转轮除湿空调系统性能研究

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1、转轮除湿空调系统性能研究摘要：主要研究了转轮除湿空调系统的性能。结果表明：利用冷凝器放出来的热量加热再生空气，从而满足转轮再生需求；利用蒸发器处理空气降温，满足送风要求；新风与室内回风按20%混合，再生风温度为36°C,在不同工况下，经过冷凝器后温度可升高到70°C左右，能满足转轮再生要求；同时经过蒸发器后，被处理空气的温度最低可以到17°C,能满足送风要求；不同室外温度下，屮高温热泵基本都能满足送风温度及再生负荷耍求。关键词：除湿转轮；热泵；匹配性能；性能系数中图分类号：TU83文献标识码：A文章编号：16749944(2013)0

2、80276041引言除湿转轮空调系统是将转轮的除湿性能与常规空调的冷却功能相结合实现对空气温湿度联合控制的新型空调系统。这种空调系统的优点在于热湿处理的控制精度较高，可用太阳能、冷凝器废热、低压蒸汽等低品位的热源满足转轮的再生负荷。与此同时，经过硅胶转轮处理过的空气具有较好的净化能力，冇助于提高室内空气詁质。固体转轮除湿因其结构简单、占地面积小、除湿换热性能好和易制得低露点空气等特点而被广泛应用于生活生产中。这种全新空调系统节能环保，卫生健康，值得研究推广。转轮的再生能耗是转轮系统运行的主要能耗，目前转轮的再生能耗主要通过直接加热、废

3、热、太阳能加辅助热源以及系统回收热量等。太阳能不稳定，受天气影响比较大，成本相对比较高。一般都需要辅助热源才能完成转轮再生需求。利用废热一般受到地域和时间的限制，并且达不到转轮的再生温度要求，只能对转轮再牛空气起到预热的作用。在夏季，空调系统的冷凝废热直接排到大气中白白浪费掉了，能不能把这些废热收集起来用于加热转轮再生风呢？随着冷凝温度的升高，蒸发温度会升高。机组运行的效率也会降低。硅胶转轮的再生温度一般需要60°C左右。对于普通制冷剂，冷凝温度很难到达这个水平。胡晓微［1］等人研究了仅仅依靠冷凝废热能否满足转轮的再牛温度需要。研究表

4、明当蒸发器环境温度为（45±0.2°C）时冷凝器进风温度为（27±0・2°C）时,灌注R142b的空气源热泵最高可产生79±2°C的热风，完全能满足转轮的再生温度要求。本文在此基础上研究了热泵机组的综合效能，利用冷凝废热满足转轮再生能耗需求的同时，经过蒸发处理后的空气完全能满足送风需求。2实验系统介绍系统的工作流程包括除湿和再生两部分。除湿流程是指室外新风（状态点W）和室内回风（状态点N）混合后（状态点C）,通过除湿转轮进行吸附除湿处理，除湿后处理空气（状态点A）的温度升高，再经热泵蒸发器处理到送风状态点0,这一过程被称为除湿流程;再

5、生流程是指室外新风（状态点W）经热泵冷凝器加热到要求的再生温度（状态点E）,再流过除湿转轮对吸附剂进行再生，再生侧出口空气状态点为Fo2.1试验工质的选择转轮的再生温度一般要60°C以上，普通制冷剂如R22很难在此工况下正常运行。被处理的空气经过转轮除湿后温升10°C左右，要想经过蒸发器后满足室内送风温度26°C的要求蒸发温度应该在20°C左右甚至更低。什么样的制冷剂才能满足这样的要求呢？本试验选用的制冷剂是北洋4#[4],该制冷剂山天津大学张于峰教授研制，符合本试验丁况。2.2转轮热泵匹配性能研究的实验工况设计本实验比较了在转轮再生

6、风量一定的情况下不同再生风量时，热泵机组的性能。在处理工况和再生风量一定的情况下，热泵机组的性能。处理风湿度变化时，热泵机组的性能，如表1所示。5结论(1)在不考虑湿负荷的情况下，标准工况36°C时，图8不同处理风湿度时的功耗热泵提供的制冷制热量均能满足送风及再生温度的要求，热泵系统能耗较低，满足转轮热泵耦合运行的匹配性要求。(2)随室外空气温度升高，蒸发器出口风温升高，当室外空气温度高达近40°C时，蒸发器的出口空气温度仅高于送风温度约1°C,基本能满足送风温度要求，而相应冷凝器出口风温升高与再生温度升高的要求相匹配。(3)热泵子系

7、统的性能系数随室外空气温度的升高而降低，处理风量和再生量一定时，压缩机的功耗随着处理风湿度的降低而降低。参考文献：[1]张于峰，胡晓微，苗哲生，等.高温热泵在除湿转轮空调系统中的性能[J]•化工学报，2009,60(9)：2177-2180.[1]张舸.硅胶转轮的空气净化能力研究[D]・天津:天津大学,2007.[2]张于峰，郝红，周过兵，等.转轮与中高温热泵耦合空调系统可行性研究[J]・沈阳建筑大学学报，2008,24(4)：675-678.[3]董丽萍，张于峰，张彦所,等.北洋2#制冷剂循环性能试验研究[J].低温与超导，2013

8、(1).[4]DharPL,SinghSK.Studiesonsoliddesiccantbasedhybridair-conditionin£systems[J]・AppliedThermalEngineering,2