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夏季潮湿地区不同THIC空调系统综合COP对比分析.doc

夏季潮湿地区不同THIC空调系统综合COP对比分析

王梅迪
2019-05-12 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《夏季潮湿地区不同THIC空调系统综合COP对比分析doc》,可适用于综合领域

夏季潮湿地区不同THIC空调系统综合COP对比分析摘要:以温湿度独立控制空调系统作为研究对象,建立了不同形式温湿度独立控制空调系统模型通过一实际工程对各系统的COP进行分析、计算,揭示了不同温湿度独立控制系统自身的性能和地区差异通过对比发现,在室外空气含湿量相对较小的地区应优先考虑热泵转轮除湿系统,对于室外含湿量相对较大的地区适合选择溶液除湿系统和冷凝除湿系统关键词:空调夏季潮湿地区温湿度独立控制COP中图分类号:TU文献标识码:A文章编号:()Abstract:Takingtemperatureandhumidityindependentcontrolairconditioningsystemastheresearchproject,differentmodelsofthesystemhavebeenestablishedThroughanalysisandcalculationofeachsystem'sCOPofapracticalengineeringproject,itrevealsthedifferencesinperformanceandregionaldifferencesoftheindependentcontrolsystemitselfBycomparison,theheatpumpwheeldehumidificationsystemshouldbeconsideredfirst,wheretheoutdoorairhumidityratioisrelativelysmallOntheotherhand,theliquiddesiccantdehumidificationsystemandcondensatesystemmaybebetterwheretheratioisrelativelylargeKeywords:airconditioninghumidregionsinsummerseasontemperatureandhumidityindependentcontrolCOP温湿度独立控制空调系统(TemperatureandHumidityIndependentControlAirConditioningSystem,简称THIC空调系统)采用温度与湿度两套独立的空调子系统,分别控制、调节室内的温度与湿度,从而避免了常规空调系统中热湿联合处理所带来的损失,所采取的新风处理形式包括转轮除湿、溶液除湿、冷凝除湿等但是目前关于THIC系统COP的分析主要集中对某单一系统的研究,而同一地区不同形式的THIC系统COP以及不同地区同一形式的THIC系统COP均存在相当大的不同~,研究不同情况下不同温湿度独立控制系统的综合COP特性,对指导空调系统选择和设计有着重要意义本文根据国内不同地区室外气象参数的不同,结合各种THIC系统的处理过程研究了不同处理过程的能耗以及综合COP基本参数信息气候条件我国幅员辽阔,各地气候存在着显著差异,依据室外气象条件可分为潮湿地区和干燥地区在干燥地区,室外空气比较干燥,空气处理过程的核心任务是对空气的降温处理过程,而在潮湿地区,需要对新风除湿之后才能送入室内,空气处理过程的核心任务是对新风的除湿处理过程表为我国主要城市所处气候分区本次研究主要选取潮湿地区的北京、上海、长沙、广州、哈尔滨、海口、成都,各城市室外气象参数见表新风送风量和送风参数的确定以某高级办公楼为例,空调面积为m,负荷指标为Wm(房间显热负荷),因计算干球温度相差不大,为讨论简便忽略通过围护结构传入负荷的差异人员密度为人m,人员散湿量为g(人h),办公建筑的新风量取m(人h),室内设计参数N:焓值、温度、含湿量和相对湿度分别为kJkg,℃,gkg和新风送风湿度求解公式:空气处理过程见图图中O点为新风的处理状态点,F为干式风机盘管送风点,S为房间送风状态点,各状态点根据规范规定的送风温差、房间的显热潜热负荷确定计算得新风焓值hO为kJkg,送风状态点S温度、含湿量、焓值分别为℃,gkg和kJkg干式风机盘管送风参数F的温度、含湿量、焓值分别为℃,gkg和kJkg总送风量、干式风机盘管送风量、新风送风量分别为kgs,kgs,kgsTHIC模型的建立转轮除湿系统热回收式单级转轮除湿系统带全热回收的单级转轮除湿新风机组处理流程如图所示带全热回收的单级转轮除湿新风机组处理过程在焓湿图上表示如图所示新风W先经过全热回收装置与回风进行热回收,取全热回收器的显热回收效率为,潜热回收效率为,根据换热公式可以得到热回收后W′点的状态冷水机组制冷量的计算:热回收式双级转轮除湿系统带全热回收的双级转轮除湿新风机组流程如图所示新风热回收后W′点、再生空气状态点M和M′点的求解方法和热回收式单级转轮除湿一致热泵式单级转轮除湿系统热泵式单级转轮除湿新风机组流程如图所示热泵式单级转轮除湿新风处理焓湿图和图一致新风热回收后W′点、再生空气状态点M点的求解方法和热回收式单级转轮除湿一致该过程中风冷热泵最大再生能力为℃,再生温度高于℃部分仍采用电加热再生热泵式双级转轮除湿系统热泵式双级转轮除湿新风机组流程如图所示热泵式双级转轮除湿新风处理焓湿图和图一致热泵式双级转轮除湿处理过程的计算方法和热泵式单级转轮除湿的计算方法相同,在这里就不再赘述溶液除湿系统热泵式单级溶液除湿系统热泵式单级溶液除湿新风机组流程如图所示热泵式单级溶液除湿新风机组处理过程在焓湿图上表示如图所示新风W和回风N进行热回收,热回收后新风A在右边喷淋模块中和被蒸发器冷却的溶液进行热湿交换,溶液被稀释且温度升高,新风A被降温除湿达到送风状态点O,左边喷淋模块中的溶液被冷凝器加热后,在喷淋单元内完成溶液的浓缩再生过程,被稀释的和被浓缩的溶液经过换热器换热后通过溶液管相连,通过溶液管中溶液的流动完成蒸发器侧和冷凝器侧溶液的循环,以维持两端的浓度差热泵系统制冷量计算:热泵式双级溶液除湿系统热泵式双级溶液除湿新风机组流程如图所示热泵式双级溶液除湿新风机组处理过程在焓湿图上表示如图所示两级除湿溶液采用不同浓度,浓度高的溶液无需承担较多的排热量,浓度低的溶液排出冷凝热的能力较强热泵系统制冷量计算:冷凝除湿系统室内排风再热送风式冷凝除湿机组流程如图所示室内排风再热送风式冷凝除湿机组处理过程在焓湿图上表示如图所示除湿处理后的新风L与室内回风N之间进行显热热回收,实现对新风的再热处理回风经过与除湿处理后的新风之间的显热回收后温度降低,之后再进入全热回收装置与新风进行全热交换,对新风进行预冷预冷后的新风W′经过低温冷水盘管处理降温除湿处理到L点低温冷水机组制冷量计算:系统能耗及系统效率计算方法本文计算结果采用COP的形式表示,计算过程中风冷热泵COP取,低温冷水机组COP取,高温冷水机组COP取冷冻水输送系数和冷却水输送系数取取值符合《冷水机能效限定值及能源效率等级》要求计算结果热回收式转轮除湿系统采用电加热再生空气,低温冷水机组对除湿后新风进行降温处理,包括一级转轮除湿和双级转轮除湿系统热泵式转轮除湿利用热泵对除湿后新风进行降温以及加热再生空气,热泵能提供的最高再生温度为℃,高于℃部分采用电加热再生空气溶液除湿新风系统的核心部件是溶液式全热回收装置,新风和室内回收先在溶液式全热回收装置中进行热湿交换,然后再通过溶液式全热回收装置进行新风的降温除湿以及溶液的再生,除湿再生过程中所需的冷热量由热泵机组提供各系统COP(含室内显热、潜热和新风负荷)见表THIC空调系统COP对比分析各个城市不同温湿度独立控制系统COP和含湿量关系见图对于转轮除湿系统,达到相同室内状态参数时热泵式机组的COP明显高于单纯采用电再生的转轮除湿系统,说明电加热再生是一种不可取的再生方式采用热泵冷凝热再生转轮时,单级转轮的COP小于双级转轮,此时虽然双级转轮的再生热量大于单级转轮,但双级转轮的再生温度在℃左右,能够很好的利用热泵的冷凝热对于溶液除湿系统,同一个地区单级溶液除湿系统和双级溶液除湿系统的COP相差很小但实际情况中双级溶液除湿中浓度低的一级排除冷凝热的能力比较强,有利于降低冷凝温度,而浓度较高的一级不用承担过多的排热量,也就不会提高冷凝温度冷凝温度降低,整个系统的COP将有所提高对于室外空气含湿量较低的地区如北京和哈尔滨,采用热泵式转轮除湿系统能获得较高的系统能效比对于上海、长沙、广州、海口、成都等室外空气含湿量较高的地区,则采用溶液除湿系统、冷凝除湿系统能获得较高的系统能效比室外空气含湿量越高的地区越适合采用冷凝除湿系统从图还可以看出,溶液除湿THIC系统COP值其地区差异性不大结论本文根据种不同形式的THIC系统的处理过程,结合不同城市的夏季室外状态参数,根据处理过程得出了不同室外状态参数下我国潮湿地区采用不同形式THIC系统的综合COP通过研究分析可以得出以下结论)对于室外含湿量相对较小的地区如北京、哈尔滨,在进行温湿度独立控制系统设计时,可优先考虑选择热泵转轮除湿系统对于室外含湿量相对较大的地区如长沙、广州,适合选择溶液除湿系统和冷凝除湿系统)由于再生热对系统综合COP有很大的影响应使用余热、废热等低品位能源作为再生热源)本次计算过程中没有考虑变工况下机组COP和除湿器性能的变化以及风机的能耗,计算结果存有一定的局限性,可供温湿度独立控制系统的技术研究、工程设计参考对于实际工况下各系统的COP,有待以后进一步研究参考文献刘晓华温湿度独立控制空调系统M版北京:中国建筑工业出版社,:JAINS,BANSALPKPerformanceanalysisofliquiddesicanddehumidificationsystemsJInternationalJournalofRefrigeration,,():NARAYANANR,SAMANWY,WHITESD,etalComparativestudyofdifferentdesiccantwheeldesignsJAppliedThermalEngineering,,():LUOYimo,YANGHangxing,LULinLiquiddesiccantdehumidifier:DevelopmentofanewperformancepredicationmodelbasedonCFDJInternationalJournalofHeatandMassTransfer,,():马宏权,龙惟定高温高湿地区温湿度独立控制系统应用分析J暖通空调,,():刘栓强,江亿,刘晓华,等热泵驱动的双级溶液调湿新风机组原理及性能测试J暖通空调,,():杨自力,连之伟基于理想除湿效率的液体除湿空调系统性能影响因素分析J上海交通大学学报,,():杨昌智,陈丹排风热回收系统的经济性分析J湖南大学学报:自然科学版,,():GB民用建筑供暖通风与空气调节设计规范S北京:中国建筑工业出版社,:GB公共建筑节能设计标准S北京:中国建筑工业出版社,:刘云祥排风热回收系统应用的探讨J暖通空调,():黄蓉温湿度独立控制系统在长沙地区的应用研究D长沙:湖南大学土木工程学院,:GB冷水机能效限定值及能源效率等级S北京:中国建筑工业出版社,:刘栓强热泵式溶液调湿空气处理装置的研究D北京:清华大学建筑学院,:

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