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太阳能液体除湿空调系统工作特性的研究的开题报告一、研究背景及意义在现代社会，空调设备已成为人们生活中不可或缺的一部分。
尤其是在夏季高温时期，空调设备的使用率大幅度提升。
然而，传统的空调设备存在能源消耗大、环境污染和使用成本高等问题。
因此，需寻找新型的高效、环保、低成本的空调方案。
太阳能液体除湿空调系统便成为了一个热门的研究课题。
太阳能液体除湿空调系统是一种新型的能源节约型空调系统。
该系统利用太阳能为能源，通过液体除湿的方式，提高空气干燥度，达到降低温度的目的。
该系统具有能耗低、环保、安全等优点，可应用于各种场合，如居家、商业办公场所等。
因此，本研究旨在对太阳能液体除湿空调系统的工作特性进行详细研究，探究其在实际应用中的可行性和效果，并为新型空调系统的开发和推广提供理论依据和实践经验。
二、研究内容及方法1. 研究内容（1）太阳能液体除湿空调系统的基本组成及工作原理；（2）太阳能液体除湿空调系统的热力学特性分析；（3）太阳能液体除湿空调系统的性能检测、实验设计与实验结果分析。
2. 研究方法（1）文献调查法：深入研究太阳能液体除湿空调系统的相关理论与技术文献，了解其发展现状、研究进展和未来方向。
（2）理论分析法：对太阳能液体除湿空调系统的组成、工作原理、热力学性质等进行分析和探讨。
（3）实验方法：利用实验室和现场条件，对太阳能液体除湿空调系统进行模拟和实验，通过对数据的收集和分析，验证其可行性和效果。
三、预期研究结果（1）掌握太阳能液体除湿空调系统的组成和工作原理。
（2）从热力学角度分析太阳能液体除湿空调系统的特性，确定其运行参数。
（3）设计实验方案，通过实验验证太阳能液体除湿空调系统的性能，并对数据进行分析和总结。
四、研究进度计划第一阶段：文献调查和理论分析（2周）；第二阶段：系统设计（1周）；第三阶段：实验准备与实验（3周）；第四阶段：数据分析和论文撰写（3周）。
五、可能的研究难点在实验过程中，可能遇到硬件和软件上的问题，如传感器问题、程序编写问题等，需要通过科学且严谨的方法，加以解决。
转轮除湿机的工作原理及原理图
转轮除湿是近代发展起来的较科学的除湿技术，工作原理如图所示：除湿转轮在除湿段内部由密封系统分隔为处理区域和再生区域，除湿转轮以6-20转/小时的速度缓慢旋转，以保证整个除湿为一个连续的过程。
当处理空气通过转轮的处理区域时，其中的水分被转轮中的吸湿介质所吸附，水分子同时发生相变，并释放出潜热，转轮也因吸收了一定的水分而逐渐趋向饱和；这时，处理空气因自身的水分减少和潜热释放而变成干热的空气。
同时，在再生区域，另一路空气先经过再生加热器后，变成高温空气并穿过吸湿后的饱和转轮，使转轮中已吸附的水分蒸发，从而恢复了转轮的吸湿能力；之后，再通过再生风机将湿空气排到室外。
转轮除湿工作原理图
根据湿度控制要求不同，EK空调转轮除湿机转轮的吸湿材料可以采用高效硅胶、分子筛，或硅胶与分子筛复合材料。
![太阳能制冷转轮除湿空调系统及工作方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/8fac2b74daef5ef7bb0d3c43.png)
专利名称：太阳能制冷转轮除湿空调系统及工作方法专利类型：发明专利
发明人：蒋彦龙,王刚,王瑜,黄龙,韩建军
申请号：CN201310741309.1
申请日：20131230
公开号：CN103712292A
公开日：
20140409
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种太阳能制冷转轮除湿空调系统及其工作方法，属于空气调节领域。
主要包括：太阳能集热板（1）、循环泵（2）、发生器（3）、冷凝器（4）、再生段过滤器（5）、再生段辅助电加热器（6）、除湿转轮（7）、再生段风机（8）、吸收器（9）、膨胀阀（10）、蒸发器（11）、除湿段过滤器（12）、除湿段辅助电加热器（13）、除湿段风机（14）。
该系统使用太阳能带动溴化锂吸收式制冷系统，溴化锂制冷系统与转轮除湿机相连，其蒸发器为转轮除湿提供冷量，其冷凝器为转轮再生提供热量。
与现有的转轮除湿系统相比，本发明具有节能、环保、结构紧凑、温湿度独立控制、季节适应性好等优点。
申请人：南京航空航天大学
地址：210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
国籍：CN
代理机构：江苏圣典律师事务所
代理人：贺翔
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转轮除湿原理
转轮除湿器是一种常见的家用除湿设备，它通过转动的吸湿转轮来去除空气中
的湿气。
那么，转轮除湿器的原理是什么呢？接下来，我们将详细介绍转轮除湿原理。
首先，转轮除湿器的转轮是由一种特殊的吸湿材料制成的，这种材料可以吸附
空气中的水分。
当空气中的湿气进入转轮除湿器内部时，转轮开始旋转，湿气被吸附在转轮上。
随着转轮的旋转，湿气被带到转轮的另一侧，然后通过加热的方式将湿气释放出去。
这样，空气中的湿气就被去除了，达到了除湿的效果。
其次，转轮除湿器的原理类似于空调的工作原理。
空调通过制冷循环来除湿，
而转轮除湿器则通过转动的吸湿转轮来去除湿气。
不同的是，转轮除湿器不需要制冷循环，因此在能耗上更加节省，同时也不会产生冷凝水，使用更加方便。
另外，转轮除湿器的除湿效果与转轮的吸湿能力有关。
通常情况下，转轮除湿
器的转轮会经过特殊处理，以增加其表面积和吸湿能力。
这样一来，转轮除湿器就能更加高效地去除空气中的湿气，保持室内空气的干燥舒适。
总的来说，转轮除湿器的原理是通过转动的吸湿转轮来去除空气中的湿气。
它
的工作原理类似于空调，但不需要制冷循环，能耗更低，使用更加方便。
转轮除湿器的除湿效果与转轮的吸湿能力有关，通常经过特殊处理以增加其吸湿能力。
因此，选择适合的转轮除湿器对于保持室内空气干燥舒适非常重要。
在日常生活中，我们可以根据自己的需求选择合适的转轮除湿器，从而改善室
内湿度，提高生活质量。
希望本文所介绍的转轮除湿原理能够帮助大家更好地理解转轮除湿器的工作原理，为大家的生活带来便利。
转轮除湿机组工作原理转轮除湿机是一种常见的家用除湿设备，它通过转轮除湿原理来去除空气中的湿气，使室内空气保持适宜的湿度。
下面将详细介绍转轮除湿机的工作原理。
转轮除湿机的核心部件是转轮，它是由一系列薄而多孔的硅胶轮片组成。
这些轮片呈蜂窝状排列，形成许多微小的通道。
在转轮的两侧，分别有一个风扇，分别被称为进风风扇和排风风扇。
当转轮除湿机工作时，首先进风风扇将潮湿的空气吸入机器内部。
这些湿气通过进风口进入转轮内部的通道中。
由于通道内的硅胶轮片具有吸湿性，它们能够吸附湿气中的水分。
随着空气的通过，湿气被逐渐吸附到转轮的表面。
当湿气被吸附到转轮表面后，进风风扇停止工作，排风风扇开始运转。
排风风扇的作用是将干燥的空气吹出转轮，并排放到室外。
当干燥的空气通过转轮时，转轮上的湿气会被带走，从而实现除湿的效果。
然而，转轮除湿机不仅仅只是将湿气排出室外，它还能够回收其中的能量。
在排风风扇运转时，一部分干燥的空气会被带回转轮内部。
这些干燥的空气会在转轮上释放热量，使转轮变热。
接着，进风风扇再次启动，将外界的潮湿空气吸入，通过转轮时，转轮释放的热量会被传递给进入的空气，从而提高空气的温度。
除了回收能量，转轮除湿机还能够回收湿气。
当转轮吸附了足够的湿气后，它会进入一个再生阶段。
在再生阶段，转轮会通过加热来释放吸附的湿气。
这时进风风扇停止工作，排风风扇开始运转，将加热后的空气吹入转轮内部。
由于加热的作用，转轮上吸附的湿气会被蒸发出来，然后排放到室外。
这样，转轮除湿机就完成了一次除湿的循环。
通过转轮除湿机的工作原理，我们可以看出它具有高效、节能的特点。
它不仅能够去除湿气，提高室内空气的质量，还能回收能量和湿气，减少能源的浪费。
因此，转轮除湿机在家庭和办公环境中得到了广泛应用。
转轮除湿机的工作原理是通过转轮的吸湿和释放热量的过程来去除空气中的湿气。
它通过进风风扇将潮湿的空气吸入转轮内部，湿气被转轮吸附后，通过排风风扇将干燥的空气排出室外。
空调系统中的转轮除湿技术作者：林慧颖朱鸣鸣来源：《科学与财富》2019年第14期摘要：转轮除湿空调技术相比机械制冷空调有诸多优点，节能潜力大，本文介绍了该系统的工作原理和专利发展历程，并归纳总结了相关专利申请的主要研究方向。
关键词：转轮除湿；空调；专利申请引言湿度是空调系统的一个重要参数，除湿常用的方法有冷卻除湿，液体吸收剂除湿，固体吸附剂除湿，膜法除湿以及转轮除湿等，旋转式除湿转轮有一个独特的优点，它能够同时回收显热（温度）和潜热（湿度），因而具有较大的节能应用潜力，近十几年来被广泛应用在空调系统中。
一、转轮除湿空调系统工作原理转轮除湿系统的原理是湿空气通过含吸湿剂的转轮，在水蒸气的分压力差的作用下，水分被吸湿剂吸收或吸附，转轮上布满蜂窝状的流道，空气进入流道时，与流道壁进行热湿交换，流道壁本身含有固体吸湿剂，它被空气冷却时，其对应的水蒸气分压力小于处理空气的水蒸气分压力，其中水蒸气被吸附到吸湿剂中，与此同时转轮本身的显热和吸附产生的吸附热使空气温度升高，随着转轮的旋转，这部分流道的吸湿量逐渐趋于饱和，当这些吸湿后的流道旋转到再生区时，热空气流过这些蜂窝状流道，含有固体吸湿剂的流道壁被加热，其对应的水蒸气分压力高于再生空气中的水蒸气分压力，将吸湿剂中的水分脱离出来，随着转轮的旋转和脱附的进行，蜂窝状的吸湿剂流道恢复了吸湿能力，又被旋转到吸湿区，这样周而复始，除湿过程得以连续进行，因此转轮除湿系统在除湿过程中还会伴随着对再生空气热量的回收。
二、发展历程除湿转轮是由热回收式转轮逐渐演变而来，最早的相关专利申请诞生于1935年的欧洲，将金属丝网做成圆形然后转起来，接下来又有了氧化铝转轮，但两种转轮吸湿性较差。
1946年，美国人Pennington Neal A申请了转轮除湿技术的专利，并于1949年获得了专利权。
后来相继出现了硅胶转轮和分子筛转轮，此时的转轮吸湿效果好，人们可以根据需要更有侧重点的选择转轮种类，以对空气进行除湿或者热回收。
转轮除湿技术原理首先，转轮除湿器通过进风口将潮湿空气引入设备内部。
当潮湿空气经过转轮的吸附区域时，水分子会被转轮上的吸附材料（通常是硅胶或分子筛）吸附，并以化学键形式与吸附材料结合。
这样，湿空气中的水分子就被蓄积在转轮上了。
接下来，当吸附区域吸附材料上的水分子达到一定的饱和度时，需要进行再生。
此时，将热空气（通常是室外空气或者电加热器生产的热空气）引入设备的再生区域。
再生区域的温度较高，可以将转轮上的水分子解吸。
在再生过程中，热气流通过转轮上的吸附材料，通过热传导的方式将水分子从吸附材料中解吸出来。
此时，吸附材料中的水分子会变成水蒸气，并被带走。
最后，解吸后的水蒸气和剩余的热空气一起被排出室外。
经过这个过程，转轮上吸附的水分子被转移到了再生区域，并排出了室外。
这样，整个系统中的水分子得到了去除，从而达到了除湿的效果。
与传统的除湿器相比，转轮除湿技术具有几个优势。
首先，转轮除湿技术可以实现高效的湿度控制。
由于转轮吸附和再生的过程是同时进行的，所以可以实现较高的除湿效率。
其次，转轮除湿器的能耗相对较低。
在再生过程中，除了一定的热能输入，不需要其他能源消耗。
此外，转轮除湿器还可以实现自动调节，根据室内湿度的变化自动启动和停止。
总的来说，转轮除湿技术是一种高效、经济和可靠的除湿方法。
其原理是通过转动的蓄热转轮来吸附、再生和排湿，从而实现除湿的目的。
随着技术的不断发展，转轮除湿器在许多领域中得到了广泛应用，如家庭、商业建筑和工业制造等。
这种技术对于创造舒适的室内环境和提高生产效率都具有重要意义。
太阳能转轮除湿式空调系统
太阳能转轮除湿式空调系统
摘要：介绍太阳能转轮除湿式空调系统的组成和工作原理，太阳能转轮除湿式空调系统充分利用了太阳能与湿空气中水蒸气的特性来达到空调效果，与现有空调系统中的氟里昂给大气臭氧层带来破坏的影响，省去了压缩机、工质与空气的间接换热及一些辅助设备，无压缩机噪声；且充分利用了太阳能，节能环保。
举例分析系统的供热和制冷过程及效果，结合国内外的此技术的发展论述其发展前景。
关键词：太阳能；转轮；除湿式空调系统
中图分类号： TK511文献标识码： A
太阳能作为新型能源，能较好地解决能源短缺问题，人们正日益重视利用太阳能热源。
太阳能转轮除湿式空调系统充分利用了太阳能与湿空气中水蒸气的特性来达到空调效果，与现有空调系统中的氟里昂给大气臭氧层带来破坏的影响，省去了压缩机、工质与空气的间接换热及一些辅助设备，无压缩机噪声；且充分利用了太阳能，节能环保。
1太阳能转轮除湿式空调系统简介
太阳能转轮除湿式空调是由空气集热器和除湿空调系统组成，除湿空调系统是由除湿转轮、显热交换器和直接蒸发冷却器组成，利用除湿转轮中的吸附剂吸附空气中的水分，经热交换器进行降温，再经蒸发器通过绝热蒸发，以进一步冷却空气而达到调节室内温度与湿度的目的。
太阳能转轮除湿式空调系统是利用空气集热器所集的低温空气实现空调制冷和供暖的新型高效空调设备。
其制冷原理的实质是将传热过程通过一个传质过程（水汽的吸附与解吸）来实现。
这是一种输入热能便能实现空调制冷的空调设备，其制冷量可以通过输入的热量实现无级调节。
利用除湿转轮中的吸附剂吸附空气中的水分，经热交
换器进行降温，再经蒸发冷却器通过绝热蒸发，以进一步冷却空气而达到调节室内温度与湿度的目的。
2太阳能转轮除湿式空调应用
2.2.1冬季供暖
冬季供暖时，太阳能转轮除湿式空调的工作过程大致是，热风风机、出风风机以及风阀都处于开启状态。
热风风机将空气集热器内所集的热风通过加热送出风阀，再经出风风机的加速，通过静压箱，由出风风道通到室内，实现供暖。
2.2.2夏季制冷
制冷将分为两个过程，一个是除湿过程；一个是降温过程。
这时机组开关、热风风机、出风风机、预冷热湿交换循环泵、热湿交换循环泵以及预冷风机都处于开启状态，而风阀处于关闭状态。
除湿过程的主要工作部件是除湿转轮。
而转轮除湿机的关键部件为载有吸湿剂的蜂窝状转轮，蜂窝状转轮具有吸湿比表面积大、流通阻力小、除湿效率高等特点。
吸湿载体采用高强度无机纤维材料卷制成蜂窝状通道的圆柱体——转轮，其内部嵌固有吸湿剂（氯化锂、硅胶、分子筛），性能稳定、使用寿命长。
除湿转轮采用辊式链传动，运转速度8r/h。
转轮截面的3/4区域为除湿区，1/4为再生区。
各区之间采用氟弹性材料隔离密封，有效地防止了除湿区和再生区之间互相窜扰。
工作时除湿气流和再生气流逆向通过缓慢转动的转轮，从而实现空气动态除湿。
当设置设备的除湿温度时要注意设置的温度不能超过100℃，还要开启由可控硅控制的电加热系统，在空气集热器的温度达不到除湿所要的温度时，否则高温对于转轮的工作性能会有影响。
空气经过除湿转轮之后，空气的湿度会降低，大约在20%左右，但是温度会升高。
还有一个过程是降温过程。
降温过程由三个阶段组成：表冷器降温过程阶段；水预冷阶段；空气降温阶段。
（1）表冷器降温过程阶段。
因为经过除湿后空气温度升高，需要对空气进行预降温。
选定ф10mm×0.7mm紫铜管，翅片选用δ＝0.2mm铝套片，翅片间距2.2mm，管束按正三角排列，管中心间距25mm，沿空气流动方向管排数4，迎面风速2m/s。
（2）水预冷阶段。
水通过表冷器后，空气的部分热量传递给水，水温上升。
所以需要对水进行预降温处理，处理完的水再进行第三个阶段的空气降温过程。
（3）空气降温阶段。
当得到低湿度的空气之后，在热湿交换器中进行绝热蒸发。
水的蒸发潜热是2500kJ/kG，制冷空调处理风量以600m3/h计算，即处理风量720kg/h（空气密度为1.2kg/m3），当空气绝热蒸发，湿度升高，以湿度从20%升到70%为例，吸收水分3g/kg。
可知一共蒸发水分为2160g。
所以可以得到的冷量为：2.16×2500＝5.4MJ；则空气降温为7.5℃。
3其他太阳能转轮除湿式空调系统介绍
太阳能具有与室内负荷匹配性好且不需要消耗一次性能源等优势，而转轮除湿空调具备对热源温度要求低的特点，将两者结合起来自然成了国内外研究应用的焦点。
德国里萨某技术中心的太阳能转轮除湿空调系统，根据室外环境和室内冷/热负荷不同，系统可以五种模式运行，测试结果表明，系统最大制冷量约为18kW，太阳能保证率可达76%，相应热力COP为0.6。
在国际能源机构(IEA)Solar Heating & Cooling Task 25框架下，5个示范性太阳能转轮除湿空调工程已经成功实施于德国弗莱堡、奥地利哈特贝格、西班牙马特罗葡萄牙里斯本和荷兰瓦尔威克，相应系统设计冷量分别为50kW、30kW、55kW、36kW和22kW。
安装在弗莱堡的太阳能转轮除湿空调系统完全由平板式集热器
集热来驱动，不采用任何辅助热源和蓄热装置。
与弗莱堡的系统不同，哈特贝格的系统采用生物质能和太阳能相结合来驱动，马特罗的系统引入光伏预热系统和空气集热器构成复合式太阳能系统，里斯本的系统则采用复合抛物面型集热器和热泵相结合的复合能量系统。
用于江阴万龙源科技有限公司的太阳能两轮两级除湿空调，系统采用价格低廉且与建筑结合较好的平板集热器，测试结果表明，系统可提供10kW的冷量，相应热力COP和电力COP分别在1和10左右，且能够将40%以上的太阳辐射能量转变为空调能力输出。
上海交通大学机动大楼实施的太阳能单轮两级除湿空调，系统采用可直接产出再生用热空气的真空管空气集热器，机组设计制冷量为5kW，热力和电
力性能与两轮两级除湿空调相当，由于避免了蓄热和换热过程中的热损失，其太阳能转化率可达50%以上。
4关键问题和发展前景
太阳能转轮除湿式空调采用太阳能这一清洁可再生资源，有效地缓解了传统空调造成的电力供应峰值负荷，有着良好的应用前景。
目前，转轮除湿空调已有一定规模应用，进一步发展和应用面临的主要问题是：
（1）要降低热源温度、提高热源利用率，需要开发多级/分级等再生模式。
对于多级/分级再生模式的需求，在高温高湿地区十分突出。
当以太阳能作为热源时，多级/分级再生模式热源温度要求低的优势进一步体现为普通的集热器 (平板式或真空管式)、较低的初投资和美观的建筑结合。
（2）优化控制性能，提高适用性。
转轮除湿空调的一个明显的优势就是具备温湿度独立控制，但是环境和室内的空气状态均会随时间、天气、季节和地理位置而变化，机组的热力和电力性能取决于系统控制和负荷分配 (潜热/显热比例)。
（3）规范生产流程。
规范的生产流程不仅可以提高生产效率，降低成本，增加价值产出，还有利于生产管理，市场拓展。
对于企业的现在与将来都是百利而无一害的。
（4）加大宣传力度。
转轮除湿空调作为一种新型空调，从制冷空调行业内到广大民众都还对其缺乏认识，普及相关知识将促进其发展。
结语
综上所述，太阳能转轮除湿式空调系统是一套高效、节能、环保的空调系统。
它缓解了传统能源空调用电负荷大的压力，减少了温室气体的排放，合理的利用新型能源。
这对于行业内进一步提高能源利用效率、降低设备的成本和尺寸以及将相应技术与产品定型化和规模化具有重要意义，也是未来转轮除湿空调技术研究和发展的主导方向。
参考文献:
［1］代彦军，俞金娣，张鹤飞．转轮式干燥冷却系统参数分析
与性能预测［J］．太阳能学报，1998，( 01) ．
［2］薛殿华．空气调节［M］．北京: 清华大学出版社， 1991．［3］王如竹. 制冷学科进展研究及发展报告 [M]. 北京: 科学出版社, 2007: 498-533
［4］方玉堂, 蒋赣. 转轮除湿机吸附材料的研究进展 [J].化工进展, 2005, 24(10): 1131-1135.
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