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1、上海交通大学硕士学位论文全热转轮换热器强化吸湿机理试验研究及分析姓名：蔡世佳申请学位级别：硕士专业：供热、供燃气、通风及空调工程指导教师：代彦军20090201上海交通大学硕士学位论文 第 I 页 全热转轮换热器强化吸湿机理试验研究及分析 全热转轮换热器强化吸湿机理试验研究及分析 摘摘 要 要 为了提高转轮式全热换热器的全热效率， 选择合适的固体干燥剂和合理的固化处理工艺是关键。目前应用于转轮式全热换热器的固体干燥剂主要有硅胶、分子筛等，但采用何种涂覆工艺、干燥剂质量比等直接影响全热交换器性能。全热交换器要求干燥剂处理后具有吸放湿快，吸湿率高等特点。本文对一种全热换热器干燥剂涂覆工艺及其对全热
2、换热器性能的影响进行了试验研究和分析。 论文分析了干燥剂吸附特性测试方法，设计了测试装置，对硅胶、分子筛、吸水树脂等干燥剂材料的吸附特性进行了测试。 测试结果显示硅胶具有较好的吸附特性即吸放湿快，且饱和吸附率大。特别针对干燥剂涂覆于转轮基材的工艺进行了研究，发现按照现成工艺不适合吸水树脂，而对硅胶和分子筛涂覆较好。按照吸附特性测量原理对制作的转轮样片进行了吸附特性测试， 测试结果显示硅胶样片具有较好的吸附曲线。对转轮样片的表面结构进行了电镜扫描，扫描结果显示硅胶比分子筛具有更发达的孔隙结构，有利于吸湿。 按照试验研究的干燥剂与转轮基材的涂覆工艺制作了直径 500mm，厚度 200mm的硅胶转轮
3、， 在焓差实验室中对其在三组不同的迎面风速工况下的全热效率进行了测试，测试结果显示硅胶转轮全热效率比现有产品即分子筛转轮的全热效率高出 35左右。建立了转轮式全热换热器传热传质模型，分析了转轮转速、迎面风速、转轮厚度等因素分别对转轮全热换热效率的影响。当转速、迎面风速、转轮厚度单方面作用时，其全热效率都是随转轮转速的提高先升高后降低。在迎面风速V=2 ms-1，转轮厚度L=100 mm 的情况下，在 30 rmin-1时达到峰值；在转轮厚度L=100 mm，转速20 rmin-1时其对应峰值点在 0.8 ms-1；在迎面风速V=2 ms-1，20 rmin-1转速其峰值点对应的转轮厚度为 18
4、0mm。 关键词：关键词：干燥剂，转轮全热换热器，吸湿，性能 上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT 第 II 页 EXPERIMENTAL STUDY AND ANALYSIS ON MECHANISMS OF DEHUMIDIFICATION ENHANCEMENT FOR ENTHALPY WHEEL ABSTRACT In order to improve the total heat recovery efficiency of enthalpy wheel, choosing a suitable solid desiccant and coating technology i
5、s the key. Currently the desiccants applied to enthalpy wheel are mainly silica gel, molecular sieve, etc. The coating process and the mass ratio of desiccant directly impact on the performance of the entire heat exchanger. Enthalpy wheel desiccant requires fast moisture absorption and desorption, h
6、igh moisture absorption and desorption rate. In this paper, one of desiccant coating technology and its impact on the total heat exchanger performance were tested and analysis. The paper analyzes the desiccant adsorption characteristics testing methods, sets up a test device to test the adsorption c
7、haracteristics of silica gel, molecular sieve, etc. The test results indicate that silica gel has good adsorption characteristics, namely faster moisture absorption and desorption, higher moisture absorption and desorption rate. Specifically did research on desiccant coating process and found that t
8、he technology is not suitable to absorbent polymer and silica gel and molecular sieve works better. By using the testing methods, the adsorption characteristics of sample had been tested. Test results indicate that silica gel sample has a good adsorption curve. The surface structure of samples was s
9、canned by electron microscope. Scanning results showed that silica gel has more developed pore structure than molecular sieve. It makes conductive for moisture absorption. In accordance with the coating technology, made a silica gel rotary wheel, its diameter is 500mm and the thickness is 200mm. Tes
10、ted the total heat recovery efficiency of the rotary wheel in three different sets of head-wind conditions in the enthalpy difference lab. The test results indicate that the total heat recovery efficiency of silica gel rotary wheel is higher than that of existing molecular sieve rotary wheel by 35%.
11、 The heat and mass transfer model of enthalpy wheel was established. Analysis the impact factors to the total 上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT 第 III 页 heat recovery efficiency such as head-wind speed, wheel thickness, the wheel rotational speed respectively. When the rotational speed, head-wind speed, wheel th
12、ickness changes unilateral, its total heat recovery efficiency first increased and then decreased. In the face of the wind speed V = 2 ms-1, wheel thickness L = 100 mm cases, the peak point is 30 rmin-1; in wheel thickness L = 100 mm, speed 20 rmin-1,its peak point is 0.8 ms-1; in the face of the wi
13、nd speed V = 2 ms-1, 20rmin-1, its peak point corresponds to the thickness of 180mm. Keywords: desiccant, enthalpy wheel, moisture absorption, performance 上海交通大学上海交通大学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确
14、方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：蔡世佳 日期：2009 年 2 月 2 日上海交通大学上海交通大学 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。 本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密保密 ，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名： 蔡世佳 指导教师签
15、名：代彦军 日期：2009 年 2 月 2 日 日期：2009 年 2 月 2 日上海交通大学硕士学位论文 第 1 页 第一章第一章 绪论绪论 1.1 研究背景与意义研究背景与意义 建筑能耗包括采暖、空调、照明、热水、家用电器和其他动力能耗。其中，以空调能耗为主，占建筑总能耗的 50%左右。据调查1，我国建筑能耗占总能耗的比例在不断增长，1996 年上海建筑能耗占总能耗的比重为 13.2%28，而 2005年建筑能耗占总能耗比重约为 20%， 目前仍然在以每年 1%的速度增长。 美国建筑能耗占总能耗比重在 40%以上。空调能耗在建筑能耗中占有相当的比重，而随着能源需求的不断增长，发展各种建筑节
16、能技术对解决能源紧缺具有积极意义。 全热回收技术是一种有效的空调节能手段，主要指使用全热交换器对室内排除的污浊空气进行热回收，达到换气节能的目的。空调排风中可供回收的热(冷)量中潜热占很大的部分，特别是在夏季室外空气潮湿的地区，如上海地区，室外空气的潜热量要明显大于显热量。因此空调系统采用热回收装置有较大的节能潜力。国家也颁布了有关法规要求在某些建筑中必须采用热回收装置。全热换热器是一种对空调排风中显热和潜热进行回收的热回收装置，在将新鲜空气送入室内的同时，节省了大量的能源。转轮式全热换热器一种利用转轮基材附着干燥剂而进行热湿交换的全热回收装置，能满足全热回收及其新风负荷的需要能满足全热回收及其新风负荷的需要，在建筑空调界有较多应用，提高全热换热器全热换热效率和降低成本是
