基于亲水性高分子膜的焓回收器是一种非常新颖的可同时回收空调新风显热和潜热的方法。本项目提出建立一套基于膜的焓回收器的传热传湿模型,通过显微摄像测试分析、实验测量和计算机模拟研究,探索膜基层和活性层内热湿传递规律,应用微传热、微传质和非平衡热力学原理及贴体坐标,建立不规则形状微孔内膜相和液相相互作用下热湿传递的模型。模型的重点还包括膜二側空气边界层内的流动和传递规律,以及气相与膜相的相互溶解、藕合和交换。课题还要选出适用于焓回收的新型高分子膜,编写优化焓回收器设计计算程序,这对于为实现热湿的高效回收,降低成本,节能和环保都有重要意义。
基于亲水性高分子膜的焓回收器是一种非常新颖的空调热湿回收方法,如何提高膜的水蒸汽交换能力,并且阻止其它有害气体污染物的渗透是该技术的核心问题。本项目从宏观和微观二个层面开展工作。在宏观层面,建立了平板式膜全热交换器在非等壁温非等热流密度边界条件下的热湿交换模型,获得了平板式全热交换器在真实边界条件下的准则系数。数值计算了板翅式全热交换器在翅片导热因子小于1时的努谢尔特数和翅片效率,指出传统板翅换热器形式不适于膜全热交换,并发明了一种强化传热传质新结构-交叉三角形波纹板交换器,并用数值计算的方法获得了这种新型结构的传热传质准则方程式和阻力公式。在膜微观结构层面,用扫描电镜等手段,实验证实了水分选择性透过亲水性高分子模时要遵循溶解-扩散机理,而在透过憎水性膜时要遵循气体努森扩散方程。项目建立起了膜孔径分布、孔隙率、厚度等参数与透湿系数之间的联系,为新型膜的制备建立起理论依据。所建立模型用FLEC进行了测量验证,并在缩建立理论指导下,制备出几种新型透湿膜-如亲水/憎水复合膜和复合支撑液膜,它们可以改善水蒸气的选择性透过能力,并有效阻止CO2的扩散。