基于超声雾化的液体除湿空调系统研究

鉴于目前传统液体除湿系统存在的问题，本项目提出一种以微小液滴表面作为热质交换主要场所的新型除湿方式- - 超声雾化除湿，希望通过学科交叉，深入研究这种超声雾化系统的除湿机理，分析在液体微粒表面发生的除湿过程，探讨所需雾化器的合理形式，得到合适的超声雾化液体除湿系统，进而可综合考察各主要因素对除湿效率的影响及作用规律，指导雾化除湿系统的设计，为把这种新型的空调除湿系统推向实际应用奠定基础。通过将超声技术引入到空调除湿，本项目不但有望为空调除湿技术开辟新的方向，而且能大幅降低除湿剂用量，提高液体除湿空调系统效率，降低系统阻力和再生能耗，为国家的节能减排做出贡献。

空调系统能耗占建筑能耗的主要份额，而夏季为对空气进行除湿所消耗的能源又占据整个空调系统能耗的1/3以上。本课题打破传统除湿形式，提出一种新型的空调除湿技术--超声雾化除湿系统。该技术的核心在于通过超声波雾化作用将具有吸湿效应的除湿剂浓溶液雾化成微米级的雾滴，以这些雾滴表面为主要反应场所，通过盐雾与空气广泛接触，最终达到改善除湿效果及降低建筑能耗的目的。据此，本项目首次建立了超声雾化液体除湿空调系统的优化设计模型，通过实验对各因素对系统性能的影响进行了详尽分析。同时，基于除湿过程所遵循的基本物理规律，首次构建并验证了该除湿系统的性能理论模型；还提出了不同系统间性能的客观评价比较方法。研究结果表明，本系统具有更好的除湿性能，与现有填料式除湿系统相比，在实现相同除湿效果下，本超声雾化除湿系统的溶液消耗量减少73.94%；在溶液再生过程中，本系统所需的再生温度降低4.4℃。系统可利用更低品味的热源且再生能耗降低。本研究对建筑节能、可再生能源的利用及营造健康舒适的室内环境均具有积极的参考作用。