南京工业大学程清获国家专利权
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龙图腾网获悉南京工业大学申请的专利一种变压力微通道冷凝除湿装置及其调控方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119713422B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411947942.0,技术领域涉及:F24F3/14;该发明授权一种变压力微通道冷凝除湿装置及其调控方法是由程清;李琦设计研发完成,并于2024-12-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种变压力微通道冷凝除湿装置及其调控方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种变压力微通道冷凝除湿装置及其调控方法,变压力微通道冷凝除湿装置包括压缩机、微通道除湿器、第一气液分离器和膨胀机,进气管与压缩机的进气口连接,压缩机的出气口与微通道除湿器的进气口连接,微通道除湿器的出气口与第一气液分离器的进口连接,第一气液分离器的出气口与膨胀机的进气口连接,膨胀机的出气口与出气管连接。本发明提供的一种变压力微通道冷凝除湿装置及其调控方法,无需额外制冷设备,降低能耗。
本发明授权一种变压力微通道冷凝除湿装置及其调控方法在权利要求书中公布了:1.一种变压力微通道冷凝除湿装置的调控方法,其特征在于,所述变压力微通道冷凝除湿装置包括压缩机1、微通道除湿器2、第一气液分离器3和膨胀机6,进气管与压缩机1的进气口连接,压缩机1的出气口与微通道除湿器2的进气口连接,微通道除湿器2的出气口与第一气液分离器3的进口连接,第一气液分离器3的出气口与膨胀机6的进气口连接,膨胀机6的出气口与出气管连接; 所述微通道除湿器2包括层叠设置的第一通道层21和第二通道层22,第一通道层21和第二通道层22均设有若干微通道;第一通道层21的进口作为微通道除湿器2的进气口与压缩机1的出气口连接,第一通道层21的出口作为微通道除湿器2的出气口与第一气液分离器3的进口连接;第一通道层21的微通道的直径沿空气流动方向逐渐扩大; 所述调控方法包括以下步骤: 步骤10,建立湿空气正压冷凝除湿传热传质模型; 步骤20,根据微通道除湿器2的结构参数和包括进入微通道除湿器2的湿空气压力的湿空气物性参数,采用所述湿空气正压冷凝除湿传热传质模型,计算得到不同湿空气压力下的微通道除湿器2输出的空气湿度,得到进入微通道除湿器2的湿空气压力与微通道除湿器2输出的空气湿度之间的对应关系; 步骤30,根据进入微通道除湿器2的湿空气压力与微通道除湿器2输出的空气湿度之间的对应关系,得到目标空气湿度对应的预设湿空气压力范围,调控压缩机,使得进入微通道除湿器2的湿空气压力在预设湿空气压力范围内; 所述湿空气正压冷凝除湿传热传质模型包括单液滴模型、液滴生长模型和通道冷凝模型; 所述单液滴模型的表达式为式1~式4: 式1 式2 式3 式4 式中,表示穿过克努森层的质量通量,表示克努森层半径,表示克努森层蒸汽密度,表示气体常数,表示克努森层表面温度,表示液滴密度,表示液滴半径,表示液滴表面温度;表示连续区域到克努森层的质量通量,表示水蒸汽扩散系数,表示湿空气密度,表示湿空气蒸汽分密度;表示单个液滴生长到下的传热通量,表示水的导热系数,表示冷壁面温度;表示单个液滴生长到下的质量通量,表示单位时间内的冷凝潜热; 所述液滴生长模型的表达式为式5~式12: 式5 式6 式7 式8 式9 式10 式11 式12 式中,表示液滴生长过程总的传热率,A表示微通道除湿器的第一通道层的所有微通道的圆柱表面积之和,表示某一时间对应液滴半径下的传热率,表示液滴聚结过程时间,表示液滴滑落过程时间,m表示液滴总数;表示液滴生长过程总的传质率,表示某一时间对应液滴半径下的传质率; 所述通道冷凝模型的表达式为式13~式17: 式13 式14 式15 式16 式17 式18 式19 式20 式21 式22 式23 式中,表示第二通道层对流换热系数,表示冷却水的努塞尔数,表示第二通道层的微通道的直径;表示第一通道层对流换热系数,表示空气的努塞尔数,表示空气的导热系数,表示第一通道层的微通道的平均直径,,表示第一通道层的微通道的入口直径;表示湿空气与隔板的对流换热系数,表示隔板厚度,表示铜的导热系数;表示湿空气与隔板之间的对流换热率,表示湿空气的温度,表示冷却水的温度;表示第i段微通道段的传热率,表示第i段微通道段中湿空气与隔板之间的对流换热率,表示第i段微通道段中液滴生长过程总的传热率,表示第i段微通道段的传质率,表示第i段微通道段中液滴生长过程总的传质率;表示第i段微通道段的传热通量,表示微通道除湿器的第一通道层的第i段微通道段的圆柱表面积,表示第i段微通道段的质量通量;表示第i段微通道段出口湿空气的焓值,表示第i-1段微通道段出口湿空气的焓值,表示湿空气质量流量,表示干空气质量流量,表示第i段微通道段出口湿空气的含湿量,表示第i-1段微通道段出口湿空气的含湿量,表示第i段微通道段出口湿空气的温度; 所述步骤20具体包括: 步骤201,初始化液滴状态参数; 步骤202,采用迭代方法,目标为式1、式2和式4计算结果相同,计算得到液滴状态参数;将液滴状态参数与初始化的液滴状态参数进行比较,如果不满足误差条件,则采用二分法重新初始化液滴状态参数,执行步骤202;如果满足误差条件,则执行步骤203; 步骤203,利用式3和式4计算得到单个液滴产生的传热通量和质量通量;根据单个液滴产生的传热通量和质量通量,利用液滴生长模型计算得到液滴生长过程总的传热通量和质量通量; 步骤204,根据液滴生长过程总的传热通量和质量通量,以及湿空气物性参数,利用通道冷凝模型,采用微元法计算得到不同湿空气压力下的微通道除湿器出气口的空气湿度;所述湿空气物性参数包括进入微通道除湿器2的湿空气压力、湿空气温度和湿空气湿度; 步骤205,得到湿空气压力与空气湿度之间的对应关系; 所述步骤204具体包括: 将微通道除湿器的微通道进行微分,将步骤203得到的液滴生长过程总的传热通量和质量通量作为初始状态空气经过第一段微通道段的传热通量和质量通量,给定进入微通道除湿器2的湿空气压力、湿空气温度和湿空气湿度,利用式21~式23计算得到第1段微通道段出口空气的焓值、含湿量和温度;利用式13~式20计算得到第2段微通道段的传热通量和质量通量,利用式21~式23计算得到第2段微通道段出口空气的焓值、含湿量和温度,依次计算得到每一段微通道段的传热通量和质量通量,以及出口空气的焓值、含湿量和温度;湿空气湿度和湿空气温度不变,重新给定进入微通道除湿器2的湿空气压力,依次计算得到每一段微通道段的传热通量和质量通量,以及出口空气的焓值、含湿量和温度;从而得到不同湿空气压力下的微通道除湿器出气口的空气湿度。
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