공기 분리 시스템 압축기의 전력 소비를 줄이고 압축기 운영 신뢰성을 높이기 위해 본 논문에서는 압축기 흡기 탈습을 위한 다단 행렬 구조의 냉각 탈습기를 제안하였으며, 다단 냉각 탈습 시험대를 구축하고 탈습기의 탈습 성능을 시험하였다. 실험 결과에 따르면 입구 공기의 습도 및 온도가 각각 11.7 g/(kg 건조 공기)와 24.4 ℃로 고정되었을 때, 공기 질량 유량이 0.48 kg/s에서 0.78 kg/s로 증가하면 출구 공기 습도는 7.1 g/(kg 건조 공기)에서 7.7 g/(kg 건조 공기)로 증가하였다; 입구 공기 질량 유량과 온도가 각각 0.53 kg/s와 25.2 ℃로 고정되었을 때, 냉각수 온도가 6.9 ℃에서 11.9 ℃로 상승하면 출구 공기 습도는 7.1 g/(kg 건조 공기)에서 9.4 g/(kg 건조 공기)로 증가하였다. 동시에 탈습기 내부의 열 및 질량 전달 과정을 정상상태 수치 모델로 구축하고 시뮬레이션 결과와 실험 결과를 비교하였다. 결과에 따르면 탈습기 출구 공기 습도 및 온도에 대한 모델의 평균 오차는 각각 8.6%와 2.1%로 신뢰성이 높음을 나타내었다. 추가로 다단 행렬 구조와 단일 단 교차 흐름 냉각 탈습기의 탈습 성능을 시뮬레이션 연구하였으며, 다단 구조를 적용하면 탈습 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 입구 공기 유량과 냉각수 질량 유량이 각각 0.53 kg/s와 0.3 kg/s일 때, 다단 구조의 탈습량은 4.3% 증가하고 탈습 효율은 2.5% 향상될 수 있었다; 충전 모듈 길이를 증가시키면 탈습 효율을 높일 수 있다. 직육면체 충전 모듈 부피가 0.054 m3로 고정되고 모듈 길이가 0.14 m에서 0.28 m로 증가할 때, 질량 전달 계수는 4.3 g/(m2·s)에서 6.5 g/(m2·s)로 증가하며, 탈습 효율은 66.4%에서 79.2%로 상승하였다.

냉각 탈습;충전탑;수치 시뮬레이션;탈습 효율