热泵气扫式膜蒸馏装置再生除湿溶液性能研究

除湿溶液对水蒸气有强烈吸收性,在空调、干燥等领域都有广泛应用,除湿溶液吸收一定量水蒸气后浓度下降,吸湿能力减弱,需要进行再生;针对沸腾蒸发再生方法需要配备真空设备、表面蒸发再生方法存在溶质损耗、电渗析法再生能耗较高等问题,设计了热泵结合气扫式膜蒸馏的除湿溶液再生装置,具有再生过程常压运行、除湿溶液无损耗、再生能耗低等特点;介绍了装置的流程和工作循环,给出了装置的特性方程,计算分析了装置关键影响因素如膜孔直径、除湿溶液浓度、除湿溶液温度、吹扫气流速对装置性能指标(单位膜面积再生速率、再生能耗比)的影响规律;建立热泵气扫式膜蒸馏实验装置对质量分数40%的溴化锂溶液在34.2℃进行了再生实验测试,表明单位膜面积再生速率可达0.55kg/(m^(2)·h),再生能耗比可达3.61kg/kWh,具有较好的应用优势。

基于除湿溶液的冷电联储系统分析

储能新技术的需求日益增加。结合反向电渗析释电技术、缓压渗透释能技术和溶液除湿技术,文章提出了基于除湿溶液潜热蓄冷和反向电渗析或缓压渗透释电的冷电联储系统,分析多种循环工质性质,氯化锂为循环工质最好。建立了系统储能密度计算方法。分析计算了不同操作浓度下的冷、电储能密度,结果表明与传统抽水蓄能相比联储系统具有较高的储能密度,最优情况下可以达到1550MJ/m3。该系统为建筑节能以及可在生能源存储提供了新的技术选择。

两种除湿溶液的再生性能对比实验研究

该文旨在比较LiBr和LiCl溶液的再生传热传质性能。通过搭建的溶液再生实验台,分别采用LiBr和LiCl溶液实验测试了一系列在溶液调湿空调的再生器中常见的工况;整理再生实验数据,针对评价传热传质性能的指标——再生量,拟和了经验公式,通过经验公式可以计算出实验范围内任意工况下的传热传质性能;再生量是衡量传热传质性能的最直观指标,进口参数等效时,LiBr和LiCl溶液的再生量差别很小,在进口溶液浓度较低(LiBr溶液在40%～43%)时,LiCl溶液的再生量较高;而进口溶液浓度较高(LiBr溶液在48%～50%)时,LiBr溶液的再生量略高。

除湿溶液蒸汽压的研究

除湿溶液表面蒸汽压的大小直接影响液体除湿空调系统的性能 ,在常用的除湿剂中由于氯化钙的价格低廉 ,是一种比较经济的除湿剂 ,但它的缺点是蒸气压比较高 ,除湿效果不稳定 ,而氯化锂的价格高 ,水蒸气压较低且稳定 ,是一种性能非常优良的除湿剂。为了提高除湿溶液的除湿性能和降低其价格 ,可以把两种除湿剂按不同的比例进行混合 ,就可以得到性价比比较好的除湿溶液。文中应用经典热力学理论研究了常用除湿溶液表面蒸汽压的形成机理。对氯化钙、氯化锂及其混合溶液表面蒸汽压进行了计算 ,计算结果和实验结果非常接近 ,认为该方法可以用来较准确的估算各类除湿溶液的蒸汽压 。

基于喷射制冷和除湿溶液再生的复合冷源系统优化及应用

结合低温工业余热特点和夏季空调系统温、湿度调节需求,该文根据梯级用能原理提出基于喷射制冷和除湿溶液再生的复合冷源系统,以实现工业余热的回收利用。采用数值模拟手段分析低温工业余热温度、冷冻水温度和热湿比对该复合冷源系统性能的影响。研究表明,随着低温工业余热温度和冷冻水温度的升高以及热湿比的降低,该复合冷源系统的COP增大。该复合冷源系统的COP在热湿比较大的条件下,主要受喷射制冷子系统性能的影响;在热湿比较小的条件下,主要受除湿溶液再生子系统性能的影响。该复合冷源系统具有较大的节能潜力和较好的环保效益,可用于高效回收低温工业余热。

基于吸收式制冷和除湿溶液再生的复合冷源系统

结合吸收式热泵和溶液除湿技术特征,提出了基于吸收式制冷和除湿溶液再生的复合冷源系统。以中央空调常规冷源系统为比较基准,分析了新型复合冷源系统的年供冷性能系数、供冷成本和减排效益。案例分析结果表明,当输冷距离为5km,废热价格为 20元/GJ 时,新型复合冷源系统的年供冷性能系数达23.9,供冷成本为115.6元/GJ。与常规冷源系统相比,新型复合冷源系统年供冷性能系数提高了175%,供冷成本降低了33%,年电耗量降低了77%,可实现深度利用工业废热,大幅降低电网夏季负荷压力。新型复合冷源技术为高效供冷和工业废热深度利用提供新思路。

除湿溶液表面蒸汽压的实验研究

建立了动态法测量除湿溶液表面蒸汽压的实验台,测量了LiCl溶液、CaCl2溶液及不同配比的LiCl和CaCl2混合溶液的表面蒸汽压。结果显示,随着LiCl在混合溶质中质量分数的增加,对降低溶液表面蒸汽压的作用逐渐减小。综合分析除湿工况下混合溶液的表面蒸汽压及其成本,认为50%CaCl2+50%LiCl混合溶液是一种性能优良、价格合理的液体除湿剂。

利用冷凝热再生低浓度除湿溶液的实验研究

为了获得系统重要运行参数对利用冷凝热实现低浓度除湿溶液再生性能的影响,本文在热泵驱动溶液除湿空调系统实验平台上,以低浓度的Li Cl水溶液作为再生盐溶液,再生量和冷凝热利用率作为再生性能的评价指标,对利用冷凝热实现溶液再生过程进行了实验研究。结果表明:空气流量、温度和溶液流量、温度的增加都有利于提高再生量。在夏季典型工况下,当溶液浓度为21.20%~24.91%时,冷凝热利用率在0.416~0.507波动,降低溶液浓度有利于提高冷凝热利用率。并根据实验数据拟合出了利用冷凝热再生除湿溶液过程中的耦合传热传质系数关联式,为后续如何在溶液再生过程中充分利用冷凝热提供了实验依据。

基于热管传热的除湿溶液真空再生过程实验研究

溶液再生是溶液除湿的一个关键过程,其效率直接影响整个系统的性能。本文设计了一种利用热管传热传递(40~80℃)电厂低温余热驱动除湿溶液再生的装置,并对质量分数为30%~45%的氯化钙除湿溶液进行再生实验,以水分一次分离率作为衡量溶液再生性能的指标。结果表明:利用热管传热可以实现40~80℃低位热源在真空环境下高效再生氯化钙除湿溶液;再生溶液微小流量时真空再生器内的平衡压力主要受冷却水温度制约,温度越低压力越低;水分一次分离率均随热源温度的提高而提高,当热源温度由60℃提高到70℃,呈跳跃式显著增加;由于氯化钙溶液特殊的吸水性分子结构,溶度逐渐升高时会明显减弱水分一次分离率,可通过控制降膜速度显著改善水分一次分离率。

一种用于除湿溶液的新型太阳能耦合再生系统

为了提高太阳能溶液再生系统的运行可靠性,提出了一种用于溶液除湿空调系统的新型太阳能溶液耦合再生系统.分析了该系统的工作原理,建立了该系统的耗能模型,并与传统太阳能溶液热再生系统进行了对比研究.研究结果表明,在2种运行模式下,太阳能耦合再生系统与太阳能热再生系统相比具有较大的节能优势.在太阳能耦合再生系统运行模式下,太阳能集热/再生器出口处溶液浓度对太阳能耦合再生系统耗能的影响最大.在系统设计过程中,应将太阳能集热/再生器出口处溶液浓度设计得尽可能小.此外,太阳能集热/再生器的再生效率对太阳能耦合再生系统的耗能也有较大的影响.

一种新型溶液除湿空调系统能耗及应用分析

传统空调系统通常采用温湿度联合处理的方式,该方式存在舒适性差、能源消耗大等问题。针对以上问题,提出一种利用复合直接蒸发冷却制冷水的溶液除湿空调系统,该系统可以有效节省功耗,符合节能减排的发展趋势。在研究过程中,以某办公楼为研究对象,利用TRNSYS仿真软件建立该系统,研究其在制冷季7—9月的能耗,分析其节能性及适用性。结果表明:当空调新风系统使用太阳能热水作为再生热源时,总供热能耗为6.1×10^(5)kW·h,总耗功为8.73×10^(4)kW·h。相比于传统空调系统,节能率达到55.2%,为降低空调系统能耗提供了新思路。

基于溶液除湿的新型粮食干燥设备设计及特性分析

我国每年因粮食霉变等原因造成的损失巨大,粮食干燥是实现安全储藏的重要环节之一。另外,随着对粮食品质要求的不断提高,低温通风除湿干燥成为一个主要发展方向。溶液除湿技术相比于冷凝法去湿,具有除湿效果好、温湿度控制精确、节能等优势,应用日益广泛。该设计以“绿色、健康、生态”粮食储藏为理念,开发了基于溶液除湿的新型粮食干燥设备,并通过实验,对机组性能进行了分析。实验证明,不同环境空气工况下,机组出口空气参数达到了设计要求。该系统以电能驱动,并利用冷凝废热驱动溶液循环,系统制冷性能系数(coefficient of refrigeration performance,COPC)可达4.20以上、除湿性能系数(dehumidification coefficient,COPD)不低于3.1,与冷凝法低温干燥机相比可节能50%以上,与烘干机相比可节能20%左右,节能效果显著。从环保、储粮品质的提升、系统节能考虑,该设备具有较大优势,市场应用前景广阔。

静电场对调湿盐溶液-空气界面及粒子作用影响机理

为探索静电场作为强化气液界面能质传递新方法的可行性,研究了静电场强化盐溶液-空气体系能质传递的微观机理.以质量分数为50%的溴化锂溶液为例,运用分子动力学模拟方法定量分析了强度为0~1 V/nm的静电场作用下界面结构特性、粒子间相互作用及输运性质的变化.结果表明,外加静电场可以增加气液界面区域厚度,影响水分子取向,从而增加水分子参与到能质传递过程中的概率;外加静电场还可以减弱粒子间相互作用力,减小表面张力,破坏界面层氢键结构,从而减弱相际能质传递阻力.在多因素共同作用下,气液界面水分子自扩散系数增大,从而强化相际能质传递.因此,外加静电场通过调控界面结构及分子行为,成为调湿盐溶液-空气体系能质强化的新方法.

预冷除湿/预热再生型溶液除湿空调系统实验研究

提出了一种预冷除湿/预热再生型溶液除湿空调系统,利用热泵的低品位热能预处理溶液,同时使用温度18℃、浓度27%的低温低浓度溶液作为除湿溶液.通过实验研究了除湿侧溶液预冷、再生侧溶液预热后对系统除湿/再生性能的影响,以及系统采用低温低浓度溶液后整体性能的变化规律.结果表明:(1)随着预冷后除湿溶液温度降低,空气含湿量差和除湿效率分别提升16.3%和6.4%;随着溶液流量的提升,空气含湿量差和除湿效率分别上升22%和20%.(2)随着预热后再生温度的升高,再生量由0.132 g/s增加到0.414 g/s,再生热效率由0.196增加到了0.397.预热后再生溶液流量上升时,溶液再生量提升近13%;再生热效率提升6%左右.(3)相较于常温高浓度溶液,系统采用低温低浓度溶液后除湿能力基本不变,除湿前后空气的温降增大,运行成本降低了23%.研究结果为高温高湿地区溶液除湿系统整体性能提升提供了可行的解决方案.

耦合溶液除湿的二氧化碳制冷系统性能仿真

二氧化碳具有环保、稳定性好、制取成本低等多种优势,被认为是比较理想的取代当前使用的HCFCs和HFCs的制冷剂。然而,跨临界二氧化碳制冷循环由于高压问题导致循环效率较低,并且冷凝除湿效率低下。为了解决上述问题,论文提出了一种耦合了溶液除湿系统的跨临界二氧化碳压缩式制冷系统,并进行了理论模拟和分析。发现在不同工况下,该系统相比单独的二氧化碳制冷循环系统,效率可以提高10%~80%。表明其拥有广阔的发展潜力和应用前景。

太阳能-地热能复合利用的溶液除湿空调系统研究

针对传统空调系统采用温湿度联合处理的方式而导致的舒适性差、能源消耗大等问题,以南昌市某建筑为研究对象,利用TRNSYS仿真软件建立太阳能-地热能复合利用的溶液除湿空调系统数学模型,并分析集热器面积及埋管数量对系统性能的影响,在此基础上选取合适的参数对系统全年运行工况进行模拟。同时针对夏季室外新风含湿量波动较大的问题,提出对新风采取分流处理的解决方式。结果表明:在制冷工况下,室内平均温度为26.1℃,相对湿度在50%~65%之间;在供暖工况下,室内平均温度为19.2℃,相对湿度大部分处于40%~60%之间,能够很好地控制室内热湿环境。供暖和制冷季节能效比分别为6.2和4.5,全年性能系数为4.7,明显高于传统的空调系统。

新型溶液除湿新风系统解析模型及NTU性能分析

优化节能型空调系统设计可以减少能源消耗。提出一种复合直接蒸发冷却制冷水的溶液除湿新风系统,以办公室为例建立并验证系统设备解析模型,借助Matlab研究主要装置NTU对系统性能的影响。研究表明:在满足室内温湿度的情况下,系统能效比可达到0.65;除湿/再生装置NTU增加到3之后,对系统性能影响不大;除湿器Ⅰ在较大溶液流量下,增大NTU使送风温湿度更容易满足要求,能效比较高;蒸发/表冷器NTU增大使送风温度变化比较明显。系统设计及优化结果为该种溶液除湿新风系统的实际应用提供参考。

基于疏水微孔膜的溶液除湿型地冷空调研究

针对地冷空调室内空气常规除湿方法能耗较高、可能污染室内空气等问题,设计了基于疏水微孔膜的溶液除湿型地冷空调,利用疏水微孔膜把空气与除湿溶液隔开,利用制冷单元排出的余热实现除湿溶液再生,具有能耗低、对室内空气无污染、除湿溶液无损耗等特点;介绍了空调系统的总体流程,并以100m^(2)家庭住宅建筑为例,给出了系统中主要部件和材料的选型和设计参数;建立了系统的特性参数方程,以地板有效面积80m^(2)、室外空气35℃、相对湿度50%、室内空气28℃、相对湿度60%为背景,对系统运行特性进行了计算分析,得到了一组较佳的运行参数,可使系统制冷系数达4.4,室内空气除湿速率达0.153g/s(0.55kg/h),可较好地满足室内制冷和除湿的要求。

不同工质在溶液除湿真空再生系统中的性能对比

对一种溶液除湿真空再生系统进行了实验及模拟研究,实验对比了LiCl溶液及CaBr_(2)∶CaCl_(2)=1∶1(溶质的质量分数比)混合溶液的系统性能,发现两溶液的出口含湿量及COP较为接近,当驱动温度为62℃时,系统COP均为0.65左右。通过模拟研究发现,两种溶液的除湿能力十分接近,混合溶液的COP略高于LiCl溶液。驱动温度84℃时,采用混合溶液的出口含湿量为6.0 g/kg左右,系统COP为0.81左右。进口含湿量越高,系统COP将会越高,得益于混合溶液较小的比热容,其再生溶液的耗热量略低,因此其COP略高于LiCl溶液。在此类溶液除湿系统中,CaBr_(2)∶CaCl_(2)=1∶1混合溶液能较好地替代LiCl溶液,实现低成本,高性能。

船舶余热驱动的溶液除湿蒸发冷却空调系统性能分析

从节能环保的角度出发,针对船舶独特的海上环境,构建一种新型船舶余热驱动的溶液除湿蒸发冷却空调系统,该系统使用船舶余热作为再生热源,使用室内排风作为再生空气,并充分利用海水作为自然冷源。使用Simulink建立该系统的仿真平台,在船舶空调夏季设计参数下,新风量为0.15 kg/s时,溶液流量宜取0.2 kg/s,溶液温度宜取32℃,该工况下的系统热力系数为1.28。研究表明,室外温度为30℃~40℃时,该系统可充分适应船舶空调湿负荷大的特点。