再生式除湿换热器的理论与实验研究

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1、上海交通大学博士后学位论文再生式除湿换热器的理论与实验研究姓名：葛天舒申请学位级别：博士后专业：核科学与技术指导教师：王德忠；王如竹；代彦军201105上海交通大学博士后出站报告再生式除湿换热器的理论和实验研究摘要传统蒸汽压缩式空调系统具有良好的显热负荷处理能力，基于固体吸附除湿材料发展的除湿空调具有良好的潜热负荷调节能力。本文通过将吸附干燥材料涂覆并固化于传统翅片换热器的空气换热表面，提出再生式除湿换热器(简称除湿换热器)的概念。通过理论分析表明除湿换热器可有效结合传统空调系统的显热负荷以及除湿系统的潜热负荷处理能力，在克服吸附热对除湿过程不利影响的同时，实现热湿

2、负荷的分开处理，同时具有成本低、体积小的优势。本文通过实验比较，确定优化的干燥剂金属基涂敷工艺并完成干燥剂材料的优选。在此基础上，建立除湿换热器性能测试平台，选用硅胶和吸水树脂做为干燥剂进行性能测试比较分析。实验结果在证明理论分析的同时，表明硅胶除湿换热器的性能优于吸水树脂除湿换热器。并在测试工况下分析了主要运行参数对除湿换热器性能的影响。论文发展建立了可以准确预测除湿换热器性能的一维传热传质数学模型。通过与实验结果比较发现，建立模型的最大误差不超过15％。模拟结果显示除湿过程的控制时间是一个决定系统性能的重要参数。在A刚夏季和潮湿工况下，当再生温度在50．800C

3、之间时，通过合理的控制，除湿换热器可为室内环境提供满意的送风，最大冷量分别可以达到3．5kW和3．4kW。此外，发现除湿换热器的传热传质性能随翅片间距和铜管外径的减小而提高。在上述工作基础上，提出并证明将除湿换热器应用于太阳能空调系统和传统热泵系统中的想法。通过模拟表明采用太阳能驱动的除湿换热器空调系统在模拟的温和工况下，太阳能除湿利用率的范围约为10％．30％。在我国南方高湿地区，太阳能除湿利用率要高于30％。关键词：固体干燥剂，除湿换热器，除湿空调，等温除湿，性能上海交通大学博士后出站报告THEORETICALANDEXPERIMENTALINVESTIGATI

4、oNONREGENERATIVEDESICCNTCOATEDHEATEXCHANGERABSTRACTConventionalvaporcompressionairconditioningsystemcanhandlesensibleheatefficiently,andsoliddesiccantcoolingsystemoperatingontheprincipleofadsorbpheonomenoncanrealizeindependentlatentloadhandlingcapacity．Inordertocombinethemeritsoftheset

5、wosystems。regenerativedesiccantcoatedheatexchanger,whichiSfabricatedbycoatingsoliddesiccantmaterialtOtheairsurfaceoffin．tubeheatexchanger,is．proposedinthispaper．Theoreticalanalysisbasedonschematicandphychrometricfigureshowsthatdesiccantcoatedheatexchangernotonlycanovercomethedisadvanta

6、geouseffectofreleasedadsorptionheatindehumidificationprocessbutalsocanrealizeindepentsensibleandlatentlpadhandling．Then．theoptimalfabricationprocessandselectionofdesiccantmaterialareinvestigated．Beasedonthis，anexperimentaltestriginwhichsilicagelandpolymerareadoptedasdesiccantmaterialiS

7、builtup．Experimentalresultsshowthatsilicgelcoatedheatexchangerperformsbetterthanpolymercoatedone．Also，effectsofmainoperationparametersonsystemperformancearediscussed．Aone．dimensionalheatandmasstransfermodeliSestablishedtopredicttheperformanceofdesiccantcoatedheatexchanger．ThemodeliSv