基于地源热泵毛细管辐射空调新风系统特性研究

《基于地源热泵毛细管辐射空调新风系统特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第1章绪论1．1课题研究背景随着我国经济的快速发展，人们对工作、居住环境的舒适度要求也越来越高，用于改善生活环境品质的能源消耗量也相应增加。据统计，在建筑物能耗中，暖通空调(HVAC)系统的年能耗占建筑物总能耗的40．60％。毋庸置疑，舒适和节能成为暖通空调领域发展的主题。1．1．1传统空调系统存在的问题(1)温湿度联合处理的损失在空调系统中，显热负荷(排热)约占总负荷的50％～70％，而潜热负荷(排湿)约占总负荷的50％～30％【lJ。传统空调方式都是通过空气冷却器对空气进行行冷却和除湿，再将处理过的空气送入室内，实现排热排湿的目的。这样，本可以用15～18℃高温冷

2、源带走的显热部分负荷却与除湿共用5～7℃的低温冷源处理，造成能源品味的浪费。并且，经过表冷器除湿后的空气，虽然湿度满足要求，但有些场合温度过低(此时相对湿度约为90％)，只好对空气进行再热处理，使之达到送风温度的要求。这就造成了能源的进一步浪费。(2)难以适应温湿度比的变化冷却除湿方式对空气进行处理时，其处理的显热与潜热比的与建筑物实际的热湿比不匹配。对于这种情况，往往是牺牲对湿度的控制，通过满足室内温度的要求来妥协。这就会造成室内的相对湿度过低或过高的现象。这样，要解决空气处理的热湿比与室内热湿负荷相匹配的问题，就必须寻找新的除湿方式。(3)对室内空气品质的影响传统

3、空调系统通过表冷器对空气进行降温除湿，导致表冷器表面潮湿甚至产生积水。致病微生物就会粘附在冷表面上。冷表面高湿的特点会滋生和繁殖大量的病原微生物，并将其随空调风系统送入房间。这是传统空调系统引起健康问题的主要原因。(4)输送能耗传统空调系统需要输配系统带走余热、余湿、C02、气味等。据统计，风机、水泵消耗了整个系统的40％．70％的电耗。采用不同的输配方式、不同的输配介质，输配系统的效率存在明显的差异。在常规中央空调系统中，多采用全空气系统形式。所有的冷量全部用空气来传送，导致输配效率很低。空调的广泛需求、人居环境健康的需要和能源系统平衡的要求，对目前空调第1章绪论方

4、式提出了挑战。针对以上问题，一种更加舒适、节能、健康的空调系统——温湿度独立控制系统越来越受到人们的青睐。1．1．2地源热泵毛细管辐射空调及其新风系统地源热泵辐射空调是温湿度独立控制系统的诸多形式之一。地源热泵技术作为一项可再生能源应用技术，具有节能性和环保性的优势，越来越受到广泛的应用。以毛细管承担室内显热负荷，配合其他除湿手段是温湿度独立控制系统中较为典型的末端构成方式。由于毛细管不存在运动部件，且仅承担房间内的显热负荷，所以避免了传统风机盘管运行噪声大、湿工况卫生条件差等问题。基于地源热泵和辐射空调的特点，将地源热泵与辐射空调结合，将有利于提高新一代空调系统的舒

5、适性和节能性。地源热泵毛细管辐射空调系统是由独立的新风系统承担房问内的潜热负荷，铺设在墙壁或顶板上的毛细管承担室内的显热负荷。避免了传统空调温湿度耦合处理带来能耗损失大，解决显热用能品味高等问题。新风系统是辐射空调系统最为重要的组成部分。良好的新风系统是辐射空调正常运行的关键。新风如果达不到设计的除湿要求，则会引起室内结露，从而会造成辐射表面潮湿甚至出现积水，对人们的工作和生活造成不利影响。新风的处理方式分多种，如冷却除湿、溶液除湿、转轮除湿等。不同新风处理方式，其传热传质过程、新风处理能耗、空调系统设计和运行方案也不尽相同。特别对应用在低能耗建筑中的辐射空调而言，新

6、风的能耗将是辐射空调系统中的很大一部分。同时对地源热泵系统而言，采用不同的新风处理方式，对地埋管的热平衡有着重大的影响。因此，如何降低新风能耗及辐射空调如何更好地结合地源热泵系统将是此类空调系统研究的重点。本文将研究新风的处理方式、能耗及不同新风处理方式对地热平衡的影响。1．2课题提出及意义通过本课题的研究，将分析辐射空调新风量的确定及新风处理方法，分析不同新风处理方式的特点、适用范围和能耗情况。得到针对不同新风处理方式，对岩土体热平衡的影响。从而为设计此类系统提供参考。同时针对冷却除湿新风机组中排风热回收模块进行试验研究，判断其热回收效率与排风热回收对热泵系统的影响

7、。第1章绪论1．3国内外研究现状1．3．1辐射空调国内外研究现状(1)国内研究现状清华大学江亿院士研究了安装方式、水温工况、水系统参数和空气参数对毛细管辐射空调供冷能力的影响。结果表明：室内空气温度28℃比26℃条件下毛细管供冷能力提高了20‰30％【21。天津大学高攀等人通过流体力学计算软件对辐射空调的速度场和温度场分布进行研究。通过对比不同换热形式，得到了采用辐射空调系统室内温度分布更均匀，舒适度更好【3J。吉林大学葛风华教授根据人体热舒适性方程，分析了空气温度变化和综合温度变化对人体舒适性影响的区别。研究显示：在保证相同的舒适度下，综合温度变化