调湿板的研究与应用-工程

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1、调湿板的研究与应用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。日本已开发出多种调湿板产品，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Gel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Cacl2o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259。可以看

2、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Fig.1Theequilibriummoisturecontainofd辻ferentmaterials2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]o图2⑶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259。从图2可以拟合出相对湿度屮与板材含水量水率C的关系式:01.447440.0166(1)图2调湿板平

3、衡含水率曲线Fig.2Theequilibriummositurecontainofthehygroscopicboard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,相对湿度屮=30%〜85%范围内，相对湿度屮与绝对含湿量X的关系为4>=230Xe0.062t;[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=2.8908X10-3e0.062tC+4.7987X10-5e0.062t(3)

4、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3一维板壁质扩散示意图Fig.3Theschematicdiagramotheproblem房间湿平衡方程：(5)边界条件(6)其中对流传质系数hiri由(7)式算岀(7)初始条件：t=0,0

5、Parametersforcomputationpdry■调湿板中干材料的密度(kgdrysolid/m3);Deff-水蒸气在空气中的扩散系数(m2/s)Dair-水蒸气在空气中的扩散系数(m2/s)C・板壁含水率(kg/kgdrysolid)X0-室外空气绝对含湿量(kg/kgdryair)Xr-室内空气绝对含湿量(kg/kgdryair)him对流传质系数(m/s)pair-空气密度(kg/m3)调湿板定性尺寸(m)u■运动粘度(m2/s)q-产湿量（kg/s）u-风速（m/s）Ue■换气量（m2/s）U—房间

6、体积（m3）「时间（s）X■位置（m）xO-板厚（mm）Sc■施密特数t-温度CC）9■相对湿度S■调湿板面积（m2）参考文献：1)Zhao-FenJin,etal.ThermalandWaterstorageCharacteristicsofSuper-AbsorbentPolymerGelwhichAbsorbedAqueousSolutionofCalciumChloride[J].ThermophysicsandHeatTransferConference,ASME1998,Volume4,3-10.2)YA

7、SAKO,KMAEDA,AJINandYYAMAGE-CHI,EffectiveMoistureDiffusivityofSuperAbsorbentPolymerGelandPearlite-MortarwithGel,Asia-Oce-aniaAssociationforScienceandTechnology,Singapore,1998,359-370.3)Zhao-fenJIN,YutakaASKAO,etal.Fireresistancetestforprotectionmaterialswithhigh

8、watercontent.InternationalJournalofHeatandMassTransfer43,2000.4）荒井良延，等•吸放湿材评价七利用，日本建筑学会环境工学委员会热环境小委会第26回会议文集.1996.73-80・5）赵荣义，范存养，薛殿华，钱以明，空气调节［M］。北京：中国建筑工业出版社，19946）麦金太尔著：龙惟