액체식 제습 시스템의 수조 농도 유지 방안에 따른 수용액 냉각 및 가열 부하 비교

Abstract

본 연구에서는 액체식 제습 시스템을 소형화하기 위해 적용된 이중 수조에서 수용액을 직접 교환하는 형태(case 1)와 멤브레인 기술을 활용하여 물만 이동시키는 형태(case 2)의 수용액 냉각 및 가열 부하를 비교하였다. case 1의 물질 이동량이 case 2의 물질 이동량보다 훨씬 많음에도 불구하고 두 case 모두 LD 시스템을 운전할 때 제습부와 재생부 수조 농도가 거의 유사한 것으로 나타났다. 또한, 물질 이동량이 적을수록 열 이동량도 적기 때문에 수조 온도는 제습부 및 재생부로 유입되는 수용액의 설정 온도에 가깝게 수렴한다. 따라서 case 2의 제습부 수조 온도는 case 1의 제습부 수조 온도보다 낮고, case 2의 재생부 수조 온도는 case 1의 재생부 수조 온도보다 높은 결과를 나타냈다. 수조 온도는 수용액의 냉각 및 가열 부하에 직접적인 영향을 미치며 제습부 수조 온도는 낮을수록, 재생부 수조 온도는 높을수록 수용액의 냉각 및 가열 부하를 절약할 수 있다. 따라서 멤브레인 기반의 이중 수조가 적용된 액체식 제습 시스템을 사용할 경우 수조의 농도는 유지하면서 수용액의 냉각 및 가열 부하를 절약할 수 있는 것으로 확인되었다. 하지만 수용액을 직접 교환하는 형태의 이중 수조에서 교환 유량 제어를 통해 열 이동을 최소화하거나 멤브레인 특성에 따라 멤브레인을 통한 열전달이 증가할 수도 있기에 추후 연구에서는 수용액의 냉각 및 가열 부하를 최소화하면서 제습 성능을 유지하기 위한 이중 수조가 적용된 액체식 제습 시스템의 최적 설계 및 제어에 대해서도 수행될 필요가 있다. The purpose of this study was to compare the cooling and heating loads of liquid desiccant by maintaining the sump concentration in a liquid desiccant system. Case 1 is a liquid desiccant system with a dual sump based on solution exchange. Case 2 is a liquid desiccant system with membrane-based dual sump. Both cases are based on a dual sump, but the technologies used to maintain the concentration of solution in the sump differ. The concentration of the absorber and regenerator sumps in case 2 was similar to that of case 1. The results also indicated that case 2 required 71% lower cooling and heating load for solution than case 1 because the temperature of the absorber sump was lower and the temperature of the regenerator sump was higher. Therefore, case 2 saves energy for solution cooling and heating while maintaining dehumidification and solution regeneration.