溶液除湿与中高温热泵耦合的空调系统的再生器性能的数值模拟与实验研究
发布时间：2020-08-28 01:56
【摘要】：溶液除湿空调系统是温湿度独立控制空调系统的典型代表,它采用吸湿溶液对空气进行除湿,既节约了再热量又解决了传统空调系统的细菌滋生问题。而作为溶液除湿空调系统的核心部件,除湿器与再生器的热源问题非常关键。因此许多学者将热泵与溶液除湿系统结合组成耦合空调系统,试图解决溶液除湿空调系统的热源问题。但大部分研究都集中于常温热泵的应用,而对于中高温热泵冷凝废热的利用仍有待进一步研究。因此,本文提出溶液除湿与中高温热泵耦合的空调系统,并重点探究中高温的冷凝热对其再生器性能的影响。首先,搭建叉流再生器实验平台,对溶液和空气的出口参数变化进行实验测试,并通过所得实验结果对再生器的性能衡量标准——再生量和再生效率进行计算和分析,得出了再生器出口空气和溶液参数、再生量和再生效率随入口参数的变化规律;通过与中温热源溶液再生器的对比,得出了中高温热源溶液再生器再生效果更优的结论。其次,基于再生器中空气和溶液的传热传质机理和实际情况,应用FLUENT模拟软件建立再生器的模型,调节入口参数,对再生器内部速度分布、温度分布和溶液出口处浓度分布情况等进行模拟,得出了改变入口参数时再生器内部的温度云图和浓度出口分布曲线,并分析了温度及浓度分布特征、分布随入口参数变化情况及其形成原因;对比实验与模拟结果,验证了实验与模拟结果的准确性。最后,将溶液除湿与中高温热泵耦合空调系统的再生器性能和转轮除湿与中高温热泵耦合系统的除湿器性能进行技术经济分析,通过两种除湿/再生方法优缺点、初投资,以及入口参数对两者再生量的影响进行对比分析,得出溶液再生进出口温差略高于转轮除湿、进出口含湿量差明显高于转轮除湿、进出口温差及含湿量差变化更为稳定的结论;体现出溶液除湿空调系统利用中高温热源进行再生的优势及可行性,为以后的相关研究起到一定的参考作用。
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU834.9
【图文】：
消耗等的新要求和新挑战。全世界第一个空调系统的问世到现在已经经历了一百多制冷空调系统到现在被广泛研究的溶液除湿空调系统，进行了长期的研究与不断的改进创新。传统的空调系统进行除湿，这就使得换热器表面变得潮湿，甚至会产生生长和繁殖的良好场所，在此种条件下将除湿后的空气品质[1]。而在当今社会，空调系统要在满足人们基本需质。因此，从现有的空调系统处理方法和存在的问题出制的空调系统，这种形式的空调系统可以避免降温、再能量损失。作为温湿度独立控制空调系统的一个重要代对温湿度进行独立控制的同时，又具有对湿度的调节较热、对环境污染小等优点而引起了许多学者的关注。而是除湿/再生器，且系统中大部分能耗主要用于了除湿S 等[2]在上个世纪 80 年代研究的液体除湿空调系统。
出口空气进行处理，利用热泵的冷凝器所释放前工业上有除湿要求的中高温热泵系统也常过程当中，由于空气除湿过程可以近似的看作气温度会有较为明显的上升。这样一来，如果消耗大量的冷量。而溶液除湿这种除湿方法的度和湿度分开控制的问题，而且还省去了对传/再生热源的温度要求范围也较为广泛，显得在除湿/再生的过程中需要重点考虑的问题，能耗将空气处理到相同的送风状态点，达到理高温热泵耦合起来，可以回收和利用中高温热中高温冷凝热既不会变成废热排出而污染环境。基于这一背景，本文提出将溶液除湿与中高的冷凝热对除湿溶液再生，并着重针对其再生的技术路线如图 1-2 所示。
图 1-3 溶液除湿-再生循环装置示意图Fig.1-3 Schematic diagram of the liquid desiccant-recycling device1.2.2 溶液除湿/再生原理溶液除湿空调系统中最关键的部分是空气与溶液直接接触而进行传热传质过程的除湿器和再生器。由于除湿过程和再生过程的原理基本相同，两者互逆，因此，国内外学者对除湿过程（正过程）的研究比较多，对再生过程（逆过程）的研究相对较少[4]。除湿与再生都是空气与溶液热质交换的过程，但不同的是，两者水分的传递方向是互逆的。在除湿器的内部，浓溶液带走空气中多余的水分，溶液的浓度降低；而在再生器内部,稀溶液中的水分被空气带走,使得溶液浓度由稀变浓，从而变成满足除湿要求的浓溶液。其中空气和水分的交换过程可以具体解释为：当空气与溶液接触时，空气与溶液表面会发生热质交换，溶液和空气间温差会产生热量的交换，而水蒸气分压力差会使得水分从高压向低压区域运动。也就是说,在溶液除湿/再生的这一过程中，温差和水蒸气分压力差分别是热交换和质交换的驱动力[5]，这就是发生在除湿器/再生器中的溶液除湿/再生过程。1.2.3 溶液再生器的分类
本文编号：2806924
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU834.9
【图文】：
消耗等的新要求和新挑战。全世界第一个空调系统的问世到现在已经经历了一百多制冷空调系统到现在被广泛研究的溶液除湿空调系统，进行了长期的研究与不断的改进创新。传统的空调系统进行除湿，这就使得换热器表面变得潮湿，甚至会产生生长和繁殖的良好场所，在此种条件下将除湿后的空气品质[1]。而在当今社会，空调系统要在满足人们基本需质。因此，从现有的空调系统处理方法和存在的问题出制的空调系统，这种形式的空调系统可以避免降温、再能量损失。作为温湿度独立控制空调系统的一个重要代对温湿度进行独立控制的同时，又具有对湿度的调节较热、对环境污染小等优点而引起了许多学者的关注。而是除湿/再生器，且系统中大部分能耗主要用于了除湿S 等[2]在上个世纪 80 年代研究的液体除湿空调系统。
出口空气进行处理，利用热泵的冷凝器所释放前工业上有除湿要求的中高温热泵系统也常过程当中，由于空气除湿过程可以近似的看作气温度会有较为明显的上升。这样一来，如果消耗大量的冷量。而溶液除湿这种除湿方法的度和湿度分开控制的问题，而且还省去了对传/再生热源的温度要求范围也较为广泛，显得在除湿/再生的过程中需要重点考虑的问题，能耗将空气处理到相同的送风状态点，达到理高温热泵耦合起来，可以回收和利用中高温热中高温冷凝热既不会变成废热排出而污染环境。基于这一背景，本文提出将溶液除湿与中高的冷凝热对除湿溶液再生，并着重针对其再生的技术路线如图 1-2 所示。
图 1-3 溶液除湿-再生循环装置示意图Fig.1-3 Schematic diagram of the liquid desiccant-recycling device1.2.2 溶液除湿/再生原理溶液除湿空调系统中最关键的部分是空气与溶液直接接触而进行传热传质过程的除湿器和再生器。由于除湿过程和再生过程的原理基本相同，两者互逆，因此，国内外学者对除湿过程（正过程）的研究比较多，对再生过程（逆过程）的研究相对较少[4]。除湿与再生都是空气与溶液热质交换的过程，但不同的是，两者水分的传递方向是互逆的。在除湿器的内部，浓溶液带走空气中多余的水分，溶液的浓度降低；而在再生器内部,稀溶液中的水分被空气带走,使得溶液浓度由稀变浓，从而变成满足除湿要求的浓溶液。其中空气和水分的交换过程可以具体解释为：当空气与溶液接触时，空气与溶液表面会发生热质交换，溶液和空气间温差会产生热量的交换，而水蒸气分压力差会使得水分从高压向低压区域运动。也就是说,在溶液除湿/再生的这一过程中，温差和水蒸气分压力差分别是热交换和质交换的驱动力[5]，这就是发生在除湿器/再生器中的溶液除湿/再生过程。1.2.3 溶液再生器的分类
【引证文献】
相关硕士学位论文 前1条
1 罗良;热泵型溶液除湿新风系统优化研究[D];安徽工业大学;2019年
本文编号：2806924
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