新型溶液除湿型热泵空调系统热力分析

发布时间：2020-06-21 17:09

【摘要】：近年来,溶液除湿型空调的相关研究引起了越来越多的关注。相对于传统空调器利用冷凝进行除湿,溶液除湿型空调通过耦合一个除湿溶液循环来独立承担室内空气的湿负荷,而制冷循环用以消除室内的热负荷。通过这样可以实现对室内空气温湿度的有效独立控制,并且不同于常规空调系统,新系统能够在较高温度下对空气进行除湿,避免了冷凝水的生成。除此之外,由于除湿溶液循环承担了系统的湿负荷,系统的蒸发温度能够提高到空气露点温度以上,使得压缩机的能耗有了显著的降低,系统的能效有明显的提高。基于相关领域已有的研究,为了更好的调节家用环境空气的温湿度,本文提出了一种使用压缩机排气热量(夏季:排气热为无用热量,冬季:排气热量可用,冬季牺牲一定制热能力实现加湿功能)驱动除湿溶液循环的新型复合系统,该系统由制冷循环和除湿溶液循环组成,由于系统无需耦合其他循环进行热量交换,新系统的体积相对略有增加,主要应用于小型家用空间中。本文的具体主要工作包括:通过理论热力计算对系统在不同除湿溶液质量浓度和溶液进口喷淋温度下进行热质交换分析;在焓差实验室中搭建实验台,在实验的基础上,对系统在冬夏季工况下的运行能力进行分析,并与常规空调的运行进行比对。热力理论计算结果表明,相比传统空调器,新系统的蒸发温度能提升至15℃,且系统的压缩机功耗约降低22.64%。且计算分析显示系统的COP最大可提高至4.0,升高幅度约为35.3%。基于理论热力计算,实验分别对系统处于夏季和冬季两种工况进行测试,结果表明系统除湿和加湿能力有明显的增加,且夏季工况下,系统的制冷量和COP都高于原系统,而具有很大的应用前景。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU831
【图文】：

湿膜,材料,塑料

这也有效的降低了流体阻力。目前几种常用填料的结构参表 1 常见填料结构参数类型尺寸比表面积（23m / m）空隙率（33m / m）材质环 Φ25 325 0.87 塑料心球 Φ38 257 0.897 塑料环 Φ50 146 0.927 塑料赛代克） 70*90 396 0.95 纸质用的填料材料为赛代克规整填料，其在溶液除湿系统中广泛原料，不易被腐蚀，其有较强的溶水性，材料内含缓释型抑进行除菌，并有很好的自我清洗能力。而经过波纹板状交叉结构，使得其空隙率较高，拥有较大的比表面积，能够极大，具有无毒、耐腐蚀等优点。

系统原理图,溶液,蒸气压力,表面水

华中科技大学硕士学位论文2.2.2 新型溶液除湿空调系统常用的除湿溶液一般都是卤代盐溶液，其表面水蒸气压力主要由溶液的温度和质量浓度所决定。由易晓勤[16]总结的常用溶液除湿剂的性质研究一文所提到，溶液的温度越低浓度越大，其表面水蒸气压力越小。而除湿过程是一个繁杂的传热传质过程，而空气和溶液表面之间的水蒸气压力差是驱动水蒸气传质过程的重要推动力当温度较低、质量浓度较高时，除湿溶液的表面蒸气压远低于空气侧。所以在压力差的作用下，空气中的水蒸气易向溶液表面移动，并溶解于溶液中，使空气得到干燥。吸纳了一定的水蒸气后，溶液被稀释，其除湿效果有了明显的下落，因此使溶液的质量浓度得到上升是必须的。而当溶液表面水蒸气压力高于空气时，水份极易从溶液运动到空气中，使空气被加湿，溶液被浓缩。在溶液循环中，通过对溶液的加热或冷却处理，使除湿溶液可以被循环使用，从而对空气的湿度进行控制调节。

【参考文献】