开式蓄能除湿材料成型及性能研究

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1、上海交通大学硕士学位论文开式蓄能除湿材料成型及性能研究硕士研究生：何海斌学号：1110209230导师：李勇副教授副导师：申请学位：工学硕士学科：供热，供燃气，通风及空调工程所在单位：机械与动力工程学院答辩日期：2014年2月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterSTUTYONTHEFORMINGANDPERFORMANCEOFBLOCKADSORPTIONMATERIALINOPENINGENERGYSTORAGEANDDES

2、ICCANTSYSTEMCandidate:HeHaibinStudentID:1110209230Supervisor:Prof.LiYongAssistantSupervisor:Prof.AcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Heating,Gas,VentilationandAirconditioningengineeringAffiliation:SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence:February,2014Degree-

3、Conferring-Institution:ShanghaiJiaoTongUniversity万方数据万方数据万方数据上海交通大学硕士学位论文开式蓄能除湿材料成型及性能研究摘要吸附蓄能除湿空调系统基于吸附原理，可蓄存太阳能转化成吸附能进行除湿，利用湿空气为工作介质实现夏季制冷除湿，冬季供暖加湿的目的。本文针对传统转轮除湿系统阴雨天能耗大，蓄能密度低，系统繁杂的缺点,着重于一种开式蓄能除湿空调系统，该系统结合了开式系统与吸附除湿的优点来实现蓄能除湿。本文对该系统的关键部件—蓄能除湿体的成型以及成型后性能进行了实验与理论研究。本文首先分析了现有除湿材料

4、应用于该系统的可行性。通过计算发现，在冬季除湿供暖时，硅胶材料除湿量为2g/kg(空气)时，湿空气温升约为5℃，硅胶-氯化锂除湿量为2g/kg（空气）时，其温升比硅胶要低1℃～２℃。硅胶-氯化锂复合材料最大蓄能密度达到1700kJ/kg(吸附剂)。接着，对粘合剂将吸附材料固化成型的效果进行了实验研究。发现聚乙烯醇是一种比较理想的粘合剂，使用13%的聚乙烯醇溶液为粘合剂将硅胶与硅胶-氯化钙复合材料固化成型，当聚乙烯醇含量超过30%时成型效果较好。此外，测试分析了粘合剂对吸附材料吸湿能力的影响，并成功制作了蜂窝状蓄能除湿块。搭建了固化成型吸附材料测试平台和

5、蜂窝状蓄能除湿体测试系统。通过实验测试30%和40%粘合剂含量下，成型硅胶和不同硅胶-氯化钙配比下的成型复合材料吸湿能力的变化，发现聚乙烯醇具有较好的保水能力，能够有效缓解氯化钙的液解，其对吸附材料的吸湿性能影响很小。在80℃再生，25℃吸附时，成型复合材料块在10%～90%相对湿度下，吸附量约为0.1g/g(吸附剂)至超过0.7g/g(吸附剂)。测试结果显示氯I摘要化钙的最佳含量在30%和40%粘合剂含量下分别为30%和40%。由于材料导热率不高和固化成型导致材料空隙率降低的因素，成型吸附材料的传热传质速率有所降低。对蜂窝状蓄能除湿体的测试发现，固化

6、成型的吸附材料具有较好的蓄能除湿效果，除湿量在0.5g/kg(空气)时，温升为1.5℃左右，除湿量在2g/kg(空气)～3.5g/kg（空气）时，温升为2.5℃～7.5℃，且蓄能除湿体厚度分别对应不同的最佳湿空气流速。关键字：吸附，固化成型，开式系统，聚乙烯醇，蓄能除湿II上海交通大学硕士学位论文STUTYONTHEFORMINGANDPERFORMANCEOFBLOCKADSORPTIONMATERIALINOPENINGENERGYSTORAGEANDDESICCANTSYSTEMABSTRACTAdsorptionstorageanddesicc

7、antairconditioningsystemreliesonadsorptionprincipletorealizethesolarenergystorageandconvertitintodehumidificationcapability.Thiskindofsystemcanusemoistairasworkingmediumtoachievetheaimofdesiccantcoolinginsummerandheatinghumidifyinginwinter.Inthispaper,wearefocusingonanopeningene

8、rgystorageanddesiccantsystemtoavoidtheenergycon