转轮与冷却除湿组合式空调系统变工况稳态性能模拟分析 .docx

工程建筑学相关资料ENGINEERING ARCHITECTURE RELATED INFORMATION 工程建筑学相关资料 ENGINEERING ARCHITECTURE RELATED INFORMATION PAGE PAGE 1 转轮与冷却除湿组合式空调系统变工况稳态性能模拟分析  简介： 本文分析了转轮与冷却除湿组合式空调系统的特性，对与冷却除湿空调系统进行了比较，建立了转轮与冷却除湿组合式空调系统的数学模型，对其进行了变工况稳态性能模拟，得出相关性能曲线，为该系统的进一步研究及优化运行提供参考。关键字：冷却除湿空调 模拟分析 转轮空调 1 前言　　用以表征空气中含水量的湿度和温度一样，在我们的生活环境中是无时不在的。它不但影响人们的生活环境，而且对物质的保存和工业生产中某些加工工艺过程，以及在低湿条件下运行的仪器仪表，都有密切影响。特别是在一些湿度要求严格的厂房和仓库，以及锂电池生产，聚酯切片，防腐，防潮等对空气有低湿要求的场合，更需要有低湿度的空调环境保证。　　目前，空气除湿主要有四种方法，即通风除湿、冷却除湿、液体吸湿剂除湿和固体吸附剂除湿。在空调除湿工程中，冷却除湿和固体吸附除湿是主要手段。冷却除湿在一般条件下除湿效果好，性能稳定且能耗较低，目前应用比较广泛。但对低湿要求的空气处理过程，势必使蒸发器表面温度降得很低，当表面温度低于零度，冷却盘管容易结霜，除湿能力下降，能耗增加，甚至于无法正常工作，很不经济。而应用固态吸附原理的转轮式除湿机，不受露点影响，且除湿量大，特别适用于低温低湿条件下应用，但由于再生耗热量大，使这类除湿机能耗偏高。　　转轮除湿与冷却除湿各有所长，如果能优化组合，互补所短，将会更好的发挥其效能。目前，国内外已经有学者关注这种转轮除湿与冷却除湿相结合的组合式除湿空调系统，有的转轮除湿机的生产厂家已进行了这种改进，如DST公司的DE型转轮除湿机。但是如何使它的结构更趋合理，运行更加经济，还需要进行不断的研究与改进。2 转轮与冷却组合式除湿空调系统及其特性2.1 转轮与冷却组合式除湿空调系统　　转轮与冷却组合式除湿空调系统，就是将具有冷热交换的冷却除湿循环系统与转轮除湿相结合，利用制冷系统的吸热除湿进行前期除湿，而利用转轮除湿机进行深度除湿，同时利用冷凝器的放热来加热再生空气。　　图1所示为转轮与冷却组合式除湿空调系统简图。图2为该除湿系统在焓－湿图中空气除湿过程，状态1的混合空气进入冷却除湿机，经蒸发器1降温减湿至状态点2，然后进入转轮除湿机绝热（等焓）去湿至3状态，温度高于除湿机入口的干燥热空气，由蒸发器2等湿冷却至送风状态4。在再生空气侧，一定数量的室外空气W，首先经冷却除湿机的冷凝器预热至状态点5，回收冷却循环系统除湿和降温过程所排出的热量，然后进入再生加热器加热至所需的再生温度，再生转轮固体吸湿剂后排放到大气中。2.2 转轮和冷却组合式除湿空调系统与冷却除湿空调系统的比较　　冷却除湿在一定的范围内除湿效果好，且性能稳定，但当要求湿度较低时，蒸发温度很低，除湿能力下降，此时选用转轮与冷却组合式除湿空调系统，可以达到很好的效果。　　如图2所示，某空调房间要求的室内空气状态为N，根据热湿比ε线，求得所要求的送风状态点为4。如果采用冷却除湿空调系统，则状态1的空气需要经蒸发器冷却除湿至点2’，然后经冷凝器加热至4点送出；如果采用组合式除湿空调系统，状态1的空气先冷却除湿至状态点2，然后经转轮除湿至点3，再等湿降温至4点送出。从图上可以看出，2点干球温度远远高于2’点，即组合式空调系统中的冷却除湿蒸发温度高于冷却除湿机中的蒸发温度，当4点所对应的露点温度低于0℃时，采用冷却除湿空调系统容易使蒸发器表面结霜，而组合式空调系统却不受露点温度限制，可以根据需要选择合适的蒸发温度，避免了由于蒸发温度降低而引起的种种不利情况，所以，当送风状态的露点温度低于0℃时，采用转轮与冷却组合式空调系统比单一的冷却除湿系统要优越的多。2.3 转轮与冷却组合式除湿空调系统特性 　　1、冷却除湿作为前期除湿，突出了冷却除湿机高露点工况下能耗低且冷却盘管不易结霜的优点。　　2、用转轮除湿进行深度除湿，突出了转轮除湿机低温低湿条件下，不受露点限制且除湿量大的优点。　　3、用冷却除湿循环系统冷凝器放热来加热再生空气，充分利用系统内部热能，克服了转轮除湿机再生耗热量大的缺点，最终达到节能目的。　　4、可以利用太阳能、工业废热等低温热源作为再生加热热源，减轻了对电力的依赖，并节约了大量的能源。3 转轮与冷却组合式除湿空调系统数学模型的建立　　我们知道，通过实验来研究除湿机的性能，不失为一研究的方法。但由于影响性能的因素较多，这项工作不仅费时，费力，而且受客观条件的限制，使得有些实验无法进