如果將干燥劑除濕與蒸汽壓縮制冷結合，可以在不增加空調系統體積并保證送風舒適性的前提下，讓普通家用空調的能效提高一倍。這是上海交通大學機械與動力工程學院制冷與低溫工程研究所王如竹教授團隊提出的創新空調設計理念。相關研究成果日前在《自然》雜志出版集團旗下的《科學報道》（Scientific Reports）上在線發表，并已申請國際國內發明專利。
傳統空調先對空氣深度冷卻除濕后再加熱的模式，能效和舒適性成為一對矛盾。而該研究則提出將一種復合干燥劑直接噴涂到傳統熱泵空調換熱器的表面，可以一邊利用干燥劑除濕，一邊利用制冷劑降溫，降低空調系統的制冷蒸發器熱負荷。而同時制冷劑的冷凝熱可用于干燥劑再生，實現部分冷凝廢熱的資源化利用；干燥劑內的水解吸可增強冷凝器空氣側的散熱能力，有利于冷凝溫度從傳統的50-55℃降至40-45℃，進一步提高空調能效和舒適性。
據介紹，團隊設計的這種復合干燥劑的奧秘在于，將吸濕鹽封裝進普通介孔干燥劑的孔隙，使溶液吸收與吸附結合，實現在30℃的溫差下吸濕與再生。這樣不僅能夠顯著提高固體干燥劑吸濕速率等吸水能力，而且可避免鹽溶液與金屬換熱器的直接接觸，規避腐蝕問題。通過合理控制復合干燥劑中的含鹽量以及運行條件，避免干燥劑吸濕過量，保證換熱器表面始終處于干燥狀態，解決鹽溶液泄露或者出風帶液的問題。另外，由于鹽溶液冰點溫度較低，冬天采暖時，有望實現無霜熱泵。同時，該團隊還開發了一套將溶液浸漬與靜電噴涂相結合的換熱器涂覆工藝，實現干燥劑涂層在換熱器的表面原位合成，降低了儲濕換熱器的生產成本及制造難度。
此外，團隊還提出“溫(wen)(wen)濕(shi)(shi)度(du)弱關聯控制(zhi)(zhi)”的(de)新穎(ying)空(kong)氣調節(jie)(jie)概念，即空(kong)調的(de)送(song)風(feng)溫(wen)(wen)度(du)和濕(shi)(shi)度(du)可(ke)以在同一個(ge)換熱器上(shang)進行獨(du)立(li)控制(zhi)(zhi)——調節(jie)(jie)蒸(zheng)發溫(wen)(wen)度(du)來(lai)(lai)控制(zhi)(zhi)送(song)風(feng)溫(wen)(wen)度(du)，調節(jie)(jie)干燥劑吸(xi)濕(shi)(shi)過程的(de)持續(xu)時(shi)間來(lai)(lai)控制(zhi)(zhi)送(song)風(feng)含濕(shi)(shi)量，這將更加靈活、高效地適(shi)應房間負荷(he)水平的(de)變化，并始(shi)終維持室內的(de)熱舒(shu)適(shi)性；而且(qie)只需一套空(kong)調系統(tong)即可(ke)處理(li)全(quan)部(bu)空(kong)調熱濕(shi)(shi)負荷(he)，與(yu)溫(wen)(wen)濕(shi)(shi)度(du)獨(du)立(li)控制(zhi)(zhi)的(de)系統(tong)相比，其(qi)體積緊湊，造價更低。
目前，團隊試制了(le)一臺干燥(zao)劑增(zeng)強型直(zhi)膨式熱泵(beng)空(kong)調(diao)(diao)器(qi)，實驗結果表明(ming)，在典型夏(xia)季空(kong)調(diao)(diao)工況下，該新型空(kong)調(diao)(diao)器(qi)的系(xi)統(tong)能(neng)(neng)效比可達6.20（根據國家標準，最環(huan)保(bao)的1級產品效能(neng)(neng)比為(wei)3.6） |
