Системы кондиционирования воздуха с жидким осушителем

ВСТУПЛЕНИЕ  

Продолжающиеся экономические и внутренние экологические проблемы требуют новшеств в области теплохладотехники. Новые системы кондиционирования воздуха с жидкими осушителями (десикантами)  предлагают существенное энергосбережения и улучшенный контроль над влажностью при эксплуатации, где скрытые нагрузки (влажность) очень высоки относительно обычных нагрузок. Это включает горячие влажные климаты и такую эксплуатацию, например, как в супермаркетах, где через низкую внутреннюю влажность нужно избегать конденсации на дверях и т.д.

Эти системы были распространены в промышленности, и новое оборудование, которое уменьшает обслуживание и уменьшает проблемы связанные с выбросом осушающей соли, делает их привлекательными для кондиционирования помещений. 

Кондиционер с жидким осушителем (КЖО) обеспечивает рентабельную схему охлаждения, которая использует контроль влажности внутри помещения, избегая высоких электрических затрат таких, как в компрессорных установках, для уменьшения нагрузок высоких температур. Жидкий осушитель – это концентрированный соляной раствор, который непосредственно поглощает влажность без первичного охлаждения воздуха ниже его точки росы. Удельная теплота уменьшается путем поглощения осушителем влаги, таким образом КЖО как охлаждает, так и сушит воздух. Вода, поглощенная осушителем, удаляется в  атмосферу путем нагревания осушителя в пределах 80 -90 С° (или выше). Эта температура – является первичной энергией поступающей в КЖО. Этот источник энергии может поступать из котлов, работающих на сжигании биотоплива, природного газа, или других ископаемых топливных источников; из солнечных тепловых коллекторов; или из источника тепла извлеченного из двигателей или производственного процесса (комбинированное тепло, электричество или теплоэнергетическая станция). Кондиционеры с жидким осушителем могут быть особенно привлекательными для строительных масштабов в таких объектах как супермаркеты, где контроль над влажностью очень важен, и имеются высокие скрытые нагрузки. 

Тепловые кондиционеры уменьшают использование электричества и пиковые электрические нагрузки. Те, которые используют избыточную тепловую энергию или солнечную энергию, экономят ископаемые топливные ресурсы, которые используют сейчас для компрессорных кондиционеров. По сравнению с другими тепловыми технологиями — абсорбционные или адсорбционные чиллеры КЖО должны показать более низкие капитальные затраты, более легкую эксплуатацию, более низкие затраты для аккумулирования энергии, и понизить требования по температуре горячей воды. 

Жидкие осушители использовались, чтобы осушивать воздух в промышленном применении больше 70 лет, но адаптация, чтобы стать кондиционером для создания комфорта встретила два высоких барьера:  перенос содержащих соль капелек и высокие затраты на обслуживание. Из-за высокой эффективности систем эти параметры были приемлемыми в промышленном применении. Новый КЖО низкого потока должны упростить циркуляцию капелек при использовании скоростей потока осушителя, которые в 20 - 50 раз ниже, чем те, которые используются в промышленных системах. 

ТЕКУЩИЙ СТАТУС 

В течение прошлых нескольких лет две компании потерпели  неудачу в попытках ввести на рынок кондиционер на жидком осушителе. Продукты обеих компаний имели высокие затраты на осушивание,  если сравнивать с индустриальными системами, что, возможно, стало причиной неуспеха. Третья компания теперь производит и продает КЖО с высокой текучестью, и которые будут более оптимизированные для коммерческого применения. 

Несколько компаний производят и продают «скрытые» кондиционеры, которые могут использоваться, чтобы высушить вентиляционный воздух здания. В этих «срытых» кондиционерах используется технология сжатия пара, таким образом, они не значительно уменьшают максимальную потребность в электроэнергии, которая требуется на охлаждение.

Другие компании поставляют осушители, в которых используется силикатный гель, технология которого базируется на термальной регенерации осушителя. Эти системы значительно больше, менее эффективны, имеют более высокие перепады давления с воздушной стороны, и, как правило, требуют значительно более высоких температур регенерации, чем кондиционер на жидком осушителе. Кроме того, выделенное тепло, как и влажность, поглощаются потоками кондиционируемого помещения, добавляя на помещение существенную нагрузку. 

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И ЗАТРАТЫ 

Самое лучшее  применение кондиционера на жидком осушителе будет во влажных климатах, где его выгодное воздействие будет включать: (1) улучшенное качество воздуха в помещении, что способствует  к улучшению производительности рабочих в офисах и внимательности учеников в школах; (2) улучшение внутреннего комфорта, который увеличивает количество посетителей ресторанов, кинотеатров, и розничных магазинов; (3) уменьшение внутренней влажности, которая уменьшает затраты на ремонт, связанные с плесенью и гнилью; и (4) прямая экономия от устранения (или уменьшения) перегрева с помощью средства контроля за влажностью. Во влажных климатах с долгими сезонами охлаждения устранение высокой температуры может уменьшить ежегодные затраты на кондиционирование на 30 процентов или больше. 

Как газовая альтернатива «скрытым» электрическим кондиционерам, эксплуатационная экономия на кондиционерах с жидким осушителем будет в значительной степени определена тарифами на газ и электричество, а также длиной охладительного сезона. 

БАРЬЕРЫ РЫНКА 

Кондиционер на жидком осушителе незнаком инженерам и проектировщикам, которые определяют вентиляционное и кондиционерное оборудование, и продавцам, которые устанавливают и обслуживают оборудование. Та небольшая демонстрация работы оборудования на жидком осушителе,  принадлежит системам индустриального типа, и эта демонстрация слишком часто раскрывала проблемы обслуживания через выбросы из осушителя. Кроме того, много кондиционеров на жидком осушителе нуждаются в градирне, которая может также потребовать большего обслуживания, чем могут принять некоторые владельцы зданий.

 

Высокая стоимость солнечных тепловых коллекторов вместе с относительно низкой ценой на электричество – также является  барьером для более широкого использования солнечных и газовых кондиционеров на жидком осушителе. 

СЛЕДУЮЩИЕ ШАГИ 

Демонстрация необходима, чтобы показать выгоду низкозатратных кондиционеров на жидком осушителе, включая эксплуатационные затраты и затраты на обслуживание. Эти предварительные демонстрации, вместе с сильной образовательной и рекламной компанией, могут склонить  традиционно осторожное сообщество рынка систем вентиляции и кондиционирования, чтобы они приняли эту технологию. В подготовке к выпуску оборудования в продажу необходим дальнейший анализ рынка, чтобы сформулировать практический и эффективный маркетинг, а также стратегию продаж. Кроме того, дальнейший анализ технологий с возобновляемыми источниками энергии, а также комбинированное производство тепловой и электрической энергии должны помочь кондиционеру с жидким осушителем на "зеленом" рынке. Наконец кондиционер на жидком осушителе, который работает на солнечных тепловых коллекторах, был бы самой дешевой альтернативой охлаждения  с помощью возобновляемого источника энергии.

По материалам издания “Air conditioning heating refrigeration news”