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轉(zhuǎn)輪除濕器通過在基材上涂覆干燥劑，并利用基材和干燥劑的吸濕作用實現(xiàn)處理空氣的熱濕交換，具有可有效利用太陽能等低溫熱能、實現(xiàn)深度除濕等突出優(yōu)點，在空氣除濕領(lǐng)域有廣泛的應用，也是除濕空調(diào)中最重要的部件。本文針對轉(zhuǎn)輪除濕器在太陽能利用中提高太陽能利用率、降低再生溫度兩大難題，從基材選擇與涂覆干燥劑匹配機理，吸濕性能測試與分析，循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)建與實驗，性能模擬與優(yōu)化等方面進行了深入研究。
首先，通過對比分析了轉(zhuǎn)輪除濕器基材吸附孔隙結(jié)構(gòu)，包括多孔陶瓷成型和干燥劑材料涂覆多孔基材。闡述了轉(zhuǎn)輪除濕器多孔基材涂覆干燥劑的方法，并對三種基材(陶瓷纖維紙 CFP、玻璃纖維紙 GFP、木漿濾紙PFP)進行了實驗測試，包括基材熱物性、基材成型方法以及成型樣片的飽和吸附性能測試，給出了多孔基材用于干燥劑轉(zhuǎn)輪除濕器的優(yōu)化方法。發(fā)現(xiàn)相對木漿濾紙和玻璃纖維紙，陶瓷纖維紙基復合干燥劑具有孔隙分布均勻，比表面積大等優(yōu)點。典型夏季工況下，陶瓷纖維紙飽和吸附量大于玻璃纖維紙和木漿濾紙；陶瓷纖維紙基復合干燥劑的吸附性能明顯優(yōu)于硅膠干燥劑。
其次，基于干燥劑吸附性能的研究結(jié)果，選擇陶瓷纖維紙作為基材。制造了陶瓷纖維紙基硅膠轉(zhuǎn)輪除濕器并對主要性能參數(shù)進行測試分析。對比分析了典型夏季工況和過渡季節(jié)工況下的轉(zhuǎn)輪除濕量和最優(yōu)再生溫度區(qū)間，實驗表明，典型夏季工況下，最佳再生溫度為70℃。
建立了太陽能熱風再生間冷式兩級轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)?？梢詫崿F(xiàn)夏季制冷、冬季直接采暖和冬季加濕采暖三種運行模式。對太陽能熱風再生間冷式兩級除濕空調(diào)三種運行模式進行了測試，結(jié)果表明，夏季制冷工況下，太陽能驅(qū)動的雙轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)除濕能力為6.7-14.4g/kg，平均熱力COP接近1.0,除濕空調(diào)電力COP可達5.8；冬季采暖工況下，系統(tǒng)COP為0.45；可提供30℃以上的熱風用于房間冬季采暖，房間溫升高于13℃。太陽能熱風再生間冷式兩級除濕空調(diào)系統(tǒng)夏季制冷工況下，可進行深度除濕，冬季采暖工況下可實現(xiàn)直接采暖和加濕采暖兩種運行模式切換，具有太陽能利用率高等優(yōu)點。
最后，建立太陽能熱風再生間冷式兩級除濕空調(diào)系統(tǒng)數(shù)學模型并進行了了優(yōu)化分析。對間冷式兩級除濕空調(diào)系統(tǒng)分析表明給定氣候條件下：夏季63天(約51.7％)的濕負荷可完全由兩級除濕制冷系統(tǒng)處理；冬季采暖工況下，約49.0%的采暖量由太陽能集熱系統(tǒng)提供。


    關(guān)鍵詞：
    陶瓷基材 干燥劑 除濕空調(diào) 吸附性能 優(yōu)化分析 數(shù)學模型
    作者：
    李慧
    學位授予單位：
    上海交通大學
    授予學位：
    博士
    學科專業(yè)：
    制冷與低溫工程
    導師姓名：
    代彥軍
    學位年度：
    2015
    語種：
    中文
    分類號：
    TU834.9
    在線出版日期：
    2017年01月03日（萬方平臺首次上網(wǎng)日期，不代表論文的發(fā)表時間）