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基于溶液除湿的蒸发冷却新风系统的特性研究

周君明  
【摘要】:基于溶液除湿的蒸发冷却新风系统是一种既环保又节能的空调系统。它不使用常规的制冷剂,可利用余热、废热等低品位能源作为驱动力,这能有效地避免氟利昂类制冷剂对环境的破坏以及降低建筑中的空调能耗。鉴于溶液除湿蒸发冷却新风系统的经济效益以及社会效益,该系统有望替代传统的空调型式。研究基于溶液除湿的蒸发冷却新风系统的工作特性,有助于提高对系统的认识以及优化系统的控制参数,对系统的实际操作过程有较大的指导意义。本文针对该新风系统开展了以下主要研究内容:首先介绍了基于溶液除湿的蒸发冷却新风系统的研究背景,分别阐述了溶液除湿和蒸发冷却的基本原理。并在前人的研究成果上建立了空气、氯化锂溶液、水等工质的热物性参数数学模型,以及除湿器/再生器、换热器、直接蒸发冷却器等主要功能部件的数学模型。其次介绍夏热冬冷地区6种不同型式的基于溶液除湿的蒸发冷却新风系统,分析比较这几种不同型式系统的再生器溶液出口浓度、送风参数以及系统的热力系数,并在不同热湿城市的室外设计参数下进行验证,提出了适合热湿地区应用的溶液除湿蒸发冷却新风系统,这为实际的系统型式选择提供参考依据。然后利用MATLAB/Simulink仿真平台建立基于溶液除湿的蒸发冷却新风系统的仿真模型,并对模型进行了验证。通过仿真模型模拟,确定了各部件NTUm的优选范围,并得出系统各种影响参数的优选范围,研究的结果可指导系统的运行操作。最后基于热力学第二定律,对基于溶液除湿的蒸发冷却新风系统进行(火用)分析,分析了各影响因数对系统(火用)以及各部件(火用)损失的影响。结果表明,对系统(火用)效率、系统获得冷量(火用)影响较大的参数是热水温度、气液比、大气相对湿度,其次是热水流量,并指出系统中薄弱环节,为系统以后更进一步的优化研究指明方向。本文对基于溶液除湿的蒸发冷却新风系统的特性进行了研究,研究的结果对提高系统的性能以及系统的优化具有指导意义。


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