李錦航 張子含 劉江峰 張光玉

摘 要： 為探討豎直壁面在較高冷源溫度下同時(shí)進(jìn)行供冷除濕的可行性，開展了自然對流條件下基于中空纖維膜的豎直壁面供冷除濕特性的實(shí)驗(yàn)研究。利用中空纖維膜接觸器技術(shù)制作了能夠同時(shí)除濕供冷的組件，搭建了供冷除濕性能測試實(shí)驗(yàn)臺(tái)，以氯化鈣溶液為除濕溶液，采用正交試驗(yàn)方法，研究了自然對流下溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度、溫度、流速等參數(shù)對中空纖維膜組件除濕量、顯熱供冷量以及除濕效率的影響。結(jié)果表明：溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度和溫度對除濕量、除濕效率有重要影響，進(jìn)口溫度和流速對顯熱供冷量影響較顯著。在試驗(yàn)因素水平取值范圍內(nèi)，組件單位膜面積除濕量達(dá)5～14 g/h，顯熱供冷量為4～24 W，除濕效率為28%～65%，表明該組件具有一定的工程應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞： 中空纖維膜；溶液除濕；供冷；自然對流；輻射供冷

中圖分類號： TU831.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號： 1673-3851 （2023） 01-0124-07

引文格式：李錦航，張子含，劉江峰，等. 自然對流下豎直簾式中空纖維膜組件的除濕供冷特性［J］. 浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2023，49（1）：124-130.

Reference Format： LI Jinhang， ZHANG Zihan， LIU Jiangfeng， et al. Dehumidification and cooling properties of a vertical curtain type hollow fiber membrane module under natural convection［J］. Journal of Zhejiang Sci-Tech University，2023，49（1）：124-130.

Dehumidification and cooling properties of a vertical curtain type hollow fiber membrane module under natural convection

LI Jinhang， ZHANG Zihan， LIU Jiangfeng， ZHANG Guangyu

（School of Civil Engineering and Architecture， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China）

Abstract：? In order to find the feasibility of simultaneous cooling and dehumidification by vertical wall at a high cooling medium temperature， an experimental study on cooling and dehumidification properties of vertical wall based on hollow fiber membrane under natural convection was conducted. A non-direct contact non-quid dehumidification and cooling module employing hollow fiber membrane contactor technology was designed and fabricated. A test bench for cooling and dehumidification properties was built. With CaCl2 solution as the dehumidification desiccant， the effects of inlet solution parameters， such as concentration， temperature and flow rate， on the dehumidification capacity， sensible heat cooling capacity and dehumidification efficiency of hollow fiber membrane module were studied. The results showed that the inlet concentration and temperature were major parameters that influenced the dehumidification property. Inlet temperature and flow rate were major parameters that influenced the sensible heat cooling property. Within the value range of test factor level， the dehumidification capacity per unit membrane area of the module was 5～14 g/h， the sensible heat cooling capacity was 4～24 W and the dehumidification efficiency was 28%～65%， indicating that this module was promising for engineering purpose.

Key words： hollow fiber membrane; solution dehumidification; cooling; natural convection; radiant cooling

0 引 言

除濕是空氣調(diào)節(jié)的重要功能之一。傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)通過冷卻空氣到露點(diǎn)溫度以下進(jìn)行除濕，存在能效低、凝結(jié)水影響室內(nèi)空氣品質(zhì)等缺點(diǎn)［1-3］。采用溶液除濕技術(shù)，不僅可實(shí)現(xiàn)等溫除濕，能效較高，還可蓄冷，且蓄冷密度較高［4-5］。然而，常規(guī)的溶液除濕技術(shù)采用空氣與溶液直接接觸的方式，溶液液滴很容易隨空氣進(jìn)入室內(nèi)，造成氣液夾帶問題，影響人體健康和室內(nèi)設(shè)備。解決氣液夾帶問題的主要方法是采用防水透氣膜［6-7］隔離溶液與空氣，或采用中空纖維膜溶液除濕技術(shù)［8-11］。其中，中空纖維膜是一種中空的纖維管狀防水透氣膜，膜管壁上有大量微孔，空氣中的水蒸氣可以通過膜孔道被膜內(nèi)溶液吸收，而溶液由于膜的疏水性不能透過膜孔，這種特性非常適用于溶液除濕。

目前關(guān)于中空纖維膜溶液除濕技術(shù)的研究，主要集中在膜材料選擇、組件裝填方式、流體流動(dòng)方式等對膜組件除濕性能的影響方面。Huang等［8］采用一種橢圓形的中空纖維膜管用于除濕，發(fā)現(xiàn)橢圓形管傳熱傳質(zhì)強(qiáng)度較圓管有所加強(qiáng)；張寧等［9］發(fā)現(xiàn)，中空纖維膜管三角形排列較四邊形排列有更好的除濕效果；梅寧等［10］采用順流中空纖維膜組件進(jìn)行了除濕過程的數(shù)值研究，發(fā)現(xiàn)提高溶液進(jìn)口質(zhì)量分?jǐn)?shù)對提高吸濕性能最為有效；殷少有等［11］采用叉流中空纖維膜組件進(jìn)行了除濕過程傳熱傳質(zhì)特性研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)組件除濕效率為20%～60%，且與工況有關(guān)。在上述研究中，空氣均以強(qiáng)制對流方式掠過膜管，膜組件為常規(guī)的強(qiáng)制對流傳熱傳質(zhì)設(shè)備。將中空纖維膜組件作為室內(nèi)壁面、在自然對流工況下吸收室內(nèi)空氣中水蒸氣的同時(shí)，以輻射、對流的方式為室內(nèi)供冷是一種新的技術(shù)思路，有望進(jìn)一步降低動(dòng)力消耗和噪聲，并提高舒適性［12］，但相關(guān)報(bào)道目前較少。本文設(shè)計(jì)制作了豎直安裝的簾式中空纖維膜組件，采用氯化鈣（CaCl2）溶液作為除濕劑，通過實(shí)驗(yàn)研究探明自然對流工況下不同溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度、溫度、流速對組件除濕量與供冷量的影響和作用規(guī)律，為新型高效空調(diào)供冷技術(shù)的研究開發(fā)提供基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)方案

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

實(shí)驗(yàn)所用中空纖維膜組件如圖1所示，中空纖維膜管豎直密布排列，膜管連接在供液集管與回液集管之間，形成簾式結(jié)構(gòu)。中空纖維膜材質(zhì)為聚丙烯，組件的具體參數(shù)見表1。實(shí)驗(yàn)采用氯化鈣（CaCl2）溶液作為除濕劑［13］。實(shí)驗(yàn)主要儀器及其參數(shù)見表2。

1.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與流程

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖2所示，由進(jìn)液桶、磁力泵、膜組件和出液桶及電子秤構(gòu)成，其中進(jìn)液桶儲(chǔ)存除濕濃溶液，出液桶儲(chǔ)存流出膜組件的稀溶液。溶液流量通過兩部電子秤稱重測量。實(shí)驗(yàn)過程中，CaCl2溶液先降溫至設(shè)定溫度，由微型電動(dòng)磁力泵輸送至膜組件，溫度較低的除濕溶液通過膜管向室內(nèi)供冷的同時(shí)，吸收膜外側(cè)室內(nèi)空氣中的水蒸氣，然后流入出液桶。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

為快速探究各參數(shù)對組件供冷、除濕性能的影響，采用正交試驗(yàn)方法，選取溶液進(jìn)口溫度、進(jìn)口質(zhì)量濃度、進(jìn)口流速3個(gè)參數(shù)為考察因素，考慮到除濕需要的最低質(zhì)量濃度和受限于室溫下溶解度的最大質(zhì)量濃度，其中每個(gè)因素皆選擇3個(gè)水平數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以控制實(shí)驗(yàn)次數(shù)。本文采用L9（33）正交表［14］，共9組實(shí)驗(yàn)。各因素水平劃分見表3。

實(shí)驗(yàn)開始前，將進(jìn)液桶與出液桶分置于電子秤上，調(diào)節(jié)進(jìn)液桶中溶液質(zhì)量濃度與溫度至設(shè)定數(shù)值，調(diào)節(jié)磁力泵流量至流速對應(yīng)值。實(shí)驗(yàn)開始后，系統(tǒng)先運(yùn)行10 min，以保證溶液完全充滿管路。系統(tǒng)參數(shù)穩(wěn)定后開始每間隔5 min記錄流量數(shù)據(jù)以及空氣溫濕度的變化，實(shí)驗(yàn)總時(shí)長為30 min，取多次測量的平均值為最終結(jié)果。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及組件性能評價(jià)

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

各組實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果如表4所示。測試的中空纖維膜組件除濕量在5～14 g/（h·m2），顯熱供冷量在4～24 W/m2，全熱供冷量在9～28 W/m2，除濕效率在28%～65%。第7組表現(xiàn)出最優(yōu)的性能，即在試驗(yàn)因素水平范圍內(nèi)，當(dāng)溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度為40.0%、溫度為18.0 ℃、流速為1.2 cm/s時(shí)，組件除濕量與顯熱供冷量取得最大值，單位膜面積除濕量與供冷量分別為14 g/h和24 W。

實(shí)驗(yàn)過程中間接測量參數(shù)的相對誤差可根據(jù)式（1）計(jì)算［15］：

δyy=∑ni=1yxiδxi2y×100%（1）

其中：y為與自變量xi相關(guān)的因變量；δx為自變量的誤差；δy為因變量的誤差。將儀器精度等參數(shù)代入式（1），計(jì)算得出除濕量和顯熱供冷量的相對誤差分別小于11%和8%，說明所得除濕量、顯熱供冷量等性能數(shù)據(jù)較準(zhǔn)確，可靠性較高。

2.2 組件性能評價(jià)

利用膜組件在自然對流條件下進(jìn)行除濕供冷是一項(xiàng)新型空調(diào)技術(shù)，其除濕供冷性能是考察其工程應(yīng)用潛力的最重要參數(shù)，而除濕效率則反映其傳質(zhì)性能。因此，重點(diǎn)考察除濕量w、顯熱供冷量Qs、除濕效率η三個(gè)參數(shù)，以評價(jià)膜組件性能。

2.2.1 除濕量

根據(jù)質(zhì)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)組件的除濕量為每小時(shí)進(jìn)液桶溶液增加的質(zhì)量與出液桶溶液減少的質(zhì)量差，計(jì)算公式可用式（2）表示：

w=2［（mo2-mo1）-（mi1-mi2）］（2）

其中：w為除濕量，g/h；mo2為實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)刻出液桶溶液質(zhì)量，g；mo1為實(shí)驗(yàn)開始時(shí)刻出液桶溶液質(zhì)量，g；mi1為實(shí)驗(yàn)開始時(shí)刻進(jìn)液桶溶液質(zhì)量，g；mi2為實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)刻進(jìn)液桶溶液質(zhì)量，g。由于每次實(shí)驗(yàn)時(shí)長為30 min，因此每小時(shí)除濕量為組件30 min除濕量的2倍。

根據(jù)表4，在所有實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)1、2、3溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度最低，總體上除濕量也最低；實(shí)驗(yàn)4、5、6溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度高于實(shí)驗(yàn)1、2、3，除濕量也高于實(shí)驗(yàn)1、2、3；而實(shí)驗(yàn)7、8、9溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度最高，相比前6組實(shí)驗(yàn)，總體上除濕量也更高，其中實(shí)驗(yàn)7溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度、速度為最高值而溫度為最低值，除濕量為最大，而實(shí)驗(yàn)9雖然溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度最高，但進(jìn)口溫度也較高，與溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度較低、但進(jìn)口溫度更低的實(shí)驗(yàn)5相比，除濕量相同，且低于溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度較低、但進(jìn)口溫度為最低值的實(shí)驗(yàn)4。此外，由表4還可知，溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度較高但速度較低的實(shí)驗(yàn)8、6，除濕量均高于進(jìn)口速度較高但質(zhì)量濃度較低的實(shí)驗(yàn)2、3。上述結(jié)果說明：溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度和溫度對除濕量有重要影響，速度的影響則稍弱。

2.2.2 顯熱供冷量

供冷量包括顯熱供冷量和潛熱供冷量，二者之和為全熱供冷量。其中潛熱供冷量QL為溶液吸收的水蒸氣量所對應(yīng)的潛熱量，計(jì)算公式可用式（3）表示：

QL=wr/3600（3）

顯熱供冷量Qs為溶液進(jìn)出口焓差與潛熱供冷量之差，計(jì)算公式可用式（4）表示：

Qs=Mcp（to-ti）-wr/3600（4）

Q=Mcp（to-ti）（5）

其中：M為除濕溶液質(zhì)量流量g/s；cp為比熱容，J/（g·K）；to為溶液出口溫度，℃；ti為溶液進(jìn)口溫度，℃；r為水蒸氣汽化潛熱，取2440 J/g。由實(shí)驗(yàn)可知，溶液在吸濕過程中吸收水蒸氣的量相對較小，溶液質(zhì)量濃度變化不到0.5%，因此溶液質(zhì)量流量與比熱容可認(rèn)為不變，取為溶液進(jìn)口質(zhì)量流量與比熱容。

比較表4中不同進(jìn)口溫度下的顯熱供冷量，可以發(fā)現(xiàn)：進(jìn)口溫度為最低值的實(shí)驗(yàn)1、4、7，顯熱供冷量也為最大，而進(jìn)口溫度最高的實(shí)驗(yàn)3、6、9，顯熱供冷量最??；進(jìn)口溫度介于中間的實(shí)驗(yàn)2、5、8則其顯熱供冷量也介于中間，且各組中進(jìn)口速度較高的相應(yīng)的顯熱供冷量也較大。說明除濕量不太大的情況下，組件的顯熱供冷量主要取決于溶液進(jìn)口溫度和速度。這是因?yàn)槿芤簻囟鹊?，則輻射及自然對流傳熱溫差較大，而溶液流速高，則膜管內(nèi)傳熱系數(shù)較高，因而低溫、高速下傳熱能力也較大，從而顯熱供冷量較大。

2.2.3 除濕效率

在溶液吸收除濕過程中，室內(nèi)空氣的水蒸氣分壓力與溶液蒸汽壓之間的壓差是驅(qū)動(dòng)吸收的推動(dòng)力，理論上最大驅(qū)動(dòng)力為溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度對應(yīng)的蒸汽壓與室內(nèi)空氣的水蒸氣分壓力之差。隨著溶液流動(dòng)和吸收過程的進(jìn)行，溶液質(zhì)量濃度不斷降低，其對應(yīng)的蒸汽壓不斷提高，與室內(nèi)空氣中水蒸氣的分壓力之差逐漸減小。在極限情況下，出口溶液質(zhì)量濃度蒸汽壓與室內(nèi)空氣的水蒸氣分壓平衡。故溶液進(jìn)出口質(zhì)量濃度差對應(yīng)的蒸汽壓差可近似反映溶液對水蒸氣的吸收程度。因此，本文定義溶液進(jìn)出口質(zhì)量濃度對應(yīng)的蒸汽壓差與室內(nèi)空氣的水蒸氣分壓與進(jìn)口溶液蒸氣壓差之比為除濕效率，以反映組件的吸收效率：

η=Pso-PsiPv-Psi（6）

其中：η為除濕效率，%；Pso、Psi分別為出口溶液與進(jìn)口溶液水蒸氣分壓力，Pa；Pv為空氣中水蒸氣分壓力，Pa。

除濕效率反映組件的實(shí)際除濕量與其潛在的理論除濕量的接近程度。由表4可知，除濕量較小的實(shí)驗(yàn)1、2、3，其除濕效率反而較高，而除濕量最大的實(shí)驗(yàn)7、8、9，其除濕效率反而較小，除濕量介于中間的實(shí)驗(yàn)4、5、6，除濕效率也介于中間。除濕量、除濕效率間的上述差異表明，組件結(jié)構(gòu)、膜材料參數(shù)、溶液參數(shù)需要優(yōu)化組合，在最優(yōu)匹配時(shí)，才能獲得最好的綜合性能，實(shí)際機(jī)理則需進(jìn)一步分析。

3 影響因素分析

3.1 極差分析

采用極差分析法對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，可定量判斷各因素對性能指標(biāo)的影響和作用規(guī)律，進(jìn)一步檢驗(yàn)前文的分析和說明，為后續(xù)的研究和開發(fā)指明方向。圖3是不同溫度、質(zhì)量濃度和流速等參數(shù)所對應(yīng)的除濕量、供冷量和除濕效率的極差圖。

由圖3可見：對于除濕量，三個(gè)極差中質(zhì)量濃度對應(yīng)的極差值最大，溫度對應(yīng)的極差值次之，流速對應(yīng)的極差值最小，說明質(zhì)量濃度對除濕量的影響最顯著，其次是溫度，流速的影響最小，與前述分析一致。對于供冷量，三個(gè)極差中溫度對應(yīng)的極差值最大，其次是流速對應(yīng)的極差值，質(zhì)量濃度對應(yīng)的極差值最小，說明進(jìn)口溫度對顯熱供冷量的影響最顯著，其次是流速，質(zhì)量濃度的影響最小，與前述分析也一致。而對于除濕效率，三個(gè)極差中質(zhì)量濃度對應(yīng)的極差最大，其次是溫度應(yīng)對的極差值，流速對應(yīng)的極差值最小，說明質(zhì)量濃度對除濕效率影響最大，其次溫度，流速的影響最小，與前述分析也基本一致。

圖4—圖6為除濕量、供冷量隨質(zhì)量濃度、溫度、速度三個(gè)因素的變化趨勢圖，其中橫坐標(biāo)為某因素的水平值，縱坐標(biāo)為該因素在某水平下的性能指標(biāo)和的平均值ki，ki越大，說明在相同因素時(shí)，該水平下的性能指標(biāo)越高［15］。由圖可見，組件除濕量和供冷量的ki值變化與前述分析一致，說明提高質(zhì)量濃度和速度、降低溫度有利于提高除濕量，而要提高供冷量，則應(yīng)降低溫度和質(zhì)量濃度、提高流速。

圖7—圖9給出了除濕效率的ki值隨質(zhì)量濃度、溫度、速度三個(gè)因素變化的趨勢圖。由圖7—圖9可見，除濕效率的ki值隨溶液進(jìn)口溫度升高而降低，與前述除濕量變化趨勢一致，說明采用較低的進(jìn)口溫度可獲得較高的除濕量和除濕效率，除濕性能較好；但除濕效率的ki值隨溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度、速度則呈下降趨勢，與前述除濕量的變化趨勢相反，值得進(jìn)一步分析。

3.2 提高除濕性能的方法

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和極差分析均表明，膜組件除濕量、除濕效率隨溶液進(jìn)口溫度的降低而提高，但除濕量和除濕效率隨溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度的變化呈現(xiàn)相反的變化趨勢，即：提高溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度，組件除濕量增加，而除濕效率卻降低；此外，提高溶液進(jìn)口流速，組件除濕量增加，但除濕效率也降低。

這種現(xiàn)象可以根據(jù)傳熱傳質(zhì)理論進(jìn)行機(jī)理分析。在吸收過程中，組件除濕量由傳質(zhì)系數(shù)和空氣與溶液之間的水蒸氣分壓差決定。提高空氣中水蒸氣分壓與溶液蒸氣壓之間的壓差可增大吸收的傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力，從而提高組件除濕量。當(dāng)進(jìn)口質(zhì)量濃度較高而進(jìn)口溫度較低時(shí)，溶液的蒸氣壓降低，與空氣中的水蒸氣間分壓差增大，從而提高了吸收驅(qū)動(dòng)力；而提高溶液進(jìn)口流速，強(qiáng)化了膜管內(nèi)的擴(kuò)散，提高了傳質(zhì)系數(shù)，最終獲得較高的除濕量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上述分析一致。同時(shí)，提高溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度和流速，組件除濕效率卻下降，說明高質(zhì)量濃度溶液的潛在吸濕能力未能充分發(fā)揮，實(shí)際除濕量遠(yuǎn)未達(dá)到溶液的理論除濕量，因而除濕效率較低。綜合質(zhì)量濃度、溫度、速度對除濕量、除濕效率的影響，本文認(rèn)為存在阻礙溶液實(shí)現(xiàn)理論除濕能力的因素。根據(jù)室內(nèi)空氣中水蒸氣到膜管內(nèi)溶液的擴(kuò)散傳遞路徑可以判斷，阻力主要在于膜管壁本身及膜管外的擴(kuò)散傳遞過程中。正是因?yàn)橥ㄟ^膜管壁本身和膜管外的傳質(zhì)阻力較大，影響了水蒸氣的擴(kuò)散和吸收，使組件的實(shí)際除濕量遠(yuǎn)未達(dá)到溶液的理論除濕量，因而質(zhì)量濃度提高時(shí)總除濕量提高了，但除濕效率反而降低。

上述分析表明，要提高膜組件供冷除濕性能，除選擇合理的溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度、溫度等操作參數(shù)外，一方面應(yīng)改進(jìn)膜本身的性能，如降低膜厚度、提高孔隙率等，以減少水蒸氣擴(kuò)散路徑長度，降低膜管自身的傳質(zhì)阻力；另一方面，還應(yīng)強(qiáng)化膜管內(nèi)外的傳遞過程，合理采用膜管內(nèi)流速，采取適當(dāng)措施提高膜管外空氣流速，使其處于受迫流動(dòng)和自然對流的混合流狀態(tài)，即強(qiáng)化吸收傳質(zhì)，提高供冷除濕性能，又不過分增加動(dòng)力消耗。此外，改進(jìn)組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，也是值得考慮的方向。

4 結(jié) 論

本文制作了疏水性中空纖維膜供冷除濕組件，搭建了性能測試實(shí)驗(yàn)臺(tái)，在室內(nèi)溫度（26.0±0.5）℃，相對濕度（60±5）%條件下，以CaCl2溶液為除濕溶液，采用正交方法實(shí)驗(yàn)，研究了自然對流工況下不同參數(shù)對膜組件除濕、供冷性能的影響，探明了各運(yùn)行參數(shù)對中空纖維膜組件性能的影響規(guī)律，在試驗(yàn)因素水平范圍內(nèi)獲得了組件單位膜面積除濕量5～14 g/h，顯熱供冷量4～24 W，除濕效率28%～65%的結(jié)果，證明了基于中空纖維膜的溶液除濕、同時(shí)供冷的技術(shù)思路的可行性，主要結(jié)論如下：

a）各因素對中空纖維膜組件除濕量影響由大到小排序?yàn)椋喝芤哼M(jìn)口質(zhì)量濃度，溶液進(jìn)口溫度，進(jìn)口流速。對顯熱供冷量影響由大到小排序?yàn)椋喝芤哼M(jìn)口溫度，溶液進(jìn)口流速，溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度。

b）溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度和溫度是影響除濕性能的主要參數(shù)。提高溶液進(jìn)口質(zhì)量濃度，降低溶液進(jìn)口溫度有利于提高除濕性能。

c）膜管壁及膜管外存在較大傳質(zhì)阻力，使組件的實(shí)際除濕量遠(yuǎn)未達(dá)到理論除濕量，除濕效率較低。因此研究改進(jìn)膜性能、強(qiáng)化膜外傳質(zhì)，是提高除濕效率的重要途徑。

本文進(jìn)行的自然對流條件下基于中空纖維膜的溶液除濕供冷實(shí)驗(yàn)研究，是探索和發(fā)展新型空調(diào)除濕技術(shù)的新嘗試，取得了有意義的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為可能的新型、高效空調(diào)除濕技術(shù)的研究開發(fā)提供了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

［1］Fang S， Zhi X Q， Cheng X W， et al. Numerical study on the moisture transfer characteristics of membrane-based liquid desiccant dehumidifiers： resistance distribution and concentration polarization［J］. International Journal of Heat and Mass Transfer， 2020， 155： 119877.

［2］Zhang L Z， Huang S M， Pei L X. Conjugate heat and mass transfer in a cross-flow hollow fiber membrane contactor for liquid desiccant air dehumidification［J］. International Journal of Heat and Mass Transfer， 2012， 55（25/26）： 8061-8072.

［3］Li G P， Zhang L Z. Investigation of a solar energy driven and hollow fiber membrane-based humidification-dehumidification desalination system［J］. Applied Energy， 2016， 177： 393-408.

［4］曾瑞璇，顏承初，李梅. 除濕等級劃分及深度除濕技術(shù)研究進(jìn)展［J］. 制冷學(xué)報(bào)， 2020， 41（6）：12-21.

［5］Zhang N， Yin S Y， Yang H H. Transient performance of coupled heat and mass transfer in cross-flow hollow fiber membrane module for air dehumidification［J］. International Journal of Refrigeration， 2019， 108： 190-199.

［6］張光玉. 一種空間熱濕環(huán)境控制裝置： CN107166568A［P］. 2018-02-23.

［7］姚穎， 張光玉. 基于TRIZ的輻射供冷表面凝露防控技術(shù)研究［J］. 制冷與空調(diào)， 2018， 18（11）： 19-22.

［8］Huang S M， Yang M L. Heat and mass transfer enhancement in a cross-flow elliptical hollow fiber membrane contactor used for liquid desiccant air dehumidification［J］. Journal of Membrane Science， 2014， 449：184-192.

［9］張寧， 張立志. 基于質(zhì)量積耗散的膜法除濕組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［J］. 工程熱物理學(xué)報(bào)， 2014， 35（10）： 2023-2026.

［10］梅寧， 何思遠(yuǎn)， 趙健， 等. 中空纖維膜管內(nèi)LiBr溶液除濕過程的數(shù)值研究［J］. 熱科學(xué)與技術(shù)， 2015， 14（5）： 362-369.

［11］殷少有， 張寧. 中空纖維膜液體除濕過程中熱質(zhì)傳遞特性的實(shí)驗(yàn)研究［J］. 制冷學(xué)報(bào)， 2017， 38（3）： 96-100.

［12］Hout M， Ghaddar N， Ghali K， et al. Displacement ventilation with cooled liquid desiccant dehumidification membrane at ceiling; modeling and design charts［J］. Energy， 2017， 139：1003-1015.

［13］Arjunan T V， Seenivasan D， Selladurai V. Experimental studies on the performance of dehumidifier using calcium chloride as a liquid desiccant［J］. International Journal of Energy Technology and Policy， 2018， 14（1）： 49-63.

［14］潘黎， 趙德印， 徐強(qiáng). 上海超低能耗辦公建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)研究與實(shí)踐［J］. 暖通空調(diào)， 2020， 50（7）： 91-96.

［15］王建偉， 張小松， 孫博， 等. 基于真空膜蒸餾的空調(diào)除濕溶液再生實(shí)驗(yàn)研究［J］. 制冷學(xué)報(bào)， 2021， 42（4）： 91-100.

（責(zé)任編輯：康 鋒）

收稿日期： 2022-02-25? 網(wǎng)絡(luò)出版日期：2022-06-01網(wǎng)絡(luò)出版日期

基金項(xiàng)目： 浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（LY22E060004）

作者簡介： 李錦航（1997- ），男，浙江臺(tái)州人，碩士研究生，主要從事暖通空調(diào)新技術(shù)方面的研究。

通信作者： 張光玉，E-mail：guangyuzhang@zstu.edu.cn