Πειραματική μελέτη συστήματος υγρού ξηραντικού για αφύγρανση και ψύξη στην Αθήνα

Abstract

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε πειραματικά η διάταξη συστήματος υγρού ξηραντικού στοιχείου, εσωτερικά ψυγμένου, αντίθετης ροής που είναι εγκατεστημένη στο εργαστήριο του Τομέα Θερμότητας. Ως υγρό ξηραντικό στοιχείο χρησιμοποιείται το χλωριούχο λίθιο (LiCl) και έχουμε μελετήσει την μεταβολή του ρυθμού αφύγρανσης με την μεταβολή της παροχής εισόδου του αέρα και της παροχής και συγκέντρωσης του υγρού ξηραντικού διαλύματος. Μέσα στον αφυγραντήρα αντίθετης ροής, το ισχυρό ξηραντικό διάλυμα (LiCl-H2O), προερχόμενο από της υψηλής συγκέντρωσης δεξαμενή αποθήκευσης, πέφτει από το πάνω μέρος της συσκευής. Ο υγρός αέρας περιβάλλοντος εισέρχεται στο αφυγραντήρα από το κάτω μέρος στη συσκευής και η υγρασία μεταφέρεται από τον αέρα στο ξηραντικό. Η διαδικασία απορρόφησης ψύχεται από νερό, από τον εξατμιστικό ψύκτη, που ρέει μέσα στα φύλλα πολυπροπυλενίου. Το τέλος της διαδικασίας βρίσκει τον αέρα χωρίς υγρασία και ψυγμένο, ενώ το ξηραντικό διάλυμα αραιωμένο και αποθηκευμένο στη δεξαμενή αποθήκευσης χαμηλής συγκέντρωσης. Μετά την αφύγρανση, το αραιωμένο ξηραντικό πρέπει να ανακτήσει την αρχική του συγκέντρωση. Για αυτό ρέει μέσα στον αναγεννητή στον οποίο νερό θέρμανσης κυκλοφορεί διαμέσου των φύλλων πολυπροπυλενίου και παρέχει την απαιτούμενη ποσότητα θερμότητας. Καθώς το υγρό ξηραντικό στοιχείο ζεσταίνεται, υγρός ατμός φεύγει από το χαμηλής συγκέντρωσης διάλυμα και παρασύρεται μακριά από το ρεύμα αέρα περιβάλλοντος. Στην έξοδο του αναγεννητή, το ξηραντικό στοιχείο έχει ανακτήσει την αρχική του συγκέντρωση και αποθηκεύεται στην δεξαμενή υψηλής συγκέντρωσης, έτοιμο να εισέλθει ξανά στον αφυγραντήρα. Κατά την διεξαγωγή της διπλωματικής εργασίας αρχικά λαμβάνονται μετρήσεις σε διάφορες συνθήκες λειτουργίας που θέλουμε να μελετήσουμε και μετά γίνεται επεξεργασία των μετρήσεων για να δούμε πως επηρεάζεται η συμπεριφορά της διάταξης.

The present Diploma Thesis, deals with the experimental investigation of a liquid desiccant air conditioning system, internally cooled, which is installed at the National Technical University of Athens at the Laboratory of Applied Thermodynamics. As liquid desiccant we used Lithium Chloride (LiCl) and we investigated the impact of changing the air supply and the supply and concentration of the solution to the behavior of the installation. At the absorber the strong desiccant solution ((LiCl-H2O), from the concentrated storage tank, is sprayed on top of the dehumidifier, it flows down by gravity and comes in contact with the process air and humidity is transferred from air to the solution. The absorption process is cooled by cold water from the evaporative cooler. The end of the process finds the air cool and dehumidified and the solution diluted and stored at the diluted tank. After absorption the diluted desiccant solution must return to its initial concentration so it enters the regenerator in which hot water supplies the necessary heat. As the liquid desiccant gets hot the the excessive water content is evaporated and the hot humid air is rejected to the ambient. After the regeneration process the solution has returned to its initial concentration and it’s stored at the concentrated storage tank ready for the absorption process. For this experimental process we take measurements in the various operation conditions we mentioned earlier and through the assessment of the experimental results we analyze how it affects the behavior of the installation.