建筑熱濕解耦環(huán)境控制原理及方法研究結(jié)題摘要

本項目圍繞有效的熱濕解耦環(huán)境控制體系的構(gòu)建與實現(xiàn)進(jìn)行研究，主要表現(xiàn)在獨立除濕方法與過程的實現(xiàn)、強(qiáng)化除濕劑循環(huán)性能的研究、除濕劑再生中涉及的高效能源補(bǔ)償與蓄能方法的研究、以及完整的熱濕解耦環(huán)境控制系統(tǒng)的動態(tài)特性的研究等方面；而子課題則主要圍繞采用太陽能驅(qū)動固體除濕循環(huán)的熱力過程特性、熱濕解耦型固體除濕循環(huán)、除濕基材強(qiáng)化吸附與解吸機(jī)理、熱濕解耦固體除濕空調(diào)循環(huán)熱力分析與評價進(jìn)行研究。項目主要研究內(nèi)容和取得成果總結(jié)如下： 項目首先對熱濕解耦環(huán)境控制體系熱力循環(huán)構(gòu)建原理進(jìn)行研究：①構(gòu)建了基于溶液除濕的熱濕解耦環(huán)境控制系統(tǒng)，對溶液除濕、蒸發(fā)冷卻、太陽能集熱、吊頂輻射供冷及置換通風(fēng)等技術(shù)進(jìn)行全面實驗研究。②構(gòu)建了利用雙蒸發(fā)溫度的熱濕解耦分段處理的空調(diào)系統(tǒng)，進(jìn)行了相關(guān)的實驗研究，建立系統(tǒng)動態(tài)模型，獲取關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化方法。③利用冰蓄冷方式解決熱負(fù)荷的處理問題，構(gòu)建了與深度溶液除濕相結(jié)合的帶預(yù)冷的蒸發(fā)式過冷水制冰系統(tǒng)。④基于固體除濕，建立了采用太陽能驅(qū)動的新型雙轉(zhuǎn)輪兩級固體除濕空調(diào)循環(huán)，對循環(huán)在冬季采暖和夏季制冷工況下進(jìn)行了熱力性能測試。 其次，對除濕過程多變量的耦合傳熱傳質(zhì)機(jī)理進(jìn)行了研究：①利用平板降膜溶液除濕/再生實驗平臺對空氣與溶液間的耦合熱質(zhì)傳遞特性進(jìn)行分析。②通過以新型氧化鋁(Al2O3)泡沫陶瓷作為填料的直接蒸發(fā)冷卻實驗系統(tǒng)，對空氣與水的跨溫區(qū)熱質(zhì)傳遞特性以及填料的性能進(jìn)行研究。③進(jìn)行了除濕基材復(fù)合除濕劑強(qiáng)化吸附與解吸機(jī)理研究；設(shè)計了新型熱濕解耦型除濕換熱器，對其傳熱傳質(zhì)性能進(jìn)行研究。 第三，針對除濕劑再生過程低品位熱能高效補(bǔ)償與利用的方法進(jìn)行研究：①建立了新型電滲析再生器，并進(jìn)行了相關(guān)性能研究；在其研究基礎(chǔ)上又建立了改進(jìn)型太陽能溶液預(yù)處理電滲析再生系統(tǒng)。②完成了新型熱濕解耦太陽能除濕換熱器循環(huán)的構(gòu)建和測試。 最后，對熱濕解耦環(huán)境控制系統(tǒng)動態(tài)特性和參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行了研究：①構(gòu)建了新型熱泵驅(qū)動溶液除濕自主再生溫濕度獨立處理空調(diào)系統(tǒng)，并對其動態(tài)特性進(jìn)行研究；②建立起雙轉(zhuǎn)輪兩級除濕空調(diào)系統(tǒng)的熱力學(xué)理論模型，模擬分析了全年的運行工況；③進(jìn)行了熱濕解耦固體除濕空調(diào)循環(huán)熱力學(xué)分析與性能評價。 2100433B

本項目針對傳統(tǒng)建筑環(huán)境控制方法存在的缺陷與不足，提出利用除濕劑除濕或者非單一蒸發(fā)溫度逆向循環(huán)的熱濕解耦環(huán)境控制體系構(gòu)建原理，建立其熱力循環(huán)理論分析方法與評價指標(biāo)，深入揭示熱濕解耦環(huán)境控制體系熱力循環(huán)的節(jié)能特性，獲得循環(huán)關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化原理。以強(qiáng)化除濕劑除濕循環(huán)性能為目的，通過引入冷/熱源干預(yù)的方法強(qiáng)化溶液除濕劑與濕空氣間的傳熱傳質(zhì)過程，研究冷/熱源干預(yù)條件下溶液與濕空氣熱質(zhì)耦合傳遞特性，建立科學(xué)描述該傳熱傳質(zhì)過程的跨區(qū)多變量耦合模型。通過合理設(shè)計固體除濕劑孔隙結(jié)構(gòu)或者采用表面改性的方法，強(qiáng)化固體吸濕性能，并降低驅(qū)動熱源溫度。提出以太陽能為主的復(fù)合能源補(bǔ)償方法，解決除濕循環(huán)中除濕劑再生的低品位熱能補(bǔ)償問題；并輔以除濕劑潛能蓄能方法，來保障熱濕解耦環(huán)境控制系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運行。通過對熱濕解耦環(huán)境控制系統(tǒng)進(jìn)行實驗研究，探討其動態(tài)運行特性，構(gòu)建系統(tǒng)動態(tài)模型并獲取關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化方法。

《綠色建筑熱濕環(huán)境及保障技術(shù)》全面地介紹了綠色建筑的熱濕環(huán)境及保障技術(shù)。首先從綠色建筑熱濕環(huán)境保障技術(shù)的概念入手，介紹了國內(nèi)外有關(guān)綠色建筑熱濕環(huán)境保障技術(shù)的研究狀況，闡述了我國綠色建筑熱濕環(huán)境的有關(guān)問題。并且，基于傳熱基本理論，從建筑環(huán)境影響因素、人體對熱濕環(huán)境的生理反應(yīng)等方面對熱濕環(huán)境保障技術(shù)進(jìn)行了分析，并結(jié)合我國建筑的熱工分區(qū)、小區(qū)規(guī)劃、建筑設(shè)計、圍護(hù)結(jié)構(gòu)和建筑設(shè)備等特點論述了綠色建筑環(huán)境控制的通用技術(shù)和特殊技術(shù)，介紹了熱濕環(huán)境的評價指標(biāo)和方法，最后介紹了國內(nèi)外的一些應(yīng)用實例。

《綠色建筑熱濕環(huán)境及保障技術(shù)》可供建筑、城市規(guī)劃、建筑環(huán)境與設(shè)備工程等及相關(guān)專業(yè)的管理和技術(shù)人員參考，也可供高等院校、中等專業(yè)學(xué)校師生以及從事綠色建筑的廣大科研工作者參考。