防水透湿膜式板式全热交换器的研究及应用

摘要

全热交换器是一种可以降低空调负荷、节约系统能耗、提高系统效率的高效节能空调产品。在西方发达国家，随着高分子材料科学的发展，具有透湿特性的透湿膜材料逐渐成为全热交换器材料市场的新宠。然而，我国对于将透湿膜材料应用于全热交换器领域中的相关研究仍然较少，近年来仅有的少量研究也主要是对由国外赞助机构提供或从国外定购的材料进行性能研究，未能真正实现全热交换器透湿膜材料的国产化。通过对目前国内外常见的防水透湿织物的特性及机理进行系统分析，与国内某科研机构联合，应用我国气体分离膜技术的最新技术成果，开发出了一种适用于全热交换器领域的新型微孔防水透湿膜层压织物（New-style Microporous Water-proof & Moisture-permeable Membrane Laminated- Fabric，以下简称NMWMMLF）。通过在标准焓差室中与日本某知名品牌全热交换器材料进行的性能对比试验结果表明，NMWMMLF是一种性能优良的全热交换器热湿交换材料，能大大提高全热交换器的效率。 传统板翅式结构是板式全热交换器芯体的代表性结构，在对其结构及特点进行深入分析的基础上，重点介绍了在结构和气流组织方式上进行巧妙改进后的矩形框架结构和钻石型结构两种新型板式全热交换器芯体结构。采用NMWMMLF作为芯材，研制出了使用矩形框架结构和钻石型结构芯体的两种防水透湿膜式板式全热交换器（Water-proof & Moisture-permeable Membrane-based Fixed-plate Exchanger，以下简称WMMFE）。通过大量试验和反复的工艺改进，制作了WMMFE的全套生产模具，实现了产品的标准化生产。WMMFE在不同运行工况下的性能对比试验表明：WMMFE潜热交换效率明显高于显热交换效率；性能参数随气流迎面风速与送排风进出口温度差和湿度差的变化而变化，且变化趋势各不相同。 全热交换器在空调系统中的应用形式与空调系统的类型和空调系统中新风引入方式有着密切的关系。对全热交换器在空调系统中应用形式的归纳和总结对带全热交换器的空调系统的设计具有极大的指导意义。