除湿转轮的传热传质特性研究

发布时间：2020-05-05 01:35

【摘要】：利用环境空气作为工质,水为制冷剂的转轮除湿空调系统,因其具有节约能源、保护环境等优势而逐渐受到人们关注。作为转轮除湿空调系统中的核心设备,除湿转轮的性能直接影响了系统的除湿量和制冷量,而除湿转轮性能主要取决于吸附剂材料、转轮基体结构、处理空气进口参数和再生空气进口参数。因此,研究运行参数和结构参数对除湿转轮性能的影响有利于优化除湿转轮的设计和提高转轮除湿空调系统的运行水平。通过搭建除湿转轮实验平台,实验研究了处理空气进口温度19～34℃、处理空气进口含湿量8～18g/kg、处理空气进口风速2.5～4.7m/s和再生空气进口温度60～120℃四个主要运行参数对除湿转轮处理空气出口含湿量和出口温度的影响,并采用除湿量,除湿率,显热变化量,显热能效比和除湿能效比五个指标评价了除湿转轮的性能。基于湿分以液体和蒸汽形式存在于孔隙空间中的非饱和多孔介质理论,建立了除湿转轮单个波纹状通道的三维非稳态传热传质模型。数值模拟研究了处理空气进口温度、处理空气进口含湿量、处理空气进口风速、再生空气进口温度、基体转速、再生角度以及空气流向七个参数对单个波纹状通道传热传质的影响。结果表明硅胶除湿转轮的最佳转速为12r/h;转轮基体再生角度越大,吸附剂被再生越彻底,处理空气出口含湿量越小,而处理空气出口温度随之增大;除湿转轮的相反流向除湿能力明显优于平行流向除湿能力,而相反流向的处理空气出口温度高于平行流向的处理空气出口温度。基于波纹状通道模拟结果分析,波纹状通道从再生区刚进入除湿区时,波纹状通道的处理空气出口含湿量不降反增,同时处理空气出口温度受基体热影响明显,因而对再生角分别为90°、135°和180°的除湿转轮设置预冷区进行优化。最佳预冷区角度按照最大除湿优化率指标选取,结果表明:再生角90°的除湿转轮的最佳预冷区角度为30°,与无预冷区的除湿转轮相比,除湿量增加了6.0%,显热变化量减小了29.3%,再生空气加热量减小了 26.8%;再生角135°的除湿转轮的最佳预冷区角度为21°,与无预冷区的除湿转轮相比,除湿量增加了 4.9%,显热变化量减小了26.1%,再生空气加热量减小了 14.3%;再生角180°的除湿转轮预冷区角度为18°,与无预冷区的除湿转轮相比,除湿量增加了 1.4%,显热变化量减小了20.4%,再生空气加热量减小了9.9%。
【图文】：

示意图,再生模型,气流,示意图

西安科技大学硕士学位论文一侧涂抹吸附剂层。实验和数值模拟结果表轮。转轮由再生区刚进入除湿区时，处理空气的湿转轮没有对空气除湿，反而加湿了空气。如图 1.1 所示。研究结果表明进口速度在 1m率，并且当改变再生温度、进口温度等运行型具有更佳的除湿效果。

除湿转轮,工作原理图

西安科技大学硕士学位论文2 除湿转轮技术与传热传质理论1 除湿转轮技术1.1 除湿转轮工作原理空调具有除湿功能，但空调在处理 7℃以下露点需求时，有其局限性，而转轮术可以解决机器露点在 7℃以下的超低湿度要求。目前，市场上除湿转轮的种类：氯化锂除湿转轮，硅胶除湿转轮，，分子筛除湿转轮，低温再生除湿转轮等。轮由一种蜂窝状的高效吸附材料做成，当含水量比较高的空气通过除湿转轮的道时，大部分水分被吸附材料吸附，当吸附材料吸附的水分达到饱和后，便会附，所以需要有一个再生装置来再生。除湿转轮主要由支撑结构、吸附转轮、、电机，处理风机和再生风机所组成。除湿转轮的工作原理如图 2.1 所示。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU83

【参考文献】