叉流除湿器传质性能实验研究

　　液体除湿空调是一种利用吸湿性盐溶液作为除湿剂，直接与空气接触，对空气进行除湿处理，并通过后续的蒸发冷却技术实现对环境空气温、湿度独立控制的新型制冷方式。在整个系统中，除湿器作为核心部件，其性能的好坏直接影响整个系统的性能优劣。

　　近年来，叉流除湿器凭借其在风道布置、压降、气流流速控制(泛点、载点)等方面的优势，成为了众多学者研究的热点。如清华大学的刘晓华^[1]等人利用LiBr-H₂O溶液作为除湿剂，对叉流除湿器的性能进行了实验研究，并在此基础上得到了除湿效率的实验关联式;C.G.Moon^[2]等人搭建了以CaCl₂-H₂O溶液为除湿剂的液体除湿空调实验台，研究了各参数对除湿性能的影响。常用的除湿剂不仅包括LiBr-H₂O溶液和CaCl₂-H₂O溶液，还有LiCl-H₂O溶液以及TEG等。许多学者如Fumo^[3]，Chung^[4]，Chen LC^[5]等研究逆流除湿器性能时都采用了LiCl-H₂O溶液，赵云^[6]以及Ertas^[7]指出在常用的浓度范围内(30%~45%)，LiCl-H₂O溶液的除湿性能最优。因此，这里将搭建一个以LiCl-H₂O溶液作为除湿剂的叉流除湿器性能测试实验台，研究空气、溶液进口参数对传质性能的影响;基于实验数据提出了适用于LiCl-H2O溶液的叉流除湿效率实验关联式;并利用实验结果与相关文献中的相关结果进行了比较，得到了在实验范围内四种形式的除湿器除湿性能优劣的排序。

　　1 实验及测试装置

　　1.1 实验装置

　　实验装置原理如图1所示，包括空气循环、溶液循环和水循环。环境空气从右端进入除湿风道(500mm×500mm)，根据实验要求依次经过冷却、加热、加湿处理后达到实验所需进口参数，并通过均流段后，进入除湿模块与溶液进行热质交换，最后通过除沫段后由排风机排出;溶液由溶液泵带动进入加热器或冷却换热器后达到设定温度，然后进入除湿模块除湿后回流到溶液箱;水循环用于对空气进行加湿和冷却溶液;制冷机组用来冷却环境空气;电加热器用于加热空气和除湿溶液。

　　除湿模块是设计的重点。选用Celdek规整填料，整个模块由五块尺寸相等的填料拼接而成，总尺寸为500mm×300mm×500mm(长度×宽度×高度)。为保证溶液较好地润湿填料，实验台采用压力型溶液分配器将溶液喷淋至布液板，依靠重力和合理的布液板喷淋密度(400个/m²)实现均匀布液，达到较高的填料润湿率。除湿模块正面安装有机玻璃板，用于观察溶液和空气的流动状况。

　　1.2 测试装置