雾化溶液除湿系统最适液滴特性

液滴特性是影响雾化溶液除湿系统性能的关键因素，但目前适用于该类除湿系统的最佳液滴特性尚不明确。为此，本文基于雾化溶液除湿过程所遵循的质量、能量平衡，借助数值模拟及正交设计，以超声波雾化溶液除湿系统（UADS）为例，对除湿剂液滴在各典型粒径、温度、质量分数等特性组合下的除湿性能进行研究。结果表明：随着液滴粒径的减小、溶液质量分数的增加以及液滴温度的降低，雾化除湿系统性能虽均有所提升，但其改善作用依次减弱；通过正交设计优化液滴特性组合，可显著提升雾化除湿系统性能。与液滴优化前相比，UADS系统在本文所得最适液滴特性下的性能，比传统典型性能（除湿速率为7.5g/s，除湿效率为48.5%）大幅提升，除湿速率提升31.04%，除湿效率改善达24.63%。研究可为雾化溶液除湿系统液滴特性的合理优选，并进一步提高系统的除湿性能及经济性提供积极参考。     

无霜空气源热泵系统冬季除湿性能初步实验

通过对比现有的空气源热泵空调系统的优缺点，提出了一种新型无霜空气源热泵空调系统。该热泵系统最大的新颖之处在于热交换塔实现了“一塔三用”，不仅冬季可以无霜高效运行与再生，夏季蒸发冷却后性能也有所提升。通过搭建该系统实验平台研究了溶液塔入口空气温湿度、空气流量、溶液入口温度、溶液流量、溶液质量分数对除湿性能及空气出口温度与溶液出口温度的影响，结果表明：出口空气与溶液温度随入口空气温湿度、流量、溶液温度、质量分数的升高,溶液流量的下降而升高；溶液塔的除湿效率主要受风量和溶液流量的影响，而入口空气温湿度、入口溶液温度、溶液质量分数影响很小，溶液塔的除湿量随着室外空气湿度的升高、入口溶液温度的降低、空气流量和溶液流量的升高而升高。     

无霜空气源热泵系统冬季除湿性能初步实验

通过对比现有的空气源热泵空调系统的优缺点,提出了一种新型无霜空气源热泵空调系统。该热泵系统最大的新颖之处在于热交换塔实现了"一塔三用",不仅冬季可以无霜高效运行与再生,夏季蒸发冷却后性能也有所提升。通过搭建该系统实验平台研究了溶液塔入口空气温湿度、空气流量、溶液入口温度、溶液流量、溶液质量分数对除湿性能及空气出口温度与溶液出口温度的影响,结果表明:出口空气与溶液温度随入口空气温湿度、流量、溶液温度、质量分数的升高,溶液流量的下降而升高;溶液塔的除湿效率主要受风量和溶液流量的影响,而入口空气温湿度、入口溶液温度、溶液质量分数影响很小,溶液塔的除湿量随着室外空气湿度的升高、入口溶液温度的降低、空气流量和溶液流量的升高而升高。     

逆流填料式溶液除湿器的数值模拟和实验研究

对溶液除湿的除湿器中传热传质进行了热力学分析,根据除湿塔的结构及溶液与空气的流动方式,建立除湿器的热质交换物理和数学模型,模拟计算除湿器入口空气和溶液参数对除湿器出口空气参数的影响,模拟计算中设置入口空气流量0～5kg/s,入口空气温度20～40℃,入口空气含湿量为10～30g/kg,入口溶液温度25～40℃,入口溶液浓度25%～40%,入口溶液流量1～4kg/s,得到各入口参数对出口空气含湿量和温度的影响曲线。结果表明:入口空气含湿量、入口溶液浓度和温度对出口空气含湿量影响显著;入口空气含湿量和流量对出口空气温度影响显著。对模拟结果与实验结果进行了比较,发现两者的变化趋势是相同的,最大误差为13.08%。     

溶液除湿器间歇运行的可行性研究

为解决溶液除湿器运行过程中的空气带液问题，提出一种送风过程和喷淋过程分开进行的除湿器间歇式运行的方法。建立了除湿器数值模型，通过实验数据和模拟数据对比，验证了模型的可行性，基于该模型，研究了溶液除湿器的填料静持液量、填料高度和空气入口参数对间歇运行系统除湿效果的影响；为保证间歇式运行满足除湿需求，且送风连续，设计了四种不同的送风制度，对不同送风制度的运行效果进行了模拟。结果表明，采用该间歇式溶液除湿方法时，应将填料静持液量控制在4.575~6.100 kg/kg范围内，填料高度控制在0.45~0.75 m范围内；该间歇运行方法能解决传统溶液除湿器运行时的空气带液问题；入口空气处于低温高湿状态(如温度为20℃，相对含湿量为95%)，除湿效果最佳；并联交错送风制度运行除湿效果最佳，运行期间基本保持除湿率大于5 g/kg，能够持续送风且满足除湿需求。     

溶液除湿系统中除湿塔的参数分析

采用已得到实验验证的除湿塔模型以及相应的VC++语言程序模块来描述除湿塔中溶液与湿空气之间的热、质交换过程,同时用正交设计法来安排数值实验。通过对实验结果的方差分析,确定各运行参数及它们之间的交互作用的相对重要性。方差分析结果表明:以除湿塔出口空气含湿量作实验指标时,重要参数包括入口溶液的温度和浓度,入口空气的含湿量,干空气与溶质之间的质量流量比率以及换热单元数;以除湿效率作实验指标时,仅有干空气与溶质之间的质量流量比率及换热单元数是重要参数;参数之间的交互作用对除湿塔出口空气含湿量和除湿效率都没有影响。     

高温热泵在除湿转轮空调系统中的性能

提出一种新型的除湿转轮与高温热泵联合运行的空调系统,该系统利用热泵的蒸发器对除湿后的热空气进行降温处理,同时将冷凝器释放的热量为除湿转轮提供再生能耗,在系统内部实现冷量和热量的抵消,既降低系统能耗又减少环境污染。为此研制了采用工质R142b的空气源热泵,将机组置于可模拟转轮处理空气和再生空气状态的标准空气焓差室对其性能进行测试。通过改变室外侧环境温度和进入冷凝器的风量研究R142b在空气源热泵机组中的循环性能和排气压力。结果表明：当蒸发器环境温度为（45±0.2）℃时,冷凝器进风温度为（27±0.2）℃时,灌注R142b的空气源热泵可产生79.2℃的热风,满足转轮的再生温度要求,且排气压力在压缩机的正常工作压力范围内。     

溴化锂溶液除湿器性能的实验研究

对逆流、散装填料、LiBr溶液的除湿器进行实验研究,实验过程中溶液流量为800～1600 L.h-1,入口溶液浓度为49%～54%,温度为28～41℃,空塔气速为0.39～0.96 m.s-1,入口空气湿度为10～21 g.kg-1。采用除湿量和体积传质系数来描述除湿性能,分析了溶液和空气入口参数对除湿性能的影响,得出平均体积传质系数为1.0 kg.m-3.s-1,液气比为2.5～3时可获到较好的除湿效果。比较了不同填料的除湿性能,鲍尔环填料除湿效果较好。同时对除湿过程进行了能量守恒分析,表明实验测量数据的准确性。实验结果为溶液除湿系统的性能分析及设计提供了依据。     

循环转轮空调系统变工况除湿特性

转轮除湿空调系统可回收船舶余热将其作为转轮再生热源并改善舱室内空气品质，有望实现低能耗高效除湿。为此，建立了一种新型循环转轮除湿空调系统，定量研究了变工况条件下系统的除湿特性，获得了不同循环分流系数（45%～85%）、处理空气温度（28～40℃）、处理空气相对湿度（50%～85%）、再生空气温度（130～160℃）对系统除湿效果的影响。结果表明：所提出的转轮除湿空调系统相比常规海水直接冷凝除湿方式可有效提高除湿率；在相同循环分流系数下，系统的除湿率随着处理空气温湿度以及再生空气温度的升高而逐渐增大；系统的除湿率存在最优值，其对应的最佳循环分流系数为50%～75%，该系数随着处理空气温湿度的增大而减小，随着再生空气温度的升高而增大。     

溶液除湿冷却系统的火用分析

基于热力学第二定律建立了针对溶液除湿系统的火用分析模型,重点分析了空气和溶液进口参数对溶液除湿器性能（除湿器火用效率）的影响,并且对采用LiCl的溶液除湿冷却系统进行了部件分析。结果表明：（1）除湿器的火用效率影响因素中,空气速度和空气湿度影响最大,其次是溶液的温度和浓度,而空气进口温度和溶液流速的影响基本可以忽略;（2）在整个系统中,溶液-热水换热器的火用损失最大,占24.5%,其次是溶液-溶液热回收器和冷水-溶液换热器,分别占24.4%和22.8%,可见减小换热器的火用损是提高系统火用效率的关键。此研究对于明确改进溶液除湿空调的方向有重要意义。     

Experimental investigation on compressed air drying performance using pressurized liquid desiccant

As a new compressed air-drying method, the compressed air dehumidification using a pressurized liquid desiccant was proposed in our previous study. The pressurized dehumidifier is a complex and core component of the drying system. The mass transfer performance between the compressed air and LiCl aqueous solution is experimentally studied in a counter-flow pressurized dehumidifier filled with structured packing. The humidity ratio of outlet compressed air, vapor removal of processed compressed air, moisture removal rate, and dehumidification efficiency were selected as the performance indices. The results show that the minimum humidity ratio of processed compressed air could reach 0.23 g/kg under 0.71 MPa. Compressed air-drying performance could be remarkably enhanced through increasing the air pressure and liquid desiccant inlet concentration while the influence of liquid desiccant temperature is negative. Furthermore, in order to ensure high compressed air-drying performance, reduce the power consumption of the air compressor and liquid desiccant pump, and the possibility of carryover, the optimum ratio of liquid to compressed air flow rate is recommended to be around 1.5 under pressure around 0.50 MPa. Meanwhile, the energy consumption for per-gram moisture removal of a liquid-desiccant-based compressed air-drying system can reach 1.42 kJ/g lower than cooling dehumidification under 0.3 MPa, which is 16.0% lower than a compressed air-cooling dehumidification system.     

除湿方法对蒸发式过冷水制冰系统性能的影响

根据不同的除湿方法,提出了两种新型蒸发式过冷水制冰系统,一种是改进型溶液除湿蒸发式过冷水制冰系统,改进的系统增加了水预冷子系统,并利用自身的冷却水对除湿后的空气进行降温,其不仅解决了传统过冷水法中的冰堵问题,也实现了低含湿量空气的梯级利用。另一种是基于冷冻除湿的蒸发式过冷水制冰系统,它包括蒸发式过冷水制冰与湿空气冷凝水过冷制冰两个子系统,其也克服了传统过冷水法中易冰堵的缺陷,与改进型溶液除湿蒸发式过冷水系统相比该系统更简单。根据系统性能计算,在一定工况下与传统过冷水法相比,改进型溶液除湿蒸发式过冷水系统的制冰性能系数可提高33.8%以上,基于冷冻除湿的蒸发式过冷水系统的制冰性能系数则与之基本相同。     

溶液除湿系统空气状态影响因素

研究典型叉流式溶液除湿系统中,溶液循环流量（G_cir）、冷/热量（Q_c/Q_h）和系统流程对除湿/再生空气状态变化和除湿效果的影响机制。分析不同工况下空气在焓湿图中的过程曲线特征,比较各因素影响程度。结果表明,在设计条件下,当G_cir约为0.05 kg/s时,溶液除湿系统达到最佳除湿效果;当Q_c、Q_h比例接近,总量由29.4 kW增加至48.9 kW时,系统中除湿量由3.7 g/kg上升至5.7 g/kg;不同流程中,当冷却对象为溶液时,溶液除湿效果较好。相较于溶液除湿系统中G_cir和Q_c/Q_h,溶液除湿流程对空气状态变化和除湿效果的影响程度较大。空气过程曲线在各流程下具有显著特征,溶液除湿流程是影响空气状态变化和除湿效果的核心因素。     

Heat and Mass Transfer between Air and Liquid Desiccant in Cross‐flow Contact Systems

In this paper, an analytical solution of the coupled heat and mass transfer process in a cross‐flow liquid‐desiccant dehumidifier/regenerator is developed. By the use of reliable assumptions, the government equations for the system are solved by an analytical method. The results of the present analytical solution are compared with experimental data from the literature, and they show good agreement. The maximum error produced by the presented analytical solution is less than 12 %. The effect of the operating parameters is considered using the presented analytical solution. The results show that air inlet humidity, air flow rate, desiccant inlet temperature, and desiccant inlet concentration have more influence on the moisture removal rate in the cross‐flow dehumidifier. Also, air inlet humidity, desiccant inlet temperature, desiccant inlet concentration and desiccant flow rate have more effect on the moisture removal rate in the cross‐flow regenerator. The effect of the Lewis number on the performance of the dehumidifier/regenerator is investigated. As the results show, by the use of Le = 1.08 in the dehumidification process and Le = 0.96 in the regeneration process, instead of the value of unity, better results are obtained. The benefit of the present study is a simplified application for the evaluation of the outlet parameters of the cross‐flow air dehumidifier/regenerator.     

平板降膜溶液除湿再生过程实验研究及模型验证

在平板降膜溶液除湿/再生实验平台上,以LiCl水溶液作为除湿溶液,实验研究了空气、溶液的入口参数对空气出口参数的影响,并根据实验数据得到了耦合传热传质系数的关联式,为NTU-Le模型提供了重要的数据支持,同时将实验数据与NTU-Le传热传质模型计算所得的数据进行比较,来验证NTU-Le传热传质模型在平板降膜溶液除湿/再生过程中的适用性和准确度。结果显示：实验数据和模型计算值之间的偏差均在10%以内,表示NTU-Le模型适用于平板降膜溶液除湿/再生过程。     

不同干燥剂转轮的除湿性能

以除湿量和除湿性能系数作为评价指标, 对3个不同干燥剂转轮的除湿性能进行了实验研究。对比分析了处理空气入口温度和相对湿度、处理风速、再生风速、转轮转速以及再生温度对各个转轮的影响, 得到了转轮的除湿量和除湿性能系数的变化趋势。结果表明:在处理侧温度较高的情况下, 聚苯硫醚(PPS)/PPM各半转轮相比PPS硅胶转轮和PPM分子筛转轮, 除湿性能是最好的;PPS硅胶转轮更适用于高湿度工况环境;而处理风速的增大有利于提高PPM分子筛转轮的性能;再生温度从60℃提高到80℃, 3个转轮的除湿量和除湿性能系数增大1倍左右。