CONCLUSIONS

The air‐conditioning load of a building is the sum of the sensible and latent load and  represents the 20‐40% of the overall energy consumption in a building. Dehumidification  handles  the  latent  load,  while  cooling  handles  the  sensible  load.  Traditional  vapour  compression systems need to overcool the air stream to provide, apart from cooling,  dehumidification. This means that air conditioning operates at a temperature colder than  the supply air dew‐point temperature, so the air needs reheating before entering indoors. 

Vapour compression systems are therefore not so energy efficient for handling the latent  load in buildings.  

Open cycle evaporative cooling systems with liquid desiccant mediums, as known as liquid  desiccant cooling systems, have been proven to be an energy efficient method for air  dehumidification, compared to conventional air conditioning systems. In contrast to vapor  compression air conditioning systems, in which the electrical energy drives the cooling cycle  and the air is overcooled, desiccant cooling is heat driven and the air does not have to be  cooled below its dew point. Desiccant cooling avoids the conventional problem of re‐heating  to  compensate  for  the  over‐cooling,  as  it  does  not  rely  on  cooling  to  produce  dehumidification. Therefore, liquid desiccant systems have the potential to utilize cleaner  energy sources such as waste heat or solar thermal energy. The entire operation takes place  at  atmospheric  pressure,  eliminating  the  need  for  capital  intensive,  pressure  sealed  components. This makes it a very environmentally friendly technology choice if properly  designed, sized and managed in use. 

Desiccants are hygroscopic materials that absorb or give off moisture to the surrounding air  due to a difference between the water vapor pressure at their surface and that of the  surrounding air. The moisture content depends on the desiccant and temperature at the  same relative humidity. If the desiccant contains more moisture than the surrounding air, it  releases moisture, absorbs heat and produces a cooling effect equal to that of evaporation. 

If it contains less moisture, it absorbs moisture from the air and releases heat equal to the  latent heat given off if a corresponding quality of water vapor were condensed. 

The liquid desiccant cooling systems consist of two main components; the dehumidifier and  the  regenerator.  Firstly,  the  strong  desiccant  solution  is  sprayed  at  the  top  of  the  dehumidifier. The ambient humid air enters the dehumidifier at the bottom, transfers its  moisture to the desiccant and heat is liberated. At the same time, cold water, derived from 

2 LITERATURE REVIEW 

solution  temperature  and  hence,  the  solution  vapour  pressure  at  low  levels.  The  dehumidified air exits at the top and the warm, now diluted solution leaves the bottom of  the dehumidifier and it is pumped for regeneration. More efficient dehumidification of air is  achieved at low desiccant inlet temperatures and high desiccant inlet concentration.  

The regeneration is the process in which the diluted desiccant solution retrieves its initial  concentration. This process has great impact to the energy efficiency of the liquid desiccant  cooling systems, since this is where heat is required. The regenerator device has the same  configuration with the dehumidifier; however, the process occurring is just the opposite. The  diluted desiccant solution comes into contact with the ambient air. Since the vapor pressure  of the desiccant is now higher than that of the air, moisture is evaporated from the solution  and transferred to the exhaust air stream. At the same time, hot water, derived from a low  temperature source, circulates in coils inside the regenerator, in order to maintain the  solution temperature and hence, the solution vapour pressure at high levels. At the end of  the process, the hot humid air is rejected to the ambient air and the concentrated solution is  driven to the dehumidifier.  

Liquid desiccant cooling systems are ideally applied where large latent loads are present,  where a low dew point is required, where high humidity can damage properties and  materials and where high air quality is necessary. Indicative examples are the supermarkets,  museums, ice rinks, indoor pools, hospitals, laboratories, archive buildings, food industries  and pharmaceutical industries. 

This chapter provided a review on the available literature regarding the heat and mass  transfer operations in liquid desiccant cooling systems. Plenty of research papers have been  written on the absorption (dehumidification) and desorption (regeneration) principles, with  the earlier tracing back to 1969. Since then, great strides have been made; insightful  theoretical models on simultaneous heat and mass transfer process during dehumidification  and regeneration have been established. Most of the studies reviewed concentrated more in  counter flow configuration, and less in cross flow or co flow, due to its high heat and mass  transfer effectiveness. Researchers have been experimenting with apparatuses, in order to  produce the heat and mass transfer correlations, as well as to validate their theoretical  models. Practical conceptions, such as comparisons between types of desiccant solutions,  system  configurations  and flow patterns,  have been  proven  very  useful to following  researchers.  The effects  however  of some  inlet  parameters  on the efficiency remain  uncertain up to now; among others, the optimum air to desiccant flow ratio, the wetting  ratio of the desiccant solution over the packing, the relationship between the heat transfer 

2 LITERATURE REVIEW 

area and the mass transfer area and the distribution of the absorption heat between the  desiccant film and the process air. Further analytical and experimental investigations are  needed to improve the overall performance, to make systems more predictable and to  promote their widespread application. 

2 LITERATURE REVIEW