对转轮复合式空调系统的数值计算及能耗分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第27卷第1期太阳能学报V01．27．No．12006年1月A(TrAENERGIAESOLARISSINICAJan．．转轮复合式空调系统的数值计算及能耗分析张于峰，郝红，房磊2，张舸(1．天津大学环境学院，天津300072；2．丹麦技术大学，丹麦；3．沈阳建筑大学市政与环境工程学院，沈阳110015)摘要：主要研究了以太阳能作为再生热源的转轮除湿和蒸气压缩制冷相结合及转轮除湿、蒸气压缩和蒸发冷却相结合的2种复合式空调系统，同时对电能作为再生热源的上述空调系统进行研究，建立了系统的物理模型，并对系

2、统性能参数进行数学描述。通过与相同条件下常规蒸气压缩空调系统的比较分析，得出复合式空调系统制冷剂质量流量分别减少50．20％和66．67％；压缩系统性能系数COP分别提高了26．49％和32．16％；压缩机能耗分别节省了62．64％和76．92％。电能作为再生热源时，总负荷能耗分别节省了32．68％和42．00％；当采用太阳能作为再生热源时，总负荷能耗节省更多的能量，分别为61．86％和71．16％(认为lkW电能等价于3kW热能)。研究还发现，室内相对湿度相同，随室内设计温度的提高，复合式系统压缩机能耗明显减少，节能率呈上升趋势；相反总负荷能耗

3、的节能率呈下降趋势。干热气候条件下，系统节能较为明显：71．75％和85．96％(电能再生)。热湿气候条件下，系统节能不明显，甚至消耗更多能量，而采用太阳能时，复合式系统均具有明显节能效果。关键词：太阳能除湿转轮；复合式系统；数值模拟；压缩机能耗；总负荷能耗中图分类号：TB6文献标识码：A0前言1复合式系统的组成及工作流程在常规空调系统(VCS)中，除湿过程往往伴随着研究利用太阳能作为再生热源，将转轮复合式再热过程，这使系统性能系数下降；而转轮除湿复合空调系统与太阳能集热器相结合，构建成节能、环保式空调系统采用潜热、显热分开处理的新型运行方的新型

4、空调系统。图la和图2a分别为蒸气压缩+式，能有效的去除潜热负荷，热湿处理的控制精度转轮除湿(vc+desiccant)复合式空调系统和蒸气压高；并可利用取之不尽的太阳能及余热、低压蒸汽等缩+转轮除湿+蒸发冷却(VC+desiccant+EC)复合低品位热源来满足再生负荷，因而在能源13趋短缺式空调系统。系统的工作流程包括除湿和再生2部的今天，已受到广泛重视。分。2种系统的除湿流程相同，再生流程有所不同，国内外学者对转轮除湿复合式空调系统与常规区别在于图3中系统再生侧显热换热器之前增加了空调系统的性能进行了比较研究，认为与常规蒸气一个蒸发冷却装置

5、，从而进一步降低再生空气的温压缩制冷系统相比，复合式空调系统具有明显的节度，有利于对过程空气进行预冷。图1b和图2b分能效果：系统节能率可达到50％_l。j，电力COP将增别为2种复合式空调系统及常规蒸汽压缩系统空气加30％_3J，但系统的节能潜力与空调系统形式及气处理的温湿图。图中过程WCA。A2ON为复合式空调候条件密切有关；同时也对太阳能作为再生热源的系统的除湿流程；过程WBB2EF为VC+desiccant系转轮除湿空调系统可行性进行了研究_4J。这里作统的再生流程，过程WBB。B2EF为VC+desiccant+者以2种改进的利用太阳能

6、的转轮除湿复合式空调EC系统的再生流程；过程WCLON为常规蒸气压缩系统为例，对不同室内外环境下的能耗进行了研究系统的空气流程，w为室外空气状态点，N为室内空并进行了比较分析。气状态点。收稿日期：2004-08．25基金项目：南开大学、天津大学联合研究基金项目(TD2001011)维普资讯http://www.cqvip.com太阳能学报27卷a．系统示意图a．系统示意图咖1咖1列列钿钿温度温度b．温湿图b．温湿图DEH一转轮除湿器HX一显热换热器DEH一转轮除湿器HX一显热换热器EC一直接蒸发冷却器EVAP一蒸发器C0ND一冷凝器EVAP一蒸发

7、器C0ND一冷凝器HTR一再生加热器SC一太阳能集热器HTR一再生加热器SC一太阳能集热器HWS卜热水贮存器Au一辅助加热器HWSr_一热水贮存器AU一辅助加热器图2蒸气压缩+转轮除湿+蒸发冷却图1蒸气压缩+转轮除湿复合式空调系统不意图复合式空调系统示意图Fig．1SchematicdiagramofVCS+desiccanthybridFig．2SchematicdiagramofVC+desiccant+EChybridairconditionusingdesiccantwheelairconditionusingdesiccantwheel

8、2系统性能参数的数学描述VC+desiccant系统：tA2=tAl—ehx(tAl—tB)(4)1)转轮除湿机_6t雎=tB+ehx(