聚光直热加湿除湿太阳能淡化系统的性能研究

本文研究了一种基于菲涅耳透镜聚光和多级回热的加湿除湿太阳能海水淡化系统.建造一个小型的太阳能海水淡化装置,并利用一种自设计的圆弧形菲涅尔透镜为该系统聚光直接加热.介绍了四级淡化系统的结构原理,装置通过三级等温加热的方式为系统供能。文中依据系统各部分能量的关系,建立对应的数学关系.室外实验测得,装置的最大产水量为1.5 kg/h,系统的性能系数为0.73。     

基于除湿换热器技术的回热型除湿系统实验研究

基于除湿换热器技术的新型回热型全新风除湿系统(以下简称:回热型除湿系统)通过引入回热装置,一方面可以改善系统的除湿处理能力,在降低处理空气出口温度的同时,提高系统的全热制冷量;另一方面,大幅提高了系统的热力学COP,与不带回热装置的除湿系统相比,在同等工况条件下回热型除湿系统的热力学COP可以由0.5~0.6大幅提高至1.2左右。     

组合式除湿系统性能优化

文中研究的是由新风冷却段和转轮除湿段组成的组合式除湿系统,并对其进行性能优化,使其送风湿度可精确控制。该系统引入了自动变容制冷系统来精确控制湿度。该系统的研究促进了除湿设备的性能改善,使空气湿度可控,满足了各行业对低湿空气的要求。     

双级热管转轮除湿空调系统性能研究

转轮除湿空调系统是将转轮除湿机与常用冷却方式相结合实现空调制冷的新型空调系统。为降低转轮除湿空调系统的再生能耗以及提高系统的冷却能力,本文提出双级热管转轮除湿空调系统,系统利用重力热管的冷凝段实现转轮除湿机的再生,蒸发段实现处理空气的冷却。建立了双级热管除湿转轮空调系统传热传湿模型,模拟分析了系统在不同工况下系统的降温除湿特性。研究表明,处理空气进口温度越高,系统的冷却能力越强但系统的除湿能力降低;处理空气湿度越高,系统的除湿能力越强,但系统的冷却能力降低;再生温度越高,系统除湿能力越强,系统热力性能系数越低,但冷却能力降低。综合降温除湿能力及节能要求,双级热管转轮除湿空调系统的再生温度不宜过高,推荐≤80℃。     

低温余热驱动的工业除湿系统性能研究

针对传统冷凝除湿方法耗电量大的问题,提出一种利用低温余热的双级溶液除湿系统,余热的高温部分通过再生器将稀溶液转换成浓溶液,余热的低温部分驱动单效吸收式制冷机制冷,实现了余热的梯级利用。浓溶液在第一级除湿器完成空气的初步除湿,中间浓溶液经过吸收式制冷机降温提高吸收能力后,进入第二级除湿器对初步除湿的空气进行深度除湿。新系统与冷凝除湿系统相比,相对节电率达到96.17%,余热折合发电效率达到6.94%。通过研究双级除湿过程驱动力的匹配,发现除湿过程除湿工质与湿空气之间的表面水蒸气分压力更加匹配,除湿过程平均水蒸气分压力差比冷凝除湿过程减少20%以上。本研究提供了一种利用低温余热实现空气深度除湿的新型除湿系统流程与方案。     

基于太阳能能驱动的连续除湿换热器空调系统的实验研究

本文在固体除湿换热器的基础上提出了一个新型太阳能驱动的连续除湿换热器(CSCHE)空调系统,并建立了与之相对的实验平台.本系统通过对两个除湿换热器(SCHE)内的再生热水和冷却水进行切换实现连续除湿的目的.在上海地区夏季典型工况下对除湿空调系统的设计可行性和除湿能力进行了验证,结果显示CSCHE空调系统的平均除湿量和系统的热力学系能系数(COP_(th))分别可以达到5.08 g/kg和0 34.     

复合除湿剂导热系数及动态除湿性能研究

为提高硅胶除湿剂的传热性能,并且不影响其吸湿性能,本文选择高热导率的硫化石墨作为传热基质,制作不同密度的硅胶/硫化石墨固化复合除湿剂。通过激光闪光法和动态称重法对样品进行导热系数和动态除湿性能测试。结果表明复合除湿剂导热性能随着固化密度的增大先增加后减小,导热系数最高可达16.2 W·m~(-1)·K~(-1),约为纯硅胶除湿剂的230多倍。复合除湿剂的吸湿性能随着固化密度的升高而下降,密度为300 kg·m~(-3)。复合吸附剂的动态吸湿速率约为纯硅胶的2倍以上。     

非对称除湿膜的传质性能研究

用湿法成膜法成功制备了具有致密皮层的非对称膜(M1),并且通过全热交换实验台测试了这种新型非对称膜M1的除湿性能并进行了各层传质阻力的分析。研究表明:新型的非对称膜M1比传统工业化的纸膜(M2)的水蒸气的渗透速率有大幅度的提高。非对称膜Ml的传质阻力主要来源于致密皮层,厚度为6.7μm的致密皮层占总传质阻力的50%以上。多孔底层主要起支撑作用,传质阻力要小很多。这对于今后研究空气除湿膜具有重大的指导意义。     

硅胶除湿转轮性能优化实验研究

为了提高除湿转轮的除湿性能,降低吸附热对除湿性能的影响,将导热硅脂作为传热基质负载在不同扇形区域的硅胶转轮转芯基体表面,搭建硅胶除湿转轮性能优化实验台,研究了除湿转轮动态除湿性能.实验结果表明:硅胶除湿转轮的除湿性能随导热硅脂负载区域的增大先增大后减小,导热硅脂负载区域为2/8时,具有最佳的除湿性能,除湿量达到了0.3...     

基于梯度翅片换热器的热电发电系统性能研究

本文建立了热电发电系统(TEG)多物理场数值模型,并充分考虑换热器流体影响,综合研究了具有不同热侧换热器翅片结构的TEG系统性能。在雷诺数为1000~10000范围内,分析了流体沿程温度分布特征、泵功及热电发电模块的能量转换特性.所研究的三种翅片结构包括:全流道等高度直翅片(Fin-1)、下游强化梯度翅片(Fin-2)以及上游强化梯度翅片(Fin-3).研究表明,通道长高比及热电材料覆盖率一定,热电发电功率及转换效率随流量呈二次曲线变化关系,存在最匹配流量使得系统发电性能最佳。等高度直翅片对流量的变化敏感,随流量增大,则压损增大,导致系统净输出功率及发电效率无收益.而梯度翅片可以在更大范围内产生正收益;下游强化梯度翅片具有最佳的流体沿程温度均匀性,但沿程局部热阻却最大.综合考虑沿程局部热阻分布及泵功消耗,上游强化梯度翅片TEG系统净转换效率最高,因此局部热阻分布及泵功综合因素应为TEG内的换热器合理设计的关键。     

温湿度调节机的冷凝除湿性能研究

热电制冷技术广泛应用于散热、除湿等领域,具有节能环保的优点。针对电器柜的除湿装备效率低下、速率缓慢,严重影响设备的正常运转,对空气温湿度调节机冷端结构进行建模设计以及换热除湿数值分析,重点在翅片结构优化设计,以及进口风速、制冷温度等环境参数控制。结果表明当入口风速为3 m/s、冷端温度为-15℃时,冷凝器存在最佳结构设计尺寸,即翅片长度420 mm、翅片间距5.6 mm、翅片厚度2 mm,冷凝器能达到湿空气最低含湿量为0.024 5 g/kg,进出口最大温差为21.6℃。     

除湿换热器尺寸结构对其热湿传递特性的研究

建立了通用型除湿换热器测试平台,对两种翅片长度的除湿换热器(LDCHE和SDCHE)涂覆干燥剂前后的传热传质性能进行了测试研究。研究结果表明,与普通换热器相比,除湿换热器由于干燥剂涂层的影响,其传热能力削减30%,压降增加60%。其他结构尺寸不变,翅片长度增加一倍时,除湿换热器传热系数减少50%,除湿效果提高40%,压降增加80%,除湿与再生的能效比均降低。增加翅片长度能够强化除湿效果,但传热性能降低,增加能耗。     

非常温溶液除湿自主再生空调系统性能分析

提出一种新型的将溶液除湿与热泵相结合的温湿度独立处理空调系统,该系统使用低温、低浓度的除湿溶液,在任何工况下冷凝热都能满足溶液再生的需求。建立了整个系统的数学模型,研究系统自身参数变化(溶液温度、浓度)和环境参数变化(空气温度、湿度)对系统性能的影响;并对系统应对高温、高湿度环境的调整方法进行了分析。结果表明,在夏季典型工况下,除湿溶液的理想温度为17~19℃、相应的质量浓度为25.39%~26.88%;系统具有较高的能效,并且能够在高温潮湿地区发挥其节能潜力。     

分级再生式转轮除湿空调系统的性能分析

提出了分级再生式转轮除湿和蒸发冷却相结合的空调系统,依据除湿和再生过程的质量守恒和能量守恒方程,结合边界条件和初始条件建立除湿转轮和空调系统的数学模型,对比分析了分级再生空调系统的性能。研究结果表明:采用分级再生的转轮可达到与一般再生转轮相同的除湿效果。与一般再生的空调系统相比,分级再生式空调系统的再生能耗降低了约50%,热力性能系数提高了约90%。     

液体除湿空调再生性能的实验研究

在对液体除湿和再生机理研究的基础上,建立了太阳能液体除湿空调系统,其中的再生器采用逆流式填料塔,塔体采用不锈钢材质,有效克服了除湿溶液对它们的腐蚀。本实验采用氯化钙作为除湿剂重点研究了再生过程,分析了各种进口参数对再生效果的影响。结果表明:空气流量和含湿量以及除湿溶液的流量和再生温度对再生过程的传热和传质有不同程度的影响。     

溶液除湿冷却系统的再生性能实验研究

基于以氯化锂水溶液为除湿剂的除湿冷却系统(DECS),对其溶液的再生过程进行实验研究。研究了热源温度、溶液浓度对填料塔式再生系统再生性能的影响情况,实验表明溶液浓度在20%时,空气含湿量最大增量为37.1 g/kg干空气。计算出几种工况下的传质系数,最大的传质系数为0.0072 kg/(m2·s),并得出系统有关参数对传质系数的影响,为此类再生器的性能模拟与设计提供关键性的数据。     

铝基MOF合成及其在除湿换热器中的应用

提出一种铝基MOF的新型合成方式,用金属铝代替铝盐作为MOF铝离子来源,制备可直接涂覆于金属基表面的MOF浆料。经XRD表征浆料的主要成分为MIL-96(Al)和MIL-100(Al),该材料在20°C下吸附量可达到0.38 g/g。利用喷涂法制备MOF–金属基样片,样片动态吸附测试表明各相对湿度下吸附过程均与LDF模型良好拟合且相对湿度越高吸附速率越快;经50个吸附–脱附循环样片的吸水性能无衰减。制备MOF除湿换热器(MCHE)并分析了入口风速和热水温度的影响,在多个工况下MCHE均表现出优于硅胶除湿换热器2³倍的除湿能力。     

转轮除湿器微通道形状对除湿性能的影响

本文通过对除湿转轮气流微通道建立-维传热传质数学模型,对不同形状的微通道对传热传质效果的影响进行了理论分析.在给定工况下,对比了不同形状微通道的转轮包括除湿量、单位时间除湿量等各个除湿性能评价指标.结果表明,采用优选微通道形状将提高转轮除湿器性能指标10%左右.     

换热器低温结霜工况性能试验系统的研制

为了对换热器在低温结霜工况下的动态运行特性进行研究,设计搭建了换热器结霜工况性能实验台,安装了各参数测量仪表和传感器。实验台由制冷循环和模拟低温工况的风道循环两部分组成,并采用C#编程技术,基于.NET开发了集环境模拟、数据采集、显示和数据处理、实时曲线和视频显示功能于一体的远程测控系统,该试验系统的研制为低温结霜工况下换热器运行特性研究提供了更多的实验参考和计算依据。