基于疏水微孔膜的溶液除湿型地冷空调研究

针对地冷空调室内空气常规除湿方法能耗较高、可能污染室内空气等问题,设计了基于疏水微孔膜的溶液除湿型地冷空调,利用疏水微孔膜把空气与除湿溶液隔开,利用制冷单元排出的余热实现除湿溶液再生,具有能耗低、对室内空气无污染、除湿溶液无损耗等特点;介绍了空调系统的总体流程,并以100m²家庭住宅建筑为例,给出了系统中主要部件和材料的选型和设计参数;建立了系统的特性参数方程,以地板有效面积80m²、室外空气35℃、相对湿度50%、室内空气28℃、相对湿度60%为背景,对系统运行特性进行了计算分析,得到了一组较佳的运行参数,可使系统制冷系数达4.4,室内空气除湿速率达0.153g/s(0.55kg/h),可较好地满足室内制冷和除湿的要求。     

机械蒸气再压缩系统再生高浓度溶液的性能研究

机械蒸气再压缩(MVR)系统是一种高效的蒸发系统,本文通过模拟与实验的方法对MVR系统再生高浓度CaCl2溶液的性能进行研究,分析了蒸发压力、入口溶液质量浓度等输入参数对MVR系统再生性能的影响.研究结果表明:蒸发压力通过吸气密度影响再生速率,蒸发压力越大,再生速率越大,系统能耗越大;入口CaCl2溶液质量浓度为0.3...     

膜蒸馏技术在溶液蓄能中的应用

本文以太阳能热利用和蓄能技术为研究背景,提出了一种基于膜蒸馏的太阳能溶液蓄能模式。采用疏水性聚偏氟乙烯中空纤维膜为膜蒸馏材料,基于膜蒸馏常温操作、小温差大传热面积的特点,利用膜材料微观上的高比表面积和单位体积的高接触面积为载体,选取50%溴化锂溶液为工质,以减压膜蒸馏的方式进行溶液浓缩和潜能存储,浓缩后的溶液可作为吸收式热力系统的工质。为此,针对50%的溴化锂溶液进行了减压膜蒸馏实验,对不同溶液温度、溶液流量在不同真空度下进行减压膜蒸馏实验,得到了3组实验数据。根据实验结果,对膜蒸馏式溶液蓄能系统进行分析,结果表明:蓄能密度可以达到245 kJ/kg,单位面积的膜组件可以产生0.27~0.40 kW的蓄能量,膜蒸馏式溶液蓄能为太阳能利用、吸收式热力系统和蓄能技术提供了一种新的应用方法和途径。     

高效填料型除湿器新传质关联式实验研究

填料作为溶液除湿器的重要部件,其传质特性直接关系到整个溶液除湿空调系统性能的好坏。本文搭建了逆流填料型溶液除湿实验台,以Li Cl溶液为除湿溶液,对高比表面积波纹纤维规整填料(650 m2/m3)进行了除湿实验研究。以气液界面的水蒸气分压差为传质驱动力,获得了新的传质系数实验关联式和除湿效率实验关联式。并对该填料的除湿效果与文献中的不同填料进行对比。结果表明:该填料具有最高的单位体积传质系数,且填料的单位体积传质系数随着填料比表面积的增加而增大。传质系数实验关联式计算值与实验值相对偏差在±20%以内,除湿效率实验关联式计算值与实验值相对偏差在±15%以内。新的传质关联式可以比较精确的计算除湿器的传质性能。     

利用冷凝热再生低浓度除湿溶液的实验研究

为了获得系统重要运行参数对利用冷凝热实现低浓度除湿溶液再生性能的影响,本文在热泵驱动溶液除湿空调系统实验平台上,以低浓度的Li Cl水溶液作为再生盐溶液,再生量和冷凝热利用率作为再生性能的评价指标,对利用冷凝热实现溶液再生过程进行了实验研究。结果表明:空气流量、温度和溶液流量、温度的增加都有利于提高再生量。在夏季典型工况下,当溶液浓度为21.20%~24.91%时,冷凝热利用率在0.416~0.507波动,降低溶液浓度有利于提高冷凝热利用率。并根据实验数据拟合出了利用冷凝热再生除湿溶液过程中的耦合传热传质系数关联式,为后续如何在溶液再生过程中充分利用冷凝热提供了实验依据。     

气扫式多效膜蒸馏过程数学模型研究

针对传统气扫式膜蒸馏(SGMD)过程能耗高的问题,设计了一种气扫式多效膜蒸馏(SGMEMD)过程.该过程同时具有蒸汽的换热冷凝与料液的预热升温双重作用,从而实现蒸汽潜热的梯级回收利用.根据吹扫气流速、料液循环流量、料液进水温度、料液浓度主要操作参数对气扫式多效膜蒸馏(SGMEMD)过程性能影响的实验研究结果,运用曲线拟合法,分别建立了膜蒸馏通量J和热量回收率η随着以上参数变化的经验公式.在此基础上,建立造水比(GOR)的半经验半理论数学模型.经L9(34)正交试验验证,所建立的经验公式及数学模型均能很好的预测SGMEMD过程的J和GOR.J和GOR计算值与实验值的相对偏差均在±8.0%以内.     

液体除湿剂超声波雾化再生器模型及能耗特性

本文对超声波雾化再生技术进行相关理论研究,在一定假设前提下,建立了超声波雾化再生器模型,并进行实验验证;提出除湿溶液再生能效指标——比能耗(SEC),模拟分析了进口溶液温度和质量浓度、再生空气温度和湿度对超声波雾化再生器能效特性的影响。研究表明:1)较低的溶液进口温度有利于提升溶液再生器的能效,但溶液进口温度的下限值应满足溶液再生后的使用条件要求;2)溶液再生SEC随除湿溶液质量浓度的增加而明显增大,当溶液质量浓度从0.28增加至0.33时,溶液单位再生量的能耗将提高近40%;3)较高的再生空气温度将导致溶液再生能效下降,当再生空气由30℃加热至41℃时,溶液的再生SEC从3.263 kJ/g增加至4.629 kJ/g;4)较高的再生空气湿度将导致较高的再生能耗,当进口再生空气含湿量从10 g/(kg干空气)增至28 g/(kg干空气)时,溶液再生SEC从3.23 kJ/g增至10.56 kJ/g。     

真空条件下除湿溶液再生的模拟与实验研究

除湿溶液的高效再生是除湿空调系统运行的重要保障。为研究除湿溶液的再生效率,将真空技术应用于溶液的再生过程,搭建了真空条件下的除湿溶液再生试验台。真空再生罐由低温热水提供所需热量,蒸发的水蒸汽在捕水器中凝结。在一定真空度下,分析了溶质质量分数、热水温度、冷水温度等不同因素对再生性能的影响。以水分蒸发率作为评价指标。实验台操作压力为5kPa,溶质质量分数取值为28%~34%,热水温度区间为56~62℃,冷水温度区间为14~20℃。实验结果表明:溶质质量分数和热水温度对蒸发率的影响较为显著,热水由56℃增加到62℃,蒸发率提高了34.5%。利用混合模型和自定义函数对再生过程进行了数值模拟,模拟结果与实验结果基本吻合。     

膜蒸馏过程探讨

讨论了膜蒸馏涉及的膜材料特性.提出水膜阻力概念,认为疏水膜材料结构的优化与膜蒸馏工艺有关.提出鼓泡膜蒸馏方法,在热流体中鼓入空气气泡,由气液两相流效应来强化热流体的扰动.提出透气膜蒸馏方法,通过气体的吹扫夹带作用,使膜孔内水蒸气的传质由低效的扩散转为高效的对流机理.提出曝气膜蒸发方法,利用不同温度的空气吸湿原理进行膜曝气.将膜蒸馏过程与化学除硬度、超滤耦合,可除去结垢性钙镁离子;将膜蒸馏过程与气浮絮凝过程耦合,可除去有机污染物,实现高倍率浓缩.提出多效膜蒸馏方法,膜组件兼有蒸发与换热功能,使膜蒸馏过程中的水蒸气冷凝与原水加热过程耦合,可以实现低成本的膜蒸馏过程.     

液体除湿空调再生性能分析

液体除湿空调的再生性能具有重要意义,再生过程的效率和稳定决定整个系统运行效率和稳定性。本文建立逆流填料式液体除湿系统传热传质的数学模型基础上,用实验分析各参数对再生的影响并分析再生性能,得出较好的结论。试验结果表明,液气比和溶液温度对再生过程的作用比较大。     

液体除湿空调再生性能分析

液体除湿空调的再生性能具有重要意义,再生过程的效率和稳定能决定整个系统运行效率和稳定性。本文在建立逆流填料式液体除湿系统传热传质的数学模型基础上,用实验分析各参数对再生的影响并分析再生性能,得出较好的结论。试验结果表明,液气比和溶液温度对再生过程的作用比较大。     

叉流除湿器热质传递性能实验研究

在太阳能溶液除湿蒸发冷却空调系统实验台上,以LiCl溶液为除湿剂,用空气进出口含湿量差和除湿效率作为除湿过程的性能评价指标,来研究叉流除湿器的除湿性能。通过实验数据分析了溶液、空气进口参数对除湿性能的影响,并利用实验数据建立适用于LiCl溶液的叉流除湿器的除湿效率和传质系数的实验关联式,发现与实验结果的吻合程度很好,误差在15%以内,能够利用这些关联式来准确的计算叉流除湿器的除湿性能,可供叉流除湿器设计参考使用。最后将实验结果与相关文献进行比较,结果表明:不同的除湿剂对叉流除湿器的除湿性能的影响基本相同。     

基于热管传热的除湿溶液真空再生过程实验研究

溶液再生是溶液除湿的一个关键过程,其效率直接影响整个系统的性能。本文设计了一种利用热管传热传递(40～80℃)电厂低温余热驱动除湿溶液再生的装置,并对质量分数为30%～45%的氯化钙除湿溶液进行再生实验,以水分一次分离率作为衡量溶液再生性能的指标。结果表明:利用热管传热可以实现40～80℃低位热源在真空环境下高效再生氯化钙除湿溶液;再生溶液微小流量时真空再生器内的平衡压力主要受冷却水温度制约,温度越低压力越低;水分一次分离率均随热源温度的提高而提高,当热源温度由60℃提高到70℃,呈跳跃式显著增加;由于氯化钙溶液特殊的吸水性分子结构,溶度逐渐升高时会明显减弱水分一次分离率,可通过控制降膜速度显著改善水分一次分离率。     

太阳能溶液除湿空调系统再生技术的研究进展与能耗分析

本文对太阳能溶液除湿空调系统的最新再生技术进行了的综述,并对太阳能光热再生、太阳能光伏再生和太阳能光伏/热(PV/T)再生这3个再生方法进行了模拟对比。结果表明：在理想状态下,光伏/热电渗析(PV/T-ED)再生比光伏电渗析(PV-ED)再生节能40.5%,光伏电渗析再生比热再生节能51.6%。光伏/热电渗析再生系统在理想工况下运行时,对比氯化锂溶液、溴化锂溶液、氯化钙溶液再生分析发现溴化锂溶液的再生进出口浓度差最大,而氯化锂溶液再生后除湿能力最强。     

新型微波加热转轮除湿系统再生特性研究

在空气相对湿度较低的工业生产领域,转轮除湿系统被广泛应用,其除湿转轮的再生能耗是整个除湿系统的主要能耗。本文提出一种新型微波再生转轮除湿系统,采用微波加热和电加热再生的方式对转轮除湿系统的再生性能进行试验,从再生速率和再生能耗等方面进行了分析对比。结果表明,除湿转轮再生速率随着微波功率的增加而增大。在达到相同除湿效果的条件下,微波再生能耗只有电加热再生能耗的50.2%～70.0%。微波加热与电加热联合作用比单纯微波加热具有更好的再生效果,且能达到更高的再生速率。     

溶液除湿系统真空式再生器性能试验研究

再生器是溶液除湿系统的重要传热传质部件。为改善除湿溶液的再生性能,将真空技术和热管传热技术应用于除湿溶液再生过程,搭建了新型的除湿溶液再生实验台。从初始溶液浓度、热源温度和冷却水温度等不同方面对溶液再生性能的影响进行了研究。试验结果表明:热源温度和冷却水温度对水分蒸发量的影响较为显著,热源温度越高,冷却水温度越低,溶液闪蒸速度越快,且再生效率也越高;初始溶液浓度对溶液再生性能的影响也不可忽略,溶液浓度较低,会导致溶液的再生强度升高。     

CaCl2和LiBr混合盐溶液除湿性能实验研究

为降低溶液除湿系统的生产成本及运行能耗,本文针对基于新型混合盐溶液的溶液除湿设备进行实验研究,构建溶液除湿系统及测试平台,以溴化锂（LiBr）和氯化钙（CaCl2）为混合盐溶液工作介质,对溶液除湿系统除湿模块进出口空气参数、再生模块进出口空气参数、系统功耗等进行测试,分析其除湿能力、制冷能力和除湿性能系数。根据混合盐溶液的初投资及工作性能,以溶液除湿系统全寿命周期的总费用作为衡量溶液综合性价比的指标,进行对比计算,结果表明：采用3:1的LiBr和CaCl2混合盐溶液除湿系统的综合性价比最高,总费用最高可降低14.5%。     

无霜空气源热泵系统喷淋溶液质量及浓度变化规律研究

本文提出了无霜空气源热泵系统及其工作过程,根据提出的无霜空气源热泵的原理,进行了喷淋溶液的筛选。分析目前常用的除湿溶液,主要从蒸汽压力、凝固点、粘度、经济性等方面对常用的有机除湿溶液进行比较,最后确定丙三醇（甘油）作为室外换热器的喷淋溶液。通过比较不同溶液浓度和流量对除湿性能及机组性能的影响来找到合理的喷淋溶液的浓度和喷淋溶液的流量。然后使用这个浓度和流量在不同的室外气候条件下向室外换热器喷淋除湿溶液,分析不同室外条件对除湿效果和抑制结霜效果的影响,整理出室外风机风量、室内供热量、输入功率、COP、喷淋溶液截留的水量等参数的变化。最后通过实验数据分析喷淋溶液集中再生的条件,分析不同地区喷淋溶液集中再生的可行性及不同地区集中再生需要的稀溶液罐和浓溶液罐体积,为无霜空气源热泵的应用提供参考。     

溶液除湿空调除湿性能的实验研究

建立了溶液除湿空调除湿性能研究的实验装置,并分别以LiCl溶液、CaCl2溶液及二者等比例的混合溶液为除湿剂,实验研究了空气流量、溶液流量及除湿剂种类对溶液除湿空调除湿性能的影响。     

固体除湿材料的微波与热风再生性能及模型分析

空调系统湿负荷约占整个空调系统冷负荷的40%~60%,利用固体除湿材料可有效降低空调系统能耗。固体除湿材料的再生能耗是除湿系统的主要能耗,传统的再生方式存在能耗大、再生效率低等缺点。本文采用微波和热风再生的方法对固体除湿材料的再生性能进行了对比实验,从再生效果和再生能耗两方面进行了分析,并建立了模型。相同状态下的固体除湿材料在热风再生工况50~90℃(功率857~1 204 W)与微波再生功率440~800 W进行对比实验,结果表明:当达到相同的再生度时,热风最大再生速率是微波最大再生速率的49.89%~86.23%,而微波能耗只有热风能耗的25.2%~37.7%,且微波再生平均能源利用率为热风再生的2.51~3.21倍。