本文關(guān)鍵詞：基于低品位熱源再生溶液除濕方式的空調(diào)系統(tǒng)研究　出處：《江蘇大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：暖通空調(diào)系統(tǒng)的舒適性和能耗問題日益受到重視,對(duì)傳統(tǒng)冷凍除濕空調(diào)系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)為了除濕需要將空氣處理到露點(diǎn)狀態(tài),既增加了壓縮機(jī)的耗功,又降低了空氣的舒適度,不能完全適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的要求。目前以濕度控制為突破口,國內(nèi)外研究者提出了一些新的空氣調(diào)節(jié)方式和系統(tǒng)。 本文從傳質(zhì)動(dòng)力角度利用理論和實(shí)驗(yàn)手段研究了LiCl溶液除濕和再生過程。試驗(yàn)測(cè)試了傳統(tǒng)冷凍除濕空調(diào)機(jī)組的變工況運(yùn)行特性。在上述理論分析和試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了低品位熱源再生的小型溶液除濕復(fù)合空調(diào)系統(tǒng),并分析了系統(tǒng)能耗情況。 從理論角度,基于溶液除濕過程傳質(zhì)動(dòng)力的分析,依據(jù)LiCl溶液和濕空氣的物性參數(shù)關(guān)系,編程計(jì)算了等溫除濕過程的平衡曲線。在假設(shè)水蒸氣凝結(jié)潛熱全部進(jìn)入溶液中的條件下,計(jì)算了溶液溫升平衡曲線。以溶液和空氣進(jìn)口溫度為25℃、30℃和35℃為例,將溫升平衡曲線和與之對(duì)應(yīng)的等溫除濕平衡曲線比較發(fā)現(xiàn),兩者差距隨溶液濃度降低而減小,而且進(jìn)口溫度越高,兩者差距越明顯。 開展了LiCl溶液除濕試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：凝結(jié)熱主要引起溶液溫升；除濕量隨空氣流量增加而增加,并非隨溶液流量單調(diào)增加；當(dāng)滿足空氣和溶液充分接觸條件時(shí),除濕效率隨空氣流量增加而降低；除濕效率隨溶液流量的變化類似于除濕量隨溶液流量的變化特點(diǎn)。通過兩種高度的填料的除濕性能比較發(fā)現(xiàn),除濕量隨填料高度增加而增大,但總?cè)莘e傳質(zhì)系數(shù)減小。說明除濕過程同傳熱過程類似,存在入口段效應(yīng)。 LiCl溶液再生試驗(yàn)結(jié)果表明,再生效果隨溶液質(zhì)量濃度增加而下降。再生量隨溶液進(jìn)口溫度上升而增加,當(dāng)溶液進(jìn)口溫度低于50℃時(shí),再生效果較差。 為進(jìn)行復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)熱泵機(jī)組變工況條件下的能效分析,試驗(yàn)研究了傳統(tǒng)冷凍除濕空調(diào)機(jī)組變工況運(yùn)行性能并獲得機(jī)組能效比隨蒸發(fā)溫度和冷凝溫度變化的修正系數(shù)。試驗(yàn)表明,室內(nèi)環(huán)境參數(shù)對(duì)制冷量和除濕量有明顯的影響。對(duì)于一定溫濕度環(huán)境,單位除濕量耗功與循環(huán)風(fēng)量呈二次曲線關(guān)系,具有極小值。濕度越大,該極值越小,而且向大風(fēng)量偏移。 基于熱濕獨(dú)立控制原理和上述理論分析和試驗(yàn)研究結(jié)果,提出了二次回風(fēng)兩級(jí)溶液除濕方案,設(shè)計(jì)了低品位熱源再生的小型溶液除濕復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)。復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)以保證出風(fēng)參數(shù)優(yōu)先,同時(shí)滿足溶液再生溫度和最大需熱量要求。為此,設(shè)計(jì)使用了兩臺(tái)小熱泵機(jī)組提供17℃高溫冷水用于冷卻空氣和溶液,同時(shí)通過調(diào)節(jié)冷凍水流量分配實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)綜合能效比的最大化。 最后,以上海地區(qū)一三層別墅為例,分別建立了獨(dú)立風(fēng)冷熱泵空調(diào)系統(tǒng)、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)的能耗分析模型。以夏季7、8兩月最大負(fù)荷作為機(jī)組選擇依據(jù),以除濕率基本相等為基礎(chǔ),分析比較了三類空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行期間的送風(fēng)參數(shù)、除濕性能、機(jī)組能耗等。結(jié)果表明,復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)以小溫差大風(fēng)量形式送風(fēng),在保證出風(fēng)溫度的條件下,出風(fēng)相對(duì)濕度降低,可以改善室內(nèi)舒適度。在溶液除濕部分再生器溶液進(jìn)口溫度按照52℃,換熱器效能按0.7設(shè)計(jì)時(shí),復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)勢(shì)并不明顯。當(dāng)換熱器效能提高至0.8時(shí),綜合能效比平均提高0.22,有一定的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。
[Abstract]:Comfort and energy consumption of HVAC system has received increasing attention, a new challenge to the traditional refrigeration dehumidification air conditioning system. The traditional air conditioning system for dehumidifying air treatment will need to dew point state, which not only increase the compressor power consumption and reduces the air comfort, can not fully meet the requirements of today's society on the air conditioning system. At present, the humidity control as a breakthrough, the domestic and foreign researchers put forward some new ways and the air conditioning system.
This paper from the perspective of dynamic mass transfer by theoretical and experimental methods to study the LiCl solution dehumidification and regeneration process. Test the changing working conditions of traditional refrigeration dehumidification air conditioning unit. Based on the theoretical analysis and experimental results, the design of small liquid desiccant air-conditioning system of regeneration of low grade heat source, and analyzes the system energy consumption.
From the angle of theory, analysis of dynamic transfer solution dehumidification process based on LiCl, according to the relationship between the solution and the physical parameters of wet air, programming to calculate the equilibrium curve of isothermal dehumidification process. Under the assumption that the water vapor condensation all go into solution under the condition of ascending temperature calculation. The equilibrium curve solution in solution and air inlet temperature 25 degrees, 30 degrees and 35 degrees as an example, the temperature rise of the equilibrium curve and the corresponding isothermal dehumidification equilibrium curve comparison, the difference decreases with the solution concentration decreased, and the inlet temperature is higher, the gap is more obvious.
Experiment was conducted to study the liquid desiccant LiCl. The experimental results show that the condensation heat is mainly caused by the solution temperature rise; dehumidification capacity increases with the increase of air flow rate increased, with the increase of the flow rate of solution is not monotone; when the air and solution of contact conditions, dehumidification efficiency decreases with the increase of air flow rate; dehumidification efficiency varies with the flow rate of solution is similar to the the dehumidification changes with the characteristics of solution flow. Through the dehumidifying performance of two kinds of the packing height comparison found that the dehumidification with the filling height increases, but the total volumetric mass transfer coefficient decreases. Simultaneous thermal process of dehumidification process is similar, there are entrance effect.
The results of LiCl solution regeneration test showed that the regeneration effect decreased with the increase of solution concentration. The amount of regeneration increased with the increase of inlet temperature. When the inlet temperature of solution was below 50 C, the regeneration effect was poor.
Analysis of heat pump air-conditioning system under the condition of energy efficiency, testing the traditional refrigeration dehumidification air conditioning unit operation performance and energy efficiency ratio correction coefficient with the variation of evaporation temperature and condensation temperature. The results show that the indoor environment parameters have obvious effects on the refrigerating and dehumidifying capacity for temperature and humidity. The environment, power consumption is two units of the dehumidification curve relation with circulating air, has the minimal value. The extreme humidity is bigger, smaller, and large volume to offset.
Heat and humidity independent control principle and the theoretical analysis and experimental results based on the proposed two return two solution dehumidification scheme, design of small liquid desiccant air conditioning system of recycled composite low grade heat source. The air-conditioning system to ensure air parameters satisfy the requirements of priority, and the maximum heat solution regeneration temperature. Therefore, design the use of two sets of small heat pump unit provides 17 degrees high temperature cold water for cooling air and solution, at the same time by maximizing the adjustment of chilled water flow allocation system of comprehensive energy efficiency.
Finally, the 13 storey villa in Shanghai as an example, the independent air cooled heat pump system are established respectively, ground source heat pump air-conditioning system. Energy consumption analysis model of hybrid air conditioning system with maximum load in the 7,8 as a unit selection according to two months, dehumidification rate substantially equal as the basis, analysis and comparison of wind parameters, send three kinds of air conditioning system during the operation of the dehumidifying performance, the energy consumption of the unit. The results show that the hybrid air conditioning system with small temperature air in large volume form, ensure the air temperature under the condition of air relative humidity decreases, can improve the indoor comfort. In the part of liquid desiccant regenerator according to the inlet solution temperature of 52 DEG C, the heat exchanger efficiency by 0.7 the design, energy-saving advantages of hybrid air conditioning system is not obvious. When the heat exchanger efficiency increased to 0.8, the comprehensive energy efficiency ratio of the average increase of 0.22, energy-saving advantage.

【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU831

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