调湿板的研究与应用

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1、调湿板的研究与应用Studyandapplicationonhygroscopicboard摘要调湿板是一种在水泥砂浆中掺混了调湿材料的建筑板材，由于调湿材料能自动吸放水蒸气，因此，调湿板具有调节室内湿度的作用。本文调湿板中的调湿材料是高分子树脂吸收了盐溶液后形成的凝胶。文章对该类型调湿板在北京地区的应用效果进行了数值模拟，计算结果表明在北京的气候条件下，调湿板对办公型建筑的室内湿度调节有明显作用。关键词调湿；凝胶；数值计算AbstractHygroscopicboardismadeofamixtureofc

2、ementmortarausttheindoerialcanabutomaticalnedinthisplwhichabsooride.Thenidityofanondhygroscoorhumiditysorbandevay.ThehygroaperisasuprbsaqueousumericalcofficeroomipicmateriaforthehygrporatethewscopicmateerabsorbensolutiorofmputationonBeijingwa1.Itcanadjoscop

3、icmatatervaporarialmentiotpolymergecalciumchlfindoorhumscarried.Theresultsshowthatthehygrocsopicboardcana.djusttheindoorhumidityprominently.Keywordshygroscopic:gel:numericalcomputation传统的空调除湿方式低温冷凝除湿须制备低温冷冻水，能耗较大。调湿板是利用调湿材料对水蒸气的自动吸放作用调节室内湿度，调湿过程无能耗。日本己开发出多种

4、调湿板产品，并应用于博物馆、美术馆等建筑中，所使用的调湿材料主要是沸石。以高分子凝胶为调湿材料的调湿板产品尚未报道。1调湿材料Ge1的特性Gel是由高分子树脂吸收了盐溶液后形成的凝胶，其调湿原理是利用凝胶中的盐溶液对水蒸气的吸收与释放作用。常用的盐溶液为Cacl2。图1[1]是几种常用调湿材料的在不同相对湿度下的平衡含水率曲线，实验环境温度为25°Co可以看出同样的相对湿度变化范围，Gel的含水率变化要远大于沸石及硅胶，是一种较理想的调湿材料。图1不同材料的平衡含水率曲线Theequilibriummoist

5、urecontainofdifferentmaterials2数值计算金招芬等人曾用CaC12凝胶掺混到水泥、珍珠岩等材料中，制成板状作耐火材料，并测定了其水蒸气扩散系数Deff[2]。图2[3]是该耐火材料在不同相对湿度下的平衡含水率曲线，实验环境湿度为25°C。从图2可以拟合出相对湿度巾与板材含水量水率C的关系式：00-(1)图2调湿板平衡含水率曲线Theequilibriummositurecontainofthehygroscopicboard由于一定浓度的盐溶液，在不同温度下均对应相同的相对湿度，因

6、此当假设调湿板中的盐溶液仍保持该特性时(1)式适用于其它温度范围。在温度t=0〜40°C，相对湿度少=30%〜85%范围内，相对湿度巾与绝对含湿量X的关系为0=230Xe;[4](2)联立(1)、(2)便可得出绝对含湿量X与含水率C的关系式：X=X10-3eC+X10-5e(3)3数学模型图3是一维板壁质扩散示意图，x=0处与房间空气接触的表面，x=xO处是绝湿表面。基本方程：板壁一维非稳态质扩散方程：(4)图3—维板壁质扩散示意图Theschematicdiagramotheproblem房间湿平衡方程：(

7、5)边界条件(6)其中对流传质系数hin由(7)式算出(7)初始条件：t=0,0^x^xO,C=COt二0,Xr=XrO(8)4计算条件地点：北京；时间：代表年，气象数据由供热空调能耗分析用逐时气象数据生成系统Medpha得到；其它计算条件如表1所示。表1计算条件TablelParametersforcomputation房间基本情况房间体积5X5X3m3门2Xlm2窗2X2m2调湿板面积2室内温度设置4、5月24°C6、7、8月28°C9、10月24°C11、12、1、2、3月20°C室内产湿（人员产湿）人

8、数3产湿时间8：⑻〜18:00（周一〜五）产湿量（极轻劳动）20°C：69g/h，24°C:96g/h，28°C:123g/h[4]新风量8:00〜18:00（周一〜五）30m3/h.人其它时间0调湿板相关参数板厚x020mmX10-10m2/s[2]hin/s*调湿板面积为除去门窗、地板以外的内壁面积的80%。**该值是利用流体掠过平壁的对流传质公式（7），并设风速u=/s,定性尺寸＞，在常温时查