逆流热源塔传热传质模型建立与凝水调节的可行性

为探讨通过调节运行参数对热源塔内凝水量进行控制的可行性,在建立逆流热源塔内溶液与空气间热质传递数学模型并对其验证的基础上,深入研究了以乙二醇水溶液为工作介质热源塔的入塔空气湿度和入塔溶液温度对塔内凝水量的影响规律.结果表明:当热源塔入塔空气含湿量从4.9 g/kg减小至2.2 g/kg时,塔内凝水量从1.98 g/s减小至-0.40 g/s;当入塔溶液温度从-5℃升高到-1℃时,塔内凝水量由0.56 g/s减小至-0.07 g/s.通过降低入塔空气湿度或者提高入塔溶液温度,可减少热源塔内凝水量,甚至实现溶液浓度再生,从而为减少系统溶液再生需求,高效解决热源塔热泵的溶液再生问题提供了新思路.     

入口空气参数对除湿/再生性能的影响

基于溶液除湿技术,通过数值模拟,分析除湿器/再生器入口空气参数对空调机组性能及运行能耗的影响,提出溶液除湿空调在不同气候条件下的节能措施.结果表明,随着除湿器入口空气温湿度降低,吸湿溶液的流量呈非线性下降趋势,再生能力随再生器入口空气含湿量的降低而增强,所依赖的再生热源温度也随之下降.     

LiCl溶液吸收除湿器的实验与模拟

建立了一套以LiCl水溶液为吸收工质的逆流绝热填料塔吸收除湿装置,在处理空气含湿量为14～20g/kg,处理空气流速为1.0～1.2m/s,空气温度为26.0～34.0℃,溶液入口质量分数为0.340～0.400,溶液入口温度为25.0～34.0℃,溶液入口流量为70～230?L/h的条件下,进行了溶液吸收除湿实验研究,通过改变溶液与空气的入口参数,获得空气出口温、湿度的变化状况。建立了过程的热质传递模型,比较模拟数据与实验数据,验证了理论模型有较好的适用性。应用模型对溶液除湿过程进行了模拟分析,预测了除湿过程的操作优化条件。实验结果与模拟数据对溶液吸收式除湿系统的性能分析与工程设计提供了帮助与指导。     

基于理想除湿效率的液体除湿空调系统性能影响因素分析

以质量守恒、能量守恒定律为基础,提出液体除湿空调系统理想除湿效率的概念.建立数学模型并结合已有实验研究,对空气和盐溶液的质量流量、入口温度及入口含湿量、入口浓度等因素与系统溶液除湿性能之间的关系进行了分析.结果表明:虽然单一增大溶液质量流量或减小空气质量流量都可以增大系统液气比,但这两种情况中系统除湿效率的增长规律是不同的;在不同液气比下,理想除湿效率均随空气含湿量的增大呈现出先增大后减小的规律;液气比越大,理想除湿效率变化转折点所对应的空气含湿量越大;除湿效率将随溶液入口浓度增大而增大,而空气入口温度及溶液入口温度对除湿效率无显著影响.文中结果校正或拓展了已有的研究结果,并更加精细、合理.     

基于中高温冷凝热再生的溶液再生器模拟

为探究不同入口参数对溶液除湿再生量的影响,提出一种溶液除湿与中高温热泵耦合的空调系统,将中高温热泵的冷凝热应用于溶液除湿空调系统的溶液再生。通过建立溶液除湿再生器仿真计算模型,研究了不同入口溶液和空气参数下溶液出口浓度和再生器内温度分布情况,并与中低温冷凝热再生进行对比。结果表明:随着空气入口侧风量、溶液入口侧温度、溶液入口侧流量的增加再生量呈上升趋势;随溶液入口侧浓度的增加再生量呈下降趋势;在80℃附近的冷凝热溶液再生量比40℃时高1. 5～1. 9 g/s。     

冬季工况下入口参数对再生器性能的影响

由于缺少再生器在冬季工况下的性能数据,再生器的设计、运行等都无法根据冬季工况进行.为此,文中搭建了冬季工况下再生器入口空气和溶液参数对再生器性能影响的实验台,得出再生溶液为LiCl溶液时入口空气和溶液参数对再生器出口空气及溶液参数的影响规律如下:出口空气温度、出口溶液温度及出口空气含湿量随入口溶液温度和入口空气温度的升高、入口溶液质量流量以及入口空气含湿量的增大而提高,随入口空气质量流量的增大而降低;增大入口溶液中LiCl的质量分数会使出口空气温度和出口溶液温度升高,而使出口空气含湿量减少.文中还建立了再生量和再生效率的关联式,该关联式可用于冬季工况下再生器的设计、运行及性能研究.     

冬季工况下溶液再生器性能的实验研究

针对溶液再生器冬季工况下的性能数据缺少问题,搭建了冬季工况下再生器性能实验台,实验研究了再生溶液为LiCl溶液时空气入口温度、空气入口含湿量、空气流量以及溶液入口温度、溶液入口浓度、溶液流量对再生器性能的影响,采用再生量和再生效率为评价再生器性能的指标.结果表明:在本实验的工况范围内,增大溶液流量,能够提高再生量和再生...     

逆流太阳能溶液集热/再生器再生效率实验分析

对1 m×2 m×0.35 m逆流太阳能溶液集热/再生器进行实验研究,分析了影响太阳能溶液集热/再生器再生效率的各种影响因素.实验研究发现,常温溶液再生存在明显两段式分布,溶液再生效率随空气流量的增加先增后减,存在最大值;溶液再生效率随溶液流量增加而递减.加热溶液综合再生效率升高;而加热再生用空气其综合再生效率下降.采用含湿量为20 g/kg再生用湿空气的再生效率比用含湿量为10 g/kg的再生用湿空气的再生效率小0.16.随着太阳辐射强度的提高,溶液再生效率也相应增加.因此,逆流太阳能溶液集热/再生器应在空气较干燥、太阳辐射强度较高时运行,并选取适合的空气流量.     

太阳能集热型溶液再生器性能实验研究

采用CaCl2溶液、LiCl溶液、质量比1∶1的CaCl2和LiCl混合溶液,研究了空气入口温度、含湿量、空气流量、溶液流量、溶液进口温度、进口浓度对集热型再生器性能的影响.实验结果表明:较低的溶液进口浓度和空气入口含湿量以及较高的溶液进口温度能够增加再生量;而空气入口温度升高时,再生量仅略有增加;CaCl2溶液的再生性能最优,1∶1混合溶液次之,LiCl溶液的再生性能最差.     

溶液调湿空调冬季加湿特性实验

目的研究溶液调湿空调冬季加湿特性,改善空调系统冬季加湿性能.方法搭建溶液调湿空调系统,在冬季工况下进行实验测试,分析溶液入口参数、空气入口参数对调湿式空调加湿性能的影响规律;采用加湿量和加湿效率评价指标对其加湿性能进行评价分析.结果加湿效率和加湿量随着溶液流量和进口空气温度含湿量的增加而增加;加湿效率和加湿量随着空气含湿量和进口溶液质量分数增加而下降;进口空气流量的增加使得加湿量增加而加湿效率减少.结论适当增加溶液流量和进口空气温度含湿量可以改善溶液调湿空调冬季加湿性能.     

Moisture transfer resistance method for liquid desiccant dehumidification analysis and optimization

The concepts of entransy, entransy dissipation and transfer resistance are introduced into liquid desiccant dehumidification analysis to reveal the irreversibility and moisture transfer resistance between moist air and liquid desiccant.By analyzing a typical water (vapor) transfer process coupled with heat transfer, we define the concepts of mass entransy of water and its dissipation, derive the expression of moisture transfer resistance (MTR) that reflects the irreversibility of water transfer during dehum...     

Applications of membrane distillation technology in energy transformation process-basis and prospect

Membrane distillation technology is a new type of efficient separation technology that combines traditional distillation technology and membrane separation technology. In the study, applications of membrane distillation technology in thermal engineering and refrigerating engineering with typical energy transformation process were presented. Desorption and regeneration process of saline solution by vacuum membrane distillation was proposed on the basis of the concentration and separation properties of membrane distillation. Membrane distillation technology could be used in lithium bromide absorption refrigeration system, energy storage system, and the regeneration process of liquid desiccant solution in temperature-humidity independent control air-conditioning system. The aim of the applications was to use the low-grade energy such as waste heat, solar energy and geothermal energy adequately and to improve the available temperature difference of heat source. According to latent heat transfer and thermal conduction across the membrane in direct contact membrane distillation process, a novel membrane heat exchanger with both heat transfer and mass transfer processes was proposed. The heat exchanger could be used as the solution heat exchanger of lithium bromide absorption refrigeration system and as the special heat exchanger that recovered heat and pure water simultaneously. Some feasible process flows about the applications of membrane distillation technology to energy transformation process were listed and analyzed. Finally, future research emphases were indicated.     

填料式液体除湿系统传递过程理论解及验证

通过将交叉流填料式液体除湿系统的热质传递过程抽象为空气和溶液均可以横向混合的,并且可将两液体的传递过程分别化为一维来分析的问题进行处理,建立了描述该过程的数学模型,经合理简化,推导出该数学模型的一种近似解析解,并对此解析解进行了实验验证。     

太阳能平板降膜再生过程的数值模拟

针对太阳能平板集热型再生器中辐射传热和对流传热边界条件,建立了传热传质过程的数学模型,对采用氯化钙溶液的再生过程进行了数值模拟分析,对影响再生过程的各种主要因素做了较详尽的分析.模拟结果表明,较低的溶液入口质量分数和空气入口含湿量以及较高的溶液入口温度能够增大溶液表面和空气间的水蒸气压力差;而增大空气流动Re数和空气/溶液质量流量比可以提高空气、溶液间水分传质系数.采用这些措施都能够得到更好的再生效果.     

溶液除湿系统在极端热湿气候区的最佳除湿回流比计算

溶液除湿系统具有高效、温湿度独立控制、相较于常规空调冷凝除湿灵活与节能等优点,在高温高湿的环境下能够发挥极大的优势。提高溶液除湿系统的循环性能是解决极端热湿气候区高湿等问题的有效手段,为研究溶液除湿系统如何在极端热湿气候区通过优化循环结构来提高系统性能,以永暑礁为例,分析绝热型叉流除湿器与再生器的运行参数及联合循环方式,研究除湿自循环+级间循环模式的溶液除湿(SD-SIC)系统最佳回流比。通过对除湿器与再生器模型进行数值计算表明：定风量SD-SIC系统最佳回流比为0.8,在该回流比下系统平衡时的除湿/再生量、除湿效率、溶液总能耗密度分别：4.69 g/s、60.53%、72.85 kW·kg/s,分别是SD-IC系统的2.2倍、1.2倍和0.6倍;调节除湿回流比可作为定风量工况SD-SIC系优化空气-流量匹配的方法：在定风量工况下,除湿回流比可以将除SD-SIC系统往最佳流量配比下的SD-IC系统优化,且比SD-IC系统更加节能。可见SD-SIC系统拥有良好的节能潜力,可为极端热湿气候区溶液除湿系统运行策略的优化提供参考。     

水平管降膜换热器性能规律研究进展

水平管降膜换热器具有热质传递效率高、阻力小、结构简单等优点，被广泛应用于化工等传统领域及能源利用的节能减排领域。降膜换热器内部发生复杂的流动及传热传质相互耦合过程。介绍了实验及模拟研究手段的进展，综述了不同操作参数（气体温度、流向及流量，溶液流量、温度及浓度，内部媒介流量及温度等）与结构参数（管径、管间距等）对水平管降膜管间流型、液膜厚度与润湿性等流动特性的影响规律，以及对蒸发传热特性、吸收传热传质特性等换热器性能的影响规律，包括整体性能和局部微细特征，为水平管降膜换热器的性能优化提供理论支撑。指出在不同气流特征以及多因素相互作用下多维度的局部流动与传热传质性能的耦合影响规律以及强化换热手段会是水平管降膜换热器未来研究的重点方向。     

蓄热换热的温度分布与热饱和时间的数值模拟研究

在计算流体力学数值分析软件基础上，运用数值方法模拟了陶瓷蜂窝蓄热体的蓄热换热过程，得到了蓄热体及气体的轴向温度分布曲线，分析了温度随时间的变化规律，同时讨论了换向时间、烟气入口温度、蓄热体高度、蓄热材料比热等参数对热饱和时间的影响，为进一步研亮蓄热式换热机理提供了初步的理论依据．     

除湿转轮的数学模型及瞬态响应性能实验

建立了除湿转轮的传热传质模型,模型中考虑了基体材料蓄热对传热传质的影响;搭建了进行变风量运行工况下转轮瞬态响应性能研究的实验台．模拟并实验研究了变风量运行方式下除湿转轮的瞬态响应性能,对转轮数学模型的可靠性进行了验证,对除湿空调系统可节省的显热负荷进行计算．结果表明,处理风速阶跃减小时,处理空气出口相对湿度随时间逐渐减小,温度升高,再生空气温度和相对湿度分别呈小幅上升和减小的趋势,响应时间约1h;风速阶跃增加时,处理空气出口相对湿度随时间增大,温度降低,再生空气温度和相对湿度相应呈小幅下降和增大的趋势,响应时间约40min．计算表明,变风量运行方式可节省除湿空调系统显热负荷约20%,若通过调节再生风速和风温,可进一步节省显热负荷约13％．模拟的瞬态响应曲线与实验曲线较为一致,模拟误差在10％以内．