运行压力对新夏季空调系统性能的影响

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1、运行压力对新夏季空调系统性能的影响摘要：对夏季蒸汽空调系统在不同压力下的性能进行了研究，把结果与大气蒸汽的夏季空调系统相比较，并且提出一种夏季空调系统，这种系统改变了传统夏季蒸汽空调的运转。对这个被提出的在不同压力下的系统性能进行了定量的研究，还对传统系统和改造系统的性能进行了比较。结果发现压力变化严重影响着传统蒸汽系统的效率，而压力变化对改造系统来说却略有改变。式中：h—焓（kJ/kg）p—压力（Pa）—水蒸气全压（Pa）—干球温度时饱和水蒸气压力（Pa）W—湿度比（g/kg）—气体常数（J/kg.K

2、）T—温度（K）—干球温度（K）—露点温度（K）—湿球温度（K）v—比容（）希腊字母Ø—相对湿度1介绍在文献[1-10]里叙述了不同的夏季空调系统，下面是其中的几个例子：1.8共8页第页户外干热条件下的夏季空调系统：如图1所示，这个系统由降温（1-2）和等焓加湿（2-3）这两个过程组成。这个系统被用于干热户外条件。这个系统的设备布置和工况变化过程见图1所示。2.加热、加湿户外条件的夏季空调系统：见图2，这个系统包括显冷却和潜冷却相结合的过程（1-2）组成。以便把空气输送到低湿度的设计环境，冷却盘管会把温

3、度降低到低于室内设计环境的湿度。结果，空气需被微热处理（2-3）来把它的干球温度送到室内所需的设计温度。这个系统需要的设备布置和工况变化过程如图2所示。3.混合式夏季空调系统：见图3，这个系统包括混合过程（3-4）和显冷却过程（4-5）。设备布置和工况变化过程见图3所示。4.带除湿机的夏季空调系统：当室外是热湿环境时，在冷却盘管的表面上会有蒸汽冷凝的可能。结果，当盘管表面温度低于0℃时有可能在冷却盘管上结霜。为了避免在冷却盘管性能的减少，在空气经过空调房间之前需要安装一个除霜系统，空气也需要再加热。这增

4、加了压缩机功率成本，制冷系统也变的更复杂，更昂贵。为了避免除霜问题，在进行冷却过程（2-3）之前插入了一个绝热的除湿机（1-2），如图4。此图表示了在这个系统中的设备和工况变化过程。8共8页第页(5)夏季蒸发冷却空调系统：如图5所示，这个系统由一个独立的过程组成，这个过程是等焓蒸发冷却过程（1-2）。这个系统适用于加热、干燥室外设计条件。由于没有制冷机组和压缩机所需的电力消耗，所以这个系统的原始成本和运行成本非常低，设备布置和工况变化过程如图5所示。由于它的原始成本和运行成本低，这个蒸发冷却系统很受人们

5、的关注，尤其在加热和干燥室外条件方面。这个优点已经激发我们做出一个被改造的蒸发冷却系统。这个被改造的蒸发冷却系统改善了传统蒸发冷却的热性能，只是成本略有所增，见图5。2分析如图6所示，上面提出的被改造的蒸发冷却系统由如下几个过程组成：1、绝热干燥过程（1-2）：在这个过程中，吸收或吸附材料被用于除去空气中的水分。常见的吸收物质有和，常用吸附性材料有硅酸。应该说明的是那些吸收物质能通过室外的干热空气来使之受热而再生。2、通过热交换器显冷过程（2-3）：在这个过程中，是通过进入换热器与室外空气交换热量来使经

6、除湿的空气达到与室外接近的温度（在工况1处）。另外，通过与室外空气混合来使经干燥空气的温度降低至接近室外空气的温度。还有一个办法就是，8共8页第页经除湿的热空气可以与经处理的低于室外温度的空气换热，结果，工况3的干球温度会比工况1的干球温度低。3、加湿过程（3-4）：在3-4过程中，把周围环境的水喷射入经干燥的空气中，使之达到室内设计条件，从以上的描述中明显的看出，经改造后的系统与传统的蒸汽系统不同，改造系统包括第一个干燥过程2-3，这个干燥过程是在热交换器中进行的而没有制冷系统。干燥过程的结果是，干空

7、气能够携带更多的喷淋水；由于从携带喷淋水的干空气中吸收了更多的潜热，所以可以获得更低的温度。传统的蒸发冷却系统由过程3-4组成。如图6所示，在传统过程中，如果对空气直接加湿，在过程1-5中，能达到，然后系统产生工况5，这比经改造的系统所产生的干球温度还要高，见图6。在此值得一提的是，经改造的蒸发系统的耗费比传统的蒸发系统的耗费稍微高些，因为增湿器和换热器会带来附加费用。诸如吸收剂和吸附剂这样的物质价格不贵而且能够被再循环使用。例如，像硅石这样的吸附剂通过利用室外的干热空气使之干燥而被再次循环使用。相对来

8、说在过程当中所使用的热交换器价格并不高，而且能够被一个既简单又直接的混合过程所替代，这个混合过程是从加湿器出来的相对热空气与来自于周围环境的相对冷空气混合的程。3数学分析为了研究被介绍的改造蒸汽系统的改良之处，我们做了定量的使用，并介绍一个描述改造系统的数学模型。下面是描述全过程特性的方程式：（1）（2）(3)(4)（5）(6)8共8页第页(7)(8)公式（1-8）包含10个未知数，有，，W，Ø，，，h，v和。这表明在每个步骤中，如果给出两