广州大学土木工程学院学生课外学术科技作品申报书

广州大学土木工程学院学生课外学术科技作品申报书

            项目名称：基于物理-化学双效吸附的太阳能空气清净除湿窗帘

            申报人姓名：

            所在单位：土木工程学院

            申请时间：20xx年3月30日

       类别：

三、科技发明制作

一、项目目标及研究内容摘要：

项目目标：针对室内高湿环境，获得一种基于物理-化学双效吸附作用的太阳能空气清净除湿窗帘，对室内空气进行净化和除湿，并利用太阳能驱动除湿和再生循环，获得节能环保型空气清净除湿产品。

研究内容概要：

湿度逐渐成为改善室内环境舒适性的一项重要指标。传统空调系统多采用电驱动冷却除湿方式，需要消耗大量的冷量来冷却空气，造成极大的冷量浪费和电能消耗，同时制冷剂会造成环境破坏。因此，对于新型除湿技术和产品的开发成为一项重要课题。吸附除湿是利用固体吸附剂对空气中水蒸汽的吸附作用进行除湿，吸湿后的吸附剂通过加热再生。由于固体吸附剂再生温度要求低，可利用太阳能等低品位热源进行加热再生，是一种绿色节能除湿方式。

针对传统电驱动冷却除湿方式带来的冷量浪费、电能消耗及环境破坏，本项目拟研发一种基于物理-化学双效吸附作用的太阳能空气清净及除湿窗帘，该窗帘由物理-化学复合吸湿芯层和微纳米滤网构成。其中，吸湿芯层填充复合吸附材料，利用物理吸附剂的结构稳定性及化学吸附剂的强力吸附性能，对室内空气进行除湿；微纳米滤网具有大量微纳米尺度孔隙，可过滤净化空气中悬浮颗粒；吸湿芯层和微纳米滤网组合成窗帘形式，能有效利用太阳能进行加热再生。当室内需要空气清净及除湿时，窗帘悬挂在室内；当窗帘吸湿饱和后，通过辅助转轴把窗帘转到室外，利用太阳能（或微波辅助）加热使吸附剂再生，如此重复利用，可进行室内空气的清净和除湿，具有明显的节能和环保效益。
 
研究目的：
 
 
（1）    针对室内高湿环境条件，研发一种基于物理-化学双效吸附的太阳能空气清净除湿窗帘示范装置，可对室内空气进行净化和除湿；

（2）    针对传统电驱动冷却除湿方式带来的冷量浪费、电能消耗及环境破坏，本项目以太阳能为主要能源进行除湿和再生，提供一种节能环保的除湿方式和产品。
 
研究意义：
 

（1）    本项目研发的空气清净除湿产品装置针对高湿环境条件下房间除湿和空气净化，可提高室内空气质量，改善居住环境舒适性；

（2）    基于物理-化学双效吸附作用，使除湿窗帘具有高除湿能力，而且再生温度低，可利用太阳能驱动吸湿再生循环，具有节能和环保效益；

立论根据：
 
 
（1）    湿度逐渐成为改善室内环境舒适性的一项重要指标。传统除湿系统多采用电驱动冷却除湿方式，需要消耗大量的冷量来冷却空气，造成极大的冷量浪费和电能消耗，同时制冷剂会造成环境破坏。因此，对于新型除湿技术和产品的开发成为一项重要课题。吸附除湿是利用固体吸附剂对空气中水蒸汽的吸附作用进行除湿，吸湿后的吸附剂通过加热再生。由于固体吸附剂再生温度要求地，可利用太阳能等低品位热源进行加热，是一种绿色节能除湿方式。

（2）    本项目拟研发一种基于物理-化学双效吸附作用的太阳能空气清净及除湿窗帘，利用物理吸附剂的结构稳定性及化学吸附剂的强力吸附性能，对室内空气进行除湿，当吸湿饱和后利用太阳能加热再生，可进行实现室内空气的清净和除湿，无机械部件，无噪音，不使用制冷剂，具有明显的节能环保效益。
 

项目的创新之：
 

（1）    把太阳能作为能源驱动室内除湿再生循环，相对于传统的电冷却除湿机，具有一定的特色和节能环保效益；

（2）基于物理-化学双效吸附作用，采用复合吸附材料进行吸附除湿本项目的创新之处。一方面利用了物理吸附剂的结构稳定性，另一方面利用了化学吸附剂的强力吸附作用，相对于普通的硅胶、分子筛等干燥剂，本项目复合除湿材料和产品具有稳定高效的特点。

三、研究内容、技术路线及进度安排
 
研究内容：

（1）    研究物理-化学双效吸附材料的吸湿性能以及微纳米滤膜对空气悬浮颗粒的过滤和净化性能；

（2）    研究利用太阳能（或微波辅助）对吸湿材料的再生过程；

（3）    研究空气清净除湿窗帘的结构设计和性能优化。

技术路线：
 

（1）    选择结构稳定的物理吸附剂和具有强力吸附能力的化学剂，制备高性能物理-化学双效吸湿材料，实验测试其吸附性能；

（2）    对空气中悬浮颗粒尺寸进行文献调研，选择合适的微纳米滤膜；

（3）    针对典型气候和建筑参数，计算室内空气含湿量和湿负荷、吸湿材料用量；根据太阳能光照数据，计算所需的太阳能强度和时间，如太阳能资源不足，考虑微波辅助再生方式的使用；

（4）    进行空气清净除湿窗帘结构设计，并进行加工和装配；

（5）    针对典型的除湿房间，对加工所得空气清净除湿窗帘的除湿和空气净化性能进行实验测试，根据实验结果进行结构改进和性能优化。

研究成果的形式：

（1）    一种太阳能空气清净及除湿窗帘装置。

（2）    研究报告。

项目验收指标及内容：

（1）    设计方案及研究报告。

（2）    太阳能空气清净及除湿窗帘装置。

五、指导老师意见

传统电驱动冷却除湿方式冷量浪费严重、耗电高，而且制冷机对环境有破坏。该项目采用吸附除湿方式，基于物理-化学双效吸附作用，利用太阳能驱动除湿再生循环，具有较好的节能和环保效益。

项目有一定的创新之处，研究内容合理，方案可行，同意申报，并愿意提供相应指导，保证项目方案实施。