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分级再生式除湿转轮的性能研究及其在空调系统中的应用分析

作　者: 王晗
导　师: 杨颖
学　校: 重庆大学
专　业: 动力工程及工程热物理
关键词: 复合吸附剂 分级再生 复合式空调系统 再生能耗
分类号: TU831.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着科技进步和经济发展，人们对居住和工作环境舒适性的要求也越来越高。空气调节技术中对空气湿度的控制也越来越受到关注，因为过高或过低的空气湿度不仅影响人们对温度的感觉和热舒适性，而且对现代工业和农业生产等方面也有重大影响。目前空调行业的迅速发展造成了电网负荷的急剧增加，不仅加速了全球能源、资源消耗，也使温室气体排放和大气污染等环境问题日益恶化。而除湿是一项高能耗工作，其能耗要占到空调总能耗的20%~40%，因此研究节能高效的除湿技术对全社会能源与环境有重要意义。以水为制冷剂的蒸发冷却技术对环境无污染而且可使用全新风系统，提升室内空气品质，且不消耗压缩功，因此蒸发冷却空调系统COP大，节能效果明显。但由于其本身不具备除湿能力，蒸发冷却技术在潮湿地区的应用受到一定的限制，需要结合除湿技术来扩展其应用范围。而在众多除湿方式中，转轮除湿因其除湿量大、构造简单、维护方便、可利用低品位能源等优点得到迅速发展。将蒸发冷却和转轮除湿技术相结合不仅可以发挥两者的优点，也克服了蒸发冷却技术在高湿度地区应用受到限制的缺点，引起众多学者的重视和研究。本文以探究高效的转轮吸附剂材料和新型复合式制冷空调系统为目标，从以下几个方面做了主要研究：（1）分别用不同浓度的氯化钙、氯化锂和摩尔比1:1的氯化钙与氯化锂混合溶液改性硅胶制备复合吸附剂，并通过实验分析了复合吸附剂在不同条件下的吸附量、吸附速率和吸附热等问题。（2）以转轮的单个气流通道为研究对象，结合质量、能量守恒方程，建立分级再生式除湿转轮的传热传质模型，通过编程计算并引入除湿量D和除湿性能系数DCOP对转轮除湿性能进行整体评价。（3）根据所建立的分级再生式除湿转轮的数学模型，在给定条件下，研究各参数变化对转轮除湿性能的影响。（4）提出将分级再生转轮除湿和蒸发冷却技术相结合的新型复合式空调系统，根据室内外设计参数对新型复合式空调系统性能进行计算，并与一般复合式系统的冷负荷、再生能耗、热力性能系数和循环火用效率等性能参数进行对比分析。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
主要符号表  8-9
1 绪论  9-22
  1.1 湿度控制的意义  9-10
  1.2 除湿方法的分类  10-12
  1.3 转轮除湿技术的研究进展  12-20
    1.3.1 吸附剂材料的研究  12-14
    1.3.2 除湿转轮传热传质模型的研究  14-15
    1.3.3 转轮除湿空调系统研究  15-20
  1.4 本文的研究内容  20-22
2 复合吸附剂吸附性能的实验研究  22-35
  2.1 复合吸附剂的制备  22-24
  2.2 吸附等温线的测定  24-29
    2.2.1 溶液浓度的选择  24-26
    2.2.2 吸附等温线的测定原理  26
    2.2.3 吸附等温线的分类  26-29
  2.3 吸附速率的测定  29-32
  2.4 吸附热  32-34
  2.5 本章小结  34-35
3 分级再生除湿转轮的数学模型及除湿特性分析  35-49
  3.1 除湿转轮模型的建立  35-43
    3.1.1 除湿转轮物理模型的建立  35-36
    3.1.2 除湿转轮数学模型的建立  36-41
    3.1.3 数学模型的求解  41-43
  3.2 转轮除湿特性的分析  43-47
    3.2.1 运行参数对转轮除湿性能的影响  44-47
    3.2.2 结构参数对转轮除湿性能的影响  47
  3.3 本章小结  47-49
4 分级再生式转轮除湿空调系统方案设计和性能分析  49-61
  4.1 与蒸发冷却结合的分级再生式转轮除湿空调系统  49-50
  4.2 分级再生复合式系统和一般复合式系统的性能计算分析  50-53
    4.2.1 室内外设计参数  50
    4.2.2 算例分析  50-53
  4.3 再生温度对两复合式系统的性能影响  53-55
  4.4 换热器和蒸发冷却器效率对分级再生复合式系统性能的影响  55-56
  4.5 分级再生复合式系统和一般复合式系统的火用损失和火用效率分析  56-59
  4.6 除湿转轮采用分级再生方式的意义和价值  59
  4.7 本章小结  59-61
5 结论与展望  61-63
  5.1 结论  61-62
  5.2 不足与展望  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-68
附录  68
  作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录  68

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 房屋建筑设备 > 空气调节、采暖、通风及其设备 > 空气调节 > 空气调节系统
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