太陽能直接作用固體除濕床的熱濕傳遞機理研究
本文關(guān)鍵詞:太陽能直接作用固體除濕床的熱濕傳遞機理研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著2015年全球氣候會議在巴黎的召開,解決中國所面臨越來越嚴(yán)峻的能源與環(huán)境問題已經(jīng)被提上國家議程。然而,作為世界上最大的發(fā)展中國家,無論是能源的利用效率還是消耗單位能源所產(chǎn)生的社會經(jīng)濟價值,我國都落后于美國、日本等主要發(fā)達國家,而且在能源消耗總量上比其他發(fā)展中國家要高得許多。面對著經(jīng)濟發(fā)展與節(jié)能環(huán)保之間越來越嚴(yán)峻的現(xiàn)實矛盾,降低空調(diào)系統(tǒng)化石燃料的消耗、增加可再生能源(如太陽能等)的利用率對建筑節(jié)能降耗來說有相當(dāng)重要的意義。本文設(shè)計了一種利用新型太陽能直接再生的固體除濕床,利用多孔材料的對水分的吸附性能以及水分高溫脫附的特點完成除濕和再生作用,并利用除濕床的機構(gòu)設(shè)計特點實現(xiàn)除濕和再生的功能循環(huán),實現(xiàn)了節(jié)能減排與可持續(xù)發(fā)展。本文對設(shè)計的固體除濕床的除濕及再生性能進行了實驗測試分析,為其工程應(yīng)用提供基本實驗依據(jù)與理論支持。與傳統(tǒng)的太陽能除濕相比,本文所研制的固體除濕床直接利用太陽輻射再生,不存在先利用集熱系統(tǒng)進行集熱后再將能量轉(zhuǎn)換成除濕材料再生所需能量的能量二次轉(zhuǎn)換問題,提高了系統(tǒng)的運行效率,有效地利用了太陽能,可達到節(jié)能的效果。除濕系統(tǒng)采用傳統(tǒng)、廉價、防腐蝕的細孔硅膠作為除濕材料,在滿足除濕效果的條件下降低了系統(tǒng)初投資。根據(jù)實驗測試結(jié)果,在除濕床厚度為50mm的條件下,床體的有效除濕時間為120min。通過對不同工況條件的實驗測試,得出實驗條件下除濕材料單位質(zhì)量的有效除濕量為69.2g/kg,逐時除濕量最大值為4.34g/kg,最大吸附能效為0.147。在所有測試的再生條件中,“900W+通風(fēng)”工況下的有效再生量最大為838g;而“300W+空調(diào)通風(fēng)”工況下有效再生量最小為336g;太陽能輻射再生、輻射+通風(fēng)再生和空調(diào)通風(fēng)再生這三種再生方式下最大的有效再生率分別為50.25%、52.77%和43.07%。同樣輻射強度的條件下,輻射+通風(fēng)再生方式的有效再生率比純輻射再生方式的再生效率要高;通過對微波再生和熱風(fēng)再生的測試分析,在微波再生中的三種工況下平均再生能效比為174.45 g/(kg-kW-h),比熱風(fēng)再生能效比高約42.07g/(kg-kW-h),反映出微波再生與熱風(fēng)再生相比了節(jié)約再生能量約為31.78%。測試結(jié)果表明:微波再生具有再生時間短、再生率高以及再生能耗低的優(yōu)點。研究結(jié)果表明:除濕床的除濕效率與時間呈現(xiàn)對數(shù)相關(guān)規(guī)律,除濕床的再生量與再生時間、太陽輻射強度或者再生溫度的變化關(guān)系密切,隨再生時間呈對數(shù)增長的曲線;隨太陽輻射強度呈對數(shù)增長的曲線。本文結(jié)合實驗測試結(jié)果建立了該除濕床在純輻射再生工況下的數(shù)學(xué)模型,并找到了該除濕床在再生過程中的水蒸氣生成速率變化方程,通過理論計算值與實驗測試值對比分析,其最大誤差不超過1.2g/min,反映出該模型具有一定的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】:太陽能 固體除濕床 除濕 再生 熱濕傳遞
【學(xué)位授予單位】:廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TU834.9
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-14
- 第一章 緒論14-26
- 1.1 研究背景及意義14-15
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-24
- 1.2.1 固體除濕材料16-19
- 1.2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式19-20
- 1.2.3 太陽能及其它低溫?zé)嵩吹睦?/span>20
- 1.2.4 除濕床熱濕傳遞模型的建立和數(shù)值分析20-24
- 1.3 固體除濕空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)難點及存在的問題24-25
- 1.4 本文主要研究目的和內(nèi)容25-26
- 1.4.1 研究目的25
- 1.4.2 研究內(nèi)容25-26
- 第二章 實驗測試平臺26-38
- 2.1 實驗測試平臺的建立26-31
- 2.1.1 除濕床的構(gòu)造26-27
- 2.1.2 除濕床工作原理27-30
- 2.1.3 實驗測試系統(tǒng)30-31
- 2.2 實驗測點布置31
- 2.3 實驗測試儀器及設(shè)備31-35
- 2.4 測試工況35-36
- 2.5 減少實驗測試誤差的措施36-37
- 2.6 本章小結(jié)37-38
- 第三章 除濕床除濕性能測試分析38-44
- 3.1 除濕效率38-39
- 3.2 有效除濕時間39-40
- 3.3 逐時除濕量變化規(guī)律40-41
- 3.4 除濕床吸附能效41-42
- 3.5 稱重法與計算法比較42
- 3.6 本章小結(jié)42-44
- 第四章 除濕床再生性能測試分析44-58
- 4.1 除濕層溫度對再生過程的影響44-48
- 4.2 不同再生方式的再生性能48-54
- 4.2.1 再生量49-52
- 4.2.2 再生率52-54
- 4.3 溫度與再生量的關(guān)系54-55
- 4.4 再生風(fēng)量對再生性能的影響55-56
- 4.5 本章小結(jié)56-58
- 第五章 不同再生方式比較58-65
- 5.1 再生實驗測試方法58-59
- 5.2 微波輻射再生59-61
- 5.3 熱風(fēng)再生61-63
- 5.4 比較分析63-64
- 5.5 本章小結(jié)64-65
- 第六章 除濕床熱濕傳遞特性分析65-75
- 6.1 熱濕傳遞機理65-68
- 6.1.1 熱傳導(dǎo)66
- 6.1.2 對流換熱66
- 6.1.3 傳質(zhì)現(xiàn)象66-67
- 6.1.4 液相水與水蒸氣的熱力平衡67-68
- 6.2 除濕過程汽化潛熱釋放量68-69
- 6.3 除濕床再生過程理論模型69-74
- 6.3.1 輻射再生過程數(shù)學(xué)模型的建立69-72
- 6.3.2 輻射再生過程能量平衡分析72-74
- 6.4 本章小結(jié)74-75
- 結(jié)論與建議75-77
- 結(jié)論75-76
- 建議76-77
- 參考文獻77-83
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文83-85
- 致謝85
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本文關(guān)鍵詞:太陽能直接作用固體除濕床的熱濕傳遞機理研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:262414
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