Lý thuyết về nguyên lý tách ẩm
1) Nguyên lý
tách ẩm:
Tách ẩm có nghĩa là lấy nước ra khỏi không khí ẩm. Tách ẩm
là quá trình làm giảm độ ẩm tuyệt đối của không khí ẩm. Có 2 nguyên lý tách ẩm
thông dụng nhất:
- Nguyên lý tách ẩm tận dụng hiện
tượng đọng sương trên bề mặt.
-
Nguyên lý tách ẩm sử dụng chất hút
ẩm.
a. Nguyên lý
tách tẩm bề mặt:
Khi không khí ẩm tiếp xúc với bề mặt có nhiệt độ thấp hơn
nhiệt độ đọng sương của không khí ẩm, nước trong không khí ẩm sẽ ngưng tụ trên
bề mặt đó. Hiện tương này thường hay xảy ra khi dòng không khí đi qua dàn lạnh.
Nguyên lý tách ẩm bề mặt
Khi ứng dụng theo nguyên lý này, ta sẽ gặp phải những hạn
chế sau:
- Nếu muốn đạt được độ ẩm tương đối
thật thấp, nhiệt độ của dòng khí sau khi qua khỏi dàn lạnh cũng rất thấp, điều
này sẽ ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe của người trong không gian điều hòa.
- Để nhiệt độ trong không gian điều
hòa phù hợp với con người, ta cần phải sưởi không khí sau khi qua dàn lạnh lên.
Như vậy sẽ tốn thêm một phần năng lượng rất đáng kể.
Quá trình gia nhiệt sau khi tách ẩm
bề mặt
- Về vấn đề kỹ thuật:
- Khi hạ nhiệt độ dàn lạnh xuống, hiệu
suất của hệ thống lạnh sẽ bị giảm. Hơn nữa việc hạ nhiệt độ dàn lạnh gặp rất
nhiều khó khăn.
- Nếu sử dụng hệ chiller với chất tải
lạnh là nước thì nhiệt độ nước lạnh không được xuống tới 00C. nếu
muốn hạ nhiệt độ nước lạnh xuống dưới 00C, ta phải thay chất tải
lạnh bằng dung dịch muối hoặc dung dịch glycol. Các chất này có khả năng tải
nhiệt kém hơn nước rất nhiều.
- Nếu sử dụng dàn DX thì phạm vi ứng
dụng sẽ hạn chế đối với một số loại công trình. Điển hình như các công trình
yêu cầu độ sạch cao thì không thể sử dụng dàn DX vì môi chất lạnh trong dàn DX
mang theo dầu trong quá trình hoạt động, khi có sự cố rò rỉ thì môi chất lạnh
và cả dầu sẽ gây nguy hại đến không gian điều hòa.
- Hiện tượng bám tuyết: dù là dàn
chiller hay dàn DX thì khi nhiệt độ dàn lạnh thấp sẽ xảy ra hiện tượng đóng
tuyết trên dàn, khi đó cần có giải pháp xả tuyết dàn lạnh.
- Về vấn đề vệ sinh:
- Khi nước ngưng tụ trên bề mặt dàn sẽ là môi trường thuận lợi
cho vi khuẩn và nấm mốc phát triển.
- Máng nước ngưng cũng là môi trường tốt để phát triển vi
khuẩn và nấm mốc.
a. Nguyên lý
tách ẩm sử dụng chất hút ẩm:
Khi không khí ẩm tiếp xúc với bề mặt chất hút ẩm, nước trong
không khí ẩm sẽ được hấp thụ vào chất hút ẩm. Chất hút ẩm có 2 dạng là chất hút
ẩm dạng lỏng và chất hút ẩm dạng rắn.
Việc sử dụng chất hút ẩm sẽ giúp khắc phục được những nhược
điểm của phương pháp tách ẩm bề mặt. Cụ thể như sau:
·
Về vấn đề kỹ thuật:
- Do không cần hạ nhiệt độ dàn lạnh
xuống, hiệu suất của hệ thống lạnh sẽ được duy trì ở mức tối ưu.
- Do không cần hạ thấp nhiệt độ dàn
lạnh, nên thuận tiện khi ứng dụng với hệ chiller có chất tải lạnh là nước.
·
Về vấn đề vệ sinh:
- Trong kỹ thuật tách ẩm bằng chất hút ẩm, độ ẩm tương đối sau
khi đi qua máy hút ẩm công nghiệp nhỏ nên không thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn.
- Do không khí đã đạt được độ khô cần thiết sau khi đi qua máy
hút ẩm, vì vậy nếu dòng không khí được tiếp tục làm lạnh qua dàn lạnh thì đây
là quá trình làm lạnh không đọng sương, dàn lạnh không ướt nên không tạo điều
kiện cho vi khuẩn và nấm mốc phát triển.
1) Nguyên lý
hoạt động của máy xử lý ẩm sử dụng chất hút ẩm:
a. Chất hút
ẩm dạng lỏng:
Chất hút ẩm dạng lỏng thường là dung dịch liti clorua
(LiCl), trietylen glycol. Khi không khí ẩm tiếp xúc với dung dịch chất hút ẩm,
nước trong không khí ẩm sẽ bị hấp thụ, không khí trở nên khô. Để tăng diện tích
tiếp xúc với chất hút ẩm, người ta phun sương dung dịch chất hút ẩm và thổi
dòng không khí đi ngược lại. Để hoàn nguyên chất hút ẩm, người ta dùng một tháp
hoàn nguyên. Tại đây, dung dịch chất hút ẩm sẽ được phun sương, dòng khí hoàn
nguyên với nhiệt độ cao khi tiếp xúc với dung dịch chất hút ẩm sẽ lấy bớt nước
ra khỏi dung dịch này, sau đó dung dịch này lại được dùng để hút ẩm không khí.
Nhước điểm của phương pháp này:
· Tháp hút ẩm có kích thước lớn.
· Lắp đặt khó khăn.
·
Giá thành rất cao.
·
Nếu dòng khí công tác và dòng khí
hoàn nguyên không được lọc sạch thì sau một thời gian vận hành, dung dịch chất
hút ẩm sẽ bị nhiễm bẩn.
·
Sau một thời gian sử dụng phải định
kỳ súc rửa tháp hút ẩm, điều này sẽ làm gián đoạn sản xuất.
Tháp hút ẩm dạng hấp thụ
a. Chất hút
ẩm dạng rắn:
Chất hút ẩm dạng rắn gồm 3 loại chính: LiCl, Silicagel và
rây phân tử (molecular sive). Trong kỹ thuật điều hòa không khí, Silicagel là
được sử dụng nhiều nhất. khi dòng không khí ẩm tiếp xúc với các hạt Silicagel,
nước trong không khí bị hấp thụ và không khí trở nên khô hơn. Để tăng diện tích
tiếp xúc với chất hút ẩm, người ta sử dụng rotor tổ ong.
Rotor hút ẩm
Rotor tổ ong gồm 2 phần:
· Vật liệu mang cấu trúc tổ ong: chất
liệu thường là vải bằng sợi thủy tinh, nhựa chịu nhiệt và các chất dính dạng
gốm. Các vật liệu mang này được xếp thành các lớp phẳng gợn song xen kẽ nhau,
sau đó được cuốn lại thành dạng tròn, với chiều cao song dao động từ 0,85 –
5,2mm, bề rộng song dao động từ 2 – 8,5mm, diện tích bề mặt công tác dao động
từ 900 – 5400m2/m2 rotor. Số lượng các song trên 1cm2
từ 15 – 500.
Cấu tạo dạng tổ ong của rotor hút ẩm
· Chất hút ẩm dạng rắn: có thể là
Silicagel, rây phân tử hoặc LiCl được tẩm hoặc phủ lên vật liệu mang (tùy theo
vật liệu và công nghệ). Chất hút ẩm trong rotor không cần thay thế trong suốt
quá trình sử dụng do độ bền cao, tuổi thọ dao động từ 5 – 20 năm, năng suất hút
ẩm giảm không đáng kể (15% sau 5 năm). Đường kính rotor có thể dao động từ 20 –
300cm, dày từ 5 – 500cm.
Các loại silicagel
Để hoàn nguyên Silicagel, người ta dùng dòng khí nóng
(khoảng 1200C) thổi vào 1 phần rotor (thường là ¼ rotor). Dòng khí
nóng sẽ lấy hơi nước khỏi rotor hút ẩm và thổi ra ngoài.
Kết luận:
với những ưu điểm vượt trội của nguyên lý tách ẩm sử dụng chất hút ẩm so với
nguyên lý tách ẩm tận dụng hiện tượng đọng sương trên bề mặt cùng với sự phổ
biến của Silicagel trong kỹ thuật điều hòa không khí, giải pháp xử lý ẩm
bằng máy hút ẩm công nghiệp hoạt động theo nguyên lý hấp thụ hơi ẩm sẽ
đạt tối ưu trong những ứng dụng công nghiệp đòi hỏi độ ẩm tương đối thấp hơn
40%.