民用空调吸附材料的除湿性能研究

选取民用空调常用的两种吸附材料-硅胶和4A分子筛,在实验的基础上,对比分析了硅胶和4A分子筛两种吸附材料的除湿量、吸附能效以及脱附能效,结果表明：4A分子筛在整个吸附阶段都能保持较高的单位除湿量,比较适于二次除湿或深度除湿工作。而硅胶在很快时间内达到吸附平缓值,较适用于表面除湿及一次除湿工作。在相同的吸附和再生条件下,硅胶较4A分子筛有着更高的吸附和脱附能效,因此将硅胶作为民用空调系统的除湿材料较4A分子筛节能效果更佳。     

固定床固体吸附除湿能效评价指标的分析与优化

本文从固体吸附除湿的角度出发,对目前已有的除湿能效评价指标进行了分析,指出了所存在的问题,并在此基础上提出了2种新的评价指标:吸附能效和脱附能效。这2个评价指标综合考虑了吸附剂的吸附自由能和脱附活化能对材料特性的影响,突出了吸附材料对吸附除湿的影响,可为今后吸附剂的选型与优化、吸附除湿能耗的降低提供判别依据。     

内冷型活性氧化铝及沸石分子筛空气除湿性能实验研究

建设了对吸附装置具有内部冷却功能的内冷型固体除湿空调实验系统,以自制活性氧化铝与沸石分子筛作为固体吸附除湿材料,对内冷固体除湿的性能进行实验研究。讨论了常温低湿、中湿、高湿3种不同进口空气工况对固体除湿性能的影响。结果表明:内冷型固体除湿性能高于绝热型固体除湿,对常温低湿空气,氧化铝内冷比绝热下除湿量高出11.25%,沸石分子筛高出了14.14%。对常温中湿空气,氧化铝除湿量高出22%,沸石分子筛除湿量高出25.45%。对常温高湿空气,氧化铝高出20.4%,沸石分子筛高出了24.9%。且活性氧化铝作为吸附除湿材料无论是在内冷或绝热工况均比沸石分子筛表现出更高的除湿能力。     

溶液除湿空调系统在工业厂房应用的能耗分析

通过对深圳某工业厂房分别选用常规冷凝除湿空调系统和溶液除湿空调系统进行系统设计和理论计算分析,比较了两类空调系统的能耗及COP。在夏季室外设计工况下,常规冷凝除湿空调系统的COP为2.94,溶液除湿空调系统的COP为5.42。室外空气含湿量越小,对提高溶液除湿系统的性能越有利。溶液除湿空调系统在节能方面具有较大的优势。     

小型液体除湿空调系统实验研究

对小型液体除湿空调系统,从居住建筑除湿负荷及经济性角度出发,采用CaCl2溶液进行液体除湿实验,研究CaCl2除湿和再生的动态特性。研究发现除湿与再生的3个重要因素为溶液温度、溶液浓度和空气进口含湿量。在实验工况下,CaCl2溶液的除湿量为32 g/kg,再生性能优于除湿性能,约为除湿的1.3～9倍。对实验进行总结后,认为CaCl2作为除湿剂进行液体除湿还有很大改进空间和推广潜力。     

湿空气进口温度对固体吸附床吸附除湿性能的影响

本文实验以所设计的固体吸附床为研究对象,在吸附床进口空气含湿量恒定的条件下,研究了4A分子筛固体吸附床除湿能力随空气进口温度的变化.结果表明:湿空气进口温度为14.4℃时的固体吸附床的吸附性能优于进口温度为39℃时的吸附性能,且前者的吸附除湿量较后者平均约高出30%.     

小型相变蓄冷空调性能的实验研究

研制了一种小型相变蓄冷空调,并以R22为制冷工质,测试了机组温度、压力和输入功率,研究了常规空调工况以及空调蓄冷工况在不同制冷剂充注量下的性能。实验结果表明:随着充注量由1 000 g增加到2 200 g,机组在常规空调工况下的吸排气压力均逐渐升高,而在空调蓄冷工况下的吸排气压力均先降低后升高。同时,常规空调工况的制冷量和COPa以及空调蓄冷工况的平均蓄冷速率和COPs均呈现先增大后减小的趋势。当充注量为1 600g时,常规空调工况下的制冷量和COPa达到最大,而空调蓄冷工况下平均蓄冷速率和COPs的最佳充注量为1 200 g。充注量由1 200 g增加到1 600 g时,常规空调工况的制冷量和COPa分别提高了4.9%和4.1%,而空调蓄冷工况的平均蓄冷速率和COPs分别降低了1.7%和3.2%。     

固定床除湿材料性能分析

通过实验对4A分子筛与活性氧化铝的除湿性能进行了分析.结果表明:在风量3 638 m<'3>/h,空气温度55℃,含湿量5 g/kg再生条件下,4A分子筛的再生效果优于活性氧化铝;在吸附过程中,对于温度25.8℃,含湿量20.05 g/kg的湿空气,风量3 638 m<'3>/h时,在初始阶段,两类材料除湿性能相差不大,而在吸附稳定阶段,活性氧化铝单位时间吸附除湿量约为4A分子筛的3.5倍.因此,在该实验条件下,活性氧化铝更适用于固定床吸附除湿系统.     

特定结构固定床吸附除湿实验研究

本文以13X分子筛作为吸附剂,对特定结构的固定床进行了吸附除湿性能的实验研究.通过对固定床内部3个测点温度和相对湿度的测量,分析了再生过程和吸附过程中,固定床内部各测点吸附剂对水分的解析和吸附情况.结果表明,将温度为25℃、相对湿度为60％、风量为2500 m3/h的空气加热至60℃并送入床内进行再生,在整个再生过程中,位于固定床后段的吸附剂平均单位时间解析量为10.6 g/kg干空气,是前段床体吸附剂解析量的1.93倍,是中间段床体吸附剂解析量的2.23倍.对于温度为23℃、相对湿度为90％、风量为1500 m3/h的空气,在吸附平衡状态下,固定床后段的吸附剂单位时间除湿量为9.51 g/kg干空气,是前段床体吸附剂除湿量的2.87倍,是中间段床体吸附剂除湿量的3.51倍,位于固定床后段的吸附剂除湿效果更为显著.     

低温驱动双转轮除湿空调系统研究

本文针对常规转轮除湿空调系统再生能耗高和除湿温升大的缺点,提出了低温驱动双转轮除湿空调系统,并分析了该系统的热力过程。建立了转轮除湿空调系统的■分析模型,并在典型夏季工况下,计算了系统的■能耗,研究表明:相比常规转轮除湿空调系统,新型系统的再生温度降低了35℃,再生温度为65℃,较低的再生温度使新型系统更好地利用太阳能等可再生能源;新型系统的加热量和制冷量分别降低了49.6%和33.1%,加热耗■及冷却耗■分别减少了64.4%和37.5%,再生排风■损失降低了38.1%,总■损失减少了52.7%,■效率提高了114.7%。新型系统■分析研究表明:处理空气先预冷后除湿和降低再生空气含湿量的措施对降低转轮除湿空调系统的再生温度有利,两者与吸附热回收相结合的措施能大大降低系统的再生能耗、制冷能耗和总能耗,新型系统具有不可逆损失少以及热力完善度高的优点。     

稻草板与常见建筑材料调湿特性对比实验

在相同实验条件下测定了稻草板和2种常用建筑调湿材料(硅藻泥及多孔无机矿物质瓷砖)的等温吸湿、放湿曲线,比较了上述3种材料调湿特性的差异性,并根据建筑材料平衡吸湿BET模型,给出3种材料平衡含湿量随相对湿度变化的拟合公式。实验中将3种样品置于不同相对湿度的环境中进行吸湿和放湿过程,间隔10 min记录样品的质量变化,测得样品在不同的湿度环境下吸放湿速率及平衡含湿量。实验结果表明:在相同的环境条件下(温湿度恒定),稻草板的平衡含湿量为硅藻泥的4~6倍,为多孔瓷砖的6~8倍;相同的环境条件下,稻草板的吸放湿速率最大,多孔瓷砖紧次之,硅藻泥的吸放湿速率最小;随着吸湿(放湿)时间增加,3种材料的吸湿(放湿)速率均呈衰减特性,但是衰减幅度及快慢不同,其中稻草板的衰减幅度最小。     

太阳能驱动转轮吸附空调系统冬季供热性能研究

针对传统转轮吸附空调系统难以实现冬季加热加湿的问题,提出一种太阳能驱动转轮吸附空调系统,设计了夏、冬运行模式。在夏季工况条件下,系统利用转轮吸附装置吸附区对空气除湿,利用热回收装置和表冷器对空气进行降温,太阳能提供再生能耗;在冬季工况条件下,系统利用转轮吸附装置解吸区对空气加湿,利用太阳能加热空气。以西安市某建筑为例,应用TRNSYS软件建立子系统模块,再建立太阳能驱动转轮吸附空调系统的冬季工况仿真模型,对系统供热量、加湿量及ECOP进行模拟。模拟结果表明:系统能够满足室内环境加热加湿的需要。系统解吸通道与吸附通道空气流量比存在最优值使得加湿效率最大。当吸附通道中风量不足时,需引入室外空气,吸附通道为排风和室外空气的混合,当室内排风占比越大,系统的加湿效率越高,实际应用中,全部排风应都应用于空调系统中,风量不足时,可引入室外空气进行补充。     

钢渣对水溶液中铬的吸附及其动力学研究

以钢渣为吸附剂去除溶液中的铬,考察了pH、钢渣投量及粒径、转速等因素对钢渣吸附效果的影响,并结合吸附动力学和扩散模型及钢渣的矿物组成变化探讨了钢渣对Cr(Ⅲ)的吸附去除机理.结果表明,钢渣对Cr(Ⅲ)具有明显的吸附去除效果,且不受溶液pH值的影响;当体系中存在还原剂Fe(Ⅱ)时,Cr(Ⅵ)可被还原为Cr(Ⅲ)而被钢渣吸附去除;在转速为180 r/min的条件下,钢渣对Cr(Ⅲ)的吸附过程遵循Lagergren一级吸附速率方程及Weber-Morris颗粒内扩散模型,此时钢渣内扩散是吸附过程的主要控制步骤.且Cr(Ⅲ)的初始浓度越高则吸附速率越低;X射线荧光(XRF)和X射线衍射(XRD)分析结果表明,铬在钢渣上的吸附去除主要是通过生成铬氧化物以及与钢渣中的Ca、Fe等元素生成难溶化合物来实现的.     

机械泵驱动分离式热管应用于空调冷量回收

为了探究机械泵驱动分离式热管对空调系统冷量回收和除湿能力的影响,搭建了四组该热管系统进行实验,其循环工质为R134a。在入口空气干球温度28.5℃、相对湿度60%的条件下,当运行热管由0增加到4组时,系统的机器露点由11.7℃降到8.2℃,供风温度由11.7℃升到24.1℃,系统的除湿能力增加了29.5%。指数δ(热管系统回收的冷量与制冷机蒸发器的制冷量之比)达到66.0%。研究结果表明,机械泵驱动分离式热管可以显著提高空调系统除湿能力,降低系统能耗。     

树脂基水合氧化铈复合材料深度去除污水中磷酸盐

通过"前驱体导入-原位沉积"的工艺路线,将水合氧化铈(HCO)纳米颗粒负载入强碱阴离子交换树脂(SAE)孔道内,制得复合纳米吸附剂HCO@SAE并用于污水中磷酸盐的深度去除。试验结果表明:与其母体材料SAE、粉末活性炭(PAC)和大孔吸附树脂XAD-4相比,HCO@SAE具有最佳的磷酸盐吸附性能。溶液pH值对HCO@SAE吸附磷酸盐的性能有较大影响,且在中性条件下可获得最大的磷酸盐吸附量(30.96 mgP/g)。得益于负载HCO纳米颗粒对磷酸盐的专属内配位络合作用,HCO@SAE能够在共存高浓度竞争离子的条件下实现对磷酸盐的选择性吸附。采用NaOH-NaCl混合溶液作为脱附剂可实现对吸附饱和HCO@SAE的高效再生,再生后吸附性能保持稳定,从而实现多批次循环吸附操作。     

高锰酸钾改性对活性炭吸附Cr(Ⅲ)的影响

采用KMnO4对活性炭进行改性,考察了KMnO4改性对活性炭吸附Cr(Ⅲ)的影响。结果表明,在pH6.0的条件下,采用KMnO4改性可提高活性炭对Cr(Ⅲ)的吸附去除率,尤其是在低pH下提高得更为明显;当KMnO4浓度为0.04mol/L时,得到的改性活性炭AC-4的吸附性能最好;在pH=6.0的条件下,与未改性活性炭相比,改性活性炭对Cr(Ⅲ)的吸附速率明显提高,25℃时AC-4的饱和吸附量提高了43%;升高温度能明显提高改性活性炭对Cr(Ⅲ)的吸附能力,40℃时AC-4对Cr(Ⅲ)的饱和吸附量是25℃时的3.61倍。改性活性炭对Cr(Ⅲ)的吸附符合Langmuir单分子层吸附规律。     

低频振动对煤样解吸特性的影响

 为研究低频振动对煤样解吸瓦斯性能的影响,研制瓦斯吸附解吸激振与测试系统。试验结果表明,在低频振动作用下,随着频率降低,解吸量和解吸速度增大,衰减速度越快;煤样瓦斯的解吸强度、衰减系数随时间变化逐渐减小。采用瓦斯解吸速度和振动理论的相关知识分析试验结果,认为低频扰动会导致煤的孔隙性减弱、渗透率降低、扩散速率减慢,不利于瓦斯分子的解吸。扰动作用下,吸附伴生分子虽然获得脱附能,但由于扩散速率的减慢,解吸速度很慢,解吸量小;无扰动作用时,煤样原有的孔隙性没有改变,虽然吸附伴生分子没有获得脱附能,然而由于渗透率较大,扩散速率相对较大,解吸速度相对有振动作用时反而较快,解吸量大。因此,低频振动使煤样的孔隙性减弱,增大分子的平均自由程,导致分子在煤样中扩散变慢,同时在运动层面上由于形成数层细小的孔隙层,增加煤样内部的吸附位,从而减缓瓦斯在煤样中的解吸。     

固体除湿材料的微波再生分析

从再生效果和再生能耗两方面对固体除湿材料(硅胶)的微波和热风再生性能进行对比研究,建立了微波再生的动力学模型。比较两种再生方式的再生速率、再生时间、单位耗电量和能源利用率,分析微波对固体除湿材料的再生效果和节能效应;通过比较分析多种干燥模型的拟合结果得出适用于各种微波功率下的硅胶微波再生的动力学模型。研究结果表明,对于相同质量的固体除湿材料,在微波功率不小于某一值且再生速率达到稳定时微波再生速率的大小与微波功率有关,与除湿材料的干基含水率无关;微波再生功率在264W以上时的平均再生速率为热风平均再生速率的2.7倍以上;在达到相同再生度时,微波再生功率在136W以上所消耗的电能为热风再生所消耗电能的15%以下,且在再生度在0.1~0.6内前者的平均能源利用率是后者的10.24~17.86倍。     

适用于近零能耗建筑的一种自然换热空调末端的除湿能力研究

针对近零能耗建筑的低冷热负荷与室内高热舒适度的特点,笔者提出一种自然换热空调末端设备,能够实现冬季供暖和夏季供冷与除湿,并且没有强制对流换热,也无噪音,非常有利于形成室内舒适的空气环境;该空调末端的除湿性能是其与辐射末端(同样可以冷热兼供)相比的突出优势,因此,本文对该自然换热空调末端除湿能力的量化计算展开研究。经理论分析与推导,并结合空调末端的实际应用条件,最终得到适用于该空调末端凝结水量计算的半经验数学模型,同时利用实测数据对该模型进行了验证。为便于工程应用,进一步给出了常见空调室内空气参数条件下,单位设备表面积凝结水量计算的诺莫图。     

垃圾填埋场衬垫土壤材料对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

通过静态平衡吸附试验对采用颗粒活性炭及酸活化膨润土改良的垃圾填埋场衬垫土壤材料吸附重金属的特性进行了观察。试验结果表明:研究中的所有土壤样本对Cr(Ⅵ)的吸附属于非线性的Langmuir模式。经颗粒活性炭及酸活化膨润土改良的衬垫土壤材料与天然黏土材料相比,对Cr(Ⅵ)的吸附强度有了很大的提高,说明颗粒活性炭和酸活化膨润土可以作为改良衬垫土壤的材料去吸附重金属。所有土壤样本对Cr(Ⅵ)的吸附量均随着温度的升高而增大,随着土壤固体颗粒浓度的增大而减小。Langmuir等温参数(qm,b)随着土壤固体颗粒浓度的增大而呈对数性减小,但随着土壤固体颗粒浓度进一步增大到某一临界值(例如200 g/L),其值基本稳定了,另外等温参数也随着温度的升高呈线性增大的趋势。由试验结果可以得出,采用较低的土壤固体颗粒浓度所确定的吸附参数值不适合模拟实际工程条件,其值将引起对垃圾填埋场衬垫的迟滞因子作出过高估计。因此,为了获得与实际工程条件比较接近的吸附参数值,静态平衡吸附试验必须在一个充分大的固体颗粒浓度条件下进行。