基于低温低湿驱动转轮除湿的蒸发冷却冷水系统研究

发布时间：2020-03-27 19:34

【摘要】：转轮除湿空调系统可实现温湿度的独立控制,从而使系统可利用低品位热能驱动除湿,高温冷源降温冷却,能很好解决传统冷却除湿法由于热湿联合处理所带来的能源浪费、舒适性差、除湿量小及冷凝水析出造成的霉菌滋生问题。然而,再生温度高、除湿温升及热损失大,使得传统转轮除湿空调系统对低品位热能及高温冷源利用不便,因此节能优势难以体现。针对上述问题,本文研究具体如下:实验研究了预冷型转轮除湿空调系统,结果表明:在相同工况下,增加预冷措施,预冷型转轮除湿空调系统的制冷量、除湿量及热力性能系数分别高于常规转轮除湿空调系统144.4%、35.4%和136.4%。通过热力学理论分析,获得预冷、热回收及降低再生空气含湿量三种节能措施的节能效果,在此基础上,提出了低温低湿驱动双转轮除湿空调系统,该系统有效综合了预冷、热回收及降低再生空气含湿量三种节能措施。采用(?)分析的能耗比较方法验证了系统的节能性,结果表明:相比常规转轮除湿空调系统,低温低湿驱动双转轮除湿空调系统的(?)损失减小了52.7%,(?)效率为7.3%,(?)效率提高了 114.7%。进一步研究了处理空气进口参数、辅助空气加热器出口再生温度、空气加热器出口再生温度、供水温度、供水流量和预冷流量占比对该系统性能的影响。提出将低温低湿驱动双转轮除湿系统与蒸发冷却耦合的基于低温低湿驱动转轮除湿的蒸发冷却冷水系统,建立了系统各部件的数学模型,利用MATLAB软件进行编程,并对系统数学模型求解,结果表明:在西安典型夏季工况下,当系统再生温度取70℃时,系统的出水温度为17.5℃,低于环境空气的露点温度22.5℃,湿球效率可达189.2%,制冷量为25.1 kW。最后研究了处理空气进口参数、辅助空气加热器出口再生温度、空气加热器出口再生温度、回水温度、回水流量和表冷流量占比对该系统的性能影响。
【图文】：

转轮除湿,再生温度,空调系统,温升

常规转轮除湿空调系统的缺点，针对缺点提出相应的改造方法，并提出更新型的转轮除湿空调系统，为验证新型系统的节能性，对该系统建立分析数学模型，并与常规系统进行分析比较。3.1 系统的理论分析3.1.1 常规转轮除湿空调系统的缺点常规转轮除湿空调系统如图 3.1 所示，空气处理过程如焓湿图 3.2 所示。空气处理侧为：热湿的环境状态点 1 经除湿转轮除湿区升温减湿（近似等焓）到状态点 2，由于吸附热的产生，使状态点 2 的温度较高，后经空气冷却器干工况冷却到满足送风要求的状态点 3。空气再生侧为：环境空气 4 经空气加热器加热到满足除湿要求的再生空气 5，送入除湿转轮的再生区，使再生区的干燥剂脱附水份，恢复除湿能力，近似等焓增湿到状态点 6。经再生空气干燥后的干燥剂随除湿转轮缓慢转动下，进入除湿区，对较湿的处理空气进行吸附，之后由于干燥剂水份增多，除湿能力下降，趋于饱和，接着再次进入再生区，如此周而复始，使除湿过程得以保持。

再生温度,热力性能,系数,除湿量

仅为 0.3%；系统送风含湿量 d3的降幅比上节的 48.6%要更小，为 23.5%。从中可知，，空气加热器出口再生温度 t14相比辅助空气加热器出口再生温度 t11对系统的影响要弱一些。因此，建议系统的再生空气温度在控制上要先满足再生温度 t11，后满足再生温度 t14。从图 4.16 中可以看出，随着再生温度 t14的升高，系统的除湿量 MCR 和系统制冷量Qc均有提高，增幅分别为 10.3%和 7.1%。由于再生温度 t11的升高对系统出口送风温度t3的影响不大（t3增幅仅为 0.3%），因此系统的制冷量 Qc的主要贡献都来源于系统的除湿量 MCR，因此系统制冷量的变化趋势与除湿量的趋势相似。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU831

【参考文献】