미세분사형 액체식 제습 시스템의 제습부 운전 조건에 따른 제습 성능 비교 (Dehumidification Performance of a Solution Atomization Based Liquid Desiccant Dehumidifier under Various Operating Conditions)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 34권 / 2호 / 83 ~ 90페이지
· 저자명 : 이수진, 정재원

초록

본 연구에서는 초음파 미세분사형 LD 제습 기술이 적용된 제습 시스템을 제안하였다. 여재가 적용된 기존 LD 시스템의 대체 가능성을 평가하기 위해 초음파 미세분사형 LD 제습부 운전 조건을 제시하기 위하여 다양한 액적 크기와 액기비 조건에서 시뮬레이션을 수행하였으며, 기존의 여재가 적용된 LD 시스템 제습부와 유사한 제습 성능을 갖기 위한 운전 조건을 도출하였다. 액적 크기는 작을수록, 액기비는 클수록 NTU가 증가하여 제습 성능이 좋아지며 특히 액기비 0.4부터 0.6 사이의 범위에서는 50 μm 이하의 미세 액적, 액기비 0.8 이상에서는 70 μm의 미세 액적으로도 기존 시스템의 제습 성능(i.e., 제습 효율 0.75)을 충분히 만족할 수 있는 것으로 나타났다. 기존 시스템에서 제습 효율 0.75를 만족하기 위해 0.6 이상의 액기비에서 운전되어야 하는 반면, 제안된 시스템에서는 50 μm 액적 크기일 때 약 0.5 액기비에서도 충분히 만족할 수 있었으며 약 17%의 수용액 냉각 부하를 절감할 수 있다. 본 연구에서는 낮은 수용액 유량으로 운전이 가능한 초음파 미세분사형 LD 시스템을 제안함으로써 수용액 냉각에 필요한 에너지를 절감할 수 있다는 가능성을 입증하였으며, 추가로 여재를 사용하지 않음으로 차압 감소, 여재 유지관리 등 기존 LD 시스템의 문제점을 개선할 수 있다. 추후 초음파 미세분사형 LD 제습 기반 공조 및 환기 시스템의 적용을 위한 제습부의 크기, 최적 운전 조건 및 제어 로직 등 보다 자세한 설계를 진행할 필요가 있다.

영어초록

The purpose of this study was to evaluate the applicability of a solution atomization technology for liquid desiccant dehumidifier to enhance the dehumidification performance. The dehumidification performance and energy benefits of the proposed system were compared with the conventional packed-bed liquid desiccant dehumidifier under various operating conditions, such as atomized droplet size and liquid-to-gas ratio. The numerical simulation was conducted to analyze the heat and mass transfer process in a dehumidifier, NTU for mass transfer, outlet air humidity ratio, effectiveness of dehumidification, and energy-saving potential. The results indicate that the NTU increases as smaller droplet size and high liquid-to-gas ratio. Because dehumidification performance is proportional to the NTU, the outlet air humidity ratio is lower at high NTU. Finally, the proposed system operated at 50 μm droplet size could save 17% solution consumption compared with the conventional system.

참고자료

· 없음