新型一体式除湿热泵空调循环夏季工况实验研究
发布时间：2020-09-30 20:54
传统热泵空调采用压缩式制冷循环,需要采用冷凝除湿来处理潜热负荷,能效较低,且容易造成室内空气污染。为了提高能效,增强除湿能力,近年来的研究结合热泵系统和除湿系统提出了温湿度独立控制空调系统,虽然增强了系统除湿能力,提高了系统能效,但是此类系统成本较高且系统复杂。基于表面涂覆吸附剂的除湿换热器,本文针对一种新型的一体式除湿热泵空调循环进行研究,此新型循环不仅解决了传统热泵空调冷凝除湿造成的能效低和空气污染问题,还克服了近年来衍生出的温湿度独立控制系统过于复杂的问题。通过建立实验测试台,本文首先测试了此新型循环在典型夏季工况下性能,测试了新型一体式除湿热泵空调循环系统在典型夏季工况下的送风含湿量、除湿量、送风温度以及COP,测试结果显示,新型一体式除湿热泵空调循环系统在满足送风要求和冷量的前提下,系统COP可以达到6.3。其次,本文还对关键运行参数的影响进行分析,采用控制变量法,改变新风温度、新风含湿量、回风温度和回风含湿量四个关键工况参数,探究工况的变化对系统性能的影响。测试结果显示,新风温度的变化会影响送风温度,回风风温度的变化会影响送风温度和系统COP,新回风含湿量的变化会影响送风温度、送风含湿量、除湿量以及COP。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU834.9
【部分图文】：
N.A.Pennington[2]第一次提出使用涂覆了除湿材料的除湿转轮来处理空气中的潜热负荷，但是这个循环处理显热负荷的方式采用的是蒸发冷却器，不能很好地控制送风温度。之后 Munter[3]用蒸汽压缩式热泵系统代替了pennington 循环中的蒸发冷却器，送风温度被控制在了可接受范围内。20 世纪 80年代之后，转轮技术逐渐成熟，越来越多的学者开始关注这种复合式固体除湿热泵系统。Maclaine-Cross 和 Banks[4]将除湿转轮和由燃气发动机驱动的制冷机结合起来，构成了一个复合式除湿热泵系统，经过研究测试，这种复合式除湿热泵系统比传统蒸汽压缩空调能够节能 50%。在前人的研究基础上，Davanagere[5,6]将太阳能引入了除湿转轮的再生，并且对整个系统进行了模拟分析，通过分析得知，系统的 COP 会随着湿负荷增大而升高。中国的上海交通大学研究团队[7,8]也对这种复合式除湿热泵循环系统进行了研究，该转轮除湿复合空调系统流程如图 1-1 所示。在该复合式除湿热泵循环系统中，当硅胶氯化锂复合转轮的再生温
上海交通大学硕士学位论文的 COP 可以达到 5.05，整体系统可以节能约 37.5%。Jeong[9]等提出了一种四段式转轮构造的复合除湿热泵循环，该复合除湿热泵循环构造十分复杂，其示意图如图 1-2 所示，这种复合除湿热泵循环能够将热泵循环的蒸发温度提高到 15℃，从而使得复合除湿热泵循环系统的 COP 比传统热泵循环系统提高了接近一倍。
6图 1-3. 换热器分离式温湿度独立控制系统结构图Fig. 1-3 Structure of DW-asisted THIC system with divided HXs除了基于固体干燥剂对水蒸气的吸附而建立的温湿度独立控制系统外，也有很多学者致力于研究基于液体除湿剂吸收水蒸汽建立的温湿度独立控制系统。液体除湿采用的是膜式除湿器，通过具有吸水性能的溶液膜与空气进行热质交换，进而实现对被处理空气的除湿处理。基于液体除湿剂吸收水蒸汽建立的温湿度独立控制系统的起源在上世纪 80 年代，Howell 和 Peterson[11]构建了溶液除湿热泵系统，并对这种系统进行了分析。分析结果显示，相较于单独热泵系统，溶液除湿热泵系统在电能峰值需求和节能上都有很美好的前景。Dai[12]用热泵，蒸发冷却器以及溶液除湿器构建了一个复合式除湿空调系统，并进行性了建模，通
本文编号：2831383
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU834.9
【部分图文】：
N.A.Pennington[2]第一次提出使用涂覆了除湿材料的除湿转轮来处理空气中的潜热负荷，但是这个循环处理显热负荷的方式采用的是蒸发冷却器，不能很好地控制送风温度。之后 Munter[3]用蒸汽压缩式热泵系统代替了pennington 循环中的蒸发冷却器，送风温度被控制在了可接受范围内。20 世纪 80年代之后，转轮技术逐渐成熟，越来越多的学者开始关注这种复合式固体除湿热泵系统。Maclaine-Cross 和 Banks[4]将除湿转轮和由燃气发动机驱动的制冷机结合起来，构成了一个复合式除湿热泵系统，经过研究测试，这种复合式除湿热泵系统比传统蒸汽压缩空调能够节能 50%。在前人的研究基础上，Davanagere[5,6]将太阳能引入了除湿转轮的再生，并且对整个系统进行了模拟分析，通过分析得知，系统的 COP 会随着湿负荷增大而升高。中国的上海交通大学研究团队[7,8]也对这种复合式除湿热泵循环系统进行了研究，该转轮除湿复合空调系统流程如图 1-1 所示。在该复合式除湿热泵循环系统中，当硅胶氯化锂复合转轮的再生温
上海交通大学硕士学位论文的 COP 可以达到 5.05，整体系统可以节能约 37.5%。Jeong[9]等提出了一种四段式转轮构造的复合除湿热泵循环，该复合除湿热泵循环构造十分复杂，其示意图如图 1-2 所示，这种复合除湿热泵循环能够将热泵循环的蒸发温度提高到 15℃，从而使得复合除湿热泵循环系统的 COP 比传统热泵循环系统提高了接近一倍。
6图 1-3. 换热器分离式温湿度独立控制系统结构图Fig. 1-3 Structure of DW-asisted THIC system with divided HXs除了基于固体干燥剂对水蒸气的吸附而建立的温湿度独立控制系统外，也有很多学者致力于研究基于液体除湿剂吸收水蒸汽建立的温湿度独立控制系统。液体除湿采用的是膜式除湿器，通过具有吸水性能的溶液膜与空气进行热质交换，进而实现对被处理空气的除湿处理。基于液体除湿剂吸收水蒸汽建立的温湿度独立控制系统的起源在上世纪 80 年代，Howell 和 Peterson[11]构建了溶液除湿热泵系统，并对这种系统进行了分析。分析结果显示，相较于单独热泵系统，溶液除湿热泵系统在电能峰值需求和节能上都有很美好的前景。Dai[12]用热泵，蒸发冷却器以及溶液除湿器构建了一个复合式除湿空调系统，并进行性了建模，通
【参考文献】
相关期刊论文 前4条
1 江宇;黄溢;葛天舒;王如竹;;新型热湿独立控制空调系统的实验研究[J];化工学报;2014年S2期
2 涂耀东;江宇;葛天舒;王如竹;;新型固体吸附除湿空调能耗影响因素分析[J];化工学报;2014年S2期
3 江亿;我国建筑耗能状况及有效的节能途径[J];暖通空调;2005年05期
4 代彦军,王如竹;混合式除湿空调节能特性研究[J];工程热物理学报;2003年02期
本文编号：2831383
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