 2000, 18 (4) :225-226.
[2]谷登斌, 李怀记, 司九兰, 等.低温库土法除湿玉米种子夏贮效果与技术[J].种子, 2000 (5) :76-77.
[3]丁信良.杂交稻种子低温库贮藏技术[J].种子世界, 1991 (4) :60.
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[6]国家技术监督局.GB/T3543.4-1995农作物种子检验规程发芽试验[S].北京:中国标准出版社, 1996.
[7]赫长建.农作物种子冬春安全贮藏技术[J].种业导刊, 2008 (9) :29-30.
空气的除湿处理技术 篇3
1 冷冻除湿技术
冷冻除湿机的工作原理:除湿机一般由制冷系统和送风系统组成, 其除湿原理见图1, 在焓湿图上, 除湿过程空气参数的变化过程见图2。冷却的介质可以是冷冻水、低温盐水、制冷剂等。制冷系统:由压缩机1压缩出来的高温高压制冷剂气体进入再热器3 (作冷凝器用) , 将热量传给空气后, 冷凝成常温高压液体, 经膨胀阀6节流后进入蒸发器4, 吸收通过蒸发器的空气中的热量, 变成低温低压气体, 被吸入压缩机1进行压缩, 如此往复循环。送风系统:湿空气被吸入后, 在蒸发器4被冷却到露点温度以下, 在hd图中由状态1到状态2, 析出凝结水, 绝对含湿量下降, 再进入再热器3, 吸收制冷剂的热量而升温, 相对湿度降低, 变为状态3, 由送风机5送入房间。
冷冻除湿机特点:由于能耗小、操作简单、易于控制, 得到了广泛的应用。湿空气中水份在低于0℃的表面易冻结, 处理空气与换热器表面又有一定的温差, 从而导致处理空气能达到的露点温度最低也就在0℃, 如需用此方式达到工业所需一般除湿要求则需有低温盐水和加大空气处理风量, 势必增加冷冻机与风机、水泵运行能耗, 而设备也需更大型化。
2 压缩除湿技术
压缩空气除湿机原理:压缩空气除湿机将空气压缩再冷却, 空气中的水气即凝结成水。将压缩空气除湿机凝结的水排除再加热即可获得低湿度的空气。除湿机的内循环:通过压缩机的运行, 排气口排出高温高压的气体, 进入冷凝器冷却, 变成低温高压气体, 通过毛细管截流, 变成低温低压的液体, 通过蒸发器蒸发吸热, 回到压缩机变成低温低压的气体。如此循环往复。除湿机的外循环:在正常开机的情况下, 通过风机的运行, 潮湿的空气从进风口吸入, 经过蒸发器, 蒸发器将空气中的水份吸附在铝片上, 变成干燥的空气, 经过冷凝器散热, 从出风口吹出。压缩空气除湿机特点:适合小风量, 低露点除湿机;压缩动力费较大;适合仪表、控制等需要高压少量除湿空气者用。
3 热管除湿技术
热管除湿机有升温型、调温型和降温型三种功能。调温型热管除湿机和降温型热管除湿机又有水冷和风冷两种冷却方式, 可满足用户各种场合的需要。调温型热管除湿机具有升温、调温、降温三种除湿功能。风冷调温型和风冷降温型热管除湿机的风冷冷凝器可直接放在楼顶或露台上, 节省机房, 面积, 免去冷却塔、冷却水泵等设备及工程投资。
热管除湿机特点是热管内部充以工作液体, 利用液体蒸发和冷凝的过程传热, 所以它工作时没有机械部件和能源消耗。除湿热管由二个区段所组成。第一个区段被放在空调冷盘管前的空气入口处。当热气流在热管的第一个区段经过的时候, 管内的液体蒸发, 将热量传送到放在空调冷盘管后气流下端的热管第二个区段。因为进入蒸发器的空气中的热量已经被转移了一部分, 空气通过冷盘管后空气的温度就相对较低, 结果空气中的水分冷凝量增多。
4 转轮除湿技术
转轮除湿机的原理:转轮除湿机的核心部件是一个蜂窝状转轮, 转轮由特殊陶瓷纤维载体和活性硅胶复合而成;转轮两侧由特制的密封装置分成两个区域:处理区域 (270℃扇形区域, 占总面积的3/4) 及再生区域 (90℃扇形区域, 占总面积的1/4) , 结构如图3;干燥转轮以8~10r/h的速度缓慢地转动着;当需要除湿的潮湿空气通过转轮的处理区域时, 湿空气的水蒸汽被转轮的活性硅胶所吸附, 干燥空气被处理风机送至需要处理的空间;而不断缓慢转动的转轮载着趋于饱和的水蒸汽进入再生区域;再生区内反向吹入的高温空气使得转轮中吸附的水份被脱附, 被风机排出室外, 从而使转轮恢复了吸湿的能力而完成再生过程, 转轮不断地转动, 上述的除湿及再生周而复始地进行, 从而保证除湿机持续稳定的除湿状态。每种转轮均能提供巨大的吸湿表面积, 所以除湿能力强。就强度而言, 氯化锂转轮不如硅胶转轮。
转轮除湿机的除湿量可以从以下两个方面进行调节:一是控制处理风量的大小;二是控制再生温度的高低。对于前者, 当要求除湿量大时, 则让全部处理空气通过干燥 (吸湿) 转轮;若要求除湿量减少时, 则让部分处理空气从旁通风管流过。对于后者, 若要减少除湿量则应降低再生空气的温度, 使再生区的载体内仍有少量水分未能排出, 待转到吸湿区时, 吸湿能力降低, 除湿量减少。
转轮除湿机的主要特点是除湿量大, 湿度可调, 容易控制处理后空气的湿度;对低温低湿空气除湿效果显著, 是冷冻除湿法难以达到的;吸湿转轮性能稳定, 使用年限长, 其运行可靠、易于操作、维护简便、设备体积小、安装简便。
5 溶液除湿技术
溶液除湿技术是利用空气和易吸湿的盐溶液接触, 使空气中的水蒸气吸附于盐溶液中而实现的空气除湿过程。溶液对空气除湿后自身会变稀, 需要再生, 根据再生驱动源的不同, 可将溶液除湿系统分为两类:电驱动方式和热驱动方式。电驱动方式的系统, 使用的电能驱动溶液再生的系统。电能属于高品位能, 运行成本较高。热驱动方式的系统, 即利用城市热网热水 (70~90℃) 、BCHP (建筑热电冷联供) 系统废热、太阳能等低品位热能驱动溶液再生的系统。
溶液除湿技术的特点:冷却除湿 (冷凝除湿) 方法存在空气处理过程的显热与潜热比与室内热湿负荷不匹配的问题。通过冷却方式对空气进行除热、除湿, 其吸收的显热与潜热比只能在一定的范围内变化。而建筑物实际需要的显热与潜热比却在较大的范围内变化。室内的湿负荷产生于人体, 当室内人数不变时, 潜热量不变, 但显热却随着气候、室内设备状况等的不同大幅度变化。或者室内人数有可能大幅度变化, 但很难与显热量的变化呈正比。室内显热与潜热的比值是不断变化的, 而空气冷却除湿处理过程的显热与潜热比值基本固定不变, 对于这种不匹配问题, 往往是仅满足室内温度的要求, 而不顾湿度的要求, 造成室内相对湿度过高或过低。在某些情况下, 为协调热湿之间的矛盾, 还需要对降温除湿的空气进行再热, 造成不必要的能源浪费。最好的方法就是寻找新的除湿方式, 实现不依赖于降温的独立除湿方式。
摘要：本文以空气的除湿处理技术为研究对象, 对空气的除湿处理设备及性能进行分析。望对通风空调系统的性能分析和设计提供帮助。
关键词：空气,除湿,除湿机原理,含湿量
参考文献
[1]彦器森.空气调节用制冷技术, 中国建筑工业出版社, 1981.
[2]薛殿华.空气调节, 清华大学出版社, 2003.
[3]邢振禧.空气调节技术与应用, 2002.
[4]谢晓云.新型高效热驱动溶液除湿空调原理及应用, 清华大学博士论文, 2008.
冷却除湿改进技术研究 篇4
我国属于第三类建筑气候区,夏季闷热,冬季湿冷。潮湿的环境会促使一些微生物的滋生,严重者还会导致呼吸道等疾病的发生,这对人们的生活环境造成了很大的困扰[1]。对工业生产而言,高湿度会导致一些仪器、仪表等精密电子装置的准确性下降甚至失效,环境湿度的变化会对纸张、木制品、纺织品等材料的形状及表面性状产生很大影响,对生产过程也会造成不良影响[2,3]。因此除湿技术的研究具有重要意义。
冷却除湿以其在一般条件下除湿效果好、性能稳定且除湿效率高等优点得到了广泛的应用[4]。但当被处理空气的温湿度较低时,冷却除湿的效率就会变低[2],且易出现结霜现象,更重要的是目前常用的空调系统基本上都是以调节温度为主,湿度由于其满足舒适度的范围较广,常常不予考虑,这样更加重了结霜的发生和冷却除湿效率的降低,因此为了解决这些问题,并给常用的空调系统找到合适的除湿方式,许多学者在传统冷却除湿技术的基础上进行了创新改进。
2 改进技术概述
2.1 节能型冷却除湿机
对于传统型冷却除湿机而言,湿空气被直接送入到蒸发器进行冷却,待温度降至露点温度时析出冷凝水,然后经再热送入室内,如此则造成了能源的浪费。为了解决这一问题,该节能型冷却除湿机在蒸发器和冷凝器之间增加了一个换热器,用以对进入蒸发器之前的湿空气进行预冷和对经处理后的干空气进行加热,其原理图如图1所示[5]。湿空气被风机从左上方入口吸入,首先在换热器中与从蒸发器出来的低温干空气进行热交换,然后再前行至蒸发器进行再度降温,达到露点温度以下之后将冷凝水析出。
湿空气进入除湿机后先与被处理过的低温干空气进行热交换,温度降低后再进入蒸发器进一步被降温除湿,如此便减少了蒸发器的负荷,使得在输入相同能量时的除湿能力增大,且经处理后的干空气温度升高,减少了再热的耗能,从而达到了节能的目的。通过理论分析和实验验证,表明此方法可节能20%～40%,因此具有一定的推广应用价值[5]。
2.2 单元式空调机加室内冷凝盘管
该系统的原理图如图2所示,即在单元式空调机组蒸发器的下风向增加一个盘管作为室内冷凝盘管[4]。高温高湿的空气经蒸发器冷却除湿后,温湿度降低,常需再热方可送入室内,将其通入至室内冷凝盘管则可达到除湿且调温的目的。
这种除湿系统有多种方式可以实现,根据制冷剂流程中室内冷凝盘管、室外冷凝器与室外过冷器连接位置和调节方式的不同,将单元式空调机组的除湿系统归纳为串联型、并联型、并联调节型和复合型等4 种主要类型,连接方式如图2(a)～(d)所示。图中虚线框表示其内的部件位于室内机中,其余的部件处于室外机中。
对上述4种连接方式进行比较,可以得出这4种除湿类型存在着较大的区别。在除湿能力方面,从高到低依次为串联型、复合型、并联型;对于并联调节性而言,其除湿能力与冷凝面积有关,可实现从较小到最大的波动。在经过室内冷凝盘管后的空气温升方面,并联型的温升最高,然后依次为复合型、串联型,并联调节型的温升可调,能够实现的最大温升较高。对出风温度而言,并联调节型可实现部分连续调节,其余3种均不可调节。在成本方面,并联调节型最高,复合型与并联型最低,串联型居中。
注:图中“×”表示在所属型式下,制冷剂不经过的管路。
这种单元式空调机组加室内冷凝盘管技术的特点是回收了制冷系统的冷凝热,弥补空气中因为冷却除湿而散失的热量,是一种高效节能的除湿方式[6,7]。使用者可根据除湿环境的具体需求来选择适用的类型,以实现对室内温湿度的合理控制。
2.3 具有双级表冷器的新风机
该系统将表冷器分为一、二两级,低温冷媒先进入一级表冷器,通过热湿交换后升温成中间温度的冷媒并供给二级表冷器使用,图3是具有双级表冷器的新风机原理图[8]。从室外进入的高温高湿的新风先与二级表冷器中处于中间温度的冷媒进行热交换,新风温度降低,相对湿度提高,随后该状态空气再与一级表冷器中的低温冷媒进行热交换,达到露点温度以下之后再析出水分。
由于进入一级表冷器的是已经经过一次降温的空气,该空气经过二级表冷器处理后,新风参数的波幅减弱,所以该系统的新风机出风状态比较稳定,实验证明具有双级表冷器的新风机在新风参数变化较大时,出风参数较常规的新风机出风参数稳定得多[8]。而且空气经一次降温后相对湿度得到了提高,将其通入到温度较低的一级表冷器时除湿能力得到增强,因此其出风的含湿量也较常规的风机低得多。
2.4 转轮与冷却除湿组合式空调系统(DWCCDS)
DWCCDS 就是将具有冷热交换的冷却除湿循环系统与转轮除湿相结合,利用制冷系统的吸热除湿进行前期除湿,而利用转轮除湿机进行深度除湿,同时利用冷凝器的放热作为转轮固态吸附剂再生热源的一部分,再生加热器采用电加热或其他形式的能源,如太阳能等[9]。图4为DWCCDS系统的简图[10]。
在冷却除湿侧,高温高湿的混合空气首先被通入到蒸发器1进行冷却除湿,温湿度降至状态2时送入到转轮除湿机进行深度除湿(这是一个绝热去湿的过程),由于从转轮除湿机送出的空气温度高于除湿机入口处空气的温度,因此再将其送入到蒸发器2进行等湿冷却至送风状态点4。在再生空气侧,一定数量的室外空气W首先经过冷凝器1,回收冷却循环系统除湿和降温过程所排出的热量,预热至状态5,然后再进入加热器加热至所需的再生温度,用来再生转轮固体吸湿剂,最后被排入到大气中。
DWCCDS系统的特点是将冷却除湿与转轮除湿相结合,用冷却除湿进行初期除湿,由于此时的空气处于高温高湿状态,因此使用冷却除湿不仅效率高而且还不易结霜;用转轮除湿进行深层除湿,突出其在低温低湿条件下,不受露点限制且除湿量大的优点[10]。同时DWCCDS系统还利用了系统内部的冷凝热和太阳能、工业废热等低温热源作为再生加热热源,从而弥补了转轮除湿机再生耗热量大的缺点,达到了节能的目的。
以上几种冷却除湿技术都是适用于在常规场合中使用的,下面对有低湿要求的场合运用冷却除湿技术(也称冷冻除湿)进行介绍。
2.5 冷冻极限除湿空调系统
冷冻极限除湿空调系统即在常规的冷却除湿系统中加入了25%(重量比)以上的乙二醇,这在理论上可保证冷冻水冰点为-10.7℃[11]。其空调系统采用了PAU+AHU系统,其中:PAU为新风处理机组,AHU 为空气处理机组,如图5所示。
该空调方式首先由新风处理机组将室外新风处理到室内露点值,然后由空气处理机组根据室内温度要求调节送风温度,这样即实现了新风的集中处理和送风的根据生产区域分别处理,还减少了PAU的数量和由于过冷除湿带来的冷量浪费,因此节约了能耗。
使用冷冻极限除湿,在初投资和运行费用方面要低于达到相同效果的转轮除湿和复合除湿,因此具有节能的作用。
用冷冻极限除湿方法进行低湿空调的设计与实践,得到冷冻除湿的极限处理露点温度在1.5～2.5℃之间,而且如果冷水温度在-2℃以下,则处理空气的露点温度不能低于3℃,否则可能会结冰[11]。当然为了稳妥起见,最好还是将冷冻除湿与转轮除湿相结合。同时为了避免结冰,可对盘管进行改进,如扩大冷水盘管翅片间距、加大盘管与挡水板的距离等。
3 对策与建议
棚内湿度大除湿有办法 篇5
1. 选用无滴膜。
选用无滴膜可以减少薄膜表面的聚水量, 并有利于透光、增温;对普通薄膜表面喷涂除滴剂, 或定期向薄膜表面喷撒奶粉、豆粉等, 也可减少薄膜表面的聚水量。
2. 覆盖地膜。
覆盖地膜不仅可使10厘米地温平均提高2~3℃, 使地面最低气温提高l℃左右, 而且可以减少地面水分蒸发, 从而达到降低棚内空气湿度的目的。
3. 起垄栽培。
高垄表面积大, 白天接受光照多, 从空气中吸收的热量也多, 因而升温快, 土壤水分蒸发也会随之加快, 棚内湿度不易偏高。
4. 合理浇水。
冬季棚菜浇水要做到“五浇、五不浇”, 即浇晴不浇阴 (晴天浇水, 阴天不浇水) 、浇前不浇后 (午前浇水, 午后不浇水) 、浇小不浇大 (浇小水, 不大水漫灌) 、浇温不浇凉 (冬季水温低, 要将水先在棚内预热, 待水温与地温接近时再浇) 、浇暗不浇明 (浇暗水, 不浇明水) 。同时, 要大力推广滴灌、膜下灌等灌水新技术。
5. 改进施药方法。
冬季防治棚室蔬菜病虫害时, 要尽量采用烟熏法或喷粉法施药。如果采用喷雾法施药, 则应适当减少喷施次数和喷液量, 以防棚内湿度过高。
6. 通风排湿。
通风是塑料大棚最基本的除湿方法。一天之内, 通风排湿效果最好的时间是中午, 因为这一时段棚内外湿度差较大, 湿气比较容易排出;其他时段也要在保证棚内温度的前提下, 尽可能地延长通风时间。另外, 还要特别注意在棚内浇水后2~3天、叶面喷肥 (药) 后1~2天、阴雨 (雪) 天和日落前后, 加强通风排湿。
7. 中耕松土。
地面浇水后, 要及时中耕垄沟和垄背, 切断土壤毛细管, 阻止土壤下层水分向表层土中移动。
8. 人工吸湿。
液体除湿系统的研究发展 篇6
随着能源和环境问题越来越严重,各行各业都在积极探索节约能源的有效方式,性价比高且稳定的产品层出不穷。在能耗方面,空调所占的百分比很大,尤其是在空气除湿方面,所以需要探索新的除湿制冷技术。
利用太阳能驱动的新型除湿制冷技术比传统的除湿制冷技术效率更高,节约能量更多、更环保。夏季太阳的辐射强度和空调制取冷量的多少呈现相同的趋势。因此,太阳能驱动的绿色空调制冷方式优势很大。根据工作原理的不同,将太阳能驱动的绿色空调可分为吸附式、吸收式、喷射式和除湿式,而除湿型空调按介质可分为固体除湿和液体除湿系统。文中主要介绍液体除湿系统。
1 光热式液体除湿系统研究现状
1969年,Kakabaev和Khandurdye[1]两人研究了开式再生器,除湿溶液采用Li Cl溶液,使Li Cl溶液从有倾斜角的屋面自上而下流下,利用太阳辐射对稀溶液加热,使稀溶液再生成浓溶液,屋面周围的空气带走从稀溶液里面出来的水分。由于整个再生器未覆盖任何装置,再生器与外界直接接触,所以将此种再生器称为开式再生器。
1974年,Candhidasan和Gupta[2]等设计了一种闭式集热型再生器。除湿溶液采用Ca Cl2溶液,闭式集热型再生器是在原有的开式再生器的基础上优化得到的再生器,即在开式再生器的上方加一玻璃盖板,目的是使保温效果更好;为了使再生器的集热效果更好,把溶液流经的降膜上涂成黑色;通过热虹吸作用,即空气从再生器下部进入,从再生器上部出去,以带走从稀溶液中蒸发出来的水分。
开式再生器和闭式再生器的优点是将太阳能集热器和溶液再生器结合起来,这样再生器效率更高,再生效果更好;缺点是需要的再生面积较大,装置较大,性价比低。所以要想得到性价比更高的再生器,还需要从影响再生量的因素中考虑。施明恒[3]等发现再生量随着空气流量和除湿溶液流量的增大而增大,随着空气含湿量的增加而降低。杜文斌[4]等发现较大的太阳辐射强度、较高的空气温度、较低的空气含湿量和溶液浓度等均对再生量有不同程度的影响。这些实验结果对于提高再生器的性价比具有重要意义。
液体除湿系统中,三甘醇溶液、Li Cl溶液、Ca Cl2溶液是较为常用的除湿溶液。对于除湿溶液,要求溶液密度和粘度较小,不易挥发,腐蚀性低,无毒,环保,化学性质稳定,传热性能好,水蒸气气压低,在工作温度范围内溶液不结晶,价格便宜等。三甘醇溶液是有机溶剂,在溶液除湿系统中应用较早,但三甘醇溶液的粘度较大,在流动的过程中容易滞留,影响了系统的稳定性,所以一般不采用三甘醇溶液。斐清清[5]等在相同的空气入口参数下对比了Ca Cl2溶液、Li Cl溶液、质量比为1∶1的Ca Cl2和Li Cl的混合溶液的再生性能。结果表明,Ca Cl2溶液的再生性能最好,质量比为1∶1的Ca Cl2和Li Cl的混合溶液的再生性能次之,Li Cl溶液的再生性能最差。由于Ca Cl2溶液的价格很高,单纯采用Ca Cl2溶液会降低整个液体除湿系统的性价比,所以目前在液体除湿系统中大多采用质量比为1∶1的Ca Cl2和Li Cl的混合溶液。
除湿器是液体除湿系统中一个重要的部件。被处理空气的表面水蒸气压力P1大于流经除湿器的浓溶液的表面水蒸气压力P2,水蒸气压力差P1-P2是水分由被处理的空气传质到浓溶液的驱动力。经过一段时间的处理,被处理空气的表面水蒸气压力P1减小,溶液表面的水蒸气压力P2增大,若是接触时间够长,最终被处理空气的表面水蒸气压力和溶液表面的水蒸气压力达到平衡。
除湿器是液体除湿系统的关键部件,根据是否对除湿过程进行冷却,除湿器可以分为:绝热型除湿器和内冷型除湿器[6]。绝热型除湿器的除湿过程是被处理的空气与除湿剂直接接触进行除湿,如图1(b)所示,在整个过程中不加外部冷源。在此过程中被处理的空气会释放一部分潜热,这部分潜热使除湿器中的温度升高,从而不利于除湿器除湿。但可以将除湿器和外部冷却器结合起来,这样会提高除湿器的除湿效率,这就是内冷型的原始模型,如图1(a)所示。冷却器的冷却介质可以使用冷却水,也可以使用冷却空气。
2 沸腾式液体除湿系统研究现状
再生器是液体除湿系统的一个非常重要的部件,它的效率、初投资等直接影响到整个液体除湿系统的运行性能及可行性。再生方式一般可分为空气式的再生方式和沸腾式的再生方式,空气式的再生设备一般是由填料喷淋塔和太阳能平板集热再生器组成。由于它所需要的热源温度较低,可以利用低品味能源,所以得到较多的关注与研究。但是受到热源温度较低的影响,溶液再生浓度和效率不是很高,此外,高温高湿的空气对再生效果影响很大。然而沸腾式的空气再生方式受环境因素的影响很小,作为一种高效的传热方式,在较低的传热温差下可以实现较高的传热系数。沸腾式再生器的研究具有广大的应用前景。
左远志[7]等提出了一种新型太阳能槽式与平板式联合集热溶液双效再生模式,如图2所示。该再生设备使用Ca Cl2除湿溶液,并建立了稳态的传热传质过程的简化数学模型,计算得到太阳能利用率为68.8%。与普通的平板式集热再生器相比,再生效率得到了改善。沸腾式再生器的设计与除湿溶液的沸腾特性有很大的关联性。徐惠斌[8]等研究了Li Br、Ca Cl2、Li Cl等3种溶液的沸腾温度和传热系数。由于纯水中有不挥发溶质的存在,阻碍了溶液中水分的蒸发,因而溶液的沸腾温度比纯水的沸腾温度要高。溶液的沸腾温度和溶液的性质、温度、所受的压强等都有关系。徐惠斌等人的实验结果表明:3种溶液的沸腾温度均随着溶液浓度的增大而升高;在空气相对湿度为40%的条件下,LiBr、Ca Cl2、Li Cl溶液与空气相平衡的质量分数分别为46%、40%、31%,此时Li Br、Ca Cl2、Li Cl溶液的沸腾温度分别为123℃、116℃、121℃;沸腾温度越低,可供选择的热源越多,由此可见在相同的除湿能力下,氯化钙溶液最优,氯化锂溶液略优于溴化锂溶液;质量分数为35%时,氯化锂溶液、混合溶液(1∶1)、氯化钙溶液的沸腾温度分别为126℃、117℃、111℃,由此可以看出氯化锂溶液添加氯化钙溶液后,沸腾温度能够下降,有利于降低对热源的要求;弓仲恺[9]等在常压条件下以除湿溶液水蒸发率作为反应再生效率的标志,对常用除湿剂Li Br溶液的沸腾再生过程进行正交实验研究,对影响再生效率的因素:溶液的热流密度、溶液的初始温度、溶液的初始浓度、冷却水流量做了影响因子比较。实验结果表明:溶液的热流密度、溶液的初始温度对再生效率的影响显著。
3 光伏式液体除湿系统研究现状
尽管前人不断优化液体除湿系统,但它还存在一些缺点。一方面,溶液的再生、除湿的驱动力是溶液表面的水蒸气压力与周围空气的水蒸气压力差,但在高温高湿地区,比如说广州,空气湿度太大,水蒸气压力差减小,再生及除湿传质效果会大打折扣。另一方面,溶液再生后温度会升高,除湿阶段又需要冷量,所以造成了能源的浪费。然而,采用光伏技术的液体除湿系统可以很好地避免这些缺点,不再受高温高湿的影响,节约了能源,提高了除湿系统的效率。
LI Xiu-wei[10,11]等提出了一种新的溶液再生方式,即采用光伏发电技术产生的电动势作为驱动力的一种除湿技术,这种再生方式是用电渗析堆积层作为溶液再生器。电渗析技术是膜分离技术的一种,它是将选择性离子交换膜交替排列在2个电极之间,通过光伏发电技术让2个电极带电并在电极之间形成电势差,溶液中的阴阳离子在电势的驱动力下向各自的方向移动;电极之间还有特制的隔板,形成浓溶液室和稀溶液室。电渗析技术具有能耗低、操作简便、使用寿命长、无污染等特点。
李秀伟[12]等在光伏/光热驱动的液体除湿系统性能比较中发现新方法减小了高环境湿度的不良影响,提高了稳定性。新方法减少了系统对环境的污染。与有热回收的传统方法相比,新方法的性能与之相当;与无热回收的传统方法相比,新方法系统性能高出20%以上。在太阳辐射不足的情况下,新方法的再生性能可达到传统热再生方法的2倍以上[12]。为了能将光伏系统和光热系统结合起来,程清[13]等提出了一种用于除湿溶液的新型太阳能耦合再生系统(见图3)。
该再生系统可以应用在2种不同的情况下。当太阳能充足时,为了能够减轻电渗析再生器的负担,充分利用太阳能热量,阀门A关闭,阀门B打开,换热器里的冷却水将PV/T组件表面的温度降低,然后通过换热器将热量传递给从稀溶液槽出来的稀溶液,换热后的稀溶液再进入太阳能平板降膜集热再生器与周围空气进行初步再生,之后流入电渗析再生器的再生室并进一步再生到需要的浓度,再生后的浓溶液进入浓溶液槽储存;当太阳能不充足的情况下,阀门A开启,阀门B关闭,从稀溶液槽出来的稀溶液直接流进电渗析再生器中的再生室进行再生并得到需要的浓溶液浓度,再生后的浓溶液流入浓溶液槽储存。由于光伏发电的成本比较高,所以很多学者对如何提高光伏发电的效率做了很多研究。程清[14]等提出了一种新型的光伏光热溶液再生系统,具体如图4所示。
在此系统中光伏电池表面产生的热量得到利用,降低了电池表面的温度,延长了电池的使用寿命,从而提高了整个系统的性能。
在此系统中,光伏发电产生的电量储存在蓄电池中用来驱动电渗析装置。电渗析再生器稀溶液室中的溶液和稀溶液槽中的溶液混合后流经PV/T组件与太阳能电池表面进行换热升温,温度升高后的混合溶液再流经溶液预处理器和周围的空气进行初步再生,之后由流量调节阀将溶液分成两路并分别进入电渗析再生器的浓溶液室和稀溶液室,进入浓溶液室中的溶液进一步再生到所需浓度,然后进入浓溶液槽进行储存;进入稀溶液室中的溶液为浓溶液室中的溶液提供可传递的质子。
4 结语
现如今,液体除湿技术已经应用在好多场合,并且与地源热泵、高温冷水机组、渗析、沸腾等技术结合起来。文中对光热式液体除湿技术、沸腾式液体除湿技术、光伏式液体除湿技术做了简要的介绍。沸腾式液体除湿技术与光伏式液体除湿技术目前在国内的研究和应用还不多,适用于多条件环境、高效率、高节能、高性能的液体除湿系统的基础数据还十分缺乏。
液体除湿技术目前还面临很多问题,主要有以下几点:
1)目前很多学者为了改进液体除湿系统的性能,对再生器做了大量研究,但对除湿器、除湿溶液的研究较少。
2)对除湿装置研究较多,但对液体除湿系统研究较少。
3)蓄能问题对于液体除湿系统也尤为重要。对于浓溶液的存储问题、光伏式液体除湿系统的蓄电问题都有待深入研究。
4)对于空气式的再生方式,空气经过除湿溶液会携带一部分液滴,处理后的空气会对室内的空气品质有影响。
5)对于沸腾式的再生方式,沸腾溶液的选择很关键。
6)光伏式液体除湿系统中电渗析再生器的淡化室与再生室的流量比。
7)优化自身装置,提高系统利用率。