基于转轮除湿的开式制冷循环优化理论与实验研究

热驱动制冷能有效利用低品位热能，目前已有的封闭式制冷循环如吸收式、吸附式等存在需要真空或承压、传热传质效率不高导致制冷循环系统效率低等问题。基于转轮除湿的开式空气处理循环具有设备简单、接触式传热传质、系统可靠性高等特点，随着低再生温度高效除湿转轮的研发成功，开式空气处理及制取冷水循环可能成为热驱动制冷的一种有效方式。本研究采用虚拟闭合循环对比逆卡诺循环的方法对基于除湿转轮的开式转轮除湿系统进行热力学分析，探索常压制冷循环比拟多压力层次封闭循环的可能性与方法。研究该类开式循环极限热力性能，不可逆损失的来源及构建优化循环的条件，建立开式空气处理流程优化理论。搭建基于优化除湿循环的开式冷水实验系统，通过理论模型及实验验证揭示开式、单一压力为重要特征的干风冷水循环在典型气候条件下的运行规律。为充分利用低品位热源，推广开式除湿循环的应用场合，实现不依赖于电压缩制冷的热湿分离处理提供思路。

开式转轮除湿具有结构简单，效率高等特点。本课题运用逆卡诺循环理论分析基本转轮式除湿空调循环的极限热力性能，得出循环中可能内部和外部不可逆损失特性，建立开式空气处理流程优化理论。采用虚拟闭合循环对比逆卡诺循环的方法对基于除湿转轮的开式转轮除湿系统进行热力学分析，提出常压开式循环比拟多压力层次封闭循环的方法并进行了有效运用。建立干风冷水型转轮式除湿空调试验台。通过理论模型及实验验证揭示开式、单一压力为重要特征的干风冷水循环在典型气候条件下的运行规律。针对冬季供暖进行实验研究。对直接供暖、加湿供暖、开式热泵效应供暖的运行特性进行了分析并获得相关数据。针对转轮系统的局限提出利用复合除湿块的具有蓄能效果的太阳能除湿空调循环。对复合除湿块的制作及性能影响因素进行了深入研究。获得蓄能除湿块采用粘合剂的影响规律和最佳含量范围。分析了固化成型的复合除湿块吸中的氯化钙液解规律并获得解决方案。研究测得复合除湿块的静态和动态吸湿特性。本课题目前已发表SCI论文3篇，EI论文1篇，申请发明专利2项，已获得授权1项。