在很多炎熱地區(qū)，使用空調(diào)的耗能是很大的。有些資源匱乏的地區(qū)，由于發(fā)電能力不足，空調(diào)制冷的電源不太穩(wěn)定。在溫度和濕度較高的地區(qū)空調(diào)的冷卻負(fù)荷不僅是對空氣的顯著冷卻，而且還包括潛熱去除，在這種情況下，這意味著除濕?？照{(diào)機(jī)除濕是一個(gè)耗能的過程，因?yàn)閼?yīng)該將空氣冷卻到其露點(diǎn)，以除去水分作為冷凝物。因此，空調(diào)中制冷劑的蒸發(fā)溫度必須非常低，這降低了空調(diào)的性能系數(shù)。干燥劑空調(diào)系統(tǒng)使用活性炭直接從空氣中去除水分，并且活性炭不需要高質(zhì)量的能量(例如電或氣)進(jìn)行再生。

濕熱環(huán)境下活性炭的除濕能力

活性炭的除濕能力可以定義為在給定溫度和濕度條件下的有效吸附量，其計(jì)算方式為吸附與解吸之間的平衡吸附之差?？紤]到實(shí)際環(huán)境條件，相當(dāng)于室外空氣條件的吸附條件為干球溫度為32℃，相對濕度為80%。解吸條件是由再生空氣溫度從40℃到80℃給出的，室外空氣條件下的濕度比為24g/kg。計(jì)算出的除濕能力如圖1所示。比較了活性炭和典型硅膠(A型和B型硅膠)在不同再生溫度下的除濕能力。在硅膠的情況下，由于缺乏數(shù)據(jù)，吸附和解吸之間的磁滯被忽略了，并且預(yù)期它很小。

活性炭改善空調(diào)的性能系數(shù)

活性炭除濕的目的是承擔(dān)潛熱去除并減少空調(diào)的冷卻負(fù)荷。如果空調(diào)僅在顯冷條件下工作，則與露點(diǎn)冷卻箱相比，冷卻負(fù)荷將減半，并且可以提高制冷劑的蒸發(fā)溫度。這樣，將大大減少空調(diào)的電力消耗。因此，在本節(jié)中，將通過詳細(xì)的熱力學(xué)循環(huán)仿真來分析蒸發(fā)溫度對空調(diào)冷卻性能系數(shù)的影響。

活性炭吸附改善空調(diào)的性能系數(shù)。我們評估了兩種活性炭的除濕能力。詳細(xì)的熱泵循環(huán)模擬還通過減少空調(diào)的除濕負(fù)荷來預(yù)測性能系數(shù)的提高?；钚蕴康奈芰Φ脑u估表明，活性炭具有比硅膠更好的除濕能力。除此之外，它不需要很高的再生溫度，而50℃的溫度就足夠了。熱泵循環(huán)的模擬分析表明，通過提高蒸發(fā)溫度可以大大提高空調(diào)的性能系數(shù)。結(jié)果表明，隨著蒸發(fā)溫度從8.5℃升高到18.5℃，空調(diào)性能系數(shù)改善了50%，相當(dāng)于減少了30%的電力輸入。除了降低冷卻負(fù)荷本身之外，通過將除濕負(fù)荷與空調(diào)分開將大大減少空調(diào)的電力消耗。

熱泵循環(huán)模擬

熱泵是空調(diào)的熱力學(xué)原理，可以基于狀態(tài)點(diǎn)的熱物理特性來預(yù)測熱泵的熱力學(xué)性能。圖2(a)顯示了典型熱泵的示意圖，圖2(b)顯示了壓力-焓線圖上的熱泵循環(huán)。在我們的模擬中，不僅計(jì)算了每種狀態(tài)下的熱物理性質(zhì)，而且還計(jì)算了蒸發(fā)器和冷凝器中的熱交換過程。由于換熱器規(guī)格的可用性限制，所以將換熱器建模為雙管逆流式換熱器，該換熱器用于我們的實(shí)驗(yàn)裝置中。

 

 

       柱狀活性炭是低成本吸附劑比較實(shí)用的材料之一，因?yàn)樗梢杂啥喾N材料制成，包括農(nóng)業(yè)殘留物。活化過程的成本也可以通過使用物理激活來降低。但是，由于活性炭通常是疏水性的，并且在較低的相對壓力下水的吸收量很小，因此可用的活性炭吸附水的數(shù)據(jù)并不多。但是，一些數(shù)據(jù)顯示活性炭具有很高的吸水能力，尤其是在相對壓力大于0.6的情況下。本次我們討論了活性炭作為干燥劑除濕劑的吸附能力，以及通過使用活性炭進(jìn)行除濕來節(jié)省空調(diào)能耗的可能性。