太阳能驱动的转轮干燥冷却空调系统节能潜力研究

【摘要】：实现能源环境可持续发展，减少建筑能耗，是我国当前节能减排的主要任务之一。建筑节能必须依靠新的节能技术与节能装备。因此，研究和开发新的空调方式，探讨利用新的可再生能源来实现建筑空气调节，具有重要的研究意义。 本文将干燥转轮除湿技术与传统冷凝除湿技术相结合，提出一种新的复合式空调系统，为了减少这种复合系统的再生能耗，将太阳能热水系统用于转轮再生，以提高系统的能源节约率。本文在详细分析系统各部件工作原理的基础上，建立了各部件的数学模型，利用建立的数学模型，编写了系统仿真程序。通过搭建的实验装置，实验测试了系统的主要部件的性能参数，并将这些参数用于系统仿真。通过系统仿真，详细分析了分别以电能和太阳能作为再生能源时的系统能源节约率，得出了系统在全国主要城市使用的能源节约潜力。并以能源节约率作为评价指标，优化了各地的最佳再生温度。本文的研究可得出以下结论： (1)将转轮干燥冷却技术与冷凝除湿技术相结合，可有效解决南方高湿度控制问题。 (2)新型复合空调系统在我国具有较大的能源节约潜力，尤其是以太阳能作为再生能源时，能源节约潜力更大，最高能源节约率可达30%左右。 (3)与电能作为再生能源相比，太阳能再生可提高能源节约率10～15%，复合系统与可再生能源相结合，是一种很好的可再生能源利用途径。 【关键词】：太阳能 干燥转轮 节能潜力 数学模型 系统仿真
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU831.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 课题研究的背景及意义11-15
• 1.1.1 课题研究的背景11-12
• 1.1.2 课题研究的意义12-15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.2.1 转轮干燥空调系统循环模式15-16
• 1.2.2 复合式转轮干燥空调系统16-18
• 1.3 太阳能干燥冷却空调系统18-21
• 1.4 本课题的研究内容21
• 1.5 本课题研究方法21-23
• 第二章 转轮干燥冷却空调系统原理及数学模型23-33
• 2.1 转轮干燥冷却空调系统原理23-25
• 2.2 各部件的数学模型25-28
• 2.2.1 干燥转轮25-27
• 2.2.2 显热回收转轮27
• 2.2.3 预冷盘管27
• 2.2.4 再冷盘管或加热盘管27-28
• 2.2.5 加湿器28
• 2.2.6 辅助加热器28
• 2.3 评价指标28-31
• 2.3.1 干燥冷却空调系统的能耗计算28-29
• 2.3.2 传统蒸汽压缩空调系统能耗计算29-31
• 2.3.3 节能潜力分析31
• 2.4 本章小结31-33
• 第三章 转轮干燥冷却空调系统实验研究33-43
• 3.1 实验平台搭建33-36
• 3.1.1 系统总体设计33-34
• 3.1.2 转轮干燥冷却空调系统34-35
• 3.1.3 机组设备选型35-36
• 3.2 测试仪器介绍36-38
• 3.3 夏季工况运行测试38-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 转轮干燥冷却空调系统仿真43-49
• 4.1 MATLAB 系统介绍43
• 4.2 转轮干燥冷却空调系统仿真43-48
• 4.2.1 转轮干燥冷却空调系统仿真思路44-46
• 4.2.2 仿真实例46-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第五章 太阳能驱动的转轮干燥冷却空调系统原理模型及仿真49-59
• 5.1 太阳能驱动的转轮干燥冷却空调系统原理49-51
• 5.2 平板太阳能集热器数学模型51-52
• 5.3 太阳能驱动的转轮干燥冷却空调系统仿真52-58
• 5.3.1 太阳能驱动的转轮干燥冷却空调系统52-53
• 5.3.2 TRNSYS 16 仿真53-55
• 5.3.3 仿真实例分析55-58
• 5.4 本章小结58-59
• 第六章 转轮干燥冷却系统节能潜力分析59-83
• 6.1 系统性能分析59-62
• 6.1.1 建筑气候分区59-60
• 6.1.2 系统性能比较分析60-62
• 6.2 系统能耗分析62-80
• 6.2.1 电能作为再生能源的转轮干燥冷却空调系统62-75
• 6.2.2 太阳能作为再生能源的转轮干燥冷却空调系统75-78
• 6.2.3 太阳能再生与电能再生系统节能比较78-80
• 6.3 本章小结80-83
• 第七章 结论与展望83-85
• 7.1 主要结论及创新点83-84
• 7.1.1 主要结论83-84
• 7.1.2 主要创新点84
• 7.2 研究展望84-85
• 参考文献85-89
• 致谢89-90
• 附录A（攻读学位期间发表论文目录）90-91
• 附录B（符号与标记）91-93
• 附录C（干燥转轮和显热回收转轮效率程序）93-94
• 附录D（干燥转轮出口空气的温度和含湿量计算）94-95
• 附录E（干燥转轮冷却空调系统程序）95-101
• 详细摘要101-111

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