膜接触器用于液体除湿及吸收式热泵的传热传质特性研究

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1、硕士学位论文膜接触器用于液体除湿及吸收式热泵的传热传质特性研究作者姓名黄伟豪学科专业工程热物理指导教师刘金平教授杨敏林教授所在学院电力学院论文提交日期2018年4月ResearchonheatandmasstransferofmembranecontactorusedforliquiddesiccantairdehumidificationandabsorptionheatpumpADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HuangWeihaoSupervisor：Prof.LiuJinpin

2、gProf.YangMinlinSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TK11+4学校代号：10561学号：201520110594华南理工大学硕士学位论文膜接触器用于液体除湿及吸收式热泵的传热传质特性研究作者姓名：黄伟豪指导教师姓名、职称：刘金平教授杨敏林教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：工程热物理研究方向：制冷空调系统的优化设计与控制论文提交日期：2018年4月23日论文答辩日期：2018年6月3日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：马晓茜委员：刘金

3、平杨敏林姚顺春楼波摘要我国不同地区的建筑能耗与所处的气候区有着紧密的关系，在北方地区，采暖和生活热水是能耗大户，而在南方地区，空调由于处理湿负荷而耗费了大量能源。建筑节能的重点是降低空调、采暖与生活热水的能耗。膜接触器由于具有传热传质比表面积大、能实现流体的间接接触等优点，在液体除湿技术和吸收式热泵技术上得到越来越多的应用。膜接触器彻底解决了传统填料塔除湿中的液滴夹带问题，并且稀溶液可在膜接触器内利用太阳能、地热能或工业余热等热能进行再生，具有能源利用率高和环保的优点。膜接触器用于吸收式热泵能实现常压下操作，简化了系统结构，降低了装置重量和设备制造成本，

4、同时具有结构紧凑、可扩展性强和节能环保的优点，并且盐溶液可以储存能量。对于空气除湿，本文将建立错流间壁式内冷型平板膜接触器的传热传质数学模型，制造该膜接触器并搭建空气除湿实验装置以进行实验验证，进而分析该膜接触器内的传热传质特性、除湿性能和除湿效率。对于流体加热，本文将设计并制造单层逆流空气隙平板膜接触器和多层六边形空气隙平板膜接触器，搭建相应的吸收式热泵实验装置并进行实验测试，进而研究不同工况对加热性能的影响。本文还将建立错流空气隙中空纤维膜接触器中共轭传热传质的数学模型，选择溶液温升和全年总成本作为优化目标，使用多目标粒子群优化(MOPSO)算法求解

5、膜接触器的共轭传热传质数学模型，分析接触器长度、接触器宽度、纤维膜外径、不同方向纤维膜间距对加热性能和全年总成本的影响，最终获得该膜接触器的最优几何参数。关键词：膜接触器；空气除湿；加热性能；传热传质；优化IAbstractTheenergyconsumptionofbuildingsindifferentregionsofChinaiscloselyrelatedtotheclimaticregionwhereitislocated.Inthenorthernregions,theenergyconsumptionforheatinganddomest

6、ichotwaterislarge.Inthesouthernregions,theenergyconsumptionforairconditioningislargebecauseofthewetload.Thefocusofbuildingenergyconservationistoreducetheenergyconsumptionofairconditioning,heatinganddomestichotwater.Membranecontactorshavemanyadvantagesintermsofliquiddesiccantairde

7、humidificationandabsorptionheatpumpduetotheirlargeheatandmasstransfersurfaceareaandabilitytoachieveindirectcontactbetweenfluidandfluid.Membranecontactorscompletelysolvetheproblemofliquidsolutiondropletscross-over.Dilutedsolutioncanberegeneratedwithsolarenergy,geothermalenergy,ori

8、ndustrialwasteheat.Membraneabsorptionhea