傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)聯(lián)合處理空調(diào)房內(nèi)熱濕負荷,采用冷卻去濕的方法實現(xiàn)對空氣的降溫與除濕處理,存在再熱損耗、熱濕比適應性差、冬季室外機結(jié)霜、系統(tǒng)能效普遍不高等諸多缺陷。針對以上缺陷,本文提出了一種熱泵預熱型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng),該系統(tǒng)耦合傳統(tǒng)熱泵系統(tǒng)和溶液系統(tǒng),解耦處理熱濕負荷。夏季利用溶液除濕技術(shù)承擔房間濕負荷,熱泵高溫冷源承擔房間冷負荷;冬季通過溶液除濕降低蒸發(fā)器入口空氣含濕量避免蒸發(fā)器結(jié)霜,通過溶液再生加濕送風避免加濕高品位能耗。同時該系統(tǒng)利用熱泵系統(tǒng)冷凝熱提供溶液再生熱源補償,夏季利用冷凝熱預熱再生空氣和再生溶液,冬季部分冷凝熱預熱再生溶液,提高能源利用率。本文針對提出的熱泵預熱型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)開展了理論與實驗研究,主要研究內(nèi)容如下:首先,基于蒸汽壓縮式熱泵系統(tǒng)和溶液除濕/再生系統(tǒng)相耦合,構(gòu)建一種熱泵預熱型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng),以解決溶液再生過程熱能有效綜合利用的問題;其次,利用搭建的熱泵預熱型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)實驗平臺對該系統(tǒng)在冬季工況下的實際運行性能進行實驗研究,分析了環(huán)境參數(shù)和溶液循環(huán)參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。結(jié)果表明,室外空氣溫濕度的提高均導致系統(tǒng)性能提升,室內(nèi)空氣溫濕度的提高均導致系統(tǒng)性能下降;溶液循環(huán)氣液比增大,系統(tǒng)性能系數(shù)先增大后減小,氣液比為1.13時,系統(tǒng)性能最佳;再生溶液預熱量增大,系統(tǒng)性能系數(shù)先增大后減小,溶液預熱量占比30%左右時,系統(tǒng)性能最佳;除濕劑流量在一定范圍內(nèi)增大,系統(tǒng)的抑霜效果更明顯;在不同新風比模式下,熱泵預熱型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)性能均優(yōu)于純熱泵系統(tǒng),具有較大的節(jié)能潛力。最后,提出了一種帶預熱的內(nèi)熱逆流填料再生裝置,基于NTU-Le模型建立帶預熱的內(nèi)熱型逆流填料再生器傳熱傳質(zhì)過程過程的數(shù)學模型,研究了空氣、溶液、內(nèi)熱源的狀態(tài)及流量等循環(huán)關(guān)鍵運行參數(shù)對再生性能的影響規(guī)律,比較了相同熱量下預熱再生模式和內(nèi)熱再生模式的性能,得到熱量用于溶液預熱和再生器內(nèi)熱源部分的最佳熱量分配比。搭建了帶預熱的內(nèi)熱型逆流填料再生器性能試驗臺,開展了預熱型內(nèi)熱逆流填料再生器再生性能的實驗研究,分析進口空氣溫度、流量,溶液進口溫度、流量,內(nèi)熱源的溫度等參數(shù)對再生性能的影響,得到了循環(huán)關(guān)鍵運行參數(shù)對再生過程再生量和再生熱效率等性能的影響曲線。結(jié)果表明,在投入相同熱量的情況下,內(nèi)熱型再生器再生性能均高于預熱型,且熱量越大,內(nèi)熱型再生器與預熱型再生器再生性能之間的差距會越來越大,內(nèi)熱型再生器具有明顯的性能優(yōu)勢;當投入熱量較少時,熱量全部用來加熱內(nèi)熱源熱水的再生方式性能較好,能量利用率較高,投入熱量增加時,存在最佳內(nèi)熱分配比使得再生量和再生熱效率出現(xiàn)最大值,且最佳內(nèi)熱分配比隨著投入熱量增大而逐漸減小,按照最佳內(nèi)熱分配比分別預熱溶液和加熱內(nèi)熱源熱水的再生方式更節(jié)能。預熱溶液再生效果優(yōu)于預熱空氣再生,溶液質(zhì)量流量對再生影響不大,可適當減少溶液質(zhì)量流量以減少空氣的攜液量,適當增加空氣流量有利于提升再生性能。本文研究結(jié)果將為溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化設計及推廣應用提供一定的理論支撐。
【學位單位】：南京師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TB657.2
【部分圖文】：

?＊ｉｉ?◎￣４￣￣??圖２－２系統(tǒng)夏季工況運行原理圖??本系統(tǒng)夏季運行原理圖如圖２－２所示。系統(tǒng)通過四通閥切換調(diào)整至夏季工況下運行，??室內(nèi)換熱器為熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器，室外換熱器為熱泵系統(tǒng)冷凝器，溶液處理器Ａ?（９）為溶??液再生器，溶液處理器Ｂ?（１４）為溶液除濕器。??制冷劑循環(huán)過程：制冷劑在蒸發(fā)器６中吸收室外空氣熱量汽化為低溫低壓制冷劑蒸??氣Ｒ１，低溫低壓的制冷劑蒸氣Ｒ１進入壓縮機５，經(jīng)壓縮成為高溫高壓制冷劑蒸氣Ｒ２，高??溫高壓的制冷劑蒸氣Ｒ２進入制冷劑－溶液熱交換器３中預熱除濕后的稀溶液Ｓ９進入冷凝??器２，在冷凝器２中將熱量釋放給空氣，用于再生。冷凝過后的制冷劑液體Ｒ４進入節(jié)流裝??置７，經(jīng)節(jié)流成為低溫低壓制冷劑氣液混合物Ｒ５，低溫低壓制冷劑氣液混合物Ｒ５重新進??入蒸發(fā)器６完成制冷劑循環(huán)。??溶液循環(huán)過程：稀溶液Ｓ９在制冷劑－溶液熱交換器中被高溫高壓制冷劑蒸氣預熱成??高溫稀溶液Ｓ１，噴淋進入溶液再生器９中，與加熱后的空氣Ａ５熱質(zhì)交換進行再生過程，??９??

??２．１．２．２冬季運行模式??系統(tǒng)冬季運行模式如圖２－３所示：??Ｓ６?［４?１?Ｒ２?Ａ??Ｒｉｒ＾ｙＯ?，?￣￣ｌ??＇?２?ｉｐ?６＾＿＾ｉ??Ｔ７??Ｓ４ｙ?Ｉ?Ｓ５?１６?‘?Ｓ８??圖２－３系統(tǒng)冬季工況運行原理圖??本系統(tǒng)冬季運行原理圖如圖２－３所示。系統(tǒng)通過切換四通閥調(diào)整至冬季工況下運行，??室內(nèi)換熱器為熱泵系統(tǒng)冷凝器，室外換熱器為熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器，溶液處理器Ａ?（９）為溶??液除濕器，溶液處理器Ｂ?（１４）為溶液再生器。??制冷劑循環(huán)過程：制冷劑在蒸發(fā)器２中吸收室外空氣熱量汽化為低溫低壓制冷劑蒸??氣Ｒ１，低溫制冷劑蒸氣Ｒ１進入壓縮機５，經(jīng)壓縮成為高溫高壓制冷劑蒸氣Ｒ２，高溫高壓??的制冷劑蒸氣Ｒ３在制冷劑－溶液熱交換器４中放出部分熱量預熱再生稀溶液Ｓ５變成Ｒ３，溫??度降低后的制冷劑蒸氣Ｒ３進入冷凝器６。制冷劑蒸氣Ｒ３在冷凝器６中放出熱量加熱室內(nèi)??１０??

分析冬季室外環(huán)境參數(shù)、溶液循環(huán)參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。??２．２．１實驗臺介紹??實驗臺整體布置和測點圖如圖２－４所示。??室外機的主要裝置有除濕器７、蒸發(fā)器１、壓縮機２、節(jié)流裝置５、軸流風機６、溶??液－溶液熱交換器１０、制冷劑－溶液熱交換器３、溶液泵９、溶液儲液箱８和１１�？諝饨�(jīng)??過除濕器７除濕過后，含濕量降低，夏季無再需通過冷卻除濕，蒸發(fā)溫度得以提高；冬??季露點溫度降低，低于蒸發(fā)器表面溫度，實現(xiàn)室外側(cè)換熱器表面不結(jié)霜，整個系統(tǒng)能夠??連續(xù)無霜運行。室外機的空氣進口、除濕前后的空氣通道及室外機的出口側(cè)均布置了溫??濕度傳感器，可實時監(jiān)測空氣溫度與濕度。蒸發(fā)器的翅片上布置熱電偶可測得蒸發(fā)器表??面的溫度，當蒸發(fā)器表面溫度低于經(jīng)過其表面的空氣的露點溫度并低于〇°Ｃ時，蒸發(fā)器??１１??
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本文編號：2863004