太阳能两级转轮除湿空调系统性能研究

【摘要】：在社会持续发展的同时,人们对生活环境的空气品质要求也越来越高,对于室内空调既要适宜的送风温度和湿度,又要保证足够多的新风量,如此势必会增加空调系统的能耗。太阳能转轮除湿空调系统将固体干燥剂除湿和蒸发冷却相结合,实现了对处理空气温度和湿度的独立调节,能够精准地控制送风的温度和湿度;且利用可再生能源-太阳能和自然工质-水分别作为系统的再生热源和制冷剂,对环境友好无污染。本文利用现有试验台对太阳能两级转轮除湿空调系统的性能开展了实验研究。实验中的转轮采用一种新型复合干燥剂材料,所需再生温度较低。通过分析影响空调系统性能指标的运行参数,确定采用7因素3水平的正交实验来研究处理空气入口温度、再生温度等7个主要运行参数对系统性能的影响。对送风温度、除湿量、制冷量等5个评价指标的计算结果进行极差和方差分析,得出各运行参数在实验工况条件下对它们的影响权重和最佳取值组合,以及送风温度、除湿量、制冷量等随处理空气入口温度和相对湿度等的变化趋势;并对系统全回风模式下的运行进行测试实验,分析了其在传统运行模式下的制冷能力;建立系统的仿真模型,将模拟计算结果与实验结果比较,并在更加宽泛的工况参数范围中模拟计算系统的送风温度。总结实验和理论研究成果得出以下结论:(1)处理空气入口温度对太阳能两级转轮除湿空调系统性能的综合影响最大,处理温度越高,系统的送风温度、制冷量、除湿量、热力制冷性能系数和电力制冷性能系数就越大;处理空气入口相对湿度提高,系统的送风温度和除湿量均增大,而制冷量和电力制冷性能系数先减小后增大,热力制冷性能系数先增大后基本不变;处理风量增大,系统的制冷量、除湿量和电力制冷性能系数均减小,送风温度增大,而热力制冷性能系数先增大后减小。(2)再生温度在65℃左右时系统送风温度最低;如果光照充足,不考虑热力制冷性能系数,那么再生风量取最大值1350m3/h可使空调系统性能最佳。(3)转轮Ⅰ转速在较小的取值下有利于提高空调系统整体性能;而转轮Ⅱ转速适宜取最大值8r/h。(4)全回风运行中送风温度能够达到20-22℃,制冷量和电力制冷性能系数分别能够维持在8k W和0.9左右;室内温度可以降低至27.1℃,但温度降低速度较常规空调慢。 【关键词】：太阳能 转轮除湿 性能分析 送风温度
【学位授予单位】：天津商业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB657.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 研究背景及意义9-14
• 1.1.1 臭氧层破坏和全球变暖问题9-10
• 1.1.2 湿度控制的意义和方法10-12
• 1.1.3 空调系统的节能12
• 1.1.4 太阳能在制冷空调中的应用12-14
• 1.2 转轮除湿技术简介14-17
• 1.2.1 转轮除湿的基本原理14-15
• 1.2.2 转轮除湿材料的研究进展15-16
• 1.2.3 转轮除湿空调的特点16-17
• 1.3 太阳能转轮除湿空调系统国内外的发展历程17-19
• 1.4 本课题研究的主要内容19-20
• 1.5 本章小结20-21
• 第二章 太阳能两级转轮除湿空调系统介绍21-33
• 2.1 实验台系统基本原理21-22
• 2.2 试验台运行方式与主要设备22-28
• 2.2.1 风系统22-25
• 2.2.2 冷热水循环系统25-28
• 2.2.3 辅助热泵系统28
• 2.3 测量与控制系统28-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 太阳能两级转轮除湿空调系统的实验研究33-50
• 3.1 实验目的33
• 3.2 评价指标33-34
• 3.3 太阳能集热器集热性能实验34-37
• 3.3.1 热管式真空管太阳能集热器35-36
• 3.3.2 蓄热式真空管太阳能集热器36-37
• 3.4 太阳能转轮除湿空调性能实验37-46
• 3.4.1 实验工况的选取37
• 3.4.2 运行方案设计37-38
• 3.4.3 实验结果与分析38-46
• 3.5 系统全回风运行测试实验46-48
• 3.6 本章小结48-50
• 第四章 太阳能两级转轮除湿空调系统的理论研究50-59
• 4.1 表冷器的数学模型50-51
• 4.2 除湿转轮的数学模型51-53
• 4.3 直接蒸发冷却器的数学模型53-55
• 4.4 系统模型的验证55
• 4.5 数值计算结果与分析55-58
• 4.5.1 处理空气入口温度对送风温度的影响56
• 4.5.2 处理空气入口相对湿度对送风温度的影响56-57
• 4.5.3 再生空气入口温度对送风温度的影响57-58
• 4.6 本章小结58-59
• 第五章 结论及展望59-61
• 5.1 结论59-60
• 5.2 展望60-61
• 参考文献61-66
• 发表论文及参加科研情况说明66-67
• 致谢67-68

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