再生式91看片网站视频換熱器91看片网站视频的研究現狀及存在的問題
目前常用的幹燥劑91看片网站视频技術主要包括固體91看片网站视频和液體91看片网站视频。固體91看片网站视频是利用多孔介質的毛細作用將空氣中的水分吸附到幹燥劑上,目前國內外主要研究兩類固體吸附式91看片网站视频裝置:一類是固定床式91看片网站视频器,包括交叉冷卻式91看片网站视频器;另一類是旋轉式91看片网站视频器,包括平行通道式91看片网站视频轉輪和蜂窩狀91看片网站视频轉輪。液體幹燥劑91看片网站视频以具有吸濕性能的鹽溶液(如溴化鋰、氯化鋰、氯化鈣等)作為工作介質,常溫情況下一定濃度的溶液其表麵蒸汽壓低於空氣中的水蒸汽分壓力,實現水分由空氣向溶液轉移來達到91看片网站视频目的。
相對於傳統的冷卻91看片网站视频技術,固體幹燥劑91看片网站视频設備簡單,在低濕下仍能有良好的91看片网站视频效果,在潛熱負荷大於顯熱負荷的地區很實用;還能夠將空氣處理到較低的露點,而且將幹燥劑91看片网站视频技術與冷盤管結合起來可以實現溫濕度單獨控製,耗電少,再生熱選擇麵廣,能夠利用太陽能、廢熱等低品位熱能;此外,沒有氟利昂的排放,環境友好型,幹燥劑還能除去空氣中汙染物而能保證室內空氣品質。
最原始的固體91看片网站视频是在密封的容器內放置幹燥劑進行91看片网站视频,如將幹燥劑置於食品袋和將臭丸放在衣櫃裏等。後來出現了將固體吸附劑(如矽膠、分子篩、活性氧化鋁、沸石等)作為固定層填充於塔(筒)內進行空氣91看片网站视频,該91看片网站视频方式為間歇方式,需要定期進行脫附處理,而且無論是操作還是控製都不方便。與此同時出現了流化床91看片网站视频器,但是其動力消耗較大。為了能連續91看片网站视频,出現了兩塔並用的91看片网站视频器:一塔用於吸附空氣水分,另一塔用於再生,經過一定時間後將塔轉換,使吸濕與再生互換,如此可連續91看片网站视频。最初的兩塔並用91看片网站视频都是在常壓下進行,脫附采用的是熱脫附。為了進一步提高91看片网站视频的效率和降低脫附所需能量,出現了非加熱再生的變壓吸附91看片网站视频器。
S.Singh等床的係統性能與運行參數、工況等有關。對多層式91看片网站视频器幹燥劑的再生做了研究,分析了參數如再生空氣溫度(42℃-72℃)、經過固定床的空氣流速(0.175-0.55m/s)和91看片网站视频器層數(2~4)對幹燥劑再生時間的影響,得到再生時間隨著暫停時間的增加而減少。在所研究的固定床空氣流速和層數範圍內,幹燥劑的水分減少比例隨著再生溫度的增加從42.8%下降到15%.此外,在空氣流速為0.175m/s和再生溫度為52℃時的所需的能耗最小。馮聖洪等人對矽膠固定式吸附床的不同形狀的通道結構進行了實驗研究,其中包括:直通道、彎曲通道、螺旋通道。研究得到,螺旋通道在相同流速的條件下吸附/解吸效果而且再生速率高,有潛在的研究價值。該固定床91看片网站视频方式為間歇方式,需要定期進行再生處理,而且無論是操作還是控製都不方便。
由於最初的固定床91看片网站视频器隻有處理空氣通道,沒有冷卻氣流通道,床的兩麵均有幹燥劑,這就會有吸附熱易積累、難排放而引起床層溫度升高導致91看片网站视频效率降低的缺點,後逐漸被具有冷卻氣流通道的床層所取代。具有惰性填充物的冷卻床的惰性填充物和冷氣流可以同時帶走吸附熱,從而降低了床層的溫度,提高了91看片网站视频效率也提高係統的熱力性能。後來又出現了具有冷卻氣流通道的錯流床層結構。
一種新型內冷卻緊湊式固體幹燥劑91看片网站视频器,並建立了數學模型,采用數值模擬的方法對該91看片网站视频器進行了再生和91看片网站视频周期性切換的性能動態模,該91看片网站视频器通過在次邊通以氣流對主邊流道進行冷卻,能夠有效帶走吸濕過程產生的吸附熱。提出了交叉冷卻式固定床,該固定床具有交叉式平行冷卻管道,冷卻管道交叉地布置在每個91看片网站视频管道中,管道內通過冷水或冷空氣,在吸附的過程中冷卻幹燥劑。
對叉流式91看片网站视频器性能進行了分析研究,發現該叉流式91看片网站视频換熱器的COP要比單獨使用91看片网站视频機時高出53%,達到1.2,而所需的蒸發溫度也從單獨的91看片网站视频機時的11.5℃提高到要高19.3℃。此類91看片网站视频器進一步提高了床層的91看片网站视频效率。
為了保證能連續91看片网站视频,又出現了轉輪91看片网站视频機。轉輪91看片网站视频之所以備受青睞,是由於其可連續運轉,濕度控製容易,依轉盤直徑大小可製成各種不同風量的機型,維護容易而且可以充分利用工業餘熱、廢熱、天然氣、太陽能等低品位熱能,能迅速、簡便有效地降低空氣中的濕度,卓有成效地解決常溫低濕、低溫低濕等用其他製冷方法無法解決的91看片网站视频問題,特別是配套組合處理後空氣露點可達到-40℃~-60℃。
但固體轉輪91看片网站视频機結構複雜,而且91看片网站视频過程流體溫升較大,一般為30℃;轉輪旋轉結構容易出現漏風現象,特別是氯化鋰91看片网站视频轉輪轉盤具有容易出現過飽和現象而致使吸濕劑流出,或吸水不平衡致使轉盤轉動時產生擺動的缺點;分子篩轉輪91看片网站视频機不僅價格較矽膠貴,而且要求轉輪再生空氣溫度高。
為了研究吸附熱導致91看片网站视频過程偏離理想等溫91看片网站视频而影響91看片网站视频性能的問題。葛天舒等提出了理想的轉輪式無限多級91看片网站视频空調的概念,其處理過程如圖1-2所示,理論上證明此理想流程具有最小的不可逆損失、係統的驅動熱源溫度而且係統的91看片网站视频量,闡明實現該過程對於解決吸附熱對91看片网站视频性能影響具有重要作用。
轉輪的係統性能與參數如再生風速、處理風速、轉輪轉速、再生溫度以及再生風和處理風的工況等有關。如何優化這些參數也成了眾多研究者研究熱點。用數值模擬的方法在再生溫度50℃-150℃的圍內對轉輪轉速和麵積比(Ar/Ap)進行了研究,並研究了這些參數對等溫線依賴性。此外,幹燥劑91看片网站视频主要技術核心在於幹燥劑材料的選擇。目前對幹燥劑材料的研究十分活躍,研究方向主要是尋找接近理想吸附性能的吸附劑材料,其中在原有多孔吸附劑中添加其它成分形成高性能的複合吸附劑也是研究人員努力的方向。
對矽膠-氯化鋰複合幹燥劑強化吸濕機理及其應用進行了研究,研製出複合幹燥劑並解決了複合幹燥劑的液解問題。實驗結果表明複合幹燥劑轉輪的91看片网站视频量比矽膠轉輪平均要高50%。尤其在相對濕度較低時,91看片网站视频量更高;轉速、再生溫度和處理空氣進口相對濕度對91看片网站视频轉輪的性能影響比較顯著。
針對傳統的加熱再生方法不僅能耗大,而且能量損失嚴重,從而限製了一些吸濕性能高、經濟性好的固體91看片网站视频劑(如矽膠)在91看片网站视频空調係統中應用的問題,姚曄提出一種超聲波再生技術,從理論上探討固體91看片网站视频劑超聲波再生的可行性,並進行實驗驗證.結果表明,利用超聲波進行固體91看片网站视频劑再生是完全可行的.超聲波再生有望降低固體91看片网站视频劑的再生溫度。
為了避免單獨的91看片网站视频係統的弊端,複合係統也成為研究的一個方向。複合係統結合了吸附劑91看片网站视频器與傳統的冷卻係統,這樣91看片网站视频裝置用來處理濕空氣的潛熱,傳統的冷卻係統處理空氣的顯熱。因此,複合係統可以實現對空氣的溫度和濕度單獨控製,同時具有節能、體積小等特點。但是複合係統的搭建過程相對複雜,初投資比較大。與R407C壓縮式空調係統相結合的固定床91看片网站视频係統。實驗研究了再生溫度、幹燥劑質量、空氣質量流速、91看片网站视频床中抽屜數量及其尺寸對係統COP的影響,結果表明與固體91看片网站视频的結合的空調複合係統的壓縮機耗電量減少了10.2%。
比較了許多以天然氣為燃料的內燃機驅動的轉輪熱泵係統的經濟性。內燃機的廢熱用於提供一部分再生轉輪所需要的能量。選取了美國的8個城市,其氣候特點包括高溫高濕、高溫幹燥以及溫濕度適中的,數學模型的結果表明在所有的這些條件下,這些係統的運行成本都低於電驅動的熱泵係統。提出了聯合發電冷卻循環,在這個循環中利用太陽能驅動的Rankine循環產生電能,同時係統中利用冷卻器產生的熱量進行轉輪的再生。將此係統用於一個代表性的建築中,結果表明比起傳統的HVAC係統,此新係統的能量消耗減小了12%。由幹燥單元和燃氣驅動冷卻器組成的複合係統。幹燥單元由再生91看片网站视频器、換熱器、蒸發冷卻器、熱管和風機組成,幹燥單元提供全部的潛熱和部分顯熱。冷卻器提供剩餘的顯熱。
發現係統的能量消耗可以減半,平均回收期在兩年左右。這就說明一旦此係統中的幹燥單元在商業上容易獲得,這種係統與傳統的係統相比將會有明顯的競爭性。研究了一個幹燥91看片网站视频子係統與蒸氣壓縮係統相結合的複合係統的性能。係統中利用平行通道的91看片网站视频轉輪。結果表明,增加了附加的91看片网站视频子係統,燃氣COP提高了40%同時製冷量提高了50%。
一種新型的幹燥製冷方式,係統被稱為DESRAD係統,係統采取被動的冷卻方式。在熱濕季節,利用固定在屋頂上的幹燥吸附床提供所需要的潛熱和顯熱。白天,利用家用材料存儲濕度和熱量的能力處理室內空氣,傳統空調係統作為備用設備。幹燥劑吸附床用於在夜間對室內的空氣進行91看片网站视频處理。
幹燥劑91看片网站视频器的傳熱和傳質過程是相互耦合的,傳熱和傳質相互交織,相互影響。對濕空氣而言,熱對流、熱傳導和質量對流、分子擴散同時存在,相互影響;對幹燥劑而言,目前尚缺乏在多孔介質中分子擴散的一些物性數據。而幹燥劑材料對濕空氣中對水蒸汽的吸附本身就是一個非平衡的動態吸附過程,在不同的溫濕度、壓力和空氣流速下,幹燥劑材料具有不同的平衡吸附量和動態吸附力;目前在理論上也尚無統一的動態的以及平衡的吸附方程,在實驗上尚缺乏幹燥劑材料在一些工況下的動態吸附數據或實驗關聯式。
D.Charoensupaya等(1988)利用一個假設的等溫吸附方程建立了一維的傳熱傳質模型,對幹燥91看片网站视频係統進行了參數分析。R.K.Collier等(1991)通過對91看片网站视频轉輪傳熱傳質過程中“熱波”和“濃度波”的分析,指出為使係統的整體性能******應該進行“分級再生”,同時增加轉輪中的惰性熱容。J.Y.San(1993)對交叉流91看片网站视频裝置的傳熱傳質過程建立了二維的數學模型,分析了傳熱單元數NTU、畢渥數Bi等因素對係統性能的影響。W.Zheng等(1993,1995)用隱式的有限差分方法對91看片网站视频轉輪的一維的傳熱傳質過程進行了數值模擬,分析了轉輪轉速等因素對係統性能的影響。P.Majumdar(1998)對複合幹燥劑孔隙結構內的傳熱傳質進行了研究,該模型綜合考慮了氣側熱阻和固側熱阻對傳熱傳質的影響。
G.R.Thorpe(1998)用數值方法詳細分析了用於穀物幹燥的矽膠堆積床的傳熱傳質過程,該模型應用Newton-Raphson方法對矽膠表麵空氣的含濕量Yw進行迭代求解。Y.J.Dai等(2001)通過數值計算用參數分析的方法對91看片网站视频轉輪的性能進行了詳細的分析和討論。J.L.Niu等(2002)通過對一個二維數學模型的數值求解,討論了幹燥劑厚度對91看片网站视频轉輪傳熱傳質的影響,指出對於幹燥劑而言在某一轉速下隻有一定厚度的活性層才參加傳熱傳質活動。劉曉茹等通過二維動態數學模型分析內冷卻緊湊式91看片网站视频器傳熱傳質過程,計算時采用全隱式有限差分格式對方程組進行離散,對流項采用一階迎風格式並利用牛頓迭代法求取各種所需參數的數值解。
概括來說,目前大量的研究主要集中於如何提高幹燥劑91看片网站视频係統的熱力性能係數COP和91看片网站视频性能方麵。事實上,吸附熱是製約係統性能的主要因素之一,91看片网站视频空調係統在動態91看片网站视频時,由於吸附熱的釋放使91看片网站视频劑的溫度升高而大大降低吸濕能力,很難實現理想的等溫91看片网站视频過程,導致整個傳熱傳質過程的不可逆損失較大,驅動係統的再生溫度較高。
雖然研究者對解決吸附熱問題做了較多的研究和提出一些辦法,但是到目前為止,吸附熱問題仍未得到很好的解決,本文就以此問題作為主要的研討對象,旨在通過大量研究找到行之有效的解決辦法。
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