采用吸湿剂处理湿空气的流程优化分析

分析了吸湿剂与空气直接接触的热湿传递过程,得到了溶液与空气热湿传递过程中传热、传湿阻力表达式,比较了溶液-空气不同进口状态的传热、传湿不匹配系数.在溶液进口状态等浓度线上进行的热湿传递过程传热、传湿不匹配系数最小,而等焓线上发生的过程的传热、传湿不匹配系数较大.在构建溶液与空气的热湿处理流程中,应尽可能使除湿与再生过程贴近溶液等浓度线进行.固体吸湿剂与溶液之间的性质差异使得固体吸湿剂与空气间的热湿传递过程一般沿着等焓线发生.     

新建节能建筑墙体材料层及排布对干燥过程的影响

建筑围护结构内的热湿耦合传递是一个非常复杂的过程,其研究是降低建筑能耗、评估和预防湿害、提高室内热舒适性、室内卫生及优化围护结构性能的基础。新建节能建筑墙体具有初始含湿量大的特点,若墙体湿积累过大,则容易出现墙体表面剥蚀、渗漏、发霉甚至结构出现损坏的现象。墙体干燥时,传热传质过程同时发生且相互耦合。目前相关热物性仿真软件、理论研究和设计规范主要建立在热传递的基础上,忽略了湿传递的影响,对新建建筑墙体干燥不适用。WUFI~? Pro热湿仿真软件充分考虑了材料本身含湿量、风驱雨、太阳辐射、长波辐射、毛细传输和夏季结露等典型气候的影响,实现了对自然气候条件下建筑构件非稳态热湿性能的真实计算。节能墙体多在外墙添加内外保温层来增加围护结构的传热热阻,且在保温层内外两侧分别添加隔汽层和空气层的措施来防止保温层受潮,最终提高围护结构的保温性能。为墙体美观,多在围护结构的内外两侧分别黏贴墙纸和釉面砖。采用WUFI~? Pro对北京地区2种典型的建筑墙体进行热湿耦合传递模拟,分析新建建筑墙体在不同保温层材料和位置时的干燥过程,以及保温层两侧的隔汽层和空气层、墙体两侧的墙纸和釉面砖对墙体干燥过程的影响。模拟用室外条件为北京典型气象年小时室外气象参数,室内条件设定室内冬季供暖温度T_1=20℃,夏季室内温度设计值T_2=25℃,全年平均相对湿度为50%。模拟外围护结构属于西向,墙体温湿度初始条件为:相对湿度为100%,温度为15℃。模拟结果表明:内保温层的设置非常不利于围护结构的干燥,容易在内保温层和砌块之形成湿积累,降低围护结构的耐久性;EPS、PU和XPS都能降低围护结构含湿量,但EPS更有利于墙体干燥;隔汽层和空气层的添加可一定程度上阻止保温层受潮,避免造成湿积累,进而提高围护结构的保温性能;釉面砖和墙纸的黏贴将严重延缓围护结构的干燥过程,降低围护结构的保温性能,缩减建筑构件的使用寿命。     

南方热湿气候地区温度对墙体热湿性能的影响

以多孔介质的传热传质理论为基础,建立以温度和相对湿度为驱动势的墙体热湿耦合传递主模型,在主模型的基础上忽略温度梯度的影响建立子模型。以轻型墙体和红砖墙体为例,利用所建模型对其在不同工况下进行分析计算。结果表明:红砖墙体的显热流量约为轻型墙体的7倍,湿流量约为2倍。轻型墙体具有更好的保温隔湿的作用。湿传递方程是否考虑温度梯度的作用,对墙体的全热负荷影响不大,但是会影响室内的湿负荷。对比发现,在不考虑温度梯度作用下轻型墙体湿流量降低82.2%,红砖墙体降低32.7%。     

烧结页岩空心砖内热湿耦合传递试验研究

采用2个恒温恒湿试验箱和1个自制的保温隔湿箱,搭建可控式热湿耦合试验台,实现烧结页岩空心砖两侧温湿度恒定但不相同的试验条件,对空心砖内热湿耦合传递进行一系列的试验研究。结果表明,空心砖有保温隔热、隔湿的效果;空心砖内有湿传递时加强了热传递,使空心砖的保温性能降低;湿传递的方向与热传递的方向是否相同会影响到空心砖的热性能;湿传递会受到热传递的影响,空心砖两侧温差越大,砖内相对湿度变化梯度越大;通过测量与计算得到空心砖的热阻为1.0281(m2·K)/W,当量导热系数为0.23345 W/(m·K)。     

蒸发式冷凝器热质传递模型的建立与分析

本文根据热力学和传热学理论,考虑因水蒸发或凝结而引起的喷淋水量和空气含湿量沿蒸发式冷凝器高度的变化,建立蒸发式冷凝器的热质传递数学模型,并对模型进行了合理简化,推导出描述这一热质传递过程常微分方程组的分析解。所得分析解给出了蒸发式冷凝器高度上空气含湿量、比焓、温度和水温等各参数的分布情况,并讨论了空气质量流量、喷淋水量等参数对蒸发式冷凝器换热性能的影响。蒸发式冷凝器数学模型的解析解可用于蒸发式冷凝器传热传质性能的理论分析及设计校核计算,具有较高的理论及应用价值。     

孔板波纹填料热源塔换热及阻力特性实验研究

为了解决热源塔按冬季换热需求设计体积偏大的问题,本文对采用小片距大比表面积孔板波纹填料的热源塔进行实验研究,搭建了横流式热源塔实验平台,以乙二醇溶液为循环工质,实验获得了空气流量、温度、含湿量及溶液流量、温度、浓度对孔板波纹填料热源塔热质传递的影响规律,研究了孔板波纹填料热源塔的阻力特性,并拟合出了传热传质系数及压降的关联式。实验结果表明孔板波纹填料热源塔的传热传质系数主要受风量密度和淋液密度影响,而填料的压降主要受风量密度影响,这为孔板波纹填料热源塔的使用和设计提供了依据。     

中空纤维膜溶液换热器在吸收式制冷系统中的应用

为了提高低品位热源驱动的小型溴化锂吸收式制冷机的整体运行效率,开发了一种既有传热又有水蒸气传质过程的中空纤维膜溶液换热器,以替代传统间壁式金属换热器.研究了该换热器应用于吸收式制冷系统的特性,结果表明,该换热器大大增加了冷热流体之间的接触面积,换热器热侧和冷侧的进出口温差都得到了提高,水蒸气由高温侧向低温侧的传质作用和潜热传递作用加剧了溶液之间的热量传递,浓溶液被进一步浓缩,稀溶液被进一步稀释.同时,发生器和吸收器的热负荷减小,系统的整体性能系数增大.     

热湿气候地区墙体内部冷凝分析

根据Motakef和E1-Masri的研究,将墙体分为“干-湿-干”3个区域.以多孔介质传热传质学为基础,将水蒸气冷凝看成是湿源、热源、蒸汽汇,建立起墙体湿区域内、热湿耦合传递方程.通过分析解得到了墙体内冷凝率和液态含湿量的分布曲线以及达到临界含湿量所需的时间.分析结果表明墙体内的冷凝率跟湿区域两侧的温差成正比,最大冷...     

交替边界条件下多孔床传热传质特性数值模拟

针对回热式新风系统中多孔介质回热器在交替边界条件下的传热传质特性进行了研究。采用数值方法针对表面温、湿度交替变化的对流边界条件,对多孔床与空气的非稳态传热传质过程进行了模拟计算,获得了多孔床内温度场和含湿量场。在此基础上,分析了该类多孔床的传热传质特性,并比较了关键因素对多孔床内温度和含湿量变化的影响。计算结果表明,多孔床与空气之间的热质交换主要发生在交界面附近较浅的薄层,往底层的传递十分缓慢。多孔床与空气的热、质交换效果受气流流速影响较为明显。     

蒸发冷却制备冷水流程的热学分析

利用空气-水热湿交换过程湿(火积)和显热(火积)相互转换的原理,从(火积)的角度对蒸发冷却过程进行了重新认识和分析.比较了直接蒸发冷却和间接蒸发冷却制备冷水方式,从(火积)损失的角度指出了两种方式制取冷水极限温度不同的本质原因.在换热面积无限大和换热面积有限两类工况下,通过湿 (火积)-显热(火积)转换过程分析了两种不同结构的间接蒸发冷却制备冷水的流程.在换热面积有限工况下,通过显热(火积)和湿(火积)的转换得到了系统的显热(火积)损失平衡的原理,研究了流程内部各环节换热面积分配的优化方法;比较了间接蒸发冷水机的两种不同结构,尝试从系统换热量与制冷量之比、系统总传递(火积)损失的角度得出对流程结构的一些新的认识.     

横流热源塔换热性能研究

针对制热工况,建立横流热源塔传质传热数学模型。对数学模型的计算准确性进行实验验证。选取重庆、长沙、杭州、西安、南京、青岛6座城市作为计算对象,分析计算热源塔显热换热量、潜热换热量的影响因素以及一定计算条件下的显热换热量、潜热换热量。计算结果与实验测量结果偏差很小,数学模型的计算结果可信。进口防冻液温度的影响:当防冻液、空气质量流量一定时,6座城市的显热换热量、潜热换热量均随进口防冻液温度的升高而减小。进口防冻液温度相同时,显热换热量、潜热换热量由大到小的城市均为重庆、长沙、杭州、南京、西安、青岛。防冻液质量流量的影响:重庆、长沙、杭州、南京、西安、青岛的进口防冻液温度分别选取-4、-8、-9、-11、-12、-14 ℃,空气质量流量一定时,6座城市热源塔显热换热量、潜热换热量均随防冻液质量流量的增大而增大,但潜热换热量增大幅度非常小。空气质量流量的影响:重庆、长沙杭州、南京、西安、青岛的进口防冻液温度分别为-4、-8.-9、-11、-12、-14℃,防冻液质量流量一定时,6座城市热源塔显热换热量、潜热换热量均随空气质量流量增大而增大。空气质量流量对重庆热源塔潜热换热量的影响最明显,其次分别为长沙、杭州、南京、西安,对青岛热源塔潜热换热量的影响微弱。一定计算条件下,6座城市热源塔显热换热量差别比较小,而潜热换热量差别明显,室外空气含湿量越大的城市热源塔潜热换热量越大。     

用子高密度显热机房排热的分离式热管换热器性能优化分析

分析了应用于信息机房空调系统的热管换热器的流程.热管换热器的总驱动温差为室内外温差,单级热管换热器内部制冷剂的恒温特性导致室内换热器和室外换热器两侧热容不匹配、等效热阻较大,可通过增加热管级数来降低换热器的热容不匹配程度,从而降低等效热阻,提高换热效率.     

地下洞室多孔墙体热湿传递的数值模拟

提出了一种以温度与相对湿度为驱动势的多孔墙体热湿耦合传递的数学模型,该模型同时考虑了水蒸气与毛细孔内液态水的传递。采用控制容积法将理论方程组离散并编制了计算程序,对深埋地下洞室的墙体进行了热湿传递的数值模拟,得到了墙体温度、相对湿度、热流率、湿流率的变化规律。结果表明,墙体传热过程趋于稳定的时间远小于传湿过程。     

平行平板进口段烟气的传热与传质

对积分方程求解了在常物性条件下平行平板间有凝结时烟气流进口段的传质，在求得显热对流换热系数和对流传质系数的基础上给出了总热换热系数。对进口段通用热交换效率的变化情况作了理论分析。     

适用于湿工况的风机盘管简化换热模型

针对半集中式空调系统风机盘管的换热计算问题,通过干湿工况转换方法,设计了一种适用于湿工况的风机盘管换热模型.根据能量平衡和热传递原理,简化了该换热模型,使换热量仅由冷水流量、进水温度、盘管风量和进风温度等独立控制变量确定.在实际风机盘管上进行了仿真验证,得到了不同工作条件下的换热曲线.实验结果表明,该简化换热模型计算精度较高.     

The influence of soil moisture transfer on building heat loss via the ground

In this paper, the influence of soil moisture transfer on building heat loss via the ground is investigated by comparing fully coupled simulations with linear thermal simulations. The observed influences of coupling are (1) the larger amplitude of surface temperature, (2) the variation of thermal conductivity with moisture content, and (3) the advection of sensible heat by liquid transfer. In a parameter study, it is shown that these conclusions hold for a variety of climates, soils and foundation constructions. However, given the current accuracy level of standard methods, the integration of coupling effects in these calculation methods cannot be defended.     

Membrane heat exchanger in HVAC energy recovery systems, systems energy analysis

The thermal performance of an enthalpy/membrane heat exchanger is experimentally investigated. The heat exchanger utilizes a 60gsm Kraft paper as the heat and moisture transfer surface for HVAC energy recovery. The heat exchanger sensible, latent and total effectiveness have been determined through temperature and moisture content measurements. The annual energy consumption of an air conditioner coupled with an enthalpy/membrane heat exchanger is also studied and compared with a conventional air conditioning cycle using in-house modified HPRate software. The heat exchanger effectiveness are used as thermal performance indicators and incorporated in the modified software. Energy analysis showed that an air conditioning system coupled with a membrane heat exchanger consumes less energy than a conventional air conditioning system in hot and humid climates where the latent load is high. It has been shown that in humid climate a saving of up to 8% in annual energy consumption can be achieved when membrane heat exchanger is used instead of a conventional HVAC system.     

冻土层中水平埋管换热器换热特性的数值分析

寒冷地区冻土层对地源热泵水平埋管换热器(GHE)的换热特性产生重要影响。根据冻土层换热特点建立了一种简化传热模型,对水平埋管周围土壤瞬态温度分布进行了模拟计算,分析了冻土层冻结和土壤含水率对GHE热损失的影响。计算结果表明,土壤冻结情况GHE的传热损失相对于非冻土情况下增大。进液管热损失随着土壤中含水量的增加先减小后增加,回液管热损失逐渐减小,GHE总热损失减小。计算结果与国家标准"地源热泵系统技术规"(GB 503662-2005)中对水平埋管的埋深规定相吻合。     

太阳能多孔集热墙内传热与流动特性分析

分析了太阳能多孔集热墙内传热与流动过程，在局部非热力学平衡的条件下，采用双方程多孔介质模型对其进行数值模拟。获得了空气流速，多孔材料的当量导热系数，多孔介质骨架与气体间的对流换热系数以及多孔层厚度变化时的温度分布，分析这些因素对太阳能多孔集热墙性能的影响。结果表明，提高多孔材料的当量导热系数，多孔介质骨架与气体间的对流换热系数和增大多孔层的厚度对提高集热器的性能是有利的。降低空气速度可以提高空气的温升幅度，但是总的吸热量将会降低。     

利用冷凝热再生的复合除湿空调除湿潜力分析

简要描述了利用冷凝热再生的复合除湿空调系统形式及其节能性特点;在热力学第一定律和热力学第二定律的基础上,分别以冷凝器和除湿转轮为控制体,建立了复合除湿空调的系统热力学模型,并给出模型求解框图,从而可以求得复合除湿空调系统的除湿量;最后,计算了在不同转轮效率和室内单位面积显热负荷下的系统单位面积除湿量,并讨论了新风量大小对结果的影响;结果表明,在现有转轮效率和常见单位面积负荷指标下,转轮的除湿量小于新风湿负荷（1次/h）,而降低新风量后（0.5次/h）,当转轮效率较高和室内显热负荷较大时,转轮能够承担新风湿负荷。