房间空调器除湿特性与应用基础研究

发布时间：2018-04-18 01:09

本文选题：建筑节能 + 房间空调器　；参考：《华南理工大学》2015年博士论文

【摘要】：房间空调器在我国住宅建筑中得到了广泛的应用,住宅夏季空调能耗巨大,房间空调器的节能优化设计和合理高效使用是建筑节能工作的重要内容。现有房间空调器的研究工作主要集中在额定工况下能效比的提高和人的使用行为对能耗的影响研究上,对除湿特性的研究和关注度不够,当高能效比空调器主要用于房间除湿时,并不一定是高能效状态,除湿特性对空调器的实际使用能耗影响很大。本文开展了系统的房间空调器除湿特性理论和实验研究工作,论文主要包括以下内容:对房间空调器的能效比进行拆分,提出降温能效比和除湿能效比的概念,应用除湿能效比对房间空调器的除湿特性和节能特性进行评价,使房间空调器的除湿性能有了可量化的评价指标,通过焓差室实验比较了额定制冷量相同的两台房间空调器在16种不同室内工况下的制冷除湿性能,发现在额定工况下能效比高的空调器不一定在其他工况下能效比也高,除湿能效比也是房间空调器节能评价的一项重要指标。以广州和北京为例计算分析了不同气候条件对空调设计日室内热湿负荷的影响,利用住宅建筑热环境模拟软件De ST-h对不同气候区代表性城市整个空调季的逐时空调负荷进行分项计算,结果表明,全年制冷空调季中寒冷地区房间显热比以0.6~0.8为主,南方湿热地区房间显热比以0.5~0.7为主且房间显热比小于0.7的时段占95%以上,因房间显热比与现有空调器产品的设备显热比0.7~0.8相差较大,湿热地区夏季使用房间空调器时,室内相对湿度会高于设计工况下的相对湿度。以湿热地区广东省茂名市某居民住宅为实验对象进行现场实测,发现湿热地区夏季使用房间空调器时,室内湿环境不理想,室内相对湿度较高,一般在60%以上,部分时段高于70%,为获得较好舒适感而降低空调设定温度的做法,将使空调器耗电量增加,实测实验中,空调设定温度由26℃变化到25℃,耗电量上升约50%。通过对房间空调器湿工况下的理论计算和分析得到除湿量的计算公式及能效比与除湿能效比的关系式,分析了蒸发温度、冷凝温度和设计进口空气参数等对空调器除湿特性的影响规律,指出采用升高蒸发温度来提高能效比会造成除湿能效比的降低。分析计算表明,南方湿热地区室内侧空气状态规定值以26℃DB/20℃WB取代现有的27℃DB/19℃WB,设计工况将更接近实际使用工况且空调器的设计可以具有更小的显热比和更高的能效比。利用翅片管式换热器性能模拟计算软件EVAP-COND对除湿工况下房间空调器蒸发器的工作情况进行模拟,通过多组工况的模拟结果对比分析了管径变化、风量变化、流路设计变化和进口空气参数变化对蒸发器制冷除湿特性的影响规律,得出减小管径有助于换热和除湿能力的提高,存在除湿量最大的风量值及通过流路设计改善换热器性能时,换热能力的提高和除湿能力的提高是一致的结论。在焓差实验室内对不同室内工况下房间空调器的性能进行了实验研究,得出在室内空气干球温度和相对湿度变化时,房间空调器总制冷量、显热制冷量、潜热制冷量、能效比和除湿能效比等的变化规律。针对南方地区过渡季节温度适宜但湿度很高的气候特点,设计了具有定温除湿功能的新型房间空调器,分析了该房间空调器的空气处理焓湿过程并对室内换热器进行了设计计算,结果表明,新型房间空调器可实现夏季降温除湿和潮湿季定温除湿的功能,定温除湿工况下维持22℃DB/60%RH的室内状态时,该房间空调器将比普通空调器加再热方式节能65%。本论文的研究成果能够为房间空调器国家标准及能效标准的修订以及房间空调器的产品设计与研发提供理论基础和数据参考。
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【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU834.9

【参考文献】