基于温敏热湿传递换热器的固体除湿系统研究

基本信息
批准号:51806195
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:郑旭
学科分类:
依托单位:浙江理工大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:黄玉桥,李国建,张文婷,徐乐超,袁倩,尚怡
关键词:
温敏复合干燥剂固体除湿系统热湿传递固体吸附干燥剂换热器
结项摘要

A thermosensitive composite coated heat exchanger based solid desiccant cooling system overcomes the shortcoming of a rotary desiccant air conditioning system such as nonisothermal dehumidification. It has great potential for energy savings, with decreased regeneration temperature and improved system performance. Better performance can be achieved with the use of thermosensitive composite desiccant as existing desiccant materials have deficiencies like low adsorption quantity, poor regeneration ability or corrosion. Therefore, investigation on heat and mass transfer characteristics of the thermosensitive composite coated heat exchanger based solid desiccant cooling system carries significant theoretical and realistic meanings. The proposed project covers the studies of thermosensitive composite desiccant, mechanism research of coupled heat and mass transfer, and performance analysis of the desiccant coated heat exchanger system. The effects of thermosensitive material and porous host matrix on the thermophysical properties of this composite desiccant are determined. Thermal dynamic parameters of desiccant coatings during adsorption and regeneration processes are concluded. With the introduction of Soret coefficient, a heat and mass model considering both gas and solid-side resistance is established. The performance of this desiccant coated heat exchanger based novel desiccant cooling system is improved. Related research can help to explore new areas of solid desiccant cooling systems, and provide novel ideas for the development of material science and refrigeration techniques.

基于内冷式干燥剂换热器的新型固体除湿空调循环克服了转轮除湿空调系统升温除湿的不足,可降低驱动热源温度、提高系统性能,具有巨大的节能效益。温敏复合干燥剂能解决现有干燥剂存在的或吸附不高或再生性差或具有腐蚀性的问题,可使新型循环具有更好的性能。因此对基于温敏热湿传递换热器的固体除湿空调系统进行研究具有重要的理论意义与现实价值。本项目拟通过对温敏复合干燥剂性能、涂层与空气间耦合热湿传递机理、系统热动力学特性的研究,明确温敏功能层和多孔纳米基质对温敏复合干燥剂热物性的影响规律,揭示干燥剂侧交叉耦合热湿迁移机理,获得引入Soret系数的双阻力传热传质模型,优化基于内冷式干燥剂换热器的新型固体除湿空调的性能。相关研究可开拓固体除湿空调研究的新方向,并为材料和制冷交叉学科的发展提供新思路。

项目摘要

基于内冷式干燥剂换热器的新型固体除湿空调循环克服了转轮除湿空调系统升温除湿的不足,可降低驱动热源温度、提高系统性能,具有巨大的节能效益。采用温敏复合干燥剂会使新型循环具有更好的性能,能实现对30~60oC工业余热资源的充分利用。本项目围绕内冷式干燥剂换热器(管翅式)除湿和再生过程中的热湿传递特性这一核心内容,从“材料-热湿处理过程-系统” 三个层面展开递进研究。本项目的主要研究进展包括:(1)研究了该新型固体除湿空调系统的节能特性和湿负荷处理能力,获得了系统选用的干燥剂对系统能耗的影响规律和适用环境;(2)研制了温敏复合干燥剂,进行了微观结构表征,分析了各组分比例、孔径和粒径参数对平衡性能、动态性能以及吸附-脱附循环量的影响规律,完成了温敏吸附剂的优化匹配;(3)搭建了金属基干燥剂样片热力性能试验台,测试了不同内冷/内热工况下样片的吸附和脱附性能,明确了涂层热湿传递影响因素和性能强化规律;(4)搭建了内冷式干燥剂换热器测试装置,研究了不同工况下的运行特性,获得了水源温度和入口空气状态等关键参数对系统除湿性能和热能利用效率的影响规律。相关研究对于推动热驱动除湿空调研究领域的发展起到了积极意义,并为材料和该领域交叉学科的发展提供了新思路。. 项目研究成果凝练为学术论文19篇(第一标注16篇),其中SCI论文8篇(JCR1区/2区&Top5篇),EI论文4篇;申请了国家发明专利6项,授权了2项。在本项目资助下,培养硕士研究生5人,其中硕士生陈康获国家奖学金1次,带领团队获第八届中国研究生能源装备创新设计大赛全国一等奖1项。.

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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