溶液除湿系统内冷型除湿器性能的模拟研究

摘要

在许多的工艺环境中，空气湿度不仅影响着产品的质量，而且还会对我们的财产安全造成不可估量的损失。目前，应用在空调领域的新型除湿方式是溶液除湿，溶液除湿系统可以充分利用工业余热和太阳能，因此可以很好的节约能源。此外，由于除湿剂是盐溶液，所以还可以对空气进行净化，使空气品质得到提高。对于溶液除湿器的研究，大部分学者都是在绝热的环境下对除湿溶液与空气之间的传热传质过程进行研究，但绝热型溶液除湿器中由于溶液温度的升高而降低了除湿效率，因此，本课题研究的主要对象是溶液除湿系统中的内冷型溶液除湿器，本文主要开展了以下研究工作。
　　首先，除湿溶液、空气及冷却水是构成内冷型溶液除湿器的三要素，在它们之间进行着复杂的传热传质过程，所以根据内冷型溶液除湿器的特点，建立除湿器的数学模型，提出假设条件及边界条件，并讨论了数学模型的网格独立性。接着使用文献中的实验数据来验证模型。从结果来看，模拟预测的结果与实验结果吻合度很高，误差均在15％以内，说明建立的数学模型具有较高的可靠度，这为后续的内冷型溶液除湿器的模拟研究提供了可靠的工具。
　　其次，基于建立的数学模型，模拟研究了溶液温度、溶液浓度、溶液流量、空气流速、空气含湿量、空气温度及冷却水温度对内冷型溶液除湿器传热传质的影响。结果表明，除湿溶液的温度较低及浓度较高时、空气中的含湿量较大时、空气流速较小时及冷却水温度较低时都可以提高内冷型溶液除湿器的除湿量，但溶液的浓度不能太大，否则会引起溶液结晶。此外，通过增大溶液流量的方式来提高除湿器的除湿量收效甚微。空气温度对内冷型溶液除湿器除湿量的影响较小。在未来的内冷型溶液除湿器的改造中，应该考虑降低底部区域的温度。
　　最后，选择除湿效率作为评价内冷型溶液除湿器性能的准则，对比研究了应用在我国不同气候地区典型城市的内冷型溶液除湿器的运行规律。结果表明，当内冷型溶液除湿器应用在哈尔滨和昆明地区时，除湿溶液的浓度要尽可能高、温度要尽可能低，甚至当溶液浓度达到一定的高度时，哈尔滨和昆明地区的除湿器的除湿效率会赶上广州地区的除湿效率。当内冷型溶液除湿器应用在哈尔滨地区时，不宜通过增大溶液流量的方式来提高除湿效率，当应用在昆明及广州地区时，可以适当的增大溶液流量。当空气流速较小时，内冷型溶液除湿器的除湿效率更高，应用范围更广。为了提高除湿器的性能，除了要取较低的冷却水温度以外，除湿器的尺寸还要比较高。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 除湿方式的介绍

1．3 国内外研究进展

1．3．1 国内研究进展

1．3．2 国外研究进展

1．4 课题研究的目的、意义和存在的问题

1．4．1 课题研究的目的

1．4．2 课题研究的意义

1．4．3 目前存在的问题

1．5 课题研究的内容

1．6 课题研究的步骤

2 溶液除湿系统

2．1 溶液除湿系统简介

2．2 除湿剂

2．3 溶液除湿器

2．3．1 绝热型溶液除湿器

2．3．2 内冷型溶液除湿器

2．4 溶液再生器

2．4．1 绝热型溶液再生器

2．4．2 内热型溶液再生器

2．4．3 直接、间接型溶液再生器

2．5 小结

3 内冷型溶液除湿器数学模型的建立

3．1 数学模型

3．2 假设条件

3．3 边界条件

3．4 控制方程

3．5 模拟系统的选择

3．6 网格独立性讨论

3．7 数学模型正确性验证

3．8 小结

4 不同参数对内冷型溶液除湿器性能的影响

4．1 溶液温度对内冷型溶液除湿器性能的影响

4．2 溶液浓度对内冷型溶液除湿器性能的影响

4．3 溶液流量对内冷型溶液除湿器性能的影响

4．4 空气流速对内冷型溶液除湿器性能的影响

4．5 空气含湿量对内冷型溶液除湿器性能的影响

4．6 空气的温度对内冷型溶液除湿器性能的影响

4．7 冷却水温度对内冷型溶液除湿器性能的影响

4．8 小结

5 不同气候地区典型城市除湿器性能的模拟比较

5．1 内冷型溶液除湿器性能评价准则的定义

5．2 典型城市溶液浓度对除湿器性能影响的对比分析

5．3 典型城市溶液温度对除湿器性能影响的对比分析

5．4 典型城市溶液流量对除湿器性能影响的对比分析

5．5 典型城市空气流速对除湿器性能影响的对比分析

5．6 典型城市冷却水温度对除湿器性能影响的对比分析

5．7 小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果