余热驱动的溶液除湿空调系统特性研究

溶液除湿空调系统采用吸湿溶液作为工作介质,通过溶液与空气直接接触的方式进行热质交换,该系统是解决建筑环境湿度处理,实现温湿度独立控制的重要措施之一,由于避免了传统空调系统的冷热抵消,温湿度独立控制系统具有较高的节能效果。溶液除湿空调系统由新风机、再生器、溶液罐三个重要设备组成,分别研究各自的工作特性及变工况下系统的控制策略,有助于提高系统性能,并指导该系统在实际工程中的应用。 首先,论文作者建立了溶液除湿系统中新风机、再生器、溶液罐的数学模型,并通过实验数据验证其正确性,作为论文的主要研究手段。 其次,通过模型模拟分析,研究在室外变工况下,新风机和再生器可采取的调节手段,比较各调节手段的优劣势。进而模拟分析系统联合运行时,以系统COP、风机/水泵电耗、蓄能量等方面比较各调节手段,在不同热源下,确定溶液除湿空调系统夏季运行时的控制策略。 最后,根据系统研究确定的调节手段,以北京地区典型办公楼为例分析了不同热源对系统蓄能的影响。以城市热网为热源时,在某一热源温度下,再生器容量与浓溶液罐体积成反比关系,但随热源温度升高,再生器容量和溶液罐体积都减小。提出了在实际工程设计中,再生器与浓溶液罐容量的设计方法,并给出了不同形式的新风机所构成的溶液除湿空调系统中再生器和溶液罐的推荐设计值作为参考。以BCHP系统废热为热源时,研究了建筑电负荷、新风除湿负荷与建筑显热负荷是否匹配的问题。讨论了系统浓溶液罐体积及系统内燃发电机的运行时间受内燃机容量、烟气废热可提供给再生器的热量等因素影响的变化关系,最后给出BCHP系统与溶液除湿空调系统联合运行的设计方法,作为指导实际工程的依据。 论文通过模拟研究,提出了溶液除湿空调系统夏季联合运行时的控制策略并根据不同热源提出系统蓄能方案,研究结果可作为实际系统选型和运行调节的参考依据,具有较大的意义。