基于高分子膜的全热交换试验与数值分析

摘要

随着建筑能耗的不断增加，以及广东省能源供应紧张局面的出现，降低建筑能源消耗更加被人们重视。建筑空调系统节能的途径有很多，其中重要的一种方式就是开发和利用热回收装置。利用热回收装置对新风进行预处理，不仅可以降低能耗，而且可以改善室内空气品质，创造健康舒适的室内环境。 本文根据板翅式全热交换器的结构与高分子聚合物膜的除湿透热性能，建立了基于高分子膜的全热交换试验平台。通过以高分子聚合物膜为核心的膜全热交换器(MTHE)试验研究，以及膜全热交换器数学模型的数值模拟，对膜全热交换器预处理新风的性能进行了讨论。 本文首先指出了本课题的研究背景及实际意义，分析了当前广东省经济高速发展下建筑空调节能的重要性，回顾了热回收装置的发展过程以及国内、外的进展情况，总结了新型除湿技术包扩液体除湿、膜法除湿的研究概况。大量文献调研分析指出空调热回收装置——膜全热交换器(MTHE)是实现节能和舒适性的一个有效手段。 通过膜全热交换器中膜性能的研究，从微观角度上分析了水蒸气透过高分子聚合物膜的透热透湿机理，在此基础上建立了微观的试验理论模型。设计和建立了以膜全热交换器为核心部件的试验平台，还包括动力部分、加湿部分、绝湿升温以及测量系统的辅助部件，针对每一部分进行了效率分析。利用此试验平台，对空腔膜全热交换器、含铝箔、PVDF膜、醋酸CA膜、硝酸CN膜、含PVA铸膜液与LACl添加剂的复合膜的透热透湿性能进行了试验，根据此前的试验理论，分析和讨论了传热传质系数与流速，显热、潜热效率与气体流速的关系。 在膜全热交换器结构设计与膜的透热透湿机理基础上，建立膜全热交换器中热量和水蒸气透过高分子聚合物膜过程的数学模型，通过编程求解得出了膜两侧的温度和湿度的分布曲线，以及膜全热交换器的传热效率和传湿效率，并与试验测定的数值进行了对比，得到了高分子聚合物膜传热传湿系数。 膜全热交换器可以降低空调的运行负荷，缓解大中城市的用电高峰的压力，同时为人们创造一个舒适性良好的健康环境，应用前景广阔。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：物理量名称及符号表

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第一章　绪论

第二章 膜全热交换的试验研究

第三章膜全热交换试验理论分析

第四章试验结果与分析

第五章　膜全热交换器热湿模型的建立求解

结论与展望

攻读学位期间发表的与论文内容相关的学术论文

致谢