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中文摘要

溶液式空气处理装置是与常规空调完全不同的空气处理方式，其不是通过对空气进行降温到露点以下使水蒸气凝结从而除湿，而是通过液体吸湿剂与湿空气直接接触实现对空气的湿度处理过程。与传统的空气处理方式相比，采用溶液式空气处理方式，具有如下优越性：取消了冷凝水表面，消除了霉菌等生长所需的潮湿环境；既可以对空气除湿处理，又能实现冬季对于空气的加湿处理过程；可方便调节处理后的相对湿度，不再是常规冷凝除湿方式中接近100%相对湿度的出口空气参数；避免了常规空调系统冷凝除湿后温度过低还需再热带来的冷热抵消问题；可以充分利用低品位能源如太阳能和废热实现溶液再生，节省系统电耗。然而值得注意的是，尽管这种溶液式空气处理方式已出现近70年，但由于空气处理流程内在的问题，导致能源利用效率低于常规空调，因此并未得到广泛应用。本研究试图从溶液与空气之间最基础也是最重要的传热传质过程出发，深入剖析传热过程与传质过程的相互耦合影响，设法利用传热过程促进传质过程的进行，使溶液式空气处理方式的能源利用效率大幅度提高，从而替代目前空调系统中的空气处理方式，得到大幅降低能耗、精确控制室内温湿度和改善室内空气品质的效果。

论文的主要研究工作为：

首先，对溶液与空气热质交换过程中传热、传质作用相互耦合影响的现象以及原因进行了全面的分析。给出了顺、逆、叉流不同流型下，溶液与空气绝热热质交换过程的数学模型，通过与溶液除湿/再生工况的大量实验数据的对比分析表明：Le数等于1时，求解结果与实验结果很好的吻合。溶液与空气之间的传热驱动力 、传质驱动力 相互耦合、影响，可能出现溶液与空气出口温度或（等效）含湿量超出二者进口参数所界定范围的情况。相互耦合影响的传热驱动力 与传质驱动力 ，可表示为相互独立的焓差驱动力 和相对湿度差驱动力 。 表征全热换热能力、 表征扩散到平衡的穷尽程度，溶液与空气出口参数在互相独立的两驱动力所界定的范围内变化。

其次，在相互独立的热质交换过程驱动力的基础上，提出了任意状态的溶液与空气热质交换过程所能达到的处理区域在：①空气进口等焓线；②溶液进口等浓度线（或等效相对湿度线）；③两进口参数的连线所构成的三角形区域内。边界线①和②与相互独立的热质交换驱动力一致，边界线③的物理意义为：当溶液流量相对于空气流量非常大，热质交换过程对溶液状态的影响可以忽略不计时，空气处理过程的终状态点就位于两流体进口状态的连线上。溶液与空气热质交换过程的可及处理区域刻画出了任意状态的溶液与空气的热湿处理过程所能达到的处理状态，该可及处理区域适用于任意状态的溶液与空气的降温除湿、加热除湿、加热加湿、降温加湿等各种热湿交换过程的分析，从而为溶液与空气的热湿处理过程指明了方向。

（ＰＳ：The way to contact yumingkaobo TEL:si ling ling-liu liu ba-liu jiu qi ba ;QQ:wu si qi ling liu san ba liu er） 在可及处理区域的基础上，得到影响热质交换效果的核心因素除了众所熟知的溶液与空气的流动形式（顺流、逆流、叉流）、溶液与空气的流量比与传热传质系数外，溶液与空气的进口状态（溶液温度与浓度、空气温度与含湿量）也在很大程度上决定了除湿与再生过程的特性。以溶液的进口状态为中心，根据空气进口状态相对于进口溶液状态的位置，在焓湿图上划分成热质交换性能不同的A～D四个处理区域：A和D区为除湿区、B和C区为再生区；A和C区全热换热方向与传质方向相同、而B和D区相反。在相同条件下，位于A区的除湿（传质）效果远优于处在D区的冷却空气方式的除湿效果，位于C区的加热溶液方式的再生（传质）效果远优于处在B区的加热空气方式。相同条件下，位于A区的除湿过程和位于C区的再生过程中，逆流热质交换装置的传质性能最优，顺流装置最差，