Análise e otimização do desempenho do sistema composto reforçado por desumidificação por roda rotativa para extração de água por condensação do ar

Guo Zihao ,  

Chen Liu ,  

Zhang Yuanyuan ,  

Chen Sihao ,  

摘要

A baixa temperatura do ponto de orvalho do ar ambiente em regiões secas reduz significativamente a eficiência dos sistemas de extração de água por condensação do ar. Para melhorar o desempenho da tecnologia de extração de água por condensação em regiões secas, este artigo propõe um sistema composto reforçado por desumidificação por roda rotativa. Ao aproveitar a alta capacidade de adsorção e a forte capacidade de dessorção da roda rotativa, a temperatura do ponto de orvalho do ar ambiente é significativamente aumentada, fortalecendo a eficiência da extração de água por condensação. Foi estabelecido um modelo matemático de transferência de calor e umidade para o sistema composto, e por meio de simulação numérica foram analisados os efeitos do teor de umidade ambiental, temperatura ambiente, temperatura de regeneração e temperatura da fonte fria no desempenho da extração de água de três estruturas diferentes de roda rotativa por zona (WFS-1, WFS-2, WFS-3). Os resultados mostram que o teor de umidade ambiental está positivamente correlacionado com a quantidade de água produzida; quando o teor de umidade é superior a 3 g/kg (ar seco), o desempenho do sistema WFS-1 é o melhor, e quando o teor de umidade é inferior a 3 g/kg, o WFS-3 é mais vantajoso. O aumento da temperatura ambiente inibe significativamente o desempenho do sistema, com o WFS-3 mostrando uma faixa de adaptação térmica mais ampla. A temperatura de regeneração possui uma faixa ótima; além de 80 ℃, o aumento na produção de água é limitado, e o WFS-3 apresenta a maior produção de água por unidade de energia térmica sob condições de regeneração em alta temperatura. A redução da temperatura da fonte fria pode expandir o limite de extração de água do sistema em ambientes de baixa umidade. Este estudo oferece uma referência teórica para o projeto e otimização de sistemas eficientes e de baixo consumo energético para extração de água do ar em regiões secas.

关键词

Extração de água do ar; desumidificação por roda rotativa; extração de água por condensação; regiões secas

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