副题名

外文题名

Study on the solar liquid desiccant air-conditioning system

论文作者

赵云著

导师

施明恒教授指导

学科专业

热能工程

学位级别

d 2002n

学位授予单位

东南大学

学位授予时间

2002

关键词

液体除湿剂 空调 除湿 太阳能

馆藏号

TK511 2100433B

鉴于目前传统液体除湿系统存在的问题，本项目提出一种以微小液滴表面作为热质交换主要场所的新型除湿方式- - 超声雾化除湿，希望通过学科交叉，深入研究这种超声雾化系统的除湿机理，分析在液体微粒表面发生的除湿过程，探讨所需雾化器的合理形式，得到合适的超声雾化液体除湿系统，进而可综合考察各主要因素对除湿效率的影响及作用规律，指导雾化除湿系统的设计，为把这种新型的空调除湿系统推向实际应用奠定基础。通过将超声技术引入到空调除湿，本项目不但有望为空调除湿技术开辟新的方向，而且能大幅降低除湿剂用量，提高液体除湿空调系统效率，降低系统阻力和再生能耗，为国家的节能减排做出贡献。

空调系统能耗占建筑能耗的主要份额，而夏季为对空气进行除湿所消耗的能源又占据整个空调系统能耗的1/3以上。本课题打破传统除湿形式，提出一种新型的空调除湿技术--超声雾化除湿系统。该技术的核心在于通过超声波雾化作用将具有吸湿效应的除湿剂浓溶液雾化成微米级的雾滴，以这些雾滴表面为主要反应场所，通过盐雾与空气广泛接触，最终达到改善除湿效果及降低建筑能耗的目的。据此，本项目首次建立了超声雾化液体除湿空调系统的优化设计模型，通过实验对各因素对系统性能的影响进行了详尽分析。同时，基于除湿过程所遵循的基本物理规律，首次构建并验证了该除湿系统的性能理论模型；还提出了不同系统间性能的客观评价比较方法。研究结果表明，本系统具有更好的除湿性能，与现有填料式除湿系统相比，在实现相同除湿效果下，本超声雾化除湿系统的溶液消耗量减少73.94%；在溶液再生过程中，本系统所需的再生温度降低4.4℃。系统可利用更低品味的热源且再生能耗降低。本研究对建筑节能、可再生能源的利用及营造健康舒适的室内环境均具有积极的参考作用。 2100433B

根据干燥剂类型的不同，除湿空调系统通常分为固体除湿空调和液体除湿空调两类，也可将常规空调与除湿空调组合使用，称为复合式除湿空调。除湿方式大致分为：冷凝除湿、加压除湿、膜除湿和干燥剂除湿，其中干燥剂除湿可分为固体吸附除湿和液体吸收除湿两种。

固体除湿空调

固体除湿空调是利用固体干燥剂来除湿的空调系统，其核心部件是固体除湿装置，是一种热质交换设备，利用固体干燥剂的亲水性来实现湿空气中水分的转移。高性能的干燥剂除湿应具备以下特点：（1）高传热传质单元数；（2）气流通道流动阻力小；（3）转芯材料比表面积大；（4）干燥剂吸附率高，具有理想的等温吸附曲线。固体除湿空调系统由除湿床、空气冷却器、再生用热源和热回收器等组成。

根据吸附床的工作状态，固体除湿空调系统可分为固定式和旋转床式。由于干燥剂的再生和吸附要连续切换，旋转床系统得到较快发展，其中转轮式除湿装置由于能够连续再生，得到了广泛应用。根据工作气流的来源分，固体除湿空调可分为通风式和再循环式两种。

除湿常用的干燥剂材料有氟化锂、硅胶、分子筛和氧化铝等。开发高效吸附剂、提高除湿能力、减少设备体积、减低成本成为干燥剂除湿技术的关键。

液体除湿空调

液体除湿的原理是利用液体除湿剂浓溶液的表面蒸气压比空气的水蒸气分压低的特点，空气与液体除湿剂接触，空气中的水分被液体除湿剂溶液吸收，从而降低空气含湿量。典型的液体除湿系统由三个主要的部件组成：除湿单元、再生单元和换热器。除湿单元的主要任务是用液体除湿剂把空气中的多余水分除去；再生单元负责把从除湿单元中出来的稀除湿剂溶液再生到一个合适的浓度，以维持循环的连续进行。除湿单元和再生单元通过换热器连接，回收从再生器出来的浓溶液带走热量。

复合式除湿空调系统

复合式空调系统结合了干燥除湿装置与传统的冷却系统，除湿装置用来处理湿空气的潜热，传统的冷却系统处理空气的显热。比较传统的冷却压缩式制冷设备和除湿制冷可以得到以下不同之处：（1）使用的能源不同，这是除湿空调的节能优势所在；（2）压缩式制冷系统为单纯的传热过程，而除湿空调系统则是传热、传质两个过程同时进行，相互耦合。除湿空调系统具有除湿能力强、有利于改善室内空气品质、处理空气不需再热、工作在常压、适合中小规模太阳能热利用以及灵活性等特点。混合式干燥冷却系统包括除湿器、蒸发冷却装置、压缩制冷装置。干燥除湿装置能够利用低品位能源，并且在处理潜热负荷方面具有优势。