不同流型溶液除湿模块的传热传质性能对比研究

摘要

溶液除湿空调系统因其温湿度独立处理以其能够使用高温冷源处理空气的特点，在舒适性与节能性上有其独特的优点。但是溶液除湿空调的体积与重量较大，在使用过程中受到空间的制约，溶液除湿模块是溶液除湿空调机组中空气与溶液进行热质交换的装置，提升溶液除湿模块的传热传质效率能够一定程度上缩减机组的体积与重量。一般溶液除湿空调产品使用双级叉流除湿模块对空气进行处理，理论上逆流流型又有比叉流更高的传热传质性能，但是因为逆流的结构形式在高度空间上有较高的需求，其在商用空调上的发展受到制约。
　　本文以某公司的绝热型双级溶液除湿机组作为实验样机，使用氯化锂作为除湿溶液，以焓差实验室作为试验平台，对逆流和叉流两种流型的溶液除湿机组进行对比研究。同时使用基于ε-NTU的传热传质数学模型，在实际样机的基础上建立同尺寸数学模型，用以分析除湿模块内部变化过程以及分别计算两种流型的性能参数。试验通过控制溶液除湿过程的不同影响因素，分析不同影响因素下两种流型传热传质性能变化上的差异。
　　通过对比研究发现，逆流流型溶液除湿模块的传热传质性能在各个工况下均优于叉流模块。逆流流型相对于叉流流型在传热传质性能上的优势，不同影响因素下有不同的变化趋势，分析得出逆流流型模块在大流量比、较高NTU值、较高溶液质量浓度的机组中性能有更好的表现。在对比使用多级形式对两种流型性能上的提升时，得出叉流模块随着级数的提高，传热传质性能趋近于单级逆流模块。双级逆流溶液除湿模块能够一定程度上提高机组的热质交换能力，具有实际应用价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．1．1 常规空调系统存在的问题

1．1．2 溶液除湿原理

1．1．3 溶液除湿机组原理与优势

1．1．4 溶液除湿空调存在的问题

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 研究内容及方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

第2章 基于ε-NTU的传热传质数学模型的建立

2．1 溶液除湿模块热质传递过程

2．2 ε-NTU传热传质数学模型

2．2．1 逆流流型热质交换过程数学模型

2．2．2 叉流流型热质交换过程数学模型

2．2．3 溶液除湿传热传质过程控制方程

2．3 数值计算方法选择及数值计算步骤

2．3．1 离散方法的选择

2．3．2 离散格式的选择

2．4 溶液除湿传热传质数值计算过程

2．5 数值计算过程空气及溶液相关参数计算

2．5．1 氯化锂溶液等效含湿量计算

2．5．2 氯化锂溶液等效焓值计算

2．5．3 氯化锂溶液比热容计算

2．6 本章小结

第3章 溶液除湿性能试验平台介绍

3．1 溶液除湿机组平台介绍

3．1．1 溶液除湿机组介绍

3．1．2 溶液除湿模块填料介绍

3．1．3 溶液除湿溶液的选择

3．2 焓差法性能试验平台介绍

3．2．1 焓差法试验装置原理

3．2．2 焓差法试验装置设备组成

3．3 实验方案

3．3．1 实验目的

3．3．2 实验方案

3．3．3 实验步骤

3．4 本章小结

第4章 不同流型溶液除湿模块性能对比与分析

4．1 传热传热质过程评价指标定义

4．2 两种流型热质交换性能实验与模拟数据对比分析

4．2．1 溶液温度对两种流型除湿模块性能的影响

4．2．2 空气流量对两种流型除湿模块性能的影响

4．3 两种流型单级热质传质性能对比研究

4．3．1 不同溶液流量下逆流与叉流性能对比分析

4．3．2 不同空气进口温度下逆流与叉流性能对比分析

4．3．3 不同溶液质量浓度下逆流与叉流性能对比分析

4．3．4 不同空气含湿量下逆流与叉流性能对比分析

4．3．5 不同NTU下逆流与叉流性能对比分析

4．4 两种流型除湿模块不同级数性能对比

4．5 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 研究总结

5．2 不足与展望

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢